聚丙烯酰胺提高土壤水分入渗，减少地表径流的主要原理是，PAM在水中溶解后，具有极强的絮凝能力，其分子同土壤颗粒相互作用，由于絮凝作用和对土壤分散颗粒的团聚作用，土壤微团聚体组成发生变化，土壤的沉降系数、结构系数和各级水稳性团聚体总量明显提高，形成大的团聚体以抵抗雨滴的破坏作用，增强土壤的抗蚀性能，使土壤表面结构和土壤水分高入渗得以维持，增加土壤含水量，阻碍结皮的形成，减少地表径流量和土壤侵蚀量。
聚丙烯酰胺PAM具有水合作用。PAM作为一种高分子聚合物，当与水接触时，疏水基可因疏水作用而转向内侧，形成不溶于水的粒状结构，亲水基团通过氢键与水分子结合形成水合水，在分子的表面形成厚度为0.5-0.6 nm的2-3个水分子层。水合作用使高分子的网束展开，由于网内结构中含有一定数量的亲水离子，使三维空间网内外出现离子浓度差，从而造成网状结构内外产生渗透压，水分子便在渗透压的作用下向网内渗透形成网孔水。网内的网孔水都是被高分子网空间束缚的自由水，但被束缚的水分子仍然具有普通水的理化性质，只是水分子的运动受到限制。施用PAM后，土壤因PAM特殊的化学结构，持水能力大大增强，在土壤中形成很多的"小水库"，当土壤干旱时，土壤水分因渗透压的作用而缓慢释放供作物吸收利用，从而有效防止土壤水分流失和无效蒸发，达到抗旱保墒作用，为作物增产提供条件。PAM在治理水土流失的同时，增加了一定的农业效益，为旱作农业区PAM的应用提供了可行性。
PAM是一种水溶性线性高分子物质，是由多个单体经聚合而形成的，其分子质量可达2500万以上，阴离子聚丙烯酰胺是水土保持的*优剂型。目前，阴离子型PAM常被用作土壤结构调理剂。PAM用量不同，减小土壤侵蚀的效果也不同。尽管用量增大，土壤侵蚀量也会大大减小，但其成本也会同时增加。研究表明，并非用量越大，PAM的水土保持效果越好。PAM的用量对减小土壤水分入渗率、减少土壤侵蚀量存在一个阈值。应用中应通过对试验结果的分析，建立土壤表层施用PAM用量对径流、土壤侵蚀影响规律的数学模型，以更好地发挥PAM的水土保持效益。PAM是一种新型高效土壤结构改良剂，可抑制土壤表面结皮，保持良好的土壤结构，增加土壤水分入渗，减少水土流失;但这个结论并非对任何土壤都适用，对于不同类型的土壤，经过PAM 处理后其入渗率可能增加也可能减小。中等结构或结构好的土壤，施用PAM后可提高入渗率，而结构差的土壤施用PAM后反而会降低入渗率 ，因为结构差的土壤，砂粒含量高，缺少可分散的黏粒，经过PAM处理后会引起土壤表面封闭，导致土壤入渗降低、径流量增加;因此，土壤结构是决定PAM施用效果的关键因素。PAM的应用方法不同，其产生的效果也有很大的不同，关于PAM应用方法的研究较多，常用的有以下3种方法。
PAM溶解法：将干燥的PAM按一定浓度溶解于水中，然后将溶解的PAM加入灌溉水中，用来防止土壤侵蚀、增加灌溉水入渗率，这是PAM*常用的方法。这种方法也被广泛地应用于沟灌和喷灌。
PAM撒施法：在旱作区，由于水资源紧缺并且天然降雨量少，没有大量的水来溶解PAM，通常选择在雨季 来临之前将PAM与石膏或与土壤混合，直接撒施到土壤表面，发挥其水土保持功效。研究结果表明，将PAM与石膏或土壤混合使用，在旱作农业区为较好的推广型。
PAM喷洒法：将干燥的PAM按一定浓度溶解于水中，然后在一定的压力下将溶解的PAM喷洒到地面，可防治土壤侵蚀。在自然降雨的情况下，通常在雨季来临之前将PAM喷洒到土壤表面，这种方法多在降雨充沛的地区使用。由于PAM喷洒浓度或喷洒量不同，PAM有时可增加地表径流，有时则减小地表径流及土壤侵蚀。由于溶解、喷洒PAM费工费时，PAM喷洒法应用较少。
对于PAM的应用，人们比较关注残留物是否对环境造成的危害。PAM是一种人工合成的水溶性高分子有机聚合物，多用在造纸、食品加工、水处理等方面。PAM抵抗微生物降解，在土壤中主要通过物理作用降解。PAM对人体、动物、鱼类和植物并**害，但其残留单体(丙烯酰胺)有毒性。丙烯酰胺是一种致癌物，对人体神经有毒害作用，但丙烯酰胺可为生物降解，不在土壤中积累。尽管会有少量PAM单体随PAM的使用而进入土壤，但PAM单体在温度较高的土壤中会很快降解。如果将PAM产品的丙烯酰胺含量限制到*小，PAM本身对环境并无威胁，可有效地用作土壤结构调理剂。
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