СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВЕРХНЕГО ПОСЕВНОГО ВЛАГОСБЕРЕГАЮЩЕГО СЛОЯ ПОЧВЫ И ПРИЦЕПНОЕ К ПЛУГАМ ИЛИ ПЛОСКОРЕЗАМ КОМБИНИРОВАННОЕ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A01B79/00 A01B49/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам и устройствам для обработки почвы, и предназначено для сбережения влаги в почвах с недостаточным увлажнением при подготовке верхнего посевного слоя почвы и повышения урожайности зерновых культур.

Известен способ обработки почвы, включающий создание по глубине пахотного горизонта слоев почвы с различной плотностью при большем ее значении для среднего слоя, при осуществлении которого рыхлят верхний и нижние слои в пахотном горизонте, а в качестве более плотной прослойки между ними оставляют слой почвы естественного сложения (SU 622429 A, 18.07.78).

Недостатком этого известного способа является некачественная обработка верхнего слоя почвы, что ухудшает условия нормального развития корневой системы сельскохозяйственных культур и приводит к снижению их урожайности.

Известны комбинированный способ основной обработки почвы, при котором для повышения качества разделки пласта, создания слоистого пахотного горизонта, накопления и сбережения влаги, питательных веществ и очистки почвы от сорняков обрабатываемый участок одновременно с пахотой выравнивают и на определенной глубине пахотного слоя уплотняют с созданием на поверхности взрыхленного мульчирующего слоя, и почвообрабатывающий агрегат для осуществления этого способа, состоящий из последовательно установленных плуга, волокуши, катка-комкодробителя, собранного из кольчато-шпоровых дисков (SU 125422 A, 30.01.60).

Недостатком данного известного способа является обусловленное несовершенством используемого для его осуществления почвообрабатывающего агрегата недостаточное уплотнение пахотного слоя на глубине, которое не может обеспечить создание уплотненной прослойки, предотвращающей испарение влаги из нижних слоев почвы.

Наиболее близким к предложенному является способ обработки почвы, включающий рыхление верхнего и нижнего слоев почвы с созданием между ними уплотненной прослойки, причем верхний слой почвы уплотняют на глубину 8-15 см, а затем разрыхляют на глубину до 2 см (SU 973051 A, 25.11.82).

Недостаток этого известного способа заключается в том, что создаваемый верхний разрыхленный слой почвы имеет глубину, недостаточную для нормального развития корневой системы и роста зерновых культур и эффективного поглощения поверхностных вод и влаги из атмосферы.

Вышеописанный способ осуществляется с помощью устройства для обработки почвы, включающего последовательно установленные на раме вертикально разрезающие почву ножи, рабочие органы для безотвальной обработки почвы, роторный рабочий орган и каток, за которым установлен ротационный рабочий орган, имеющий ось с фланцами, на которых по их окружности шарнирно закреплены рабочие элементы, причем рабочие органы для безотвальной обработки почвы выполнены в виде глубокорыхлителей (SU 973051 A, 25.11.82).

Недостатками названного известного устройства для обработки почвы являются сложность его конструкции и низкая эффективность уплотнения почвы при создании средней уплотненной прослойки, что ухудшает способность последней препятствовать испарению влаги из нижележащего слоя почвы.

Наиболее близким к предложенному по содержанию и типам почвообрабатывающих орудий является прицепное к плугам или плоскорезам комбинированное почвообрабатывающее приспособление для подготовки верхнего посевного слоя почвы, содержащее присоединяемую передней частью к плугам или плоскорезам несущую раму, кольчатые катки и активные игольчатые диски, имеющие изогнутые иглы, обращенные вогнутостью по направлению вращения дисков (SU 1521319 A1, 15.11.89).

Это известное комбинированное почвообрабатывающее приспособление достаточно простое по конструкции и удобное в эксплуатации, однако с помощью него невозможно формировать верхний посевной влагосберегающий слой почвы, состоящий из трех прослоек: верхней и нижней разрыхленных прослоек и расположенной между ними уплотненной прослойки, препятствующей испарению влаги из нижележащего слоя почвы.

