粘性土壤的不良耕性是限制其粮食产出的主要障碍之一,项目围绕粘性土壤的破碎力学发生机理及其应用基础,结合室内实验与田间实验系统探讨我国南方粘性土壤的破碎失效机理,研制出用于土壤破碎分析的落锤式冲击破碎实验台,明确了落锤质量、冲击行程、土样几何形状及尺度等因素对测试数据的影响,提供标准的实验操作方法及评价规范,为土壤的破碎性质定量及耕作机具的作业性能评价提供标准的实验鉴定方法。田间实验围绕旋耕机具的性能测试,系统测试了粘性水稻土的旋耕破碎行为,定量出稻茬田土壤的旋耕破碎特征,发现土壤耕作机具和作物种植方式同时影响水稻土的破碎表现,以此提出耕作特征尺度及土壤宏观力学结构2个新概念。小麦生长表现的测试是优化耕作机具-土壤-作物系统关系的基础,因此项目围绕不同耕作处理的小麦生长差异,对比旋耕和免耕处理的小麦根系特征,发现旋耕与免耕处理后小麦根系差异仅限于播种后42天内,二者产量差异不显著但免耕的节本效益较明显。结合粘性土壤旋耕破碎力学的研究结果,项目针对稻麦轮作制度下秸秆还田这一生产需求设计了稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机,运用刀盘式旋耕开沟抛土原理充分减小切土节距以增强碎土及埋草覆盖性能。
英文主题词clay soil; fragmentation mechanism; rotary tillage; rice-wheat rotation