S?ren Kirkegaard Nielsen,Lars Juhl Munkholm,Mathieu Lamandé,3,Michael N?rremark,Gareth T.C.Edwards,Ole Green

(1.奧胡斯大學科學技術學院工程學系，奧胡斯市，8200；2.奧胡斯大學科學技術學院農(nóng)業(yè)生態(tài)系，奧胡斯市，8200；3.挪威生命科學大學環(huán)境科學和自然資源管理學院，奧斯陸市，0001-1800；4.丹麥農(nóng)業(yè)智能學會，奧胡斯市，8200)

0 引言

均勻的播種深度對于實現(xiàn)作物均勻出苗是至關重要的，因為幼苗生長過程會影響作物生物量的變化，從而作物出苗均勻情況會影響最終作物產(chǎn)量。Chang，Guul-Simonsen，H?kansson等[1-3]研究表明種子在較緊實的土層之上或較淺的疏松土層底部，會有更好的出苗效果。H?kansson等[3]研究表明如果進行苗床預先處理，均勻的土壤結構將支持足夠的水分和熱量的結合，這對發(fā)芽和出苗率至關重要。Finlay等[4]研究表明，土壤致密層可能會限制根的發(fā)育。此外，Petersen等[5]研究表明通過創(chuàng)建均勻的苗床，蒸發(fā)、侵蝕的風險可能會降低。Baskin[6]，H?kansson[3,7]等研究發(fā)現(xiàn)，苗床土壤團聚體的大小和空間分布是重要的，但出苗率高低也受到播種深度的影響。Durr等[8-9]研究發(fā)現(xiàn)由于雜草或鄰近作物的競爭，可能是導致幼苗發(fā)育延遲的至關重要的因素，并因此影響產(chǎn)量。H?kansson等[7]研究發(fā)現(xiàn)，20 ℃環(huán)境下，大麥播種深度在10～90 mm范圍內(nèi)增加時，50%的種子發(fā)芽會有一個幾乎線性增加的延遲時間，10 mm、39 mm、50 mm播種深度最后出芽的百分比分別約為85%，100%和95%。Kinsner等[10]研究表明，55 mm播種深度的小麥出苗率為80%，而35 mm或80 mm播種深度的小麥出苗率下降至70%。Rivera等[11]研究表明種子過淺會增加被鳥類和昆蟲捕食的風險，太深可能會降低氧濃度，增加種子成為嚙齒動物食物的風險，并在植物到達土壤表面之前耗盡儲存的種子能量。

由于土壤阻力的變化會影響犁刀受力情況，從而導致犁頭深度的變化，對于播種機來說，在最佳深度實現(xiàn)均勻播種是一項具有挑戰(zhàn)性的任務[10,12-13]。傳統(tǒng)情況下，刀盤的下壓是在作業(yè)前通過調整靜態(tài)彈簧的張力手動設定的，設置依據(jù)是基于播種機制造商的建議和操作者的經(jīng)驗[10]。理想情況下，操作員在田間初始試車中，根據(jù)隨機抽樣檢查播種深度。然而，這并不能防止土壤阻力變化而引起犁刀深度變化。因此，需要一種主動犁刀深度控制系統(tǒng)，以減少犁頭深度偏差。

在過去幾十年里，研究人員設計了多種播種深度控制系統(tǒng)[14-16]。Kiani[14]發(fā)現(xiàn)，盡管由于耕作、植物殘茬和留茬等原因導致土壤表面不平整，但超聲波傳感器在一定程度上能夠檢測到土壤表面。水分是決定播種深度的重要因素之一，Weatherly和Bowers[16]開發(fā)一款基于土壤含水量控制犁頭深度的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個前端水分傳感器和比例液壓控制裝置，這種方法可能對降雨或干旱引起的土壤含水量的變化敏感，但這些變化不能反映種子發(fā)芽時期的平均含水量。Suomi和Oksanen等[15]為重型播種機開發(fā)一種先進的深度控制系統(tǒng)，專為免耕播種而設計。播種機通過普通滾輪作用的橫向支撐輪來平整和壓實土壤，在串級控制系統(tǒng)中采用比例—積分—微分控制算法來調節(jié)液壓犁刀的壓力，利用帶有角度傳感器和超聲波測距儀的測量輪，對土壤表面進行縱向測量，測定32個犁頭中的3個犁頭深度。此外，還對支撐輪的機架進行角度測量，以確定驅動設置，能夠將所需的工作深度保持在±10 mm的公差范圍內(nèi)。Nielsen等[17]開發(fā)一種新穎的犁刀深度測量和控制系統(tǒng)，并在土槽中進行測試，發(fā)現(xiàn)與比例控制和比例—積分—微分控制相比，三位置液壓控制系統(tǒng)反應迅速，是最具成本效益的解決方案。Nielsen等[18]進一步開發(fā)一種全尺寸犁頭深度測量系統(tǒng)，并在實際的現(xiàn)場操作中對其功能進行測試，并與自動、實時的犁刀壓力控制系統(tǒng)相結合，以調整和保持犁頭所需的操作深度。

