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本论文在实验室前期自主研发的缓释复合肥(A/P型)的基础上，研究了水分渗透过程中高分子缓释结构的形成与功能，探讨了养分的溶解-扩散过程和缓释机制;以此为基础，通过配方优化解决了混合型高分子材料不适于在尿素中应用的问题，开发出缓释性能好的新型尿素(A-P型);引入Higuchi基质型药物释放动力学模型，对新型尿素的养分水溶出机理进行了探索;对缓释肥料在土壤中的释放过程，提出了肥水耦合理论假说。 一.缓释复合肥(A/P型)的缓释机理研究结果: 1.缓释结构的形成及表征:缓释材料中的高分子材料聚丙烯酰胺（P组分），能够减缓养分的扩散速度;凹凸棒土（A组分）起着胶黏剂和结构支撑的作用。扫描电镜结果显示，伴随着水分子的扩散，缓释材料在肥料颗粒内部形成了特殊的网络结构，其是以A组分为框架，P组分作为结构连接物的三维网络团聚体;红外光谱与静态吸附实验结果表明二者主要通过物理吸附作用结合，凹凸棒土对PAM的吸附量高达400 mg/g，完全能够将后者锚定在结构内部，吸附实验同时说明吸附作用不是养分缓释的主因。 2.养分缓释机制研究:Shavit的水分扩散模型显示PAM的粘性是影响水分与水汽扩散并最终减缓养分的释放速度的关键因素，A组分能将PAM锚定而加强这种缓释作用。缓释材料土壤的水势-持水量结果说明缓释材料能够与土壤胶粒作用，提高局部土壤的持水能力，土壤水势数据表明添加了6.67％缓释材料的土壤其60％持水量时的土壤水势为-20 kPa，是普通土壤-10 kPa的近一倍;土壤失水曲线表明这种保水作用能够延长土壤水分的扩散时间，通过肥水耦合作用影响养分的缓释，玉米根系生长结果证实了上述结论。 二.新型缓释尿素(A-P型)的缓释机理研究结果表明: 1.缓释结构的形成及表征:PAM分子能在熔融脲浆中溶解扩散展开其链状结构，并被均匀分散的新型无机材料（A组分）锚定，冷却结晶后在尿素晶体内部形成鸟巢状立体结构(SEM分析)，光学显微镜照片显示随着水分在缓释尿素中的扩散，晶体网格中的A材料吸水膨胀形成一个隔水层，延长了水分的扩散路径，起到缓释的作用;XRD与BET分析说明缓释材料的添加影响了尿素晶体的结晶过程，降低了其分子间距和孔隙率，将尿素颗粒的比表面积由1.698 m2/g大大减小至0.046m2/g，达到缓释的目的。 2.养分缓释机制研究:基于Higuchi模型设计的溶出动力学数据表明新型缓释尿素将普通尿素的溶出时间由0.5 h大大延长至14h以上，其缓释过程受溶蚀作用与扩散作用的共同控制，A组分是影响缓释性能的主要材料，随着其含量的增加，缓释结构的溶蚀过程成为控制养分释放的限速步骤。在土壤环境中，养分释放分为二个阶段，前期受肥料自身结构溶蚀过程的影响，后期则与PAM分子在土壤中的扩散与固定有密切联系，升高温度可以增强PAM与土壤胶粒的相互作用，有利于非极性分子（尿素）在土壤中的水解与转化，增大了土壤的保水保肥能力，通过肥水耦合作用提高了养分利用率。 三.(A-P型)缓释尿素的添加工艺研究结果显示:将缓释材料添加至熔融脲浆中，先P组分后A组分的添加顺序更有利于网络结构的形成与缓释效果的发挥;缓释材料的添加比例不宜超过5％，否则脲浆粘度将迅速增大并影响设备的正常运转;同时缓释材料的添加搅拌时间应尽量控制在2 min以内以减少副产物缩二脲的含量;缓释尿素的添加工艺与普通尿素没有本质区别，不需改变传统的造粒方式。