機械化深松技術在半夏生產中的研究與試驗

王 芳，趙保生，胡 娟，劉全有

（西和縣農業機械化服務中心，甘肅西和 742100）

0 引言

西和半夏，是中國國家地理標志性產品。因甘肅西和縣獨特的土壤特性、氣候特點及有效的機械化深松整地技術使得所產半夏顆粒大、形狀好、顏色白、藥用價值高而聞名全國[1]。

半夏具有較長的輪作期，在每年的10～11 月，由于土壤固化，上下土壤通透性差，即土壤空氣與大氣交換能力下降，影響半夏對土壤肥力的有效利用，從而影響半夏的生長。因此，有效及時的機械化深松整地可以大幅度提高半夏根系對水肥的利用率，提高半夏的生產率[2-3]。

當前因農民思想意識淡薄和受半夏傳統耕作方法影響，農民尚未完全接受機械化深耕整地技術。因而機械化深松整地技術的推廣宣傳工作也受到一定程度的影響。因此農機部門要深入田間做好推廣工作以解決問題。通過試驗對比分析給農民講解機械化深松整地技術和傳統半夏耕作方式的優缺點，實地指導，讓農民真實感受到機械化深松整地技術不僅可以節省勞動力，而且能夠達到半夏大幅度增產的效果。同時，給農民提供優惠補貼政策，激發農民開展機械化深松整地的積極性[5]。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與儀器

試驗地點設在西和縣興隆鎮王家梁，選取條件一致的同一塊地里，分別采用鏟式深松機與深松整地聯合作業機做對比試驗，選擇一種適宜我縣半夏種植的深松機械。

試驗儀器包括鋁質土壤盒、烘干箱、斷面測繪儀、濕度計、土壤檢測儀、磅秤（500～1 000 kg）、臺秤（20 kg）、精度為0.1 g 天平、皮尺（50～200 m）、鋼卷尺等。

1.2 試驗內容

（1）對機械化深松整地技術的作業質量進行監測。具體包括深松的深度監測、深松的碎土率監測和地面的平整度監測三個指標[5-6]；（2）對機械化深松整地技術效果進行監測。具體包括土壤容重和土壤含水率的監測。

1.3 試驗要求

設置的試驗小區條件基本一致，試驗面積為960 m2（80×12 m），分別采用鏟式深松機與深松整地聯合作業機做深松整地技術的對比試驗，監測土壤容重、土壤絕對含水率等指標。

1.4 試驗指標

1.4.1 取樣要求

取樣點分別選取試驗區的對角線某3 處，取樣要求是距離地頭最少10m，在0～10cm、10～20cm、20～30 cm 處獲取土層樣本。采用膠帶密封的鋁制土盒做標記以及防止水分蒸發。試驗需重復3 次取樣來測定并計算平均值以保證測定的準確性和試驗的嚴謹性。

1.4.2 采用烘干法測定土壤絕對含水率

對土壤含水率測定方法對比分析，本文采用烘干法對土壤的含水率進行測定。具體過程為：采用0.1g精度的稱量天平分別稱量各原始樣本的土壤并記作為濕重，對稱量結果分別記錄，之后將樣本平鋪放入烘箱進行烘干，溫度選擇 105 ℃～110 ℃，時長為 6～8 h，最后斷電等待樣本溫度達到常溫之后，再次稱量土壤質量記作為干重。式（1）為土壤絕對含水率計算方法。

式中W—土壤絕對含水率（%）；m濕—原始樣本質量（即樣本濕重，g）；m 干—烘干后樣本質量（即樣本干重，g）。

1.4.3 土壤容重測定

對土壤容重測定方法對比分析，本文采用環刀法對土壤容重進行測定。具體采用分層采集土樣的辦法。式（2）為土壤容重計算的計算公式。

式中d—土壤容重（g/cm3）；m 干—烘干后樣本質量（即樣本干重，g）；V—環刀容積（cm3）。

2 結果與分析

2.1 深松作業質量監測

2.1.1 測試方法

采用“五區三點”法對機械化深松作業質量進行測試。五區是指每塊地確定五個測量小區，三點是指在每個測量小區的每個深松行上確定三個測試點。

（1）測量小區確定方法

圖1 測量小區示意

圖2 測試點示意（三行）

小區的具體確定方法是在每塊地的對角線上分別取五個檢測小區，機具的作業幅寬等于小區寬度，長度設定為30 cm 以上。需要注意的是根據不同地塊的長度要在小區地頭兩端各留10～20 m 的預備區。測量小區示意圖如圖1，測試點示意圖如圖2。

