隨著機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣。免耕條件下，機(jī)具對(duì)土壤壓實(shí)的問(wèn)題日益突出，免耕播種之前，土壤受到收割機(jī)的壓實(shí)，輪子對(duì)土壤產(chǎn)生的壓實(shí)不但破壞地表土壤的結(jié)構(gòu)。而且在一定深度范圍內(nèi)對(duì)土壤物理特性也有明顯影響．

    按傳統(tǒng)的作業(yè)方法。從耕地、整地、種植、田間管理直到收獲，各種農(nóng)業(yè)機(jī)械要在田間通過(guò)14次，田間有10%~20 010的面積承受6～20次壓實(shí)作用，壓實(shí)深度可達(dá)30～60 cm'1‘副，土壤壓實(shí)后除耕作阻力增加外，免耕條件下。免耕播種機(jī)的開(kāi)溝阻力大大增加。通過(guò)性變差，這必然導(dǎo)致機(jī)器能耗增加、壽命變短。土壤容重增加，作物產(chǎn)量減少。

    通過(guò)檢測(cè)新疆-2號(hào)聯(lián)合收割機(jī)和前懸掛4GG -170型收割機(jī)收獲作業(yè)時(shí)對(duì)免耕麥茬地的土壤壓實(shí)試驗(yàn)，分析對(duì)比了大小兩型收割機(jī)對(duì)土壤壓實(shí)程度。土壤主要物理特性變化等。為進(jìn)一步完善保護(hù)性耕作技術(shù)，制定土壤耕作和管理措施提供參考。

1  試驗(yàn)方案與設(shè)備

1.1試驗(yàn)材料與設(shè)備

    試驗(yàn)在甘肅省西峰區(qū)小寨村新割麥茬地上進(jìn)行，試驗(yàn)地種植冬小麥，一年一熟，7月初小麥?zhǔn)斋@后，土地閑置，不耕翻，9月中旬用免耕播種機(jī)直接播種冬小麥．樣地長(zhǎng)120 m、寬15 m。中壤土，無(wú)灌溉條件。土壤初始狀態(tài)參數(shù)見(jiàn)表1．試驗(yàn)設(shè)備為新疆-2號(hào)聯(lián)合收割機(jī)，使用重量3 600 kg，輪胎規(guī)格為15- 24。后輪氣壓為280 kPa; 4GG -170型收割機(jī)，前懸掛于天水- 15小四輪拖拉機(jī)上，使用重量1100 kg，輪胎規(guī)格為7.5- 16，后輪氣壓為100kPa; CP20土壤堅(jiān)實(shí)度儀；容重環(huán)；托盤天平。

1.2土壤硬度測(cè)試

    試驗(yàn)設(shè)免壓和壓實(shí)兩種處理．免壓處理：在兩種收割機(jī)行程之間的中線上間隔Sm分別取4個(gè)點(diǎn)：壓實(shí)處理：兩種機(jī)型分別進(jìn)行，在轍印中線長(zhǎng)度方向100 m內(nèi)，間隔Sm取1個(gè)測(cè)點(diǎn)。在同一轍印上壓10次，每次測(cè)4個(gè)點(diǎn)；每個(gè)測(cè)點(diǎn)用CP20土壤堅(jiān)實(shí)度儀分別測(cè)量0～30 cm深度方向上的土壤硬度，間隔2cm記錄一個(gè)數(shù)據(jù)．求每次4個(gè)點(diǎn)的平均值。

1.3土壤容重測(cè)試

    試驗(yàn)設(shè)免壓、壓中和壓后三種處理．免壓處理：在硬度免壓處理的每個(gè)測(cè)點(diǎn)的50 cm半徑內(nèi)，分別取4個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)在0～30 cm深度方向上分別在0～10 cm(轍印表面1、10～20 cm、20～30 cm處用容重環(huán)各取1個(gè)樣，壓中處理和壓后處理：兩種機(jī)型分別進(jìn)行，壓中處理，即1~9次的測(cè)定，每次在硬度測(cè)定的橄印中線方向上，分別在距4個(gè)硬度測(cè)點(diǎn)15cm處，各取1個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)用容重環(huán)在深度為0 cm（轍印表面）處取1個(gè)樣．壓后處理，即第10次的測(cè)定，其取點(diǎn)同壓中處理。但需每點(diǎn)分別在0 cm、10cm、20 cm處用容重環(huán)各取1個(gè)樣．將每次4個(gè)測(cè)點(diǎn)的土樣分別稱其濕重，待后在105～110℃的烘箱中烘干稱重。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1對(duì)土壤容重的影響

