СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР И ПОСЕВНОЙ АГРЕГАТ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ СПОСОБА Российский патент 1997 года по МПК A01C7/00 A01B79/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к способу возделывания гибридных семян кукурузы и к машинам для широкорядного посева пропашных культур.

Известны способы посева и устройство для его осуществления, согласно которым обработку почвы и широкорядный посев проводят в два приема и чередующимися рядами пропашных культур путем образования в почве уплотненного ложа, укладки семян, закрытия ложа почвой и уплотнения почвы катками, при этом устройство для посева содержит посевные секции, включающие полозовидный сошник с размещенным над ним высевающим аппаратом бункера для семян и уплотнительный каток.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известных способа и устройства, относится повышенная трудоемкость технологии посева и неэффективность создаваемых условий для одновременных и равномерных всходов при возделывании гибридных семян кукурузы.

Наиболее близкими способом и устройством при осуществлении способа являются:
1) способ выращивания гибридных семян кукурузы, включающий обработку почвы, широкорядный посев семян чередующимися рядами материнских и отцовских форм растений и уборку урожая принят за прототип;
2) посевной агрегат для широкорядного посева кукурузы, содержащий преимущественно восемь посевных секций, включающих полозовидный сошник, бункер для семян с высеивающим аппаратом, уплотнительный каток и другие элементы - принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известных способа и устройства, принятых за прототип, относится недостаточная эффективность возделывания гибридных семян кукурузы из-за поочередного посева материнских и отцовских форм растений и удаления последних до получения зернового урожая; отсутствие в посевном агрегате средств для реализации более эффективного способа возделывания.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, создание оптимальных условий для эффективного возделывания гибридных семян кукурузы.

Технический результат снижение трудоемкости возделывания и повышение урожайности с учетом особенностей биологического развития кукурузы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе возделывания гибридных семян кукурузы семена отцовских форм растений заделывают в почву на переменной глубине, плавно изменяющейся по длине ряда по синусоидальной кривой в интервале 3.6 см, при сохранении заданной глубины заделки семян материнских форм растений и соотношении материнских и отцовских рядов 3:1, при этом при проходе посевного агрегата ряды отцовских растений располагают с одного края таким образом, что после разворота посевного агрегата на 180^o ряды отцовских растений оказываются сомкнутыми, а уборку урожая раздельно материнских и отцовских растений проводят уборочными агрегатами с шириной захвата, равной или кратной соответствующим полосам материнских и отцовских растений; заделку в почву семян отцовских форм растений проводят со смещением по фазе синусоидальной кривой в соседних рядах.

В известном посевном агрегате, содержащем преимущественно 8 посевных секций, уплотнительные катки двух крайних посевных секций установлены на оси с эксцентриситетом, величина которого может изменяться и соотносится к вертикальному перемещению задней пятки полозовидного сошника как 0,65.0,70. Ступица уплотнительного катка выполнена с отверстием, смещенным относительно центральной оси катка на половину максимального эксцентриситета, и снабжена промежуточной втулкой с отверстием, взаимодействующим с осью катка и смещенным относительно своей центральной оси на половину максимального эксцентриситета; промежуточная втулка закреплена в ступице уплотнительного катка с возможностью переустановки на угол, равный или кратный 60^o, уплотнительные катки снабжены дисбалансным грузом, установленным в соседних посевных секциях со смещением на 180^o по отношению к эксцентриситету.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Заявитель провел дополнительный поиск известных решений, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом, в частности не предусматриваются известные преобразования. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг.1 изображена схема посева гибридных семян материнских и отцовских форм растений; на фиг.2 схема заделки в почву семян материнских форм растений; на фиг. 3 то же, но отцовских форм растений; на фиг.4 схема уборки зернового урожая раздельно материнских и отцовских растений; на фиг.5 - посевной агрегат при осуществлении способа возделывания гибридных семян кукурузы, вид в плане; на фиг.6 конструктивно-кинематическая схема посевной секции посевного агрегата; на фиг.7 сечение А-А на фиг.5; на фиг.8 сечение Б-Б на фиг. 7; на фиг.9 то же, но при другом положении ступицы уплотнительного катка.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Обработку почвы проводят известным образом. Широкорядный посев гибридных семян кукурузы осуществляют преимущественно с помощью восьмирядного посевного агрегата. При его проходе в ряды 1.6 (фиг.1) высевают семена материнских форм растений, в ряды 7, 8 отцовских форм растений при соотношении рядов соответственно 3:1. При проходе посевного агрегата ряды отцовских растений располагают, как показано на фиг.1 с одного края таким образом, что после разворота посевного агрегата на 180^o ряды 7 и 8 отцовских растений оказываются сомкнутыми в 4 ряда. Семена материнских форм растений заделывают в почву на заданной (постоянной) глубине а 5.6 см (фиг.2). Семена отцовских форм растений заделывают в почву на переменной глубине, плавно изменяющейся по длине ряда по синусоидальной кривой (фиг.3) в интервале от а_min 3 см до a_max 6 см (средняя глубина заделки а ≈ 4,5 см). В соседних рядах 7 и 8 синусоидальные кривые глубины заделки семян отцовских форм растений смещены по фазе.

