彎曲式深松犁性能試驗分析

張魯云　鄭炫　何興村

摘要：根據我國目前耕地現狀，研制開發出新型的彎曲式深松犁。通過對彎曲式深松犁在各種情況下進行實地測試，并對試驗結果進行對比、分析，結果發現，該深松犁深松試驗效果較好，最大犁深50 cm，深松區底部波動起伏較小，僅為7.5 cm，犁耕幅寬260 cm，徹底打破了犁底層，耕后土層斷面可形成“上虛下實，左右虛實相間，底部有鼠道”的良好土體結構。

關鍵詞：彎曲式深松犁；犁耕作業；犁底層；性能

中圖分類號： S222.12+9文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）01-0354-03

收稿日期：2013-05-23

基金項目：新疆生產建設兵團工業科技攻關計劃（編號：2009GG26）。

作者簡介：張魯云（1972—），男，新疆石河子人，碩士，助理研究員，主要從事農業機械設計與農機具制造研究。Tel：（0993）6683750；E-mail：zhangluyun1972@163.com。

通信作者：鄭炫，研究員，主要從事農業機械設計與試驗研究。E-mail：jiazhengxuan@sohu.com。機械化耕、整地是大田農業的基本作業之一，其目的在于疏松土壤結構、改善作物生長環境、清除地表殘茬和雜草、消滅部分病蟲害。近年來，隨著我國農業機械化程度的提高，各種農業機械進地作業，土壤被車輪壓實，再加之化肥、廢舊地膜、滴灌帶污染，多數耕地有效耕層僅為15 cm左右[1-3]，15 cm 以下是一層厚度為7～12 cm、容重超過1.5 g/cm3、硬度為普通耕層3倍的堅實犁底層。堅硬的犁底層阻礙了植株的根系發育和灌溉水分的滲透，造成了水資源的浪費，且不利于土壤的保墑。只有通過深松裝置作業，才能徹底打破犁底層[4-6]，減小根系穿透阻力，改善作物生態環境，提高資源利用效率，增加作物產量。

新疆農墾科學院機械裝備研究所針對我國目前的土壤結構特點和亟需的相應農業機械裝備，研制了與大馬力拖拉機相配套的新型彎曲式深松犁，該深松犁裝在固定犁架上與拖拉機為懸掛式連接，機車在牽引犁具前進的同時將牽引力通過懸掛裝置傳遞給犁具[7]，在土壤阻力、重力和機車牽引力的共同作用下，機具入土后達到工作深度，通過深松犁體與土壤間的剪切和摩擦力，出現相對位移，從而達到粉碎和疏松土壤犁底層的作用。

1材料與方法

1.1結構及特性

該深松犁具有獨特的外形和犁體曲面（圖1、圖2），較傳統的鏵式犁牽引阻力小，加深耕層而不翻轉土壤，徹底打破犁底層，提高土壤蓄水保墑能力。新型彎曲式深松犁的推廣使用，能較好地改善農田土壤種植狀況，對我國農業的發展有著積極的推動促進作用，因而有著廣闊的市場推廣應用前景。

1.2試驗儀器設備及環境

1.2.1試驗儀器設備[8]量程10 m、精度1 mm的鋼卷尺；量程50 m、精度1 mm的皮尺；量程1 m、精度1 mm的板尺；LEGRIA HFR 38型數碼攝像機；TDR300型土壤水分率測量儀；SC900型數字式土壤堅實度測量儀；配套動力為東方紅1204拖拉機。

1.2.2試驗環境2013年4月28日，在新疆維吾爾自治區石河子東開發區荒地進行試驗。試驗地為新疆黏性土壤，摻雜少量熱電廠煤灰粉塵，前茬種植作物為小麥，面積約 20 hm2。隨機選擇5處地點，測定試驗地土壤含水率見表1，測定土壤堅實度見表2。

1.3犁體調節試驗

1.3.1調節懸掛裝置銷軸位置如圖3所示，調節犁體大架與拖拉機懸掛裝置銷軸位置進行犁耕作業。

1.3.2調節固定座螺釘位置如圖4所示，調節犁體與固定座螺釘位置進行犁耕作業。

1.3.3犁體增加配重如圖5所示，在犁體大架上站3個人（約200 kg）進行犁體加重犁耕作業。

1.3.4調節犁體之間相對距離如圖6、圖7所示，拆除1組犁體，將兩犁體之間距離由40 cm調至50 cm進行犁耕作業。

1.4犁耕現場挖掘、測量

如圖8所示，經機車牽引裝有深松犁的機具，分別進行6個行程的作業，每個行程約600 m。經機車牽引深松犁進行現場作業后，對犁耕的土地用鐵鍬進行現場挖掘清理，并測量。

2結果與分析

2.1深松犁工作狀況

犁體增加配重，耕深效果不明顯（圖5）；拆除1組犁體，增加犁體之間的相對距離，雜草擁堵情況有所好轉，犁耕深度也達到了最大位置（圖6、圖7）。經過犁體調節，最終深松試驗效果較好，最大犁深50 cm，深松區底部波動起伏較小，僅為7.5 cm，犁耕幅寬260 cm，取得了較為理想的測試效果（圖8、圖9、表3）。

