摘要：基于日光温室番茄机械化生产需求，选用“悦田”YTSF-145型深翻机和“卡特彼勒”液压挖掘机对日光温室土壤进行深翻作业，评价两种机具作业质量。结果表明，迷你挖掘机外形小巧，不受温室结构所限，耕深为28 cm，0~30 cm土层平均容重为1.28 g/cm3；深翻机需要动力牵引，需在较大跨度温室应用，平均耕深为39 cm，容重为1.13 g/cm3，深松效果更佳，且效率高，成本低，适宜大型园区应用。
目前关于日光温室土壤深翻耕作对土壤理化性质和作物影响的研究较少，适用于日光温室深翻的机械也较为缺乏，因此宁夏农林科学院园艺研究所蔬菜团队与国家大宗蔬菜产业技术体系耕种与田间管理机械化岗位团队合作，对日光温室耕作环节主要机械进行了筛选和应用研究，基于日光温室结构特点，引进无锡悦田农业机械科技有限公司生产的YTSF-145型深翻机，对连续种植3年番茄的日光温室土壤进行深翻作业，并与当地常用的小型挖掘机进行对比分析，通过平均耕深、土壤容重等指标，对两种机具在番茄连作土壤中深翻的作业质量进行分析，以期为设施蔬菜深翻机械的选型提供数据支撑。
材料与方法
试验温室
试验于2021年8月9~10日进行。试验地点在宁夏吴忠国家农业科技园区孙家滩设施农业基地（1066'26"E，3757'10"N）。试验日光温室净跨10 m、脊高5 m、长72 m，后墙为夯实土墙，采光面为钢架结构，在采光面有机械进出口。
深翻作业温室的机械进出口
种植模式
试验温室番茄为1年2茬种植模式，早春茬为2月中下旬定植，7月下旬拉秧；秋冬茬为8月中下旬定植，1月下旬拉秧。采用东西垄向种植，水肥一体化管理。深翻作业在夏季休闲期进行。
土壤情况
吴忠国家园区孙家滩基地2栋温室结构、土壤质地相同。从2019~2021年，均连续进行了3年的番茄种植。仅在两茬之间整地时利用小型旋耕机（耕深≤15 cm）旋耕，土壤为砂质壤土，板结较为严重，耕层深度在15 cm左右，田间最大持水量25.68%。深翻之前0~10 cm土壤容重为1.24 g/cm3，10~20 cm土壤容重为1.37 g/cm3，20~30 cm土壤容重为1.41 g/cm3。
结果与讨论
小型挖机和深翻机性能参数
作业机具
Cat301.7CR型液压挖掘机为卡特彼勒公司生产迷你型液压挖掘机，具有动力自动优化、单手柄行走模式及定速巡航、可伸缩履带等特点。
Cat301.7CR 型液压挖掘机
YTSF-145型深翻机为无锡悦田农业机械科技有限公司生产的一款设施土壤深翻机具。采用60马力以上的四轮驱动拖拉机悬挂牵引，可用在大拱棚或日光温室中蔬菜收获后的土地深翻、碎土作业。
YTSF-145 型深翻机
主要技术参数
“卡特彼勒”自带动力，外形小巧，不受设施结构限制，在较为矮小的拱棚和日光温室中均可应用。“悦田”深翻机最宽处1.75 m，需要专门的机械出入口，配套动力60马力以上，对动力机械和设施结构均有一定要求。作业幅宽1.4 m，在深翻的同时，还兼具碎土的功能。“卡特彼勒”挖掘宽度仅为0.34 m，只有翻土功能。
两种作业机具的主要技术参数
两种机型的作业效果评比
作业效率
液压挖掘机作业时，主机固定位置，利用斗杆挖掘臂伸缩进行作业，1次挖掘宽度30 cm左右，试验温室种植区域净跨9 m，长63 m，挖掘机横向移动3次，然后向前推进，9:00开始作业，12:00休息，14:00~18:00完成整棚的作业，有效作业面积567 m2，工作效率81 m2/h，没有死角，机械作业成本820元/667 m2。
“悦田”深翻机作业路线 /m
“悦田”深翻机配套“悍沃”604D-1型拖拉机，作业从温室种植区域最北边开始，如图5所示，拖拉机东西方向行走，机具在地块上逆时针方向“回”字形行走6趟。拖拉机行驶档位选取低速Ⅰ档，作业从10:00开始，10:50结束，共耗时50 min，作业有效面积为535 m2，折合作业效率约642 m2/h。示范温室最南边约0.5 m宽的区域由于前采光面钢架高度较低而无法作业。机械作业成本300元/667 m2。
碎土效果
Cat301.7CR型液压挖掘机深翻土壤时，铲斗齿与地面呈30°斜插进土壤中，挖满铲斗后提起倾倒在原位置，继续下一铲斗作业。在主机不挪动位置的条件下，平均8 s完成1次挖掘作业。在铲斗挖掘的作用下，耕作层被加深，硬土块被疏松，但没有碎土的功能，较大的土块（≥10 cm）均匀分布（图左）。YTSF-145型深翻机在拖拉机的牵引下，翻土机刀片对土壤进行深松作业，后置碎土压辊可保证良好的碎土效果，且压实土壤表面，地表没有大型的土块（≤10 cm），平整度较好（图右）。
左：Cat301.7CR 型液压挖掘机深翻后地表 右：“悦田”YTSF-145 型深翻机深翻后地表
两种机具深翻土壤作业后的地表
作业质量
对于深翻工作完成之后的土壤整体质量，从深翻土翻的深度要达到规定要求、深浅一致、深翻完成后土壤表面平整、土壤实现开墒且没有生埂、深翻形成的土块较碎及深翻工作要全面等方面考量。根据DB13/T 1478-2011《土壤深松机械作业技术规范》要求，采用3点法检测，选点避开地头地边，距地头≥10 m，地边≥2 m，每2个检测点之间沿作业行方向间隔10 m以上，3个检测点选在不同的作业幅内。用铁锹挖至硬土层，在垂直剖面用直尺测量深度，同时用环刀取不同土层，测量容重。挖掘机深翻深度平均为28 cm，YTSF-145深翻机深度达到39 cm，不同点位深度均≥20 cm，深度合格率100%。挖掘机由于没有碎土功能，挖松的土块较大，地面不平整。深翻机具有后置碎土压辊，土块较小，地面平整。从深翻后不同土层容重来看，YTSF-145型深翻机对土壤的深松效果更好，0~10 cm土层容重和10~20 cm土层容重相近，在1.11~ 1.16 g/cm3，20~30 cm土层容重也仅为1.236 g/cm3。而挖掘机深翻的土壤10~20 cm土层容重要显著高于0~10 cm的土层容重，20~30 cm土层容重也达到1.35 g/cm3，可见挖掘机翻动的土壤对耕层下的土壤没有很好的搅动和深松。
两种深翻机械作业结果参数
结论
综上所述，Cat301.7CR型液压挖掘机优点在于外形小巧、不受温室空间限制，在跨度较小（净跨度≤8m）的温室也能应用，日光温室翻土作业全面、没有死角，但其作业仅为铲斗一挖一放，作业时间长，工作效率仅为81 m2/h，同时挖深受限于铲斗容量，对土壤物理结构改善较小。YTSF-145型深翻机耕深达到40 cm，对土壤有翻、搅、压的操作过程，能够将深层板结的土壤进行深松，且在动力机械的牵引下，作业效率高达642 m2/h，适宜大型园区应用。但YTSF-145型深翻机要求动力60马力以上的拖拉机牵引，对温室跨度要求较高，需要机械进出口，适宜在净跨8 m以上的温室作业。
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