农业发展必须以水资源为前提，而近年来干旱缺水严重的制约了农业的发展。现代农业发展趋势是水资源高效利用的生态农业模式。保水剂由于其强吸水性、材料来源广和易制取等特点获得了大范围的应用。但是保水剂的施用效果受多种因素的影响，主要包括保水剂自身属性、土壤物理和化学特性、土壤微生物、气候条件等。以保水剂类型和用量为出发点，研究保水剂对土壤水分及物理特性的作用效应，分析保水剂的作用效应与机理，探索保水剂在土壤中效用的持久性，以及对土壤其它物理属性的作用等，为水资源高效利用和农业可持续发展提供理论依据。本论文选取了保水性较差的两种质地类型的土壤（风沙土、黄绵土）和市场常见的4种保水剂，分别以0.05%、0.1%和0.5%的3种用量施入土壤，研究了保水剂对土壤持水特性的作用机理和对土壤物理特性的综合影响，分析了在土壤干湿交替过程中保水剂的再持水性和效用的持久性等，以期为农业上合理选择和施用保水剂、建立高效的保水节水技术体系提供理论依据，研究获得以下的结论：(1)保水剂尽管是依靠分子吸水，但在改善了土壤的持水能力方面却显著增大了土壤的孔隙持水能力。通过对使用保水剂土壤水分特性曲线及其模型参数的研究，得出使用保水剂后会不同程度地增加土壤持水容量，提升土壤的持水能力。表现在能够有效增加土壤在脱水过程中的持水容量，尤其改善了土壤在中、低水吸力段的持水能力。土壤起始失水时的水吸力变大，失水速率变慢，进一步增强了土壤的持水能力。处理土壤的饱和含水量和田间持水量明显增加，萎蔫系数增幅却不够明显。土壤重力水和有效水部分增加，而无效水无明显变化，说明了保水剂不仅提高了土壤的持水容量，还增强了土壤水分被植物吸收利用的程度，证实了保水剂改善土壤的持水能力的有效性价值。(2)微量的保水剂却能使土壤的物理状况得到显著地改善。土壤是一个多孔隙体系，土壤结构状态直接影响着土壤容重的大小和土壤孔隙多少及其分布情况。施入保水剂后的土壤，由于保水剂的吸水体积膨胀，使得土壤容积变大，单位容积内的土壤质量减少，从而使土壤容重变小。保水剂用量越多，其吸收保持的水分就越多，膨胀体积越大，故土壤容重越小。膨胀后的保水剂，会扩大土壤孔隙的孔径，导致土壤大孔隙数量增多，土壤通气孔隙所占比例增大。在水吸力不断增大的过程中，虽然土壤容重增大的幅度较大，但其只能无限接近，却不会大于不使用保水剂的土壤容重。说明使用保水剂对于土体紧实土壤具有疏松效应。(3)保水剂在不同质地土壤中作用效应差别明显。土壤质地类型不同对保水剂的综合效应的响应程度不同。保水剂施入土壤后，由于受到质地类别的制约，其对土壤的作用效应也有所不同。使用保水剂后，试验所用两种质地类别的土壤—风沙土和黄绵土，在吸水过程中的持水容量显著增加，土壤饱和含水量、田间持水量和重力水增加，有效增加了土壤孔隙持水能力。但两种质地土壤的水分特征曲线形状、失水速率和快速失水的吸力范围等方面均有不同的表现。同时，随着保水剂用量的增加，风沙土有效性水分的增幅、容重的下降程度都要高于黄绵土。综合分析比较，风沙土对保水剂的作用效应响应程度强于黄绵土。(4)保水剂的效应会受到土壤干湿交替过程的影响，干湿过程会不同程度地减弱保水剂的效用。土壤经过多次干湿交替过程后，土壤持水容量在低吸力段显著减小，饱和含水量有所降低；土壤重力水在前三次的脱水过程中无明显区别，在第四次脱水过程中明显减小；四次干湿交替过程中土壤全有效水、速效水和迟效水均不同，但无明显规律；干湿交替次数增加土壤容重也不断增大，通气孔隙所占比例在下降，毛管孔隙和无效孔隙数量增加。综合比较分析，土壤在经过多次干湿交替过程后，减弱了保水剂增大土壤持水量的能力，降低了土壤通气孔隙数量，减少了土壤孔隙持水量，土壤孔隙持水能力下降，并对土壤中有效性水分也产生了不同程度的影响。