СПОСОБ ПОДСЕВА ТРАВ В ДЕРНИНУ СЕНОКОСОВ И ПАСТБИЩ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК A01B79/02 A01B49/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к поверхностному улучшению природных и выродившихся сеяных кормовых угодий путем полосного фрезерования почвы и подсева многолетних бобово-злаковых трав с локальным внесением минеральных удобрений и гербицидов.

Известен способ полосного подсева трав в дернину, выполняемый комбинированной дернинной сеялкой, заключающийся в высеве семян трав под кожух фрезерных секций одновременно с внесением минеральных удобрений /RU 2204890 С1, А01В 49/06, 2001/.

К его недостаткам относятся неустойчивость высева семян по глубине и отсутствие формирования боковых стенок обрабатываемых полос.

Известен способ подсева трав в дернину, выполняемый комбинированным агрегатом путем высева семян под кожух и формирования боковых стенок обрабатываемых полос с помощью подпружиненных батарей пассивных дисковых ножей /RU 2108698 С1, А01В 49/04, 1996/. Однако установка пассивных дисков значительно усложняет конструкцию почвообрабатывающе-посевных модулей, ухудшает их силовые характеристики и увеличивает материалоемкость технологического процесса.

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу и устройству для его осуществления является способ подсева трав, выполняемый комбинированным агрегатом по патенту /RU 2264063 С1, А01В 49/06, 2005/, заключающийся в предварительном рыхлении и предпосевном фрезеровании полос и высеве семян трав через сошники между секциями катков раздельно от процесса подготовки почвы к посеву.

Недостатками процесса являются отсутствие плотного ложа для семян с мелкокомковатым слоем почвы одинаковой плотности над ним и гарантированной заделки семян, уменьшение глубины высева семян при повышении влажности почвы (секции копирующих катков выглубляют сошники из-за увеличения их диаметра от налипшей почв), неудовлетворительная заделка дернины в нижние горизонты (из-за ухудшения оборачиваемости почвенной стружки при ее отрезании от предварительно подрезанного и разрыхленного пласта). Не всегда достигается требуемая степень крошения почвы (из-за несоответствия режимов работы и конструктивных параметров рабочих органов технологическим параметрам процесса) и конкурентоспособность всходов сеянцев по отношению к аборигенам.

Указанный недостаток существенно снижает урожайность высеянных трав.

Устройство для выполнения способа имеет повышенную сложность, материалоемкость и низкую производительность. Режимы работы и конструктивные параметры его почвообрабатывающе-посевных модулей не соответствуют оптимальным технологическим параметрам процесса. Устройство не содержит также оборудования для локального внесения гербицидов. Все это не обеспечивает условий для развития высеянных трав.

Технической задачей изобретения является получение необходимой степени крошения почвы в полосах, плотного семенного ложа, заделки семян на требуемую глубину мелкокомковатым слоем равномерной плотности, хороший контакт семян с почвой.

Поставленная задача осуществляется тем, что в способе подсева трав в дернину сенокосов и пастбищ, включающем локальное внесение минеральных удобрений, полосное фрезерование почвы отогнутыми Г-образными ножами с формированием боковых стенок пассивными дисками, высев семян трав с заделкой в верхний слой, прикатывание почвы и ленточное внесение гербицидов по границам полос, согласно изобретению фрезерование выполняют с шириной, толщиной и высотой почвенных стружек не более 5, 10 и 8 см с формированием стенок обрабатываемых полос активными рабочими органами и образованием уплотненных углублений величиной h₃, равной глубине заделки семян, и шириной b_у, меньшей ширины b_o обработанных полос, высев семян разбросным способом на уплотненное дно с заделкой на требуемую глубину отсепарированным мелкокомковатым слоем одинаковой плотности, а гербициды вносят так, что 67…100% ширины лент приходится на необработанные полосы.