Переменная глубина заделки в почву семян отцовских форм растений по синусоидальной кривой в сочетании со смещением по фазе этих кривых в соседних рядах приводит к тому, что всходы и последующее цветение растений происходит разновременно и оказывается растянутым по времени. По данным многолетних наблюдений в условиях орошаемого земледелия в Нижнем Поволжье, изменение глубины заделки в почву семян отцовских растений на 1 см приводит к изменению времени цветения в среднем на 4 дня, при разности в глубине заделки а_max- a_min 3 см интервал времени цветения отцовских растений "растягивается" дополнительно примерно на 12 дней. С учетом продолжительности цветения отдельных растений, время нахождения поля кукурузы под действием пыльцы отцовских растений увеличивается и составляет такую величину, при которой гарантированно изменяется интенсивность и направление ветров. Благодаря этому вероятность опыления всех материнских растений существенно возрастает, исключается необходимость искусственного трудоемкого и недостаточно эффективного опыления, что, в свою очередь, является залогом получения запрограммированного урожая гибридных семян.

Уборку отцовских и материнских растений осуществляют раздельно в оптимальные сроки. Уборку урожая отцовских растений полос в 4 ряда проводят серийными кукурузоуборочными комбайнами с шириной захвата в 4 ряда (фиг.4). После уборки отцовских растений на поле остаются полосы материнских растений
по 12 рядов, по краям поля 6 рядов. Их уборку в оптимальные сроки проводят серийными кукурузоуборочными комбайнами с шириной захвата рядов, кратной 12, в частности агрегатами с шириной захвата в 6 рядов (фиг.4).

Пример. Подготовленное поле выращивания семян (F₁) гибрида РОСС-331 засевали семенами родительских форм по схеме 12 х 4, сеялками СУПН-8. Для этого 6 бункеров сеялки загружали семенами материнских форм, а 2 крайних бункера отцовских форм. Семена материнских форм заделывали на постоянную глубину 5. 6 см во влажный слой почвы и присыпали (мульчировали) подсушенным слоем почвы. Два сошника сеялки заделывали семена отцовских форм на переменную глубину 3.6 см по синусоидальной кривой также во влажный слой почвы с последующим мульчированием поверхностного слоя. При таком посеве были созданы наиболее оптимальные условия для прорастания семени и дружного появления всходов. В фазе 9.10 листьев ряды растений отцовских форм при визуальном осмотре выглядели слегка волнообразно, к концу цветения метелки этого явления не наблюдалось. В результате удлинения фазы цветения метелки отцовских форм череззерница верхних початков на материнских формах практически отсутствовала, а на нижних початках озерненность была на 4.7% выше по сравнению с соответствующими данными на контрольном участке гибридизации, возделываемом известным способом.

Посевной агрегат при осуществлении способа возделывания гибридных семян кукурузы (фиг.5) содержит раму 1, колеса 2, преимущественно восемь посевных секций 3 и другие элементы. Посевные секции 3 (фиг.6) включают полозовидный сошник 4, бункер 5 для семян с высеивающим аппаратом 6, уплотнительный каток 7. Рама 1 посевного агрегата и посевная секция 3 соединены между собой тягами 8, являющимися звеньями шарнирно-параллелограммной структуры. Внутри посевной секции 3 передний носок сошника 4 дополнительно поддерживается штангами 9. Уплотнительный каток 7 смонтирован на фигурных тягах 10 с расчетной длиной l_p; фигурная тяга снабжена штангой 11. Полозовидный сошник 4 имеет расширительную пятку p и заднюю пятку m.

