汪遠(yuǎn)洋，張 毅，付曉星，楊 柳，崔志超，鄭榮華，周 芳，李 華，付宏陽

（1.湖北雙興智能裝備有限公司，湖北十堰 442000；2.十堰市農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣中心，湖北十堰 442000；3.十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，湖北十堰 442000；4.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，江蘇南京 210014）

0 引言

土壤機(jī)械化深松，是保障糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給的重要手段[1-3]。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視農(nóng)機(jī)深松整地作業(yè)，一直把農(nóng)機(jī)深松作為藏糧于地、藏糧于技的主推技術(shù)進(jìn)行推廣。它正以一種使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)最有效、最先進(jìn)的耕作技術(shù)制度而被人們廣泛認(rèn)可和應(yīng)用[4，5]。但設(shè)施大棚土壤深松因其作業(yè)空間限制發(fā)展相對(duì)滯后。大棚蔬菜種植作為一種普遍的高效種植模式，常年的淺層旋耕作業(yè)和較高的復(fù)種指數(shù)使得棚內(nèi)不同程度出現(xiàn)了土壤板結(jié)層，阻斷了板結(jié)（犁底）層上下的水分和營(yíng)養(yǎng)的相互輸送和補(bǔ)充，影響了作物產(chǎn)量，產(chǎn)生病蟲害的概率也因此大大提高[6]。而大型機(jī)具無法進(jìn)入棚內(nèi)深松作業(yè)，為了解決這一問題，十堰市農(nóng)機(jī)龍頭生產(chǎn)企業(yè)，湖北雙興智能裝備有限公司率先引進(jìn)韓國(guó)先進(jìn)技術(shù)，研制出可與大棚王配套的新型1SZ-140A振動(dòng)式深松機(jī)。為檢驗(yàn)其應(yīng)用效果，十堰市農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣中心會(huì)同十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，科學(xué)制定試驗(yàn)大綱，精心采集試驗(yàn)樣本，詳細(xì)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從農(nóng)機(jī)農(nóng)藝兩方面，在蔬菜大棚耕整作業(yè)中的進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。

1 工作原理和創(chuàng)新點(diǎn)

1.1 工作原理

1SZ-140A振動(dòng)式深松機(jī)是利用16.17～99.225 kW拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸PTO（power take off）的傳動(dòng)力，帶動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)，讓深松鏟以一定頻率上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)而形成主動(dòng)振動(dòng)，從而打破犁底層，并形成氣孔，可從根本上改善土壤排水不良，提高土壤的蓄水保墑能力和通氣性能，使土壤形成理想的三相（固態(tài)50%、液態(tài)40%、氣態(tài)10%）構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增收，結(jié)構(gòu)如圖1所示。單個(gè)深松鏟振動(dòng)影響范圍為70 cm振動(dòng)寬幅，35～65 cm振動(dòng)深度。每個(gè)深松鏟后掛有“鼠道棒”，在土壤深松后，沿著拖拉機(jī)牽引方向，在距離地面30～60 cm深度拖出直徑35 mm的排水暗渠，避免土壤在大雨漫灌后無法排水而導(dǎo)致內(nèi)澇。大棚蔬菜使用振動(dòng)式深松機(jī)作業(yè)后，蔬菜發(fā)芽狀態(tài)良好，苗期生長(zhǎng)均衡，在大棚內(nèi)產(chǎn)生蒸汽霧（破碎土壤的土壤溫度高，會(huì)產(chǎn)生水分蒸發(fā)造成的水蒸氣）。

1.2 創(chuàng)新點(diǎn)

1）采用最新的深松技術(shù)，通過主動(dòng)振動(dòng)的方式直接打碎土壤，振動(dòng)寬幅廣、深度深、破碎效果好。使犁底層打破更充分，水的滲透面積更大，氣孔更多，土壤可以形成適當(dāng)?shù)娜鄻?gòu)造，大大提高了土壤蓄排水效果，種植的農(nóng)作物根系發(fā)達(dá)，增產(chǎn)增收。深松鏟采用進(jìn)口SK5工具鋼的材質(zhì)，通過整體表面淬火處理，整體硬度達(dá)到HRC70。相比強(qiáng)度更高，有效作業(yè)深度在40～60 cm，工作效率20 m/min，耐久度長(zhǎng)達(dá)300 h。

2）牽引馬力范圍廣。1SZ-140A振動(dòng)式深松機(jī)是采用破碎刃的主動(dòng)振動(dòng)方式，能有效粉碎鹽堿類聚集層，同時(shí)破碎刃的振動(dòng)與牽引力相抵，使前行阻力相對(duì)較小，這樣小型拖拉機(jī)也可以拖帶。牽引馬力范圍在16.17～99.225 kW之間。

3）功能拓展性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的要求。主機(jī)可通用，通過替換功能部件，可輕松將用于深松機(jī)的部件換成收獲機(jī)或施肥的部件，提高了配套比，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，滿足用戶各種需要。作為收獲機(jī)時(shí)，可收獲藥草，胡蘿卜、大蒜等根莖類作物。作為施肥機(jī)時(shí)可在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)投入適當(dāng)肥料，改善土壤肥沃度。實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的要求。

