СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЗАРОСЛЕЙ СОЛОДКИ ГОЛОЙ И ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК A01D91/02 A01B49/02 

Изобретение предназначено для коренного улучшения естественных (дикорастущих) зарослей солодки голой в качестве лакричного сырья фармацевтической, кондитерской, консервной, химической, парфюмерной, пищевой и ряда специальных отраслей промышленности.

Известен способ уборки корней растений, преимущественно лакрицы, содержащий обрезку верхней части корней, подкапывание и извлечение кондиционной их фракции из земли, в котором, с целью предотвращения ветровой эрозии и иссушения почвы, обрезку верхней части корней осуществляют путем снятия поверхностного слоя земли, его перемещают без оборачивания на убранную часть поля (SU авт. св. 904563, кл. А 01 D 91/02, заявлено 20.06.1980, опубликовано 15.02.1982).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится низкий уровень добываемых корней.

Известен также способ уборки корней растений, преимущественно лакрицы, включающий скашивание надземной части растений, срезание поверхностного слоя с корневыми шейками и карабашем, перемещение его на убранный участок поля, подкапывание и извлечение корней из почвы, в котором, с целью повышения полноты уборки корней и улучшения воспроизводимости лакрицы, перед перемещением поверхностного слоя почвы на убранном участке поля открывают борозду с образованием почвенного валка, затем в борозду укладывают поверхностный слой почвы, уплотняют его и укрывают слоем почвы, разрушая почвенный валок; с целью лучшего уплотнения, поверхностный слой почвы перед перемещением разрезают на части (SU авт. св. 1184470, кл. А 01 D 91/02, заявлено 26.04.1984, опубликовано 15.10.1985).

К причине, препятствующей достижению требуемого результата при применении известного способа, относится то, что малопродуктивные заросли перед уборкой разрезают на мелкие куски, включая корни, корневища и карабаш. Затем разрезанные части в хаотическом порядке укладывают в пласты почвы на глубину до 0,60 м и, чтобы их сохранить, многократно прикатывают. После такой технологии добычи корней солодки в естественных зарослях требуется не менее 7-8 лет для того, чтобы на поверхности поля появились вегетативные и парциальные побеги солодковых корней и карабаша. Количество кондиционных корней при уборке описанным способом не превышает 15-20%.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является способ уборки солодковых зарослей, включающий срезание поверхностного слоя почвы с корневыми шейками и карабашем, подкапывание и извлечение корневищ и корней, в солодковых зарослях определяют контуры внешних границ, которые по возрастным признакам разделяют на группы с интервалами три-четыре года, перемещаясь от внешних границ к внутренним, а затем определяют центры материнских корней и по ним в зарослях провешивают две симметрично смещенные от центров зарослей эквидистантные линии проходов для нарезки вертикальных узких щелей шириной не более 2 см и глубиной 60-70 см, при этом шаг между щелями в грунтах с меньшим возрастом уменьшают с 2 до 1,4 м, а подкапывание и извлечение корневищ и корней проводят спустя два-три года.

Устройство для уборки солодковых зарослей, содержащее раму, навеску, опорные колеса и стойку-нож, рама снабжена дополнительными балками, установленными в полости рамы и снабженными с возможностью перемещения вдоль ее оси кронштейнами для установки стоек-ножей, один из которых размещен на середине рамы, а два других - по концам дополнительных балок, при этим каждый из стоек-ножей выполнен плоским с вогнуто-криволинейной режущей кромкой на фронтальной части и выдвижным долотом на нижнем конце участка; дополнительные балки кинематически связаны с рамой оппозитно установленными силовыми цилиндрами (RU патент 2116719, С1, МПК⁶ А 01 D 91/02, 25/02, заявлено 10.07.1997, опубликовано 10.08.1998).

Несмотря на то, что описанный агротехнический прием способствует новым корнеобразованиям, однако качество корневой массы остается неудовлетворительным из-за слабого биопотенциала исходных материнских растений.

Поранения корней и карабаша солодки в верхнем слое в производственных условиях проводят прицепной двухсекционной четырехбатарейной дисковой бороной БД-4,1, содержащей раму, прицеп, опорные колеса, механизм установки высоты прицепа, передний ряд батарей, задний ряд батарей, механизм подъема секций батарей, балластные ящики и механизмы изменения углов атаки (см. Лурье А.Б., Гусинцев Ф.Г., Давидсон Е.И. Сельскохозяйственные машины (Учебники и учеб. пособия). - М.: Колос, 1976. - ил. - С. 39, рис. 16).

