王志忱 ，夏海江 ，2，王 亮

（1.辽宁省水利水电科学研究院，辽宁 沈阳 110003；2.东北大学，辽宁 沈阳 110004）

1 概述

我国是水土流失比较严重的国家之一。全国现有水土流失面积36 700万hm2，占国土总面积的38.2%[1]。水土流失带走了大量的土壤水分和养分，降低了耕地质量，破坏了生态环境，对农业的可持续发展构成严重威胁。目前，治理田间水土流失主要从工程措施、生物措施、农业措施等方面着手，但都存在或投资大、或周期长、或见效慢等不足。近年来，化学措施防治水土流失已成为一个新的研究领域。高分子聚合物聚丙烯酰胺作为絮凝剂、钻井泥浆处理剂、堵水剂、织物处理剂、纸力增强剂、土壤结构改良剂等已经广泛应用于水处理、石油钻探、煤炭地质、纺织造纸及农业土壤改良。为了深入研究聚丙烯酰胺防治水土流失的作用，开展了大量的室内试验、田间试验和示范应用，取得了大量的试验数据。本文根据该项室内试验研究部分，提出了聚丙烯酰胺防治土壤侵蚀的最优剂型适宜用量的持效性，为田间施用聚丙烯酰胺防治土壤侵蚀提供依据和指导。

2 试验材料与方法

试验地点位于铁岭市西丰县泉河水土保持试验站试验室。该试验站是辽宁省有限的水土保持试验站中具有代表性的，其试验室具备水土保持相关试验仪器设备和专业试验人员。

试验土样：辽宁省水土流失重点地区有辽西地区和辽北地区[2]，研究中在上述重点地区选择具有代表性的土壤作为试验土样。经调查，选择确定辽北地区的棕壤土和辽西地区的褐土两种土样。将土样运达试验室，试验前测定了参试土壤的物理性质，见表1。

表1 供试土壤的物理性质

按《水土保持试验规范》设计适宜的试验室模拟降雨系统和试验小区[3]。

模拟降雨系统：采用微喷模拟人工降雨，用Qd×2—16—0.25潜水泵供水，降雨强度控制在60 mm/h，每次降雨时间掌握在3 h。

试验区设计：试验小区分3种坡度，各为6°，10°和15°。每种坡度各并排设4个小区，每个试验小区长2 m，宽0.5 m，面积为1.0 m2。在每个小区的下端设有出水口和盛水池，承接径流和土壤侵蚀量，每小区土层厚度为0.3 m。

供试聚丙烯酰胺：选择聚丙烯酰胺防治水土流失最优剂型阴离子型分子量300～400万剂型[4]。

聚丙烯酰胺施用：选用聚丙烯酰胺防治水土流失的适宜用量0.30 g/m2[5]进行。施用时将聚丙烯酰胺0.30 g溶解于3万ml的水中，均匀喷施于小区土壤表面。各小区每次模拟降雨完成后，静置1 h，继续下一次模拟降雨。进行5次模拟降雨后，观测各小区径流量和土壤侵蚀量，为1次重复。然后，对田面5～10 cm范围土壤进行扰动，即用农用耙子反复耙拉5次，静置1 h，进行下一次降雨重复。共8次重复。

统计分析各小区径流量和土壤侵蚀量。

3 结果及分析

在农田种植、管护等生产环节中，每个生产季要对田面土壤进行3～4次铲、耕等扰动作业活动。

此试验研究是在不考虑紫外线照射促进聚丙烯酰胺产品老化的情况下，选用辽北地区的中壤土和聚丙烯酰胺阴离子型分子量300～400万剂型，在室内试验室对小区田面土壤进行了8次重复扰动、模拟降雨冲刷试验，每次重复均观测了各小区径流量和土壤侵蚀量。经对土壤侵蚀量的统计分析，经8次扰动，各次土壤侵蚀量呈逐渐增大的趋势，但施用聚丙烯酰胺的小区土壤侵蚀量均小于对照小区土壤侵蚀量，其土壤侵蚀量累计值是对照小区土壤侵蚀量累计值的44%～50%，即施用聚丙烯酰胺的田面，经8次农作扰动和中到大雨等级降雨冲刷，与对照相比，可以降低土壤侵蚀量50%～56%，也就是经过8次田面扰动，相当于农业生产活动中2年扰动时间后，聚丙烯酰胺还保持着减少土壤侵蚀量50%以上的效果，所以聚丙烯酰胺防治水土流失效果的持效期可以达到2年以上。

［1］中国统计局.中国统计年鉴［M］.北京：中国统计出版社，1996.

［2］辽宁省统计局.辽宁省统计年鉴［M］.北京：中国统计出版社，1996.

［3］水利部水土保持司.水土保持试验规范［S］.北京：水利电力出版社，1988.

［4］夏海江，顾英时，施建军.聚丙烯酰胺防治土壤侵蚀的适宜品系试验研究［J］.中国水土保持，2009（8）：4-5.

［5］夏海江，臧志刚.聚丙烯酰胺防治水土流失适宜用量试验研究［J］.吉林水利，2009（10）：20-21.