弯曲式深松犁性能试验分析

张鲁云　郑炫　何兴村

摘要：根据我国目前耕地现状，研制开发出新型的弯曲式深松犁。通过对弯曲式深松犁在各种情况下进行实地测试，并对试验结果进行对比、分析，结果发现，该深松犁深松试验效果较好，最大犁深50 cm，深松区底部波动起伏较小，仅为7.5 cm，犁耕幅宽260 cm，彻底打破了犁底层，耕后土层断面可形成“上虚下实，左右虚实相间，底部有鼠道”的良好土体结构。

关键词：弯曲式深松犁；犁耕作业；犁底层；性能

中图分类号： S222.12+9文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）01-0354-03

收稿日期：2013-05-23

基金项目：新疆生产建设兵团工业科技攻关计划（编号：2009GG26）。

作者简介：张鲁云（1972—），男，新疆石河子人，硕士，助理研究员，主要从事农业机械设计与农机具制造研究。Tel：（0993）6683750；E-mail：zhangluyun1972@163.com。

通信作者：郑炫，研究员，主要从事农业机械设计与试验研究。E-mail：jiazhengxuan@sohu.com。机械化耕、整地是大田农业的基本作业之一，其目的在于疏松土壤结构、改善作物生长环境、清除地表残茬和杂草、消灭部分病虫害。近年来，随着我国农业机械化程度的提高，各种农业机械进地作业，土壤被车轮压实，再加之化肥、废旧地膜、滴灌带污染，多数耕地有效耕层仅为15 cm左右[1-3]，15 cm 以下是一层厚度为7～12 cm、容重超过1.5 g/cm3、硬度为普通耕层3倍的坚实犁底层。坚硬的犁底层阻碍了植株的根系发育和灌溉水分的渗透，造成了水资源的浪费，且不利于土壤的保墒。只有通过深松装置作业，才能彻底打破犁底层[4-6]，减小根系穿透阻力，改善作物生态环境，提高资源利用效率，增加作物产量。

新疆农垦科学院机械装备研究所针对我国目前的土壤结构特点和亟需的相应农业机械装备，研制了与大马力拖拉机相配套的新型弯曲式深松犁，该深松犁装在固定犁架上与拖拉机为悬挂式连接，机车在牵引犁具前进的同时将牵引力通过悬挂装置传递给犁具[7]，在土壤阻力、重力和机车牵引力的共同作用下，机具入土后达到工作深度，通过深松犁体与土壤间的剪切和摩擦力，出现相对位移，从而达到粉碎和疏松土壤犁底层的作用。

1材料与方法

1.1结构及特性

该深松犁具有独特的外形和犁体曲面（图1、图2），较传统的铧式犁牵引阻力小，加深耕层而不翻转土壤，彻底打破犁底层，提高土壤蓄水保墒能力。新型弯曲式深松犁的推广使用，能较好地改善农田土壤种植状况，对我国农业的发展有着积极的推动促进作用，因而有着广阔的市场推广应用前景。

1.2试验仪器设备及环境

1.2.1试验仪器设备[8]量程10 m、精度1 mm的钢卷尺；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型数码摄像机；TDR300型土壤水分率测量仪；SC900型数字式土壤坚实度测量仪；配套动力为东方红1204拖拉机。

1.2.2试验环境2013年4月28日，在新疆维吾尔自治区石河子东开发区荒地进行试验。试验地为新疆黏性土壤，掺杂少量热电厂煤灰粉尘，前茬种植作物为小麦，面积约 20 hm2。随机选择5处地点，测定试验地土壤含水率见表1，测定土壤坚实度见表2。