К недостаткам упомянутой почвообрабатывающей машины относится то, что установленные под углом к направлению движения сферические диски выворачивают слой земли с корнями и карабашем солодки. В ветреную погоду и при отсутствии осадков в осенний период корни и карабаш подсыхают и теряют свои способности к образованию новых корней из почек возобновления.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении биопотенциала и продуктивности диффузных естественных (дикорастущих) зарослей солодки голой степного и пойменного экотипов путем вертикального резания корней и корневищ от материнских растений и отделения карабаша для создания локальных растительных сообществ.

Эффект и технический результат, которые могут быть получены при осуществлении изобретения, выражаются в повышении продуктивности естественных зарослей солодки при снижении удельных материальных затрат, энергетических и трудовых ресурсов, получении кондиционных корней и корневищ солодки с высоким содержанием БЭВ, флаваноидов, глицирризиновой и глицирретовой кислот, сохранении местного экотипа солодки и вида дикорастущих растений в ассоциации, исключении водной, ветровой и солнечной эрозий почвы и растительного покрова.

Указанный эффект и технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе, включающем нарезку щелей в естественных зарослях солодки голой, после скашивания и измельчения в виде резки вегетативных побегов и сопутствующих растений в ассоциации на малопродуктивных зарослях и нарезку щелей на подготовленной площади, согласно изобретению на занятой дикорастущими растениями солодке и прилагающих участках по периферии каждого контура сопутствующих трав в солодковой ассоциации, предпочтительно перпендикулярно к направлению сторон света, а именно север-юг (N-S), преимущественно в позднеосенний период при достижении влажности почвы в корнеобитаемом горизонте 70-80% НВ при непрерывном движении в верхнем слое почвы одновременно с нарезанием щелей выполняют лунки диаметром 0,15-0,25 м глубиной 0,08-0,15 м в количестве 2-5 штук на 1 м² обработанной площади, центры лунок совмещают с серединой щели, последние нарезают шириной 0,005-0,010 м на глубину 0,2-0,3 м с шагом между ними 0,8-1,2 м.

В почвообрабатывающем орудии для реализации предлагаемого способа, содержащем раму, кронштейны навески, опорные колеса, балластные ящики, секции батарей с дисками переднего ряда, секции батарей с дисками заднего ряда и механизмы изменения углов атаки дисков, согласно изобретению в секциях батарей переднего ряда установлены на валах посредством шпулек дисковые ножи диаметром 0,6-0,8 м толщиной 5-10 мм, а в секциях батарей заднего ряда в створе дисковых ножей батарей переднего ряда установлены на валах посредством шпулек вырезные сферические диски диаметром 0,5-0,6 м. Каждая шпулька выполнена в виде пары взаимно сопрягаемых резьбовых втулок, при этом на втулке с внешней резьбой размещена контргайка.

Проведенный заявителем анализ уровня технологий (способов) и техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог (как в части способа, так и устройства для осуществления способа, характеризующимися признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения). Предложенные ближайшие аналоги для способа и для устройства позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленных способе и устройстве для осуществления способа, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных способов и технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения. Результаты проверки показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня технологий и техники, в частности заявленным изобретением не предусматриваются известные преобразования.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен участок дикорастущих зарослей солодки голой местной экоформы после обработки верхнего корнесодержащего слоя;
на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1, вертикальный разрез пласта почвы после скашивания надземных побегов солодки голой до обработки верхнего слоя почвы;
на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.1, вертикальный поперечный разрез щели для отделения горизонтальных корневищ солодки от материнского растения и карабаша в виде шарового сегмента;
на фиг. 4 - сечение В-В на фиг.1, положение частей шарового сегмента с карабашем над щелью после усадки в осенне-зимний период;
на фиг. 5 схематично представлено почвообрабатывающее орудие для нарезки щелей и шаровых сегментов для отделения карабаша от корней и корневищ от материнских растений, вид в плане;
на фиг. 6 - то же, без проекционной связи, вид слева;
на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг.5, диаметральное сечение вала и шпульки.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленных способа и устройства для его осуществления, заключаются в следующем.

