УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕЖДУРЯДИЙ И ФОРМИРОВАНИЯ КЛУБНЕНЕСУЩЕГО СЛОЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАРТОФЕЛЯ Российский патент 2009 года по МПК A01B13/02 A01B33/06 

Изобретение относится к области сельского хозяйства - техническим средствам для реализации технологий выращивания сельскохозяйственных культур, в частности возделывания и уборки картофеля на грядах.

Известны технические средства (формирователи), осуществляющие формирование профиля клубненесущего слоя при возделывании картофеля на грядах в Канаде, США, Великобритании и других странах (Ю.Л.Колчинский, Л.М.Колчина. Современные отечественные и зарубежные технологии производства картофеля. М. 1992, с.8-11), которые образуют достаточно большое междурядье для прохода колес тракторов при уходе за посадками и уборке урожая (патент RU 2092996 С1).

Преимуществами технологии возделывания картофеля на грядах авторы считают исключение уплотнения клубненесущего слоя (КНС) колесами тракторов и других машин при обработке посадок, повышенную сохранность влаги при засушливой погоде в связи с большим объемом почвы в области гнезда, исключение переувлажнения КНС в связи с высоким расположением гнезд относительно дна борозды, снижение степени позеленения клубней и т.д. Известны факты применения грядовой технологии и в России, в том числе в Тверской, Московской, Свердловской и других областях.

Указанные технологии предусматривают перед посадкой вводить технологическую операцию по формированию гряды, выполняемую специальной машиной (например, ГО-2), а для посадки включают специальную сажалку (СКМ-3А), образующую ленту с двумя-тремя строчками посадочного материала (Рогозин А.В., Пшеченков К.А. Повышение качества посадки картофеля сажалкой СКМ-3 на грядах. Технология производства картофеля. / Научные труды ИКХ. - М.: 1989, с.16-22).

Недостатком такой технологии является то, что требуется отдельная операция по формированию гряды до посадки с применением специальной машины (устройства) и специальной сажалки для посадки клубней ленточным способом. Кроме того, в работах как недостаток указывается на увеличение количества сорняков на горизонтальной поверхности гряды, так как сформированная до посадки гряда не подвергается механической обработке при уходе за посадками из-за опасности повреждения растений.

Литературные источники (Колчинский Ю.Л., Колчина Л.М. Опыт применения зарубежных технологий возделывания картофеля в России. - М.: Информагротех, 1997) свидетельствуют о том, что интенсивное воздействие на клубненесущий слой в начальный период вегетации благоприятно сказывается на развитии корневой системы за счет предотвращения слеживания почвы, ее уплотнения.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для обработки междурядий и формирования клубненесущего слоя при возделывании сельскохозяйственных культур, содержащее активные рабочие органы и два формирователя гряды (SU 14913118 А1, 15.07.1989).

Исходя из анализа работ можно сделать вывод о том, что формирование гряды специальной машиной до посадки клубней исключает механическую обработку горизонтальной части гряды в период вегетации из-за опасности повреждения растений. Это приводит к уплотнению клубненесущего слоя и повышению засоренности посадок, требует наличия специальной сажалки для посадки клубней ленточным способом, исключает интенсивное воздействие на клубненесущий слой (рыхление почвы) для благоприятного воздействия на корневую систему растений.

Исходя из этого поставлена задача сократить количество специальных машин в комплексе (формирователя гряд перед посадкой и специальной сажалки для посадки клубней лентами), объединить интенсивную обработку клубненесущего слоя после посадки с формированием профиля гряды, обеспечить тем самым благоприятные условия для формирования урожая и комбайновой уборки, снижение эксплуатационных затрат и себестоимости продукции.

Задача решается (формируется гряда) путем перемещения двух гребней, образованных при посадке, навстречу друг другу с помощью предлагаемого формирователя, представляющего из себя два цилиндра, вращающихся под воздействием почвы при движении агрегата.

Операции по подготовке почвы под посадку и посадка при возделывании картофеля при использовании формирователя выполняются по распространенным технологиям, включающим основную и предпосадочную обработку, посадку гребневым способом.

