【摘要】：土壤及養(yǎng)分的流失是當今世界面臨的嚴重威脅之一,其不僅給國家和地區(qū)帶來嚴重的經(jīng)濟損失和環(huán)境問題,甚至威脅到人民群眾的生命安全以及國家的長久發(fā)展。南方地區(qū)的稻田由于受到梅雨及臺風季持續(xù)而強烈的降雨影響,土壤以及土壤養(yǎng)分流失嚴重,已經(jīng)對南方的河流、湖泊及其水質(zhì)形成嚴重危害。陰離子類型的聚丙烯酰胺(PAM),由于其具有的減少土壤流失,穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)的性能以及在環(huán)境安全方面的良好性質(zhì),已被廣泛地應(yīng)用于旱地及坡地的土壤流失防治,并取得良好效果。但目前來說并未見到將其應(yīng)用于水田的報道,因此本文選取杭嘉湖平原典型水稻土類型-黃斑田為供試土壤,用以評估PAM在水田中的應(yīng)用效果。文章通過恒溫振蕩、平衡吸附、室內(nèi)沉降等方法,探究稻田土壤及在其鹽基離子濃度提高條件時,兩種不同粒徑的PAM(PAM1:粒徑0.5-1 mm;PAM2:粒徑47 μ m)對稻田水體土壤及養(yǎng)分含量的影響,以此探究PAM施用下稻田土壤及養(yǎng)分的流失量狀況；并通過模擬降雨的方法,對室內(nèi)研究的成果進行驗證。取得的主要研究結(jié)果如下：PAM添加可以明顯減少稻田水體中土壤顆粒的含量,其作用效果受PAM添加濃度和種類影響。隨著PAM添加量的增加,水體中土壤顆粒的含量呈現(xiàn)先減少而后又逐漸增加的趨勢,在PAM添加量為5 mg/L時達到最佳處理效果,此時水體中土壤顆粒的含量最高可以減少97%(PAM1添加)。PAM添加后,水體中土壤顆粒的沉降速度明顯增快。最佳添加量時,2min內(nèi)土壤的沉降量可達到98%以上,而對照處理20min內(nèi)的沉降量僅為80%,原因在于PAM后能夠促進土壤顆粒的團聚,提高土壤中團聚體(0.25mm)的含量。試驗結(jié)果表明,PAM添加后土壤中團聚體(0.25mm)的含量較對照增加1倍,并且PAM1的效果要優(yōu)于PAM2。PAM添加后,稻田水體中養(yǎng)分含量的多少與養(yǎng)分種類及存在類型有著密切關(guān)系。PAM添加可以減少水體中除水溶性磷之外的其它養(yǎng)分的含量,這其中又以總養(yǎng)分含量的減少最為明顯。在PAM1最適添加量5 mg/L左右時,水體中總氮的含量從最初的35.39 mg/L減少到25.88 mg/L；總磷的含量從最初的35.37 mg/L減少到24.82mg/L。PAM添加后水體中水溶性磷的含量逐漸增加,隨著PAM施加量的增加,其含量最多能夠增加16.63%(PAM2 40mg/L)。通過對PAM處理后的土壤進行的氮、磷等溫吸附試驗,發(fā)現(xiàn)隨著PAM施加量的增加,水稻土對銨態(tài)氮的吸附能力呈現(xiàn)先增加而后降低的趨勢,最大吸附百分率出現(xiàn)在PAM添加量5-7mg/L時。對于磷素,PAM處理后的水稻土對磷的吸附量逐漸降低,這主要由于PAM與磷酸鹽同帶負電荷,兩者與土壤的結(jié)合存在競爭關(guān)系,從而導致吸附量的降低。水體中的鹽基離子本身能夠促進水體中土壤顆粒的聚沉。試驗結(jié)果表明,鹽基離子促進土壤顆粒聚沉的效果與其種類和濃度有著密切的關(guān)系。高濃度鹽基離子的聚沉效果要好于低濃度鹽基離子；相同電荷密度下,鈣離子促進土壤顆粒聚沉的能力要強于鈉離子。但是當PAM施加于鹽基離子含量高的介質(zhì)中時,PAM促進土壤顆粒聚沉的效果卻會被減弱,并且鹽基離子含量越高其減弱效果越明顯,鈣離子的減弱效果要優(yōu)于鈉離子。當鈣離子的濃度為0005 mol/L時,100 main的沉降時間內(nèi),添加PAM的水體中土壤顆粒的剩余量仍超過3%,這個值要高于PAM 5mg/L單獨添加時沉降2min時的土壤剩余量(此時為2%),此時PAM的最佳添加濃度為20mg/L,遠高于PAM單獨施加時的最適添加量,這表明在鹽分含量高的土壤中必須提高PAM的添加量。研究還發(fā)現(xiàn)鹽基離子添加會減弱PAM增加土壤中團聚體(0.25 mm)的效果,但不同類型及濃度的陽離子之間規(guī)律不明顯。陽離子添加后,PAM減少稻田水體養(yǎng)分含量的作用同樣減弱。與PAM單獨施加的處理相比,水體中各種養(yǎng)分的含量均呈現(xiàn)增加趨勢,并且鈣離子添加后養(yǎng)分含量的增加要多于鈉離子。但對于磷素來說,鈉離子增加水體中磷素含量的效果卻比鈣離子明顯,原因在于鈣離子與磷酸鹽可以生成不溶于水的磷酸鈣鹽沉淀,從而減少了磷素的流失。模擬降雨條件下,PAM施加后稻田土壤及氮、磷養(yǎng)分流失量均小于對照處理,其最適PAM添加量根據(jù)養(yǎng)分類型的不同而稍有變化。陽離子與PAM共同添加的處理,土壤及養(yǎng)分的流失量介于對照處理與PAM單獨施加處理之間。對于氮素,鈣離子與PAM共同添加處理的流失量要多于鈉離子與PAM共同添加的處理；對于磷素,處理效果則相反。模擬降雨試驗進一步驗證,上述室內(nèi)試驗的結(jié)果是真實可信的。
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【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S157

【參考文獻】

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本文編號：2343269