农业机械深耕整地工程服务方案

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第一章 项目概述与需求解析

第一节 深入剖析项目背景与关键需求

一、深入探讨深松技术的现状与发展趋势

机械化深松整地技术，主要通过拖拉机搭载深松机或集成深松功能的联合整地设备，实施行间乃至全面的深层土壤处理。该技术的核心在于打破犁底层的固结，增加土壤的松散度，优化土壤结构，提升土壤的储水保肥性能，同时提高地表温度，促进土壤的熟化进程，进而增强土壤肥力，加速有效养分的积累。此外，深层松土有助于减少水土流失，为作物根系的充分生长创造条件，促进茎叶茂盛，增强作物抵抗风害和防止倒伏的能力，从而为实现农作物的高产稳产奠定了坚实的基础。

深松整地技术起源于旱作农业耕作法的持续创新与进步，尤其在保护性耕作技术的普及过程中逐渐发展，它是一种适用于各类区域、耕作模式及土壤类型的机械化农业生产作业方式。该技术对于优化土壤结构、打破犁底层，增强土壤水分保持和肥力，从而推动粮食产量提升具有显著的效益。

(一)旱作农业

农业实践中的旱作现象，作为全球性的挑战，特指在降水量匮乏条件下，尤其是年均降雨量低于500毫米的旱地区域，不依赖人工灌溉而进行的农作物种植活动。在中国，作为全球干旱大国之一，旱作农业占据着显著的地位，其耕地面积占据了全国总面积的52.5%。这种农业主要集中在北方的16个省份、直辖市和自治区，其中吉林省被视为典型的雨养农业区域，其农业生产模式高度依赖自然降水。

我国对抗旱耕作的实践源远流长，其起源可追溯至公元前1000年的西周时期。历经数千载的积淀与实践经验，我们逐步发展并完善了多元化的抗旱耕作策略，积累了深厚的传统智慧。自新中国成立以来，我们倾注了大量的人力资源和物质投入，致力于试验研究与技术推广，将传统抗旱技法精髓与现代科学理论、技术以及工程措施相结合，现已形成一系列适应性强的抗旱耕作方法，并正朝着适合不同区域的机械化耕作模式持续优化发展。

常见的抗旱农田管理策略主要包括垄作法、沟播法、沙田改良以及蓄水集肥改土技术。在东北地区，垄作法作为一项历史悠久且成效显著的策略，被广泛应用以提升抗旱和防涝能力。其基础构造通常是垄高约厘米，宽度保持在45至70厘米，且全年保持着稳定的垄面形态。播种方式多样，如在原有的垄台进行作物残茬处理并开沟播种，或者更换垄位进行种植。通过垄作，作物能受益于增温优势，春季抵御旱情，秋季防范洪涝，同时减少风蚀和水蚀，从而提升农作物产量。  针对长期实施垄作或常规平整耕地后可能出现的问题，一种改进措施是采用深松耕作技术，旨在优化土壤结构，进一步增强土地的水分管理和生产力.

(二)深松耕法

多年来由于运用平翻耕法或垄作耕法后，在耕作层与心土层之间形成了一层坚硬、封闭的犁底层，其厚度可达,它的总孔隙度比耕作层或心土层减少，阻碍了耕作层与心土层之间水、肥、气与热量的连通性。作物根系难以穿透犁底层，因此，作物根系分布浅，吸收土壤养分的范围小，抗灾力弱，并易倒伏等。

深度松土作业，通常称为深松，是一种精细的土壤管理方法，旨在维持土壤层次的完整性，其作业深度超越犁底层或土壤自然形成的结构层面。现有深松机具种类丰富，包括凿形深松铲、鸭掌铲、双翼铲，以及具有类似设计的宽箭形铲和全方位深松铲。其中，后两者的特点在于作业后能实现整个土层的全面疏松，而在其他类型的铲子如凿形和鸭掌铲的操作下，耕层内部会留下三角形未被松动的区域，这些区域的大小取决于铲子间距和作业深度。然而，所有深松操作的结果都是地表附近土壤显现出全松（或全虚）的构造特性，即整体上变得松散通透。

深松有多种方式，它们的共同效果是破除犁底层或黏盘层，使耕层由翻地的20CM左右加深到30CM左右；提高了土壤生物活力，扩大了根系生活领域：作物产量普遍提高。如配合施用肥料，使水肥充足，则可更好地发挥增产作用，并延长其效果。深松代替翻耕可减少作业费用、作业次数。当然，深松只是一项作业，除联合整地机带深松作业外，不能形成良好的种床，一般还需要进行灭茬、旋耕、起垄等表土作业。

我国现有深松设备种类丰富，主要包括行间凿式与全方位深松两类。凿式深松机专为沟垄种植设计，执行间隔深松任务；而全方位深松机则广泛应用于平播作物如小麦的全面深松，以及农田基础建设中对耕层结构的改造。在我省的部分地区，联合整地机常配备深松功能，能在除草、旋耕、起垄和镇压作业过程中同步实施深松处理。此类操作通常需要拖拉机提供不低于100马力的动力输出，以确保能够达到所需的深松深度标准。

深松垄作的特点是在垄作中分层深松、土层不乱、间隔深松、虚实并存、耕种结合、耕管结合。带翼的凿型松土铲，可做到表层全松，底层间隔松。黑龙江省农业现代化所实验测定应用局部深松，耕层有效水分增加，渗透率提高，根系发育好，粮豆增产10%。