В сложившейся практике ценообразований на сухой прессованный корень солодки на 01.01.2000 г. при продуктивности естественных зарослей солодки голой ниже 3 т сырых корней с каждого гектара механизированная добыча последних нерентабельна. Влажность корней в период массовой добычи корней составляет 42-46%. При высокой цене энергоносителей единственным путем снижения себестоимости является повышение выхода товарной продукции и качества корневой массы повышением процентного содержания глицирризиновой кислоты и БЭВ. Последнее достигается тем, что в естественных зарослях солодки голой, получившей наибольшее распространение на территории юга Российской Федерации, создают условия для корнеобразований солодки степного или пойменного экотипа с высоким биопотенциалом. Этот прием рекомендован для условий произрастания солодки на территории Волгоградской и Астраханской областей.

Для реализации предложенного способа на участке естественных зарослей солодки голой с продуктивностью ниже 3 т/га проводят скашивание, измельчение и распределение надземной массы в виде резки длиной 25-40 мм вегетативных побегов солодки и сопутствующих растений в ассоциации. Эту операцию осуществляют тракторным агрегатом, включающим колесный трактор класса тяги 0,9-1,4 и ротационную косилку-измельчитель КИР-1,5 Б.

Измельченная масса распределяется ровным слоем на поверхности убранной полосы (см. фиг.1 и 2).

Для достижения поставленной задачи на занятой территории дикорастущими растениями солодки голой (Glycyrrhiza glabra L.), например степного экотипа, и прилегающих участках по периферии обозначенных контрастными вешками сопутствующих трав в солодковой ассоциации 1, предпочтительно перпендикулярно к направлению сторон света, а именно север-юг (N-S), при непрерывном движении механизированным путем одновременно нарезают узкие щели 2 и выполняют лунки 3 (см. фиг.1).

Этот агротехнический прием выполняют преимущественно в позднеосенний период при достижении влажности почвы в корнеобитаемом горизонте 4 (см. фиг. 2) 70-80% НВ (нижней влагоемкости). В верхнем слое почвы одновременно с нарезанием щелей 2 выполняют лунки 3 диаметром 0,15-0,25 м. Рекомендуемая глубина лунок 0,08-0,15 м. Количество лунок 2-5 штук на 1 м² обработанной площади достаточно для образования новых конкурентноспособных и жизнестойких растений солодки. Наиболее оптимальное положение лунок 3, когда центры лунок 3 совмещены с серединами щелей 2. Щели 2 нарезают шириной 0,005-0,010 м (5-10 мм). Глубины щелей 0,2-0,3 м достаточно для отделения горизонтально распростертых корневищ от материнского растения. Для стимулирования побегообразования щели 2 выполняют с шагом 0,8-1,2 м. При выполнении описываемого приема следует сначала нарезать щель 2, а затем выполнить лунку 3. При создании лунок 3 в виде шарового сегмента при накапливании влаги в верхнем слое шаровой сегмент плавно оседает вниз. Этому способствует также и снежный покров. При выпадении осадков в осенний период в виде капель дождя последние по неровностям рельефа стекают в щель 2. Через стенки щели 2 влага поступает в верхний горизонт почвы и одновременно увлажняется слой грунта. Это особенно важно для условий юга Российской Федерации, где потребные запасы влаги на зиму, как правило, не восполняются для обеспечения жизнедеятельности растений, даже таких глубококорневищных как солодка.

Ориентация стенками щелей 2 к южной стороне способствует при оттепелях перехватить любые зимние ливневые осадки. Рано весной такая ориентация щелей 2 к сторонам света (север-юг) в более ранние сроки позволяет прогревать почву и при положительных температурах свыше 15^oС пробуждаются пазушные почки солодки. Повышенные запасы влаги и высокая температура обеспечивают рост парциальных побегов из пазушных почек. При выполнении лунок 3 в них отрезается верхний слой почвы с корнями и карабашем солодки. Каждый отрезок корней в лунке 3 способствует росту индивидуальных, не связанных с материнским корнем солодки, растений.

