以浅翻或旋耕作业为主的耕作方式，导致了犁底层的逐年增厚，阻碍了地力培肥。近些年推广的免耕作业，农机具不断压实土壤，导致可耕土层紧实度逐年提高，土壤板结情况逐年加重，透气透水性能逐年下降。尤其在多风少雨、干旱严重的地区，表现得尤为突出。这种情况严重影响农作物的出苗、保苗和生长质量，已成为制约粮食增产和农业发展的最主要因素。2014年农业部《全国耕地质量等级情况公报》显示，全国18.26亿亩耕地中，基础地力较高的只占耕地总面积的27．3%，基础地力一般的占44.8%，基础地力相对较差的占27.9%。机械化深松作为改善耕地质量的重要工程技术已被高度重视，应用越来越广泛。
一、深松机械作业质量要求
（一）深松机械的功能要求深松的目的是培肥地力，提高粮食综合生产能力，利于农业可持续发展，应能至少实现以下四点要求：
1.增加土壤的通透性。深松深度应能达到30-50cm，以有效打破多年浅翻或旋耕作业所形成的坚实犁底层，以及多年免耕作业造成的土壤板结，提高田间土壤的透水透气性能。
2.提高抗旱能力。应能改善耕作层土壤性状，有利于吸收天然降水，蓄水保墒，有效提高旱区抗旱保收能力。
3.保护生态环境。单一深松作业应少动土，保持地表的植被覆盖，以有效减少水土流失、扬沙浮尘等造成的环境污染。
4.大型多功能化。机具研发应由单一深松向联合作业多功能化方向发展，由小型向大型化发展，以减少机械进地次数和对土壤造成的碾压破坏，提高作业质量和效率。
1.深松作业
深松作业主要是用于扰动作业范围内行间或全方位深层土壤的耕作，通常分为局部深松和全方位深松两种方式，相对应旳机具也有所不同。
（1）局部深松
局部深松是指通过前、后双排交叉或单排配置的深松工作部件扰动作用，将深松铲以上耕层断面土壤不重叠地抬起、撕裂，以间隔疏松耕层土壤的耕作方式。局部深松的相邻深松工作部件间有明显的未耕带。
局部深松机具主要由悬挂架、框架、深松部件、限深部件等部分组成。常见的深松铲有前端平头的凿型铲、前端尖形的箭型（鸭掌）铲和两侧带翼的双翼铲等形式。
（2）全方位深松
全方位深松是指通过前、后双排交叉配置的相邻深松工作部件扰动作用，将深松铲以上耕层断面土壤重叠抬起、撕裂，以疏松全耕层土壤的耕作方式。全方位深松效果好，作业后地表平整，但动力消耗较大。
全方位深松机主要由悬挂架、横梁、深松部件、限深部件和支撑杆等部分组成。深松部件有曲面深松铲、倒梯形深松铲等不同形式。
深松联合作业包括深松旋耕、深松旋耕起垄、深松旋耕施肥播种等多种形式，以求适应不同的田间作业需求。作业的种类不同，相对应的机具也有所不同。
（1）深松旋耕作业
可以一次完成行间深层松土、旋耕整地作业。
深松旋耕类联合整地机主要包括万向节传动轴总成、框架及悬挂装置、调节拉杆总成、深松犁总成以及整地部分，整地部分主要由悬挂装置、变速箱总成、变速操纵装置、侧板及框架、旋耕刀轴总成、镇压轮总成和限深轮总成等部分组成。
（2）深松旋耕起垄作业
可以一次完成行间深层松土、旋耕整地、起垄整形作业。
深松旋耕起垄类联合整地机主要包括万向节传动轴总成、整体式悬挂架、旋耕部分、深松犁总成以及起垄部分组成。旋耕部分主要由变速箱总成、侧板及框架、旋耕刀轴总成、镇压轮总成等组成。起垄部分由固定副架、起垄犁总成分土板组成。
（3）深松旋耕施肥播种作业
可以一次完成行间深层松土、旋耕整地、开沟施肥播种、镇压作业。
深松旋耕施肥播种类联合整地机主要包括万向节传动轴总成、整体式悬挂架、旋耕部分、深松犁总成以及施肥播种部分组成。旋耕部分主要由变速箱总成、侧板及框架、旋耕刀轴总成、镇压轮总成等组成。施肥播种部分由种（肥）箱总成、种箱底盘部分、输种（肥）管部分、种（肥）传动系统、镇压辊总成组成。
（三）主要作业性能评价项目与指标
序号 | 评价项目 | 单位 | 合格指标 | |
深松机 | 驱动式深松机 | |||
1 | 深松深度 | cm | ≥30 | |
2 | 深松深度稳定性 | % | ≥80 | |
3 | 碎土率 | % | ≥30 | ≥60 |
4 | 土壤扰动系数 | % | ≥50 | |
5 | 土壤膨松度 | % | 10-40 | |
备注 | 引自GB/T 24675．2-2009 保护性耕作机械 深松机 | |||
