工作部件覆盖率对深松作业质量影响

2015年新疆维吾尔自治区在全疆范围大面积推广深松技术，为确保作业质量，新疆维吾尔自治区农机局制定了《新疆维吾尔自治区农机深松作业技术规范》(试行)。该《规范》规定深松作业质量的稳定性必须达到80%，也就是实现全方位深松作业，而深松机工作部件覆盖率(即深松机在工作状态时，所有工作部件的工作宽度之和与作业幅宽比值的百分数)是保证深松作业质量稳定性的基础性技术指标。确定一个较为合理的工作部件作业覆盖率，既保证了作业质量，也有利提高机组作业效率和节能降耗。为此，我们对伊犁州直普遍使用的偏柱式(弯刀式)深松机，其工作部件作业覆盖率变化对土壤扰动率，以及其它作业效果有哪些影响做了对比试验分析，现将试验情况总结如下。

一、试验设计

1.试验条件

(1)试验地块为特克斯县呼吉尔特蒙古乡呼吉尔特蒙古村2015年10月11日收获完甜菜地块，面积为50亩，设置3 个处理小区，即未深松区10亩、试验Ⅰ区20亩和试验Ⅱ区20亩;

(2)深松作业深度设定以40cm为合格标准;

(3)机组作业速度每个试验区都有5km/h、6km/h、7km/h的作业区;

(4)土壤含水率：17.7%;土壤容重：1.4g/cm3;

(5)试验机具：2104型大马力拖拉机+LSS270型深松机，其主要由左右倾斜并对称配置的4把侧刀以及布置在4把侧刀底端间的松土铲刃组成;

(6)试验测试工具：直径0.12cm钢钎1个、钢尺子1把、直尺2把、卷尺1个、铁锹1把、游标卡尺1把、土壤含水率测量仪1个、小铁铲1把。

2.试验方法及取样

未深松区：首先用土壤坚实度测量仪测量出该地块的土壤坚实度;其次以较平坦的地段作为测点，用钢钎每间隔10cm钎插一次，测土壤没耕翻情况下犁底层深度;第三在测点用铁锹挖土壤剖面,观察和分析土壤耕层的状态，最后用钢尺子和直尺测定耕作层深度。

试验Ⅰ区(深松机工作部件作业覆盖率50%)：首先在深松作业后以较平坦的地段作为测点，用钢钎插入的方式测量一个机组深松作业后的深度，每间隔10cm钎插一次，然后计算出平均值;其次在钢钎测量过深度的临近点地段，用铁锹沿耕幅方向剖开一个机组作业的土壤断面(长度300cm，深度60cm)，用小铁铲轻轻找出并划分铲尖、铲壁松土面;再用钢尺、直尺测量铲尖最深、最浅和铲壁作业动土宽度，算出一个机组作业动土率;观察沿其耕幅方向将上层剖开，仔细观察并测量松土层与耕翻层中上层表土与下层心土掺合的程度。

试验Ⅱ区(深松机工作部件作业覆盖率45%)：检测方法与试验Ⅰ区的方法一致。

二、试验数据采集情况及对比分析说明

1.未深松区、试验Ⅰ区、试验Ⅱ区在机组作业速度分别以5km/h、6km/h、7km/h进行作业后，分别在作业区内按每间隔10 cm用钢钎插入土壤中，测量了20个点的深松深度，深松深度均达40 cm以上，符合深松动土面积达80%以上作业质量技术指标要求。

2.未深松区、试验Ⅰ区、试验Ⅱ区在机组作业速度分别以5km/h、6km/h、7km/h进行作业后，对各试验区土壤断面观测到有关数据如下：

1.在试验Ⅱ区(工作部件作业覆盖率45%)，其深松作业质量完全可以达到技术指标80%的规定。

2.当机组作业速度为5km/h时，因作业速度过慢，单铲尖作业动土宽度8cm比铲刃宽度5.5cm多出2.5cm，单铲尖作业轨迹深度为43cm，而从表土层测量得出深松作业深度达57cm，即地表形成的垄(埂)的高度可达14cm。由此表明，作业机组在5km/h作业速度时工作阻力剧增，而松土范围非常有限，进而影响作业效率并徒耗能量。

3.当机组作业速度为6km/h～7km/h时作业没有任何障碍，作业效果良。

三、结论

1.工作部件为偏柱式(弯刀式)的深松机，当工作部件作业覆盖率达到45%左右，就能够满足深松作业质量稳定性在80%以上要求，实现全方位深松。

2.侧弯刀式深松机工作部件覆盖率为45%，增加了工作部件铲柄之间的间距，可有效减轻堵草现象，提高深松机作业时的通过性。

3.能够避免过大地调整缩小深松机工作部件之间的间距后，造成“机头宽、机具窄”，出现拖拉机压行影响正常作业。

4.有效减少动能消耗，提高了工作效率，有利于节能降耗。

5.深松机单体工作部件的宽度是决定深松机工作部件作业覆盖率高低的直接因素，目前绝大多数深松机工作部件单体宽度为20cm～22cm，建议使用单体宽度25cm～26cm的工作部件，既能满足工作部件作业覆盖率，又可以增加工作部件之间的间距，提高机具作业的通过性。

6.当机组作业速度为5km/h，地表土壤破碎、翻转现象严重，并在地表形成明显的垄(埂)，会对今后土地平整、耕作造成一定影响。深松机机组作业行走速度建议6km/h～8km/h，此时作业质量效果最好。

表1　对比区、试验Ⅰ区、试验Ⅱ区钢钎测量数据汇总表

　　表２　未深松区、试验Ⅰ区、试验Ⅱ区土壤断面观测数据汇总表