После посадки в гребни с междурядьями 70 сантиметров при появлении всходов сорняков производится интенсивная (фрезерная) междурядная обработка междурядий и сближение гребней в сторону междурядья. Сдвиг гребней формирователем производится на величину образования гряды с размерами по ширине основания 100-105 см. Высаженные ранее клубни после сближения гребней располагаются полосой на расстоянии 30-40 см. Образованные широкие междугрядья по боковым сторонам гряды обеспечивают сохранность КНС от уплотнения его ходовым аппаратом агрегатов при последующих обработках, если они будут необходимы, до уборки урожая.

Посадка выполняется сажалками СН-4Б, КСМ-4, КСМ-6 и другими с образованием гребней (например, с технологической колеей по схеме 70+70).

При появлении сорняков проводится интенсивная обработка посадок путем фрезерования, например, культиватором КФМ-2,8, оборудованным предложенным роторным формирователем, с образованием гряд высотой до 35 см путем перемещения двух гребней навстречу друг другу и углубления междугрядий. Для этой цели на КФМ-2,8 устанавливаются вслед за секциями фрезы формирователи. Глубина обработки зависит от высоты гребней и требуемой высоты гряды. Для получения гряды высотой 35 см в формировании участвует слой почвы глубиной до 18 см.

Применение формирователя профиля КНС позволяет исключить из системы машин формирование гряды до посадки и специальную сажалку для ленточной посадки клубней в гряды. Используются серийные машины (указаны выше), предназначенные для посадки гребневым способом.

Интенсивная обработка КНС с перемещением гребней роторным формирователем позволяет обеспечить рыхлость КНС и эффективность уничтожения сорняков.

Результаты возделывания картофеля на средних суглинках Свердловской области показали следующее.

В качестве основной обработки почвы проводилась осенняя вспашка (Т-150К+ПЛН-5-35) на глубину 20-22 см. Весной проведено раннее весеннее боронование (ДТ-75М+С-11+12БЗС-1,0). Предпосевная обработка, фрезерование культиватором (МТЗ-80+КФМ-2,8) с нарезкой гребней с междурядьем 70 см. Ширина захвата агрегата 2,8 м. Посадка клубней агрегатом в составе МТЗ-80+КСМ-4 на глубину 8-10 см. Интенсивная обработка с образованием гряд путем смещения двух гребней навстречу друг другу проведена при появлении всходов сорняков (перед всходами и в начале всходов картофеля) культиватором КФМ-2,8 с предложенным формирователем гряд.

Частичная модернизация культиватора КФМ-2,8 с целью совмещения операций междурядной обработки с образованием гряд включала обработку междурядий активными рабочими органами и образование гряд двумя формирователями. Рабочие органы культиватора установлены для обработки междурядий, а роторный формирователь в составе двух рабочих органов смещает разрыхленную почву в гряду.

На фиг.1 приведена схема формирования и параметры профиля КНС;

на фиг.2 показан ротор формирователя гряды;

на фиг.3 показан формирователь, вид сбоку.

На позиции 1 фиг.1 приведена форма и размеры профиля КНС после посадки клубней в гребни серийной сажалкой: А - колея трактора (расстояние между центрами колес трактора и рабочей машины) 140 см; b - ширина междурядий после посадки 70 см; h - высота гребней 16…22 см. На позиции 2 фиг.1 приведена схема действия формирователя гряды из двух гребней, образованных с междурядьями 70 см (РО - ротационный рабочий орган формирователя).

На позиции 3 фиг.1 приведена форма и основные параметры КНС после формирования гряды: А - колея - 140 см; Н - высота гряды до 35 см; В - расстояние между рядками клубней в гряде - 30-40 см; К - колеса трактора. Ширина гряды у основания «B₁» - 100-105 см, по верху «В₂» - 60-70 см.