Поставленная задача осуществляется тем, что в устройстве для осуществления способа, включающем раму с навеской и опорными колесами, бункеры для минеральных удобрений и семян с высевающими аппаратами, коробкой передач, туко- и семяпроводами, туко- и семянаправителями, фрезерные секции с отогнутыми Г-образными ножами, кожухи фрезерных секций, каточки и оборудование для внесения гербицидов, содержащее емкость с рабочей жидкостью, фильтр, насос, коммуникации, регулятор давления, раздаточные трубы, трубопроводы и форсунки, согласно изобретению на крайних фланцах фрезерных секций размещено удвоенное количество ножей с чередованием прямых плоских и отогнутых, в верхних частях задних стенок кожухов выполнены прорези и закреплены сменные решетки, а в нижних частях установлены накладки с выступами. Кроме того, оно снабжено жестко закрепленными на кожухах щитками, в прорезях которых с ограничением хода при помощи колец и винтов шарнирно установлены семянаправители с возможность ограничения колебаний под динамическим воздействием щитков и свободных колебаний пружин малой жесткости.

Новым является то, что фрезерование выполняют с шириной, толщиной и высотой почвенных стружек не более 5, 10 и 8 см с формированием стенок обрабатываемых полос активными рабочими органами и образованием уплотненных углублений величиной h₃, равной глубине заделки семян, и шириной b_у, меньшей ширины b_o обработанных полос, высев семян разбросным способом на уплотненное дно с заделкой на требуемую глубину отсепарированным мелкокомковатым слоем одинаковой плотности, а гербициды вносят так, что 67…100% ширины лент приходится на необработанные полосы.

Новым является то, что на крайних фланцах фрезерных секций размещено удвоенное количество ножей с чередованием прямых плоских и отогнутых, в верхних частях задних стенок кожухов выполнены прорези и закреплены сменные решетки, а в нижних частях установлены накладки с выступами. Кроме того, оно снабжено жестко закрепленными на кожухах щитками, в прорезях которых с ограничением хода при помощи колец и винтов шарнирно установлены семянаправители с возможностью ограничения колебаний под динамическим воздействием щитков и свободных колебаний пружин малой жесткости.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию «новизна».

Заявляемые способ и устройство связаны единым изобретательским замыслом, поскольку именно такое выполнение устройства обеспечивает выполнение данного способа.

Предлагаемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень» в связи с достижением результата, удовлетворяющего потребность создания при полосном подсеве трав в дернину условий: необходимая степень крошения почвы в полосах, плотное семенное ложе, заделка семян на требуемую глубину мелкокомковатым слоем равномерной плотности, хороший контакт семян с почвой.

Изобретение является «промышленно применимым», так как основано на использовании разрабатываемого по программе союзного государства в настоящее время универсального энергосредства УЭС-210/280 класса 3 (с мощностью двигателя 210…280 л.с., массой около 7 т и высокой навесоспособностью) с двумя навесками и двумя валами отбора мощности, позволяющего произвести обработку почвы и высев семян трав одновременно с локальным внесением минеральных удобрений и гербицидов на большом количестве полос со значительным сокращением количества заправок семенами, удобрениями и гербицидами (благодаря появлению возможности увеличения емкостей под эти материалы), что будет способствовать существенному повышению производительности подсева трав в дернину.

