有機(jī)高分子聚合物PAM在足球場(chǎng)草坪基土壤中的應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ011；G252 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2025）07-0099-04

Abstract：In order to improve the performanceof the lawn subsoil of the footballstadium，highly elastic coconut silk and diferent polyacrylamide（PAM）wereadded to the lawn subsoil as reinforcement materials，and the effects of diferentPAMadditions ontheturf systemwere explored.The experimentalresults showed thatthetotal porosity and capillry porosityof thesubsoil soil in the turf system were increasedbyadding PAMto the subsoil，andthe total soil porosityand capillary porosityof the prepared PAM/coconut silk（CS）turf subsoil reached the maximum when the addition of PAM was 0.1% . With the addition of PAM，the saturated water conductivity of the turf subsoil soil continued to decrease，but the effect on the pH value of the subsoil soil was small，and the lawn subsoil soil remained neutral afteradding acertain amountof PAM.Theaddition ofPAM significantly reduced the shear strength of the subsoil，and the soil shear strength increased first and then decreased.The appropriate amount of PAM willincreasethe soil cohesion of thesubsoil toacertain extent，and make the soil of the turf subsoil compact，thereby reducing the amount of sand leakage in the entire turf system.Adding the right amount of PAM material to thelawn subsoil systemcan improve theperformanceof the subsoil of the fooballfield turf system，and thusimprove the quality of the lawn subsoil.

Key words：sports field lawn; tall fescue； lawn subsoil; polyacrylamide ;coconut silk

運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所用草坪有真草和假草之分，與假草相比，真草的摩擦力小于假草，足球在真草上的滾動(dòng)速度更快、距離更遠(yuǎn)[12]。此外，真草作為天然的植物，能夠通過(guò)草根和土壤進(jìn)行氣體交換，對(duì)于空氣凈化、水土保持方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，而假草通常由塑料或者其他人工材料所制成，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響[3」。草坪不僅能美化環(huán)境，還能增加城市的綠化面積，在城市形象和居民的生活質(zhì)量方面都有著積極的影響[4-5]。白俄羅斯位于東歐平原西部，境內(nèi)地勢(shì)低平、多濕地，氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂颍硟?nèi)溫和濕潤(rùn)，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所鋪草坪也應(yīng)為耐寒性較強(qiáng)的冷季型草坪草[6]。高羊茅屬于禾本科羊茅屬，是多年生叢生型冷季型草坪草之一，原產(chǎn)于廣西、四川、貴州等地區(qū)，喜寒冷潮濕、溫暖的氣候，且不耐高溫[7-8]。除此之外，高羊茅還耐半陰、耐土壤潮濕、可以忍受較長(zhǎng)時(shí)間的水淹，抗逆性和抗病性也較好，可以在酸性、貧瘠的土地生長(zhǎng)，是常用的草坪草之_[9-10]。草坪草的選擇和土壤的構(gòu)成都是影響運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪的重要因素。將天然草與人造材料相結(jié)合可以構(gòu)成草坪加固系統(tǒng)，更有利于草坪草的生長(zhǎng)。聚丙烯酰胺（PAM）是一種由丙烯酰胺均聚物或與其他單體共聚而得的線型高分子聚合物[1]，常溫下的PAM呈玻璃態(tài)，具有較高的硬度，是水溶性高分子中應(yīng)用最為廣泛的品種之一，在粘土穩(wěn)定劑、驅(qū)油劑、降失水劑和增稠劑等方面均有應(yīng)用，有“百業(yè)助劑\"之稱(chēng)[12-13]。本實(shí)驗(yàn)選用天然草與人造材料相結(jié)合的草坪系統(tǒng)，選用具有高彈性的椰絲和PAM作為加固材料，探究不同PAM添加量對(duì)草坪土壤和草坪草根系的影響[14-15]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

主要材料：不同粒徑砂粒;PAM聚丙烯酰胺；CS椰絲。

式直板儀；回旋式震蕩儀。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 草坪底土的制備

本試驗(yàn)首先在土工布上覆蓋一層干凈、沖洗過(guò)的碎石，厚度為 150mm ，隨后鋪設(shè)坡度為 0.3% 的中性礫石層，礫石層粒徑在 6.4～9.5mm 的占總體礫石質(zhì)量的 70% ，在 12.7mm 以上和 2mm 以下的均不超過(guò)總量的 10% 。中間層材料合適的粒徑可以保證根區(qū)與石層形成良好的橋接作用，粒徑在2～4mm 的礫石至少在 90% 以上，厚度為（204號(hào) 100mm^[16] 。根區(qū)混合層則采用多種粒徑的純砂與加固材料作為底土，是天然草坪基層中最重要也是影響草坪生長(zhǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)，厚度 300mm 。其中，粒徑在 0.5mm 以內(nèi)的中細(xì)沙占80以上，粒徑在0.5～2.0mm 及 2.0mm 以上的粗砂含量不高于20% ，同時(shí)選用椰絲和聚丙烯酰胺作為加固材料，各成分的具體含量如表1草坪底土的組成成分及含量所示[17-18]

1.2.2 性能測(cè)試

（1）土壤孔隙度測(cè)試。采用環(huán)刀法對(duì)所配置底土進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)式（1）和式（2）分別計(jì)算土壤總孔隙度和毛管孔隙度。