(三)深松整地的机理

1.旱田土壤的耕层构造

(1)覆盖层厘米)是对全部土壤起保护作用的土层，也是播后对种子覆盖的表土层。

作物种子的萌发基础——位于覆盖层下方的5至10厘米厚的种植床层提供适宜的土壤环境。

(3)底土层厘米)为耕层的下半部分，是作物根系密集和生理活跃的重要土层。这一土层受气候直接干扰较小，但对缓冲气候影响和抗灾能力却是关键的土层。深耕改善耕层构造就是主要针对这一土层。使其便于根系伸展，蓄水供肥，既能将过多的水分渗向非耕层（心土层），又能保证从下面土层提墙。底土层的厚度根据土壤类型而变化，有的底土层厚度达50厘米左右。底土层下面是心土层。心土层是非耕层，这一土层保持自然的紧密状态。而且有机质含量低，其土壤密度比耕作层大。作物根系达到这一土层仅占总根重的左右，但心土层与耕作层的配合犹如一座土壤水库，甚至2~3米深的土壤水分都参与耕层的水分运动。

(4)犁底层。由于多年连续采用同一深度的翻地作业或多年只用小四轮起垄或旋耕作业，这样耕层和心土层之间人为地形成6—10厘米厚的紧实层一称为犁底层。犁底层的形成显然成为耕作层和非耕作层之间的隔离层。使耕作层中过多的水分不能及时向心土层渗透；耕作层干旱时，心土层不能及时向耕作层提，削弱了耕作层抗旱、防涝能力。同时，也影响了耕作层和心土层之间的气体交换。犁底层不仅通透性差，还阻碍根系向心土层分布，如犁底层干硬，作物根系就难以穿透，只能在犁底层界面上横向生长，不能利用心土层的肥力，而且使作物易于倒伏。因此，通过深松加深耕作层打破犁底层就显得十分重要。

2.深松的概念和意义

松耕是不翻转土层，保持原有土壤层次，局部的松动耕层土壤和耕层下面土壤的一种耕作。其深度不打破犁底层称之为浅松，一般为15~20厘米；深度打破犁底层称之为深松，一般为30~50厘米。由于犁底层阻碍了耕作层与心土层之间水、肥、气、热梯度的连通性，降低了土壤的抗灾能力。同时，作物根系难以穿透犁底层，根系分布浅，吸收营养范围减少，抗灾能力弱易引起倒伏早衰等等，以致影响产量。深松就是消灭犁底层，创造良好的耕层结构的一项技术措施。但是深松不能较深的翻埋肥料、杂草、秸秆及减少病虫害，这是不足之处。用浅翻深松机进行深松可以较好地解决这些问题。土壤深松并不是越松越好，作物适宜的土壤紧实度为克/cm3,当土壤的容重超过1.37克/cm3,则应耕松。吉林省的黑土由于有冻融过程，深松后后效可维持2~3年，即2~3年内土壤普遍容重仍可保持在1.2-1.3克/立方厘米的适耕范围内。

3.深松耕法的效果

(1)提高了土壤蓄水能力。深松打破了犁底层，使土壤透水性增强。据长春市农机技术推广总站在2009年测查土壤耕层含水量春季初春时提高了5.6%，播种前提高6%，秋收前提高7.8%。底土层蓄水明显增多，利于次年雨季前的抗旱，即变伏、秋降雨为春墙，使土壤水分分布较平稳。深松后的土壤能迅速地接纳降水，在降暴雨、急雨时，减少了水的径流和表土流失。据有关资料介绍，在12小时内70毫米降雨强度时，不产生径流。

优化土壤结构：深松耕作技术促使深厚的耕层形成，这有利于作物根系的密集扩展与增厚。根系能根据土壤湿度动态适应，既能在松软区域延伸，也能向下深入至底层。相较于未实施深松的土壤，根系数量显著增长，形成丰富的须根网络。由于土壤中保留了更多根系，有机质的降解过程得以更为平缓。深松还促进了底层土的原位熟化，有效利用土壤肥力，减少不必要的养分损耗。这种做法保持了肥沃土壤层次的完整性，使之集中在适宜作物根系繁茂的地带。同时，种子播于已熟化的土壤表层，有利于种子萌发和幼苗早期发育。

(3)提高农作物产量。经多年农业田间耕作试验。对深松增产效果的测查，深松同连年灭茬浅层垄种和连年平翻（形成了犁底层）相比，作物产量在深松当年可增加，而次年可增加，并可提前成熟。深松可以改良土壤，增加土壤有机质含量，使中低产田改良成中高产田。

(四)机械深松技术的意义

2008年，我省开始实施增产百亿斤商品粮能力建设规划。而制约粮食增产最重要的因素之一就是土壤的质量。据调查，在过去的30年中，我省大部分土地是由原大中型机械翻地，变为小型拖拉机配套灭茬耕整地的耕作方式。连年灭茬耕作，导致土壤耕层只有15厘米左右，土壤板结严重，阻力不断增大，犁底层的土壤变得硬脆，一锹下去就会大块大块地开裂，同时厚硬的犁底层也阻碍着土壤上下水气的贯通和天然降水的贮存，小型农机具的连年作业，也导致了土壤中蚯蚓等生物的大量减少，土壤毛细管的破坏，土壤养分输送能力的破坏，难以维持植株正常生长对水、肥、气、热的需求；另外过去多年来传统的种植习惯翻、耙、压，翻动土壤严重，带来造成土壤风蚀等现象问题：另一方面机车多次进地，土壤压实，降雨径流现象十分突出，土壤蓄水保墒能力明显不足。

根据我省的土壤检测数据，小四轮机械的灭茬和多功能复式整地机的耕作深度有限。这种状况导致土壤干旱问题日益严峻，农作物生长受限于狭小的生存空间，根系扩展受阻，营养吸收能力下降，进而影响作物的整体健康，降低了其抵御风灾、旱灾和病害的能力。例如，2008年吉林省长春市双阳区发生的严重风灾，数千公顷玉米因土壤板结而减产甚至绝收，这凸显了我省土地板结问题的严重性，耕地质量的下滑已经成为制约我省农业综合生产能力提升的关键瓶颈。因此，为了打破这一现状，迫切需要在农业种植技术上进行革新，大力推行以机械化深松为核心的种植策略。在当前的农业技术和机械化水平下，机械化深松作为提高玉米产量的最有效手段，实施以保护性耕作技术为主的机械化深松至关重要。

