鏵式犁

中國傳統(tǒng)鏵式犁由古代木制耕地工具耒耜演變而來。耒耜始創(chuàng)于傳說中的神農(nóng)氏時(shí)期， 距今約5000年。耒為一根曲柄歧頭的木棒，耜為耒端的橫木。耒耜最初是由單人操作,后發(fā)展為兩人相對、共同操作的“耦耕”法，再發(fā)展成一人在后推耒首，一個(gè)以繩向前牽曳的人力牽引式，最后用牛拉代替人力牽引，從而完成了向犁的演變(圖 1)。中國用牛耕地至晚開始于殷代武丁至帝乙年間。商代的耒耜為木制，至西周時(shí)期出現(xiàn)了青銅犁鏵。戰(zhàn)國年間已開始使用鐵制犁鏵，并有了當(dāng)時(shí)稱為“勾庛”的曲面犁壁。到唐代已形成結(jié)構(gòu)相當(dāng)完善的畜力鏵式犁。唐末陸龜蒙著<耒耜經(jīng)>中所描述的犁與近代使用的傳統(tǒng)畜力犁基本相同(圖2)。唐代以后對犁的改進(jìn)是在元代增加了刀,即犁刀。20世紀(jì)50年代初，中國開始生產(chǎn)和推廣西方型畜力犁和經(jīng)過改進(jìn)的水田犁；1957年生產(chǎn)拖拉機(jī)牽引式五鏵犁；60年代初生產(chǎn)懸掛式犁；到70年代中期，生產(chǎn)的旱地和水田鏵式犁系列共30多種型號,分別與牽引力為5～25千瓦的拖拉機(jī)配套。

歐洲在 8世紀(jì)出現(xiàn)帶有木制犁鏵和犁壁的撒克遜犁。16世紀(jì)初發(fā)展成為由十幾匹馬牽引的大型畜力犁。1730年,裝有木制犁壁的荷蘭犁傳入英國,經(jīng)改進(jìn)后成為歐洲有名的若澤罕犁。1785年英國開始生產(chǎn)鐵制犁鏵。1788年美國T.杰弗遜提出雙曲拋物面犁體曲面的數(shù)學(xué)模型。1851年英國制成了用蒸汽機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩牽引的天平式雙向犁，這是用機(jī)械動(dòng)力代替人、畜力耕地的開始。1868年,美國開始使用中層較軟、外層較硬的3層復(fù)合鋼板制造犁壁，使其兼有必要的強(qiáng)度和耐磨性。直至19世紀(jì)末使用內(nèi)燃機(jī)的拖拉機(jī)出現(xiàn)后，鏵式犁仍始終是最主要的配套農(nóng)具之一。1922年，英國制成了第一臺懸掛鏵式犁，使犁與拖拉機(jī)形成一體，最終改變了由拖拉機(jī)牽引畜力犁的作業(yè)方式。

鏵式犁的主要工作部件是犁體，此外還有犁刀、覆茬器和安全器。

犁體 由犁鏵、犁壁、犁側(cè)板（或犁床）、犁托等組成（圖 5），犁鏵和犁壁的工作面組成犁體曲面。耕地時(shí)，土垡沿犁體曲面上升、破碎并翻轉(zhuǎn)。鏵式犁的耕作性能主要取決于犁體曲面的類型和參數(shù)：竄垡型犁體使土垡向上竄起后翻入犁溝中；滾垡型犁體則使土垡原地滾翻。曲面較陡、較短的犁體碎土性能強(qiáng)，但翻土能力較差；曲面較平緩、較長、扭曲度較大的犁體則與之相反。 普通鏵式犁犁體耕翻的土垡斷面為矩形。70年代初法國研制了土垡斷面大致呈菱形的鏵式犁體，被稱為菱形犁體。其優(yōu)點(diǎn)是在多鏵犁上各犁體的縱向間距可比普通減少約1/3，而不致引起土垡擁塞。