Задачей настоящего изобретения является создание верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы, состоящего из трех прослоек: верхней рыхлой мульчирующей прослойки, достаточной для нормального развития корневой системы и роста зерновых культур и эффективного поглощения поверхностных вод и влаги из атмосферы, нижней крупнорыхлой прослойки и распложенной между ними уплотненной мелкорыхлой прослойки, препятствующей испарению влаги из нижележащего слоя почвы, с помощью простого по конструкции, недорогого, удобного, экономичного и эффективного в эксплуатации комбинированного почвообрабатывающего приспособления, обеспечивающего формирование такого верхнего влагосберегающего слоя почвы за один проход.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе подготовки верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы, включающем первоначальное рыхление верхнего пласта почвы и последующее формирование из него трех прослоек: верхней и нижней разрыхленных прослоек и расположенной между ними уплотненной прослойки, при котором верхний слой почвы сначала уплотняют на глубину до 12 см, а затем разрыхляют на меньшую глубину, согласно изобретению первоначальное рыхление верхнего пласта почвы осуществляют на глубину не менее 15 см, а в разрыхленном верхнем пласте почвы сначала производят крошение почвенных глыб и выравнивание поверхности почвы кольчатыми катками, а затем - крошение почвы на глубину до 12 см и вынос на поверхность почвы оставшихся почвенных глыб с помощью активных игольчатых дисков и последующие крошение почвы и ее уплотнение на глубину до 12 см с достижением плотности до 1,3 г/см³ при помощи пассивных игольчатых дисков, после чего верхний слой почвы уплотняют кольчатыми катками с выравниванием его поверхности, а затем разрыхляют барабаном-бороной до образования верхней мульчирующей прослойки почвы глубиной 4-6 см из почвенных агрегатов размером 0,5-3 мм.

В части устройства для осуществления вышеописанного способа решение поставленной задачи достигается тем, что прицепное к плугам или плоскорезам комбинированное почвообрабатывающее приспособление для подготовки верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы, содержащее присоединяемую передней частью к плугам или плоскорезам несущую раму, кольчатые катки и активные игольчатые диски, имеющие изогнутые иглы, обращенные вогнутостью по направлению вращения дисков, согласно изобретению снабжено плавающей рамой, снизу параллельно прикрепленной к несущей раме посредством шарнирной подвески с возможностью регулирования ее удаления от несущей рамы, пассивными игольчатыми дисками, имеющими изогнутые иглы, обращенные выпуклостью по направлению вращения дисков, и мульчирующим барабаном-бороной, кольчатые катки установлены рядами на несущей раме в ее передней и задней частях, а между рядами кольчатых катков расположена плавающая рама, на которой смонтированы рядами игольчатые диски, причем в передней части плавающей рамы установлен по меньшей мере один ряд активных игольчатых дисков, а в средней и задней частях плавающей рамы размещены по меньшей мере два ряда пассивных игольчатых дисков, при этом мульчирующий барабан-борона прикреплен сзади к несущей раме и состоит из нескольких автономно вращающихся секций.

При этом секции барабана-бороны выполнены с пластинчатыми ножами, установленными под углом 20-30^o к оси барабана-бороны и имеющими режущую кромку, заточенную под углом 32^o.

Кроме того, кольчатые катки и игольчатые диски установлены соответственно на несущей и плавающей рамах с возможностью захода дисков и катков одного ряда в промежутки между дисками или катками каждого соседнего ряда на глубину, равную 0,1-0,2 диаметра дисков или катков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено прицепное к плугам или плоскорезам комбинированное почвообрабатывающее приспособление для подготовки верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы, вид сбоку, на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Способ подготовки посевного влагосберегающего слоя почвы предусматривает первоначальное рыхление верхнего пласта почвы и последующее формирование из него трех прослоек: верхней и нижней разрыхленных прослоек и расположенной между ними уплотненной прослойки, при этом верхний слой почвы сначала уплотняют на глубину до 12 см, а затем разрыхляют на меньшую глубину. Первоначальное рыхление верхнего пласта почвы осуществляют на глубину не менее 15 см, а в разрыхленном верхнем пласте почвы сначала производят крошение почвенных глыб и выравнивание поверхности почвы, а затем - крошение почвы на глубину до 12 см и вынос на поверхность почвы оставшихся почвенных глыб. После этого производят дополнительное крошение почвы и ее плотнение на глубину до 12 см с достижением плотности до 1,3 г/см³.