在我省，鉴于土壤现状，我们果断引入大型农机深松整地作业，这一举措被视为前瞻性战略，已获得农业部的高度肯定。早在2010年，中共中央一号文件就明确倡导大力推广机械化深松整地技术，这一政策导向为我省深松技术的普及与应用奠定了基石。

春季风干雨稀，我省中部与西部尤其显著，十年间九度春旱，导致种子发芽困难、作物保苗不易，这对粮食产量提升和农业进步构成了首要的限制因素。然而，通过实施深松蓄水技术，能够显著增强土壤的储水保墒性能，有效接纳天然降水，构建土壤的自然水库。这一技术对于突破干旱地带农业的瓶颈，驱动农业生产的发展具有至关重要的推动力。

1.可有效地打破长期以来犁耕或灭茬所形成的坚硬犁底层，有效地提高土壤的透水、透气性能，深松后的土壤体积密度为13g/cm3,恰好适宜作物生长发育，有利于作物根系深扎。机械深松深度可达厘米，这是用其他耕作方法所根本达不到的深度。

深松机械作业的功效显著提升土壤的储水性能。在干旱时期，它能从深层土壤中恢复水分，增强耕作层的储存容量。据一般观察，经过深松处理的土地每亩相比未处理的可额外储存显著量的水分，而且土壤的渗透速度提升了大约十倍，足以在短时间内吸收毫米级降雨而不致形成地表径流。形象比喻，假如我省全年降雨量在一小时内集中降落，大部分水分将被土壤充分吸收，而非在田间形成积水，这归功于其强大的水分存储和减少蒸发流失的能力。这种特性为作物生长提供了宝贵的天然水源保障。

机械深松技术因其卓越的排水与盐碱排除效果，尤为适用于西部半干旱地区的盐碱草场。其特点在于仅进行松土操作，而非翻土，这使得它在黑土层较浅、不适合常规翻耕的土地上展现出优势。对于耕作层浅的区域和亟待改良的草场，深松提供了一种理想的解决方案。其作业方式能保持原有草场植被完整，不会干扰当年度的放牧活动。

4.机械深松作用与其他作业相比较，其阻力小，工作效率高，作业成本低。深松机由于其独特的工作部件结构特性，使其工作阻力显著小于铧式犁耕翻，降低幅度达1/3。由此带来工作效率更高，作业成本降低。据我们2008年秋季测算，一般地块亩耗油仅达升，作业成本6~8元/亩左右，工作效率因机型不同每天可达30公顷。

机械深松作业能够促使雨水和雪水深入土壤，积累于土层中，构建起可观的土壤水库。这种措施使得伏雨、冬雪融水得以持久利用，即使旱季也能保证适宜的播种土壤湿度。据统计，相较于非深松处理，深松地块在土壤中能额外储存更多的水分，其平均含水量较传统耕作方式普遍提升7.18%。这样便实现了干旱季节土地仍能保持湿润，确保了一次播种即能获得满播全苗的效果。

通过实施深松技术而不翻动土壤，得以维持地表植被的完整性，从而有效抵御风蚀与水土流失，有利于生态系统的维护。这有助于减少因频繁翻耕导致的土壤暴露引发的扬尘和悬浮颗粒物，进而降低空气污染水平。

7.机械化深松适应各种土质，对中低产田作业效果更为明显。中国农机院在中低产田试验数据表明：机械化深松的增产效果（与未深松的对照田比较)如下：玉米平均增产80kg/亩，增产率约20%；大豆增产亩，增产率；籽棉增产236kg/亩，增产率167%；甜菜增产104吨/亩，增产率358%；红薯增产269kg/亩，增产率262%；深松可使灌溉水的利用率至少提高30%。

(五)机械深松的背景及必要性

在农业生产实践中，我们认识到土壤质量是限制粮食产量提升的关键因素。据统计，在过去的三十年间，我省多数耕地主要采用传统耕作方法，包括犁耕、旋耕、深度耙地和灭茬整地等。然而，随着年复一年的耕作，农家肥的施用量逐渐下降，化肥使用量却持续上升，使得土壤耕作层深度仅限于12-15厘米，最深处不超过25厘米，这导致土壤紧实度增高，阻力显著增加。犁底层土壤硬化，易形成大面积裂缝，且阻碍了水分和气体的自然流通，减少了蚯蚓等有益生物的数量，破坏了土壤的毛细管结构，削弱了土壤供应养分、调节水热的能力，不利于作物对水、肥、气、热的基本需求。此外，长期沿袭的翻土、耙地和压地的传统耕种方式，过度扰动土壤，与作物生长需求并不相符。再者，频繁的机械化作业使土壤压实，降雨径流现象突出，土壤的蓄水保墒功能明显减弱。

据测定，小四轮机械灭茬，耕深6—10cm,多功能复式整地机只有12—16cm,铧式犁翻耕也只有25cm,播种作业深度一般为4—6cm。由此导致了土壤犁底层的出现，农作物只能在夹层陕小的空间中生长，根系发展没有空间，养分吸收不上来，造成农作物生长不良，抗风、抗旱、抗病能力不足。土壤板结，玉米根系不能深扎，应该说耕地质量下降，已成为提高农业综合生产能力的基础性障碍因素。鉴于上述问题，在农业种植技术上，就必须进行改革，大力推广以机械化深松为主导的整地模式，这是现有综合技术条件下，使玉米增产的最为有效的方法，实行以机械化深松、免耕播种、化学控制杂草、病虫害、机械收获的保护性耕作技术，已是迫在眉睫。

