随着我国经济社会的不断发展,水资源短缺、生态环境恶化等问题愈来愈严重。大力发展节水农业,推广节水灌溉技术,这势必是解决我国农业用水短缺问题的有效途径,也是缓解生态环境用水的重要手段。保水剂作为一种化学节水材料,是农林业生产中抗旱节水的一项高新技术。本文通过室内机理试验理论分析与作物盆栽应用试验相结合,研究保水剂与水、土壤、肥料相互作用条件下的保水、保土、保肥机理,并结合盆栽作物试验,研究不同土壤水分条件下保水剂与肥料混合配比对作物生长、生理特性以及水分利用效率和养分吸收的影响。得出以下主要结论:(1)保水剂在不同的盐溶液以及肥料溶液中的吸水率随着溶液浓度的增加,呈现下降趋势,但是在尿素溶液中对其影响不大。在半干旱地区使用保水剂时,土壤中的一些阳离子和灌溉水中的盐分对保水剂的吸水能力有明显的抑制作用,所以在使用保水剂时要考虑土壤含盐状况和灌溉水质。(2)保水剂施加于土壤中,能显著提高土壤持水容量,从而增加作物被利用的有效水分含量,其中黄绵土(沙壤土)较土娄土(重壤土)有显著增加;保水剂与肥料混合施加在土壤中,土壤持水能力随着肥料浓度的增加而降低,作物被利用的有效水分含量也有所减少。(3)土壤中NO3--N持留特性受土壤水吸力的影响,在低吸力条件下,质地较重的土娄土对NO3--N持留量较黄绵土大;随着保水剂用量的增加,离心滤液中的NO3--N浓度呈现减小趋势,土壤NO3--N淋失也减少,从而对土壤的持肥能力有明显的增加作用。(4)土壤中施加保水剂时,土壤累积蒸发量随着保水剂用量的增大而逐渐减少;当保水剂与肥料共同作用时,土壤累积蒸发量有所增大。土壤中的团聚体含量随着保水剂用量的增加而增加;保水剂与肥料共同作用时,肥料用量越大,土壤团聚体含量越低。土壤团聚体中的NO3--N和NH4+-N含量随着保水剂用量的增加而增加,同时其贮量也得到相应的增加。(5)通过在不同土壤水分条件下保水剂与氮肥混合配比对玉米苗期的生长状况、生理指标以及养分转化和水分利用效率的影响进行研究。结果表明:土壤含水率是影响玉米苗期生长的主要因素,保水剂和肥料对其影响不大,但是在与肥料混合配比使用时有一定的促进作用。当土壤含水量为80%～100%(占田间持水量的百分比)时,保水剂与氮肥配比能增加叶水势、叶绿素含量,提高根系活力,促进氮素转化,提高水分利用效率。