农业机械学报

作者：丁启朔,李杨,BELAL Eisa Adam,梁磊,何瑞银,汪小旵

单位：南京农业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,南京农业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,扎林盖大学,南京农业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,南京农业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,南京农业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,

关键词：水稻土; 深松过程; 摄像法; 耕后效应

基金：江苏省农业科技自主创新基金项目（CX(17)1002）、国家重点研发计划项目(2016YFD0300908)和江苏省苏北科技专项(SZ-LYG2017008)

耕作机具的土壤扰动行为密切联系土壤失效机理与耕作效应，是优化耕作系统的重要依据。本研究通过土壤耕作原位综合测试平台开展单铲深松试验，从5个方位录制深松视频，同时配合使用微地貌测试、耕作阻力测试、EDEM仿真、深松扰动剖面土壤紧实度测试和深松理论检验，探究深松铲入土角?α?和耕深?D?对水稻土深松扰动过程、土壤失效机理及深松效应的影响。结果表明，摄像法提取的纵向碎土距离?R?、扰动宽度?W?及抬土高度?H?与?α?和?D?显著相关，可用于水稻土深松扰动行为的定量表述。摄像法显示水稻土难以脆性断裂，铲两侧发生非对称性土壤剪切失效。土壤沿曲柄攀升，抬土高度?H?随?α?增大，随?D?减小，表明深松铲的设计参数和作业参数同时影响抬土能力。?R?随对应耕深范围内铲的纵向水平长度?L?线性增加，?W?随?α?线性增加。地表平整度?S?和扰动宽度?W?均在耕深20?cm时最大。深松土壤扰动行为的EDEM仿真从微观层面再现了摄像法记录的非对称性失效、侧向挤压失效和深松新月形失效现象，表明该离散元模型用于解析水稻土深松力学的科学性。EDEM仿真进一步显示出应力集中区沿铲尖与铲柄破土刃周期性上下移动，同时也对铲下方底层土造成挤压。深松扰动剖面土壤紧实度等值线图验证了仿真过程中铲尖下方形成的土壤压实带，并直观展示出耕深30?cm时，犁底层土壤因侧向挤压流变形成的沟槽状紧实壁面。本文结合田间原位摄像法的多参数测试研究可为深松铲和耕作系统的优化提供依据。?

来源：2019年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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