Затем верхний слой почвы уплотняют с выравниванием его поверхности и разрыхляют до образования верхней мульчирующей прослойки почвы глубиной 4-6 см из почвенных агрегатов размером 0,5-3 мм.

Прицепное к плугам или плоскорезам комбинированное почвообрабатывающее приспособление для подготовки верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы содержит несущую раму 1, присоединяемую передней частью при помощи плавающей сцепки 2 к плоскорезам или плугам 3. На несущей раме 1 в ее передней части установлен на оси 4 один ряд кольчатых катков 5, а в ее задней части - на оси 6 другой ряд кольчатых катков 7. Между рядами кольчатых катков 5 и 7 расположена плавающая рама 8, которая снизу параллельно прикреплена к несущей раме 1 посредством шарнирной подвески, состоящей из рычагов 9 и 10, шарнирно присоединенных концами к обеим рамам 1 и 8. Плавающая рама 8 подвешена к несущей раме 1 с возможностью регулирования ее удаления от несущей рамы 1, т.е. с возможностью перемещения плавающей рамы 8 по вертикали, регулируемого винтами 11. В передней части плавающей рамы 8 установлен по меньшей мере один ряд активных игольчатых дисков 12 на оси 13, а в средней и задней частях плавающей рамы 8 размещены по меньшей мере два ряда пассивных игольчатых дисков 14 на осях 15 и 16. Активные игольчатые диски 12 имеют изогнутые иглы 17, обращенные вогнутостью по направлению вращения дисков 12, т. е. входящие в землю своими заточенными концами для крошения почвы, а пассивные игольчатые диски 14 имеют изогнутые иглы 18, обращенные выпуклостью по направлению вращения дисков 14, т.е. входящие в землю своими выпуклыми спинками для крошения и уплотнения почвы на глубине. Сзади к несущей раме 1 прикреплен мульчирующий барабан-борона 19, состоящий из нескольких автономно вращающихся секций 20 для предотвращения поломок при разворотах приспособления. Секции 20 барабана-бороны 19 выполнены с пластинчатыми ножами 21, установленными под углом 20-30^o к оси 22 барабана-бороны 19 и имеющими режущую кромку, заточенную под углом 32^o.

Кольчатые катки 5 и 7 целесообразно выполнять диаметром 460 мм, а активные и пассивные игольчатые диски 12 и 14 - диаметром 435 мм для соответственно крошения почвы на глубину до 12 см им уплотнения почвы также на глубину до 12 см. Кольчатые катки 5 и 7 и игольчатые диски 12 и 14 установлены соответственно на рамах 1 и 8 с возможностью захода дисков 12 и 14 и катков 5 и 7 одного ряда в промежутки между дисками 12 и 14 или катками 5 и 7 каждого соседнего ряда на глубину E = 0,1 - 0,2 диаметра дисков 12 и 14 или катков 5 и 7 для их самоочищения в процессе работы в случае налипания увлажненной почвы после дождя. При этом зазоры между кольчатыми катками 5 и 7 одного ряда целесообразно выполнять величиной b = 60 мм, а между игольчатыми дисками 12 и 14 соседних рядов - величиной c = 70 мм.

Барабан-борона 19 может быть выполнен диаметром 380 мм и составлен из 4-х секций 20.

Предлагаемое комбинированное почвообрабатывающее приспособление за один проход формирует за плугом или плоскорезом влагосберегающий, неоднородный по уплотнению верхний посевной слой почвы, состоящий из трех прослоек: верхней рыхлой мульчирующей прослойки 23 глубиной до 4-6 см из почвенных агрегатов размером 0,5 - 3 мм, средней уплотненной с достижением плотности до 1,3 г/см³ мелкорыхлой прослойки 24 глубиной до 12 см и нижней крупнорыхлой прослойки 25 глубиной не менее 15 см (указанные глубины отсчитываются от поверхности почвы).

Прицепное к плугам или плоскорезам комбинированное почвообрабатывающее приспособление работает и подготавливает за один проход верхний посевной влагосберегающий слой почвы следующим образом.

