传统的农业用水及农药剂型利用效率低,稳定性差,对环境产生极大威胁。在缓/控释系统研究的基础上,响应控制释放体系可以智能响应外部环境刺激,触发释放活性成分,有望实现水和农药减施增效的目的,提高现代农业的生产率和可持续性。针对目前农业用水和农药高施低效以及农药流失引发的农业面源污染问题,本研究以天然生物大分子海藻酸钠（Sodium alginate,SA）和温敏材料聚（N-异丙基丙烯酰胺）（Poly（N-isopropylacrylamide）,PNIPAm）为载体,以光热材料为填充物,设计研发具有不同网络结构的多功能性水/农药控释体系,揭示不同外界环境刺激下的响应释放行为,探究响应控释体系的调控释放机制,旨在为水和农药的高效利用提供理论指导和技术参考。主要研究结果如下:（1）以SA为基质,爆轰纳米金刚石（Detonation nanodiamond,DND）为光热材料,通过离子交联技术制备光热-p H敏感水吸收性DND@Ca-alginate凝胶微珠,考察了其在控释水方面的应用前景。使用多种表征手段研究了DND与SA之间的相互作用。紫外-可见-近红外漫反射光谱证实DND在紫外、可见及近红外区域具有优异的光吸收性能。在光照下,分散在水凝胶基质中的DND可吸收光能并转化为热能,提高基质的温度,导致凝胶珠中的水缓慢释放。此外,系统研究了DND含量和p H值对凝胶吸水性能的影响。复合凝胶珠在去离子水中的溶胀动力学符合准二级动力学模型。连续六个循环的吸水-光照释水实验表明此凝胶珠易于再生和再利用。菜心生长测试实验结果表明凝胶珠具有按需释水以供应植物生长的能力。（2）采用氧化还原共聚和离子交联方法制备光热-自吸湿性Ca-Alg-gPNIPAm/DND凝胶用于大气水吸附及吸附水的控释。其中,SA接枝PNIPAm（Alg-gPNIPAm）用作水凝胶基质、氯化钙用作吸湿性盐,DND用作光热材料。在相对湿度为80%和温度为25°C条件下,复合吸附剂的平衡吸湿量为1.85 g/g,且线性驱动力模型拟合结果表明实验数据与预测值吻合良好。在氙灯照射下,通过DND的光热转换和PNIPAm侧链的结构转变实现吸附水的可控释放,且水凝胶吸附材料显示出良好的可重复使用性。此外,室外实验结果表明此水凝胶基大气水吸附剂在自然阳光下具有1.09g/g的水收集效率,所收集的水可用于农业灌溉,为农业水供应提供更多的选择。（3）采用自由基聚合和离子交联方法制备具有互穿网络结构的多重环境响应型Ca-alginate/PNIPAm@PDA凝胶微球用于吲哚丁酸的调控释放。其中,SA,PNIPAm和聚多巴胺（Polydopamine,PDA）分别赋予微球p H敏感,温度敏感和光敏感性质。系统地研究了微球的光热转化、吸水性和可控释药行为等综合性能。结果表明,包裹在微球里的吲哚丁酸的释放量随p H的降低而增加,随温度的升高而增加。此外,在光照下,通过PDA的光热转换效应,微球的温度升高,吲哚丁酸的释放量也随之增加。（4）以PDA改性高岭土、SA、PNIPAm、DND和氨基硅油为基材合成一种黏附性增强的多功能响应型农药递送系统（IPKCPD@ASO）用于吡虫啉的调控释放。其中,PDA改性的高岭土具有高吸附性能,其通过氢键和静电作用吸附吡虫啉,避免了体系合成过程中的药物损失。使用SA作为结构基质,其与PNIPAm构成半互穿网络结构,共同搭建药物递送复合体系。氨基硅油作为涂层,其可通过“相似相容”原理与作物叶片的疏水粗糙表面及蜡质层结合,增强复合材料在作物叶片上的黏附力,提高载药体系在靶标作物上的沉积效果。此外,利用DND优良的光敏特性和PNIPAm的温度响应特性,复合体系可以通过光刺激调节吡虫啉的释放量,以适应害虫随光照变化的日取食习性。同时,该复合物具有独特的p H敏感性、良好的害虫控制效果和生物安全性。（5）通过氧化还原共聚制备以SA为主链和热响应性聚（N-异丙基丙烯酰胺-coN,N-二乙基丙烯酰胺）为侧链的接枝共聚物,并对其热响应性能进行研究。以该共聚物作为农药控释体系的基体,将其与光热材料兰炭（Semi-coke,SC）混合,通过离子交联法制得多功能响应型Ca-Alg-g-P（NIPAm-co-NDEAm）/SC水凝胶珠。在不同刺激（p H、温度和光照）下,该凝胶微珠的吸水性表现出优异的响应性能,并通过固体变形场-静电场--溶质迁移场耦合理论解释了微珠的溶胀机理。此外,在环境刺激下,复合凝胶对草甘膦的释放具有可调性。