王春光
(黑河市愛輝區農業機械化總站,黑龍江 黑河 164300)
土壤的機械化耕作是農業生產開展的基礎,隨著機械化生產和農藥化肥應用造成耕地土壤退化日益嚴重,保護性耕作技術在我國得到了大力推廣與應用,深松技術作為保護性耕作的重要組成部分,其在我國得到了更廣泛的應用與技術研究。隨著深松機成為耕整地機械中的一員,其對土壤的改善作用得到凸顯,并逐漸向合理化耕作與土壤保護方向發展。現階段,我國的深松機技術得到了功能上的擴展,逐漸實現了傳統耕整地技術與深松技術的結合,并與施肥、免耕播種等技術整合。在技術升級的過程中,對于農民使用深松機的能力也提出了更高要求,合理應用深松機已成為改善耕地土壤的關鍵。
深松機的技術特點是能夠實現在少量擾動土壤且不翻轉和打亂土層的情況下,完成對耕地土壤的疏松,與傳統的犁耕、旋耕相對比,其耕作深度可達25 cm以上,能有效打破傳統耕作和土壤壓實產生的犁底層,提高土壤的透氣透水能力,并有效增加耕層深度,降低地表徑流和水土流失概率。隨著技術的發展,深松技術與我國常見的生產習慣進行了充分融合,機械化深松的作業方式向多樣化發展,如間隔深松、全面深松、中耕深松、行間深松、壟翻深松等在我國的不同農業生產區發揮了重大的作用。其技術優勢表現為以下方面。
1)有效改善土壤理化性狀。利用深松機打破土壤犁底層后,表層土壤與深層土壤之間的壁障被破壞,自然降水與空氣更容易進入深層土壤中,使自然界的雨雪儲存為深層土壤中的水資源,提高農業生產的抗旱能力。同時當降水量較大時,經過深松機作業后的土壤滲水效率顯著提高,每公頃的蓄水能力可提升150~300 m3,有利于快速排澇,避免水土流失和地表徑流的產生。據統計,合理開展25~40 cm的深松作業,能夠使耕層加深10~15 cm,土壤的鹽堿性狀得到明顯改善,土壤體積密度優化至11~13 g·cm-3,農作物在合理的土壤性狀和耕層深度下能實現最佳的生長發育[1]。
2)有效提升作物產量。深松機在我國農業生產中的長期應用證實了其技術合理性,根據2020年統計數據顯示,針對犁底層待改善耕地,采用隔年深松的耕地,農作物增產效果明顯。整體上,深松可使玉米增產860~990 kg·hm-2,小麥增產320~390 kg·hm-2,大豆增產270~360 kg·hm-2,馬鈴薯增產1 850 kg·hm-2,含水量越大的作物增產越明顯。
3)生產作業成本低。盡管深松機的耕作深度大,還需破壞犁底層,但得益于其不翻動土壤的特性,其作業過程的阻力比傳統的鏵式犁耕翻作業更低,深松機的機械結構較為簡單,并能與其他耕整地機械配套使用,購機成本和作業成本較低,有利于推廣應用。
常用的深松機結構如圖1所示,主要的工作部件包括深松鏟、限深輪,還包括了連接用的懸掛點、架體和支架等。

1.深松鏟;2.上懸掛點;3.懸掛斜支架;4.下懸掛點;5.深松機架體;6.限深輪
深松鏟是深松機的主要工作部件,主要包括鏟尖、鏟柄、側翼等部分組成,深松鏟具有兩個主要功能,一是充分打破犁底層,針對25~35 cm 的犁底層能夠實現有效破除,耕作深度可達35~45 cm,鏟尖具有良好的耐磨性和剛性,能夠適應大部分耕地的土壤結構和犁底層;二是在不翻轉土層的情況下疏松土壤,實現土壤的深層疏松和局部細碎,提高土壤通透性。隨著深松機技術發展,深松鏟在形狀、結構、安裝形式上呈現多元化特點,按照不同的鏟尖形狀,深松機分為雙翼鏟深松機(圖1)、鑿形鏟深松機(圖2)、桿齒鏟深松機(圖3)等多種類型[2]。