本研究的目的是評價所研制的自動犁刀深度控制系統(tǒng)在簡易輕量化播種機上的實際應用效果，期望實際工作深度與目標深度的偏差較小，并穩(wěn)定犁頭工作深度的能力。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置和校準

試驗機具為Kongskilde Ecoline 300(DK)3 m單盤輕型播種機，安裝Nielsen等[18]開發(fā)的犁頭深度測量系統(tǒng)。此外，該測量系統(tǒng)還配備了一套液壓控制系統(tǒng)和一個控制單元，液壓控制系統(tǒng)包括一組電動液壓驅動設備，用于犁頭壓力動態(tài)控制；控制單元用于在土壤阻力變化的情況下保持所需的犁頭深度。

位置傳感器TX2(Novotechnik)用于測量相對于播種機框架的犁刀相對位置，共安裝11個TX2傳感器，時刻對機器的犁頭進行測量，測量頻率100 Hz。由于裝載種子數(shù)量的不同，播種機受到苗床阻力會有不同，播種機輪胎的轍深會有變化，這就影響了播種機橫梁和土壤表面之間的距離?？紤]到播種機輪胎轍深會有變化，安裝兩個P43超聲波高度傳感器，用于犁刀深度動態(tài)測量。兩個超聲波傳感器垂直于前進方向安裝，靠近犁刀，以減少播種機輪胎振動的影響。本系統(tǒng)采用B&R公司的X20控制單元和液壓控制系統(tǒng)，對播種機犁刀深度進行實時控制。通過液壓缸動態(tài)調整犁刀向下壓力，液壓缸由電液4/3油方向閥SV08-47B和防泄漏單向閥共同控制，以保持穩(wěn)定的壓力。最后，在播種機上安裝Qstarz(TW)的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)BT-Q1000XT，用于播種深度控制系統(tǒng)的軌跡測繪。

系統(tǒng)的靜態(tài)驗證試驗和系統(tǒng)標定參考文獻[18]。建立動態(tài)犁頭深度模型，并進行靜態(tài)試驗驗證，考慮機器結構的變化，每個犁頭傳感器都被單獨校準。從-65 mm(地表以下)到25 mm(地表以上)，單獨的犁頭深度測量精度小于3 mm。根據(jù)Nielsen等[18]的現(xiàn)場試驗，犁頭深度測量系統(tǒng)不包含任何高頻噪聲或固有頻率，采用離散傅里葉變換進行分析。功率譜密度分析表明，只有緩慢的犁頭深度變化發(fā)生，因為大多數(shù)頻率在0.5 Hz以下。另外還進行一個試驗來評估系統(tǒng)的電噪聲，噪聲很小(小于±0.15 mm)，因此本研究忽略數(shù)據(jù)過濾問題。

將主動深度控制系統(tǒng)的測量結果與未使用控制系統(tǒng)時的測量結果進行比較。Nielsen等[18]評估了測量儀器并詳細說明標準播種機的犁溝深度，以確保其正常工作。本研究的重點是通過田間試驗比較主動深度控制系統(tǒng)測量深度與未使用犁頭深度控制系統(tǒng)測量深度的區(qū)別，評估新型實時犁頭深度控制系統(tǒng)的性能。

