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本文针对控释材料和保水剂成本高这一难题，利用聚丙烯酰胺和膨润土按照不同比例(2：1；1：1：1：2)研制成复合材料(分别为PAM-Ⅰ，PAM-Ⅱ，PAM-Ⅲ)，并与肥料直接混合研制成具有保水、缓氮和促磷的多功能控释肥，并对其肥效和机理进行了研究，为保水控释肥在农业生产中的推广应用提供科学依据。
复合材料红外光谱学特征研究结果表明，保水剂和膨润土之间有较强的相互作用，但没有发现有新的化学键产生。X射线衍射结果表明，保水剂经过与膨润土复合后其衍射图变化明显，峰的位置因单体嵌入膨润土而有所改变，且反射峰增多。
土壤水分蒸发模拟试验结果表明，复合材料可以提高土壤吸水能力，降低土壤水分蒸发。
采用室内土柱淋溶模拟试验测定氮素养分释放特性的研究表明，两种包膜肥和经过复合材料处理的尿素5周累计淋出率均低于对照尿素，均显示出缓释保氮的效果。各处理的养分淋失的速度不同，其中以聚合物包膜复合肥Osmocote的淋失率最低，淋失率为49.78％，其次是保水剂PAM处理的尿素，淋失率为59.41％，矿物包膜尿素FSU的淋失率为61.67％，这说明在对氮素养分的缓释性能方面保水剂。PAM作控释材料能达到矿物包膜肥FSU的效果。
缓释处理氮肥的盆栽试验结果表明，两种包膜肥和几种保水剂处理的尿素能够提高叶片的叶绿素含量，光合速率，显著提高作物生物量，能较大幅度提高养分利用率，且具有明显的后效，其增产效果和养分利用率提高幅度达到甚至超过两种包膜肥的效果。两造的累计生物量均高于等养分的普通尿素，生物量累计增幅高达8.66％-30.49％。由保水剂和复合保水剂作为控释材料的非包膜控释肥处理的生物量与包膜肥FSU相当，甚至更好；与聚合物包膜复合肥Osmocote相比，保水剂PAM和PAM-Ⅰ处理的生物量增产明显。两造作物的氮素累计利用率，各处理较普通尿素有明显的提高，提高幅度在10.67％-27.24％。各保水剂处理的尿素的氮肥利用率均高于FSU处理，且保水剂PAM处理略高于Osmocote。
促释处理磷肥的盆栽试验结果表明，复合材料和改性木素等活化磷矿粉的玉米叶片叶绿素含量，光合速率，生物量和植株吸磷量均高于普通磷矿粉的处理。与磷矿粉相比，生物量增产幅度达3.13％-35.04％。复合材料处理的生物量和植株吸磷量，与过磷酸钙处理和改性木素处理相比，都有明显提高。
上述试验结果表明，通过在保水剂中加入无机矿物研制成复合材料，降低了保水剂的成本，并用作控释材料可实现对氮磷的缓释和促释的双向调控。这种集水分、养分供应和调控于一体的保水型控释肥具有更高的性价比，应用前景更广，对促进高效持续农业具有重要的意义。