土壤毛管孔隙度

（2）導(dǎo)水率測(cè)試。使用換刀取適宜大小的土樣，并浸泡 4～6h ;浸泡完成后取出環(huán)刀，并套上一個(gè)空環(huán)刀，再使用膠帶封號(hào)接口處，以及熔蠟粘合。隨后將組裝好的環(huán)刀置于漏斗上，并使用 100mL 燒杯做承接，向空環(huán)刀內(nèi)加水，水層厚度為 5cm ，從漏下第一滴水時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，隨后每 2min 更換一次漏斗下的燒杯，同時(shí)將環(huán)刀上的水面加至 5cm 深，測(cè)量滲水量與水溫，并計(jì)算土壤在 10^qC 下的飽和導(dǎo)水率。

（3）pH 值測(cè)試。取通過(guò) 1mm 篩的 10g 風(fēng)干沙2份，并分別放至 50mL 燒杯中，分別加入 25mL 的無(wú) CO₂ 的蒸餾水或KCl溶液，攪拌均勻后靜置0.5h，使用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)量。

（4）剪切強(qiáng)度測(cè)試。使用十字板測(cè)量土壤的十字剪切強(qiáng)度，并使用ZJ型應(yīng)變控制式直剪儀測(cè)量待測(cè)土壤的直剪切強(qiáng)度，在計(jì)算草坪底土的土壤內(nèi)聚力[19-20] 。

（5）漏沙量測(cè)試。取適宜大小的草坪模塊，并測(cè)量其質(zhì)量，再將所取草坪模塊放置在回旋式震蕩儀上，設(shè)備參數(shù)為：震蕩幅度 2cm 、振蕩頻率 0～300 r/min ，每隔 10min 關(guān)閉一次回旋震蕩儀，分別記錄¹h 內(nèi)草坪模塊的漏沙量。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤孔隙度分析

2.1.1 土壤總孔隙度分析

圖1為不同PAM添加量下草坪底土土壤總孔隙度。

由圖1可知，隨著PAM的加入，草坪底土的土壤總孔隙度會(huì)隨著PAM的加入而呈先增加后減小的變化趨勢(shì)，當(dāng)PAM的添加量為 0.100% 時(shí)，所制備的 0.100% PAM/CS草坪底土的土壤總孔隙度和土壤毛管孔隙度最大。

2.1.2土壤分管孔隙度分析

圖2為不同PAM添加量下草坪底土的毛管孔隙度。

由圖2可知，PAM的加人會(huì)增大草坪底土的土壤孔隙度，隨著PAM添加量的增加，對(duì)其分管孔隙度的影響與對(duì)其總孔隙度的影響相同。

2.2土壤導(dǎo)水率分析

圖3為不同PAM添加量下草坪底土的飽和導(dǎo)水率。

由圖3可知，PAM的加人會(huì)顯著降低砂粒的飽和導(dǎo)水率，并且隨著PAM添加量的增加，草坪底土的飽和導(dǎo)水率會(huì)持續(xù)降低。

2.3pH值分析

圖4為不同PAM添加量下草坪底土的pH值。

由圖4可知，與不加PAM的草坪底土相比，少量PAM的添加會(huì)降低其pH值，隨著PAM添加量的增加，草坪底土的 ΔpH 值的變化趨勢(shì)為減小－增大-減小。但從整體看，PAM的加入對(duì)草坪底土土壤的 pH 值影響較小，且始終保持在 7.0～8.0 ，為中性土壤。

2.4 剪切強(qiáng)度分析

圖5為不同PAM添加量下草坪底土土壤的剪切強(qiáng)度。

由圖5可知，PAM的加入會(huì)顯著降低砂粒土壤的剪切強(qiáng)度，隨著PAM添加量的繼續(xù)增加，所制備的草坪底土的土壤剪切強(qiáng)度會(huì)呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì);但始終不會(huì)超過(guò)不加入PAM的草坪底土的土壤剪切強(qiáng)度。

2.5 土壤內(nèi)聚力分析

圖6為不同PAM添加量下草坪底土土壤的內(nèi)聚力。

由圖6可知，少量PAM的加入會(huì)降低草坪底土土壤的內(nèi)聚力，隨著所添加PAM的增加，草坪底土的土壤內(nèi)聚力會(huì)逐漸增大；當(dāng)PAM的添加量超過(guò)一定量后，草坪底土的土壤內(nèi)聚力則會(huì)呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。綜上所述，過(guò)低或過(guò)高的PAM的加人會(huì)在一定程度上降低砂粒土壤的土壤內(nèi)聚力。當(dāng)PAM的添加量為 0.100% 時(shí)，所制備的 0.100% PAM/CS草坪底土的土壤內(nèi)聚力最大。

3結(jié)語(yǔ)

綜上，通過(guò)在足球場(chǎng)草坪底土中添加具有高彈性的椰絲和PAM作為草坪底土的加固材料，可以得出PAM的加入會(huì)增大草坪底土土壤的總孔隙度、毛管孔隙度、剪切強(qiáng)度、土壤內(nèi)聚力，降低草坪底土土壤的飽和導(dǎo)水率、土壤緊實(shí)度與漏沙量。而通過(guò)以上的改進(jìn)，可以提高足球場(chǎng)草坪底土的性能，提高草坪的使用壽命。

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