免耕播種機(jī)的新型雙翼型開(kāi)溝器對(duì)玉米種區(qū)土壤物理特性和根系固定的影響：和雙圓盤(pán)開(kāi)溝器相比較外文文獻(xiàn)翻譯、中英文翻譯

免耕播種機(jī)的新型雙翼型開(kāi)溝器對(duì)玉米種區(qū)土壤物理特性和根系固定的影響：和雙圓盤(pán)開(kāi)溝器相比較外文文獻(xiàn)翻譯、中英文翻譯,播種機(jī),新型,雙翼,型開(kāi)溝器,對(duì)于,玉米種,土壤,物理,特性,以及,根系,固定,影響,圓盤(pán),開(kāi)溝器,相比較,外文,文獻(xiàn),翻譯,中英文 附錄 1:外文譯文 免耕播種機(jī)的新型雙翼型開(kāi)溝器對(duì)玉米種區(qū)土壤物理特性和根系固定的影響：和雙圓盤(pán)開(kāi)溝器相比較 摘要 使用這種新型雙翼型開(kāi)溝器的免耕播種機(jī)可以改善各種土壤的物理特性以及土壤的氣候條件，因此，間接的影響了作物的幼苗出土和早期生長(zhǎng)。 播種機(jī)的技術(shù)改進(jìn)是在作物耕作過(guò)程中進(jìn)行的，并且近年來(lái)改進(jìn)的步伐逐漸加大， 但是一些新技術(shù)的革新仍需進(jìn)行單獨(dú)的試驗(yàn)。在意大利的實(shí)驗(yàn)田里，通過(guò) 2002——2003 年對(duì)四塊不同土壤的試驗(yàn)田的評(píng)估得出：和被廣泛使用的雙圓盤(pán)開(kāi)溝器相比較，新型雙翼型開(kāi)溝器影響了玉米種區(qū)土壤物理特性和根系的固定。 對(duì)于雙圓盤(pán)開(kāi)溝器和雙翼型開(kāi)溝器，它們導(dǎo)致更了高的土壤殘留物，使土壤覆蓋指數(shù)在不過(guò)量情況下明顯下降，各自下降-27%和-6%。雙翼型開(kāi)溝器使種區(qū)上層 5 厘米處 的土壤容重和土壤滲透阻力變得更低，然而在玉米生長(zhǎng)到 3 個(gè)葉的時(shí)候并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)更大的根系密度，這可能是由于雙翼型開(kāi)溝器旁鏟播種深度的不平導(dǎo)致的。在某些情況下， 幼苗出土延期可能也與雙翼型開(kāi)溝器有關(guān)，它使種子和土壤的接觸深度增加。 關(guān)鍵詞：玉米；免耕；開(kāi)溝器類型；根系生長(zhǎng)；種區(qū)物理特性； 縮寫(xiě)：CI：覆蓋指數(shù) DAS：播種幾天后 DDO：雙圓盤(pán)開(kāi)溝器 FRSD：種溝平度標(biāo)準(zhǔn)偏差 PR：滲透阻力 RLD：根系容積密度 SOC：土壤有機(jī)碳 WSO： 雙翼型開(kāi)溝器 1.引言 在過(guò)去幾年內(nèi),由于傳統(tǒng)的耕作經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的影響，譬如侵蝕,擊實(shí)和倒置土壤層數(shù), 導(dǎo)致意大利不得不重新考慮免耕播種。尤其在土壤難耕的意大利，深層犁田旨在增加土壤孔隙，至少暫時(shí)能為種子發(fā)芽、根系生長(zhǎng)創(chuàng)造適當(dāng)?shù)臈l件。雜草的簡(jiǎn)單化管理和夏季的谷物更高出產(chǎn)量都與免耕播種有關(guān),少數(shù)有用的數(shù)據(jù)被意大利作為文獻(xiàn)資料的證據(jù)。 免耕播種機(jī)的性能取決于與實(shí)地情況有關(guān)的幾個(gè)因素，包括類型和土壤表面相當(dāng)數(shù) 量的殘留物、開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)(Morrison 2002)、被播種作物等。使用這些播種機(jī)的必須有很高的靈活性,以便各種各樣的莊稼可能被用正確的方法播種在不同條件的區(qū)域內(nèi)。在免 耕播種的實(shí)踐中，種子溝的特征起了重要的作用，許多專家都指出,最重要的因素是調(diào)節(jié) 發(fā)芽,如土壤基質(zhì)潛力氣溫(1976 年,施耐德)、播種深度(阿萊西、1971 馬赫迪等.1998 年) 等受土壤/開(kāi)溝器接觸的影響。