深松耕技术作为农田保护性耕作的一项重要内容,在推动农业可持续发展的过程中发挥着极其重要的作用。多年的实践表明,深松耕技术是一种极其合理的耕作制度,是农作物获得高产必不可少的一项机械化作业方法,并日益受到重视。然而,由于种种原因深松耕技术并没有在冀西北坝上地区得到广泛的应用,现有深松机无法在坝上地区特殊的气候及土质条件下满足耕作要求是其最主要的原因之一。为了满足冀西北坝上地区抗旱补水保苗综合技术的需要,针对国内外现有深松机械在坝上地区耕作存在深度达不到要求、耕作阻力大、土壤结大块等问题,根据河北农业大学张北试验站对坝上地区土壤的多年研究成果,提出了一种新型深松机械——全方位松耕机的研究课题,具体研究的内容包括:(1)从静力学的角度对铧式犁和凿式深松机的耕作原理进行了分析。(2)设计了两种深松耕部件——基于马尔采夫耕作法的松耕犁和双翼式松耕铲。(3)对两种深松耕部件分别制作了样机,并在河北农业大学张北试验站进行了田间试验。田间试验结果表明:松耕犁在试验地块1耕作后的平均秸秆覆盖率为38.2%,双翼式松耕铲为47.4%;松耕犁在试验地块2耕作后平均秸秆覆盖率为36.4%;双翼式松耕铲为49.6%,与铧式犁翻耕相比,有大幅提高;土壤坚实度,在0～15cm内试验地块1铧式犁最低,松耕铲次之,15～20cm耕层松耕铲最低,铧式犁次之,20～25cm耕层松耕铲最低,松耕犁次之;试验地块2上铧式犁效果最低,松耕犁次之;0～15cm内两试验地块各土层土壤平均容重三者基本相同,相差均在0.05 g/cm3内;试验地块1在15～20cm内铧式犁耕作后平均容重最小,为1.02 g/cm3,松耕铲次之,试验地块2的实验结果与试验地块相同,铧式犁耕作后平均容重最小,为1.03 g/cm3;松耕犁和双翼式松耕铲在耕深稳定性上均达到较高水平;与双翼式松耕铲相比,松耕犁在耕作时,其整机平衡性较差;双翼式松耕铲结构合理、性能稳定、作业质量良好,能够在保证较高作物秸秆覆盖率的前提下,松碎土壤,打破犁地层,解决了现有深松机在冀西北坝上地区耕作后留墒沟、土壤结大块等问题。课题研究为冀西北坝上地区保护性耕作、抗旱补水保苗综合技术的研究和示范,提供了一种可靠的深松整地机具。