外文翻譯--免耕播種機的新型雙翼型開溝器對玉米種區(qū)土壤物理特性和根系固定的影響和雙圓盤開溝器相比較

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免耕播種機的新型雙翼型開溝器對玉米種區(qū)土壤物理特性和根系固定的影響：和雙圓盤開溝器相比較 摘要 使用這種新型雙翼型開溝器的免耕播種機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。 播種機的技術(shù)改進是在作物耕作過程中進行的，并且近年來改進的步伐逐漸加大，但是一些新技術(shù)的革新仍需進行單獨的試驗。在意大利的實驗田里，通過2002—— 2003 年對四塊不同土壤的試驗田的評估得出：和被廣泛使用的雙圓盤開溝器相比較，新型雙翼型開溝器影響了玉米種區(qū)土壤物理特性和根系的固定。 對 于雙圓盤開溝器和雙翼型開溝器，它們導致更了高的土壤殘留物，使土壤覆蓋指數(shù)在不過量情況下明顯下降，各自下降 雙翼型開溝器使種區(qū)上層 5厘米處的土壤容重和土壤滲透阻力變得更低，然而在玉米生長到 3個葉的時候并沒有發(fā)現(xiàn)更大的根系密度，這可能是由于雙翼型開溝器旁鏟播種深度的不平導致的。在某些情況下，幼苗出土延期可能也與雙翼型開溝器有關(guān)，它使種子和土壤的接觸深度增加。 關(guān)鍵詞：玉米；免耕；開溝器類型；根系生長；種區(qū)物理特性； 縮寫： 蓋指數(shù) 種幾天后 圓盤開溝器 溝平度標準偏差 透阻力 系容積密度 壤有機碳 翼型開溝器 在過去幾年內(nèi) ,由于傳統(tǒng)的耕作經(jīng)濟和環(huán)境的影響，譬如侵蝕 ,擊實和倒置土壤層數(shù) ,導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，至少暫時能為種子發(fā)芽、根系生長創(chuàng)造適當?shù)臈l件。 雜草的簡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)被意大利作為文獻資料的證據(jù)。 免耕播種機的性能取決于與實地情況有關(guān)的幾個因素，包括類型和土壤表面相當數(shù) 量的殘留物、開溝器的設(shè)計 (002)、被播種作物等。使用這些播種機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 )等受土壤 /開溝器接觸的影響。 特別是 ,為了保持固定的播種深度 ,在過去幾十年期間，人們提出拉應力各種各樣的類型拉桿來聯(lián)結(jié)在開溝器和播種機具的建議。 例如 ,結(jié)合春天的播種體制， 最古老而簡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。 以平行拉桿來聯(lián)結(jié)開溝器和播種機具是使上述要求得到巨大改善 , 因為它允許開溝器準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上開溝器的類型和兩種類型的中耕鏟和圓盤鏟的不同，中耕鏟開溝器對土壤的破碎效果和減震器在土壤表面的效果大致相同 若播種后雨水較少 ,土壤干燥將會加速。在相似的情況 ,圓盤開溝器造成的在種子層之上的水分流失比中耕開溝器更為嚴重，雖然在濕粘土溝這種弊端很明顯 . 人們普遍 認識到 ,對作物殘留 (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 )樣可能堵塞播種機，但是圓盤開溝器也許會導致 "由此破壞不好的土壤 /可能和有毒的種子產(chǎn)生種苗效應 (000)它們的存在對土壤表面的些負面效應有限制作用象侵蝕和水土流失等 . 關(guān)于土壤和氣侯條件 ,開溝器應達到這樣幾個目標 ,象播種均勻、隔和深度 - 適當?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，所有這些可能將阻礙作物根系生長。中耕開溝器對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開溝器的效果好的多。 免耕技術(shù)的改善是直接在作物耕地里實施的，并且逐步在各個行業(yè)里實現(xiàn)，但仍有大量的改進要進行單獨的測試和仔細的評估。此外，很多這方面的資料指向開溝器 /土壤的相互作用，而不分析作物生長的影響。和土壤條件和技術(shù)參數(shù)對溝型及性質(zhì)的影響要我們廣泛的學習不同類型的開溝器，如深度和播種速度。