特別是,為了保持固定的播種深度,在過(guò)去幾十年期間，人 們提出拉應(yīng)力各種各樣的類型拉桿來(lái)聯(lián)結(jié)在開(kāi)溝器和播種機(jī)具的建議。例如,結(jié)合春天的 播種體制，最古老而簡(jiǎn)單的解決方法是不用總要保證播種深度一致,尤其是泥濘的土地里。以平行拉桿來(lái)聯(lián)結(jié)開(kāi)溝器和播種機(jī)具是使上述要求得到巨大改善, 因?yàn)樗试S開(kāi)溝器準(zhǔn)確地跟隨土壤表面外形前行。 許多免耕播種的種子區(qū)域的特征取決于類播種機(jī)上開(kāi)溝器的類型和兩種類型的中耕鏟和圓盤(pán)鏟的不同，中耕鏟開(kāi)溝器對(duì)土壤的破碎效果和減震器在土壤表面的效果大致相同--尤其是具有明顯的不對(duì)稱形狀工具,若播種后雨水較少,土壤干燥將會(huì)加速。在相似的情況,圓盤(pán)開(kāi)溝器造成的在種子層之上的水分流失比中耕開(kāi)溝器更為嚴(yán)重，雖然在濕粘土溝這種弊端很明顯. 人們普遍認(rèn)識(shí)到,對(duì)作物殘留(前作物)的管理是世界上最重要的制約免耕播種的素， (卡特,1994 年).中耕開(kāi)溝器可以將有機(jī)廢棄物從作物一邊移到土壤表面，那樣可能堵塞播種機(jī)，但是圓盤(pán)開(kāi)溝器也許會(huì)導(dǎo)致"hairpinning",由此破壞不好的土壤/可能和有毒的種子產(chǎn)生種苗效應(yīng)(hultgreen,2000).殘?jiān)诓シN時(shí)產(chǎn)生很多問(wèn)題，但它們的存在對(duì)土壤表面的些負(fù)面效應(yīng)有限制作用象侵蝕和水土流失等. 關(guān)于土壤和氣侯條件,開(kāi)溝器應(yīng)達(dá)到這樣幾個(gè)目標(biāo),象播種均勻、隔和深度- 適當(dāng)?shù)牟シN數(shù)量以保證土壤/種子的良好接觸，減少水分流失，避免種子和肥料或廢棄物接觸和土壤壓實(shí)，所有這些可能將阻礙作物根系生長(zhǎng)。中耕開(kāi)溝器對(duì)作物的幼苗出土和根系固定的影響尤其明顯，特別是在地殼形成的土壤里，但這要比使用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的效果好的多。 免耕技術(shù)的改善是直接在作物耕地里實(shí)施的，并且逐步在各個(gè)行業(yè)里實(shí)現(xiàn)，但仍有大量的改進(jìn)要進(jìn)行單獨(dú)的測(cè)試和仔細(xì)的評(píng)估。此外，很多這方面的資料指向開(kāi)溝器/土壤 的相互作用，而不分析作物生長(zhǎng)的影響。和土壤條件和技術(shù)參數(shù)對(duì)溝型及性質(zhì)的影響要我們廣泛的學(xué)習(xí)不同類型的開(kāi)溝器，如深度和播種速度。然而，只有少數(shù)研究針對(duì)作物參數(shù)，他們普遍對(duì)秋季谷物播種的研究，例如，喬德里和貝克(1988)發(fā)現(xiàn)各種不同類型的開(kāi)溝器導(dǎo)致大麥幼苗生長(zhǎng)情況不同，即當(dāng)大麥芽和根系重量因使用(T 形槽)或鋤頭(U 型槽)和以前的開(kāi)溝器不同而不同。 在這種思想框架內(nèi)，這個(gè)研究的創(chuàng)新性評(píng)價(jià)表現(xiàn)在寬箭型開(kāi)溝器由一個(gè)雙掛鉤機(jī)構(gòu)連接在機(jī)架上，它對(duì)播種區(qū)域的土壤特性，作物幼苗出土和根系的早期生長(zhǎng)起作用，這在意大利是很普遍的。 1. 材料和方法 1.1. 設(shè)備描述 圓盤(pán)開(kāi)溝器相比較，氣動(dòng)播種機(jī)上一種良好性能的新型寬箭型開(kāi)溝器已經(jīng)試制成功， 并被馬克思第 2 代免耕播種機(jī)所使用。如圖 1 所示。 圖 1 (a) 前鑿刀; (b) 旁鏟刀 (c) 端鏟刀; (d) 多行分種器; (e)平行連接支架. 