针对内蒙古长城沿线农田春旱严重,造成作物出苗难保苗难及土壤质量退化等问题,本文研究了4种保水材料(聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、粗加工腐殖酸和膨润土)对作物抗旱保苗及土壤改良的效果。通过对苗期土壤和幼苗生长的动态监测,明确了保水材料的抗旱保苗效果；通过研究保水材料对土壤物理性状、化学性状和生物学性状时空变化的影响,明确了保水材料的土壤改良效果；通过对不同施用年限下保水材料抗旱保苗及土壤改良效果的差异研究,明确了保水材料对土壤改良的长效性。连续2年的研究结果表明：(1)保水材料具有一定的抗旱保苗效果。4种保水材料提高了作物苗期土壤保水性,其中土壤贮水量提高幅度为0.61mm-7.81mm。保水材料在两年内都具有促进作物出苗,提高出苗率的效果,其中2011年作物出苗率提高0.29-7.72个百分点,以聚丙烯酸钾和聚丙烯酰胺效果优于膨润土,膨润土优于腐殖酸；2012年作物出苗率提高幅度为1.12-8.76个百分点,以连续2年施入的效果优于只施入1年,膨润土只施入1年效果优于连续2年施入腐殖酸和其余3种只施入1年的保水材料。不同保水材料对幼苗生长的影响表现与出苗率相同,其中幼苗株高提高幅度为8.26%-18.41%,幼苗鲜重提高幅度为13.67%-38.84%,干重提高幅度为9.09%-37.06%。(2)保水材料保水材料改善了土壤性状。4种保水材料在两年内均不同程度的改善了土壤物理性状,特别是对10-20cm土层影响较大,其中使土壤水分含量提高0.62mm-16.62mm,土壤团聚体含量提高8.58%-24.82%,土壤容重降低0.03g·cm-3-0.13g·cm-3,土壤孔隙度增加3.42%-10.25%；4种保水材料在两年内均不同程度的改善了土壤化学性状,特别是对10-20cm土层影响较大,其中土壤有机质含量提高6.64%-11.01%,土壤碱解氮含量提高6.09%-11.14%,土壤速效磷含量提高8.44%-11.34%,土壤速效钾含量提高7.22%-13.28%；4种保水材料在两年内均不同程度的改善了土壤生物学性状,特别是对10-20cm土层影响较大,其中土壤微生物生物量碳含量提高了6.06%-29.13%,土壤微生物生物量氮含量提高了6.82%-30.54%,土壤微生物生物量磷含量提高了9.00%-32.25%,土壤过氧化氢酶活性提高了8.28%-31.70%,土壤蔗糖酶活性提高了6.13%-24.51%,土壤脲酶活性提高了-6.76%-33.40%,但腐殖酸只施入1年在第2年对土壤脲酶活性表现抑制作用,土壤碱性磷酸酶活性提高了6.84%-25.89%。(3)保水材料提高了玉米产量和农田经济效益。4种保水材料在2年内均能不同程度的提高作物产量,其中作物产量提高幅度为5.37%-25.15%,水分产出率提高幅度为5.69%-37.32%,且在保水材料施用下,作物出苗率及土壤各性状指标均与作物产量之间存在显著或极显著相关关系,对产量的形成都具有重要作用。4种保水材料在2年内均能不同程度的提高作物产值和经济效益,其中作物产值增加幅度为5.19%-24.04%,经济效益增加193.92元·hm-2633.78元.hm-2。(4)通过对保水材料施用后玉米苗期性状指标及土壤性状指标的无量纲化处理和权重的计算,确定了抗旱保苗及土壤改良综合评价指数,综合分析可知,只施入一年时抗旱保苗及土壤改良综合评价指数以聚丙烯酸钾>聚丙烯酰胺>膨润土>粗加工腐殖酸,施入第二年时表现为连续2年施入聚丙烯酸钾和聚丙烯酰胺>连续2年施入粗加工腐殖酸和只施入一年膨润土>其余3种只施入1年保水材料,可见保水材料的抗旱保苗及土壤改良综合效应表现为连续2年施入优于只施入1年,且以聚丙烯酸钾和聚丙烯酰胺连续施入优于粗加工腐殖酸,膨润土只施入1年,其在第2年的效果明显优于其余3种只施入1年的保水材料,可见其具有较好的长效性。