    新割麥茬地在兩種收割機(jī)的碾壓下容重在耕層以內(nèi)都有明顯增加，如圖1，隨碾壓次數(shù)的增多，兩種收割機(jī)型使土壤容重增加的差異擴(kuò)大，見(jiàn)圖2．小型收割機(jī)和大型收割機(jī)使地表10 cm以內(nèi)土壤容重由1. 269分別增加到1.469和1.484，使距地表10～20 cm深度上的土壤容重由1.359分別增長(zhǎng)到1. 415和1.486，距地表20～30 cm深度上土壤容重基本沒(méi)有變化，隨深度的增加大型收割機(jī)比小型收割機(jī)對(duì)土壤的壓實(shí)程度大。小型收割機(jī)對(duì)土壤的壓實(shí)深度在耕層以內(nèi)，距地表10 cm以下壓實(shí)效果不明顯。而大型收割機(jī)對(duì)土壤壓實(shí)在耕層以下有積累之勢(shì)。

2.2收割機(jī)運(yùn)行次數(shù)對(duì)土壤硬度的影響””。

    每碾壓一次后，用CP20土壤堅(jiān)實(shí)度儀直接測(cè)量，每隔2 crri記錄一個(gè)數(shù)據(jù)，由圖3可看出，大型收割機(jī)耐土壤的壓實(shí)程度明顯大于小型收割機(jī)，深度越深土壤硬度越大．相比而言。在距地表10 cm。20 cm的土層上，大型收割機(jī)對(duì)土壤硬度的影響，前5次隨其碾壓次數(shù)的增多而增加，其后土壤硬度雖有增加，但是增加程度不明顯；小型收割機(jī)使土壤硬度隨收割機(jī)碾壓次數(shù)增多而逐漸增加，若收割機(jī)碾壓多于10次，小型收割機(jī)還有使土壤硬度繼續(xù)增加的趨勢(shì)．在距地表30 cm的土層上，小型收割機(jī)對(duì)土壤硬度幾乎無(wú)影響，而大型收割機(jī)這一深度上的土壤硬度有所增加。這說(shuō)明小型收割機(jī)對(duì)免耕麥茬地土壤的壓實(shí)作用在耕層以內(nèi)。而大型收割機(jī)可使壓實(shí)作用延伸到耕層以下．兩種機(jī)型對(duì)土壤壓實(shí)程度不同，主要由于它們的接地壓力、接地面積、以及接地壓力的分布狀態(tài)等特性的不同所致，對(duì)于小型收割機(jī)，其土壤硬度與碾壓次數(shù)基本呈線性變化：對(duì)于大型收割機(jī)，土壤硬度隨碾壓次數(shù)先快速增加，后緩慢增加．

2.3對(duì)土壤子隙度的影響

    土壤孔隙度是衡量土壤壓實(shí)程度的又一指標(biāo)，不同孔隙度是控制水的決定因素，遲仁立等人的研究結(jié)果表明，從58%孔隙度到40 010，水的滲透時(shí)間相差近1 000倍．土壤的孔隙度、液相率、氣相率和三相比數(shù)值，可反映土壤的松緊程度、充水和充氣程度及水氣容量等。由圖4看出，隨土壤碾壓次數(shù)的增加，大小兩種收割機(jī)型使土壤的孔隙度由原來(lái)的52.1%分別減少到44%和44.6%。分別減少了15.5%和14.4010，前幾次碾壓土壤孔隙度減少較快，兩種機(jī)型間差別不明顯．經(jīng)計(jì)算，大小兩種收割機(jī)型10次碾壓后。土壤固相卒分別為56%和55.4%，容積含水率分別為16.7%和15.1%，氣相率分別為27.3%和29.5%．對(duì)多數(shù)旱地農(nóng)作物，其適宜的土壤三相比為：固相50%左右。容積含水率25%~30 010,氣相率15%~25%‘剮。通過(guò)比較可知，經(jīng)過(guò)收割機(jī)碾壓后。土壤容積含水量小于適宜值，固相率稍微偏大，通氣狀況正常．

