我国是世界水土流失及沙漠化最为严重的国家之一。与印度、美国、澳大利亚等国家相比，水土流失及沙漠化非常严重。水土流失及沙漠化已经对我国生态坏境及经济发展造成了严重的威胁，尤其在西北地区，沙漠化致使大部分耕地遭到破坏，严重制约了当地的经济发展，加剧了贫困程度。近年来，在工程措施、生物措施、农业措施等水土保持措施的基础上新兴了一种化学措施，即在土壤中添加土壤调理剂聚丙烯酰胺(PAM)以调节土壤结构，增加土壤渗透率，防止土壤结皮形成，减少径流量，达到防治水土流失，减少土壤侵蚀的目的。目前，美国西部已将PAM作为一项农田水土保持新技术广泛应用。我国于20世纪80年代开始对PAM进行了研究，目前PAM 的实际应用问题还处在探索阶段；但大量的研究表明，PAM应用于水土保持，防治土壤侵蚀的前景广阔。
土壤入渗和地表径流是水土保持过程中2个关键的因素，增加土壤水分入渗，减少地表径流，无疑将减少土壤侵蚀；同时，减少土壤侵蚀，也就维护了土壤的良好结构，必能增加土壤水分人渗，减少地表径流。
聚丙烯酰胺是一种有机高分子聚合物，是一种良好的土壤结构改良剂，能提高土壤水分入渗和减少地表径流，且具有极好的持水能力。
PAM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。
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nbsp;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最优剂型。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最常用的方法。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、鱼类和植物并无毒害，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最小，PAM本身对环境并无威胁，可有效地用作土壤结构调理剂。