聚丙烯酰胺在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用原理

我國水土流失范圍廣，如山區(qū)、丘陵區(qū)、風(fēng)沙區(qū)，且流失較為嚴(yán)重，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)我國水土流失面積356平方公里，每年流失土壤總重量近50億噸。而聚丙烯酰胺具有很強(qiáng)的絮凝作用，可以起到水土保持的作用。

作用原理是聚丙烯酰胺與水接觸時(shí)，疏水基由于疏水作用轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)，形成不溶于水的粒狀結(jié)構(gòu)，親水基團(tuán)通過氫鍵與水分子結(jié)合形成水合水。聚丙烯酰胺分子結(jié)構(gòu)中三維網(wǎng)絡(luò)上的羥酸基團(tuán)遇水發(fā)生解離，產(chǎn)生—羥酸根離子和氫離子，由于，其高分子鏈上的羥酸根離子不能向水中擴(kuò)散，則網(wǎng)絡(luò)中的氫離子濃度高于水中的氫離子濃度，產(chǎn)生濃度差。使高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)外部的水向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部滲透，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外氫離子濃度的平衡。因此，在高分子聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外產(chǎn)生了滲透壓，水分子便在滲透壓的作用下向網(wǎng)內(nèi)滲透形成了網(wǎng)孔水，其是被高分子網(wǎng)空間所束縛的自由水，但這種被束縛的水分子仍具有普通水的理化性質(zhì)，只是水分子的運(yùn)動(dòng)受到限制。

在土壤中施用聚丙烯酰胺，就是利用這種網(wǎng)孔水的原理，當(dāng)遇到干旱時(shí)，“網(wǎng)孔水”因滲透壓作用緩慢釋放水分，有效的防止水分流失和無效蒸發(fā)，達(dá)到保水的作用。同時(shí)，聚丙烯酰胺分子在土壤中遇水溶解時(shí)，分子與土壤顆粒相互作用，對(duì)土壤團(tuán)聚體的形成起到了一定促進(jìn)作用，促使土壤的沉降系數(shù)、結(jié)構(gòu)系數(shù)和各級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體總量明顯提高，并增加土壤水分入滲率，減少地表徑流，為作物增產(chǎn)提供條件。