3  收割機(jī)對(duì)土壤壓實(shí)的方差分析

3.1計(jì)算方法

    根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)不同處理的土壤容重進(jìn)行了方差分析，其目的：一是分析各土層不同處理之間土壤容重的差異。以判斷收割機(jī)引起土壤容重變化是否明顯：二是分析免壓、小型收割機(jī)碾壓、大型收割機(jī)碾壓3種處理之間的土壤容重的差異，以比較不同機(jī)型引起的土壤容重變化的差異性．試驗(yàn)結(jié)果及方差分析分別見(jiàn)表2、表3．

    首先在0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土層內(nèi)進(jìn)行單因素分析，計(jì)算統(tǒng)計(jì)量F(2，9)分別為137. 63、88. 746、6.764，查表得Fo．05(2，9)=4.26，因?yàn)镕(2，9)>Fo．os (2，9)，表明經(jīng)過(guò)收割機(jī)碾壓以后，3個(gè)不同土層上2種收割機(jī)對(duì)土壤體積密度的影響是顯著的，但3種處理方法之間土壤體積密度的差異性需做多重比較，現(xiàn)采用T方泫進(jìn)行檢驗(yàn)．本試驗(yàn)重復(fù)次數(shù)n=4，隨機(jī)誤差自由度9，處理數(shù)為3，隨機(jī)誤差的均方s。見(jiàn)表4，根據(jù)公式T=g3(o．05)』乒查表得乒(0.05)：3.95，經(jīng)計(jì)算得：o~ 10 cm,T= 0.04; 10～20 cm,T=0.026; 20～30cm．T=0.031．3.2方差分析結(jié)果

    根據(jù)判別原則得，任意兩種處理間土壤容重之差若大于丁，則差異顯著，在0. 05水平下，土壤經(jīng)10次碾壓后，由表4可知：

    在0～10 cm土層內(nèi)。兩種機(jī)型均對(duì)土壤產(chǎn)生明顯壓實(shí)。但其壓實(shí)程度無(wú)顯著差異。

    在10～20 cm土層內(nèi)。兩種機(jī)型對(duì)土壤壓實(shí)效果顯著。且大型收割機(jī)壓實(shí)程度高于小型收割機(jī)。

    方差分析的結(jié)果與前述結(jié)論是一致的。

4  結(jié)論

    1）  收割機(jī)引起的土壤壓實(shí)使土壤容重、土壤硬度、土壤孔隙度產(chǎn)生明顯的變化。隨著收割機(jī)碾壓次數(shù)的增多，土壤硬度和容重在不斷增大，當(dāng)達(dá)到一定的碾壓次數(shù)后。由于土壤密實(shí)度增大，抵抗變形能力增強(qiáng)。使土壤的硬度、容重增幅減緩．

    2)  新疆-2號(hào)聯(lián)合收割機(jī)對(duì)免耕麥茬地土壤硬度、容重、空隙度的作用效果比4GG- 170型收割機(jī)顯著．前者碾壓3~5次的土壤硬度增加值相當(dāng)于后者碾壓10次的土壤硬度增加值，因此，直盡量減少大型機(jī)器的進(jìn)地次數(shù)，收獲作業(yè)盡量采用聯(lián)合作業(yè)．

    3)  隨著深度的增加。兩種收割機(jī)對(duì)土壤的壓實(shí)效果不同，大型收割機(jī)的壓實(shí)延伸到耕層30 cm以下。小型收割機(jī)作用于耕層以內(nèi)．

    4）  適當(dāng)碾壓可增加土壤蓄水保墑能力，旱地農(nóng)業(yè)應(yīng)該提倡聯(lián)合收割。大力推廣保護(hù)性耕作技術(shù)。