复合作业深松机械除了评价深松功能的项目与指标外，还应增加其他特定项目的评定指标。如旋耕作业的耕深、耕深稳定性、耕后地表平整度、植被覆盖率；灭茬作业的灭茬深度、根茬粉碎率；起垄作业的垄高合格率、垄顶宽合格率、垄间距合格率；施肥播种作业的排种（肥）性能、田间播种均匀性、种子覆土深度、种子破损率、种子与肥料相对位置，等等。
二、现有深松机械评价技术的应用分析
（一）名词术语不够明确
对深松机械而言，土壤膨松度和土壤扰动系数指标是表征深松机特性和衡量深松作业质量的重要指标，但在JB/T 7873-1999《耕耘机械 术语》中没有土壤扰动系数的定义，提出的耕层膨松度是指耕作后地表平均增加的高度占作业深度百分比的定义，与现行的土壤膨松度的计算方法不一致。在现行有效的GB/T 24675.2-2009《保护性耕作机械 深松机》、JB/T 10295-2001《深松整地联合作业机》、JB/T 8401.2—2007《旋耕联合作业机械 旋耕深松灭茬起垄机》等标准中，也未做明确定义，只有土壤膨松度和土壤扰动系数的试验方法和计算公式，极易因对术语的不同理解而导致测试方法和评价结果的偏差。
（二）试验方法的操作性有待提高
1.联合作业指标测试程序不明确
JB/T 8401.2—2007规定了整地性能、松土性能、灭茬性能及起垄性能的评价指标，也规定了反映上述性能的整地深度、深松深度、灭茬深度、垄高等单一项目的测试方法，但没有规定这些项目的测试程序，即项目测试是同时进行，还是分开进行，没有作明确说明，缺乏可操作性。旋耕深松灭茬起垄机属于复合作业机械，不同的测试方法会因检测结果差异而导致评价结果的偏差。
2.测试方法不完善
JB/T 10295-2001在测定土壤膨松度时规定，在耕作前后，用耕层断面测绘仪在垂直于机组前进方向的同一位置上先后画出未耕地表线、已耕地表线和深松沟底线，求出耕前地表至理论深松沟底（深松铲尖处形成的沟底线）的横断面积和耕后地表至理论深松沟底横断面积。在测定土壤扰动系数时规定，测定完未耕地表线、已耕地表线和深松沟底线后，求出耕前地表至理论深松沟底的横断面积和耕前地表至实际深松沟底的横断面面积。以上描述在实际试验中，往往会遇到以下三个问题。一是耕层断面测绘仪没有专门厂家研制，无处采购。即使自行制作，也无统一标准，且操作困难，误差大。二是在没有耕层断面测绘仪的条件下，标准没有给出测绘未耕地表线、已耕地表线和深松沟底线，以及计算横断面面积的统一规定，无法操作。三是不同的测试方法会因检测结果差异而导致评价结果的严重偏差，影响试验鉴定结果的科学性、准确性、公正性和可比性。
（三）评价规则不满足技术发展需要
为了满足深松机械大型多功能化的市场需求，减少机械进地次数，提高作业效率，深松机械多功能化发展迅速，出现了深松、整地、起垄、覆膜、施肥、播种、镇压等功能交叉组合的多种复合式作业机具，但深松旋耕施肥播种机等作业机械现在还没有产品标准，与行业技术进步和产品质量安全水平提升的发展需要还不协调。
（四）评价项目设置不尽科学
GB/T 24675.2-2009不但规定了深松机的深松深度、深松深度稳定性、土壤膨松度和土壤扰动系数，而且还规定了碎土率。对局部深松来讲，完成的是行间松土，其工作部件之间必有未被深松的未耕带，用0.5m×0.5m的取样框取样难度大，而且也未规定取样深度，无法操作。
三、深松机械评价技术的研究结果
（一）术语定义
1.土壤膨松度
土壤工作部件对土层的切割、振动、撕裂、挤压、推移造成的土壤膨胀部分（耕后地表线与耕前地表线所包围的横断面积）占耕前地表线至深松铲尖形成沟底线间整个工作幅宽横断面积的百分比。
2.土壤扰动系数
土壤工作部件对地表以下土层的扰动部分（实际作业横断面积）占耕前地表线至深松铲尖形成沟底线间整个工作幅宽横断面积的百分比。
（二）土壤膨松度和土壤扰动系数测定方法
对深松旋耕类的深松整地联合作业机，在无耕层断面测绘仪时，研究提出了土壤膨松度和土壤扰动系数的水平基准线测量法。
1、深松作业前，垂直机具作业方向横跨工作幅宽距地表适当高度建立水平尺（水平基准线）并调水平（见图1）。沿水平尺在整个工作幅宽范围以间隔30mm连续等分标记测点，测定耕前地表至水平基准线的距离H1。
图1 深松作业横断面示意图