机械灭茬、旋耕作业示意图

铧式犁耕作作业示意图

土壤结构示意图

深松作业示意图

土壤结构示意图

二、深松机械的功能与经济效益分析

(一)作用

多年实践与经验的积累促使我们认识到，机械深松在抗旱方面展现出显著的功效。

在辽西地区，依赖天然降水的农业生产环境中，机械深松的效益尤为凸显，尤其在抗旱性能上体现关键。这种效果源于深度松土作业深入挖掘土壤，打破常规犁底层结构。雨量充沛时，水分能经由松动的犁底层渗透至深层，而在干旱时期，深层的水源则可通过犁底层向上供给作物，从而达成节水抗旱的功效。相比之下，未经深松处理的地块，降雨往往导致地面积水或迅速流失，导致宝贵的水资源白白流失，未能有效利用。

2.耐涝

深松技术的功效体现在无论旱季还是雨量充沛的年份，都能有效应对。其原理在于犁底层的破碎促使土壤变得松散。当降雨量增大时，土壤能够迅速接纳并渗透多余的水分，防止地表积水或径流的发生。这样，作物根系得以避免长时间处于水浸状态，从而确保作物的正常生长过程得以顺利进行。

3.抗倒伏

没有深松的地块生长的玉米根系入土浅，一般情况下只有十几到二十厘米，这是因为土壤犁底层限制了作物根系深扎，只能向侧面生长，当遇到大风时，一般夏季大雨都是随着大风而致，作物易倒伏。而深松地块的作物根系可穿过犁底层吸收深层土壤水分，这样根系扎得深、抓得牢，此时遇到大风作物也不易倒伏。还有下雨时水能及时下渗，这种土壤坚实度比有犁底层的土壤结实，作物抗倒伏的能力比没有深松地块强。比如我们在日常生活中都会注意到电力工人在布设线杆时，入土都比较深，一般12米长的线杆进入地下2米，因为埋的深站得就稳。经过深松地块生长的玉米由于根扎得深、抓得牢、土壤密度大，抗倒伏性能就强。

4.抗早衰

(1)干旱是引起早衰的一个主要原因。

去年，我地区经历了较为严峻的夏季干旱，干旱引发的作物早期枯萎导致了显著的粮食减产，对农业生产产生了负面影响。这一现象源于旱情导致的作物早衰。相比之下，经过深松处理的田地相较于未进行深松的区域，其抗旱性能更强，因此早衰程度有所减轻。

(2)因涝早衰。

对于未实施深松处理的土地，土壤表层积聚过多降雨，导致植物根系长时间（通常6-7天）浸泡于水中，这会妨碍其正常的呼吸过程。长期如此，根系会遭受腐烂，丧失功能，最终导致作物凋亡，即所谓的涝害早衰现象。

(3)因风早衰。

玉米的早衰源于一个直接的原因：大风导致作物倾覆，从而中断了水分和养分向穗部的输送过程。

5.能够增强土壤活性，提高肥力

此乃农学土壤化学专业领域的深入认识。简而言之，深松作业促使土壤展现出卓越的通透性，既便于空气流通又利于水分渗透。由此，土壤中的微生物活动显著增强，植物残茬分解加速，有助于提升土壤腐殖质的累积，同时改善土壤团粒结构，最终提升土壤肥力潜能。

6.可有效提高农作物单产

机械深松的作用在于优化农业生产环境，对作物生长起到显著促进。土壤条件对农作物生长至关重要，而深松整地作为创建适宜土壤生态的前提，不可或缺。它不仅有助于抵御旱情、保障苗全、防止作物倒伏，还能显著提升土壤热量积累，减少病虫害的发生，从而为作物的健康成长奠定坚实的基础。

7.有利于实现农业生产的可持续发展

采用深松技术而不翻动土壤，旨在维持地表植被覆盖，有效抵御风蚀与水土流失，有利于保育耕层土壤中的有机质，守护耕地资源。此外，它能减少因翻地导致的土壤裸露引发的扬尘和悬浮颗粒污染，降低环境负担，对于生态环境的维护具有积极作用，从而推动农业生产的可持续发展进程。

(二)社会效益

1.实现了变水害为水利。

在经历持续降雨的时期，深松处理过的田地展现出显著优势。土壤由于深度松动，促使雨水迅速渗透至土壤深层转化为地下水。相比之下，未经深松处理的地块，雨水往往滞留在地表，形成积水或径流，导致水资源的无效损耗与土壤肥力的丧失。据阜新地区的数据估算，在常规年份，实施深松的田块能使地下水位提升大约10厘米，每亩额外储存约67立方米水。假设我市今年深松作业覆盖50万亩，将累计多储存3350万立方米的宝贵水资源。这样的水资源管理方式简便易行，无需额外投入建设水库和维护成本，而且避免了因水库满溢而需进行的泄洪问题。因此，深松作业所带来的社会经济效益极为显著。

2.显著提高作物产量。

以玉米种植为例，经过严谨的试验评估，常规年份内，深松处理的田块平均每亩预期增产约150公斤，而在极端气候条件下，如夏涝或干旱年份，增产幅度可提升至300公斤。保守估算每亩增产200公斤，假设每公斤玉米售价为1元，扣除每亩40元的作业成本后，仍能实现每亩增收160元。据阜新地区14年秋季至15年春季的统计数据，已实施深松作业覆盖50万亩，带来了总计8000万元的收入增长。若阜新地区的400万亩耕地都能普及深松技术，预计总的增收将达到惊人的64亿元，显示出显著的经济效益提升潜力。

