针对我国半干旱地区水资源紧缺,土壤氮肥用量大、利用效率低及面源污染严重等问题,选取位于半干旱地区的神木试验站,采用田间试验方法,以玉米为试验作物,进行不同环境功能材料复合与氮肥混合应用的研究,探讨功能材料对土壤水分和氮肥利用效率的影响。结果表明,与当地常规氮肥施用量相比,减施氮肥30%后,土壤水肥利用效率及作物产量均显著增加。其中,未添加功能材料的对照小区土壤水分利用效率和氮肥利用效率分别提高56.1%和27.8%,籽粒产量增加35.5%,实现增收9 220元/hm2,表明氮肥施用应控制在合理范围,合理减施氮肥能在减少水肥流失的同时,提高产量和收益;环境功能材料高分子材料、吸附性材料及有机营养材料的混施,能很好地发挥各种功能材料的协同作用,实现土壤水分和肥料的最佳耦合,与常规耕作方式相比,可有效提高水肥利用效率110%和39%以上,增产47.4%,增收9 826元/hm2;而单施高分子材料的处理和高分子材料与吸附性材料的组合处理,可能由于受到铵态氮肥影响和材料间的相互抑制作用,效果次于3种材料混施和同等氮肥条件下空白对照处理。表明寻求功能材料的优化组合并合理配施,有助于提高水肥利用效率,降低农业面源污染,为多功能复合型材料的研制提供实践基础。