1材料與方法

1.1試驗材料

在黑龍江省海倫市采集耕層土壤有機質含量分別為13.28、43.44gkg的土壤樣品，在黑龍江省北安市采集土壤有機質含量為77.40、123.47gkg土壤樣品。

1.2試驗方法

1.2.1土樣處理

將土壤樣品風干去除雜物后過2mm土壤篩，用烘干法測定土壤含水量，將供試土樣含水量調至24%。

1.2.2試驗裝置和外力作用

時間選定本試驗采用農田土壤壓實模擬裝置，選定外力作用時間為0.1、0.3、0.5、1.0、1.5和2.5s。1.2.3接地壓強的選定輕型拖拉機的接地壓強為200～400kPa，重型拖拉機的接地壓強為50～1000kPa。根據當前農機具作業時接地壓強，選定的作用外力為100、200、400和800kPa。

2結果與分析

2.1農機具作用時間對農田黑土基質勢的影響

在接地壓強100、200、400和800kPa條件下對4個有機質含量農田黑土進行0.1～2.5s壓實處理，基質勢測定結果。有機質含量為13.28gkg的農田黑土在100、200kPa接地壓強下，基質勢隨作用時間呈現Larson單峰曲線變化;在400、800kPa高強度壓實條件下，基質勢減小后隨作用時間的增加呈現穩定狀態。表明在機具作用時間內，在100、200kPa壓強下存在過度壓實的閾值時間。有機質含量為43.44、77.40和123.47gkg的農田黑土在上述壓強條件下，基質勢隨作用時間的變化表現出與有機質含量為13.28gkg的農田黑土相似的趨勢。其中有機質含量為43.44gkg的農田黑土在100、200、400和800kPa壓強下，基質勢隨作用時間呈Larson單峰曲線變化。有機質含量為77.40、123.47gkg的農田黑土在100、200kPa壓強下，基質勢隨作用時間的增加呈增大的趨勢，說明在0.1～2.5s作用時間內未對土壤造成過度壓實;在400、800kPa壓強下，基質勢隨作用時間呈Larson單峰曲線變化，存在過度壓實的時間閾值。

2.2農田黑土的閾值時間

對有機質含量為13.28gkg的農田黑土在100、200kPa壓強下的基質勢與機具作用時間進行回歸分析，得二次回歸方程:y=－35.878x2+101.31x+67.566Ｒ2=0.6499(1)y=－23.556x2+57.85x+64.70Ｒ2=0.6926(2)當dydx=0時，y有極大值存在，對應的機具作用時間x為有機質含量為13.28gkg農田黑土不發生過度壓實所能承受的最大壓實強度。根據回歸方程(1)、(2)可得，在100、200kPa接地壓強下，閾值時間為0.84、0.71s。高于此時間，土壤團聚體結構受到破壞，將發生過度壓實。同理，對有機質含量為43.44、77.40和123.47gkg的農田黑土中基質勢隨作用時間呈單峰曲線變化的處理進行回歸分析，避免發生過度壓實的閾值時間。

3討論

試驗是在非密實土樣正壓力條件下進行的側限壓縮，即土樣在豎向壓力作用下只能發生豎向變形，而無側向變形的條件下進行的。在農機具實際作業中，壓實的農田土壤尤其是深層土壤為密實土壤，先期固結應力較大，同時農機具在作業過程中會發生輪胎、農具對土壤產生剪切和摩擦壓實，其對農田土壤壓實效應的影響有待進一步探討。

4結論

農機具作用時間對農田黑土壓實效應不同，其壓實效應的閾值時間可通過土壤基質勢與作用時間確定;農田黑土壓實效應隨農機具作用時間和機具接地壓強發生變化，在供試土樣有機質含量范圍內、各接地壓強下，機具時間閾值隨土壤有機質含量的提高而提高。因此，在保證作業質量的前提下，合理選擇機具作用時間、降低接地壓強和提高有機質含量是避免農田土壤過度壓實的重要措施。

作者：楊富江 牛爽 單位：黑龍江省 852 農場 黑龍江省海倫農場