圖2 鑿形鏟深松機

圖3 桿齒鏟深松機
限深輪的主要功能是調整深松作業的深度,通過改變限深輪與深松鏟尖之間的高度差來調整深松深度,限深輪多為支撐輪,能夠保證深松機在田間的正常行駛,起到對整機的支撐作用。
懸掛結構包括上懸掛點和下懸掛點及相關的輔助支撐鋼架結構,上下懸掛點分別用于與拖拉機液壓懸掛系統進行連接,通過三點懸掛連接拖拉機后,可利用拖拉機液壓系統控制深松機的位置和高度。
深松機機架是深松機各個零部件安裝的基礎,機架在保證足夠剛度、強度的前提下,還需設計制造相應的深松鏟安裝位置,以滿足深松鏟在不同位置的安裝需求[3]。
作業參數的調整關系到深松機作業質量,參數的調整主要從以下三方面開展。
1)調整深松機的水平狀態。首先通過調整上拉桿的長度調節深松機延前后方向的水平狀態,要保證深松機下降至入土作業位置時,限深輪壓緊地面后,深松鏟與土壤保持3°左右的切入角,此時深松機的機架延前后方向與地面應基本保持水平,以保證前后不同位置的深松鏟破土深度一致,然后調整深松機左右方向的水平狀態,主要是通過調整左右兩側的側拉桿調整水平狀態,調整時可將深松機下降至貼近地面,當左右兩側深松鏟的鏟尖與地面距離接近相同時,將左右拉桿鎖止,左右方向水平能保證左右兩側不同位置深松鏟的破土深度一致。
2)深松深度調整。深松機的破土深度應根據不同耕地土壤的犁底層深度和厚度進行選擇和調整,耕作深度的標準是打破犁底層,調整過程主要采取以下兩種方式:一是,大部分傳統技術的深松機,主要通過調整限深輪高度位置調整耕作深度,平地可采取墊高法進行調整,先將深松鏟緩慢下降與地面輕微接觸后用液壓系統鎖止,選擇與耕作深度相同厚度的材料將兩側限深輪墊起到適當高度后鎖止,則完成耕作深度調整;二是部分新型深松機和聯合作業機可通過拖拉機后懸掛電液控制功能實現深松深度控制,此時應根據犁底層深度和厚度對電液控制參數進行調整。
3)深松機深松鏟位置調整。對于結構簡單、機架由矩形管制造的深松機,其深松鏟主要采用U型卡絲卡裝的方式安裝,這種安裝方式造成深松鏟的位置不固定,深松鏟固定前可在左右方向移動,該種深松機在正式使用前應對深松鏟的位置進行調整,保證耕作的標準幅寬,并保證各個深松鏟之間的距離均勻一致。
深松機的操作相對于傳統的犁耕、旋耕要求更為嚴格,對于深松作業的時機、周期、操作方法等要求很高。
1)深松時機把握。深松作業并不需要每年進行,是否需要開展機械化深松主要取決于土壤耕層中的犁底層情況,深松作業應針對犁底層堅硬程度,影響蓄水、透氣性的耕地開展。深松作業根據經驗需每間隔1~2年開展一次。深松作業有兩個較好的開展時機,一是在秋季收獲后深松,有利于耕地土壤積聚秋冬季降水,提高抗旱能力;二是在春季耕整地之前開展或與耕整地同步開展,有利于播種后積聚春夏雨水。
2)作業路線規劃。作業前要充分了解田地間的實際情況,明確地形地勢特點、耕地面積、田間障礙物位置等,并預先規劃行駛路線、作業方案,要求駕駛員按照設計好的行駛路線、深松深度、作業效率規范作業。
3)駕駛操作。在田間剛開始深松作業時,應先低速起步,并控制液壓系統將深松機下降至適當位置,保證深松鏟緩慢切入土壤并進入犁底層,駕駛過程中要密切關注深松機及拖拉機的狀態,發現牽引力異常增大或變小、機具出現異響,應及時停機檢查排除故障。某一片耕地完全深松后,在駛離農田前,應緩慢行駛并將深松鏟逐漸升起至安全位置,確保行駛過程不造成機具損傷[4]。
4)作業質量與相關要求。行駛路徑應盡量保持直線,勻速行駛能更好地保持松土均勻性,要避免行駛速度忽快忽慢造成深松質量的降低,要保證往返行駛過程中深松間隔不出現過大差異,避免出現重復作業和局部區域遺漏;若在深松作業的過程中出現了土壤拖堆問題,應及時查明拖堆的原因,及時清除深松鏟上纏繞的雜物和黏附的砂石泥土。
5)作業質量問題處理。深松作業的過程常遇到以下問題:一是深松深度不足,多是由于深松機調整不當、深松鏟磨損或耕地土壤狀態的差異導致的,首先,應檢查深松鏟深度,確保深松鏟能達到足夠深松深度;其次,應排除深松鏟的鏟尖部位磨損而導致的入土、切土能力不足,應及時更換或打磨深松鏟;最后,應分析土壤是否過硬或阻力過大,可適當增加配重或減少深松鏟數量,以增加深松深度;二是深松深度不均勻,主要是兩方面因素引起的,首先,深松機左右方向不水平,導致不同位置深松鏟的深松深度不一致,應重新對深松機進行調平,其次,個別深松鏟出現磨損或破損也會影響深松的均勻性,應及時更換損壞的深松鏟;三是產生土層之間的明顯翻動,多出現于復式作業的機型中,部分深松機為降低深松阻力安裝有松土鏟,若松土鏟與深松鏟位置過近,則會影響土壤的受力狀態,造成土層翻動,此時應及時調整松土鏟與深松鏟之間的距離[5]。
綜上所述,深松機已在我國的農業生產中得到快速普及,在深松機實際應用的過程中,還存在著設備結構與技術落后、操作駕駛不合理等問題,農機廠家應在傳統深松機的技術基礎上,進一步提高生產加工的精細化程度,并優化深松鏟的結構和布局,從技術開發的層面提高深松質量,同時農機駕駛員也應進一步掌握深松機的駕駛操作規范,提高深松機調試、保養和故障維修能力,實現機械化深松作業質量的全面提升。