深松整地机械构造与运用

1深松整地机械构造与运用【长春市机械深松整地技术的推广】项目培训教材长春市农机推广站总站编写2深松整地机械构造与运用第一章深松技术发展情况深松作业是指拖拉机配挂深松机或带有深松部件的联合整地机等机具，进行行间或全方位深层土壤耕作的机械化整地技术。应用这种技术是打破坚硬的犁底层，加厚松土层，改善土壤耕层结构，蓄水保墒，增加地温，促进土壤熟化，提高土壤肥力，加速有效养分的积放过程。深层松土还能防止水土流失，使作物根系得到充分的发育和使作物茎叶茁壮，增强抗风和防倒伏能力，为农作物高产稳定奠定良好的基础。深松整地技术，是随着旱作农业耕作法的不断改革和发展，特别是保护性耕作技术的推广，而形成的适合不同类型区域、不同耕作方法和土壤的一种机械化生产作业方式，对于改善土壤耕层结构，打破犁底层，提高土壤蓄水保墒和提高能力，促进粮食增产具有重要的作用。第一节旱作农业旱作是一种自然现象，也是世界性的问题，旱作农业即旱地农业，是指在有限降水，典型的是在年降水量少于500毫米的地区，不采用灌溉种植作物的农业。我国是世界上主要干旱国家之3一，旱作农业耕地面积占总耕地面积的52.5%，主要分布在北方16个省、市、自治区，吉林省是典型的旱作（即雨养）农业区。我国抗旱耕作历史悠久，最早起源于公元前1000多年的西周时代。几千年的历史，从成功与失败中发展了不同的抗旱耕作方法，积累了丰富的经验。尤其新中国成立以来，组织了大量人力物力，加强试验研究和推广应用，吸取传统抗旱方法的精华，结合现代理论、技术与工程手段，已经形成了不同的抗旱耕作方法与一些机械化旱作体系，适合不同类型区的机械化耕作模式正在形成。典型的抗旱耕作方法，主要有垄作法、沟播法、沙田法、蓄水聚肥改土耕作法等，垄作法是一种在东北地区行之有效并沿用至今的增强抗旱防涝耕作法。传统的垄作制，垄高20～30厘米，宽45-70厘米，常年保持垄形。播种方法之一是原垄播种，在垄台上刨作物根茬、开沟播种，另一种方法是换垄播种。垄作不仅提高地温、春抗旱、秋防涝，还可以减少风蚀、水蚀、增加产量。针对长期适用垄作耕法或平翻耕作后，所出现的问题，形成了深松耕法。第二节深松耕法多年来由于运用平翻耕法或垄作耕法后，在耕作层与心土层之间形成了一层坚硬、封闭的犁底层，其厚度可达6～10CM，它的总孔隙度比耕作层或心土层减少10～20﹪，阻碍了耕作层与心土层之间水、肥、气与热量的连通性。作物根系难以穿透犁底4层，因此，作物根系分布浅，吸收土壤养分的范围小，抗灾力弱，并易倒伏等。深松是指不打乱原有土壤层次的深度松土作业，其深度超过犁底层或土壤自然形成的黏盘层分布深度。在耕作制中所用的深松机具有凿形深松铲、鸭掌铲、双翼铲、形似双翼铲、宽箭形铲以及全方位深松铲，除了后两二者作业后土层剖面全部疏松以外，其余铲型作业后在耕层内相邻铲之间均剩有三角形未经疏松的土层，其断面大小因铲间距和作业深度而异，但接近地表的土层均是疏松的。因此，在平作基础上深松后的耕层构造均属全松（或全虚）构造。深松有多种方式，它们的共同效果是破除犁底层或黏盘层，使耕层由翻地的20CM左右加深到30CM左右；提高了土壤生物活力，扩大了根系生活领域；作物产量普遍提高。如配合施用肥料，使水肥充足，则可更好地发挥增产作用，并延长其效果。深松代替翻耕可减少作业费用、作业次数。当然，深松只是一项作业，除联合整地机带深松作业外，不能形成良好的种床，一般还需要进行灭茬、旋耕、起垄等表土作业。我国目前使用的深松机有多种形式，其中主要有行间凿式和全方位式两种。凿式深松机，主要用于沟垄种植中进行间隔深松；全方位深松机主要用于小麦等平播作物的全面深松或配合农田基本建设的耕层改造。我省在一些地方普遍使用联合整地机带深松装置，在灭茬、旋耕、起垄、镇压作业的同时进行深松。这种5作业方式一般要求配套拖拉机的动力应在100马力以上，才能达到深松深度的要求。深松垄作的特点是在垄作中分层深松、土层不乱、间隔深松、虚实并存、耕种结合、耕管结合。