犁刀 有直犁刀和圓盤刀兩種，安裝在犁體前方靠未耕地的一側(cè)，用以垂直切開土壤，使犁體耕起的土垡整齊，耕翻后犁溝清晰，有利于提高耕地質(zhì)量。

覆茬器 其作用是在土垡被犁體耕起前，先將靠未耕地一側(cè)上層部分的土壤耕起并翻入犁溝內(nèi)，隨后由犁體耕翻的土垡將其覆蓋，從而可使表層雜草大部分埋在下面。覆茬器的類型有鏵式、切角式、圓盤式和覆草板式4種（圖6）。鏵式覆茬器也稱小前犁。 安全器 為避免犁在遇到地下障礙物時(shí)造成損壞,常在鏵式犁上裝設(shè)安全器。整機(jī)式安全器裝在牽引式犁的拉桿與拉環(huán)之間，有銷釘式和彈簧式兩種，遇障礙物時(shí)銷釘被切斷或彈簧被壓縮，使犁同拖拉機(jī)脫開。單體式安全器裝在每個(gè)犁體的犁柱上，有銷釘式、彈簧式、滾力式等多種類型，當(dāng)某個(gè)犁體遇到障礙物時(shí)，該犁體能自動(dòng)向上抬起，越過障礙物。越障后，有的能自動(dòng)復(fù)位，有的需人工復(fù)位。

鏵式犁是一種耕地的農(nóng)具，為全懸掛式鏵式犁，由在一根橫梁端部的厚重的刃構(gòu)成，通常系在一組牽引它的牲畜或機(jī)動(dòng)車上，也有用人力來驅(qū)動(dòng)的，用來破碎土塊并耕出槽溝從而為播種做好準(zhǔn)備。

按牽引動(dòng)力不同分為畜力犁和機(jī)力犁。機(jī)力犁按掛接方式不同分牽引犁、懸掛犁和半懸掛犁；按用途不同則有通用犁、深耕犁、開荒犁、水田犁、山地犁、果園犁等之分。此外還可按結(jié)構(gòu)的不同分為雙向犁、調(diào)幅犁等；按作業(yè)犁體的數(shù)量分為單鏵犁、雙鏵犁、三鏵犁等；按犁的重量和適應(yīng)土壤的類型則可分為重型犁、中型犁和輕型犁。在鏵式犁的基礎(chǔ)上增加旋耕、松土或平地等部件可構(gòu)成各種類型的聯(lián)合耕作機(jī)。

雙向犁是在耕地的往返行程中，能使土垡始終向田塊的同一方向翻轉(zhuǎn)的鏵式犁。起初是為了在耕斜坡地時(shí)使之總是向下翻垡而設(shè)計(jì)的，所以又稱山地犁。它有多種型式：有的只用一個(gè)犁體，可以向左翻垡，也可轉(zhuǎn)換成向右翻垡，如中國在20世紀(jì)70年代創(chuàng)制的擺式雙向犁（圖 3）；歐美各國曾發(fā)展的天平式、鍵式和滾翻式等雙向犁，現(xiàn)已不再使用，60年代以來著重發(fā)展翻轉(zhuǎn)式雙向犁（圖4）,犁上裝有翻垡方向相反的兩種犁體，在往返行程中交替使用，其耕翻質(zhì)量較好，但犁的重量大。

土壤基本耕作機(jī)械用以對土壤進(jìn)行翻耕、松碎或深松、碎土所用的機(jī)械，包括樺式犁、圓盤犁、鑿式犁和旋耕機(jī)等。

土壤耕作最常用的機(jī)具。它的主要工作部件是由犁鏵、犁壁等組成的犁體。犁鏵和犁壁的工作面為連續(xù)、光滑的犁體曲面，其形狀和參數(shù)根據(jù)不同的土壤和耕作要求選取，并與機(jī)組的行進(jìn)速度有關(guān)。不同的犁體曲面具有不同的翻土、松土、碎土和覆蓋雜草殘茬等作用。圖1為中國南方系列鏵式犁中的懸掛水田六鏵犁。80年代初出現(xiàn)的調(diào)幅犁是鏵式犁傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)較大突破。調(diào)幅犁的調(diào)幅程度通過改變主梁與機(jī)器前進(jìn)方向的夾角大小而變化，以適應(yīng)在各種土壤條件下耕作時(shí)的不同阻力。雙向犁是鏵式犁的一種特殊形式，帶有左翻和右翻兩組犁體(普通鏵式犁都用右翻犁體)，或帶有翻垡方向可以變換的一組犁體，使犁在耕作的來回行程都向同側(cè)翻土，耕后地表不留溝埂。這種犁常用于斜坡地、灌溉地、小塊地和形狀不規(guī)則地塊的耕翻作業(yè)。