1.2 現(xiàn)場試驗

田間試驗在丹麥托克魯普的沙壤土上進行，苗床適于常規(guī)耕作。試驗地按標準犁過，然后用苗床耙耙過。該試驗以隨機分組的形式組織，共有四個重復區(qū)塊。每個試驗區(qū)寬3 m，長350 m。主試驗因子為操作速度(4 km/h、8 km/h和12 km/h)，次試驗因子為深度控制(有無控制系統(tǒng))，田間試驗如圖1所示。作物為春大麥，試驗于2016年4月11日進行。土壤為沙壤土，有機質含量為2.9 g/100 g(SD=0.5)，黏粒、粉粒和沙粒含量分別為12.1 g/100 g(SD=2.2)、16.7 g/100 g(SD=2.3)和68.4 g/100 g(SD=2.9)。土壤含水量測定方法為對播種時表層松土進行重量分析，其含水量平均值為14.6 kg/100 kg。根據(jù)作業(yè)人員的經(jīng)驗、作物種類、土壤類型和濕度，選擇30 mm的目標深度。

圖1 采用犁頭深度控制系統(tǒng)的播種機田間試驗Fig.1 Seed drill performing the field experiment with the coulter depth control system

試驗使用的拖拉機是Fendt 710，前輪載荷為1 550 kg，后輪載荷為2 050 kg。前輪為Xeobib 600/60R28，后輪為710/60R38，并根據(jù)輪胎制造商的建議將充氣壓力調整到40 kPa。播種機的單個車輪負載為450 kg(±150 kg)，具體取決于種子數(shù)量，根據(jù)種子重量，確定輪胎壓力120 kPa。

按95%出芽概率，每平方米播種290顆種子，播種量設置為155 kg/hm2，進行3次重復的試驗驗證，所有情況下的目標播種深度均為30 mm。在沒有控制系統(tǒng)的試驗中，犁刀的下壓由有經(jīng)驗的操作者在播種作業(yè)開始時手動設定。操作員在實際播種前多次測量播種深度并調整犁刀壓力，以確保播種深度接近目標深度。

為保證測量系統(tǒng)的準確性，校準了系統(tǒng)的實際播種深度和測量的犁刀深度之間差距，在播種時測量系統(tǒng)考慮到土壤與犁的具體相互作用，以得到準確的播種深度。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

超過土壤表面150 mm以上的犁頭深度測量數(shù)據(jù)被認為是超出范圍，數(shù)據(jù)丟棄。丟棄的數(shù)據(jù)小于數(shù)據(jù)總量的0.2%。生成熱圖，比較目標深度周圍的犁頭深度分布，并對數(shù)據(jù)進行函數(shù)擬合。為了分析犁刀深度控制系統(tǒng)的性能以及不同速度對犁刀深度的影響，建立了兩種線性混合模型對犁刀深度進行建模。在線性混合模型中，犁刀深度、速度及其相互作用被視為固定因素。在模型中，將速度、犁刀深度和兩者相互作用作為隨機因素。采用三西格瑪準則檢驗混合線性模型偏差分布的正態(tài)性，采用似然比來評估模型中固定因素和隨機因素的顯著性。為了比較系統(tǒng)性能，研究了土壤阻力變化引起的阻滯效應。

最后，為了在統(tǒng)計評價中比較有無控制系統(tǒng)時播種深度偏差，將結果偏差進行比較，以確定犁頭深度控制系統(tǒng)的性能。用標準差(SD)的置信區(qū)間(CI)表示顯著性。此外，在線性混合模型的基礎上，采用蒙特卡羅方法對使用控制系統(tǒng)時的犁頭深度偏差進行改進。通過計算兩個模型的1 000個數(shù)據(jù)集模擬完成的，數(shù)據(jù)集的大小和結構與模型的測量數(shù)據(jù)集相同，從這些模型中，估計了1 000個偏差。用一個置信區(qū)間來比較系統(tǒng)性能，發(fā)現(xiàn)兩個系統(tǒng)的差異。通過R-studio和MatLab軟件進行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計計算。