2.2深松犁測試結果

（1）與傳統鏵式犁相比，耕后土壤表面動土量較小，較好地保持了土壤墑情，減少了水分揮發，有利于實施保護性耕作。

（2）深松犁最終犁耕深度達到50 cm，取得了預期設計的效果，有效打破了犁底層，改善了土壤結構，有利于作物根系生長發育。

（3）通過懸掛裝置銷軸和固定座螺釘位置移動對犁體與地面角度進行調節，最終確定犁體入土最佳角度為10°～15°。

（4）將兩犁體之間距離最終定為50 cm，可有效減小深松犁牽引力，減輕地表植被、殘茬擁堵情況。表3深松犁測定結果

類別1作業速度

（km/h）1入土行程

（m）1深松深度

（cm）1深松穩定性

（%）1犁耕幅寬

（m）135 cm以下松土范圍

（cm）技術指標1>5.51≤4.5130～401≥8012.315測定結果16.214.23150190.612.6115

（5）將前后2組犁體之間距離由30 cm調為45 cm，可有效減小犁體間的互動干擾，改善犁耕狀況。endprint

（6）本試驗中東方紅1204拖拉機因動力不足2次熄火，建議使用大馬力拖拉機牽引深松犁。

（7）根據耕作土壤實際情況和牽引機車動力，確定深松犁數量和相互之間距離、方向，以達到最佳耕作效果。

3小結與討論

深松作業是一項基本的保護性耕作技術[9-12]。當犁耕深度達到30 cm以上時，犁底層被徹底打破，土壤得到疏松，降低了土壤容重，提高了灌溉水入滲量，擴大了土壤水庫容。新疆維吾爾自治區屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，年均降水量僅為 155 mm 左右，通過深松可將作物生長期內有限的降水最大限度地蓄積在土壤中，變不均勻的降水為穩定的土壤供水。深松作業打破了犁底層[13-16]，作物根系穿透阻力下降，易于下扎。主根系深度的增加，不但可以從土壤中吸取更多的水分，還可以獲得較多的養料，從而促進作物地表部分的生長發育，增加產量。

新疆農墾科學院機械裝備所研制開發的新型彎曲式深松犁滿足了上述需求，通過實地測試證明，該深松犁徹底打破了犁底層，耕后土層斷面形成“上虛下實，左右虛實相間，底部有鼠道”的良好土體結構。現場測量結果表明，該深松犁最大耕深已達到國外同類機具的水平[17]，如美國約翰.迪爾公司900V型機械式深松犁和德國勞爾公司生產的懸掛式深松犁，最大耕深一般就為50 cm左右。因此，該深松犁處于國內領先技術水平，希望以后通過大面積推廣使用，積極促進我國農業發展。

參考文獻：

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（6）本試驗中東方紅1204拖拉機因動力不足2次熄火，建議使用大馬力拖拉機牽引深松犁。

（7）根據耕作土壤實際情況和牽引機車動力，確定深松犁數量和相互之間距離、方向，以達到最佳耕作效果。

3小結與討論

深松作業是一項基本的保護性耕作技術[9-12]。當犁耕深度達到30 cm以上時，犁底層被徹底打破，土壤得到疏松，降低了土壤容重，提高了灌溉水入滲量，擴大了土壤水庫容。新疆維吾爾自治區屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，年均降水量僅為 155 mm 左右，通過深松可將作物生長期內有限的降水最大限度地蓄積在土壤中，變不均勻的降水為穩定的土壤供水。深松作業打破了犁底層[13-16]，作物根系穿透阻力下降，易于下扎。主根系深度的增加，不但可以從土壤中吸取更多的水分，還可以獲得較多的養料，從而促進作物地表部分的生長發育，增加產量。

新疆農墾科學院機械裝備所研制開發的新型彎曲式深松犁滿足了上述需求，通過實地測試證明，該深松犁徹底打破了犁底層，耕后土層斷面形成“上虛下實，左右虛實相間，底部有鼠道”的良好土體結構。現場測量結果表明，該深松犁最大耕深已達到國外同類機具的水平[17]，如美國約翰.迪爾公司900V型機械式深松犁和德國勞爾公司生產的懸掛式深松犁，最大耕深一般就為50 cm左右。因此，該深松犁處于國內領先技術水平，希望以后通過大面積推廣使用，積極促進我國農業發展。

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（6）本試驗中東方紅1204拖拉機因動力不足2次熄火，建議使用大馬力拖拉機牽引深松犁。

（7）根據耕作土壤實際情況和牽引機車動力，確定深松犁數量和相互之間距離、方向，以達到最佳耕作效果。

3小結與討論

深松作業是一項基本的保護性耕作技術[9-12]。當犁耕深度達到30 cm以上時，犁底層被徹底打破，土壤得到疏松，降低了土壤容重，提高了灌溉水入滲量，擴大了土壤水庫容。新疆維吾爾自治區屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，年均降水量僅為 155 mm 左右，通過深松可將作物生長期內有限的降水最大限度地蓄積在土壤中，變不均勻的降水為穩定的土壤供水。深松作業打破了犁底層[13-16]，作物根系穿透阻力下降，易于下扎。主根系深度的增加，不但可以從土壤中吸取更多的水分，還可以獲得較多的養料，從而促進作物地表部分的生長發育，增加產量。

新疆農墾科學院機械裝備所研制開發的新型彎曲式深松犁滿足了上述需求，通過實地測試證明，該深松犁徹底打破了犁底層，耕后土層斷面形成“上虛下實，左右虛實相間，底部有鼠道”的良好土體結構。現場測量結果表明，該深松犁最大耕深已達到國外同類機具的水平[17]，如美國約翰.迪爾公司900V型機械式深松犁和德國勞爾公司生產的懸掛式深松犁，最大耕深一般就為50 cm左右。因此，該深松犁處于國內領先技術水平，希望以后通過大面積推廣使用，積極促進我國農業發展。

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