三、详述的机械设备种类及其构造详解

(一)国内外深松机具发展情况

1.国外深松机械的发展

早在20世纪30年代，发达的西方国家已对深层松土法进行了深入研究并广泛采用，成效显著。得益于丰富的实践经验及科技进步，美国、西欧等地在深松农业设备的研发上趋于成熟，诸如瓶三万系列，针对多样化需求，他们开发并生产了一系列多款深松机具。这些设备主要采用挤压松土和振动松土两种操作模式。目前，国际上普遍的深松装置通常与高功率拖拉机集成，其特性表现为松土深度深、作业效率高、品质优良，适用于全面的深层松土作业。主要类别包括机械式深松犁和振动式深松机。  机械式深松犁种类繁多，如约翰迪尔公司的900V型松土机和西德劳公司生产的悬挂式深松机。悬挂式深松机的铲柄设计为弧线形，中心线接近直线，铲尖至铲柄内侧距离较迪尔深松铲更为优越，这使得其具有出色的切割性能，且不易挂草。  相比之下，振动式深松机则旨在解决深松犁工作中遇到的阻力大、能耗高的问题。其工作原理是通过拖拉机的动力输出轴驱动偏心振子，促使犁产生振动，从而降低牵引阻力，提升功率利用效率。

随着深松技术的持续提升与配套机具的不断创新，为满足联合作业的需求，国际上已研发出一系列集深松功能于一体的复合作业设备。

2.我国深松机械地研究动态

对于深松技术的研究，我国起步稍晚。从上世纪60年代初才开始认识到深松技术的重要性，并进行了相应的研究。在深松铲的设计和制造生产方面已经有很多高校、研究院所以及农场等单位做了大量的研究工作，制造出了实际的深松铲，并且通过实验和实际生产应用，取得了较好的效果。同时，吉林省大学、长春长拖集团和长春市农机推广总站开展了深松部件的减阻和仿生研究设计也取得一定成果，进行了一定规模的作业试验。

1991年10月，北京农业工程大学成功研发出一款全方位深松机样机。经试验验证，该机展现出卓越的土壤松碎性能，然而对牵引力的需求相对较高。后续，科研团队进行了深入的试验分析，并最终确定了一套合理的深松部件结构参数，从而为深松机械技术的进步奠定了基础。

1992年，吉林市农机研究所研发了多功能的1SZL-210型深松、起垄及灭茬耕作机。此设备集深松、起垄和灭茬于一体，若配合相应的农机具，甚至能够实现播种、施肥和镇压等多工序一次性完成，显著提高了农业生产效率。

1993年，黑龙江省农垦科学院农业工作研究所成功研发出一款专为水田设计的旋耕深松机。

1994年，中国农业大学创新研发了一款可调翼式深松机。其独特的翼铲设计拓宽了深松作业对表土的松土覆盖区域，实现了土壤表层的全面疏松与底层的有序深度松动，从而提升了单柱凿铲的松土效果，且无需依赖大型拖拉机的高功率支持。

1994年6月，中国农业大学历经四年的精心研发成果——1SQ-250型全方位深松机，顺利通过了由耕作领域权威专家组成的部级科研鉴定委员会的严格评审。鉴定报告中赞誉该机型在技术性能方面已达到国际同类型设备的领先水准。

在2000年，黑龙江省水利科学研究院成功研发了一款创新的多功能振动式深松机，这款设备专为提升低产田地的土壤生产力而设计。相较于传统的深松技术，当达到相同作业深度时，该振动深松机显著降低了大约三分之一的牵引力需求，展现出显著的效率优势。

2005年，新疆农业职业技术学院工程学院研制出1LSX-6曲轴式深松耕作机，一次性完成耕整地作业，耕深可在厘米之间调节。铲削土壤的切削力大，适用于各种土壤的耕整地作业。调整沈松土铲与连杆之间的角度，可调整深松土铲的入土角，改变耕深。

在2005年，黑龙江省成功研发了1SND-175型独特设计的浅翻深松机。其核心部件为双翼铲，分为上下两层结构。上层铲具备出色的松土性能，确保土层位置的稳定性；而下层则能有效破碎犁底层，达成深层次的松土效果。

在2006年，北京延庆农机研究所成功研发了1SZ-230型号的深松整地机。这款设备由前端的深松装置与后端的旋耕机组成，二者协同作业，能够一次性实现对土壤及表层土壤的破碎和平整，确保表层10厘米内的土壤条件满足播种需求。

在2008年，黑龙江省农业机械工程科学研究院研发并成功制造了1FFSL-5型号的多功能浅翻深松翻转犁，该犁具有一次入地即能实现对工作区域土壤的深度松土、翼铲碎土、除草、犁铧翻耕表层及埋压根茬等一体化作业的能力。

在2009年，云南农业大学与曲靖市烟草公司携手合作，历时两年多的研发结晶，成功推出了中国农业机械化领域的一项创新突破——1GQQSN-200型多功能旋耕深松起垄一体作业机。这一成果开创了中国烟草农业生产机械化的新篇章，弥补了先前的技术空白。

(二)深松机具的种类和特点

深松机具的种类较多，有深松犁、层耕犁、全方位深松机及深松联合作业机。机械化深松按作业性质可分为局部深松和全面深松两种。全面深松是用深松犁全面松土，这种方式适用于配合农田基本建设，改造耕层浅的土壤。局部深松则是用凿形铲、双翼铲或铧进行松土与不松土相间隔的局部松土。由于间隔深松创造了虚实并存的耕层结构，实践证明，在有的地块间隔深松优于全面深松，应用较广。

按作业机具结构原理可分为：凿式深松、翼铲式深松、振动深松、鹅掌式深松等。不同深松机具因结构特点不一，作业性能也有一定差异，适用土壤及耕地类型也有一定变化。一般来讲，以松土、打破犁底层为目的的常采用全面深松法，以打破犁底层、蓄水为主要目的常采用局部深松法。有些各类的机具兼有深松全面深松的特点，如全方位深松机、振动深松机等。

