分置式土壤鎮壓裝置的試驗研究

摘要：為改進土壤鎮壓機具的性能，對分置式土壤鎮壓裝置進行試驗研究。設計機具總體結構，根據機具技術參數性能評定指標，采用鎮壓后的土壤容重和生產率來評價分置式土壤鎮壓裝置的作業質量。結果表明，分置式土壤鎮壓裝置鎮壓后的土壤容重為1.17 g/cm3，作業生產率為0.27 hm2/h，測試指標滿足設計要求。

關鍵詞：分置式土壤鎮壓裝置； 土壤容重； 生產率

中圖分類號：S22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）03-0053-02

土壤鎮壓是一項田間管理技術，已普遍應用于農業生產中。土壤鎮壓利用重力作用來達到壓碎土塊、壓實土壤和平整地面的目的[1]。質地疏松的土壤，播種前后需要進行機械鎮壓，以控制播深，保證種子、根系與土壤密切接觸[2]。土壤鎮壓的目的是協調土壤水分、養分、空氣和溫度狀況，以滿足農作物生長發育的需求[3-4]。現有土壤鎮壓裝置多為整體滾筒式結構，若覆土不平或地表不平，易造成鎮壓效果不均勻。鎮壓滾筒為恒質量的，不能根據土壤墑情、土壤質地及苗情狀況來調節鎮壓強度，難以取得良好的鎮壓效果。以上問題嚴重影響了土壤鎮壓裝置的適應性及鎮壓作業效果。針對現有土壤鎮壓裝置適應性差等缺點，對一種分置式土壤鎮壓裝置進行試驗研究，以期為鎮壓裝置的性能改進和土壤鎮壓效果改善提供技術支撐。

1 分置式土壤鎮壓裝置的結構及工作原理

1.1 整體結構

分置式土壤鎮壓裝置主要由機架、邊鎮壓輥、中間鎮壓輥、配重載物臺及刮泥板等組成。機架主要由懸掛架、前橫梁、加強板、后橫梁、外邊V型固定板等組成。前橫梁與后橫梁前后平行布置，前橫梁與懸掛架固定連接，加強板上端與懸掛架上端鉸接，加強板下端與后橫梁鉸接。前橫梁與后橫梁的左右端部通過邊固定板連接。邊鎮壓輥左右對稱配置并與機架、邊固定板固定連接，兩側邊鎮壓輥支撐整個機具的質量。中間鎮壓輥左右對稱配置并與機架鉸接，其具有仿形功能，能夠隨地面起伏而上下浮動，確保鎮壓輥時刻與土壤密切接觸，從而提高鎮壓作業質量。每個鎮壓輥上方均設有配重載物臺，根據鎮壓強度要求來放置配重物，調節對土壤產生的鎮壓強度，以便有效壓碎土塊。每個鎮壓輥均配有刮泥板，通過鎮壓輥的滾動來刮去鎮壓輥表面的泥土，有利于減少鎮壓滾滑動率，提高鎮壓作業效果。分置式土壤鎮壓裝置結構如圖1所示。

1.2 工作原理

分置式土壤鎮壓裝置與拖拉機后三點懸掛連接，具有良好的機動性和靈活性，尤其適應小地塊及丘陵地區作業。作業時，操縱拖拉機的液壓懸掛系統落下機具。機具在自身質量的作用下，邊鎮壓輥和中間鎮壓輥同時與土壤表面接觸。隨著拖拉機牽引機具向前行進，邊鎮壓輥和中間鎮壓輥通過滾動完成鎮壓作業。兩側的邊鎮壓輥在鎮壓地表土壤的同時又起到支撐機具的作用。中間鎮壓輥與機架鉸接安裝，可跟隨地面仿形，保證在鎮壓作業過程中中間鎮壓輥時刻與土壤密切接觸。同時，根據土壤墑情、土壤質地及苗情等狀況，可通過在配重載物臺上放置配重物來調節鎮壓強度，從而確保鎮壓作業的穩定性和良好效果。

1.3 裝置參數

分置式土壤鎮壓裝置的主要技術參數如下。配套動力：≥26 kW；尺寸（長×寬×高）：1 200 mm×3 200 mm×980 mm；作業行數：4；行距：600 mm；耕幅：農業科技與裝備 2024年5月2 400 mm；掛接形式：后三點懸掛；作業速度：6～8 km/h；鎮壓后的土壤容重：1.00～1.20 g/cm3；生產率：0.22～0.29 hm2/h。

2 田間試驗

2.1 試驗條件

2023年春季在沈陽進行機具性能試驗。試驗樣機為遼寧省農業機械化研究所生產的分置式土壤鎮壓裝置。機具技術狀態良好，配套動力為東方紅504型拖拉機。試驗地長120 m、寬65 m，兩端留有10 m的穩定區。試驗地平坦、無障礙物，質地為壤土。按照《GB/T 5262—2008》測定試驗地表（0～10 cm）土壤含水率。土壤含水率測定結果見表1。

由表1可知，地表土壤含水率平均值為16.6%，試驗地的土壤含水率滿足試驗要求。

2.2 試驗方法與結果

根據機具技術參數性能評定指標，選定鎮壓后的土壤容重和生產率來評價分置式土壤鎮壓裝置的作業質量。

田間試驗時，機具分別在6、7、8 km/h的作業速度下進行性能測定。作業后，在測區內按對角線法取5點，再測量地表土壤容重。鎮壓后土壤容重測量結果見表2。機具累計作業6 h時，進行定時截尾生產查定，記錄機具作業時間、作業量，計算作業小時生產率。作業小時生產率測定結果見表3。

由表2、表3可知，機具鎮壓后的土壤容重平均值為1.17 g/cm3，作業小時生產率平均值為0.27 hm2/h，測試指標滿足設計要求。

3 結論

針對現有土壤鎮壓裝置適應性差等不足，對一種分置式土壤鎮壓裝置進行研究。結果表明，鎮壓后的土壤容重平均值為1.17 g/cm3，作業生產率平均值為0.27 hm2/h。測試指標滿足設計要求，可用于指導土壤鎮壓裝置的設計與開發。

參考文獻

[1] 姜業成，孫海全，鄧奧嚴，等.苗帶重鎮壓對土壤環境、玉米生長及產量的影響[J].玉米科學，2022，30（6）：118-123.

[2] 焦月榮.機械耕作條件下土壤鎮壓保苗作用初探[J].農民致富之友，2015（22）：236+111.

[3] 趙霞，黃瑞冬，李潮海，等.播后鎮壓覆蓋對土壤保水保溫和玉米幼苗生長的影響[J].玉米科學，2013，21（5）：87-93+99.

[4] 趙曉霞.土壤鎮壓簡述[J].農業工程，2013，3（1）：21-22.

基金項目：遼寧省農業科學院學科建設計劃項目（2022DD289549）