雙翼型開(kāi)溝器有一個(gè)豎直的軸線，前面有鑿刀，后面有兩個(gè)寬 18 厘米的鏟， 前面的在工作方向有輕微的角度，端鏟垂直（90 度）向上，高 25 毫米。前鏟削去的土壤比后面的鏟刀深 25-30 毫米，種子通過(guò)一個(gè)氣動(dòng)管道從中央容器運(yùn)送給每一個(gè)播種機(jī)構(gòu)，（讓播種機(jī)承擔(dān)一定的種子），雖然各種行距能夠確定，在我們的試驗(yàn)田里-作為第一個(gè)樣本機(jī)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)溝器-玉米的行距為 0.45 米，這是實(shí)驗(yàn)常用的行距。 雙翼型開(kāi)溝器有一個(gè)剛性機(jī)架和一個(gè)可折疊的機(jī)構(gòu)，剛性機(jī)架支撐前支架是播種機(jī)與拖拉機(jī)連接，后面兩個(gè)低壓輪子作為運(yùn)輸，折疊機(jī)構(gòu)旨在盡可能的確保開(kāi)溝器沿土壤斷面行走。因?yàn)檫@個(gè)原因，它有 3 個(gè)部分組成，每部分 1.5 米寬，用彈性關(guān)節(jié)和剛性機(jī) 架相連接，每個(gè)關(guān)節(jié)有 5 個(gè)開(kāi)溝器，共 15 個(gè)排種器，它們用 3 個(gè)和平行連桿連動(dòng)以確保它的穩(wěn)定性，另外每個(gè)關(guān)節(jié)有前輪和后輪壓緊。后者是工作時(shí)的重要組成部分，在這種播種機(jī)上，每節(jié) 10 個(gè)輪子，有 3-8 個(gè)輪胎和 0.9 磅的壓力。 圖 2 使用雙翼型開(kāi)溝器的免耕播種機(jī) (上) 和使用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的免耕播種機(jī)（下） 使用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的播種機(jī)配備有 8 組免耕設(shè)備，使用氣動(dòng)輸種，播種間距 0.75 米，工作寬度 6 米，這里使用的雙圓盤(pán)開(kāi)溝器有一個(gè)槽，圓刃鏟刀，雙圓盤(pán)組成，并與兩個(gè)輥和后面的 V 型掄聯(lián)結(jié)， 開(kāi)溝器要求將不同播種機(jī)的差異降到最小，雖然這并不完全可行，特別是當(dāng)開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)很大不同時(shí)，盡管如此,以下這些參數(shù),結(jié)果只集中區(qū)的種子工作,主要是受、輪子等機(jī)械部件的限制而非其他機(jī)械零件。 2.2 實(shí)地實(shí)驗(yàn) 59 在意大利等 4 個(gè)初始條件不同領(lǐng)域的(表 1)私人農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行為期 2 年(2002-2003 55'n45°13°10'e,晚間 8 時(shí))的測(cè)試。開(kāi)溝器的作用影響了種子區(qū)些土壤物理性質(zhì)，表層 土壤的形態(tài)和作物幼苗的出土及根系的早期生長(zhǎng)。如表 1 所示。 表 1：在 2 年的試驗(yàn)四個(gè)領(lǐng)域的最初的情況和土壤特征在(NE 意大利). 年 2002 2003 試驗(yàn)田 A 試驗(yàn)田 B 試驗(yàn)田 C 試驗(yàn)田 D 以前作物 Glycine max Merr. Glycine max Merr. Sorghum vulgare L. Sorghum vulgare L. 