基于農(nóng)田深松機(jī)械的技術(shù)研究

臨沂市蘭山區(qū)方城鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心 王開粉

實(shí)現(xiàn)土壤深松可以對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)土壤環(huán)境進(jìn)行完善，再進(jìn)行深松工作后是使土壤能夠形成一個(gè)上虛下實(shí)的結(jié)構(gòu)，這種土壤結(jié)構(gòu)更容易儲(chǔ)存水分、疏通空氣，確保土壤溫度，有利于土壤內(nèi)部對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用，另外還可以使土壤能夠充分吸收地下水，確保農(nóng)作物根系水分的需求，所以深松工作能夠大大地完善土壤質(zhì)量，有利于土壤肥力的自我恢復(fù)，能夠改善由于長(zhǎng)時(shí)間使用化肥而導(dǎo)致土壤肥力不佳的問題。本文就深松技術(shù)的應(yīng)用，當(dāng)下我國(guó)常用的身份技術(shù)及存在的問題出發(fā)，對(duì)當(dāng)前深松技術(shù)的設(shè)計(jì)提供一定思路與方向

1 深松技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，深松技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物的種植過程中，像小麥、棉花、煙草、玉米等農(nóng)作物的生產(chǎn)過程中，都采用了深松技術(shù)。一般來說，通常根據(jù)農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況，如農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量、土壤的狀況，土壤密度、含水量以及土壤肥力狀況，都衡量深松技術(shù)使用后綜合效果的指標(biāo)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用調(diào)查可知，在不同土壤下使用深松工作技術(shù)后，農(nóng)作物產(chǎn)量都有一定的提升。但對(duì)于一些地區(qū)，深松技術(shù)的應(yīng)用并不能完全實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物質(zhì)量與產(chǎn)量的提升。所以，對(duì)于該技術(shù)的推廣需要結(jié)合應(yīng)用土壤的實(shí)際情況，以及農(nóng)作物的耕種情況，從而對(duì)當(dāng)下土壤等農(nóng)作物產(chǎn)量及質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。通過衡量是否以最低的投入獲得最高的效益，來決定是否采用深松技術(shù)。當(dāng)前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中常用的是機(jī)械多為復(fù)合式機(jī)械，一般這種復(fù)合式機(jī)具成本高，但復(fù)合式機(jī)械作業(yè)效率高，因此，開發(fā)復(fù)合式深松機(jī)具能夠有效降低工作機(jī)具的成本。

1.1 機(jī)械深松的作用

就機(jī)械深松技術(shù)的作用來說，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，機(jī)械深松技術(shù)能夠增強(qiáng)土壤的透水性，能夠打破土壤內(nèi)部形成的結(jié)構(gòu)，加深工程實(shí)現(xiàn)土壤虛實(shí)并存的工程構(gòu)造，這樣能在進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)，土壤耕層的透水性比平時(shí)要更快一些，實(shí)現(xiàn)土壤內(nèi)部水分的循環(huán)，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供良好的土壤環(huán)境。第二，能夠增加土壤熱容量，深松技術(shù)能夠打破土壤長(zhǎng)期以來所形成的堅(jiān)硬厚實(shí)的土壤結(jié)構(gòu)，在確保土壤透氣性得以改善的同時(shí)，能夠加大土壤導(dǎo)熱性，實(shí)現(xiàn)地面的溫度有所提高。第三，深松技術(shù)有利于水土保持，深松技術(shù)的使用，不僅能夠提高土壤的蓄水能力，而且能夠形成比較粗糙的地表，有利于水土保持，增強(qiáng)耕地表面的抗石化與抗風(fēng)蝕能力，減少土壤流失。第四，深松技術(shù)有利于作物根系發(fā)育。深松技術(shù)能夠使工程土壤疏松，增加土壤顆粒之間的縫隙程度，增強(qiáng)通氣度，為土壤內(nèi)微生物的活動(dòng)提供了良好的環(huán)境，加速土壤養(yǎng)分有效化過程，使農(nóng)作物根系發(fā)展更為扎實(shí)，促進(jìn)作物早熟高產(chǎn)。第五，深松技術(shù)能夠大大提高土壤抗災(zāi)能力，提高土壤接納雨水沖刷的能力，加強(qiáng)地表滲水性，減少地面水流建立地下水庫，確保農(nóng)作物根系生長(zhǎng)發(fā)育，為在旱季的作物提供充分的水分，同時(shí)還能夠增強(qiáng)耕地防旱排澇、抗?jié)车哪芰Α５诹?，能改良土壤。深松工作技術(shù)，以少投入高效益為主要原則，大大降低了土壤工作的動(dòng)土量，保護(hù)了土壤中原有的土壤結(jié)構(gòu)，降低對(duì)機(jī)械整地作業(yè)費(fèi)用的降低，以此來達(dá)到高效改善土壤的作用與目的。

