馬春輝

(大興安嶺農(nóng)林科學(xué)院，黑龍江 大興安嶺 165000)

0 引言

深松整地技術(shù)是提高土地質(zhì)量的核心技術(shù)之一，同時(shí)也是保護(hù)土壤有機(jī)成分的核心內(nèi)容之一。深松整地技術(shù)并不是傳統(tǒng)的翻地，而是通過機(jī)械設(shè)備對深層土壤進(jìn)行疏松，讓深度土層形成虛實(shí)并存的結(jié)構(gòu)。其中，“虛”有利于土壤儲(chǔ)存水分，空氣流通性好，保證微生物能夠在土壤內(nèi)部活動(dòng)，這樣就可以對土壤的有機(jī)成分進(jìn)行充分分解，以提高營養(yǎng)成分含量?！皩?shí)”可以促進(jìn)種子發(fā)芽，保持土壤的濕度，壓實(shí)土壤，減弱空氣流通，這樣微生物就能在厭氧狀態(tài)下增強(qiáng)土壤的防腐質(zhì)，激發(fā)土壤固有的肥力，保證農(nóng)作物根系的生長發(fā)育。另外，采用深松整地機(jī)既可以深松土壤，還可以保證土壤表面不被翻動(dòng)，這樣就可以將原有農(nóng)作物殘岔留在土壤表面，保持土壤水分，減少水土流失，促進(jìn)農(nóng)作物的茁壯成長。自激式振動(dòng)深松整地機(jī)是集合多功能于一體的機(jī)械設(shè)備，在對土壤進(jìn)行有效深松的同時(shí)還可以進(jìn)行整地作業(yè)，這樣既可以減輕農(nóng)業(yè)人員的工作強(qiáng)度，又可以減少拖拉機(jī)整地的次數(shù)，避免土壤被壓實(shí)。通過自激式振動(dòng)整地機(jī)作業(yè)后，即保證了土地表面的平整，又將土壤進(jìn)行了深碎，有利于農(nóng)業(yè)人員種植和農(nóng)作物的茁壯成長。

1 自激式振動(dòng)深松整地機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及工作原理

自激式振動(dòng)深松整地機(jī)相比于傳統(tǒng)深松整地機(jī)增加了入土角可控自激振動(dòng)深松裝置，使用起來更加便捷，效果更好，其主要由三個(gè)部分構(gòu)成(如圖1所示：1-自激深松設(shè)備、2-機(jī)架設(shè)備、3-整地碎土設(shè)備)。其中，土壤深松鏟布局較傳統(tǒng)深松整地機(jī)發(fā)生了變化，前排3個(gè)深松鏟，后排2個(gè)深松鏟。自激式振動(dòng)深松整地機(jī)通過三點(diǎn)懸掛的形式和拖拉機(jī)進(jìn)行組裝。整機(jī)在與拖拉機(jī)聯(lián)合作業(yè)時(shí)，需要?jiǎng)恿_(dá)到70 kw左右，這樣就可以最大效率完成整地和深松兩個(gè)作業(yè)項(xiàng)目。

圖1 自激式振動(dòng)深松整地機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖Fig.1 Structural design of self-excited vibration subsoiler