Первоначальное рыхление верхнего пласта почвы осуществляют на глубину не менее 15 см с помощью плуга 3 или плоскореза, перемещаемого трактором (на фигурах не показан) перед несущей рамой 1. Разрыхленный верхней пласт почвы подвергается воздействию установленного на несущей раме 1 переднего ряда кольчатых катков 5, в результате чего происходит крошение почвенных глыб и выравнивание поверхности почвы. При последовательном перемещении комбинированного почвообрабатывающего приспособления за плугом 3 или плоскорезом игольчатые диски 12 и 14, установленные на плавающей раме 8, вращаются от сцепления их игл 17 и 18 с почвой. При этом активные игольчатые диски 12, входящие в землю заточенными концами изогнутых игл 17, производят крошения почвы на глубину до 12 см и выносят на поверхность почвы оставшиеся почвенные глыбы. Пассивные игольчатые диски 14, внедряясь в почву выпуклой тыльной стороной изогнутых игл 18, обрабатывают уже частично разрыхленную почву и, заглубляясь, разбивают неизвлеченные глыбы, окончательно разрыхляют пласт почвы на глубину 12 см и производят очаговое уплотнение нижнего слоя почвы на глубине до 12 см с достижением ее плотности до 1,3 г/см³. Размещение игольчатых дисков 14 на оси 15 в промежутках между игольчатыми дисками 12 и 14 соседних рядов соответственно на осях 13 и 16 обеспечивает равномерное крошение почвы. Игольчатые диски 12 и 14 вводятся в почву при работе приспособления и выводятся из нее за счет их установки на плавающей раме 8, перемещение которой по высоте относительно рамы 1, а следовательно, и заглубление дисков 12 и 14 в почву регулируется винтами 11, что также позволяет транспортировать прицепное комбинированное почвообрабатывающее приспособление в нерабочем положении при поднятых игольчатых дисках 12 и 14 на кольчатых катках 5 и 7. К тому же плавающая рама 8, на которой установлены игольчатые диски 12 и 14, обеспечивает саморегулирование по глубине обработки почвы при рабочем движении приспособления, и в случае столкновения дисков 12 и 14 с твердыми телами, например крупными камнями или валунами, рама 8 поднимается, тем самым сохраняя целостность приспособления и не допуская поломок игольчатых дисков 12 и 14.

При работе приспособления происходит встречное движение катков 5 и 7 и дисков 12 и 14, что приводит к их интенсивной самоочистке от почвы и исключает их залипание и забивание.

После игольчатых дисков 12 и 14 на раскрошенный и перемешанный верхний слой почвы воздействует задний ряд кольчатых катков 7, который уплотняет верхний слой до оптимальной плотности 1,3 г/см³ на глубину до 12 см и выравнивает его поверхность.

После катков 7 уплотненную поверхность почвы разрыхляет барабан-борона 19, состоящий из автономно вращающихся секций 20 с пластинчатыми ножами 21, до образования верхней мульчирующей прослойки почвы глубиной 4-6 см из почвенных агрегатов размером 0,5-3 мм.

Таким образом, предлагаемое комбинированное почвообрабатывающее приспособление, транспортируемое за плугом или плоскорезом с помощью плавающей сцепки, создает на малоувлажненных почвах за один проход верхний посевной влагосберегающий слой заданной ширины, соответствующий агротехническим требования, обеспечивает формирование разных по плотности и толщине прослоек почвы: верхней рыхлой мульчирующей прослойки, достаточной для нормального развития корневой системы и роста зерновых культур и эффективного поглощения поверхностных вод и влаги из атмосферы, нижней крупнорыхлой прослойки и расположенной между ними уплотненной до оптимальной плотности мелкорыхлой прослойки, препятствующий испарению влаги из нижележащего слоя почвы, но не прерывающей капиллярного увлажнения верхней мульчирующей прослойки из нижней крупнорыхлой прослойки. К тому же после вспашки плугом или плоскорезом отсутствуют разрывы времени между технологическими операциями обработки почвы, что уменьшает испарение влаги из обрабатываемой почвы.

В результате применения предлагаемого прицепного к плугам или плоскорезам комбинированного почвообрабатывающего приспособления увеличивается на 20-25% сохранение влаги в почве и повышается на 15-20% урожайность культур. При использовании данного приспособления не требуется увеличение тягового усилия, что позволяет экономить до 30% топлива, а возможность осуществления всех технологических операций по обработке почвы за один проход приспособления позволяет значительно снизить трудовые затраты.