当前生产实践中广泛应用的土壤深度管理技术包括间隔式深松、垄沟深松、中耕深松、浅层深耕、全垄翻耕以及全面深松等多种手段。

(三)深松机和深松铲主要构造

1.深松机基本结构

深松机一般采用悬挂式，如图所示：

深松机由深松机架

机架构造：深松机的主体构架由前横梁、后横梁，以及左斜梁和右斜梁互相连接并支撑，构成了整个设备的基础架构。所有组件均被安置于该机架之上。

深松铲构成为主体的淡化松铲柄与可调节的活动侧翼，作为该设备的核心工作组件。

4. 限深装置功能：限深轮的主要职责在于精细调节和管控深松机的作业深度。部分小型深松机未配备限深轮，而是依赖拖拉机的液压悬挂系统调控耕作深度。深松铲与限深轮均通过适配连接件牢固地安装在机身框架上。

上悬挂杆与上悬挂支杆：它们的主要功能是与拖拉机的上悬挂系统实现连接。

深松作业主要依赖于各类深松作业机具，其中最常见的包括配置有3行、5行或7行深松铲的型号。这些机型的核心任务是通过深松操作来突破土壤的‘犁底层’，以此实现对土壤理化性质的调控以及提升耕层土壤结构，增强土壤的保水抗旱性能。部分机型特别设计，例如配备了可调节双侧翼铲的深松铲，这使得机器能在各种土壤条件下展现出卓越的松土效能。更有甚者，一些机型还具备在深松铲下方形成适度疏松鼠道的功能，进一步优化了土壤管理效果。

2.单一深松机

单一深松机以其单一的功能，主要负责深层土壤的松土作业，其结构简洁，普遍采用三点悬挂连接方式。根据作业范围的差异，单一深松机可分为局部深松机和全方位深松机两个类别。局部深松机按操作方式又细分为机械式和振动式，机械式通过拖拉机牵引带动设备前行，通过挤压和切割土壤实现松土，具体包括凿式、带翼凿型杆齿式、翼型杆齿深松机等多种形式。特别指出，配备尾翼的深铲能有效扩大土壤扰动区域，降低阻力，提升耕作深度和深松效果。另一方面，振动式深松机利用振动原理，通过设定特定频率振动土壤，以减少阻力，此方法经多方面研究证实有效。值得一提的是，黑龙江水利科学研究院研发的多功能振动式土壤改良机，凭借其自激往复式惯性振动源，在我国耕整地机械的振动式作业领域处于领先地位，相较于其他类型的深松作业，振动深松可节省20%以上的能源。

3.全方位深松机

农田深松作业的革新工具——深松机，专为旱作和稻麦轮作区域设计。其卓越性能表现在广泛的动土能力上，尤其展现出显著的松土效应。此类机具主要包括三类典型型号：中国农业大学研发的"V"型全方位深松机，以其"V"字形深松部件见长，通过切割土层形成独特的"V"型垄条，这些垄条由梯形框架引导并散布至田面，使得土壤经历剪切、弯曲和拉伸的多重处理，从而实现高效松碎。  另一种是来自黑龙江省的1SQ-340型全方位深松机，其工作组件形似"L"，其工作原理与"V"型机具原理相近。凿齿式全方位深松则是在中小规模深松基础上的创新，它巧妙融合了全方位深松的特点与传统凿形犁的耕作方式，一次行程即能实现全面深松与松整结合，显著提升能源利用效率。

新型全方位深松机：革新土壤处理设备 该机具的工作原理独具特色，区别于传统的凿式深松机制，它高效地疏松50厘米深处土壤，显著提升粘土的透水性能。尤为突出的是，它在土壤底部形成独特的通道结构，尽管其深松阻力较犁耕有所降低。作为现代农业技术的代表，全方位深松机在优化我国干旱与半干旱地区土壤水分存储、排涝防渍、改造盐碱地和改善黏土质地，以及促进草原生态修复方面展现出广阔的应用潜力。

凿式深松机

(四)深松联合作业机

深松联合作业机是一种多功能农具，能够在进行深松作业的同时，实现施肥、播种、中耕（起垄）、灭茬以及喷洒农药或除草剂等操作。各地根据农业生产实际情况，对深松功能进行拓展，研发出了丰富多样的深松联合作业机型。部分设备如一次性进入田间即可满足播种前整地需求，这有助于减少劳动力投入、降低土地重复压实，节省时间，并提高大功率拖拉机的使用效率，从而有效降低作业成本。以下是一些常见的深松联合作业机型号：  1. 深松施肥机1FFSL-5型浅翻深松翻转犁 2. 免耕播种施肥深松联合作业机 3. SGTN-180/200型双轴灭茬旋耕起垄机 4. 深松联合整地机 5. 框架式深松旋耕联合作业机 6. 深松整地联合作业机 7. 3GZ-6型悬挂式联合播种机 8. 2LBZ-5A型垄下播种中耕机  此外，河南农业大学机电工程学院研发的SQS-2型集深松、起垄和施肥于一体的作业机，以及云南学院农业大学与曲靖市烟草公司共同研发的1GQQSN-200旋耕深松丰收垄联合作业机也是其中的佼佼者。

一次作业高效集成：深松联合作业机涵盖多元作业功能 根据不同的联合作业模式，深松作业机分为深松联合耕作机、深松旋耕起垄一体机以及多功能组合犁等形式。这种设计旨在迎合机械深松少耕法的推广趋势和大功率轮式拖拉机的发展，特别适合我国北方干旱与半干旱地带的使用。它专为实现深松为核心，辅以表土疏松与松耙相结合的综合作业而优化，如连续两年进行犁底层的破除，能够全面打造上松下实的熟地深松结构，同时适用于草原牧草更新和荒地开发等多样化应用场景。

四、深松整地的好处、存在问题及建议

(一)作用与好处

长期的旋耕作业可能导致土壤形成牢固的犁底层，限制了水分渗透和植物根系的深入扎根，而机械深松技术则能有效破解这一固态土壤结构，增强土壤的耕作深度.