Уплотнительные катки 7 двух крайних посевных секций 3 (фиг.5, 6) установлены на оси с эксцентриситетом е. Величина эксцентриситета соотносится к вертикальному перемещению задней пятки m полозовидного сошника 4 как e= (0,65.0,70)(a_max- a_min), где (a_max- a_min) - вертикальное перемещение точки m сошника; предусмотрена возможность изменения эксцентриситета e. Ступица 12 уплотнительного катка 7 (фиг.7-9) выполнена с отверстием, смещенным относительно центральной оси О катка на половину максимального эксцентриситета (0,5е). Ступица 12 снабжена промежуточной втулкой 13 с отверстием, взаимодействующим с осью 14 уплотнительного катка; указанное отверстие смещено относительно центральной оси О₁ промежуточной втулки 13 (своей центральной оси) на половину максимального эксцентриситета (0,5е). Промежуточная втулка 13 имеет фланец "б" с отверстиями, посредством которых втулка крепится в соответствующих резьбовых гнездах ступицы 12 уплотнительного катка. Отверстие в фланце "б" и резьбовые гнезда в ступице 12 выполнены с возможностью переустановки промежуточной втулки 13 на угол, равный или кратный 60^o. Благодаря этому эксцентриситет е установки уплотнительного катка 7 на оси 14 дискретно можно изменять от нуля до максимального значения. Установленные с эксцентриситетом уплотнительные катки 7 двух крайних посевных секций 3 снабжены дисбалансными грузами 15. Последние установлены в соседних посевных секциях со смещением на 180^o по отношению к эксцентриситету е.

Посевной агрегат работает следующим образом.

Агрегат известным образом агрегатируется с трактором. Когда за счет гидронавесного устройства трактора агрегат находится в поднятом (нерабочем) положении, уплотнительные катки 7 двух крайних посевных секций 3, установленных с эксцентриситетом е, за счет соответствующих дисбалансных грузов 15 разворачиваются на оси 14 и самоустанавливаются в соседних посевных секциях со смещением на 180^o по отношению к эксцентриситету. Глубина внедрения в почву полозовидных сошников 4 глубина заделки семян в почву устанавливается известным образом. При рабочем проходе агрегата его 6 посевных секций 3, не имеющих эксцентриситета, осуществляют обычный широкорядный посев гибридных семян кукурузы материнских форм растений на заданную постоянную глубину 5.6 см (фиг.1, 2). Две другие крайние посевные секции 3 высевают гибридные семена отцовских форм растений. Вследствие эксцентричной установки уплотнительных катков 7, ось 14 этих катков, наряду с поступательным горизонтальным перемещением вместе с посевным агрегатом, совершает периодические вертикальные перемещения на величину ±е от нулевого значения, когда е 0 (фиг.6). Сочетание поступательного горизонтального и периодического вертикального перемещения влечет за собой перемещение центра оси 14 уплотнительного катка 7 точки О по синусоидальной (гармонической) кривой с амплитудой е и периодом 2πR_к, где R_k -динамический радиус качения катка.

Колебательное движение и перемещение точки О по синусоидальной кривой возбуждает колебания всех звеньев шарнирно-рычажной системы двух посевных секций 3 (с эксцентриситетом). На одной стороне посевной секции (фиг.6) рама 1 совершает только поступательное движение (вертикальные перемещения посевного агрегата за счет неровностей поля условно не учитываются). Наличие в составе посевной секции 3 шарнирно-параллелограммной структуры со звеньями 8 приводит к тому, что полозовидный сошник 4 и, в частности, его расширительная пятка p и задняя пятка m, совершает движение по синусоидальной кривой сошник 4 и жестко связанный с ним бункер 5 для семян с высеивающим аппаратом 6 не совершает колебательных движений в продольно-вертикальной плоскости. Фигурные тяги 10, взаимодействующие с осью 14 уплотнительного катка 7, совершают сложное движение, но, будучи связанными противоположным концом с одним из шарниров шарнирно-параллелограммной структуры, не оказывают влияния на эволюцию в пространстве сошника 4; штанги 9 и 11 совершают зависимые движения. Благодаря этому обеспечивается стабильный технологический процесс заделки гибридных семян отцовских форм растений на переменной глубине, плавно изменяющейся по синусоидальной кривой в интервале от a_min до a_max (фиг.3, 6). Самоустановка уплотнительных катков 7 в соседних посевных секциях 3 со смещением на 180^o по отношению к эксцентриситету (за счет дисбалансных грузов 15) приводит к тому, что заделка в почву семян отцовских растений осуществляется со смещением по фазе синусоидальной кривой в соседних рядах сначала на половину периода кривой, затем вследствие возможного проскальзывания соседних уплотнительных катков с иным смещением по фазе. При необходимости эксцентриситет е и связанное с ним упомянутым соотношением вертикальное перемещение задней пятки m полозовидного сошника 4 может быть изменено за счет переустановки-разворота промежуточной втулки 13 относительно ступицы 12 уплотнительного катка 7 на угол, равный или кратный 60^o (фиг. 7-9). Разворотом промежуточной втулки 13 на угол 180^o можно исключить эксцентриситет полностью (е 0; точка О и центр оси 14 совмещаются). В этом случае две крайние посевные секции 3 наряду с остальными посевными секциями посевного агрегата могут быть использованы для обычного широкорядного посева пропашных культур, при этом дисбалансные грузы 15 желательно демонтировать.