（2）測點確定方法

每個測量小區內，沿作業方向，在每個深松行上間隔15 cm 左右取三個點，即為測試點。

2.1.2 指標測試及評價方法

（1）深松深度測試及評價方法

測量時，在深松行上將深松作業后浮起的土撥開，使深松行地表與未耕地背面平齊，然后在每個測點上用拇指和食指捏著帶刻度的鋼板尺垂直向下插至深松溝底，測量出深松溝底至（未耕地）地表面的數值，即為深松深度。每個深松行上取3 個測量點。深松深度數值大于25 cm 為合格要求，小于或等于25 cm 為不合格要求。總合格率點數大于等于90%的可判定為深度合格。

（2）行距銜接測試及評價方法

行距銜接（土壤疏松度）用深松鏟間隔來評價，深松鏟間隔越小，作業后土壤越疏松，一般為50～70 cm。在測量小區內測量相鄰兩個深松行中心線距離，大于70 cm 為不合格，小于70 cm 為合格。

（3）碎土率測試方法

沿耕作方向取樣，在測量小區內選取0.5 m×0.5 m 面積，找出土塊，稱取土塊最長邊小于4cm的土塊質量及土塊總質量，按式（3）計算碎土率。

式中C—碎土率（%）；Gs—小于4cm 的土塊質量（kg）；G—土塊總質量（kg）。

（4）地表平整度測試及評價方法

地表平整度用深松作業幅寬內壟溝高度差值來評價，一般不大于10cm（深松整地聯合作業機不大于3cm）。深松地表平整度數值小于或等于10 cm（3 cm）為合格要求，大于10 cm（3 cm）為不合格要求，總合格點數大于等于90%的地塊可判定為合格。

測量時，取一個作業幅寬，在垂直于作業方向挖一斷面，兩端垂直于地面分別釘一個樁，在樁上系一細繩，固定在距地表面60 cm 處，以細繩水平面為基準面，在細繩上分別相隔10 cm 取一個測量點，量取測點與深松后地面的豎直距離，按式（4）計算出地表平整度。

式中p—地表平整度（cm）；h—各測點深松地表面與相對基準面的距離（cm）；Δh—相對基準面與地表面的距離，一般取60cm。

將型號1Z-250，作業幅寬250 cm，配套動力90 hp的深松機與型號1GQN-180，作業幅寬180 cm，配套動力60 hp 的深松機的深松深度、行距測試記錄、碎土率測試、地表平整度進行測試對比，得出機械深松整地作業質量如表1。

表1 機械深松整地作業質量

3 結論

（1）通過對1Z-250 型深松機和1GQN-180 型深松機進行對比試驗，發現鏟式深松機在生產率、作業面積和深松深度方面優于深松整地聯合作業機，而在破土率和地面平整度方面較差。在半夏的生長過程中選擇合適的機械深松方式可以提高耕地質量、改善土壤結構、提高半夏肥料利用，促進半夏增產，農民增收。

（2）深松能提高耕地質量。多年的淺耕會形成堅硬的犁底層，犁底層不利于水分的滲入和植物根系的下扎，對半夏生長有較大影響。

（3）深松能改善土壤結構。深松不翻轉土層，使殘茬、秸稈、雜草大部分覆蓋于地表，既可減少風蝕，又可形成虛實并存的土壤結構，有利于土壤氣體交換，促進土壤中微生物的活化和礦物質的分解，改善土壤肥力。

（4）深松能提高肥料利用。土地深松后，可增加肥料的溶解能力，減少肥料的流失，提高肥料利用率。

（5）深松有較高社會效益和良好的生態效益。尤其是生態效益方面對改良土壤、保護環境、減少降水流失、抑制沙塵暴的發生有很大的積極作用，對農業的可持續發展及造福后代具有重要的意義。

（6）鏟式深松機比深松整地聯合作業機生產率高、作業面積高、深松深度高；深松整地聯合作業機比鏟式深松機碎土率高、地表平整度高。