旱地合理耕层构建配套耕作机具研究

**章　概　述 合理耕层构造关系到作物根系发育及物质循环等诸多方面，而且也是合理的耕作机具设计及应用的理论依据，其重要性不言而喻。因此，如何研发持续的、适合作物生长的合理土壤耕层构建技术及相应的配套机具一直受到国内外持续关注。 国外很重视合理土壤耕作技术及配套机具的研究。目前国外土壤耕作技术的发展趋势是“由多耕到少耕，由表层松土到残茬覆盖再到秸秆（含残茬）覆盖，由机械除草到化学除草，由单一机械耕作到土壤施肥灌溉种植机械作业一体化”，正是由于土壤耕作技术的不断完善使土壤耕层保水保肥效果不断增加，旱地作物产量逐渐提高。从土壤耕作研究的整体水平看，美国是世界上研究*发达的国家之一，不但研究的面广，而且在许多领域都有很高的水平。20世纪30—40年代，美国中部大平原地区因采用深翻、地表裸露休闲的传统耕法发生了两场大尘暴（黑风暴），归其症结是由于不合理的耕作所造成的，这由此给人们带来了新的思考。60年代初，美国开始在农业生产中推广少免耕和秸秆覆盖，凿式犁、表土作业机和双排式圆盘耙是当时主要几种少耕机具。70—90年代，美国保护性耕作进一步发展，气力排种器普遍应用于免耕播种，施肥、化学除草技术等也广泛使用，带状耕作得到较快发展。目前，以少免耕及秸秆残茬覆盖结合深松作业为代表的保护性耕作技术已成为美国的主体耕作技术，此外在澳大利亚、加拿大、南美、前苏联都有广泛 1 第二章　全方位松旋耕耕作机械研制与应用 一、目的意义 我国旱区面积占国土面积的52%，其中旱作农业面积占全国总面积的50%。由于连年的翻耕作方式，造成犁底层增厚和上移，犁底层厚度可达 8～15cm，土层变浅，总孔隙度比耕作层减少 10%～20%，严重阻碍了耕作层与下层土壤之间水、肥、气、热梯度的连续性，土壤抗灾能力明显降低，降水不能迅速渗入地下，在地表形成径流，造成水土流失和土壤板结，农业可持续性发展受到严重制约。 近年来，稳定耕层厚度和打破犁底层成为国内外关注的焦点。深松机作业时，深松铲可以打破犁底层，调节土壤的三项（固、液、气态）比，很好改善土壤结构，减少土壤侵蚀和提高蓄水保墒能力。1ZSX—180型全方位松旋联合整地机具有深松、粉土、灭茬、旋耕、起垄和镇压的功能，能够一次作业完成全部整地工作，减少拖拉机进地次数，降低作业成本，有利于耕地保护。 二、现状趋势 目前土壤板结、耕层变浅的问题十分突出，亟待解决。国内外在农业机械化方面一般采用深松技术进行处理，达到松土、碎 6 　第二章　全方位松旋耕耕作机械研制与应用 5. 主要技术参数 1ZSX—180型全方位松旋联合整地机主要技术参数见表2.1。 表 2-1　1ZSX—180型全方位松旋联合整地机主要参数 序号项目参数 1 配套动力（kW） >60 2 耕幅（m） 1.8 3 连接形式 三点悬挂 4 松旋深度（mm） 350 5 旋耕深度（mm） 120 6 生产率（hm2/h） 0.57～1 （二）机具试验 1. 土壤剖面对比 试验前，通过对原始土壤情况的调查，发现土壤各项指标均不利于作物生长，且有犁底层上移、耕层厚度变薄的现象，土壤质量亟待提高（图2.4）。在采用普通凿式深松作业后，土壤影响范围较小，硬块大且多，深松作业效果不明显，不利于作业根系发育（图2.5）。 图 2-4　试验前土壤情况 11 　第二章　全方位松旋耕耕作机械研制与应用 表 2-2　拔节期土壤含水率 深度（mm）常规耕作（%）全方位松旋（%） 50 17.93 19.36 150 24.82 25.75 250 30.06 30.69 350 31.64 32.76 表 2-3　吐丝期土壤含水率 深度（mm）常规耕作（%）全方位松旋（%） 50 20.37 21.57 150 24.57 25.67 250 28.09 28.88 350 30.91 31.52 3. 有机质变化 通过对田间有机质含量的测定，发现通过松旋作业后，土壤中有机质含量略有提高（表2.4）。分析原因是经过松旋作业后的土壤变得松软，有利于有机物质的累积，改善了土壤环境。 表 2-4　有机质对比 深度（mm）常规耕作（%）全方位松旋（%） 50 1.73 1.97 150 2.03 2.35 250 1.65 1.88 4. 抗倒伏及产量 通过采用全方位松旋的作业方式，土壤环境得到明显改善，有