СПОСОБ МЕЛИОРАЦИИ СОЛОНЦОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК A01B79/00 A01B49/02 A01B13/14 

Изобретение относится к способам улучшения физических свойств почвы и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известен способ мелиорации солонцовых почв, включающий введение мелиоранта и механическую обработку почвы, в котором, с целью снижения трудоемкости, в качестве мелиоранта используют сниженный углекислый газ; углекислый газ вводят в почву на глубину залегания солонцового горизонта (SU, авторское свидетельство №704578. М.кл². А 01 №7/00. Способ мелиорации солонцовых почв / В.И.Карпенко, В.И.Волочаев, Г.П.Токарева (СССР). - Заявка №2575014/30-15; заявлено 01.01.1978; опубл. 25.12.1979, Бюл. №47).

К недостаткам описанного способа, принятого нами в качестве наиближайшего аналога в части способа, относятся низкая эффективность мелиорации солонцов углекислым газом в регионах с острым дефицитом почвенной влаги.

Известно орудие для обработки солонцовых почв, содержащее брус с расположенными на нем рабочими органами, причем передний рабочий орган расположен в верхнем ярусе и выполнен в виде плужного корпуса с удлиненным отвалом, а рабочие органы среднего и нижнего ярусов выполнены в виде рыхлителей, причем рабочий орган нижнего яруса выполнен с укороченным отвалом, в котором, с целью снижения энергозатрат и улучшения качества обработки солонцовых почв, рыхлитель среднего яруса размещен вдоль бруса между передним рабочим органом и рыхлителем нижнего яруса и выполнен в виде плужного корпуса с укороченным отвалом, при этом удлиненный отвал переднего плужного корпуса имеет винтовую поверхность для перемещения пласта через предыдущую борозду (SU, авторское свидетельство №1435169. А1. М.кл⁴. А 01 В 13/14. Орудие для обработки солонцовых почв / А.Х.Морозов, Ю.В.Дробышев, С.В.Новокщенов (СССР). - Заявка №4098848/30-15; заявлено 20.05.1986; опубл. 07.11.1988, Бюл. №41).

Для выполнения технологического процесса описанным орудием требуются большие энергозатраты. К недостаткам описанного орудия относится также низкая эффективность самомелиорации.

Сущность заявленного изобретения

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - улучшение физических свойств солонцов.

Технический результат - снижение энергоемкости процесса и сокращение сроков мелиорации солонцовых почв в регионах с острым дефицитом почвенной влаги.

Указанный технический результат в части технологии достигается тем, что в известном способе мелиорации солонцовых почв, включающем механическую обработку, согласно изобретению, подрезают пласт с сечением в виде сегмента из генетического верхнего плодородного, солонцового и солевого горизонтов, образуя при этом желобчатую канаву, пласт поднимают над канавой и крошат, пылеватые, эрозионно-опасные и агрономически ценные фракции сепарируют при интенсивном перемешивании на дно канавы, а крупные почвенные агрегаты диаметром 10...30 см транспортируют в бок и укладывают на поверхность смеси из мелкой фракции верхнего плодородного, солонцового и солевого горизонтов, уложенной на дно желобчатой канавы, выполненной при предыдущем подходе.

Указанный технический результат в части устройства, достигается тем, что в известном орудии для обработки солонцовых почв, содержащем брус с расположением на нем рабочими органами, причем передний рабочий орган расположен в верхнем, а рабочие органы среднего и нижнего ярусов выполнены в виде рыхлителей, согласно изобретению, оно снабжено почвенным сепаратором и щитком, выполненным в виде последовательно установленных приводных роторов с осями вращений, параллельными направлению движения, установленным за и выше рыхлителя среднего яруса, выполненного в виде приводного ротора, ось вращения которого установлена перпендикулярно к направлению движения, при этом рыхлитель среднего яруса смонтирован за и выше рыхлителя нижнего яруса, выполненного в виде наклонных стоек, смонтированных на переднем рабочем органе, выполненном в виде кольца, снабженного на фронтальной части отъемным лезвием, кронштейнами навески пальцами, а приводы рыхлителя среднего яруса и почвенного сепаратора выполнены в виде конических угловых редукторов, кинематически связанных посредством карданного телескопического вала с ВОМ трактора и промежуточными валами, причем приводные роторы почвенного сепаратора связаны замкнутыми цепными контурами, а ведущий вал сепаратора соединен снабженным шарниром Гука дополнительным валом с коническим редуктором привода ротора рыхлителя среднего яруса.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен процесс подрезания и подъема пласта из генетических верхнего плодородного, солонцового и солевого горизонтов с образованием канавы с сечением в виде сегмента.

