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针对中国北方旱农地区粮食产量低而不稳、农民生活相对贫困、土壤侵蚀日趋严重、机械化水平不高等普遍性问题,本着加速该地区传统耕作体系的技术改造,探索高产、高效、优质、节水的新型机械化耕作体系的指导思想,参照国外经验,对旱地小麦保护性带状耕作的增产节能机理及有关技术进行了较为深入的研究.根据中国国情,首次在国内以旰地春小麦为主要指示作物,选用小四轮拖拉机、铁牛-650和JL-1065联合收割机三种常见机型,分别在小麦播前种床上压地一遍,代表机器进行传统耕作作业地随机行增所产生的土壤压实,与保护性带状耕作对照,比较作物生长、土壤状况以及作业能耗的相应变化.对保护性带状耕作和传统耕作的小麦播种质量、麦苗长势及含水率、春小麦的产量等进行了试验研究.首次运用生长分析法对保护性带状耕作和传统耕作春小麦全生育期的生长发育进行了比较.并对不同土壤压实程度下的土壤容重、含水量、渗透率、温度及有关土壤热性质进行了测试分析.保护性带状耕作的小麦种床不受机器碾压,有利于提高播种质量.但应注意种床与轮辙的平行度,以免造成播深不一致.小型拖拉机对种床的压实可使0ˉ10cm深度的土壤毛管孔隙度提高18%,能够提高表层土壤水分的有效性,促进冬小麦冬前分蘖.但是大型拖拉机和联合收割机的压实,尤其在干旱气候条件下,对种子发芽和出苗极其不利.在干旱的情况下,保护性带状耕作麦苗的株高、长势及根系发育等方面均好于传统耕作;保护性带状耕作的麦苗含水率比传统耕作平均高1ˉ3%,能够获得比较充足的水分供应;保护性带状耕作春小麦在各生育期,个体发育较好,群体比较合理.对田间土壤耕作深度与耕作阻力的实时测试方法和设备进行改进.对田间试验了不同土壤容重和含水量对靴式开沟器耕作阻力的影响,第一次建立了土壤容重-含水量-耕作阻力多元数学模型,具有创新性.进行了"压力-容重-含水量"有限元分析的首次尝试,建立了以田间土壤不同深度的初始容重和含水量为主要参数的有限元模型.根据欲得到的土壤容重可以求出所需施加的压力(或是反向求解),以便选择相应的压实工艺.对实行田间土壤的精确管理具有新意.正常的土壤湿度下,小拖拉机的压实深度在耕层以内,大拖拉机和联合收割机的压实深度在30ˉ40cm左右,随土壤初始容重的不同有所变化.机器造成的土壤压实可使表层土壤孔隙度减小20ˉ30%,导致土壤渗透率和田间持水量下降.在国内,首次测试分析了土壤压实对耕作能耗的影响以及保护性带状耕作的节能效果.与传统耕作相比,小拖拉机滚动阻力降低约60%;牵引效率提高10%左右;农具耕作阻力降低约50ˉ70%;作业耗能减小50%以上.因此,采用保护性带装耕作,可以改善目前小拖拉机动力不足的状况,提高其动力性与经济性.研究初步证明,保护性带状耕作具有明显的经济、生态和社会效益,值得进一步研究,在中国北方旱农地区推广应用.