土壤水作为地下水、地表水、大气水三者之间转化连接的关键纽带,对各种农作物和植物的生长至关重要。土壤水分运动过程深刻影响着水土流失、土壤侵蚀等环境问题的发生。前人的研究大多是根据不同的外部条件变化,通过改变或设定边界和初始条件建立相适应的模型来描述和解释土壤的水分运动过程,而没有进行土壤水分运动内部机理的研究,导致所建立的数学模型始终无法精确定量解释土壤中的水分运动过程。因此,人们开始探究土壤内部相互作用及其影响土壤水分运动的机理。近年来的研究表明,受土壤电场影响的土壤颗粒间相互作用力是土壤颗粒凝聚和分散过程的关键,决定了土壤团聚体的稳定性,而土壤团聚体稳定性又决定了土壤孔隙结构,最终影响着水分运动过程。如果相互作用力为排斥力,则团聚体分散,土壤孔隙被分散的小颗粒堵塞,不利于土壤水分运动,反之则有利于土壤水分运动。与此同时,不同金属阳离子由于极化作用和极化诱导共价作用的差异,导致屏蔽电场能力的不同,从而导致了土壤团聚体稳定性的差异,而团聚体稳定性的差异会进一步导致土壤孔隙特征的以及水分运移的差异。众所周知,PAM（Poly Acrylamide）[简称PAM,分子式（C3H5ON）n]作为一种线性大分子有机质能够通过“搭桥效应”提高团聚体的稳定性。PAM提高团聚体稳定性的方式与电场密切相关。通过提高电解质浓度或引入屏蔽电场能力强的阳离子,可以降低土壤电场强度和排斥力的作用距离与大小,使PAM分子链足以形成“搭桥效应”,从而增强颗粒间的范德华吸引力,提高团聚体的稳定性。实际上,除了具有范德华吸引力外,PAM因含有部分酰胺基而带少量正电,在同性排斥作用下,PAM分子呈伸展状,并且可以与带负电荷的土壤颗粒相吸引,也具有吸引力。显然,这些相互作用可以显著提高团聚体的稳定性。但另一方面,由于PAM分子同时带有大量的负电荷,并且在水溶液中PAM分子几乎完全伸直,对带负电胶体颗粒产生排斥作用,降低其团聚体稳定性,反而可能会抑制土壤水分运动。膨润土中所含黏土矿物是土壤的重要组成物质,其共同的特性都是带有大量表面负电荷并形成强大的电场,且其主要矿物成分蒙脱石能够膨胀分散并释放释放出小颗粒堵塞孔隙,降低水分土壤运动。由此可以推测,土壤电场与PAM间可能存在复杂的耦合作用影响土壤水分运动。基于此,本研究利用室内一维垂直土柱运动试验和团聚体稳定性试验,以不同浓度的Li Cl、Na Cl、KCl电解质溶液调节土壤电场,以不同PAM含量调节土壤颗粒间范徳华吸引力,测定了紫色土和膨润土中的水分入渗速率和团聚体稳定性强度,结果发现:（1）在膨润土水分运动中,当水分进入膨润土而引发的“水-离子-电场”之间的相互作用强烈地影响了膨润土水的入渗与运动。在任意离子浓度下,“水-Li+-电场”相互作用使膨润土几乎完全失去渗水性和水分传导性;在≤10-3 mol/L低离子浓度时,“水-Na+-电场”相互作用使膨润土完全失去渗水性和水分传导性;在任意离子浓度下,“水-K+-电场”相互作用使膨润土表现出良好的渗水性和水分传导性;不论是Na+还是K+,随离子浓度提高,膨润土中水分运动速度加快;在任意电场强度下（不同离子类型和不同电解质浓度条件下）,加入PAM始终提高膨润土中水分运动速度,所以在膨润土的水分运动中“PAM-电场”之间的耦合始终表现为促进作用。（2）在紫色土水分运动中,当电解质类型和PAM含量一致时,紫色土中水运动速率均随着电解质浓度的增加而单调增大,而且在不同电解质体系中水运动速率表现为KCl＞Na Cl＞Li Cl的离子特异性序列。由于电场强度随电解质的提高而降低,而相同电解质浓度下土壤电场遵循Li+＞Na+＞K+的序列,表明随电场强度的降低,紫色土水运动速度加快。（3）在紫色土水分运动中,“膨润土-电场”之间不发生耦合,而“PAM-电场”之间则有明显的耦合作用,而且土壤中的这种耦合作用不同于膨润土中“PAM-电场”间的耦合:在强电场时“PAM-电场”之间的耦合促进了土壤水分运动,弱电场时“PAM-电场”之间的耦合则抑制了土壤水分运动。研究结果指出,在Li+/Na+存在时的各电解质浓度下,0.5%PAM含量都促进水运动。而K+存在时的＜10-2mol/L电解质条件下,0.5%PAM含量对水运动才表现出促进作用;在电解质浓度＞10-2mol/L,0.5%PAM含量对水运动则表现出抑制作用。由于Li+/Na+极化率低,因此在各电解质浓度下体系都处于强电场条件,相应地K+极化率高,只有在低电解质浓度下才处于强电场条件。（4）在紫色土水分运动中,“PAM-电场-膨润土”三者之间存在非常强烈的耦合作用,“PAM-电场-膨润土”三者之间的耦合效应明显强于“PAM-电场”之间的耦合效应,而且“PAM-电场-膨润土”三者之间的这种耦合作用对土壤水运动都表现为抑制。基于上述实验发现,结合颗粒间的各种相互作用力计算和这些作用力对土粒凝聚体稳定性的影响分析,我们得出了以下结论:（1）随电场强度的降低,紫色土和膨润土中水运动速度加快,而离子浓度是通过调节膨润土电场而不是通过改变水的渗透势来影响其中水的运动。（2）“PAM-电场”的耦合作用决定了土壤/黏土颗粒间的相互作用力,进而决定了土壤/黏土团聚体的稳定性,而离子类型、浓度和PAM含量是分别通过影响颗粒间的静电排斥力和范德华引力来影响团聚体的稳定性,最终影响土壤/黏土中水的运动。（3）土壤和膨润土中水分运动的“PAM-电场”耦合效应差异的根本原因在于这两个体系的＞2μm的颗粒含量的巨大差异。由于膨润土几乎没有＞2μm的大颗粒,所以PAM增强团聚体稳定性所带来的对水运动的促进效应强于PAM吸水膨胀带来的阻滞效应;而土壤中的情况正好相反。（4）虽然土壤水运动中“膨润土-电场”之间不发生耦合,但“PAM-电场-膨润土”三者之间则存在非常强烈的耦合作用,而且这种耦合表现为对水运动的强烈抑制。其根本原因是:土壤中“PAM-膨润土”二者都会发生吸水膨胀,进而强烈地堵塞了土壤孔隙,抑制了土壤水传导。