提升土壤深度松散作业的效果，有助于促进水分的有效渗透。经过深松处理后，土壤表面的粗糙性增强，能够有效减缓雨水的表面流速，延长雨水向下渗透的时间，从而显著提高土壤的储水性能。

经过土地深松处理，能够优化土壤构造，增强其气体交换性能，激活土壤微生物并促进矿物质的分解，从而显著提升土壤的肥沃度。

采用深度松土而不翻动土层的技术，使得秸秆碎屑与杂草主要滞留在地表，此举有助于保持土壤湿度，降低风力侵蚀，同时增强雨水的吸收能力，延缓地表径流的发生，并减轻径流的冲刷力度，从而有效抑制水土流失，切实保护土壤的稳定性。

当前，农作物的机械化管理已全面展开，然而在作业过程中，机械设备不可避免地会对土壤产生一定程度的压实影响。针对这一问题，深松作业作为一种解决方案，旨在减轻作物管理机械化作业对土壤压实状况的负面效应。

当害虫处于越冬状态时，它们通常寄生于土壤内。对此，实施深度翻耕与整地作业能够有效破坏害虫的生存条件，干扰其正常繁殖进程。此外，深松土地的过程中，还有助于移除当年的病害植物，从而削减病原微生物的数量，从长远看，这将有助于降低次年病虫害的发生风险。

深松作业能够优化土壤生态，提升地表温度，刺激好氧微生物的活力，激活土壤储存的养分，增强土壤肥力，促使作物根系深入扎根，从而增强作物的耐旱与抗倒伏性能，提升其对病虫害的抵抗力。这一系列效果不仅有助于实现增产目标，而且能降低化学药品的施用量，进而提升农作物的品质。

(二)深松整地技术

为了保证深松作业的高效执行，对拖拉机的动力性能和附着力有较高的标准，通常推荐选用90马力以上级别的拖拉机，并优先考虑采用四轮驱动模式，以提升牵引性能。

对于连续进行旋耕的土地，通常建议每2至3年实施一次土壤深度松土作业。然而，具体的间隔周期可根据土壤特性以及作物管理和农业机械的使用频率灵活调整。

在执行深松工序时，建议土壤含水量控制在15%至22%之间，且土壤密度应维持在14克每立方米。对于土壤持水量过高、质地粘重的区域，应谨慎考虑进行深松作业。

4.松土深度一般为 cm。深松地块小麦播种间隔行距为 cm,玉米种植间隔行距为cm。

5.深松作业时间可在夏季前茬小麦收获后或秋季玉米刚收完小麦播种之前进行。全方位深松必须在秋后进行。间隔深松在夏季或秋季都行。

6.深松作业时深度要保持一致，不得漏松。

(三)存在的问题

商水县的农业土地分配相对紧张，农户经营模式多为个体分散经营，反映出部分农民在农业生产认知上有所欠缺，对于深松作业的专业理解有待提升。

尽管部分农民已经认识到了土地深松的益处，然而，由于农村主要的动力设备以小型四轮拖拉机为主，这在很大程度上未能满足深度松土所需的强劲动力需求。

由于深松整地机械设备的配套成本较高，导致农民购置设备面临一定的经济压力。此外，深松作业的费用也相对昂贵，从而抑制了农民对购机和使用此类机械的积极性。

当前粮价相对低迷，使得农业生产承受着较高的综合成本，这对农民的耕作积极性产生了负面影响，进而降低了他们进行土地深松作业的积极性。

(四)建议

在农闲时期，实施农技人员深松整地的专业知识培训，旨在提升他们的服务质量，从而强化服务的实际效益。

在深松作业的重要时间节点，农业技术顾问需亲临田间地头，针对农户开展技术指导与实操培训。他们将深松作业、作物品种种植与精准施肥策略有效整合，推动农机与农艺的深度融合，从而加速机械化深松技术的广泛传播与应用。

引进并示范具有先进性、实用性和经济性的深松机具，该设备专为本地作业设计，我们通过组织观摩培训和现场教学，激发周边群众的接受与应用，促使其在农业生产中广泛应用推广。

致力于新型职业农民的能力建设，深化对土地深松技术的理解与掌握，旨在提升更多农业经营主体的实践能力，从而推广和扩大土地深松的覆盖范围。

通过组建以农机大户、农机专业合作社、农机作业服务公司及农机行业协会等新型农业组织为核心的专业农机服务团队，提升此类组织的服务质量和推广效能。

借助国家实施的农机惠农优惠政策，我们积极推动农机与土地深松作业的补贴到位，此举旨在提升深松作业服务提供者与接受者的积极性。

五、农业机械化深松整地策略的当前进展与应对措施

(一)农机深松整地技术推广现状

当前我国农机深松整地技术推广面临一些挑战，具体表现为： 1. 经济因素制约：农机价格相对高昂，而农民的经济收入有限，导致农机购置意愿不高。 2. 技术认知局限：农民对农机深松整地技术的了解和接受度有待提升。 3. 使用不当问题：农民对农机的操作与管理存在误区。 同时，推广工作中存在的问题是：推广力度不够强劲，宣传方式过于单一，以及专业知识的普及工作未能充分覆盖，这些因素共同阻碍了农机深松整地技术在农业生产中的广泛应用和渗透。