然而，只有少數(shù)研究針對作物參數(shù)，他們普遍對秋季谷 物播種的研究，例如，喬德里和貝克 (1988)發(fā)現(xiàn)各種不同類型的開溝器導致大麥幼苗生長情況不同，即當大麥芽和根系重量因使用 (或鋤頭 (U 型槽 )和以前的開溝器不同而不同。 在這種思想框架內(nèi)，這個研究的創(chuàng)新性評價表現(xiàn)在寬箭型開溝器由一個雙掛鉤機構(gòu)連接在機架上，它對播種區(qū)域的土壤特性，作物幼苗出土和根系的早期生長起作用，這在意大利是很普遍的。 2. 材料和方法 設(shè)備描述 圓盤開溝器相比較，氣動播種機上一種良好性能的新型寬箭型開溝器已經(jīng)試制成功，并被馬克思第 2代免耕播種機所使用。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 . 雙翼型開溝器有一個豎直的軸線，前面有鑿刀，后面有兩個寬 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子通過一個氣動管道從中央容器運送給每一個播種機構(gòu)，（讓播種機承擔一定的種子），雖然各種行距能夠確定，在我們的試驗田里 玉米的行距為 ，這是實驗常用的行距。 雙 翼型開溝器有一個剛性機架和一個可折疊的機構(gòu)，剛性機架支撐前支架是播種機與拖拉機連接，后面兩個低壓輪子作為運輸，折疊機構(gòu)旨在盡可能的確保開溝器沿土壤斷面行走。因為這個原因，它有 3個部分組成，每部分 彈性關(guān)節(jié)和剛性機架相連接，每個關(guān)節(jié)有 5 個開溝器，共 15 個排種器，它們用3個和平行連桿連動以確保它的穩(wěn)定性，另外每個關(guān)節(jié)有前輪和后輪壓緊。后者是工作時的重要組成部分，在這種播種機上，每節(jié) 10 個輪子，有 3 圖 2 使用雙翼型開溝 器的免耕播種機 (上 ) 和 使用雙圓盤開溝器的免耕播種機（下） 使用雙圓盤開溝器的播種機配備有 8組免耕設(shè)備，使用氣動輸種，，工作寬度 6 米，這里使用的雙圓盤開溝器有一個槽，圓刃鏟刀，雙圓盤組成，并與兩個輥和后面的 開溝器要求將不同播種機的差異降到最小，雖然這并不完全可行，特別是當開溝器的設(shè)計很大不同時，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、輪子等機械部件的限制而非其他機械零件。 地實驗 在意大利等 4 個初始條件不同領(lǐng)域的 (表 1)私人農(nóng)場進行為期 2 年(2002 55'13° 10'e,晚間 8 時 )的測試。開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。如表1所示。 表 1：在 2 年的試驗四個領(lǐng)域的最初的情況和土壤特征在 (大利 ). 年 2002 2003 試驗田 A 試驗田 B 試驗田 C 試驗田 D 以前作物 . . 覆蓋作物 . . . . . . . . . . 壤分類標準 構(gòu) (0– 10 cm 沙土地 沙土地 黏土地 淤泥地 沙子 (%)1 19 22 9 泥沙 (%) 21 20 53 55 土 (%) 58 61 25 36 土壤有機碳 2002年，黏質(zhì)試驗田 含有不同數(shù)量的有機碳，分別為： 在 2003 年，兩塊不同土壤結(jié)構(gòu)的試驗田，一塊為沙質(zhì)土壤（試驗田 C）和一塊沙質(zhì)覆蓋的黏質(zhì)土壤（試驗田 D），它們的有機碳的值比 2002 年更接近。根據(jù) 有土地按真空量分類。 觀測 2002年 4 月 26日和 2003年 4月 15日種植并使用除草劑的玉米，雙翼型開溝器和雙圓盤開溝器的種植密度分別為 整不同播種機調(diào)整機構(gòu)，可以將開溝器的種子密度降到最小，在一般情況下，至少在這項研究中，開溝器間的不同種植間距并不影響研究參數(shù)。 在本地的測試中， 1961— 1990 年間的年平均降雨量為 1200 4 月份和 8月份下降了 6807%),年平均氣溫為 氏度， 8 月份最高氣溫為 24 攝氏度， 11 月份最低氣溫為 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，和過去三十年相比降雨量低，而在 2002 年，情況恰恰相反，事實上 2002 年的降雨量為 1410作物生長期下降了（ 46%） 650003年的降雨量為 966作物生長期下降了（ 37%） 3623氣溫和降雨量一類的數(shù)據(jù)，由本地部門和環(huán)境保護協(xié)會提供。 