水肥药一体化是现代农业生产中一项重要的综合管理技术,在节水、省工、减肥、减药等方面效果显著,对农业的提质增产具有重要作用。目前水肥一体化研究较为完善,但是对于水药一体化的研究刚刚起步,由于农药一般毒性大,施药时间一般较短,而水中或者土壤中的农药检测难度大、检测费用高,现有研究大多是集中在杀虫效果或者除草效果方面,在水药一体化微灌技术运行参数、施药均匀度影响因素等方面缺乏研究。本文通过滴灌和微喷带水药一体化试验,研究滴灌带或微喷带随水施药后的除草效果、施药均匀度、农药残留等,并结合施药均匀度对施药设备的要求,设计改进施药装置。主要研究内容及结论如下:(1)通过滴灌带随水施除草剂乙草胺和高锰酸钾颜料的对比试验,得出当除草剂溶于水或者与水搅拌均匀未分层时,两者取样点检测的溶质含量一样,可使用高锰酸钾代替乙草胺进行试验,能够减少试验检测时间、降低费用、避免农药毒性伤害;通过不同长度滴灌带随水施高锰酸钾试验,得出40m、30m、20m、15m、10m滴灌带最佳施药时间分别是9min、6.5min、5min、4min、2.5min。(2)滴灌施药能够提产增质。通过水药一体化膜下滴灌大田玉米试验,随水施药后30天,作物生产指标随时间先增加后减小;作物30天测得的叶面积指数增加量连续施药(CA)明显高于周期施药(PA)和不施药(NA);在总施药量相同的情况下,施药30天后不同深度土层乙草胺残留量呈随着深度先变大后变小趋势,不同处理之间也有差异,周期施药(PA)土层残留量较连续施药(CA)多,土壤中乙草胺降解原施药量的90%就可认为完全降解,而三种施药方法30天后的农药残留量均小于1%,即土壤中乙草胺降解完全,不会对环境造成影响。表明滴灌施药是可行的。综合分析滴灌带随水施药后生产指标、叶面积指数增加量、土壤农药残、玉米产量等,建议水药一体化滴灌带施药可采用上述(1)中施药时间及连续施药方式较优。(3)微喷带施药可以显著减少田间杂草的数量。通过水药一体化微喷带随水施不同浓度除草剂大田试验,微喷带总长40m,试验A、B、C区除草剂浓度分别为1.5、2.0、3.0g/L,发现垂直微喷带方向,杂草株防效呈先增大后变小的趋势,与微喷带水量分布规律一致;在总药量相同的情况时,距微喷带首部3m位置及尾部(37m位置)处,三种浓度处理的株防效达到显著差异(P<0.05),中部(20m位置处)差异不显著。沿微喷带方向杂草株防效均匀度逐渐降低,垂直微喷带均匀度先增大后减小。试验C区杂草防效均匀度明显低于A、B区,A、B区均匀度Cu均在0.98附近,C区Cu最大值为0.98,最小值仅为0.78,差异显著。微喷带施药均匀度整体表明微喷带施药是可行的。综合考虑微喷带施药均匀度及杂草防效,施用该除草剂时浓度为2g/L效果较优。(4)为满足大田试验对施药装置精度的要求,设计了以施药桶、搅拌机、计量泵为主的智能施药装置。根据计量泵流量确定了施药适宜的田块大小。当面积小于20亩时,适宜采用无级调节的、精度较高的电磁隔膜泵和机械隔膜泵;当面积大于20亩时,适宜采用自吸泵和增压泵。组装了适于一家一户及大农场两种种植规模的水药一体化施药装置。