机械化深松技术在半夏生产中的研究与试验

王 芳，赵保生，胡 娟，刘全有

（西和县农业机械化服务中心，甘肃西和 742100）

0 引言

西和半夏，是中国国家地理标志性产品。因甘肃西和县独特的土壤特性、气候特点及有效的机械化深松整地技术使得所产半夏颗粒大、形状好、颜色白、药用价值高而闻名全国[1]。

半夏具有较长的轮作期，在每年的10～11 月，由于土壤固化，上下土壤通透性差，即土壤空气与大气交换能力下降，影响半夏对土壤肥力的有效利用，从而影响半夏的生长。因此，有效及时的机械化深松整地可以大幅度提高半夏根系对水肥的利用率，提高半夏的生产率[2-3]。

当前因农民思想意识淡薄和受半夏传统耕作方法影响，农民尚未完全接受机械化深耕整地技术。因而机械化深松整地技术的推广宣传工作也受到一定程度的影响。因此农机部门要深入田间做好推广工作以解决问题。通过试验对比分析给农民讲解机械化深松整地技术和传统半夏耕作方式的优缺点，实地指导，让农民真实感受到机械化深松整地技术不仅可以节省劳动力，而且能够达到半夏大幅度增产的效果。同时，给农民提供优惠补贴政策，激发农民开展机械化深松整地的积极性[5]。

1 材料与方法

1.1 试验地点与仪器

试验地点设在西和县兴隆镇王家梁，选取条件一致的同一块地里，分别采用铲式深松机与深松整地联合作业机做对比试验，选择一种适宜我县半夏种植的深松机械。

试验仪器包括铝质土壤盒、烘干箱、断面测绘仪、湿度计、土壤检测仪、磅秤（500～1 000 kg）、台秤（20 kg）、精度为0.1 g 天平、皮尺（50～200 m）、钢卷尺等。

1.2 试验内容

（1）对机械化深松整地技术的作业质量进行监测。具体包括深松的深度监测、深松的碎土率监测和地面的平整度监测三个指标[5-6]；（2）对机械化深松整地技术效果进行监测。具体包括土壤容重和土壤含水率的监测。

1.3 试验要求

设置的试验小区条件基本一致，试验面积为960 m2（80×12 m），分别采用铲式深松机与深松整地联合作业机做深松整地技术的对比试验，监测土壤容重、土壤绝对含水率等指标。

1.4 试验指标

1.4.1 取样要求

取样点分别选取试验区的对角线某3 处，取样要求是距离地头最少10m，在0～10cm、10～20cm、20～30 cm 处获取土层样本。采用胶带密封的铝制土盒做标记以及防止水分蒸发。试验需重复3 次取样来测定并计算平均值以保证测定的准确性和试验的严谨性。

1.4.2 采用烘干法测定土壤绝对含水率

对土壤含水率测定方法对比分析，本文采用烘干法对土壤的含水率进行测定。具体过程为：采用0.1g精度的称量天平分别称量各原始样本的土壤并记作为湿重，对称量结果分别记录，之后将样本平铺放入烘箱进行烘干，温度选择 105 ℃～110 ℃，时长为 6～8 h，最后断电等待样本温度达到常温之后，再次称量土壤质量记作为干重。式（1）为土壤绝对含水率计算方法。

式中W—土壤绝对含水率（%）；m湿—原始样本质量（即样本湿重，g）；m 干—烘干后样本质量（即样本干重，g）。

1.4.3 土壤容重测定

对土壤容重测定方法对比分析，本文采用环刀法对土壤容重进行测定。具体采用分层采集土样的办法。式（2）为土壤容重计算的计算公式。

式中d—土壤容重（g/cm3）；m 干—烘干后样本质量（即样本干重，g）；V—环刀容积（cm3）。

2 结果与分析

2.1 深松作业质量监测

2.1.1 测试方法

采用“五区三点”法对机械化深松作业质量进行测试。五区是指每块地确定五个测量小区，三点是指在每个测量小区的每个深松行上确定三个测试点。

（1）测量小区确定方法

图1 测量小区示意

图2 测试点示意（三行）

小区的具体确定方法是在每块地的对角线上分别取五个检测小区，机具的作业幅宽等于小区宽度，长度设定为30 cm 以上。需要注意的是根据不同地块的长度要在小区地头两端各留10～20 m 的预备区。测量小区示意图如图1，测试点示意图如图2。