對土壤物理性能和根系密度的觀測實驗實在玉米播種后 25 天且沒有降雨的情況下進行的，這些數(shù)據(jù)由播種機的測量孔測得，和播種機構(gòu)相比土壤參數(shù)受開溝器和鎮(zhèn)壓輪的影響。 種深度 在 2002和 2003年 ,分別出現(xiàn)向前四和二 排放置的五個播種排 ,每排一個苗木。因此 ,總數(shù)為 20和 10個植物，這些能完全地從土壤中生長出來嗎？允許無葉綠素的長度量過。當深度的系數(shù)變化 ,也就是，尺寸被認為是種子沉淀的深度，那么播種深度是有計劃的 ,在標準的偏離和理論上的深度之間的比是 3，但在地勢比較高的地方這個參數(shù)的數(shù)值時能降低的。 苗出土 幼苗出芽率的計算是看在播種后的一段不同的時間內(nèi)在一個 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 5）， 2002 年的計算是在播種后的 8、 10、 12、 14、 21、和 25 天內(nèi)進行計算的， 2003 年的計算是在播種后 6、 8、 14、 19 和 25天內(nèi)進行的。幼苗出芽率的百分比用來確定種子的最終出芽率， 出的時間和發(fā)芽率的方程式如下： Y=c 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）和時間 0米時的值（二）。 表 2. 回歸系數(shù) (± 描述的治療過程中出現(xiàn)各種情況 實驗田 開溝器 回歸系數(shù) R2 c b m A 雙翼 型開溝器 雙圓盤開溝器 雙翼型開溝器 雙圓盤開溝器 雙翼型開溝器 雙圓盤開溝器 雙翼型開溝器 雙圓盤開溝器 床不平 開溝器對土壤的破碎是通過對播種行的（ 2年內(nèi)的重復 5次）種床不平度測量得到的。土壤斷面的輪廓用黑色描繪在白色的 21厘米 *米）紙上，長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)種溝平度標準偏差估計的。例如：從薄片底部到黑色最低點的外形在播種作物行間隔 20 厘米寬的斷面的標準偏差的測量值在 0— 5厘米。 蓋指數(shù) 覆蓋指數(shù) (是由數(shù)碼照片檢測到的作物殘留物來確定的，該數(shù)碼照片由奧林巴斯 2000攝象機在土壤表面（ 兩年重復 4次）一點圍繞播種行固定區(qū)域 ( )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相同的次數(shù)。對作物殘留值 (的估計被用來區(qū)分播種前后的土壤覆蓋指數(shù)。 在把圖像傳送給電腦后 , 是一個虛擬的 25點珊格被下載到圖象上， 因此能手動計算每一個節(jié)點是否有作物殘留，相交點作物殘留量用來確定土壤覆蓋指數(shù)，根據(jù) 1988年的資料。 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度且恒重后來確定土壤水分含量和土壤容重 003年是在播種 6和 8天內(nèi)來提取樣本 來確定土壤水分和土壤容重。 壤滲透阻力 在兩年內(nèi)，用一個平伸的管狀透度針來測試種溝的土壤滲透阻力，測試是在雙圓盤開溝器和雙翼型開溝器形成的種溝一側(cè)每 1— 5 厘米深的斷面內(nèi)重復測量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 雙翼型開溝器種溝形狀 (上左 ) 和雙圓盤 (上右 ) 開溝器 和 草圖表示 (下 ) 3：結(jié)果和討論 種深度和幼苗移植 雙翼型開溝器和雙圓盤開溝 器在不同條件的土壤中的播種深度幾乎相同，過去平均兩年的播種深度分別為 別并不明顯，除了在干燥的試驗田 C 中，覆蓋土明顯比雙圓盤開溝器要淺，（ 開溝器間的播種深度的標準偏差差別并不明顯， 此，深度均值接近，盡管比中耕鏟開溝器和鑿型開溝器的期望值低些。在傳統(tǒng)文獻的報道中，雖然情況如此。但在我們看來，雙翼型開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，雙翼型開溝器比雙圓盤開溝 器的推遲期明顯可見，尤其在2002年，相差一天 — 試驗田 A— 驗田 B— 了觀測 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間進程 當移植延期明顯時，也許部分原因就是由于過低的土壤容重和滲透阻力的下降，通過觀察上面的用雙圓盤開溝器播的種子，都使土壤直接接觸種子。