1SZ-140A振動式深松機試驗研究

汪遠洋，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；2.十堰市農機技術推廣中心，湖北十堰 442000；3.十堰市農業科學院土壤肥料研究所，湖北十堰 442000；4.農業農村部南京農業機械化研究所，江蘇南京 210014）

0 引言

土壤機械化深松，是保障糧食安全和農產品有效供給的重要手段[1-3]。黨中央、國務院高度重視農機深松整地作業，一直把農機深松作為藏糧于地、藏糧于技的主推技術進行推廣。它正以一種使農業增產最有效、最先進的耕作技術制度而被人們廣泛認可和應用[4，5]。但設施大棚土壤深松因其作業空間限制發展相對滯后。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和較高的復種指數使得棚內不同程度出現了土壤板結層，阻斷了板結（犁底）層上下的水分和營養的相互輸送和補充，影響了作物產量，產生病蟲害的概率也因此大大提高[6]。而大型機具無法進入棚內深松作業，為了解決這一問題，十堰市農機龍頭生產企業，湖北雙興智能裝備有限公司率先引進韓國先進技術，研制出可與大棚王配套的新型1SZ-140A振動式深松機。為檢驗其應用效果，十堰市農機技術推廣中心會同十堰市農業科學院，科學制定試驗大綱，精心采集試驗樣本，詳細記錄試驗數據，從農機農藝兩方面，在蔬菜大棚耕整作業中的進行了對比試驗。

1 工作原理和創新點

1.1 工作原理

1SZ-140A振動式深松機是利用16.17～99.225 kW拖拉機動力輸出軸PTO（power take off）的傳動力，帶動偏心軸旋轉，讓深松鏟以一定頻率上下往復運動而形成主動振動，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50%、液態40%、氣態10%）構造，實現節本增收，結構如圖1所示。單個深松鏟振動影響范圍為70 cm振動寬幅，35～65 cm振動深度。每個深松鏟后掛有“鼠道棒”，在土壤深松后，沿著拖拉機牽引方向，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致內澇。大棚蔬菜使用振動式深松機作業后，蔬菜發芽狀態良好，苗期生長均衡，在大棚內產生蒸汽霧（破碎土壤的土壤溫度高，會產生水分蒸發造成的水蒸氣）。

1.2 創新點

1）采用最新的深松技術，通過主動振動的方式直接打碎土壤，振動寬幅廣、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，土壤可以形成適當的三相構造，大大提高了土壤蓄排水效果，種植的農作物根系發達，增產增收。深松鏟采用進口SK5工具鋼的材質，通過整體表面淬火處理，整體硬度達到HRC70。相比強度更高，有效作業深度在40～60 cm，工作效率20 m/min，耐久度長達300 h。

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

3）功能拓展性強，可實現精準農業的要求。主機可通用，通過替換功能部件，可輕松將用于深松機的部件換成收獲機或施肥的部件，提高了配套比，實現一機多用，滿足用戶各種需要。作為收獲機時，可收獲藥草，胡蘿卜、大蒜等根莖類作物。作為施肥機時可在適當地點投入適當肥料，改善土壤肥沃度。實現精準農業的要求。

4）形成半永久性排水暗渠。每個深松鏟后掛有“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

2.1 試驗內容

試驗設置為只用旋耕起壟和在旋耕起壟前加振動深松2個對照項，全程跟蹤采集蔬菜從播種到收獲的相關參數進行對比，用科學的方法驗證使用雙興達牌大棚果園深松機后，對大棚土壤改良、蔬菜品質和產量提升的作用，如圖2所示。

圖2 田間試驗

試驗地基本概況見表1，試驗機具類型及參數見表2。

表1 試驗地基本情況表

表2 作業機具類型及參數

2.2 試驗方法

處理設計：

試驗設置旋耕起壟（XQ）、振動深松（ZS）＋旋耕起壟（XQ）2個處理，每個處理3次重復。對于前茬作物殘留秸稈或雜草過多地塊統一進行清茬處理。

試驗流程：

1）檢測作業前各項參數；

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

3）作業完成后，再次按照檢測作業前各項參數進行檢測；

4）種植蔬菜作物；

5）統一水肥藥及除草等中耕管理；

6）生長期情況按照下面柱狀圖進行定期檢測。指標測定：深松機作業前后測定土壤堅實度、土壤容重等指標，紫菜苔生長期開展兩次復測，并記錄蔬菜長勢及產量等指標。

2.3 結果與分析

試驗結果表明，與普通旋耕起壟相比，振動深松+旋耕起壟能夠有效改善大棚土壤物理狀況，提高蔬菜產量，具體情況如下：

1）土壤堅實度：由表3可知，與耕作前相比，普通旋耕起壟（XQ）與振動深松+旋耕起壟（ZS+XQ）都可以有效降低0～30 cm土層的土壤堅實度，但在30～40 cm土層，普通旋耕起壟反而比耕作前堅實度更高，形成了障礙層，而振動深松地塊土壤堅實度明顯降低，下降幅度達30.37%?？梢娬駝邮缴钏蓹C對破除傳統耕作形成的犁底層、消除土壤板結等問題具有良好的效果。

表3 土壤物理特性檢測項目表

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，土壤含水率呈下降趨勢。振動深松+旋耕起壟（ZS+XQ）處理土壤的含水率在不同時期與各個層次內均高于普通旋耕起壟（XQ）。同時，在兩次檢測間隔時間內，ZS+XQ處理的土壤含水率減少量要明顯低于XQ處理。這表明，振動深松+旋耕起壟能夠有效增強土壤保墑能力。

表4 生長期土壤含水率含量變化

4）蔬菜長勢及產量：紫菜薹的長勢及產量如表5所示，分析可知，與普通旋耕起壟相比，振動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%，畝產量增加24.98%，按照當地紫菜薹批發價4元/kg計算，每畝將多產生經濟效益2 177元。

表5 作物長勢及產量對比

3 結語

1SZ-140A型振動式深松機能夠有效降低設施大棚深層土壤的堅實度和容重，解決大棚土壤犁底層障礙、消除土壤板結，改善土壤的物理狀況，提高土地生產力。促進農戶增產增收具有較高的推廣應用價值。試驗表明：與普通旋耕起壟相比，振動深松+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，針對深松+旋耕起壟優勢不明顯，但耕作層在30～40 cm時振動深松地塊土壤堅實度下降幅度達30.37%，土壤容重明顯降低、蓄水保墑能力有效增強，作物畝產量增加24.98%。該機型具有較高的實用推廣價值。