带翼的凿型松土铲，可做到表层全松，底层间隔松。黑龙江省农业现代化所实验测定应用局部深松，耕层有效水分增加4﹪～5.6﹪，渗透率提高13﹪～40﹪，根系发育好，粮豆增产10﹪。第三节深松整地的机理一、旱田土壤的耕层构造1、覆盖层（0～5厘米）是对全部土壤起保护作用的土层，也是播后对种子覆盖的表土层。2、种床层（5～10厘米）位于覆盖层下面，是作物种子着床萌发的土层。3、底土层（10～20～30厘米）为耕层的下半部分，是作物根系密集和生理活跃的重要土层。这一土层受气候直接干扰较小，但对缓冲气候影响和抗灾能力却是关键的土层。深耕改善耕层构造就是主要针对这一土层。使其便于根系伸展，蓄水供肥，既能将过多的水分渗向非耕层（心土层），又能保证从下面土层提墒。底土层的厚度根据土壤类型而变化，有的底土层厚度达50厘米左右。底土层下面是心土层。心土层是非耕层，这一土6层保持自然的紧密状态。而且有机质含量低，其土壤密度比耕作层大。作物根系达到这一土层仅占总根重的5%～10%左右，但心土层与耕作层的配合犹如一座土壤水库，甚至2～3米深的土壤水分都参与耕层的水分运动。4、犁底层。由于多年连续采用同一深度的翻地作业或多年只用小四轮起垄或旋耕作业，这样耕层和心土层之间人为地形成6—10厘米厚的紧实层—称为犁底层。犁底层的形成显然成为耕作层和非耕作层之间的隔离层。使耕作层中过多的水分不能及时向心土层渗透；耕作层干旱时，心土层不能及时向耕作层提墒，消弱了耕作层抗旱、防涝能力。同时，也影响了耕作层和心土层之间的气体交换。犁底层不仅通透性差，还阻碍根系向心土层分布，如犁底层干硬，作物根系就难以穿透，只能在犁底层界面上横向生长，不能利用心土层的肥力，而且使作物易于倒伏。因此，通过深松加深耕作层打破犁底层就显得十分重要。二、深松的概念和意义松耕是不翻转土层，保持原有土壤层次，局部的松动耕层土壤和耕层下面土壤的一种耕作。其深度不打破犁底层称之为浅松，一般为15～20厘米；深度打破犁底层称之为深松，一般为30～50厘米。由于犁底层阻碍了耕作层与心土层之间水、肥、气、热梯度的连通性，降低了土壤的抗灾能力。同时，作物根系难以穿透犁底层，根系分布浅，吸收营养范围减少，抗灾能力弱易引起倒伏早衰等等，以致影响产量。深松就是消灭犁底层，创7造良好的耕层结构的一项技术措施。但是深松不能较深的翻埋肥料、杂草、秸秆、及减少病虫害，这是不足之处。用浅翻深松机进行深松可以较好地解决这些问题。土壤深松并不是越松越好，作物适宜的土壤紧实度为1.0～1.37克/cm3，当土壤的容重超过1.37克/cm3，则应耕松。吉林省的黑土由于有冻融过程，深松后后效可维持2～3年，即2～3年内土壤普遍容重仍可保持在1.2-1.3克/立方厘米的适耕范围内。三、深松耕法的效果1、提高了土壤蓄水能力。深松打破了犁底层，使土壤透水性增强。据长春市农机技术推广总站在2009年测查土壤耕层含水量春季初春时提高了5.6%，播种前提高6%，秋收前提高7.8%。底土层蓄水明显增多，利于次年雨季前的抗旱，即变伏、秋降雨为春墒，使土壤水分分布较平稳。深松后的土壤能迅速的接纳降水，在降瀑雨、急雨时，减少了水的径流和表土流失。据有关资料介绍，在12小时内70毫米降雨强度时，不产生径流。2、形成良好的耕层构造。深松耕法的耕层构造使作物根系密集加厚，根系可随土壤含水量情况，自由地向实或松的部位伸展，而且可以从深松部位向底土层生长，其根量比未深松的增加三倍，形成许多的须根，由于有较多的根系留在土壤中，使土壤有机质下降较缓和。深松使底层土在原地熟化，可经济的使用土壤肥力，防止非生产性消耗。由于不打乱原有土壤层次，使肥沃8的土层保持在有利于作物根系生长密集的部位，而播种时，将种子播在熟土上，有利于种子发芽和幼苗生长。3、提高农作物产量。经多年农业田间耕作试验。对深松增产效果的测查，深松同连年灭茬浅层垄种和连年平翻（形成了犁底层）相比，作物产量在深松当年可增加8～10%，而次年可增加10～20%，并可提前成熟。