На фиг.2 приведены процессы крошения горизонтов и сепарации из них пылевых, эрозионно-опасных и агрономически ценных фракций с последующей укладкой при интенсивном перемешивании на дно открываемой канавы и транспортировкой крупных почвенных агрегатов диаметром 10...30 см в рядом расположенную канаву, выполненную при предыдущем подходе.

На фиг.3 показан поперечно-вертикальный разрез пласта солонцовых почв после обработки.

На фиг.4 изображено устройство для обработки солонцовых почв, вид в плане.

На фиг.5 - сечение А-А на фиг.4, продольно-вертикальное сечение почвенного сепаратора с щитком, рыхлителя среднего и нижнего ярусов и переднего рабочего органа.

На фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5, горизонтальное сечение переднего рабочего органа и виды рыхлителей нижнего и среднего ярусов.

На фиг.7 - сечение В-В на фиг.6, разрез клыка ротора рыхлителя среднего яруса.

На фиг.8 - вид Д на фиг.4 - вид сзади на орудие для обработки солонцовых почв.

На фиг.9 - сечение Г-Г на фиг.4, поперечно-вертикальное сечение сепаратора почвы.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Заявленный способ мелиорации солонцовых почв включает механическую обработку почвы. На солонцовом комплексе подрезают пласт 1 с сечением в виде сегмента из генетических верхнего плодородного горизонта 2, солонцового горизонта 3 и солевого горизонта 4 (фиг.1). При подрезании пласта 1 образуют желобчатую канаву 5, способную аккумулировать любые виды осадков как на ровном, так и на сложном рельефе ландшафта. Пласт 1 поднимают над канавой 5 и крошат. Пылеватые, эрозионно-опасные и агрономически ценные фракции 6 сепарируют при интенсивном перемешивании на дно канавы 5. Фракции 6 даже при незначительном количестве доступной влаги гомогенизируют. Это приводит к вступлению компонентов почвы к рассолонцеванию. Нарушенные горизонты 2-4 в виде крупных почвенных агрегатов 7 диаметром 10-30 см транспортируют в бок и укладывают на поверхности смеси из фракций 6, таким образом нарушается экран из солонцового горизонта 3, а почвенные агрегаты 7 размещены на новом месте, то есть на дне желобчатой канавы, выполненной при предыдущем подходе. Пустоты между почвенными агрегатами 7 способствуют доступу осадков в виде дождя, снега, инея на фракции 6, желобчатая канава 5 аккумулирует избыточную влагу и пополняет запасы почвенной влаги в корнеобитаемом горизонте. Все это позволяет сократить сроки рассолонцевания солонцов и получать устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.

Устройство для обработки солонцовых почв содержит брус с расположением на нем рабочих органов 9, 10, 11. Передний рабочий орган 9 расположен в верхнем ярусе. Рабочие органы 10 и 11 среднего и нижнего ярусов выполнены в виде рыхлителей (см. фиг.4-9).

Устройство снабжено почвенным сепаратором 12 и щитком 13. Щиток 13 сепаратора 12 снабжен возможностью углового поворота на кронштейне 14 несущего каркаса 15 сепаратора 12. Сепаратор 12 выполнен в виде последовательно установленных приводных роторов 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25. Оси вращений роторов 16-25 установлены на несущем каркасе 15 параллельно направлению движения. Каждый ротор 16 (17-25) на несущем каркасе смонтирован посредством подшипниковых опор 26 (фиг.5). Роторы 16-25 сепаратора 12 смонтированы под углом 10-35° к горизонту. Каждый ротор 16 (17-25) почвенного сепаратора 12 имеет клыки 27, установленные между клыками 27 смежных роторов 16-25 (см. фиг.4). Каждый ротор 16-25 почвенного сепаратора имеет по крайней мере пару лопастей 28 (см. фиг.9). На несущем каркасе 15 сепаратора 12 смонтирован щиток 29, исключающий перебрасывание комьев за пределы сепаратора 12 (см. фиг.4 и 5). Сепаратор 12 установлен за и выше рыхлителя 10 среднего яруса.

