聚合物包膜肥料不仅可以减少养分损失、提高肥料利用率，而且能够降低环境风险，是目前解决肥料施用与环境保护矛盾的有效方法之一。本文采用水基丙烯酸酯乳液对速溶性肥料颗粒进行包衣。研究了有机硅氧烷的种类和含量、交联剂含量、丙烯酸酯软/硬单体比例以及合成工艺对丙烯酸酯类包衣材料性能以及包膜肥料养分释放特征的影响，并基于傅里叶中红外光声光谱(FTIR-PAS)建立了一套可以快速、准确预测控释肥料养分释放特征的方法，同时推导了水基包膜肥料养分释放的机理模型。　　 选用四种有机硅氧烷，甲基硅油(MSO)、甲基硅醇钠(MSS)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)和γ-((甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)，对丙烯酸酯乳液进行改性，表明四种有机硅氧烷改性都使包膜材料的玻璃化温度降低，但是不同有机硅氧烷改性的包膜材料疏水性不同。结合有机硅氧烷改性对包膜肥料养分释放特征的影响，表明用MSO和A-151较适用来改性丙烯酸酯乳液，设置四个有机硅氧烷用量(0％，2.5％，5％，10wt％)，发现2.5wt％的MSO和A-151比较适合对丙烯酸酯进行改性。利用氮丙啶交联剂对丙烯酸酯乳液进行改性，提高了包膜材料的疏水性和玻璃化转变温度，但对包膜肥料养分释放率的影响却因乳液类型的不同而表现出差异。通过研究软/硬单体比例对丙烯酸酯乳液性质及包膜肥料养分释放特征的影响，发现随着硬单体甲基丙烯酸甲酯含量的增加，包膜材料的疏水性、玻璃化温度、强度，硬度都不断提高，而延展性却不断降低。不管是对于纯丙还是硅丙，当软/硬单体比率为90:110时，包膜材料都太脆而使得养分释放速率加快，所以该比率不适合用来合成包膜肥料的包衣材料。通过研究硅丙乳液合成工艺对包膜材料性能及包膜肥料养分释放特征的影响发现合成工艺明显影响包膜材料的机械性质。在软/硬单体比例为110:90时，种子聚合法和共聚法合成的包膜材料太黏，流化包衣时破坏了包膜的完整性而使得养分释放加快，而微乳化法在不影响硬度和延展性的情况下大大增强了包膜材料的强度，使得养分释放速率大大减小，在30 d的静水溶出实验(25℃)中仅仅释放了15％的总养分，为最佳聚合工艺。相对疏水性，包膜材料的机械性能和成膜状态对包膜肥料养分释放影响更大。　　 原位测定了包膜肥料的红外光声光谱并分析了其养分释放曲线，利用广义回归人工神经网络模型(GRNN)，以包膜肥料红外光声光谱的主成分作为GRNN模型的输入层，并以包膜肥料养分释放曲线为输出层构建预测养分释放曲线的GRNN模型。结果表明该模型能快速、有效地预测丙烯酸酯系列包膜肥料的释放曲线，且包膜表层红外光声光谱的预测误差最小，平均为10.28％。　　 推导了水基包膜肥料养分释放的机理模型，该模型可以表征释放过程中的水分流入、颗粒半径变化、静水压力以及养分释放等过程。模型具有准确预测单颗包膜肥料半径变化的能力，且对单颗肥料的养分释放特征具有较满意的预测效果，主要因为传质阻力的原因模型对集中静态下的群体包膜肥料的养分释放特征预测能力很差。