覆蓋作物 Avena sativa L. Avena sativa L. Triticum aestivum L. Triticum aestivum L. Vicia sativa L. Vicia sativa L. Vicia sativa L. Vicia sativa L. Vicia faba minor L. Secale cereale L. FAO 土壤分類標(biāo)準(zhǔn) Eutric fluvisol Eutric fluvisol Eutric fluvisol Eutric fluvisol 結(jié)構(gòu)(0–10 cm depth) 沙土地 沙土地 黏土地 淤泥地 沙子(%)Clay 21 19 22 9 泥沙 (%) 21 20 53 55 土(%) 58 61 25 36 土壤有機(jī)碳 1.45 2.27 0.99 1.45 在 2002 年，黏質(zhì)試驗(yàn)田 A 和實(shí)驗(yàn)田 B 含有不同數(shù)量的有機(jī)碳，分別為：1.45%和2.27%；在 2003 年，兩塊不同土壤結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)田，一塊為沙質(zhì)土壤（試驗(yàn)田 C）和一塊沙質(zhì)覆蓋的黏質(zhì)土壤（試驗(yàn)田 D），它們的有機(jī)碳的值比 2002 年更接近。根據(jù) FAO 的分類標(biāo)準(zhǔn)，所有土地按真空量分類。 觀測(cè) 2002 年 4 月 26 日和 2003 年 4 月 15 日種植并使用除草劑的玉米，雙翼型開(kāi)溝 器和雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的種植密度分別為 8.2 每平方米和 7.7 每平方米。調(diào)整不同播種機(jī)調(diào)整機(jī)構(gòu)，可以將開(kāi)溝器的種子密度降到最小，在一般情況下，至少在這項(xiàng)研究中，開(kāi)溝器間的不同種植間距并不影響研究參數(shù)。 在本地的測(cè)試中，1961—1990 年間的年平均降雨量為 1200mm 比 4 月份和 8 月份下降了 680mm(57%),年平均氣溫為 12.9 攝氏度，8 月份最高氣溫為 24 攝氏度，11 月份最低氣溫為 1.5 攝氏度。在 2003 年的作物循環(huán)周期，（4 月—到 8 月）平均氣溫較 2002 年高，和過(guò)去三十年相比降雨量低，而在 2002 年，情況恰恰相反，事實(shí)上 2002 年的降雨量為 1410mm，在作物生長(zhǎng)期下降了（46%）650mm。2003 年的降雨量為 966mm，在作物生長(zhǎng)期下降了（37%）362mm。3 氣溫和降雨量一類的數(shù)據(jù)，由本地部門(mén)和環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)提供。 對(duì)土壤物理性能和根系密度的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)實(shí)在玉米播種后 25 天且沒(méi)有降雨的情況下進(jìn)行的，這些數(shù)據(jù)由播種機(jī)的測(cè)量孔測(cè)得，和播種機(jī)構(gòu)相比土壤參數(shù)受開(kāi)溝器和鎮(zhèn)壓輪的影響。 2.3 播種深度 在2002和2003年,分別出現(xiàn)向前四和二排放置的五個(gè)播種排,每排一個(gè)苗木。因此,總數(shù)為20和10個(gè)植物，這些能完全地從土壤中生長(zhǎng)出來(lái)嗎？允許無(wú)葉綠素的長(zhǎng)度量過(guò)。當(dāng)深度的系數(shù)變化,也就是，尺寸被認(rèn)為是種子沉淀的深度，那么播種深度是有計(jì)劃的,在標(biāo)準(zhǔn)的偏離和理論上的深度之間的比是3，但在地勢(shì)比較高的地方這個(gè)參數(shù)的數(shù)值時(shí)能降低的。 2.4 幼苗出土 幼苗出芽率的計(jì)算是看在播種后的一段不同的時(shí)間內(nèi)在一個(gè) 3 平方米的區(qū)域內(nèi) 5 行種子的發(fā)芽率（2002 年和 2003 年分別重復(fù) 5-8 次），2002 年的計(jì)算是在播種后的 8、 10、12、14、21、和 25 天內(nèi)進(jìn)行計(jì)算的，2003 年的計(jì)算是在播種后 6、8、14、19 和 25 天內(nèi)進(jìn)行的。