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为了提高干旱地区农林业水肥利用率，本文以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体，添加多种天然粘土和多糖，采用前线聚合(FP)和常规聚合(BP)制备了一系列复合保水剂，并制备了几种保水缓释肥料。对其吸水持水性、土壤物性和对植物生长影响三方面进行研究。得到如下研究结果：(1)常规聚合P(AM-AMPS)/粘土/多糖复合保水剂：分别在壳聚糖(CS)和蛭石(VMT)含量为10%和30%时吸水倍率最高（209和245g/g）；在CS和VMT含量为8%和15%时大团聚体总量分别比土壤对照组多出81.3%和94.2%，抗水力破坏能力比对照组高出84.2%和78.9%。分别添加高岭土和CS的样品吸水倍率最高（439和508g/g）；与土壤对照相比，添加电气石试样土壤水稳性大团聚体数量提高128.4%，平均粒径增加87.1%，抗水力破坏能力高出115.8%，高羊茅种子的生长指标优良。(2)前线聚合PAA/粘土/羧甲基纤维素钠(CMC)超吸水性纳米复合材料：证实粘土呈纳米级分散，组分间存在强烈的化学作用。添加蒙脱土(MMT)的样品吸水倍率较高，为643g/g（而VMT样品为519g/g），添加VMT的样品对提高土壤物性作用更为显著（添加MMT和VMT样品的最大持水量分别为511.1和533.1g/kg，总孔隙度为61.4和65.0vol%，水稳性大团聚体百分数为10.3和30.1wt%，平均粒径为0.32和0.42mm）。前线聚合样品在土壤水稳性大团聚体组成、耐盐性、热稳定性等方面表现突出，其和常规聚合样的水稳性大团聚体总量分别为30.1和18.3wt%，抗水力破坏能力为0.34和0.21，在1mmol/L NaCl中吸水倍率为323和180g/g，热分析显示，前线聚合样在552oC主链断裂，比常规聚合样高20oC，归因于前线聚合样品具有良好的疏松多孔结构，使其对土壤水稳性大团聚体的优化作用显著。(3)前线聚合P(AA-AM)/VMT/CMC复合保水剂：VMT含量为25%时吸水倍率最佳（459g/g）。采用化学反应法、吸附法、包裹法制备了P(AA-AM)/VMT/CMC保水缓释肥料：吸附法制备的缓释肥料水中缓释时间仅6h；化学反应法负载5%尿素和磷酸二氢钾样品吸水倍率分别为539和515g/g，水中缓释13天，土壤中缓释30天以上，负载尿素的样品在水中的缓释总量随尿素含量的变化不明显，对尿素在土壤中的缓释数据进行数学模型拟合，发现其符合Niebergull平方根定律；包膜缓释肥料在土壤中的缓释时间为20天。