Таким образом, поделка лунок 3 и вертикальных щелей 2 стимулирует развитие новых растений. При количестве вегетативных побегов свыше 30 штук на 1 м² растения солодки подавляют другие растения и практически получаются чистые солодковые заросли. При такой обработке почвы в дикорастущих зарослях солодки на 4-5 годы жизни растений в условиях Волгоградской области запасы корневой массы с 3 т увеличиваются до 18-23 т/га сырых корней.

Для осуществления описанного способа используют почвообрабатывающее орудие (см. фиг. 5 и 6). Почвообрабатывающее орудие содержит раму 5, кронштейны навески 6, 7 и 8, опорные колеса и балластные ящики (не показаны), секции батарей 9 и 10 с дисками 11 переднего ряда, секции батарей 12 и 13 с дисками 14 заднего ряда и механизмы 15 изменения углов атаки дисков 14 заднего ряда. В секциях батарей 9 и 10 переднего ряда установлены на валах 16 посредством шпулек 17 дисковые ножи с односторонней заточкой диаметром 0,6-0,8 мм. Толщина дисков 11-5-10 мм. В центре дисков 11 выполнены квадратные отверстия под размер вала 16. Кольцевая режущая кромка дисков 11 образована заточкой под углом 8-11^o. Кольцевая кромка подвергнута термообработке.

В секциях батарей 12 и 13 заднего ряда в створе ножей дисков 11 батарей 9 и 10 переднего ряда установлены на валах 16 аналогичной конструкции вырезные сферические диски диаметром 0,5-0,6 м. Глубину хода дисковых ножей 11 и сферических дисков 14 изменяют увеличением или уменьшением массы грунта в балластных ящиках и величины угла атаки (угла между направлением движения почвообрабатывающего орудия и плоскостью, совмещенной с режущей кромкой диска) механизмами 15.

При изменении механизмами 15 угла атаки α (см. фиг. 5) расстояние между смежными дисками 14 либо уменьшается, либо увеличивается. Для этого каждая шпулька 17 (см. фиг. 7) выполнена в виде пары взаимно сопрягаемых резьбовых втулок 18 и 19. На втулке 19 с внешней резьбой размещена контргайка 20.

Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом.

Агрегатируемый трактор класса тяги 3 (ДТ-75, ВТ-100, Т-150) тягами соединяют посредством пальцев с кронштейнами 6-8 рамы 5. Расстояние между дисками 11 устанавливают с рекомендуемой величиной шага (0.8-1,2 м) при поделке вертикальных щелей 2. Для этого используют предварительно отрегулированные шпульки 17 с рекомендуемой длиной и количеством.

В балластные ящики нагружают грунт массой 100-200 кг. При движении тракторного агрегата в строго заданном направлении режущие кромки дисков 11 выполняют узкие щели 2 шириной 0,5-1,0 см на глубину до 30 см. Кольцевая кромка каждого диска 11 разрезает не только слой почвы, но и корни растений солодки. Размещенные в створе дисков 11 вырезные сферические диски 14 срезают части шаровых сегментов 21 и 22 (см. фиг. 3 и 4). После схода с поверхности дисков 14 шаровые сегменты 21 и 22 вновь укладываются в лунки 3. Выпавшие осадки в осенний и зимний периоды по щелям 2 направляются в корнеобитаемые слои, увеличивая запасы почвенной влаги. В весенне-летний период наличие запасов влаги и большого количества тепла в условиях юга России способствуют интенсивному росту надземных вегетативных побегов солодки и оттоку питательных веществ в корни и корневища солодки. Этим достигается не только увеличение продуктивности корневой массы солодки в качестве лакричного сырья, но и возобновление новых растений на незанятой территории.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения совокупности условий: заявленные способ и почвообрабатывающее орудие предназначены для использования в сельском хозяйстве при повышении биопотенциала малопродуктивных естественных зарослей солодки голой; возможность осуществления изобретения достигается с помощью известных методов и средств; предлагаемый способ повышения продуктивности зарослей солодки обеспечивает не только прирост корневой массы за счет улучшения условий произрастания, но и резкого скачка качественных показателей лакричного сырья.