2 結果與討論

2.1 犁頭深度控制系統(tǒng)的描述性評價

三種操作速度和有無深度控制系統(tǒng)參與的11種犁頭深度測量結果以熱圖的形式描述(圖2)。

(a)4 km/h (b)8 km/h (c)12 km/h圖2 犁刀深度測量圖Fig.2 Coulter depth measurements shown

圖2顯示了四個區(qū)塊和六個試驗的所有測量值，其中綠色表示目標深度，藍色表示比目標深度深，黃色比目標深度小，紅色理論上位于土壤表面。一方面，由于土壤表面是由兩個超聲波傳感器通過線性插值法估算的，在地表與傳感器之間的石頭、土壤塊將不會被記錄，一些測量值不能代表實際的犁頭相對于土壤表面的深度。另一方面，傳感器因微形地貌會影響深度的測量，導致顏色快速變化，這可能會導致犁頭深度測量系統(tǒng)有小誤差。然而，由于瞬間變化時間很短，不影響控制系統(tǒng)，并且有無深度控制系統(tǒng)都使用了相同的測量系統(tǒng)，因此，不會影響系統(tǒng)評價。圖2(b)第1田塊中，一個犁頭在苗床頂部播種，這很可能是由于犁盤上的土壤積累了殘留物。受影響的數(shù)據(jù)占處理數(shù)據(jù)的1.5%，刪除該數(shù)據(jù)并不影響對控制系統(tǒng)的評價。

由圖2可知，帶有主動犁頭深度控制系統(tǒng)的播種機總體上比沒有該系統(tǒng)的播種機效果好。

有深度控制系統(tǒng)和沒有深度控制系統(tǒng)的播種機在三種操作速度下深度測量百分比與犁頭深度測量的置信區(qū)間的關系如圖3。該圖顯示了置信水平(深度測量的百分比)與30 mm深度目標時犁頭深度的置信區(qū)間的分布。例如，在90%的置信水平下，控制系統(tǒng)的置信區(qū)間為24 mm、26 mm和26 mm，標準播種機的置信區(qū)間在4 km/h、8 km/h和12 km/h時，分別為30 mm、32 mm和34 mm。

圖3表明有深度控制系統(tǒng)時，所有工作速度下的效果均優(yōu)于標準播種機。在有深度控制系統(tǒng)的情況下，工作速度為8 km/h和12 km/h時幾乎沒有差異，這意味著該系統(tǒng)有相當大的改進，允許作業(yè)者在12 km/h 下工作，幾乎不影響作業(yè)性能。

圖3 累積測量百分比與深度測量置信區(qū)間關系Fig.3 Cumulative measurement percentages against confidence intervals of depth measurements

有深度控制系統(tǒng)和沒有深度控制系統(tǒng)的三種作業(yè)速度下平均犁頭深度分布的概率密度函數(shù)如圖4所示。這6個圖都有近似對稱和單峰的形式。然而，與標準播種機相比，深度控制系統(tǒng)的直方圖顯示目標深度的相對頻率更高，平均深度周圍的分布更窄(圖4)。盡管有些深度數(shù)據(jù)的測量與目標深度有較大差異，但深度控制系統(tǒng)還是能更準確地維持目標犁頭的深度。

設置工作速度分別為4 km/h、8 km/h和12 km/h，設定犁頭目標深度為30 mm進行試驗。標準差結果分別如下：有深度控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)為-26.5 mm(SD=14.3 mm)，-24.7 mm(SD=15.5 mm)和-23.7 mm(SD=15.2 mm)；沒有犁頭深度控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)為-22.0 mm(SD=16.4 mm)，-20.9 mm(SD=17.0 mm)和-19.0 mm(SD=18.0 mm。這兩種系統(tǒng)的平均深度都比目標深度要淺。這是由液壓驅動系統(tǒng)設計造成的，該系統(tǒng)使用單向油缸運行，驅動器的釋放速度取決于作用在犁刀上的土壤反作用力。然而，在有控制系統(tǒng)的情況下，不同速度下的平均犁頭深度始終更接近目標深度。有深度控制系統(tǒng)在4 km/h、8 km/h 和12 km/h時的平均犁頭深度偏移量分別為3.5 mm、5.3 mm和6.3 mm，而沒有深度控制系統(tǒng)時的偏移量分別為8.0 mm、9.1 mm和11.0 mm。由于單個犁刀都是彈簧加載的，這使得犁頭深度可以單獨隨地表變化仿形，因此給出的犁具深度測量結果可能比實際播種深度的變化更大。因為都采用相同的系統(tǒng)測量犁頭深度的變化，所以并不影響系統(tǒng)性能的評估。