這是對以前作物研究結(jié)果的進一步支持，隨沒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的壓力輪得不到利用。 壤形態(tài)學的影響 表層的土壤破碎因 開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）。四塊試驗田的中，使用 雙翼型開溝器的試驗田的粗糙程度要比使用雙圓盤開溝器的更高些，分別為 作為高于種溝平度偏差的證據(jù)。這種結(jié)果在所有的試驗田里明顯可見，它是由于兩種開溝器的不同作業(yè)系統(tǒng)導致的。雙翼型開溝器的前鑿刀和端犁刀更大、更長，破碎和混合土壤的效果要比雙圓盤開溝器好。 表 3不同開溝器對不同領(lǐng)域土壤的破碎效果的影響 試驗田 雙翼型開溝器 雙圓盤開溝器 %) %) I (%) %) 種前 播種后 播種前 播種后 A 69 a 37 b 32 a a 75 a 68 a 7 a a B 79 a 54 b 25 b b 83 a 78 a 5 a a C 67 a 44 b 23 b b 81 a 77 a 4 a b D 67 a 41 b 26 b a 88 a 79 a 9 a a 1 a 44 b 27 A 82 a 76 a 6 B 雙圓盤開溝器的土壤斷面呈典型的 種結(jié)果導致的土壤不平在各個試驗田中是很相似的，除試驗田 C，試驗田 C 有較低的種溝不平標準偏差， 由于圓盤盤的有限的沖擊使的土壤水分很低（表 3）。雖然使用 雙翼型開溝器的表面并非完全對稱，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 ,我們測量了在土壤坎坷上有些變化用不同的情況 ,低種溝不平標準偏差降低了土壤水分（試驗田 C）（兩種開溝器）和有機碳的高含量（試驗田 B）（僅 雙翼型開溝器 ）（表 3），主要原因是由于 表土聚集體面積的大小。 兩 個開溝器的不同作業(yè)體制對土壤覆蓋指數(shù)還有些影響（表 3），雙圓盤開溝器并沒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%。 前排鑿刀導致作物殘留物仍然殘留在土壤中（ 7%），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準偏差的趨勢。 壤的物理特性和對根系生長的影響 不同的開溝器對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，兩種開溝器在播種前后幾小時內(nèi)的測量值幾乎相同。在2003 年，在播種后 8 天內(nèi)且降雨稀少的情況下，對試驗田 C 和試驗田 D 的土壤濕度的檢測并不明顯，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保護土壤的水分流失，即使雙翼型開溝器和雙圓盤開溝器的土壤覆蓋指數(shù)比較低。 開溝器的類型以不同的方式影響土壤容重，雙翼型開溝器幾乎使所有類型的土壤容重下降，試驗田 7%，試驗田 B 下降 20%，試驗田 4%。（圖6）在試驗田 重并不確定， 雙圓盤開溝器對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，兩種試驗田中有機碳的含量不同 —— 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)的影響而且受開溝器的影響。兩種開溝器導致有機碳的含量明顯不同（試驗田 A 和試驗田 B），例如，播種前滲透阻力和深度有關(guān)（ 232均 0— 5厘米），但播種后變化相當明顯，兩種開溝器有明顯的不同，尤其在 0— 3厘米處（圖 7） 圖 7 兩種開溝器在 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。使用雙翼型開溝器滲透阻力下降 64%；而使用雙圓盤開溝器僅下降 23%，并且使容重更低。在試驗田 種前滲透阻力比試驗田 A 降低了 ，開溝器的影響更低了，尤其是雙圓盤開溝器。在 2003 年，在試驗田 C 和試驗田 D，和 2002 年相比，使用雙翼型開溝器明顯降低了滲透阻力（圖） 鑒于使用雙圓盤開溝器使土壤斷面的特性曲線和播種前比較僅有一點變化。當滲透阻力的標準值較播種前有很明顯的變化時，使用雙翼型開溝器得到的特性曲線和所有試驗田 3厘米初的滲透阻力相比下降明顯，而在 2厘米處增加相當明顯，它們的標準值變成 >1。