灌木是生物质能源的来源之一,而沙生灌木的平茬是当前科尔沁沙地亟待解决的问题。沙生灌木平茬技术的研究作为十一五科技支撑项目,其中的难点之一就是灌木平茬机在沙地的牵引性能及对沙地的影响。该地区特殊的土壤条件与地表状况要求灌木平茬机既要有较好的牵引性能,又不会对地表植被造成破坏。本文主要完成了以下研究与结论:1.根据灌木平茬机在科尔沁沙地的平茬要求(留茬高度、劈茬率及不破坏地表植被),并借鉴目前国内使用的割灌机的结构参数,自行研制了手扶式沙生灌木平茬机。经试验,该灌木平茬机平茬高度保持在8cm以下,劈叉率为1.6%,平茬效率为32丛/10分,约为0.1hm~2/h。2.对科尔沁沙地的沙土物理特性、承压及剪切特性进行了试验研究。在该地区进行地坚实度试验表明:该地区地表属于上层强下层弱土壤,10cm以上地表由于植物生长改变沙土理化性质,坚实度较大:对该地区通行道路的坚实度试验表明,中、重型车辆通过后容易破坏表层土壤及植被。因此,可以利用土壤坚实度的改变作为评价该地区车辆通过后对沙地影响的指标。3.设计了试验用灌木平茬机底盘及土槽试验装置,在实验室对车轮-沙土相互作用的动态性能、滑转下陷进行研究。对驱动轮上不同垂直载荷、不同车轮转速的研究结果表明,垂直载荷越大,底盘发挥出的牵引力越大;相同载荷下,车轮转速低时牵引力增加;垂直载荷对车轮的滑转下陷深度有显著影响。4.在科尔沁沙地试验基地,对两种典型地表进行了灌木平茬机牵引性能试验。植被覆盖沙地,灌木平茬机在不同垂直载荷下多次通过同一车辙,土壤坚实度不发生变化,表明该灌木平茬机连续作业、反复通过植被覆盖地表,不对植被及表层沙地造成破坏;但灌木平茬机在植被覆盖沙地行驶时临界滑转率较低,不利于牵引力的发挥;5.灌木平茬机在裸露沙地的临界滑转率高于植被覆盖沙地的临界滑转率,有利于发挥灌木平茬机的牵引性能。驱动轮垂直载荷为1176N(原灌木平茬机驱动轮上垂直载荷为784N)时,灌木平茬机在临界滑转率行驶时能得到的最大牵引力为392N。但相同的垂直载荷下车轮在完全滑转时对地表的破坏程度也较大。6.将Bekker理论应用到手扶式灌木平茬机的牵引性能预测中,与试验结果相比得到较好的一致性。