(a)4 km/h,no control

Suomi和Oksanen[15]播種深度控制系統(tǒng)可實現(xiàn)更精確的播種深度，精度達到±10 mm。他們所設計的是一種重型播種機，用于直接播種，帶有楔形犁和一個普通的輥，通過橫向壓實支撐輪在播種后平整地面。因此，他們所設計的播種機不能直接與本研究中使用的低成本、輕量化的播種機相比。他們的研究使用了3個犁刀傳感器和ISOBUS控制系統(tǒng)。而本研究的控制系統(tǒng)使用了11個犁頭深度傳感器，所以可得到播種機更多的深度變化情況。

2.2 作業(yè)效果的統(tǒng)計評價

混合線性模型的殘差近似服從正態(tài)分布，常規(guī)系統(tǒng)的殘差值分別為0.695、0.954和0.995，控制系統(tǒng)的殘差值分別為0.700、0.954和0.994，分別對應1、2和3標準差。Nielsen等[14]發(fā)現(xiàn)，使用混合線性模型和似然比檢驗的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，當測試犁頭、速度及其對兩種模型(常規(guī)系統(tǒng)和主動控制系統(tǒng))的相互作用時，只有犁頭對固定項的響應是顯著的。與Nielsen等[14]研究結論類似，不能從初始模型中減少任何隨機因素，因此，兩種模型都包含了相同的固定項和隨機因素。

最后，在常規(guī)系統(tǒng)和有控制系統(tǒng)的混合線性模型中，發(fā)現(xiàn)隨機效應的標準差不同。標準偏差表示犁頭深度相對于模型估計平均深度的變化。對于常規(guī)系統(tǒng)，線性混合模型殘差的標準差為17.1 mm。當有犁頭深度控制系統(tǒng)時，標準偏差顯著降低到14.5 mm。這些標準差描述了模型犁頭深度的殘差，可能主要是由土壤阻力變化引起的。為了評估主動控制系統(tǒng)的變化和性能，根據(jù)靜態(tài)和主動系統(tǒng)的犁頭深度計算其變異效應，如圖5所示，有深度控制系統(tǒng)時，深度顯著降低至±2 mm。

(a)無控制系統(tǒng)

為了評估主動控制系統(tǒng)的性能，將標準播種機的線性混合模型與采用主動控制系統(tǒng)的播種機線性混合模型進行比較，結果表明，有控制系統(tǒng)后，犁頭深度偏差降低了15.2%。在95%置信區(qū)間下，有控制系統(tǒng)時，犁頭深度置信區(qū)間可顯著降低10.4 mm。當使用蒙特卡羅模擬分析犁頭深度偏差時，發(fā)現(xiàn)差異顯著降低(p<0.005)。在95%置信區(qū)間，利用模擬偏差計算混合模型的置信區(qū)間，深度變化幅度縮小為7.2～13.3 mm。總之，當有控制系統(tǒng)時，播種機犁頭深度較為穩(wěn)定。

2.3 展望與討論

犁頭深度測量的采樣頻率為100 Hz，足以測量犁頭深度的變化，并測試控制系統(tǒng)的功能。11個位置傳感器為深度控制系統(tǒng)提供輸入信號，土壤阻力變化對犁頭深度變化的影響降低了15.2%。為使硬件成本最小化，可以考慮減少犁頭傳感器的數(shù)量。安裝的犁頭傳感器越少，測量精度就越低。然而，正如Nielsen等[18]所示，它仍將提供犁頭深度變化的代表性數(shù)據(jù)。兩個用于檢測播種機橫架高度的超聲波傳感器可以對苗床表面進行可靠測量。然而，額外的傳感器將會提高對苗床表面的估計，從而降低系統(tǒng)對土壤塊、石頭或土壤微地形的敏感性反應。另外，土壤表面的變化還可以使用多種2D激光測距表面掃描儀進行更精確的評估[19]，但其缺點是材料成本變高和數(shù)據(jù)計算負載大等。在田間需采用種子替代品，對犁刀深度測量系統(tǒng)進行校準，需要更多的研究來確定犁刀深度和實際播種深度之間的關系。如果這種關系是可預測的，就不需要對特定的土壤—犁相互作用進行初始校準。通過研究犁頭深度控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在進行初始校準后，其播種深度具有很高的精度。