(二)农机深松整地技术推广意义

农业产业结构优化的关键因素之一，即农机深松整地技术，凭借其独特的优点在我国农业中发挥显著作用。这项技术的核心优势在于能够在保持土壤完整性的前提下，优化土壤微观结构，为作物生长创造优良的生长条件，从而显著提高农作物的产量。农业作为国民经济的基础产业，其发展直接关乎国家经济的繁荣。鉴于此，我国政府高度重视农业生产的进步，特别是深松整地技术的应用，它能够增强土壤的透气性和肥力，提升土地抵御干旱的能力，并显著提升农业生产效率。因此，持续推动农机深松整地技术的普及至关重要，它对于我国农业产业的长远发展具有战略意义，有利于加速农业的现代化进程和整体实力的增强。

(三)农机深松整地技术推广对策

1.加大宣传力度

深松整地技术的应用能够显著提升农业生产效率，增强农作物种植的科学性，对农业产业发展具有推动作用。然而，我国部分农户对此技术的认知尚显不足，限制了其在农业生产中的实际应用。因此，亟需强化农机深松整地技术的普及与推广。首先，实施全面系统的调查，详尽理解技术的适用细节、适用领域及优势，以便于后续推广。接着，通过农业网站和电视媒体广泛传播，扩大技术的知晓范围。其次，编纂农机深松整地技术的宣传手册，组织专业人员深入农村进行讲解并分发手册，增进农民对技术的理解。此外，组织技术交流会和讲座，邀请专家现场解答疑问，帮助农民掌握技术。同时，构建专门的在线宣传平台，定期更新内容，以提升技术的可见度和采用率。这样，将有力推动我国农业产业的深化发展。

2.合理选择深松整地时间

农机深松整地技术对于增强田地的抗旱与储水性能具有显著效益，这成为推广该技术的重要考量因素。为了充分发挥其功能，关键在于合理安排农机深松整地的时间。具体策略是，应在了解当地气候特性后，选择适宜的深松整地时机，如在辽农地区，推荐在秋季农作物收获后进行，此时进行的深松整理能有效保持土壤水分，维持土壤肥力，有利于农作物的优质生长。一般来说，农机深松整地作业主要集中在秋季作物时段，但也可根据各地区的具体农作物种植情况灵活调整，例如在夏季或春季作物生长期进行，以提升土壤通透性，促进农作物的健康快速发展，从而提高农作物种植的经济效益。在推广农机深松整地技术时，应明确告知其适宜的作业时间，以确保用户能有效利用这项技术的优势。

3.合理选择深松整地方式

农机深松整地技术可对整体土地进行深松处理，也可对局部土地进行深松处理，前者主要是利用大型机械设备对土地进行深松整地作业，后者则是主要借助铧、凿型铲等工具进行完成的。在对整体土地开展深松整地作业时，处理的深度应控制在25~30cm,并保证土地处于上虚下实、平整、无硬块状态，以此为农作物生长提供一个良好的环境。在对局部土地进行深松整地时，应确保土地具备一定的虚实特点，即虚的部门应保证具有一定的储水功能，实的部分应保证可提高土地肥力。目前我国较为常用的深松整地方式主要分别工具辅助深松整地与大型机械设备辅助深松整地。在实际开展深松整地作业时，还应根据当地土质特征，选择相应的深松整地方式，以确保该项技术可充分发挥出自身功能。

4.加强体制管理

当前我国农机深松整地推广工作中，其管理体系尚存若干亟待改进之处。首要问题在于管理体制中缺乏对技术推广目标的明确阐述，导致部分推广人员积极性不高，阻碍了该技术的广泛传播。为此，强化深松整地推广工作的管理体系刻不容缓，以提升技术推广的效能。首先，应持续优化管理制度，通过借鉴并结合现有国情与农机深松整地推广现状，不断完善相关政策，为推广活动提供有力的指导。其次，亟需建立明确的推广工作标准，确保质量可控。农机深松整地技术旨在推动农业生产科学化，增加农民收益，推动农业产业进步。推广人员在实施过程中，应明确这一目标，向农民详尽讲解技术优势及操作关键，促使农民能熟练掌握。在制定评价标准时，应将农民对技术的理解与应用能力作为核心指标，激励推广人员提升服务质量。最后，引入奖惩机制，激发推广人员的工作热情，以推动农机深松整地技术的高效应用。

六、农机深松作业的优势与标准化操作指南

(一)农机深松整地作业的优势

农机深松整地是指使用拖拉机来牵引专用的深松机或者深耕机，在保证不翻动土壤的情况下，对地下土壤进行有效的疏松处理，打破犁底层，对土壤层结构做出有效的改良，使得地下温度显著提高，增加土壤的蓄水保能力和抗旱排涝能力的一种现代化机械耕作技术，同时也是现代化保护性耕作技术的重要组成。农机深耕种的技术在农业生产领域的有效应用具有多方面的优势，主要包括了以下几个方面：

1.促进农机装备的显著提升

实施农机深松整地作业的策略，旨在激励农机合作社购置高端农机设备，推进农机操作向智能化与自动化转型，从而助力农业现代化进程。作为保护性耕作技术的关键组成部分，农机深松整地技术的有效推广至基层，能显著提升地区的装备技术水平，确保农业生产质量。此外，它还能有效减轻农业生产成本，提高工作效率与作业品质，从而缓解农民繁重的农事负担，释放他们的时间与精力。

2.提高耕地质量

深松整地技术，旨在在保持土壤完整性前提下，提升土壤的保水保湿及排水抗涝效能。它能打破犁地层，适应作物根系深度发展的需求，拓展耕作层深度。全面或局部深松整地有助于优化土壤理化结构，增强其疏松透气性，加快雨水渗透并增大渗透量，进而增强土壤保水能力，促进作物根系健康发育。深松作业避免了翻动深层土壤，利于作物秸秆表面附着，降低大风对土壤的破坏，减缓水分蒸发，防止水土流失，从而保护土壤资源。研究显示，每两年实施一次全面深松，其生产力远超常规旋耕，且能显著提升土壤的透水性。