2、深松作业后，在水平尺原位，以原连续等分的标记为测点，测定耕后地表至水平基准线的距离H2（见图1）。
3、沿水平基准线垂直抛开耕层断面，清理出深松机的实际深松沟底线，在水平尺原位，以原连续等分的标记为测点，测定实际深松沟底线至水平基准线的距离H3（见图1）。
4、以测量采集的H1、H2、H3这3组数据为基础，导出分别为a(h-q)i=H1-H2、aqi=HL-H1和asi=H3-H1的3组数据，记入附表1。
附表1 土壤膨松度和扰动系数测定记录表
试验行程： 产品型号名称：
试验地点： 试验日期：
（三）应用效果
研究提出的土壤膨松度和土壤扰动系数的水平基准线测量法，已成功应用于农业部农业机械推广鉴定大纲DG/T 026―2012《深松机》。几年来，在规范和指导深松机械部级、省级推广鉴定等方面起到了重要作用。
1、明确了定义
提出的土壤膨松度和土壤扰动系数的术语定义，准确概括了评价项目的含义，以及影响因素，有助于土壤膨松度和土壤扰动系数的正确理解和运用。
2、规范了鉴定
水平基准线测量法统一了土壤膨松度和土壤扰动系数的测定方法，规范了深松机的试验鉴定工作，避免了因试验检测和计算统计方法选择随意性而造成试验结果的严重差异，提高了评价方法的科学性、准确性和鉴定结果的公正性、可比性，有利于促进产品的技术进步和质量安全水平的提升。
3、提高了效率
一是术语定义以及试验方法简单明了，利于理解和操作。二是试验数据采集、分析统计，利于电子化。三是基于同样的检测方法和评价指标体系，利于同类产品的对比选型、择优推广。
四、深松机械产品存在的问题
2014年起至2015年9月30日，农业部农机试验鉴定总站完成或正在进行的深松机械部级推广鉴定项目，共有12家企业的32个产品。其中，深松机产品11个，深松整地联合作业机产品21个。明示的深松深度25-40cm，深松铲2-8个，工作幅宽106-460cm。从推广鉴定结果看，深松机械产品质量安全问题主要表现在以下几个方面：
（一）安全防护有待加强
在推广鉴定中发现，深松整地联合作业机产品的前部和端部防护不符合GB 10395.5《农林拖拉机和机械 安全技术要求 第5部分：驱动式耕作机械》要求，安全防护不到位。部分产品前部防护存在可调节保护装置外缘与工作部件的水平距离小于200mm，与地面的间隙大于400mm的问题。端部防护在机具从作业位置升起时，存在防护装置不能完全覆盖工作部件端部的问题。
（二）产品定型有待规范
深松机械产品的生产多以仿制为主，自主研发的较少，产品定型缺少型式试验过程。部分产品在主要技术参数设计上，不经过充分的试验验证，多凭经验确定，使得配套动力与深松深度、作业速度及效率不匹配。要么深松深度达不到设计要求，大多数深松机具深松深度基本在25-32cm之间。要么作业速度很慢，生产效率达不到要求。
（三）企业标准有待完善
多数深松机械生产企业没有企业标准，声明执行的是国家或行业的产品标准，而没有补充规定产品的主要技术规格、包装清单等重要信息，与标准化生产的要求仍有距离。
（四）深松工作部件质量有待提高
深松铲是深松机的重要工作部件，目前使用最多的有凿形深松铲、翼形铲和曲面深松铲。曲面深松铲进口的多，凿形深松铲和翼形铲自制的多。部分企业凭经验研制的深松铲，阻力大、易变形、入土深度不一致、使用寿命短。
五、几点建议
（一）促进技术进步
在实施农机购置补贴和深松作业补贴的同时，组织科技攻关，鼓励产、学、研合作，在深松机械多功能开发、新材料应用、工作部件节能优化等方面加大科研力度，不断推出先进适用、安全可靠、节能环保的新机具。
（二）加强质量监管
在《2012-2014年国家支持推广的农业机械产品目录》中的深松机生产企业100余家，产品多达400余个型号，直接决定着深松机械的整体质量水平。采取有效措施，加强享受国家农机购置补贴产品的质量督导，督促企业提高质量意识、服务意识和社会责任意识，自觉提升产品质量安全水平。
（三）完善标准体系
扎实调研深松机械市场需求，准确把握技术发展趋势，积极开展深松机械评价技术研究，及时制修订相关产品标准。加强标准的宣贯工作，采取措施，督促企业完善企业标准，规范产品定型设计，科学匹配规格参数，切实有效提升深松机械行业标准化和产品技术质量水平。