分层深松对土壤扰动影响的仿真与试验

分层深松对土壤扰动影响的仿真与试验分层深松可以促进深层土壤的熟化,调节土壤水、肥、气三相比,最终达到蓄水保墒的效果。目前分层深松铲的前后铲距、分层高度的选取多依靠经验,并无标准确定方法。为此,本文综合

分层深松对土壤扰动影响的仿真与试验 分层深松可以促进深层土壤的熟化,调节土壤水、肥、气三相比,最终达到蓄 水保墒的效果。目前分层深松铲的前后铲距、分层高度的选取多依靠经验,并无 标准确定方法。 为此,本文综合利用高速摄影技术、数字化土槽试验、离散元法和响应面法, 研究了分层深松的关键结构参数对土壤微、宏观扰动行为的影响,为分层深松机 结构参数的选取提供决策依据。(1)土壤参数测定与边界模型构建。 为建立准确的离散元仿真模型,采用筛分法、环刀法、烘干法和快剪法等,依 次对其土质、密度、含水率、紧实度以及抗剪强度进行测定,构建了不同结构参 数时分层深松铲仿真模型。(2)基于离散元法的分层深松铲前后铲距对土壤扰动 行为的影响研究。 综合应用土槽试验与离散元方法,分析了分层深松铲的前后铲距对土壤扰动 行为的影响。结果表明:当前后铲距增加时,土壤蓬松度和扰动系数呈现先增大后 减小的趋势;分层深松铲的前后铲距直接影响耕作时不同深度土壤在不同方向的 位移;土壤膨松度、土壤扰动系数、耕作阻力和耕作比阻的试验值和仿真值的平 均误差分别为12.41%、13.61%、13.84%和3.34%,表明离散元仿真能够较为准确 的模拟深松土壤的扰动过程。 (3)基于离散元法的分层深松铲分层高度对土壤扰动行为的影响研究。借助 离散元仿真和数字化土槽试验,研究了分层高度对土壤宏、微观扰动行为的影响。 结果表明:分层高度对土壤扰动产生重要影响;分层深松铲的分层高度直接 影响耕作时不同深度土壤在不同方向的位移;不同分层高度下土壤膨松度、土壤 扰动系数、耕作阻力和耕作比阻的试验和仿真结果的平均误差分别为11.04%、