幼苗出芽率的百分比用來(lái)確定種子的最終出芽率，The Gompertz 得出的時(shí)間和發(fā)芽率的方程式如下： Y=c e-e-b(x-m) 回歸系數(shù) C、B、M 和它們確定的曲線被列在表 2。圖中表明系數(shù)最大值 Y（三） 和時(shí)間 X 等于 30 米時(shí)的值（二）。 表 2. 回歸系數(shù)(±S.D.)描述的治療過(guò)程中出現(xiàn)各種情況 實(shí)驗(yàn)田 開(kāi)溝器 回歸系數(shù) R2 c b m A 雙翼型開(kāi)溝器 96.2824 ± 2.9 396 0.4236 ± 0.0 596 8.7565 ± 0. 2254 0 .998 A 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器 99.2545 ± 0.7 570 0.5999 ± 0.0 304 7.9177 ± 0. 0562 0 .999 B 雙翼型開(kāi)溝器 97.1697 ± 3.2 363 0.4957 ± 0.0 871 8.3468 ± 0. 2415 0 .997 B 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器 99.02 ± 0.676 7 0.8779 ± 0.0 648 7.5918 ± 0. 0539 0 .999 C 雙翼型開(kāi)溝器 98.8516 ± 0.5 534 1.2774 ± 0.6 005 7.4987 ± 0. 2363 0 .999 C 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器 97.8762 ± 1.7 358 1.4639 ± 2.0 625 7.3201 ± 0. 9582 0 .999 D 雙翼型開(kāi)溝器 98.5250 ± 0.8 890 1.3280 ± 0.8 893 7.4308 ± 0. 3820 0 .999 D 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器 98.7097 ± 0.5 268 2.3322 ± 16. 6515 7.0413 ± 6. 7630 0 .999 2.5 種床不平 開(kāi)溝器對(duì)土壤的破碎是通過(guò)對(duì)播種行的（2 年內(nèi)的重復(fù) 5 次）種床不平度測(cè)量得到的。土壤斷面的輪廓用黑色描繪在白色的 A4（21 厘米*29.7 厘米）紙上，長(zhǎng)的一邊固定在土壤里由同樣尺寸的鍍鋅金屬支撐， 根據(jù)桑德拉的解釋（1998 年），土壤的覆蓋指數(shù)是根據(jù)種溝平度標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)的。例如：從薄片底部到黑色最低點(diǎn)的外形在播種作物行間隔 20 厘米寬的斷面的標(biāo)準(zhǔn)偏差 的測(cè)量值在 0—5 厘米。 2.6 覆蓋指數(shù) 覆蓋指數(shù)(CI)，是由數(shù)碼照片檢測(cè)到的作物殘留物來(lái)確定的，該數(shù)碼照片由奧林巴斯 2000 攝象機(jī)在土壤表面（兩年重復(fù) 4 次）一點(diǎn)圍繞播種行固定區(qū)域(0.4 米×0.4 米) 內(nèi)拍到的，播種行距可以隨意設(shè)定。也可以在播種之前重復(fù)相同的次數(shù)。對(duì)作物殘留值 (RI)在的估計(jì)被用來(lái)區(qū)分播種前后的土壤覆蓋指數(shù)。 在把圖像傳送給電腦后, 是一個(gè)虛擬的 25 點(diǎn)珊格被下載到圖象上， 因此能手動(dòng)計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否有作物殘留，相交點(diǎn)作物殘留量用來(lái)確定土壤覆蓋指數(shù)，根據(jù) 1988 年的資料。 2.7 土壤水分和土壤容重 在深 6 厘米直徑 8 厘米中未被破碎的土核，在烤干至 105 度且恒重后來(lái)確定土壤水 分含量和土壤容重.