農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展在田間作業(yè)的機(jī)械越來越多，這也就導(dǎo)致了土壤壓實越來越嚴(yán)重，因此,如何在這種新形勢下提高機(jī)具的作業(yè)效果和減少能量投入,已成為人們普遍關(guān)心的問題。耕作是zui普通的,同時也是耗能比較多的作業(yè)。以往的定性研究指出,田間土壤的容重和含水量是影響機(jī)具耕作阻力的主要因素。因此,為了更準(zhǔn)確地估計不同的土壤容重及含水量所需的耕作能量投入,有必要通過田間試驗,建立土壤容重和含水量與拖拉機(jī)牽引阻力之間的關(guān)系模型。對于土壤容重的測定一般可以采用YDRZ-4L土壤容重測定儀進(jìn)行測定，這樣所得到的結(jié)果更加準(zhǔn)確。YDRZ-4L土壤容重測定儀適用于現(xiàn)場測定粗粒土的密度，有底盤，灌砂漏斗，容重瓶，閥門組成結(jié)構(gòu)堅固耐久，采用不銹鋼材制成。

YDRZ-4L土壤容重測定儀（環(huán)刀法）用途：
根據(jù)國標(biāo)GBT50123-99要求新研制產(chǎn)品“YDRZ-4L"型灌砂法容重測定儀。該儀器適用于現(xiàn)場測定粗粒土的密度，有底盤，灌砂漏斗，容重瓶，閥門組成結(jié)構(gòu)堅固耐久，采用不銹鋼材制成。容砂瓶容積經(jīng)過嚴(yán)格計算設(shè)計，并以電子天平校準(zhǔn)誤差在5g范圍以內(nèi)，固而為實驗提供可靠數(shù)據(jù)，其中灌砂漏斗高135mm，容砂瓶容積4L，該產(chǎn)品還有系列產(chǎn)品（塑料、鐵皮）可供選擇。

土壤容重測定儀的試驗結(jié)果表明田間土壤的耕作阻力與土壤容重呈雙曲線函數(shù)關(guān)系,可以用模型描述,其中的系數(shù)由具體的土壤狀況來確定。在土壤容重較小的情況下,含水量對耕作阻力的影響不大;而土壤容重越大,耕作阻力對含水量就越敏感。由模型回歸系數(shù)可以看出,土壤容重的平方項對耕作阻力的影響顯著,容重和含水量的交互作用則不明顯。因此,在土壤比較緊實或被機(jī)組碾壓的情況下,將會引起耕作阻力的急劇增加,應(yīng)該予以重視。模型比較簡單,并且具有較高的擬合精度,可以作為P-Q-S關(guān)系模型。在類似的土壤條件下對于估計田間機(jī)器作業(yè)的能量投入以及牽引效率有實際意義。

利用土壤容重測定儀進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn)，由于農(nóng)田土壤含有團(tuán)聚體、有機(jī)質(zhì)和土壤孔隙,在耕作部件作用于土壤的過程中,土壤產(chǎn)生的應(yīng)力與應(yīng)變極其復(fù)雜,實行定量測定目前還有許多困難。但是,耕作的牽引阻力主要決定于土壤的反作用力,土壤反作用力取決于土壤強(qiáng)度,與土壤內(nèi)聚力*(通常用便攜式土壤緊實度計或土壤穿透計測定,單位分別為kg/cm3和kPa/cm2)。土壤強(qiáng)度的影響因素主要有茬口、有機(jī)質(zhì)、土壤緊實程度和含水量。因此,在茬口和有機(jī)質(zhì)相同的情況下,影響耕作阻力的主要因素是土壤容重和含水量。