1.2 當(dāng)前深松作業(yè)方法與存在的問題

1.2.1 深松作業(yè)方法

當(dāng)前，深松作業(yè)采用的方法主要有以下幾種。一是留茬深松，該種方式是在農(nóng)作物收割時(shí)，對(duì)農(nóng)作物留10~20厘米，然后再用深松機(jī)深松30～20厘米。二是平茬深松，是在農(nóng)作物平茬收割后，深松30厘米。三是松耙深松，該種方式是在平坐地上，先深松一個(gè)行之間的某個(gè)部位，然后再耙表土，最后是深松另一個(gè)部位，從而使一次深松作業(yè)完成。

1.2.2 深松作業(yè)中存在的問題

當(dāng)前深松作業(yè)過程中存在的問題主要有以下幾個(gè)方面：首先，深松作業(yè)工作部件本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不恰當(dāng)，造成在作業(yè)過程中，能量能源消耗過大。在鑿型鏟進(jìn)行深層作業(yè)時(shí)，會(huì)大大增加能量消耗。這是由于雖然全方位的深松鏟和雙翼柱形鏟的松土范圍大，但是在工作時(shí)實(shí)際所受到的阻力也大。針對(duì)該種現(xiàn)狀當(dāng)前所采用的能夠有效地減少阻力的措施有以下兩種，一是改變深松產(chǎn)工作面機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，二是通過采用仿生深松部件來減少阻力。其次，當(dāng)前深松作業(yè)不具備標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的管理?xiàng)l件。就目前來看，市場(chǎng)上深松機(jī)械種類繁多，但大多數(shù)都是具備針對(duì)性較強(qiáng)的機(jī)械生產(chǎn)，都是在結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件、土壤條件及農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，因此有一定的局限性，并不能推廣到全國(guó)進(jìn)行使用。最后，通用的深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)械較少，很多地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)氐囊恍┺r(nóng)業(yè)技術(shù)要求改裝了深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)，但這種改裝設(shè)備通用性差不具備推廣的要求可以根據(jù)不同地區(qū)，相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求來研制出針對(duì)不同地區(qū)的系列化，標(biāo)準(zhǔn)化的深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)械，在季節(jié)變化過程中，通過更換不同的工作部件，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

2 深松機(jī)具的類型

常見的深松機(jī)具類型主要有以下三種：第一種為鑿式深松機(jī)。這種機(jī)具主要的工作部件由深松鏟和懸架構(gòu)成機(jī)具運(yùn)作時(shí)，通過鏟柄與鑿尖來撬動(dòng)土壤，進(jìn)行松土工作，松土系數(shù)為0.2～0.3，松土土壤深度可達(dá)30~50厘米。但是對(duì)于一些更為深的土層并不能進(jìn)行良好的運(yùn)作，會(huì)大大增加耗能，且會(huì)造成一定的跑墑隱患。第二種為全方位深松，全方位深松主要的工作部件為剛性梯形框架，通常由底刀、側(cè)刀垂直結(jié)板構(gòu)成，進(jìn)行工作時(shí)由深松部件從土壤中來進(jìn)行梯形截面的作業(yè)，通過抬升后，通過兩側(cè)刀面和水平刀面流出，繼而下放到前面，使底部形成鼠道來接納更多的雨水，這種方式有利于干旱地區(qū)保墑。第三種為震動(dòng)式深松機(jī)，震動(dòng)式深松機(jī)的主要的工作部件是振動(dòng)柱和主鏟柱。在工作時(shí)靠近產(chǎn)權(quán)部的振動(dòng)，前沿開刃，下面連接著鑿頭，可以使松土深度達(dá)到50~60厘米。

3 深松技術(shù)設(shè)計(jì)研究

本文中進(jìn)行的深松機(jī)設(shè)計(jì)主要有圓犁刀、深松機(jī)和平整器三部分組成，其中主要以深松為主，通過焊接形式進(jìn)行機(jī)具焊接。深松機(jī)有4個(gè)深松鏟子，呈一字形排列，幫助覆蓋殘茬和減少阻力，前面配置破茬機(jī)具，大大降低殘茬對(duì)深松鏟的破壞，并且在生產(chǎn)的選擇上挑選對(duì)土壤深松，更有效率的工具后面配置土壤平整器，可以對(duì)深松后的土壤進(jìn)行破碎鋪平，結(jié)合當(dāng)下國(guó)內(nèi)外深松機(jī)具存在的優(yōu)勢(shì)與不足，從而設(shè)計(jì)一種能夠滿足當(dāng)下農(nóng)業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)多種條件下都能夠應(yīng)用的深松技術(shù)。下面根據(jù)機(jī)械相關(guān)原理，對(duì)深松機(jī)設(shè)計(jì)提供一定的建議。