在 2003 年是在播種 6 和 8 天內(nèi)來(lái)提取樣本來(lái)確定土壤水分和土壤容重。 2.8 土壤滲透阻力 在兩年內(nèi)，用一個(gè)平伸的管狀透度針來(lái)測(cè)試種溝的土壤滲透阻力，測(cè)試是在雙圓盤(pán)開(kāi)溝器和雙翼型開(kāi)溝器形成的種溝一側(cè)每 1—5 厘米深的斷面內(nèi)重復(fù)測(cè)量 3 次，斷面位 置在靠近種行 1 厘米處，在這兩年內(nèi)，三次測(cè)量得到的數(shù)據(jù)被作為以后播種的參考（圖 3）。 圖 3 雙翼型開(kāi)溝器種溝形狀 (上左) 和雙圓盤(pán)(上右) 開(kāi)溝器 和 草圖表示(下).垂直向下的箭頭說(shuō)明土壤滲透系數(shù)的測(cè)量方法 3.結(jié)果和討論 3.1 播種深度和幼苗移植 雙翼型開(kāi)溝器和雙圓盤(pán)開(kāi)溝器在不同條件的土壤中的播種深度幾乎相同，過(guò)去平均兩年的播種深度分別為 26.5mm 和 26.4mm，差別并不明顯，除了在干燥的試驗(yàn)田 C 中， 覆蓋土明顯比雙圓盤(pán)開(kāi)溝器要淺，（17.4mm 對(duì) 26.7mm）。開(kāi)溝器間的播種深度的標(biāo)準(zhǔn)偏差差別并不明顯，雙翼型開(kāi)溝器和雙圓盤(pán)開(kāi)溝器分別為 0.73mm 和 0.63mm，因此， 深度均值接近，盡管比中耕鏟開(kāi)溝器和鑿型開(kāi)溝器的期望值低些。在傳統(tǒng)文獻(xiàn)的報(bào)道中， 雖然情況如此。但在我們看來(lái)，雙翼型開(kāi)溝器完整的覆土系統(tǒng)的播種深度的深度值是可以精確提高的。 關(guān)于幼苗移植，雙翼型開(kāi)溝器比雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的推遲期明顯可見(jiàn)，尤其在 2002 年， 相差一天—試驗(yàn)田 A—0.84 天，試驗(yàn)田 B—0.25 天，為了觀測(cè) 50%的幼苗出土情況。（圖4） 圖 4 玉米發(fā)芽在四塊不同土壤的時(shí)間進(jìn)程 當(dāng)移植延期明顯時(shí)，也許部分原因就是由于過(guò)低的土壤容重和滲透阻力的下降，通過(guò)觀察上面的用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器播的種子，都使土壤直接接觸種子。這是對(duì)以前作物研究 結(jié)果的進(jìn)一步支持，隨沒(méi)有推遲幼苗移植期但卻降低了作物產(chǎn)量和在干旱土壤中播種機(jī)的壓力輪得不到利用。 3.2 土壤形態(tài)學(xué)的影響 表層的土壤破碎因開(kāi)溝器的不同和不同土壤的物理性能不同而有著明顯的差別（表 3）。四塊試驗(yàn)田的中，使用雙翼型開(kāi)溝器的試驗(yàn)田的粗糙程度要比使用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的更高些，分別為 0.91 和 0.41，被作為高于種溝平度偏差的證據(jù)。這種結(jié)果在所有的試驗(yàn)田里明顯可見(jiàn)，它是由于兩種開(kāi)溝器的不同作業(yè)系統(tǒng)導(dǎo)致的。雙翼型開(kāi)溝器的前鑿刀和端犁刀更大、更長(zhǎng)，破碎和混合土壤的效果要比雙圓盤(pán)開(kāi)溝器好。 表 3 不同開(kāi)溝器對(duì)不同領(lǐng)域土壤的破碎效果的影響 試驗(yàn)田 雙翼型開(kāi)溝器 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器 CI (%) RI (%) FR SD CI (%) RI (%) FR SD 播種前 播種后 播種前 播種后 A 69 a 37 b 32 a 1. 04 a 75 a 68 a 7 a 0. 43 a B 79 a 54 b 25 b 0. 81 b 83 a 78 a 5 a 0. 48 a C 67 a 44 b 23 b 0. 70 b 81 a 77 a 4 a 0. 