我国草原面积辽阔，总面积约为3.92亿公顷，占国土总面积的40%以上。但由于风蚀、干旱、高寒等气候条件的影响及老鼠、蝗虫等的啃噬，再加上对草场的保护力度不够，长期无养息放牧，牲畜过度踩踏、啃食等原因，导致我国草原大面积退化，出现沙化和盐碱化情况。通过国内外大量实验可以得出结论，对牧草切根可以增强土壤中的有机质含量和全氮含量，提高蓄水能力，增加牧草高度，提高牧草产量。本期我们为读者介绍这方面的农机化实用技术。
破土切根技术是指在不破坏天然草地植被的情况下，对草原表皮进行破土切缝的一种草地培育措施。此技术大大改良了退化草场，解决了草畜矛盾，为我国畜牧业的发展打下了良好的基础。我国对于这一技术的研究发展较晚，起步于20世纪80年代。通过对国外的先进经验和国内大量的试验数据积累，黑龙江省有关部门和中国农业大学分别研制成功了草地点线式破土切根机、盘齿式破土切根机和条式牧草切根机等机械设备。
1.总体结构和工作原理
牧草切根机主要由悬挂架、机架、传动链、凸轮机构、切刀驱动机构、限深轮等组成。悬挂架采用典型的三点悬挂机构，悬挂在大于40kW的轮式拖拉机上。当拖拉机在草地上工作时，由拖拉机后动力输出轴经万向节传动轴将动力传送到切根机齿轮变速箱。切根刀安装于工作机构上，安装方向与机具的前进方向平行，在动力输出轴驱动下，经过齿轮变速箱传动后将动力传给工作机构，进而驱动切根刀以加速状态冲击入土；经过动力源的带动滑切前进，由高速旋转的刀轴带动破土切根刀正转强制刀齿持续入土切根；刀齿撕裂板结层土壤，从根部到顶部依次入土，将接触的土壤向两侧和底层压缩，防止翻垡或扬沙；刀齿刃口使草根被切断或沿刃口滑脱，避免出现拉拽草根与破坏植被的现象发生。在恶劣工作环境下，刀齿通过安全装置来保证工作刀轴和传动系统不受到损害，直到完成破土切根作业。一次切根完成后，再通过凸轮机构的旋转带动切刀快速出土，从而实现切根作业。当需改变切根速度时，可以通过改变链轮的大小来实现，而切根深度则可以通过限深轮调节。
2.主要工作部件设计
在牧草切根中，破土切根刀具是牧草机械切根的关键工作部件，其选择是影响切根质量的重要因素。破土切根刀具的直切刀由刀头和工作刀面组成，而盘齿切刀则由刀齿（刀刃、刀身与刀柄）和基座组成。选择不当不仅切根时阻力增大，而且还影响作业速度和切根质量。本文选用凸轮机构驱动直切刀，入土能力强，不撕扯草根，不翻动土壤，且不易粘土。直切刀工作面主要以圆弧面为主，机器工作时凸轮机构旋转，带动滑块在凸轮上沿凸轮边界滑动，从而强制切根刀垂直进入土壤切根。一次切根完成后，再通过凸轮的转动带动切根刀快速垂直出土，大大减少了切割阻力与土壤表层的切缝宽度。
在机体作业时，切刀与土壤的夹角越小，刀刃越锋利，切割土壤时的切割阻力越小，但同时刀刃的强度越低，越容易产生弯曲和折断。
在切根宽度和切根深度的设计方面，为方便调节两切根刀之间的间距，采取不拆卸刀轴而通过移动套筒的方式调节破土间距。在支撑轴上作等间距的螺纹孔，套筒与刀架固定，套筒在支撑轴上可左右移动。当需调节切根宽度时，通过移动套筒来调节相邻切根刀之间的间距，从而实现切根宽度的调节，当宽度调节完成后用螺栓固定此位置。
切根机工作时，要求切根深度可以自由调节，当调节深度时往里按旋转按钮，通过旋转按钮的旋转带动齿轮旋转，带动限深轮上下移动，从而起到调节深度的作用。当深度调节到适用位置时，往外拔出旋转按钮，使里面的齿轮与带动地轮上下移动的齿轮啮合，起到固定此位置的作用。
作业完成后，草地上会出现一条条纵向或网状的切缝，相当于将整体板结的土层划分成一个个小的板结单元体，实现一种间隔疏松、虚实并存的土壤状态。这利于有机物和亚氧化物被迅速分解为氧化物，让水分沿切缝向两侧传递，不断提供给新生的植物群落，消除了制约羊草无性繁殖的板结土壤因素，使土壤朝着利于植物生长的条件改善。（见下图）据此前已通过专家鉴定的中国农业大学工学院王德成教授主持的“牧草生产与草场生态恢复机械化技术研发与示范”项目成果显示，机械化切根复壮分蘖促生自我繁育的工艺，辅以草地低扰动、无翻垡、不扬沙的机械化耕作技术，使机械化改良后的天然草地增产约110%，人工草场增产近30%。这充分说明，对于高坚实度板结层的人工或天然根茎型或根茎疏丛型草地进行点线式破土切根，能够促进牧草复壮与自我繁殖，加快草地改良速度。