Поделка лунок и вертикальных щелей обеспечивают условия роста отделенных частей корневищ и карабаша. Имеющиеся в почве корневища и карабаш сододки в верхнем слое в данном регионе подвергаются интенсивному развитию и новым корнеобразованиям из подземньх почек возобновления. Заявленный способ обладает высокой эффективностью, достигаемой на всех стадиях жизненного цикла растений солодки, начиная от пробуждения спящих почек на корнях, их произрастания и заканчивая накоплением ценнейших компонентов в корнях и корневищах солодки к семилетнему периоду уборки; способ отделения карабаша солодки с высоким биопотенциалом и накопления влаги относится к интенсивной технологии повышения продуктивности дикорастущих зарослей солодки и вместе с тем благоприятно влияет на почву; технический результат предложенного устройства для осуществления способа достигается при простоте конструкции, применении известных элементов и характеризуется широкими возможностями.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Способ включает скашивание и измельчение в виде резки вегетативных побегов солодки и сопутствующих растений в ассоциации малопродуктивных зарослей, распределение измельченной массы по поверхности скошенного массива, нарезку щелей на подготовленных площадях. На занятой дикорастущими растениями солодки местного экотипа территории и прилегающих участках по периферии каждого контура сопутствующих трав в солодковой ассоциации предпочтительно перпендикулярно к направлению сторон света север-юг, преимущественно в позднеосенний период при достижении влажности почвы в корнеобитаемом горизонте 70-80% нижней влагоемкости при непрерывном движении одновременно с нарезанием щелей выполняют лунки. Диаметр лунок 0,15-0,25 м, их глубина 0,08-0,15 м. На каждом квадратном метре выполняют 2 - 5 лунок. Центры лунок совмещают с серединой щели. Щели нарезают шириной 0,005-0,010 м на глубину 0,2-0,3 м. Предпочтительный шаг между щелями 0,8-1,2 м. Нарезку щелей и поделку лунок выполняют почвообрабатывающим орудием, которое содержит раму, кронштейны навески, опорные колеса, балластные ящики, секции батарей с дисками переднего ряда, секции батарей с дисками заднего ряда и механизмы изменения углов атаки дисков. В секциях батарей переднего ряда установлены на валах посредством шпулек дисковые ножи. Диаметр дисков 600-800 мм при толщине 5-10 мм. В секциях батарей заднего ряда в створе дисковых ножей батарей переднего ряда установлены на валах посредством шпулек вырезные сферические диски диаметром 0,5-0,6 м. Повышается продуктивность естественных зарослей солодки при снижении удельных материальных затрат за счет вертикального резания корней и корневищ. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ улучшения естественных зарослей солодки голой, включающий скашивание и измельчение в виде резки вегетативных побегов солодки и сопутствующих растений в ассоциации на малопродуктивных зарослях с последующим распределением измельченной массы по поверхности скошенного массива и нарезку щелей на подготовленных площадях, отличающийся тем, что на территории, занятой дикорастущими растениями солодки, и прилегающих участках по периферии каждого контура сопутствующих трав в солодковой ассоциации, предпочтительно перпендикулярно к направлению сторон света север-юг (N-S), преимущественно в позднеосенний период при достижении влажности почвы в корнеобитаемом горизонте 70-80% нижней влагоемкости в верхнем слое почвы одновременно с нарезанием щелей выполняют лунки диаметром 0,15-0,25 м, глубиной 0,08-0,15 м в количестве 2-5 штук на квадратном метре обработанной площади, центры лунок совмещают с серединой щели, причем щели нарезают шириной 0,005-0,010 м на глубину 0,2-0,3 м с шагом между ними 0,8-1,2 м. 2. Почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, кронштейны навески, опорные колеса, балластные ящики, секции батарей с дисками переднего ряда, секции батарей с дисками заднего ряда и механизмы изменения углов атаки дисков, отличающееся тем, что в секциях батарей переднего ряда установлены на валах посредством шпулек дисковые ножи диаметром 0,6-0,8 м, толщиной 5-10 мм, а в секциях батарей заднего ряда в створе дисковых ножей батарей переднего ряда установлены на валах посредством шпулек вырезные сферические диски диаметром 0,5-0,6 м. 3. Орудие по п. 2, отличающееся тем, что каждая шпулька выполнена в виде пары взаимно сопрягаемых резьбовых втулок, при этом на втулке с внешней резьбой размещена контргайка.