聚丙烯酰胺是一种水溶性线性高分子聚合物，其单体为丙烯酰胺（AM），几乎不溶于苯、乙醚、酯类等一般有机溶剂，易溶于水，是目前应用最为广泛的水溶性聚合物。聚丙烯酰胺为无色颗粒状，其水溶液为近透明的粘稠液体，无毒、无腐蚀性，在150℃以上时才可热分解，在环境中稳定性好。聚丙烯酰胺有阳离子、阴离子、非离子、两性离子和超高分子量等类型，随聚合程度的不同，分子量在500～2400万Da（Da表示一个12C原子质量的1/12）之间变动。聚丙烯酰胺具有特殊的物理化学性质，可作为絮凝剂、增稠剂、减阻剂、泥浆处理剂、表面活性剂、土壤改良剂、水土保湿剂、种子包衣剂、纸力增强剂等被广泛运用于石油开采、水处理、纺织、造纸、医药、农业等。

　　聚丙烯酰胺在农业生产中的作用

　　1、保水

　　土壤水分是土壤的重要组成部分，它不仅是作物生长需水的主要供给源，而且是土壤内生物活动和养分转化的必要条件，且对物理性质及土壤耕作有很大影响。土壤中加入聚丙烯酰胺能显著提高土壤含水率，抑制土壤结皮形成，增加水分入渗。土壤结皮存在于土壤表层，具有密度大、孔隙小、低饱和导水率的性质，能够阻碍土壤水分入渗、增加地表径流以及妨碍种子发芽。聚丙烯酰胺可增加土壤水分入渗，即增加土壤的含水率，能够在降雨后一定时间内保持土壤的含水量。聚丙烯酰胺的覆盖率越高，土壤的含水率就越大。于晓光等对砂土进行了试验，结果表明，施用聚丙烯酰胺可以缩短水分入渗时间，提高水分入渗速率，减少土壤水分渗出量，抑制土壤水分蒸发。介晓磊等研究结果表明，土壤吸力较低的阶段，随着聚丙烯酰胺施用量的增加，土壤持水量增加，作物可利用的有效水增加。聚丙烯酰胺可提高土壤含水量，并且施用量越大，土壤水分提高的幅度也越大。员学锋等的试验表明，聚丙烯酰胺可有效增加土壤入渗速率、增加土壤持水力、抑制土壤水分蒸发，且聚丙烯酰胺的浓度增加，其改土的效果愈明显；但当聚丙烯酰胺浓度过高时，则会在土壤表层过度黏结土粒，反而抑制水分入渗。也有试验表明，聚丙烯酰胺的吸水倍率与溶液中的金属盐离子浓度有关，一般呈现负相关。

　　2、土壤结构改良与保肥

　　聚丙烯酰胺在减少土壤侵蚀的同时，可有效改善土壤结构，使土壤大团聚体数目增加，使土壤总孔隙度和毛管孔隙度上升，降低土壤容重，最终使土壤颗粒和孔隙结构保持稳定。聚丙烯酰胺还显著影响土壤对肥料元素的吸附，聚丙烯酰胺通过稳定水稳性团粒结构以及对肥料元素吸附，抑制肥料元素流失，提高肥料利用率。经过聚丙烯酰胺处理后的土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾等含量会显著提高。龙明杰等通过土壤吸附肥料和土壤肥料淋溶试验得出，聚丙烯酰胺可以使土壤对NH4+和NO3－的吸附分别增加30.6%～62.6%和2.5%～16.3%。肇普兴等的试验结果表明，在坡度为6°、10°、15°时施聚丙烯酰胺，其保肥率分别提高了80%、65%和55%。杜尧东等通过田间坡地试验研究表明，坡地施用阴离子型分子量300万～400万Da的聚丙烯酰胺，可减少地表径流，提高土壤水分含量，促进土壤沉降，减少土壤侵蚀量和肥力流失。员学锋等通过室内模拟试验表明，聚丙烯酰胺处理可使土壤淋溶液中的N、P累积量分别较对照减少了42.40%、43.85%，同时随着聚丙烯酰胺浓度的增加，土壤中养分淋失进一步减少。曹丽花等试验结果表明，在浓度为0.05%～0.4%，聚丙烯酰胺可促进土壤＞0.25mm水稳性团聚体的形成，有效降低土壤团聚体分形维数，改善土壤结构。聚丙烯酰胺对土壤结构的改良与其施用量有很大程度的关系，由表1可知，聚丙烯酰胺施用后使土壤孔隙度明显增加，但随着使用量的增大增加的幅度减慢；使用量在1.0～1.5g/m2，容重变化显著，平均减少0.09～0.11，再增大则效果不明显。

　　3、保温

　　聚丙烯酰胺施入土壤，水分被网状结构吸持，自由水减少，从而使土壤传导率降低，因此土壤的温度白天较低，夜间较高，日温差减小，利于植物生长发育。研究表明，聚丙烯酰胺对创建土壤中粒径0.25～4.00mm的团粒结构有利，同时还可以明显提高土壤的膨胀率和土壤的保温性能。中国农业科学院土壤肥料研究所在北京潮褐土冬小麦地地表撒施0.1%聚丙烯酰胺，发现其对5cm土层温度影响最大，地表最高、最低温度和平均温度均提高。

　　4、增产

　　聚丙烯酰胺增强了土壤的保水性和保肥性，增强了土壤的团粒结构，提高了土壤的通透性和抗旱能力，给作物的生长提供了相对优越的条件，显著促进作物生长发育并提高了作物产量。试验结果表明，施用聚丙烯酰胺可促使莴苣、大麦干物质质量提高，最高处理较对照增产4倍，水分利用率增长了3倍。在马铃薯地施加聚丙烯酰胺，增大了马铃薯块茎，产量提高了7.6%～2.5%。玉米生育期间浅层土壤贮水量随聚丙烯酰胺的使用量增加而提高；玉米叶片光合速率、茎叶生物量、根系生物量、果穗生物量、茎杆粗度、籽粒产量、千粒重也随聚丙烯酰胺施用量的增加而提高；从播种到成熟期，玉米耗水量减少，水分利用效率、水分产出率极显著提高。研究表明，聚丙烯酰胺在黄土地旱作农业中应用，具有提高经济效益的作用，为聚丙烯酰胺大面积推广提供了条件。