何雨浩论文

基于对比试验的深松技术及装备研究摘要保护性耕作是当今公认的先进农业生产技术，深松技术是保护性耕作四大技术之一。目前，深松作业广泛采用立柱式深松机，虽具有结构简单、入土和松土能力强等优点，但松后地表留有较大的松土沟，加剧了土壤水分的无效蒸发，影响后续播种作业质量和作物的生长，且工作阻力较大。而且，在保护性耕作条件下进行深松作业，往往会因作物残茬和杂草缠绕、堵塞，影响作业质量，甚至不能正常作业。鉴此，研究保护性耕作条件下的深松机减阻和防堵技术，是目前保护性耕作技术研究亟待解决的问题。本研究基于前人研究成果和现代工程技术，针对立柱式深松机作业存在的问题，提出了两套解决方案，一是在深松铲的正前方安装一个小的深松铲，以较小的入土深度划开地表硬层，利用表土的移动拨开地表作物残茬和杂草，解决作业中的缠绕堵塞问题，并降低其工作阻力；二是在深松铲的正前方安装一个圆盘犁刀，利用圆盘犁刀在滚动过程中切开地表硬层，同时对覆盖在地表上的残茬和杂草进行切割，以达到减阻和缠绕问题。通过对比试验，确定最佳的深松机设计方案，为深松机的改进设计提供理论支撑。其研究内容与结果如下：（1）在分析制约机械化保护性耕作条件下深松技术推广应用的关键所在的基础上，提出通过对比试验，查找立柱式深松机在作业过程中存在的缠绕堵塞、牵引阻力大的研究思路；（2）提出了两种深松机改进设计方案，即：在原立柱式深松机深松铲正前方加装一个小型松土铲或圆盘刀两套解决方案；（3）研制出了试验装备，该试验设备可以通过更换部件，实现单立柱深松作业、加小型松土铲的深松作业和加圆盘刀的深松作业；(4)完成了对该装备的试验研究，通过对实验数据的整理分析，找出了造成深松堵塞和作业阻力大的原因，验证了理论分析的正确性，并为深松机的改进设计提供了可靠的理论依据。带小铲式深松机阻力和功率消耗最大，相对于单铲深松机阻力增加约9.00%，功率消耗增加10.92%，油耗增加11.33%。带圆盘刀式深松机性能优于带松土铲深松机和单立柱式深松机。相对于单铲深松机，工作阻力、功率消耗和油耗分别降低了18.35%、18.57%和10.00%。且松土作业后沟宽最小，相对于单铲松土减少了23.23%，有利于减少地表水分蒸发和后续作业质量的提高。关键词：农业机械，保护性耕作，深松机，试验研究BasedonthecontrastexperimentofdeeplooseningtechnologyandequipmentABSTRACTTheconservationtillageisrecognizedadvancedagriculturalproductiontechnology,deeplooseningtechnologyisoneoffourprotectivecultivation.Atpresent,deeplooseninghomeworkwidelyadoptedpillardeeplooseningmachine,althoughithassimplestructure,soilandapplycapacity,butleavethelargerafterloosesurfacefertilizsr,aggravatedsoilmoistureevaporates,affecttheinvalidoperationqualityandsubsequentplantingcropgrowthandresistance.But,intheconservationtillageconditionsfordeeplooseningassignments,oftenbecauseofcropresiduesandweedswinding,jam,quality,can'teveninfluencehomework.Inviewofthis,thestudyofdeepundertheconditionofconservationtillagemachinedragreductionandheldmatsuiiscurrentlytechnology,conservationtillagetechnologyresearchproblemtobesolved.Thisstudybasedonthepreviousresearchachievementsandmodernengineeringtechnology,aimingatthepillardeeplooseningmachineoperationexistentproblem,putforwardtwosolutions,oneisinfrontoftheshoveldeeplooseningoftheinstallationofasmall,withdeeplooseningsoildepthofsmallersurfacelayer,theharddrivestrokeusingsurfacemovementthroughthesurfacecropresiduesandweeds,solvethehomework,andtoreducecongestionaroundtheworkresistance,2inthedeeplooseningshovelisrightinfrontoftheinstallationofadisk,thediscploughploughknifeknifecutinrollingprocess,andalsoonthesurfacelayerofhardcoveronthesurfaceresiduesandweedcutting,achievesthedragreductionandwindingproblem.Throughcontrasttest,todeterminetheoptimaldesignofdeeplooseningmachine,themachinefordeeplooseningimprovementdesignprovidestheoreticalsupport.Theresearchcontentandtheresultsareasfollows:(1)analysisontherestrictionconditionsofprotectivecultivationtechnologyapplicationunderdeeplooseningofthekeyisproposed,basedonthecontrastexperiment,searchcolumndeeplooseningmachineintheworkingprocessofblocking,tractionwindingresistanceofthinking,(2)putforwardtwodeeplooseningmachinedesignimprovementscheme,namely:thecolumninthedeepdarkloosepinemachinewithaspadespadeinsmallfertilizsrcutterdisksortwosetsofsolutions.(3)developedtestequipment,thistestequipmentcanberealizedthroughreplacementparts,singlepillardeeplooseningassignments,andthedeeplooseningsmallfertilizsrshovelandhomeworkassignmentsofdeeplooseningcutterdisks,(4)oftheequipmentcompletetestresearch,throughtheanalysisofexperimentaldata,findoutthecausedeeplooseningandoperationofreason,resistancetoverifythecorrectnessofthetheoryanalysisandimprovementofmachinefordeeplooseningdesignprovidesthereliabletheorybasis.Taketypedeeplooseningresistanceandpowerconsumption,relativetothelargestsingleshoveldeeplooseningresistanceincreasedapproximately9.00%,powerconsumption11.33%increase10.92%increasefuel.Withcutterdiskstypedeeplooseningmachineperformanceisbetterthanwithshoveldeeplooseningandapplysinglepillardeeplooseningmachine.Comparedwithsingleshoveldeeplooseningmachine,workingresistance,powerconsumptionandconsumptionreduced18.35%respectively,18.57%and10.00%.Aftertheoperation,andapplytheminimumwidth,relativetoditch23.23%reducedsingleshovelfertilizsr,toreducegroundmoistureevaporateandimprovethequalityofoperations.KEYWORDSagriculturalmachinery,conservationtillage,deeplooseningmachine,experimentalresearch第一章绪论1.1研究的目的及意义1.1.1保护性耕作的起源保护性耕作是对农田实行免耕、少耕，尽可能减少土壤耕作，并用作物秸秆、残茬覆盖地表，减少土壤风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作方法。深松作业是保护性耕作技术四大关键技术之一，是传统耕翻作业的替代技术。具有疏松土壤，加深耕作层，改善土壤的透水、透气性和土壤的团粒结构，有利于雨水的入渗与作物根系的发育，提高蓄水保墒能力，改善土壤肥力等作用，是农田耕作环节的一项主要措施。目前主要应用于干旱、半干旱地区农作物生产及牧草的种植[1]。保护性耕作起源于美国。十九世纪末，美国实施西部大开发，大量干旱半干旱草原被开垦成农田，虽然获得了几十年不错的粮食产量，但是由于植被破坏、土地大量翻耕，土壤退化，20世纪30年代，干旱、贫瘠、细碎的裸露农田难以抵挡大风的袭击，成千上万吨表土被刮走，沙尘遮天蔽日，酿成了震惊世界的“黑风暴”（强沙尘暴天气）。1935年5月的一场“黑风暴”，连续3天，横扫美国2/3国土，刮走了表层5cm多厚的肥沃表土，300万hm2农田被毁，冬小麦减产510万T，25%的农场主失去了耕地，被迫远走他乡。[2]“黑风暴”推动了人们对传统耕作方法的反思和对保土保水新方法的探索。经过多年的研究，美国科学家确认是铧式犁翻耕破坏了土壤结构和地表植被，使得土壤缺乏抵抗干旱和大风天气的能力。由此，逐步创立了以秸秆、残茬覆盖和免耕播种为核心的保护性耕作，并发展成为美国主流的耕作制度[3]。保护性耕作主要包括四项技术内容：一是改革铧式犁翻耕土壤的传统耕作方式，实行免耕或少耕。免耕就是除播种之外不进行任何耕作，采用深松与表土耕作方法疏松深层土壤，基本上不破坏土壤结构和地面植被，可提高天然降雨入渗率，增加土壤含水量；二是用作物秸秆、残茬覆盖地表，保护土壤，减少风蚀、水蚀和水分无效蒸发，提高天然降雨利用率，作物秸秆、残茬腐烂后，还可以增加土壤有机质，培肥地力；三是采用免耕播种，在有残茬覆盖的地表用机械实现开沟、播种、施肥、覆土镇压复式作业