（圖 8） 圖 8 使用兩種開溝器的四塊試驗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，雙圓盤開溝器對滲透阻力的影響較標準值更不明顯，有一種隨深度增加其值降低的趨勢。 圖 9 使用兩種開溝器的四塊試驗田的根系土壤容重 盡管雙翼型開溝器使土壤滲透阻力在前 3厘米內(nèi)下降，在幾乎所有的試驗田根系生長的長度和深度沒有明顯增長的信息被透露，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=在 2003年： R^2=出乎意料，在使用雙圓盤開溝器的試驗田 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）也許因為平整度的影響，它使一些根斜向生長，至少在初始階段有一部分鉆出了土壤容積。開溝器在 5厘米以下的深度對根系生長的影響并不明顯，即使在其它兩種土壤內(nèi)，也要比正常深度減少，試驗田 對于根系的直徑，兩種開溝器對在不同測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：滲透阻力隨開溝器的不同而不同。盡管如此， 在這項研究中也要求滲透阻力的值不能太高，不能超過 400驗田 C，深度： 5厘米 )。 4．結(jié)論 在意大利，對低環(huán)境影響和低成本的土壤耕作制的關(guān)注，使他們注重新型機器的設(shè)計，在這一項研究中，一種新型雙翼型開溝器對土壤特性的影響和雙圓盤開溝器對土壤特性的影響相比有明顯不同。雙翼型開溝器由一個平行連桿體系連接，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，但是仍然超過了雙圓盤開溝器。它的平整性明顯影響了播種深度，稍微降低了根系的生長及其生長方向，但 對直徑并無影響，在玉米生長 3個月的時候，在頂層 5厘米的黏土地中有少許的有機碳。各種溝的特性表現(xiàn)在兩種開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，尤其是雙圓盤開溝器。 這些發(fā)現(xiàn)是一個少有的綜合運用力學，物理學和土壤根系生態(tài)學的例子，它表示為了更好的了解農(nóng)業(yè)機械的運作，應當考慮幾個緊密結(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英文所做的修改。 of a on in L.): A to of in to of of in to be In a of a of in of on in on of in a 22002–2003), in to in to of ?27 6%, in of no in at to by at A in in be to in 1. n of as to of in of at at in to of of to as by in of on to of at to be of so be in In of an in as by In in to of a is to of in to of of in on of to to an in a of a in an be if a as is In in in a is It is of is of in of in of a on in at is in on As of of a of to of of or of of to in of in of be In of on to on of on by in to as or a of 1988) of to of of or of In of an to by a on in of in a 2E of a is 2. of he of a of a by ( SO a a 8of 90°) in 25 mm (1). 5–30 mm to is a to a of of be in as of in m a in 1. (a) (b) (c) of (d) (e) of of SO is by a to to at be by as as it .5 m to a 5 on a In is by a a 2). is an in it is 0 .9 2. a DO is an m in a 6 m DO is of a a 2). of to be to a is as in on of by of by a 2002–2003) at a 45°55′N, 13°10′E, 8 m in Tab