我國草原面積遼闊，總面積約為3.92億公頃，占國土總面積的40%以上。但由于風(fēng)蝕、干旱、高寒等氣候條件的影響及老鼠、蝗蟲等的啃噬，再加上對草場的保護(hù)力度不夠，長期無養(yǎng)息放牧，牲畜過度踩踏、啃食等原因，導(dǎo)致我國草原大面積退化，出現(xiàn)沙化和鹽堿化情況。通過國內(nèi)外大量實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論，對牧草切根可以增強(qiáng)土壤中的有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量，提高蓄水能力，增加牧草高度，提高牧草產(chǎn)量。本期我們?yōu)樽x者介紹這方面的農(nóng)機(jī)化實(shí)用技術(shù)。

　　破土切根技術(shù)是指在不破壞天然草地植被的情況下，對草原表皮進(jìn)行破土切縫的一種草地培育措施。此技術(shù)大大改良了退化草場，解決了草畜矛盾，為我國畜牧業(yè)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。我國對于這一技術(shù)的研究發(fā)展較晚，起步于20世紀(jì)80年代。通過對國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，黑龍江省有關(guān)部門和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)分別研制成功了草地點(diǎn)線式破土切根機(jī)、盤齒式破土切根機(jī)和條式牧草切根機(jī)等機(jī)械設(shè)備。

　　1.總體結(jié)構(gòu)和工作原理

　　牧草切根機(jī)主要由懸掛架、機(jī)架、傳動鏈、凸輪機(jī)構(gòu)、切刀驅(qū)動機(jī)構(gòu)、限深輪等組成。懸掛架采用典型的三點(diǎn)懸掛機(jī)構(gòu)，懸掛在大于40kW的輪式拖拉機(jī)上。當(dāng)拖拉機(jī)在草地上工作時，由拖拉機(jī)后動力輸出軸經(jīng)萬向節(jié)傳動軸將動力傳送到切根機(jī)齒輪變速箱。切根刀安裝于工作機(jī)構(gòu)上，安裝方向與機(jī)具的前進(jìn)方向平行，在動力輸出軸驅(qū)動下，經(jīng)過齒輪變速箱傳動后將動力傳給工作機(jī)構(gòu)，進(jìn)而驅(qū)動切根刀以加速狀態(tài)沖擊入土；經(jīng)過動力源的帶動滑切前進(jìn)，由高速旋轉(zhuǎn)的刀軸帶動破土切根刀正轉(zhuǎn)強(qiáng)制刀齒持續(xù)入土切根；刀齒撕裂板結(jié)層土壤，從根部到頂部依次入土，將接觸的土壤向兩側(cè)和底層壓縮，防止翻垡或揚(yáng)沙；刀齒刃口使草根被切斷或沿刃口滑脫，避免出現(xiàn)拉拽草根與破壞植被的現(xiàn)象發(fā)生。在惡劣工作環(huán)境下，刀齒通過安全裝置來保證工作刀軸和傳動系統(tǒng)不受到損害，直到完成破土切根作業(yè)。一次切根完成后，再通過凸輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)帶動切刀快速出土，從而實(shí)現(xiàn)切根作業(yè)。當(dāng)需改變切根速度時，可以通過改變鏈輪的大小來實(shí)現(xiàn)，而切根深度則可以通過限深輪調(diào)節(jié)。

　　2.主要工作部件設(shè)計

　　在牧草切根中，破土切根刀具是牧草機(jī)械切根的關(guān)鍵工作部件，其選擇是影響切根質(zhì)量的重要因素。破土切根刀具的直切刀由刀頭和工作刀面組成，而盤齒切刀則由刀齒（刀刃、刀身與刀柄）和基座組成。選擇不當(dāng)不僅切根時阻力增大，而且還影響作業(yè)速度和切根質(zhì)量。本文選用凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動直切刀，入土能力強(qiáng)，不撕扯草根，不翻動土壤，且不易粘土。直切刀工作面主要以圓弧面為主，機(jī)器工作時凸輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，帶動滑塊在凸輪上沿凸輪邊界滑動，從而強(qiáng)制切根刀垂直進(jìn)入土壤切根。一次切根完成后，再通過凸輪的轉(zhuǎn)動帶動切根刀快速垂直出土，大大減少了切割阻力與土壤表層的切縫寬度。

　　在機(jī)體作業(yè)時，切刀與土壤的夾角越小，刀刃越鋒利，切割土壤時的切割阻力越小，但同時刀刃的強(qiáng)度越低，越容易產(chǎn)生彎曲和折斷。

　　在切根寬度和切根深度的設(shè)計方面，為方便調(diào)節(jié)兩切根刀之間的間距，采取不拆卸刀軸而通過移動套筒的方式調(diào)節(jié)破土間距。在支撐軸上作等間距的螺紋孔，套筒與刀架固定，套筒在支撐軸上可左右移動。當(dāng)需調(diào)節(jié)切根寬度時，通過移動套筒來調(diào)節(jié)相鄰切根刀之間的間距，從而實(shí)現(xiàn)切根寬度的調(diào)節(jié)，當(dāng)寬度調(diào)節(jié)完成后用螺栓固定此位置。

　　切根機(jī)工作時，要求切根深度可以自由調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)深度時往里按旋轉(zhuǎn)按鈕，通過旋轉(zhuǎn)按鈕的旋轉(zhuǎn)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動限深輪上下移動，從而起到調(diào)節(jié)深度的作用。當(dāng)深度調(diào)節(jié)到適用位置時，往外拔出旋轉(zhuǎn)按鈕，使里面的齒輪與帶動地輪上下移動的齒輪嚙合，起到固定此位置的作用。

　　作業(yè)完成后，草地上會出現(xiàn)一條條縱向或網(wǎng)狀的切縫，相當(dāng)于將整體板結(jié)的土層劃分成一個個小的板結(jié)單元體，實(shí)現(xiàn)一種間隔疏松、虛實(shí)并存的土壤狀態(tài)。這利于有機(jī)物和亞氧化物被迅速分解為氧化物，讓水分沿切縫向兩側(cè)傳遞，不斷提供給新生的植物群落，消除了制約羊草無性繁殖的板結(jié)土壤因素，使土壤朝著利于植物生長的條件改善。（見下圖）據(jù)此前已通過專家鑒定的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院王德成教授主持的“牧草生產(chǎn)與草場生態(tài)恢復(fù)機(jī)械化技術(shù)研發(fā)與示范”項(xiàng)目成果顯示，機(jī)械化切根復(fù)壯分蘗促生自我繁育的工藝，輔以草地低擾動、無翻垡、不揚(yáng)沙的機(jī)械化耕作技術(shù)，使機(jī)械化改良后的天然草地增產(chǎn)約110%，人工草場增產(chǎn)近30%。這充分說明，對于高堅實(shí)度板結(jié)層的人工或天然根莖型或根莖疏叢型草地進(jìn)行點(diǎn)線式破土切根，能夠促進(jìn)牧草復(fù)壯與自我繁殖，加快草地改良速度。