荒漠化是当今世界威胁人类生存的严重问题之一,世界各国对防治荒漠化都十分重视。我国是荒漠化较为严重的国家之一,荒漠化的面积占国土面积的27.32%。植树造林、种草恢复植被是目前防治荒漠化的最有效手段。对多年来采用深栽造林技术营造林木的调查发现,在科尔沁沙地杨树深栽造林深度在1.4m 以下时的成活率几乎达到100%,在栽植深度为70～80cm 时的造林成活率也在78%左右。深栽造林是一项在干旱沙地提高造林成活率和保存率的有效技术和方法。为了解决造林效率、降低造林成本,本课题研制了2 种适用于干旱沙地的新型深栽造林机械:一种是以小型农用拖拉机为动力底盘的钻孔机。这种机器采用全液压操纵与控制,具有与拖拉机挂接方便、操作简单等特点,深栽造林作业效率根据造林地土壤条件的不同可达到每小时造林60～120 棵,是一种具有广阔推广前景的深栽造林设备。另一种是以大型履带式拖拉机为牵引动力的插干造林设备-深松插干植树机用于中等深度的造林作业,该机每小时可插干造林1000～1500棵,是一种造林效率极高的设备,但受到其牵引动力-拖拉机功率的限制,在科尔沁沙地最大造林深度不大于80cm。本课题通过对用于深栽造林钻孔机的螺旋型钻头钻孔阻力矩进行的系统性理论分析,找出了钻头结构参数和运动参数对钻孔阻力矩的影响关系,为螺旋型钻头的设计提供了理论依据。通过对科尔沁沙地3 种典型造林地,即流动沙丘、固定沙地和道路两侧的实地试验研究,得出了钻头转速、进给速度之间的相互关系及对钻孔阻力矩的影响关系。在钻头转速为300～400rpm 范围时,进给速度为0.047m/s 具有最小的钻孔阻力矩和最好的综合钻孔造林效率。不同钻头钻尖结构,不同切刀刃角在3 种典型造林地的试验表明,这些因素对钻孔阻力矩的影响很小。在全部的实地测试还表明,在科尔沁沙地目前最广泛使用的钻孔直径为90mm,导程为75mm,长为1.7m 的深栽造林用钻头所需的钻孔驱动力矩不超过90Nm。这些实验研究所得出的结论,为今后同类设备的设计、动力的选型、液压元件的选购提供了可靠的依据。深松插干植树机进行的牵引阻力测试揭示了深松插干植树机的松土深度与牵引阻力几乎为一线性关系。随松土深度的增加,牵引阻力在空载运行阻力的基础上以0.79 倍松土深度(以cm 计)的速率增加。同时还得出了在科尔沁沙地,以东方红系列、功率为50～60kW 履带式拖拉机为牵引动力的深松插干植树机最大插干造林深度不超过80cm 的结论。这一试验结果为同类松土式和开沟式植树机的设计与正确使用提供了理论依据。通过对干旱地区机械化造林技术装备的研究,不仅在理论上为深栽造林设备的设计、研制提供了依据,而且所研制的深栽造林设备具有极好的适用性,现已开始推广,为加快我国防治荒漠化的进程提供一种高效、先进的技术装备。