近年来，党中央、国务院高度重视耕地质量保护与提升。为进一步推进深松作业技术，提出适合当地农业生产条件下的深松机选型意见，制定出适合本地农业生产特点的深松机操作规程与深松作业技术规范成了农机推广工作者的首要任务。为此，山东省开展了深松作业在旱作条件下对土壤物理性状指标的影响试验，研究了9种不同深松模式以及1种免耕模式对耕层土壤坚实度、容重、含水率、大土块率的影响。

　　一、材料与方法

　　1.试验地点与试验设计 试验设在淄博市淄川军龙农机专业合作社。试验点地处鲁中丘陵地带，属于典型的小麦、玉米一年两作旱作农业区。为做好机具选型、制定出适应淄川区旱作农业条件的深松作业规范，根据山东省深松机销售应用情况，选取有代表性的1S-250型凿铲式（含双翼）、1S-250型全方位曲面铲式、1SZ-270型凿铲振动式三种深松机进行不同深松深度比对，深松后使用同型号免耕播种机进行播种；同时增加一组不深松，直接使用同型号免耕播种机播种。田间管理与当地生产实际相一致。

　　试验设计两个变量：因素A-深松机械，因素B-深松深度。A为3个水平，B为3个水平。

　　表1　试验设计表

　　通过以上分析结合生产实际，共设计出10种方案：

　　①A1B1M②A1B2M③A1B3M④A2B1M⑤A2B2M

　　⑥A2B3M⑦A3B1M⑧A3B2M⑨A3B3M⑩M

　　其中，M代表使用同型号免耕播种机播种。

　　为尽可能保证试验数据真实有效，试验10个处理面积设置较大，均约5亩。

　　2.试验仪器与设备

　　作业设备：1404大马力拖拉机、2BMYF系列免耕施肥播种机、1S-250型凿铲式（含双翼）深松机、1S-250型全方位曲面铲式深松机、1SZ-270型凿铲振动式深松机。

　　试验仪器：水分速测仪、温度测试仪、坚实度测试仪、取土环刀、烘干箱、土钻、铝盒、电子天平、卷尺、电子吊秤。

　　3.作物农艺管理 玉米收获后于10月下旬播种小麦，小麦品种为青麦6，播种量为17.5kg/亩，施肥量25kg/亩，播种深度3cm～5cm。从2015年9月至2016年2月共降水270mm，自播种时间至2016年2月共降水187mm；10月份平均气温15.3℃，11月份平均气温6.3℃，12月份平均气温2.5℃，1月份平均气温-2.0℃，2月份平均气温3.0℃。

　　4.测试内容 测试内容包含土壤含水量、土壤坚实度、土壤容重、大土块率等。对播前（播后）、播后一个月数据进行分析比对。

　　二、结果与分析

　　1.土壤坚实度

　　（1）从表2试验前数据可以看出，15cm～20cm处土壤坚实度达到最高，可以判断此处为犁底层，作物根系难以继续下扎。

　　（2）当深松深度相同时：深松35cm，A3B3远好于A1B3、A2B3；深松30cm时，A3B2≈A2B2＜A1B2＜M；深松25cm时，A1B1＜A3B1＜A2B1＜M。土壤经过深松作业，土壤坚实度明显小于未深松地块，1SZ-270型凿铲振动式深松机在深松35cm、30cm效果更好，1S-250型凿铲式（含双翼）深松机在深松25cm时效果最佳。

　　（3）同一台深松机进行不同深度作业时：1S-250型凿铲式（含双翼）深松机作业效果为B1＜B2＜B3，随着作业深度增加，作业效果逐渐减弱；1S-250型全方位曲面铲式深松机作业效果为B2＜B1＜B3，深松深度为30cm时作业效果达到最佳；1SZ-270型凿铲振动式深松机在0～25cm三种作业深度深松效果差别不大，在25cm～35cm深松愈深效果愈好。

　　2.土壤含水率 在旱作农业区，水分是制约粮食产量的至关重要的一环。不同的深松方式、作业机具是否可以有效的蓄水保墒，降低土壤蒸发，提高水分利用效率？这是本试验的重要研究内容之一。

　　土壤含水量的测定是在试验开始时以及松后一个月进行的。表3是深松作业一个月后土壤不同耕层的平均含水率情况，可以看出：1）在测定范围内，随着深度增加，土壤含水率保持上升态势。2）深松后，各层土壤含水率均高于未深松地块，说明深松处理后，土壤蓄水保墒能力得到增强。3）在三种深松深度下，基本可以得出A1＞A2≈A3，A1（翼铲式深松机）土壤含水率最高，A2（全方位曲面铲式深松机）、A3（振动式深松机）区别不大。

　　3.土壤容重 土壤容重是土壤重要指标之一，土壤越疏松多孔，容重越小；土壤越紧实，容重越大。小麦生长适宜容重一般为1.2-1.4。进行深松作业会对土壤容重造成一定影响，对表4中数据进行分析，可以得出：1）在0～10cm，经过深松（播种）作业后的土壤容重远小于作业前，这是由于深松（播种）后镇压不完全，导致表层土壤过喧，反而不利于作物生长；2）深松35cm时，0～10cm层面，A3＜A2＜A1≈M，三种机械深松后土壤容重均低于免耕地块；10cm～40cm层面，M＜A2＜A3＜A1，三种深松机械作业后土壤容重均大于免耕地块，对作物根系生长不利。4）深松30cm时，A3＜M＜A2＜A1；A3（振动式深松机）作业后土壤容重最小，最适合作物根系生长。5）深松25cm时，三台深松机作业后土壤容重均小于免耕地块，三者作业效果几乎相同。

　　4.大土块率 大土块率是反映深松作业质量的重要参数，大土块率越低，深松效果越好。本次试验确定的大土块率是指单位面积内土块最小直径大于10cm的土块质量与蓬松土壤总质量的比率。

　　从表5可以看出，1）深松35cm时，三种深松机作业质量几乎相同，A3（振动式深松机）作业质量略好；2）深松30cm时，A3＜A1＜A2，A3（振动式深松机）作业后大土块最少；3）深松25cm时，结论与深松30cm时相同

　　表2　土壤坚实度单位：kPa

　　表3　不同深松处理土壤含水率单位：（%）单位：（%）

　　表4 不同深松处理土壤容重单位：（g/cm3）

　　表5不同深松处理大土块率单位：（%）

　　三、结论

　　1.在淄川旱作区进行深松作业可以实现打破犁底层、提高土壤蓄水保墒能力的效果。深松后表层土壤得到疏松，土壤容重较不深松地块下降，更利于作物根系生长。下层土壤容重变化有待小麦玉米种植周期内进一步试验。可以初步得出，淄川旱作区适合进行深松作业。

　　2.分析0～25cm区间土壤情况，凿铲（含双翼）式深松机在深松25cm时对土壤物理性状改善最好，土壤坚实度、土壤容重、土壤含水率达到最优，大土块率也处于较好水平。全方位曲面铲式深松机整体表现逊色于凿铲（含双翼）式深松机和振动式深松机。振动式深松机三种作业深度效果均较好，深松25cm、30cm时效果略好于35cm。

　　3.根据上述判断，初步得出全方位曲面铲式深松机在淄川旱作区作业效果不明显；凿铲（含双翼）式深松机深松25cm，振动式深松机深松25cm、30cm时，可以显著改善0～25cm土壤物理性状。