Рыхлитель 10 среднего яруса выполнен в виде приводного ротора. Ось вращения рыхлителя 10 установлена перпендикулярно к направлению движения. Ротор рыхлителя 10 смонтирован в подшипниковых опорах 30 и 31 (см. фиг.6). Ротор рыхлителя 10 среднего яруса смонтирован за и выше рыхлителя 11 нижнего яруса.

Рыхлитель 11 нижнего яруса выполнен в виде наклонных стоек 32 и смонтирован на переднем рабочем органе 9.

Передний рабочий орган 9 выполнен в виде кольца из стальной трубы диаметром 1400 м с толщиной стенки 16...22 мм. На фронтальной части кольца рабочего органа 9 размещено отъемное лезвие 33, кронштейн навески 34, 35, 36 с пальцами 37.

Орудие снабжено опорными колесами 38 (см. фиг.4), смонтированными на переднем рабочем органе 9.

Ротор рыхлителя 10 среднего яруса снабжен клыками 39. Рабочая часть 40 клыков 39 имеет упруго-дефомируемый элемент. Им дифференцированно наносятся удары снизу вверх горизонтов 4, 3 и 2 после подрезания пласта 1.

Приводы рыхлителя 10 среднего яруса и почвенного сепаратора 12 выполнены в виде конических угловых редукторов 41, 42 и 43. Редукторы 41-43 кинематически связаны посредством карданного телескопического вала 44 с ВОМ агрегатируемого трактора и промежуточными валами 45 и 46.

Приводные роторы 16-25 почвенного сепаратора 12 связаны замкнутыми цепными контурами 47, размещенными на спаренных звездочках 48. Ведущий вал 49 почвенного сепаратора 12 соединен снабженным шарниром Гука дополнительным валом 50 с коническим редуктором 43 привода ротора рыхлителя 10 среднего яруса.

Устройство для обработки солонцовых почв работает следующим образом.

Агрегатируемый трактор тягами навесной системы соединяют пальцами 37 с кронштейнами 34, 35 и 37 на фронтальной части переднего рабочего органа 9. Телескопический карданный вал 44 устройства чистым болтом диаметром 14 мм соединяют с хвостом вала отбора мощности (ВОМ). Частота вращения ВОМ - 9 с^-1. При установившемся движении отъемным лезвием 33 подрезают пласт 1, имеющий сечение в виде сегмента. Подрезанный пласт 1 по наклонным стойкам 32 рыхлителя 11 нижнего яруса направляется на рыхлитель 10 среднего яруса. Рабочими частями 40 клыков 39 приводного ротора пласт 1 разрушается. Пылеватые, эрозионно-опасные и агрономически ценные фракции 6 сепарируются в желобчатую канаву 6. Размеры частиц фракции 6 способны при попадании естественных осадков гомогенезировать. Комья диаметром 10-30 см поступают на почвенный сепаратор 12. Вращающимися роторами 16-25 комья транспортируются к щитку 13 и сбрасываются в желобчатую канаву 6. Клыками 27 или лопастями 28 приводных роторов 16-25 производится дополнительное крошение крупных комьев солевого и солонцового горизонта 3 и верхнего плодородного горизонта. Желобчатая форма каналов 8 способствует накоплению влаги и исключает сток осадков. Накопившаяся влага способна рассолонцевать солонцовый горизонт 3 солями из горизонта 4. Равномерное внесение агрономически ценных и плодородных частиц из горизонта 2 обеспечивают возобновление почвообразовательных процессов.

Таким образом, описанная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата. Снижение энергозатрат достигается тем, что процесс разрушения пласта 1 происходит иным образом. Пласты подвергаются изгибу и разрыву. На это требуется в 7-12 раз меньше энергии, нежели на деформацию сжатием.

Описанная технология обработки солонцовых почв обеспечит ускоренное восстановление плодородия.

Изобретение предназначено для улучшения физических свойств почвы и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ предусматривает механическую обработку почвы. На солонцовом комплексе подрезают пласт с сечением в виде сегмента из генетических верхнего плодородного, солонцового и солевого горизонтов. При этом выполняют желобчатую канаву. Пласт поднимают над канавой и крошат. Пылеватые, эрозионно-опасные и агрономически ценные фракции сепарируют при интенсивном перемешивании на дно канавы, а крупные почвенные агрегаты диаметром 10...30 см транспортируют в бок и укладывают на поверхность смеси из мелкой фракции верхнего плодородного, солонцового и солевого горизонтов, уложенной на дно желобчатой канавы, выполненной при предыдущем подходе. Устройство содержит брус с расположенными на нем рабочими органами. Передний рабочий орган расположен в верхнем ярусе. Рабочие органы среднего и нижнего ярусов выполнены в виде рыхлителей. Устройство снабжено сепаратором и щитком. Сепаратор выполнен в виде последовательно установленных приводных роторов. Оси вращений роторов в сепараторе установлены параллельно направлению движения орудия. Рыхлитель среднего яруса смонтирован за и выше рыхлителя нижнего яруса. Последний выполнен в виде наклонных стоек, смонтированных на переднем рабочем органе. Передний рабочий орган выполнен в виде кольца из стальной трубы большого диаметра. Кольцо снабжено на фронтальной части отъемным лезвием, кронштейнами навески с пальцами. Такие технология и конструкция обеспечат снижение энергозатрат, позволят повысить производительность труда и качество мелиоративной обработки почв. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ мелиорации солонцовых почв, включающий механическую обработку почвы, отличающийся тем, что подрезают пласт с сечением в виде сегмента из генетических верхнего плодородного, солонцового и солевого горизонтов, образуя при этом желобчатую канаву, пласт поднимают над канавой и крошат, пылеватые, эрозионно-опасные и агрономически ценные фракции сепарируют при интенсивном перемешивании на дно канавы, а крупные почвенные агрегаты диаметром 10...30 см транспортируют вбок и укладывают на поверхность смеси из мелкой фракции верхнего плодородного, солонцового и солевого горизонтов, уложенной на дно желобчатой канавы, выполненной при предыдущем подходе.2. Устройство для обработки солонцовых почв, содержащее брус с расположенными на нем рабочими органами, причем передний рабочий орган расположен в верхнем ярусе, а рабочие органы среднего и нижнего ярусов выполнены в виде рыхлителей, отличающееся тем, что оно снабжено почвенным сепаратором и щитком, выполненным в виде последовательно установленных приводных роторов с осями вращений, параллельными направлению движения, установленным за и выше рыхлителя среднего яруса, выполненного в виде приводного ротора, ось вращения которого установлена перпендикулярно направлению движения, при этом рыхлитель среднего яруса смонтирован за и выше рыхлителя нижнего яруса, выполненного в виде наклонных стоек, смонтированных на переднем рабочем органе, выполненном в виде кольца, снабженного на фронтальной части отъемным лезвием, кронштейнами навески с пальцами, а приводы рыхлителя среднего яруса и почвенного сепаратора выполнены в виде конических угловых редукторов, кинематически связанных посредством карданного телескопического вала с валом отбора мощности трактора и промежуточными валами, причем приводные роторы почвенного сепаратора связаны замкнутыми цепными контурами, а ведущий вал сепаратора соединен снабженным шарниром Гука дополнительным валом с коническим редуктором привода ротора рыхлителя среднего яруса.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ротор рыхлителя среднего яруса снабжен клыками, рабочая часть которых имеет упругодеформируемый элемент.4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый ротор почвенного сепаратора имеет клыки, установленные между клыками смежных роторов.5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый ротор почвенного сепаратора имеет, по крайней мере, пару лопастей.6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено опорными колесами, смонтированными на переднем рабочем органе.7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что щиток сепаратора смонтирован с возможностью углового поворота.8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что роторы сепаратора смонтированы под углом 10-35° к горизонту.