3.1 深松機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行深松機(jī)具設(shè)計(jì)前要明確深松機(jī)具的設(shè)計(jì)原則，為確保深松機(jī)前進(jìn)過程中能夠大大地降低牽引阻力，實(shí)現(xiàn)順利破茬工作，應(yīng)在前方設(shè)計(jì)圓犁刀裝置。根據(jù)相關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求，在進(jìn)行深松機(jī)具設(shè)計(jì)過程中，要最大程度地保護(hù)土壤以及土壤中所蘊(yùn)含的水分，減少水分的蒸發(fā)。所以針對(duì)該項(xiàng)需求，應(yīng)設(shè)計(jì)窄行深松鏟。同時(shí)，深松技術(shù)各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)該要達(dá)到國(guó)家的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。深松技術(shù)在綜合考慮下，應(yīng)該與功率73.5KW左右的拖拉機(jī)進(jìn)行配套使用，在確保作業(yè)效果以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，盡可能地減輕深松技術(shù)的質(zhì)量與材料消耗，節(jié)省成本，方便運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)零件出現(xiàn)故障后被替換的原則。

3.2 深松機(jī)的總體布置

該深松機(jī)主要工作部件由懸掛裝置、圓犁刀、機(jī)架、小雙翼深松鏟、鏟柱等部件組成，配套相應(yīng)動(dòng)力的拖拉機(jī)。在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，配備四個(gè)深松鏟，且工作寬度在2米左右，耕深為30~35厘米，工作速度較為平緩，生產(chǎn)效率較高，在設(shè)計(jì)要求中，該機(jī)具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，性能可靠，而且對(duì)于各個(gè)部件的調(diào)整，方便快捷，能夠在農(nóng)村進(jìn)行推廣使用

3.3 懸掛機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

懸掛機(jī)構(gòu)呈對(duì)稱式分布，以中央為對(duì)稱面，設(shè)計(jì)方式以三點(diǎn)懸掛式為主，配套拖拉機(jī)同樣需配置相應(yīng)三點(diǎn)懸掛裝置，從中央面上進(jìn)行上拉桿，兩拉桿等距分布在中央面兩側(cè)。首先，對(duì)于懸掛機(jī)構(gòu)的主要部件來說，懸掛機(jī)構(gòu)的主要部件由衡量下拉桿、豎直拉桿組成。其次，確定懸掛點(diǎn)。機(jī)具采用三點(diǎn)懸掛式，可以避免在機(jī)具使用過程中出現(xiàn)偏牽引的問題。從而盡可能避免由牽引而引發(fā)的作業(yè)不減偏磨現(xiàn)象。當(dāng)機(jī)器處于運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，深松鏟的最低里面高度為30厘米，運(yùn)輸間隙大于25厘米。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，懸掛點(diǎn)的牽引功率需在30~75kW的拖拉機(jī)。另外，對(duì)懸掛機(jī)構(gòu)的相關(guān)尺寸，根據(jù)下連接點(diǎn)，離地面高度為520±30毫米,上，下連接點(diǎn)垂直距離(435±20)毫米,上下連接點(diǎn)水平距離為225±25毫米,下拉桿實(shí)長(zhǎng)(90±60)毫米,上拉桿的長(zhǎng)度及調(diào)節(jié)范圍795-825毫米,上拉桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度75°，下懸掛點(diǎn)之間的距離870毫米。如此，可以得出深松機(jī)的懸掛機(jī)構(gòu)參數(shù)。

4 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)下農(nóng)田中深松技術(shù)中能夠大大提高農(nóng)作物的種植產(chǎn)量與質(zhì)量，同時(shí)能夠提供良好的土壤保障，所以，在當(dāng)下的農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中要加大對(duì)深松技術(shù)的開發(fā)力度與投入力度，盡管當(dāng)前在深松技術(shù)的使用過程中還存在很多問題，但相關(guān)部門以及技術(shù)人員，要在把握當(dāng)下問題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行中經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與反思。再結(jié)合我國(guó)實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，借鑒他人先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際發(fā)展要求，對(duì)深松技術(shù)進(jìn)行不斷地完善與改造，使其能夠適應(yīng)我國(guó)農(nóng)作物種植為農(nóng)田工作提供有力的保障。