4）形成半永久性排水暗渠。每個(gè)深松鏟后掛有“鼠道棒”，形成排水暗渠，免埋暗管，改善地下排水，改造鹽堿地。

2 田間試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)內(nèi)容

試驗(yàn)設(shè)置為只用旋耕起壟和在旋耕起壟前加振動(dòng)深松2個(gè)對(duì)照項(xiàng)，全程跟蹤采集蔬菜從播種到收獲的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，用科學(xué)的方法驗(yàn)證使用雙興達(dá)牌大棚果園深松機(jī)后，對(duì)大棚土壤改良、蔬菜品質(zhì)和產(chǎn)量提升的作用，如圖2所示。

圖2 田間試驗(yàn)

試驗(yàn)地基本概況見表1，試驗(yàn)機(jī)具類型及參數(shù)見表2。

表1 試驗(yàn)地基本情況表

表2 作業(yè)機(jī)具類型及參數(shù)

2.2 試驗(yàn)方法

處理設(shè)計(jì)：

試驗(yàn)設(shè)置旋耕起壟（XQ）、振動(dòng)深松（ZS）＋旋耕起壟（XQ）2個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。對(duì)于前茬作物殘留秸稈或雜草過多地塊統(tǒng)一進(jìn)行清茬處理。

試驗(yàn)流程：

1）檢測(cè)作業(yè)前各項(xiàng)參數(shù)；

2）試驗(yàn)順序0.8畝劃分為6塊小的種植區(qū)域，①③⑤僅開展旋耕起壟作業(yè)，②④⑥先開展深松作業(yè)，再開展旋耕起壟作業(yè)；

3）作業(yè)完成后，再次按照檢測(cè)作業(yè)前各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；

4）種植蔬菜作物；

5）統(tǒng)一水肥藥及除草等中耕管理；

6）生長(zhǎng)期情況按照下面柱狀圖進(jìn)行定期檢測(cè)。指標(biāo)測(cè)定：深松機(jī)作業(yè)前后測(cè)定土壤堅(jiān)實(shí)度、土壤容重等指標(biāo)，紫菜苔生長(zhǎng)期開展兩次復(fù)測(cè)，并記錄蔬菜長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量等指標(biāo)。

2.3 結(jié)果與分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，與普通旋耕起壟相比，振動(dòng)深松+旋耕起壟能夠有效改善大棚土壤物理狀況，提高蔬菜產(chǎn)量，具體情況如下：

1）土壤堅(jiān)實(shí)度：由表3可知，與耕作前相比，普通旋耕起壟（XQ）與振動(dòng)深松+旋耕起壟（ZS+XQ）都可以有效降低0～30 cm土層的土壤堅(jiān)實(shí)度，但在30～40 cm土層，普通旋耕起壟反而比耕作前堅(jiān)實(shí)度更高，形成了障礙層，而振動(dòng)深松地塊土壤堅(jiān)實(shí)度明顯降低，下降幅度達(dá)30.37%?？梢娬駝?dòng)式深松機(jī)對(duì)破除傳統(tǒng)耕作形成的犁底層、消除土壤板結(jié)等問題具有良好的效果。

表3 土壤物理特性檢測(cè)項(xiàng)目表

2）土壤容重：由表3可知，與耕作前相比，普通旋耕起壟（XQ）及振動(dòng)深松+旋耕起壟（ZS+XQ）均能顯著降低0～30 cm土層的容重，但在30～40 cm土層，普通旋耕起壟效果不顯著，而振動(dòng)深松地塊的土壤容重明顯降低。

3）土壤含水率：由表4可知，表層土壤含水率高于深層土壤含水率，隨著植物的生長(zhǎng)，土壤含水率呈下降趨勢(shì)。振動(dòng)深松+旋耕起壟（ZS+XQ）處理土壤的含水率在不同時(shí)期與各個(gè)層次內(nèi)均高于普通旋耕起壟（XQ）。同時(shí)，在兩次檢測(cè)間隔時(shí)間內(nèi)，ZS+XQ處理的土壤含水率減少量要明顯低于XQ處理。這表明，振動(dòng)深松+旋耕起壟能夠有效增強(qiáng)土壤保墑能力。

表4 生長(zhǎng)期土壤含水率含量變化

4）蔬菜長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量：紫菜薹的長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量如表5所示，分析可知，與普通旋耕起壟相比，振動(dòng)深松地塊紫菜薹株高、根系深度及寬度、薹高、莖粗、單薹重分別高出11.17%、13.54%、17.28%、22.25%、9.83%、27.46%，畝產(chǎn)量增加24.98%，按照當(dāng)?shù)刈喜宿放l(fā)價(jià)4元/kg計(jì)算，每畝將多產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益2 177元。

表5 作物長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量對(duì)比

3 結(jié)語

1SZ-140A型振動(dòng)式深松機(jī)能夠有效降低設(shè)施大棚深層土壤的堅(jiān)實(shí)度和容重，解決大棚土壤犁底層障礙、消除土壤板結(jié)，改善土壤的物理狀況，提高土地生產(chǎn)力。促進(jìn)農(nóng)戶增產(chǎn)增收具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。試驗(yàn)表明：與普通旋耕起壟相比，振動(dòng)深松+旋耕起壟能夠有效改善大棚土壤物理狀況，耕作層在0～30 cm時(shí)，針對(duì)深松+旋耕起壟優(yōu)勢(shì)不明顯，但耕作層在30～40 cm時(shí)振動(dòng)深松地塊土壤堅(jiān)實(shí)度下降幅度達(dá)30.37%，土壤容重明顯降低、蓄水保墑能力有效增強(qiáng)，作物畝產(chǎn)量增加24.98%。該機(jī)型具有較高的實(shí)用推廣價(jià)值。