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水和肥料是制约我国农业可持续生产发展的两大因素。一方面我国肥料利用率低、化肥损失严重并造成环境污染；另一方面,我国水资源相对贫乏,且分布不均,同时用水浪费很大,水的供需矛盾愈来愈突出。如何提高水、肥利用率已是我国农业可持续发展的关键。高吸水性树脂(Super absorbent polymer, SAP)是具有吸水、保水和养分缓释功能的高分子化合物,随着功能性SAP的不断研发和人们对SAP认识的深化,把SAP作为缓释材料,开发保水型缓释肥料,近年来日益受到重视,已经成为国内外研究的热点。本论文在传统的聚合单体丙烯酸、丙烯酰胺的基础上,引进2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(AMPS)单体,制备3种SAP,通过对SAP的物理、化学性质的测定,评价SAP的吸水、保水性能,探索以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体制备SAP的工艺条件,在此基础上,应用表面聚合工艺成功制备了多种具有吸水、保水和养分缓释功能的SAP包膜尿素,并研究了SAP包膜尿素的吸水、保水性能、养分缓释性能以及水肥调控效果。论文研究取得以下结论：1)以丙烯酰胺、丙烯酸、2丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体,本研究成功的制备了3种SAP。3种SAP都具有良好的吸水性、保水性、耐盐性和重复吸水性。在纯水和盐水中P(AA-AM)、P(AA-AMPS)和(PAA-AM-AMPS)的吸水倍率分别为348g/g、517g/g、397g/g和55g/g、58g/g、56g/g,随着外部介质离子浓度的升高,SAP的吸水倍率不断下降,阳离子价态越高,下降幅度越大；在65℃干燥3小时和在45℃下干燥7小时,保水率仍高于60%,土壤中加入0.1%(wt%)的SAP土壤最大持水率增幅达37%；重复吸水5次后,在纯水和盐水中的吸水倍率分别为83.3%、81.6%和79.6%,74.5%、70.7%和76.4%。2)利用表面聚合机制制备了以3种SAP为外包膜层,理论包膜量分别为5%、8%和10%共9种SAP包膜尿素,并对各反应因素进行优化。AA和AMPS的中和度为50%、交联剂用量为单体总量的0.16%(wt%)、引发剂用量为单体总量的1.0%(wt%)比较适宜。3)SAP包膜尿素具有良好的吸水性能和养分缓释性能。吸水倍率由外包膜层的性质决定,理论包膜量为10%时,P(AA-AM)、P(AA-AMPS)和P(AA-AM-AMPS)包膜尿素在纯水中的吸水倍率分别为8.5g/g、9.1g/g和8.8g/g。不管是在水中还是土壤中,包膜量越大,溶出率越小,缓释效果越好。理论包膜量为10%时,P(AA-AM)、P(AA-AMPS)和P(AA-AM-AMPS)包膜尿素在水中24小时溶出率分别为：78.82%、74.85%和74.81%,所有肥料在水中7天养分基本释放完全；4周培养条件下,理论包膜量为10%时,三种包膜尿素土壤淋出率分别为30.44%、33.39%和30.58%,分别比普通尿素淋出量减少27.81%、20.82%和27.48%。4)SAP包膜尿素具有显著的水肥一体化调控效果。与普通尿素比较,施用SAP包膜尿素玉米生物量增加7.46%-11.41%之间,水分利用效率提高9.04%-16.43%,氮肥利用效率提高23.55%～41.92。5)P(AA-AM-AMPS)包膜尿素的缓释性能和水肥一体化效果均优于P(AA-AM)、 P(AA-AMPS)包膜尿素。