（2）测点确定方法

每个测量小区内，沿作业方向，在每个深松行上间隔15 cm 左右取三个点，即为测试点。

2.1.2 指标测试及评价方法

（1）深松深度测试及评价方法

测量时，在深松行上将深松作业后浮起的土拨开，使深松行地表与未耕地背面平齐，然后在每个测点上用拇指和食指捏着带刻度的钢板尺垂直向下插至深松沟底，测量出深松沟底至（未耕地）地表面的数值，即为深松深度。每个深松行上取3 个测量点。深松深度数值大于25 cm 为合格要求，小于或等于25 cm 为不合格要求。总合格率点数大于等于90%的可判定为深度合格。

（2）行距衔接测试及评价方法

行距衔接（土壤疏松度）用深松铲间隔来评价，深松铲间隔越小，作业后土壤越疏松，一般为50～70 cm。在测量小区内测量相邻两个深松行中心线距离，大于70 cm 为不合格，小于70 cm 为合格。

（3）碎土率测试方法

沿耕作方向取样，在测量小区内选取0.5 m×0.5 m 面积，找出土块，称取土块最长边小于4cm的土块质量及土块总质量，按式（3）计算碎土率。

式中C—碎土率（%）；Gs—小于4cm 的土块质量（kg）；G—土块总质量（kg）。

（4）地表平整度测试及评价方法

地表平整度用深松作业幅宽内垄沟高度差值来评价，一般不大于10cm（深松整地联合作业机不大于3cm）。深松地表平整度数值小于或等于10 cm（3 cm）为合格要求，大于10 cm（3 cm）为不合格要求，总合格点数大于等于90%的地块可判定为合格。

测量时，取一个作业幅宽，在垂直于作业方向挖一断面，两端垂直于地面分别钉一个桩，在桩上系一细绳，固定在距地表面60 cm 处，以细绳水平面为基准面，在细绳上分别相隔10 cm 取一个测量点，量取测点与深松后地面的竖直距离，按式（4）计算出地表平整度。

式中p—地表平整度（cm）；h—各测点深松地表面与相对基准面的距离（cm）；Δh—相对基准面与地表面的距离，一般取60cm。

将型号1Z-250，作业幅宽250 cm，配套动力90 hp的深松机与型号1GQN-180，作业幅宽180 cm，配套动力60 hp 的深松机的深松深度、行距测试记录、碎土率测试、地表平整度进行测试对比，得出机械深松整地作业质量如表1。

表1 机械深松整地作业质量

3 结论

（1）通过对1Z-250 型深松机和1GQN-180 型深松机进行对比试验，发现铲式深松机在生产率、作业面积和深松深度方面优于深松整地联合作业机，而在破土率和地面平整度方面较差。在半夏的生长过程中选择合适的机械深松方式可以提高耕地质量、改善土壤结构、提高半夏肥料利用，促进半夏增产，农民增收。

（2）深松能提高耕地质量。多年的浅耕会形成坚硬的犁底层，犁底层不利于水分的渗入和植物根系的下扎，对半夏生长有较大影响。

（3）深松能改善土壤结构。深松不翻转土层，使残茬、秸秆、杂草大部分覆盖于地表，既可减少风蚀，又可形成虚实并存的土壤结构，有利于土壤气体交换，促进土壤中微生物的活化和矿物质的分解，改善土壤肥力。

（4）深松能提高肥料利用。土地深松后，可增加肥料的溶解能力，减少肥料的流失，提高肥料利用率。

（5）深松有较高社会效益和良好的生态效益。尤其是生态效益方面对改良土壤、保护环境、减少降水流失、抑制沙尘暴的发生有很大的积极作用，对农业的可持续发展及造福后代具有重要的意义。

（6）铲式深松机比深松整地联合作业机生产率高、作业面积高、深松深度高；深松整地联合作业机比铲式深松机碎土率高、地表平整度高。