圓盤犁的工作部件是與鉛垂面約成20°傾角、而與前進(jìn)方向成40°~50°偏角的凹面圓盤。作業(yè)時(shí)，圓盤在土壤反力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)，由圓盤刃口切下的土垡沿凹面升起并翻轉(zhuǎn)下落。圓盤犁能切碎干硬土塊，切斷草根和小樹根。它適用于多石、多草和潮濕粘重的土壤以及高產(chǎn)綠肥田的秸稈還田后的耕翻作業(yè)，但在一般土壤條件下，其翻土、碎土和覆蓋性能均不如鏵式犁。

它的工作部件是1~3列帶剛性鏟柱的鑿形松土鏟，耕地時(shí)松土而不翻轉(zhuǎn)土層，耕后地表留有殘茬覆蓋，可減少水土流失，適用于干旱、多石和水土流失嚴(yán)重地區(qū)的土壤基本耕作。耕深一般為30厘米，用于干旱地的土壤改良時(shí)最大耕深可達(dá)45~75厘米。

工作部件旋耕刀滾是在一根水平橫軸上按多頭螺紋均勻配置的一組切土刀片，由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)切土和碎土，一次作業(yè)即可達(dá)到種床準(zhǔn)備要求。它主要用于水田、蔬菜地和果園的耕作。表土耕作機(jī)械 表土耕作機(jī)械包括圓盤耙、釘齒耙、鎮(zhèn)壓器和中耕機(jī)等。

由成組排列的凹面圓盤配置而成。圓盤的刃口平面與地面垂直，而與前進(jìn)方向成一偏角(作業(yè)狀態(tài))。它用于翻耕后的碎土平整、收獲后的淺耕滅茬和果園的松土除草等項(xiàng)作業(yè)。

工作部件為等距、間隔配置在耙架上的若干排釘齒，可用于松碎耕地后的土壤、破碎雨后地表形成的硬殼和作物苗期除草等作業(yè)。

由圓盤耙組、缺口圓盤耙組、星形耙組和軋滾等工作部件前后配置而成，用于水田耕翻后的碎土、平整作業(yè)。根據(jù)地區(qū)和土壤條件的不同，可用這些工作部件組合成不同形式的水田耙。

用于耙后或播種后的表層碎土和壓實(shí)作業(yè)，工作部件為鎮(zhèn)壓輪。鎮(zhèn)壓輪有圓筒形、環(huán)形或V形等，工作時(shí)活套在輪軸上。

用于作物生長期間的松土、除草、開溝和培土等項(xiàng)作業(yè)，常用的工作部件有除草鏟、松土鏟、通用鏟和培土器等。在中耕機(jī)上加裝施肥裝置，可在中耕除草的同時(shí)施加肥料。水稻田的中耕可采用人力手推齒滾式水田中耕機(jī)，或由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的除草輪式水田中耕機(jī)。

聯(lián)合耕作機(jī)械能一次完成土壤的基本耕作和表土耕作──耕地和耙地。其形式可以是兩臺不同機(jī)具的組合，如鏵式犁-釘齒耙、鏵式犁-旋耕機(jī)等;也可以是兩種不同工作部件的組合，由鏵式犁犁體與立軸式旋耕部件組成的耕耙犁等。

鏵式犁和中耕機(jī)上常裝有工作部件能自動(dòng)避開樹干并自動(dòng)復(fù)位的裝置。除樹干周圍的小塊面積土壤外，可同時(shí)耕作果樹行間和株間的土壤。