В итоге при посеве и возделывании гибридных семян кукурузы достигается снижение трудовых, материальных и энергетических ресурсов и повышение урожайности с учетом особенностей биологического развития кукурузы. Описанные технология и техническое средство относятся к числу ресурсосберегающих.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения совокупности условий: способ и средство предназначены для использования в сельском хозяйстве и в сельскохозяйственном машиностроении; для заявленного изобретения подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов; способ и средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость по действующему законодательству".

Использование: изобретение относится к сельскому хозяйству и сельскохозяйственному машиностроению. Способ возделывания включает обработку почвы, широкорядный посев семян чередующимися рядами материнских и отцовских форм растений и уборку урожая. Семена отцовских форм растений заделывают в почву на переменной глубине, плавно изменяющейся по длине ряда по синусоидальной кривой в интервале 3...6 см, при соотношении материнских и отцовских рядов 3: 1, при этом при проходе посевного агрегата ряды отцовских растений располагают с одного края, а уборку урожая проводят агрегатами с соответствующей шириной захвата. Посевной агрегат содержит преимущественно восемь посевных секций, включающих полозовидный сошник и уплотнительный каток; в двух крайних посевных секциях уплотнительные катки установлены на оси с эксцентриситетом. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ возделывания пропашных культур, включающий обработку почвы, широкорядный посев семян чередующимися рядами основной и дополнительной культур при проходе одного посевного агрегата, причем дополнительную культуру располагают в крайних рядах относительно рядов основной культуры и при развороте посевного агрегата на 180^o крайние ряды дополнительной культуры размещают рядом, и уборку урожая, отличающийся тем, что в качестве основной и дополнительной культур применяют соответственно материнские и отцовские формы растений, например кукурузы, причем семена отцовских форм растений заделывают в почву на переменной глубине, плавно изменяющейся по длине ряда по синусоидальной кривой в интервале 3 6 см, при сохранении заданной глубины заделки семян материнских форм растений и в соотношении материнских и отцовских рядов 3 1, при этом уборку урожая материнских и отцовских растений проводят раздельно агрегатами с шириной захвата, равной или кратной соответствующим полосам материнских и отцовских растений. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заделку в почву семян отцовских форм растений проводят со смещением по фазе синусоидальной кривой в соседних рядах. 3. Посевной агрегат, содержащий преимущественно восемь посевных секций, включающих полозовидный сошник, бункер для семян с высевающим аппаратом и уплотнительный каток, отличающийся тем, что уплотнительные катки двух крайних посевных секций установлены на оси с эксцентриситетом. 4. Агрегат по п. 3, отличающийся тем, что величина эксцентриситета установки уплотнительного катка на оси относится к вертикальному перемещению задней пятки полозовидного сошника как 0,65 0,70. 5. Агрегат по пп. 3 и 4, отличающийся тем, что уплотнительные катки установлены на оси с возможностью изменения эксцентриситета. 6. Агрегат по пп. 3 5, отличающийся тем, что ступица уплотнительного катка выполнена с отверстием, смещенным относительно центральной оси катка на половину максимального эксцентриситета, и снабжена промежуточной втулкой с отверстием, взаимодействующим с осью катка и смещенным относительно своей центральной оси на половину максимального эксцентриситета. 7. Агрегат по пп. 5 и 6, отличающийся тем, что промежуточная втулка закреплена в ступице уплотнительного катка с возможностью переустановки путем разворота на угол, равный или кратный 60^o. 8. Агрегат по п. 3, отличающийся тем, что уплотнительные катки снабжены дисбалансным грузом, установленным в соседних посевных секциях со смещением на 180^o по отношению к эксцентриситету.