2 入土角可控自激振動(dòng)深松裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及工作原理

入土角可控自激振動(dòng)深松裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)主要包括三個(gè)部分，即整機(jī)固定部件、土壤深松部件和彈性件組單元。入土角可控自激振動(dòng)深松裝置主要是通過固定板和螺栓固定在整機(jī)的機(jī)架上，土壤深松鏟采用杠桿的原理通過保護(hù)銷與機(jī)架連接。深松鏟工作時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)螺母來改變?nèi)胪恋纳顪\。在調(diào)節(jié)螺母時(shí)，減震彈簧可以推動(dòng)滑塊沿著擺桿向下移動(dòng)，主機(jī)杠桿會(huì)沿著保護(hù)銷逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)杠桿與固定板右側(cè)接觸，而整個(gè)深松鏟就在杠桿與固定板之間的角度運(yùn)行。當(dāng)深松鏟進(jìn)入土壤后，會(huì)受到土壤層阻力的影響，當(dāng)阻力達(dá)到一定程度后，機(jī)械杠桿就會(huì)和固定板的左側(cè)接觸，深松鏟整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡就被限制在固定板的左側(cè)和右側(cè)之間。將可控自激振動(dòng)深松鏟的入土角控制在最佳范圍內(nèi)就可以有效減阻。通過實(shí)踐證明，將入土角控制在23°時(shí)阻力最小，也有利于整機(jī)的作業(yè)。在開展松土整地作業(yè)時(shí)，可以將入土角控制在19°～25°，這時(shí)的深松整地機(jī)工作效率最高，可以有效保護(hù)自激式振動(dòng)深松整地機(jī)結(jié)構(gòu)不會(huì)因阻力急劇變大而被破壞(如圖2所示：1-預(yù)緊螺母、2-彈簧上支撐座、3-減振彈簧、4-彈簧下支撐座、5-滑塊、6-擺桿、7-主銷釘、8-下固定板、9-杠桿、10-深松鏟、11-過載保護(hù)銷、12-鉸鏈、13-上固定板)。

圖2 入土角可控自激振動(dòng)深松裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖Fig.2 Structural design of self-excited vibration subsoiling device with controllable entry angle

3 自激式振動(dòng)深松整地機(jī)中的碎土整地設(shè)備結(jié)構(gòu)

碎土整地設(shè)備的設(shè)計(jì)外形為鋸齒形狀，可以避免在碎土整地過程中發(fā)生多邊效應(yīng)。鋸齒軋片沿著滾筒表面向等間距螺旋旋轉(zhuǎn)180°分布排列，以減少在碎土整地過程中的土壤阻力，提高設(shè)備的工作效率。碎土整地設(shè)備是可拆卸的，可以滿足不同的土地作業(yè)要求。對土地開展深松作業(yè)項(xiàng)目時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)螺栓將整地裝置拆卸下來，其中，調(diào)節(jié)盤通過螺絲固定在機(jī)架上，調(diào)節(jié)盤上設(shè)有一個(gè)調(diào)節(jié)拉桿，通過軸承與調(diào)節(jié)盤連接，作業(yè)人員可以通過調(diào)節(jié)拉桿來調(diào)整深松土壤的深度，同時(shí)還有一個(gè)限位孔裝置，保證深松整地機(jī)能夠按照不同的入土角進(jìn)行作業(yè)，以滿足不同農(nóng)作物的種植要求(如圖3所示：1-碎土整地輥、2-調(diào)節(jié)盤、3-調(diào)節(jié)拉桿)。

圖3 碎土整地設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖Fig.3 Structure design of crushed soil preparation equipment

4 自激式振動(dòng)深松整地機(jī)試驗(yàn)及結(jié)果分析

在深松整地試驗(yàn)中，應(yīng)該避開農(nóng)田的地頭和地邊，并從設(shè)備行走路程中取3個(gè)檢測點(diǎn)來檢測深松的深度，每個(gè)檢測點(diǎn)之間的距離應(yīng)在10 m以上，以保證檢測結(jié)果的科學(xué)性。經(jīng)過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，應(yīng)用該機(jī)械設(shè)備進(jìn)行的土地深松深度都達(dá)到了農(nóng)作物種植標(biāo)準(zhǔn)，而且合格率達(dá)到100%，設(shè)備在進(jìn)行深松整地作業(yè)時(shí)的安全性、穩(wěn)定性系數(shù)可達(dá)95%以上，說明自激式振動(dòng)深松整地機(jī)符合現(xiàn)階段農(nóng)作物種植深松整地作業(yè)項(xiàng)目的要求。