Изобретение относится к земледелию и сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для сбережения влаги в почвах с недостаточным увлажнением при подготовке верхнего посевного слоя почвы. Первоначальное рыхление верхнего пласта почвы осуществляют на глубину не менее 15 см. В разрыхленном верхнем пласте почвы сначала производят крошение почвенных глыб и выравнивание поверхности почвы кольчатыми катками, а затем - крошение почвы на глубину до 12 см и вынос на поверхность почвы оставшихся почвенных глыб с помощью активных игольчатых дисков. Последующие крошение почвы и ее уплотнение на глубину до 12 см с достижением плотности до 1/3 г/см³ производят при помощи пассивных игольчатых дисков. После этого верхний слой почвы уплотняют кольчатыми катками с выравниванием его поверхности, а затем разрыхляют барабаном-бороной до образования верхней мульчирующей прослойки почвы глубиной 4 - 6 см из почвенных агрегатов размером 0,5 -3,0 мм. В результате под верхней мульчирующей прослойкой создается средняя уплотненная прослойка, препятствующая испарению влаги из нижней разрыхленной прослойки. Простое по конструкции и удобное в эксплуатации прицепное к плугам или плоскорезам приспособление содержит все перечисленные почвообрабатывающие орудия и формирует верхний влагосберегающий слой почвы за один проход. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ подготовки верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы, включающий первоначальное рыхление верхнего пласта почвы и последующее формирование из него трех прослоек: верхней и нижней разрыхленных прослоек и расположенной между ними уплотненной прослойки, при котором верхний слой почвы сначала уплотняют на глубину до 12 см, а затем разрыхляют на меньшую глубину, отличающийся тем, что первоначальное рыхление верхнего пласта почвы осуществляют на глубину не менее 15 см, а в разрыхленном верхнем пласте почвы сначала производят крошение почвенных глыб и выравнивание поверхности почвы кольчатыми катками, а затем - крошение почвы на глубину до 12 см и вынос на поверхность почвы оставшихся почвенных глыб с помощью активных игольчатых дисков и последующее крошение почвы и ее уплотнение на глубину до 12 см с достижением плотности до 1,3 г/см³ при помощи пассивных игольчатых дисков, после чего верхний слой почвы уплотняют кольчатыми катками с выравниванием его поверхности, а затем разрыхляют барабаном-бороной до образования верхней мульчирующей прослойки почвы глубиной 4 - 6 см из почвенных агрегатов размером 0,5 - 3,0 мм. 2. Прицепное к плугам или плоскорезам комбинированное почвообрабатывающее приспособление для подготовки верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы, содержащее присоединяемую передней частью к плугам или плоскорезам несущую раму, кольчатые катки и активные игольчатые диски, имеющие изогнутые иглы, обращенные вогнутостью по направлению вращения дисков, отличающееся тем, что оно снабжено плавающей рамой, снизу параллельно прикрепленной к несущей раме посредством шарнирной подвески с возможностью регулирования ее удаления от несущей рамы, пассивными игольчатыми дисками, имеющими изогнутые иглы, обращенные выпуклостью по направлению вращения дисков, и мульчирующим барабаном-бороной, кольчатые катки установлены рядами на несущей раме в ее передней и задней частях, а между рядами кольчатых катков расположена плавающая рама, на которой смонтированы рядами игольчатые диски, причем в передней части плавающей рамы установлен по меньшей мере один ряд активных игольчатых дисков, а в средней и задней частях плавающей рамы размещены по меньшей мере два ряда пассивных игольчатых дисков, при этом мульчирующий барабан-борона прикреплен сзади к несущей раме и состоит из нескольких автономно вращающихся секций. 3. Приспособление по п.2, отличающееся тем, что секции барабана-бороны выполнены с пластинчатыми ножами, установленными под углом 20 - 30^o к оси барабана-бороны и имеющими режущую кромку, заточенную под углом 32^o. 4. Приспособление по п.2 или 3, отличающееся тем, что кольчатые катки и игольчатые диски установлены соответственно на несущей и плавающей рамах с возможностью захода дисков и катков одного ряда в промежутки между дисками или катками каждого соседнего ряда на глубину, равную 0,1 - 0,2 диаметра дисков или катков.