1.3犁体调节试验

1.3.1调节悬挂装置销轴位置如图3所示，调节犁体大架与拖拉机悬挂装置销轴位置进行犁耕作业。

1.3.2调节固定座螺钉位置如图4所示，调节犁体与固定座螺钉位置进行犁耕作业。

1.3.3犁体增加配重如图5所示，在犁体大架上站3个人（约200 kg）进行犁体加重犁耕作业。

1.3.4调节犁体之间相对距离如图6、图7所示，拆除1组犁体，将两犁体之间距离由40 cm调至50 cm进行犁耕作业。

1.4犁耕现场挖掘、测量

如图8所示，经机车牵引装有深松犁的机具，分别进行6个行程的作业，每个行程约600 m。经机车牵引深松犁进行现场作业后，对犁耕的土地用铁锹进行现场挖掘清理，并测量。

2结果与分析

2.1深松犁工作状况

犁体增加配重，耕深效果不明显（图5）；拆除1组犁体，增加犁体之间的相对距离，杂草拥堵情况有所好转，犁耕深度也达到了最大位置（图6、图7）。经过犁体调节，最终深松试验效果较好，最大犁深50 cm，深松区底部波动起伏较小，仅为7.5 cm，犁耕幅宽260 cm，取得了较为理想的测试效果（图8、图9、表3）。

2.2深松犁测试结果

（1）与传统铧式犁相比，耕后土壤表面动土量较小，较好地保持了土壤墒情，减少了水分挥发，有利于实施保护性耕作。

（2）深松犁最终犁耕深度达到50 cm，取得了预期设计的效果，有效打破了犁底层，改善了土壤结构，有利于作物根系生长发育。

（3）通过悬挂装置销轴和固定座螺钉位置移动对犁体与地面角度进行调节，最终确定犁体入土最佳角度为10°～15°。

（4）将两犁体之间距离最终定为50 cm，可有效减小深松犁牵引力，减轻地表植被、残茬拥堵情况。表3深松犁测定结果

类别1作业速度

（km/h）1入土行程

（m）1深松深度

（cm）1深松稳定性

（%）1犁耕幅宽

（m）135 cm以下松土范围

（cm）技术指标1>5.51≤4.5130～401≥8012.315测定结果16.214.23150190.612.6115

（5）将前后2组犁体之间距离由30 cm调为45 cm，可有效减小犁体间的互动干扰，改善犁耕状况。endprint

（6）本试验中东方红1204拖拉机因动力不足2次熄火，建议使用大马力拖拉机牵引深松犁。

（7）根据耕作土壤实际情况和牵引机车动力，确定深松犁数量和相互之间距离、方向，以达到最佳耕作效果。

3小结与讨论

深松作业是一项基本的保护性耕作技术[9-12]。当犁耕深度达到30 cm以上时，犁底层被彻底打破，土壤得到疏松，降低了土壤容重，提高了灌溉水入渗量，扩大了土壤水库容。新疆维吾尔自治区属于典型的温带大陆性干旱气候，年均降水量仅为 155 mm 左右，通过深松可将作物生长期内有限的降水最大限度地蓄积在土壤中，变不均匀的降水为稳定的土壤供水。深松作业打破了犁底层[13-16]，作物根系穿透阻力下降，易于下扎。主根系深度的增加，不但可以从土壤中吸取更多的水分，还可以获得较多的养料，从而促进作物地表部分的生长发育，增加产量。

新疆农垦科学院机械装备所研制开发的新型弯曲式深松犁满足了上述需求，通过实地测试证明，该深松犁彻底打破了犁底层，耕后土层断面形成“上虚下实，左右虚实相间，底部有鼠道”的良好土体结构。现场测量结果表明，该深松犁最大耕深已达到国外同类机具的水平[17]，如美国约翰.迪尔公司900V型机械式深松犁和德国劳尔公司生产的悬挂式深松犁，最大耕深一般就为50 cm左右。因此，该深松犁处于国内领先技术水平，希望以后通过大面积推广使用，积极促进我国农业发展。

参考文献：

[1]何进，李洪文，高焕文. 中国北方保护性耕作条件下深松效应与经济效益研究[J]. 农业工程学报，2006，22（10）：62-67.

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[3]曹敏建，于海秋，杨玉辉，等. 辽宁省玉米生产存在的突出问题及其解决途径[J]. 玉米科学，2009，17（5）：164-165.

