试验设计在工农业生产中有着广泛的应用，其中均匀设计较正交设计更为简捷，试验工作量更少在医学及工业生产等领域有着较多的应用，但在农业上的应用尚不多见，特别是序贯均匀设计的应用更是鲜有报道。　　 本文从研制促释磷肥、镁肥的纳米器件物理促释和促释材料的化学促释两方面入手，采用均匀设计和序贯均匀设计，逐步回归的方法，对其促释条件进行优化处理，得到最优促释条件，同时将促释肥料应用于盆栽试验进行验证，进而探讨促释肥料的养分动态释放特性和肥效，为进一步提高水溶性磷、镁活化效果及类似领域的应用进行探索提供范例。主要研究结果如下：　　 纳米器件活化水，可使水的EC、pH、TDS和对难溶矿物磷矿粉的溶解能力增加，亦可增加氧化镁的水溶性，其中不同的纳米器件对水的性状的影响不同。　　 用纳米器件干处理、湿处理及干湿结合无损耗处理肥料应用于玉米盆栽中，与未处理肥料比较生物量增加在2.24％-18.85％之间，茎粗、株高亦有明显的增加。　　 将纳米活化水、超声波、促释材料(WZ)应用于磷矿粉促释试验中，其磷累积释放量分别较未处理磷矿粉增加68.7％、95.8％、28倍。三种处理具有叠加效应，其制得促释磷矿粉较未处理磷矿粉累计磷释放量可增加52倍。磷矿粉经供试的促释材料促释处理后，每次浸提的水溶性磷含量均有明显提高，连续浸提的磷累积释放量增加显著。采用不同促释材料及混合促释材料促释磷矿粉，磷累积释放量增幅分别在6.74-15.26倍之间。促释材料WZ、XZ混合后促释磷矿粉，其磷累积释放量较单一使用一种促释材料效果要好，XZ、SM两种混合进行促释，其磷累积释放量介于XZ和SM促释之间。　　 将纳米器件活化水应用于促溶磷矿粉的均匀设计试验中得到最优处理条件是纳米胶片为4片，活化时间为2h，活化温度为20℃时，制得的纳米活化水对磷矿粉的溶解力最大。　　 在LinN促释磷矿粉中采用均匀设计得到，最优促释条件为质量分数为26％、烘制温度为47℃、烘制时间3h时制得的促释磷矿粉水溶性磷总量有最大值。在序贯均匀设计进一步得到最优条件，剔除不显著烘制时间因子，质量分数为26％，烘制温度44℃时制得的活化磷矿粉水溶性磷总量有最大值。　　 促释磷矿粉应用于玉米盆栽其生物量较过磷酸钙处理增加在 8.3％-27.9％之间，其肥效可达到或优于过磷酸钙。　　 将纳米器件活化水应用于轻烧氧化镁其水溶性镁有明显的提高，提高幅度在8.94％-16.3％之间。纳米活化水促释镁均匀设计得到，在纳米胶片数为4片，活化时间为2h，活化温度为41℃，制得的促释氧化镁水溶性镁量有最大值5498mg-Kg-l。　　 促释材料XZ、WZ、SM应用于轻烧氧化镁，其累计释放镁量分别增加36.17％，59.48％、59.65％。XZ和WZ促释磷矿粉应用于玉米盆栽其生物量分别较MgO处理增加6.06％和11.03％，肥效接近硫酸镁处理。　　 均匀设计及序贯均匀设计应用在促释肥料及纳米器件中优化了生产应用条件，不仅克服了原有的单凭经验应用的缺点，而且为该领域的研究提供了一种优化效果更好、更简捷的数学试验方法，对水的活化、磷肥和镁肥促释效果的优化研究有重要的促进作用，对于数学优化方法在其他农业科研中的应用，也有重要的启发，为实际生产及高效利用提供了成功范例。