深松鏟的布置方式對(duì)土壤的擾動(dòng)效果和阻力能耗有較大影響。針對(duì)深松鏟布置形式多樣,缺乏鏟距布置微觀機(jī)理研究等問題,通過離散元仿真、數(shù)字化土槽試驗(yàn)和大田試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究深松鏟錯(cuò)位布置對(duì)土壤擾動(dòng)行為的影響,為深松鏟的優(yōu)化布置提供決策依據(jù)。(1)土壤物理參數(shù)的測(cè)量以及相關(guān)邊界模型的建立。通過烘干法、快剪試驗(yàn)、篩分等方法獲取土壤的密度、含水量、質(zhì)地、抗剪強(qiáng)度等物理參數(shù),在此基礎(chǔ)上,設(shè)置相應(yīng)的土壤參數(shù)和接觸參數(shù),建立土壤顆粒邊界模型和深松鏟模型,為離散元仿真模型的建立提供基礎(chǔ)。(2)深松鏟錯(cuò)位與同排布置對(duì)土壤擾動(dòng)的仿真與試驗(yàn)對(duì)比研究。以土壤擾動(dòng)系數(shù)、土壤蓬松度、深松比阻、鏟前堆積角為評(píng)價(jià)指標(biāo),借助離散元仿真分析方法對(duì)錯(cuò)位與同排布置下深松作業(yè)時(shí)土壤的擾動(dòng)過程、土壤擾動(dòng)量、擾動(dòng)速度進(jìn)行對(duì)比分析,通過土槽試驗(yàn)驗(yàn)證仿真的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:深松鏟錯(cuò)位布置可充分釋放深松鏟對(duì)土壤的擾動(dòng)作用,避免鏟間區(qū)域土壤互作用力的無(wú)效抵消,減少耕作時(shí)的土壤堆積,降低耕作阻力,提高作業(yè)效果。(3)錯(cuò)位布置深松鏟橫向與縱向鏟距變化對(duì)土壤擾動(dòng)行為的影響。借助離散元仿真分析方法對(duì)錯(cuò)位布置深松鏟鏟間土壤擾動(dòng)量和擾動(dòng)速度隨橫向鏟距和縱向鏟距的變化規(guī)律進(jìn)行研究,識(shí)別鏟距變化對(duì)鏟間土壤擾動(dòng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著橫向鏟距的增大,鏟間土壤的擾動(dòng)量逐漸變小,X方向、Y方向的運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小,Z方向的運(yùn)動(dòng)速度逐漸增加。隨著縱向鏟距的增大,土壤的擾動(dòng)量和X方向的運(yùn)動(dòng)速度呈先增大后減小的變化趨勢(shì),Y方向和Z方向的運(yùn)動(dòng)速度呈先減小后增加的變化趨勢(shì)。(4)錯(cuò)位布置深松鏟鏟距的優(yōu)選。為分析錯(cuò)位布置深松鏟鏟距變化對(duì)耕作效果的影響,對(duì)不同橫向和縱向鏟距的深松鏟進(jìn)行田間試驗(yàn),優(yōu)選出最優(yōu)深松鏟布置方案。結(jié)果表明,隨著橫向鏟距的增大,土壤擾動(dòng)面積逐漸變大,耕作阻力先減小后增大;隨縱向鏟距的增加,土壤擾動(dòng)面積差異不大,耕作阻力呈先減小后增大的變化規(guī)律。當(dāng)橫向鏟距和縱向鏟距為35cm和30cm時(shí)耕作比阻最小。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S222
【部分圖文】：

第一章緒論1.1 課題的研究背景與意義耕作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。耕作可以改變土壤的質(zhì)地、孔隙度等物理特性，影響土壤與外界空氣、水分、溫度等的條件的交換，從而為作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供不同的環(huán)境(Xu D and Mermoud A 2001; 丁啟朔等 2007)。過去的 30 年中，我國(guó)大部分土地以小型農(nóng)機(jī)具進(jìn)行翻耕或旋耕作業(yè)，小型農(nóng)機(jī)具多次進(jìn)地與連年作業(yè)導(dǎo)致土壤的反復(fù)壓實(shí)，使耕作層與心土層間生成堅(jiān)硬的犁底層，阻斷了上下層土壤間水、肥、氣、熱的流通與傳遞，破壞土壤的養(yǎng)分輸送能力，同時(shí)阻礙著土壤上下水氣的貫通和天然降水的貯存，降低蓄水保墑能力。農(nóng)作物只能在逐漸變淺的耕作層生長(zhǎng)，根系發(fā)展沒有空間，養(yǎng)份吸收不上來(lái)，造成農(nóng)作物生長(zhǎng)不良，抗風(fēng)、抗旱、抗病能力不足。另外，翻耕和旋耕作業(yè)機(jī)械滅殺了蚯蚓等生物，破壞了土壤原有的毛細(xì)管孔隙結(jié)構(gòu)，造成地表裸露，引起土壤風(fēng)蝕、水蝕。

第一章緒論1.1 課題的研究背景與意義耕作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。耕作可以改變土壤的質(zhì)地、孔隙度等物理特性，影響土壤與外界空氣、水分、溫度等的條件的交換，從而為作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供不同的環(huán)境(Xu D and Mermoud A 2001; 丁啟朔等 2007)。過去的 30 年中，我國(guó)大部分土地以小型農(nóng)機(jī)具進(jìn)行翻耕或旋耕作業(yè)，小型農(nóng)機(jī)具多次進(jìn)地與連年作業(yè)導(dǎo)致土壤的反復(fù)壓實(shí)，使耕作層與心土層間生成堅(jiān)硬的犁底層，阻斷了上下層土壤間水、肥、氣、熱的流通與傳遞，破壞土壤的養(yǎng)分輸送能力，同時(shí)阻礙著土壤上下水氣的貫通和天然降水的貯存，降低蓄水保墑能力。農(nóng)作物只能在逐漸變淺的耕作層生長(zhǎng)，根系發(fā)展沒有空間，養(yǎng)份吸收不上來(lái)，造成農(nóng)作物生長(zhǎng)不良，抗風(fēng)、抗旱、抗病能力不足。另外，翻耕和旋耕作業(yè)機(jī)械滅殺了蚯蚓等生物，破壞了土壤原有的毛細(xì)管孔隙結(jié)構(gòu)，造成地表裸露，引起土壤風(fēng)蝕、水蝕。

松鏟錯(cuò)位布置對(duì)土壤擾動(dòng)影響的仿真與試驗(yàn)研究較多、使作物根系發(fā)達(dá)、吸水肥能力增強(qiáng)、光嫌氣性微生物大量繁殖、數(shù)量增多、活性加強(qiáng)性分解，進(jìn)而減弱潛在養(yǎng)分釋放，促進(jìn)腐殖質(zhì)8a, 1988b; 丁元書 2005)。這種耕層結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)肥力(王亞東 2005)。同時(shí)，虛實(shí)耕層結(jié)構(gòu)在時(shí)，能夠改變土壤中水、肥、氣、熱的上、下布狀況，調(diào)節(jié)了供需關(guān)系，從而創(chuàng)造出一種獨(dú)良好條件（(郭家萌等 2016; 閆偉平等 2016;
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2851010