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[8]李杞超，陈海涛，纪文义. 大豆窄行密植平作高速气吸式精密播种机性能试验[J]. 农机化研究，2013（4）：163-167.

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[10]肖继兵，孙占祥，杨久廷，等. 半干旱区中耕深松对土壤水分和作物产量的影响[J]. 土壤通报，2011，42（3）：709-714.

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[17]时均莲，邱立春. 国内外深松技术及深松机具概况[J]. 农业机械，2005（3）：58-59.万畅，李文春，李国礼. 采棉机采摘头高度控制系统及故障诊断研究[J]. 江苏农业科学，2014，42（1）：357-359.endprint

（6）本试验中东方红1204拖拉机因动力不足2次熄火，建议使用大马力拖拉机牵引深松犁。

（7）根据耕作土壤实际情况和牵引机车动力，确定深松犁数量和相互之间距离、方向，以达到最佳耕作效果。

3小结与讨论

深松作业是一项基本的保护性耕作技术[9-12]。当犁耕深度达到30 cm以上时，犁底层被彻底打破，土壤得到疏松，降低了土壤容重，提高了灌溉水入渗量，扩大了土壤水库容。新疆维吾尔自治区属于典型的温带大陆性干旱气候，年均降水量仅为 155 mm 左右，通过深松可将作物生长期内有限的降水最大限度地蓄积在土壤中，变不均匀的降水为稳定的土壤供水。深松作业打破了犁底层[13-16]，作物根系穿透阻力下降，易于下扎。主根系深度的增加，不但可以从土壤中吸取更多的水分，还可以获得较多的养料，从而促进作物地表部分的生长发育，增加产量。

新疆农垦科学院机械装备所研制开发的新型弯曲式深松犁满足了上述需求，通过实地测试证明，该深松犁彻底打破了犁底层，耕后土层断面形成“上虚下实，左右虚实相间，底部有鼠道”的良好土体结构。现场测量结果表明，该深松犁最大耕深已达到国外同类机具的水平[17]，如美国约翰.迪尔公司900V型机械式深松犁和德国劳尔公司生产的悬挂式深松犁，最大耕深一般就为50 cm左右。因此，该深松犁处于国内领先技术水平，希望以后通过大面积推广使用，积极促进我国农业发展。

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（6）本试验中东方红1204拖拉机因动力不足2次熄火，建议使用大马力拖拉机牵引深松犁。

（7）根据耕作土壤实际情况和牵引机车动力，确定深松犁数量和相互之间距离、方向，以达到最佳耕作效果。

3小结与讨论

深松作业是一项基本的保护性耕作技术[9-12]。当犁耕深度达到30 cm以上时，犁底层被彻底打破，土壤得到疏松，降低了土壤容重，提高了灌溉水入渗量，扩大了土壤水库容。新疆维吾尔自治区属于典型的温带大陆性干旱气候，年均降水量仅为 155 mm 左右，通过深松可将作物生长期内有限的降水最大限度地蓄积在土壤中，变不均匀的降水为稳定的土壤供水。深松作业打破了犁底层[13-16]，作物根系穿透阻力下降，易于下扎。主根系深度的增加，不但可以从土壤中吸取更多的水分，还可以获得较多的养料，从而促进作物地表部分的生长发育，增加产量。

新疆农垦科学院机械装备所研制开发的新型弯曲式深松犁满足了上述需求，通过实地测试证明，该深松犁彻底打破了犁底层，耕后土层断面形成“上虚下实，左右虚实相间，底部有鼠道”的良好土体结构。现场测量结果表明，该深松犁最大耕深已达到国外同类机具的水平[17]，如美国约翰.迪尔公司900V型机械式深松犁和德国劳尔公司生产的悬挂式深松犁，最大耕深一般就为50 cm左右。因此，该深松犁处于国内领先技术水平，希望以后通过大面积推广使用，积极促进我国农业发展。

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[15]李洪文，高焕文. 可调翼深松铲试验研究[J]. 北京农业工程大学学报，1995（2）：33-39.

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