29 b D 67 a 41 b 26 b 1. 07 a 88 a 79 a 9 a 0. 43 a Me an 71 a 44 b 27 A 0. 91 A 82 a 76 a 6 B 0. 41 B 雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的土壤斷面呈典型的 V 型，這種結(jié)果導(dǎo)致的土壤不平在各個(gè)試驗(yàn)田中是很相似的，除試驗(yàn)田 C，試驗(yàn)田 C 有較低的種溝不平標(biāo)準(zhǔn)偏差，由于圓盤(pán)盤(pán)的有限的沖擊使的土壤水分很低（表 3）。雖然使用雙翼型開(kāi)溝器的表面并非完全對(duì)稱，表面的高低觀察較為明顯（圖 5）。 圖 5 種溝的寬度和高度 然而,我們測(cè)量了在土壤坎坷上有些變化用不同的情況,低種溝不平標(biāo)準(zhǔn)偏差降低了土壤水分（試驗(yàn)田 C）（兩種開(kāi)溝器）和有機(jī)碳的高含量（試驗(yàn)田 B）（僅雙翼型開(kāi)溝器）（表 3），主要原因是由于表土聚集體面積的大小。 兩個(gè)開(kāi)溝器的不同作業(yè)體制對(duì)土壤覆蓋指數(shù)還有些影響（表 3），雙圓盤(pán)開(kāi)溝器并沒(méi)有改變土壤表面所有作物殘留物的數(shù)量，因此作物殘留物仍然包含在土壤里面，播種前后的土壤覆蓋指數(shù)分別是 85%和 76%。前排鑿刀導(dǎo)致作物殘留物仍然殘留在土壤中 （RI=27%），土壤覆蓋指數(shù)從 71%下降到 41%，有一種要超出種溝不平度標(biāo)準(zhǔn)偏差的趨勢(shì)。 3.3 土壤的物理特性和對(duì)根系生長(zhǎng)的影響 不同的開(kāi)溝器對(duì)不同土壤的破碎程度不同，并且希望上層 5 厘米處為濕度不同的土 壤。盡管如此，兩種開(kāi)溝器在播種前后幾小時(shí)內(nèi)的測(cè)量值幾乎相同。在 2003 年，在播種后 8 天內(nèi)且降雨稀少的情況下，對(duì)試驗(yàn)田 C 和試驗(yàn)田 D 的土壤濕度的檢測(cè)并不明顯， 盡管不能排除 0—5 厘米的土壤斷面的差別，這表明作物殘留物可用來(lái)保護(hù)土壤的水分流失，即使雙翼型開(kāi)溝器和雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的土壤覆蓋指數(shù)比較低。 開(kāi)溝器的類型以不同的方式影響土壤容重，雙翼型開(kāi)溝器幾乎使所有類型的土壤容重下降，試驗(yàn)田 A 下降 17%，試驗(yàn)田 B 下降 20%，試驗(yàn)田 D 下降 14%。（圖 6）在試驗(yàn)田 C 中，容重并不確定，F(xiàn)RSD 可能和土壤水分和土質(zhì)含量低有關(guān)，而雙圓盤(pán)開(kāi)溝器對(duì)這種土壤特性的影響較小，是土壤破碎小 圖 6 一般而言，兩種開(kāi)溝器都降低了種區(qū)的滲透阻力，但在土壤的類型上有一定的差別。在 2002 年，兩種試驗(yàn)田中有機(jī)碳的含量不同——即使它們有相同的黏質(zhì)土質(zhì)結(jié)構(gòu)，在播種前不僅受土壤指數(shù)的影響而且受開(kāi)溝器的影響。兩種開(kāi)溝器導(dǎo)致有機(jī)碳的含量明顯不同（試驗(yàn)田 A 和試驗(yàn)田 B），例如，播種前滲透阻力和深度有關(guān)（232Kpa，平均 0 —5 厘米），但播種后變化相當(dāng)明顯，兩種開(kāi)溝器有明顯的不同，尤其在 0—3 厘米處（圖 7） 圖 7 兩種開(kāi)溝器在 4 塊土壤上層 5 厘米處的土壤滲透阻力 在平均 0—5 厘米處。使用雙翼型開(kāi)溝器滲透阻力下降 64%；而使用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器僅下降 23%，并且使容重更低。在試驗(yàn)田 B 中，播種前滲透阻力比試驗(yàn)田 A 降低了 2.6 倍，開(kāi)溝器的影響更低了，尤其是雙圓盤(pán)開(kāi)溝器。