與其他播種深度控制系統(tǒng)進行比較[14-16]，這項研究有一些不同。與Kiani[14]研究結果相似，本研究發(fā)現(xiàn)超聲波傳感器可以在耕作不規(guī)律的情況下檢測土壤表面數(shù)據(jù)。Weatherly和Bowers[16]使用前端土壤水分傳感器動態(tài)調整播種深度。本研究沒有選擇這種方法，因為它是在涼爽潮濕的氣候下進行的。土壤水分是土壤物理性質的一個重要因素，因此在確定播種深度時，特別是在干燥氣候條件下，土壤水分是很重要的考慮因素。正如Suomi和Oksanen[15]的研究一樣，本文提出的深度控制系統(tǒng)是基于多個傳感器的。然而，這些研究并沒有直接可比性，本研究使用的是重量輕、成本低的單盤播種機，僅適用于深耕土壤，而Suomi和Oksanen[15]使用的是帶有壓實和平整輪的直接播種機，播種時使用的是楔盤式犁，測量了3只犁頭，并采用ISOBUS總線，而本研究包含11只犁頭傳感器，并沒有包括與拖拉機系統(tǒng)的交互。Suomi和Oksanen[15]使用一個地輪來探測地表面，而本研究僅使用超聲波傳感器來探測地表面。此外，Suomi和Oksanen[15]采用了比例積分微分級聯(lián)控制，Weatherly和Bowers[16]采用了比例控制，并采用了低成本的三位置液壓控制系統(tǒng)，尼爾森等[15]認為這是最具成本效益的解決方案。

本文設計的深度控制系統(tǒng)還將地理坐標與犁頭深度控制結合，即基于GNSS衛(wèi)星定位，將GNSS衛(wèi)星接收器安裝在播種機上作為移動傳感器。另外，需要一個決策支持系統(tǒng)來決定播種深度。土壤水分含量是決定播種深度的一個重要參數(shù)，另外Weatherly和Bowers[16]發(fā)現(xiàn)，土壤質地的信息在預測播種深度時也很有用。另一種方法是采用較深的二次耕作，減少壓實層影響，這樣正常操作中，犁刀往往在壓實層的上方運行。Finlay等[4]指出，較深的二次耕作疏松土層對某些土壤是有益的。

該系統(tǒng)改善播種機對不同土壤適應性，尤其適用于異質農(nóng)田，該系統(tǒng)有望在各種苗床條件下發(fā)揮作用，如松散砂或重黏土；每次播種作業(yè)時，都要將犁刀壓力調整在一定范圍內(nèi)，以達到所需的犁刀深度。

總體而言，自動犁頭深度控制系統(tǒng)能夠保持犁頭的期望深度，將變異性從±8 mm降低到±2 mm，性能提高15.2%。有控制系統(tǒng)后既可以提高作業(yè)質量(深度精度)，也可以提高工作效率。同時由圖3可知，有深度控制系統(tǒng)時，系統(tǒng)在12 km/h的高速下，與沒有控制系統(tǒng)時4 km/h的低速保持一致的犁頭深度，所以也可以進行更高速度的作業(yè)。

3 結論

在一種輕型單盤播種機安裝了一種新型犁頭深度控制系統(tǒng)，并進行性能測試。與標準播種機相比，該系統(tǒng)在各測試速度下都提高了犁頭深度的準確性和均勻性。該系統(tǒng)使犁頭深度精度提高15.2%，相應的犁頭深度置信范圍降低了10.4 mm(CI=95%)。在4 km/h、8 km/h和12 km/h時，平均犁頭深度目標偏移量分別為3.5 mm、5.3 mm和6.3 mm，與標準播種機在4 km/h、8 km/h和12 km/h時8.0 mm、9.1 mm和11.0 mm的偏移量相比，這是一個相當大的改進。因此，當有控制系統(tǒng)時，在工作速度為12 km/h時的犁頭深度控制比沒有自動控制系統(tǒng)時在4 km/h作業(yè)速度時更精確。此外，當有控制系統(tǒng)時，所有測試速度的犁頭深度差異均顯著降低。有犁頭深度控制系統(tǒng)與無深度控制系統(tǒng)相比，犁頭平均深度與目標深度的偏差分別為±2 mm與±8 mm。

當使用新型犁刀深度控制系統(tǒng)時，作物的出苗和發(fā)芽將會更加均勻。犁頭深度的變化與工作速度、機器負荷、犁刀設計、土壤、機械性能等因素無直接關系，但這些因素都會對犁頭工作深度有一定影響。

(譯者：馮玉崗，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所工程師。譯自[美]Computers and Electronics in Agriculture,2018,144:174-180,略有刪節(jié)。)