深松可以改良土壤，增加土壤有机质含量，使中低产田改良成中高产田。第四节推广机械深松技术的意义2008年，我省开始实施增产百亿斤商品粮能力建设规划。而制约粮食增产最重要的因素之一就是土壤的质量。据调查，在过去的30年中，我省大部分土地是由原大中型机械翻地，变为小型拖拉机配套灭茬耕整地的耕作方式。连年灭茬耕作，导致土壤耕层只有12～15厘米左右，土壤板结严重，阻力不断增大，犁底层的土壤变得硬脆，一锹下去就会大块大块地开裂，同时厚硬的犁底层也阻碍着土壤上下水气的贯通和天然降水的贮存，小型农机具的连年作业，也导致了土壤中蚯蚓等生物的大量减少，土壤毛细管的破坏，土壤养分输送能力的破坏，难以维持植株正常生长对水、肥、气、热的需求；另外过去多年来传统的种植习惯翻、耙、压，翻动土壤严重，带来造成土壤风蚀等现象问题；另一方面机车多次进地，土壤压实，降雨径流现象十分突出，土壤蓄水保墒能力明显不足。9据我省测定，小四轮机械灭茬，耕深6～10cm，多功能复式整地机也只有15～18cm。由此导致了土壤干旱现象逐年加剧，恶性循环，农作物只能在夹层陕小的空间中生长，根系发展没有空间，养份吸收不上来，造成农作物生长不良，抗风、抗旱、抗病能力不足。2008年发生在吉林省长春市双阳区的风灾，几千公顷玉米减产、绝收，原因就是土壤板结，玉米根系不能深扎造成的，可见目前我省土地板结是相当严重的，应该说耕地质量下降已成为我省提高农业综合生产能力的基础性障碍因素。鉴于上述问题，在农业种植技术上，就必须进行改革，大力推广以机械化深松为主导的种植模式，这是在目前现有农业和机械化技术综合技术条件下，使玉米增产的最为有效的方法，实行以机械化深松为主的保护性耕作技术，已是迫在眉睫。针对当前土壤的状态，我省果断提出大型机械深松整地作业。这是一项高瞻远瞩的工程，得到了农业部的认可。2010年中共中央1号文件明确提出大力推广机械深松整地，这为深松技术我省的推广普及指明了方向。我省大部分地区春季多风少雨，干旱严重，尤其是中西部，年降水量更少，十年九春旱，出苗差、保苗难的问题已成为制约粮食增产和农业发展的最主要因素。采用深松蓄水技术可有效改善土壤蓄水保墒能力，充分接纳天然降水，建立土壤水库，对解决旱区农业制约瓶颈，促进农业生产发展将起到重要的推动作用。101、可有效地打破长期以来犁耕或灭茬所形成的坚硬犁底层，有效地提高土壤的透水、透气性能，深松后的土壤体积密度为12～13g/cm3，恰好适宜作物生长发育，有利于作物根系深扎。机械深松深度可达35～50厘米，这是用其它耕作方法所根本达不到的深度。2、机械深松作业可极大地提高土壤蓄积雨水和雪水能力，在干旱季节又能自心土层提墒，提高耕作层的蓄水量。一般来讲，深松作业地块较未深松地块可多蓄水11～22m3/亩，且土壤渗水速率提高5～10倍，可在1小时内接纳300～600毫米的降水而不形成径流。通俗地说，就是我省大部分地区一年的降水量如果在l小时内降下来，也不会在垄沟积水而全部渗入地下。正是由于大量降水存入地下，因此，大大地降低了土壤水分的蒸发散失和流淌损失，为农作物生长提供了丰富的天然降水资源。3、机械深松可有效地排涝、排除盐碱，对西部半干旱盐碱地块及草场特别适宜。深松作业只松土、不翻土，因此特别适于黑土层浅，不宜翻地作业的地块，这就为耕作层较浅地区和草场改良提供了良好的手段，原有草场植被不被破坏，因此并不影响当年放牧。4、机械深松作用与其他作业相比较，其阻力小，工作效率高，作业成本低。深松机由于其独特的工作部件结构特性，使其工作阻力显著小于铧式犁耕翻，降低幅度达1/3。由此带来工作效率更高，作业成本降低。据我们08年秋季测算，一般地块亩11耗油仅达0.7～0.8升，作业成本6～8元／亩左右，工作效率因机型不同每天可达20～30公顷。5、机械深松可使雨水和雪水下渗，并保存在0～150cm土层中，形成巨大土壤水库，使伏雨、冬雪春用、旱用，确保播种墒情。一般来说，深松比不深松的地块在0～100cm土层中可