在 2003 年，在試驗(yàn)田 C 和試驗(yàn)田 D， 和 2002 年相比，使用雙翼型開(kāi)溝器明顯降低了滲透阻力（圖 7） 鑒于使用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器使土壤斷面的特性曲線和播種前比較僅有一點(diǎn)變化。當(dāng)滲透阻力的標(biāo)準(zhǔn)值較播種前有很明顯的變化時(shí)，使用雙翼型開(kāi)溝器得到的特性曲線和所有試驗(yàn)田 3 厘米初的滲透阻力相比下降明顯，而在 2 厘米處增加相當(dāng)明顯，它們的標(biāo)準(zhǔn)值變成>1。（圖 8） 圖 8 使用兩種開(kāi)溝器的四塊試驗(yàn)田在播種前的土壤滲透阻力這些情況表明：不同程度的平整性對(duì)播種深度的影響由端鏟控制。根據(jù)土壤類型和水分濕度，雙圓盤(pán)開(kāi)溝器對(duì)滲透阻力的影響較標(biāo) 準(zhǔn)值更不明顯，有一種隨深度增加其值降低的趨勢(shì)。 圖 9 使用兩種開(kāi)溝器的四塊試驗(yàn)田的根系土壤容重 盡管雙翼型開(kāi)溝器使土壤滲透阻力在前 3 厘米內(nèi)下降，在幾乎所有的試驗(yàn)田根系生長(zhǎng)的長(zhǎng)度和深度沒(méi)有明顯增長(zhǎng)的信息被透露，這兩種根系特征明顯和兩種確定的高度系數(shù)有關(guān)（2002 年：R^2=0.87，在 2003 年：R^2=0.71）。出乎意料，在使用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器的試驗(yàn)田 A 低于根系容積系數(shù)的值在頂層 5 厘米處被發(fā)現(xiàn)。（圖 9）也許因?yàn)槠秸鹊挠绊?，它使一些根斜向生長(zhǎng)，至少在初始階段有一部分鉆出了土壤容積。開(kāi)溝器在 5 厘米以下的深度對(duì)根系生長(zhǎng)的影響并不明顯，即使在其它兩種土壤內(nèi)，也要比正常深度減少，試驗(yàn)田 A 的高根系容積密是由于極低的滲透阻力和大量有機(jī)碳含量導(dǎo)致的。 對(duì)于根系的直徑，兩種開(kāi)溝器對(duì)在不同測(cè)試地和不同深度影響并不明顯，盡管這種根系的特征受土壤物理特性的影響。例如：滲透阻力隨開(kāi)溝器的不同而不同。盡管如此， 在這項(xiàng)研究中也要求滲透阻力的值不能太高，不能超過(guò) 400Kpa(實(shí)驗(yàn)田 C，深度：5 厘米)。 4．結(jié)論 在意大利，對(duì)低環(huán)境影響和低成本的土壤耕作制的關(guān)注，使他們注重新型機(jī)器的設(shè)計(jì)，在這一項(xiàng)研究中，一種新型雙翼型開(kāi)溝器對(duì)土壤特性的影響和雙圓盤(pán)開(kāi)溝器對(duì)土壤特性的影響相比有明顯不同。雙翼型開(kāi)溝器由一個(gè)平行連桿體系連接，在統(tǒng)一播種深度和清除作物殘留物的土壤耕作中達(dá)到了較高的程度，它還影響滲透阻力和容重，雖然這些參數(shù)有所降低，但是仍然超過(guò)了雙圓盤(pán)開(kāi)溝器。它的平整性明顯影響了播種深度，稍微降低了根系的生長(zhǎng)及其生長(zhǎng)方向，但對(duì)直徑并無(wú)影響，在玉米生長(zhǎng) 3 個(gè)月的時(shí)候，在 頂層 5 厘米的黏土地中有少許的有機(jī)碳。各種溝的特性表現(xiàn)在兩種開(kāi)溝器在不同土壤中的穩(wěn)定性，在某些情況下，由于某些特性的初始條件（例如水分減少、土壤容重等）的變化是明顯的，尤其是雙圓盤(pán)開(kāi)溝器。 這些發(fā)現(xiàn)是一個(gè)少有的綜合運(yùn)用力學(xué)，物理學(xué)和土壤根系生態(tài)學(xué)的例子，它表示為了更好的了解農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)作，應(yīng)當(dāng)考慮幾個(gè)緊密結(jié)合的研究課題。 鳴謝 我們感謝克勞德在工業(yè)制圖方面的幫助和加布里埃爾對(duì)英文所做的修改。 60