Устройство рабочего органа роторного формирователя приведено на фигуре 2. Рабочий орган формирователя представляет собой цилиндр (например, стальной) с вертикально расположенной осью, закрепленный на раме машины. Диаметр цилиндра зависит от исходного расположения гребней (междурядья), требуемой формы и размеров гряды и угла откоса почвы (коэффициента трения почва-почва). Рациональный диаметр формирователя можно определить по формуле

Ф_опт(f)=2·Фмин/[1+Cos(α₀(f))],

где Ф_мин - минимальный диаметр формирователя, равный величине смещения гребня (в нашем случае 350 мм); Cos(α₀(f)) - косинус центрального угла между направлением поступательного движения формирователя и лучем, проходящим через точку на поверхности формирователя, соответствующую максимальному значению угла скольжения почвы по поверхности ротора.

Рациональное значение диаметра цилиндра рабочего органа роторного формирователя составляет (в миллиметрах):

- для минимального значения угла α_o(f)Ф_опт=437 мм;

- для максимального значения угла - Ф_опт=396 мм;

- для среднего значения угла - Ф_опт=410 мм.

Диаметр 410 мм является наиболее целесообразным для величины смещения гребня 0,35 метра и зональных условий (почвенных разностей) Уральского региона.

Формирователь работает следующим образом.

При движении агрегата активные рабочие органы 4 измельчают почву между гребнями и при необходимости углубляют междурядья, следом движущиеся роторные рабочие органы одной стороной перемещаются в зоне расположения гребня. За счет трения о почву роторы вращаются и с появлением тангенциальной силы, направленной в сторону гребня, перемещают их навстречу друг другу. При этом образуется гряда с широкими междурядьями, по которым направляются движители агрегатов (колеса, гусеницы), не задевая гряд и не уплотняя клубненесущий слой при последующих обработках посадок. Это обеспечивает благоприятные условия вегетации и возможность комбайновой уборки картофеля.

Проведена сравнительная оценка технологии возделывания картофеля с использованием разработанного роторного формирователя КНС в виде гряды из двух гребней и выращиванием картофеля по гребневой (базовой) технологии с междурядьями 70 сантиметров.

Высота гребня средняя из девяти повторностей составляет 17,6 см. Высота гряды после прохода агрегата при формировании КНС составила от 26,5 до 35 сантиметров.

Перед уборкой проведен учет сорных растений. В расчете на квадратный метр количество сорняков при одной интенсивной обработке посадок с формированием КНС в виде гряды (после посадки клубней) составило 13,26 шт. (в том числе осот 2,21 шт.). Это меньше, чем на гребнях, на 18,8% (сравнительные опыты). Посадки на грядах по засоренности имеют преимущество.

Уборка урожая проводилась агрегатом в составе МТЗ-80+ККУ-2А-02.

Результаты исследований показали, что технология возделывания картофеля с использованием способа формирования КНС в виде гряды снижает затраты на его производство на 9,5-12,5 рубля на центнер продукции по сравнению с базовой технологией.

Интенсивная обработка КНС с образованием гряды из двух смежных гребней позволяет экономить средства за счет исключения специальной операции по формированию гряды, исключить необходимость приобретения специальной сажалки при внедрении грядовой технологии, обеспечить снижение количества сорняков применением интенсивной обработки, обеспечить комбайновую уборку урожая на средних и тяжелых почвах, получить снижение затрат энергии за счет применения роторного формирователя и снизить затраты средств на единицу продукции.

Устройство содержит активные рабочие органы и два формирователя гряды. Формирователи гряды выполнены в виде роторов с вертикальной осью вращения, смонтированных с возможностью вращения навстречу друг другу. Наружный диаметр ротора находится в пределах 396-437 мм. Роторы смонтированы с возможностью вращения за счет трения о почву. Такое конструктивное выполнение позволит повысить качество обработки клубненесущего слоя почвы и снизить энергозатраты на формирование гряд. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для обработки междурядий и формирования клубненесущего слоя при возделывании картофеля, характеризующееся тем, что содержит активные рабочие органы и два формирователя гряды, причем формирователи гряды выполнены в виде роторов с вертикальной осью вращения, смонтированных с возможностью вращения навстречу друг другу, причем наружный диаметр ротора находится в пределах 396-437 мм.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что роторы смонтированы с возможностью вращения за счет трения о почву.