随着我国农业机械化水平的不断提高与科技的发展,我国农机具保有量逐年增加,极大限度的提高了农业生产效率。然而农机具的大量使用会对土壤造成一次或多次的碾压作用,导致土壤耕作结构发生改变,从而产生了土壤的压实作用,农机具所造成的压实作用效果远大于土壤的自我恢复能力,导致了土壤生产力的降低。然而现有的土壤压实研究大多集中在砂土和壤土上,却很少有人在黏土进行压实研究,江苏地区水稻收割季多雨,导致水田土壤含水率高,粘性大,土壤承载力远低于北方地区,农机具在这类土壤中进地作业时,履带或轮胎下陷严重,对土壤造成了严重的破坏。因此本文基于田间调查的基础上,实测了收割机械进地作业前后土壤的物理参数和力学参数,描述了我国江苏地区土壤参数的空间分布以及系统的分析了几者与收割机下陷量间的关系,从而描述了收割机械对土壤的压实破坏。论文的主要研究内容具体如下:为了精确测量收割机械对土壤微地貌的破坏情况,本研究综合考虑了南方地块面积、长宽比、长边等地理参数和收割机进地作业后地表情况,提出了基于接触式微地貌测试方法的激光微地貌测试仪的总体设计方案,并进行了三维图的绘制、加工以及关键部件的选型和数据快速获取程序的编写。并利用自制的测试仪进行田间调查试验,其结果显示夏季下陷量集中分布在3cm以内,冬季下陷量集中分布在了 4～10cm,冬季分布范围以及下陷量均明显高于夏季。取样点个数的选择以及科学合理的布控是提高田间调查效率的重要途径,因此本文分别对土壤取样方法中通用的五点取样法以及基于五点法的二十一点取样法、基于网格法提出的九点取样法这三种取样方式进行了对比分析,其结果显示五点法只能够满足取样点误差小于5%的要求,但是无法达到描述整个地块下陷量空间变异性的目的,然而二十一点和九点法均能够在满足取样精度达到描述空间变异性的目的,但是综合考虑到人工成本和时间,最终选择了更为易行的九点取样法作为微地貌的田间调查取样的方法学。为了反映收割机对农田土壤的压实作用,对收割机作业前后土壤物理参数(含水率、容重、总孔隙度)和力学参数(土壤紧实度)以及对地块的压实面积进行了研究。结果显示压实后呈现出土壤容重变大,总孔隙度降低,含水率降低的情况。冬夏两个季节土壤各参数存在明显的不同,其中含水率冬季集中分布在了 30%～40%,夏季主要分布在10%～20%之间,从土壤紧实度可以看出犁底层大概出现在了 12.5cm附近,且在犁底层以上冬季收割机行走后土壤紧实度均出现了增幅大于25%的增加,夏季因土壤承载力较高,增幅不明显。对收割机行走后压实面积的统计结果显示在整个地块中会有超出45%的农田面积受到收割机造成的压实影响。为了研究田间土壤的承载力,分别对下陷量与土壤各参数之间的关系进行了线性和指数的拟合分析,同时利用田间原位平板下陷试验平台进行了不同平板直径的应力—应变曲线和先期固结压力的测量。结果显示下陷量与土壤参数均符合指数拟合的关系,且决定系数均符合要求。从平板下陷试验结果得出了先期固结压力呈现出随平板直径的增大而减小最后趋于稳定的趋势,这为解释收割机械造成严重的土壤压实下陷初步提供了理论依据。