团聚体稳定性与土壤养分流失和农田面源污染发生密切相关。在降雨或灌溉过程中,土壤团聚体遇水发生猛烈破裂释放出大量的微团聚体和单粒,在布朗力和外力的作用下形成悬液并随水迁移。在迁移过程中带走大量的营养物质,进入水体后产生水体富营养化,造成水体污染,进而威胁到人类的健康。提高团聚体的稳定性是抵抗团聚体破裂、防治水土流失和面源污染的有效措施。目前,在对土壤团聚体稳定性影响因素的探索中,有机质是研究的中心内容。一般认为,土壤有机质中的腐殖质作为“胶结剂”使土粒凝聚,而聚丙烯酰胺(PAM)通过“搭桥效应”来实现。尽管这些研究在某种程度上都能解释有机质提高团聚体稳定性的原因,但是,水体系中的土壤颗粒的凝聚是一个复杂的过程。水中腐殖质的存在形态亦为颗粒状,其与土粒间的凝聚形式应是一种胶体颗粒间的凝聚。因为胶体颗粒间存在静电场作用下的凝聚／稳定效应,在腐殖质和PAM存在下的土壤颗粒的凝聚必定遵循该效应。因而,以腐殖质为“胶结剂”和PAM的“搭桥效应”来提高土壤团聚体稳定性的说法不够完整。所以,静电场作用下的腐殖质和PAM提高团聚体稳定性的详细机理还有待于深入的探讨。李航等人建立的基于静电场的胶体颗粒间相互作用的相关理论,使得目前人们揭示这些机制成为可能。为此,本文研究了土壤电场和有机大分子(腐殖质与PAM)的耦合作用对团聚体稳定性的影响。采用不同浓度的Ca(NO3)2、KN03和NaNO3溶液来调节土壤电场,通过添加不同含量的腐殖质和PAM来调节颗粒相互作用力,以团聚体破裂后释放的<10、<5和<2μm微团聚体和单粒的数量来表征团聚体的水稳定性,并采用动态光散射法研究土粒与腐殖质颗粒间相互作用,最后综合分析了腐殖质与PAM促进团聚体稳定性的影响机制。主要得出以下结论：(1)土壤颗粒电场在团聚体破裂过程中起着关键的作用。在高电场作用下,不论有无腐殖质和PAM,土壤团聚体都发生猛烈的破裂并释放出大量的微团聚体和单粒；在低电场强度下,土壤团聚体破裂程度显著降低,甚至只发生微弱的膨胀和释放出少量的微团聚体。在相同土壤电场强度下,当团聚体中加入腐殖质和PAM后,土壤Ca2+／K+／Na+体系团聚体遇水发生破裂的强度和团聚体发生爆裂式破碎的临界电位都降低了。(2)电场与离子的量子涨落耦合效应将导致同价离子体系团聚体稳定性产生很大的差异,最终使土壤电场作用下的团聚体发生不同强度的破裂。K+和Na+虽同为一价离子,但由于存在特殊离子效应,使得含K+离子的团聚体稳定性强于含Na+离子体系。进而在电场的作用下,不论有无腐殖质和PAM的存在,K+体系团聚体的破裂强度都低于Na+体系团聚体。再者,Ca2+具有比K+/Na+更强的压缩双电层的能力,使得在不论有无腐殖质和PAM的存在下,电场作用下的Ca2+体系团聚体破裂释放出微团聚体和单粒的量都明显低于K+/Na+体系。因此,K+/Na+/Ca2+体系中,三者之间引发团聚体破裂分散的能力表现出Na+>K+>Ca2+的顺序。(3)对土壤电场与腐殖质的耦合作用效应的光散射分析表明,土壤电场、特殊离子效应和腐殖质对团聚体的稳定性产生强烈的影响。首先,电解质浓度的增加,降低了土壤的电场强度,使得不论K+/Na+体系是否含腐殖质,其平均凝聚速率都随着电解质浓度的增加而增大。其次,K+/Na+体系土壤颗粒中腐殖质含量为零时,Na+体系凝聚体的最大粒径(1710nm)大于K+体系凝聚体(1350nm)。不论体系中是否含腐殖质,K+体系凝聚体的平均凝聚速率都大于Na+体系。说明K+/Na+体系胶体颗粒凝聚过程因特殊离子效应而表现出明显的差异。最后,体系腐殖质量的增加,增加了土壤颗粒的负电荷数量,从而提高了胶体体系的稳定性。因此必须加入更多的反号离子来屏蔽颗粒表面的负电荷。因此体系只有在更大浓度的电解质下才能凝聚,其平均凝聚速率也随之降低。(4)腐殖质和PAM分别为颗粒状和线性分子有机质。两者与土壤电场发生耦合作用对土壤团聚体稳定性产生明显不同的影响。其差异表现在：含腐殖质的量增加,土壤团聚体的稳定性增强；PAM在适宜浓度下,对团聚体稳定性的作用效果最佳。当超过这一浓度时,其稳定性不再增强。本实验中,加入PAM的量为0.03%时,阻止团聚体发生爆裂的效果最好。电场与腐殖质以及电场与PAM的耦合作用的差异导致了团聚体破坏强度的差异。在同一电场强度下,腐殖质可使Ca2+/K+体系团聚体破坏强度的降低率达到80%左右,而PAM最高达到60%左右。相对腐殖质而言,PAM可明显提高稳定性较差的Na+体系团聚体的稳定性,使其破坏强度降低90%以上。