Устройство для выполнения предлагаемого способа агрегатируется с мощным универсальным энергосредством и содержит емкости для семян, минеральных удобрений и гербицидов с высевающими аппаратами, семя- и тукопроводы, оборудование для локального внесения удобрений и гербицидов, почвообрабатывающе-посевные модули. Почвообрабатывающе-посевные модули состоят из кожухов (с передними, боковыми и задними стенками), фрезерных секций с Г-образными ножами, туко- и семянаправителями и отличаются тем, что фрезерные секции выполнены 2- (при ширине обрабатываемых полос не более 10 см) и 3-фланцевыми (при ширине полос не более 20 см), а ширина захвата и рабочая длина ножей равна соответственно не более 5 и 8 см, крайние фланцы снабжены (для формирования боковых стенок полос) активными рабочими органами (в виде прямых плоских ножей, чередующимися с Г-образными), задние стенки кожухов имеют в нижней части специальные накладки с выступами (для создания уплотненных углублений по серединам полос), а в верхней - сменные решетки (для сепарации мелких частиц отбрасываемой ножами почвы); по боковым стенкам кожуха (между кожухами и катками) установлены щитки (для защиты отбрасываемых через решетки мелких частиц почвы от ветра и крепления семянаправителей); закрепленные шарнирно на щитках семянаправители имеют возможность колебаться с помощью пружин в определенных пределах от динамического воздействия кожухов и выполнять разбросной посев семян.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - схема к описанию предлагаемого способа; фиг.2 - устройство для осуществления способа, вид сбоку; фиг.3 - устройство для осуществления способа, вид сверху; фиг.4 - почвообрабатывающе-посевной модуль, вид сбоку; фиг.5 - крепление семянаправителя к щитку почвообрабатывающе-посевного модуля, вид по стрелке А; фиг.6 - крепление семянаправителя к щитку почвообрабатывающе-посевного модуля, вид по стрелке Б; фиг.7 - почвообрабатывающе-посевной модуль, вид сверху; фиг.8 - принципиальная схема привода активных рабочих органов почвообрабатывающе-посевных модулей; фиг.9 - фрезерные секции почвообрабатывающе-посевных модулей, вид сверху; фиг.10 - фрезерная секция почвообрабатывающе-посевного модуля, вид сбоку; фиг.11 - накладка на нижнюю часть задней стенки кожуха почвообрабатывающе-посевного модуля.

Улучшаемые угодья являются в основном слабозадерненными с мощностью дернины (толщиной задерненного слоя) не более 4 см. Фрезерование - процесс отрезания почвенных стружек от монолита. Многолетними исследованиями ВИМ установлено, что для тщательной заделки дернины в нижние слои (более 85%) глубина обработки (или высота стружки) должна быть на 4 см больше мощности дернины, т.е. не более 8 см. Для достижения же требуемой степени крошения (содержание фракций размерами до 2,5 и 5 см соответственно 70…80 и более 90%) ширина и толщина (приблизительно равная подаче на нож S) почвенных стружек не должны превышать соответственно 5 и 10 см.

Предлагаемый способ заключается в следующем. На участках, соответствующих серединам фрезеруемых полос, перед обработкой вносятся поверхностным разбрасыванием минеральные удобрения 1, заделываемые затем ножами по всей глубине h. Обработка почвы в полосах шириной в_о (оптимальное значение 10…20 см) осуществляется Г-образными ножами, отрезающими стружки шириной не более 5 см, толщиной не более 10 см и высотой (h_c=h) не более 8 см; а формирование боковых стенок - совместной работой прямых плоских и Г-образных ножей. После этого на поверхности обработанных полос выполняются уплотненные углубления шириной в_у, меньшей в_о, и глубиной h₃ (равной глубине заделки семян). На плотные ложа 2 равномерным разбрасыванием высеваются семена трав 3, которые затем засыпаются мелкокомковатым (размеры частиц 5…30 мм) слоем одинаковой плотности толщиной несколько большей глубины заделки h₃, уплотняемым сверху прикатыванием (создаваемая плотность 0,9…1,0 г/см³), что обеспечивает хороший контакт семян с почвой и приток влаги к семенному ложу. Локальное внесение гербицидов (после обработки) шириной зон в_г=10…5 см производится по границам обработанных и необработанных полос, причем 67…100% в_г приходится на необработанные.

Устройство для осуществления предпосевного способа состоит из рам 4 и 5 соответственно задненавесной и фронтальной машин с механизмами навесок, двухсекционных бункеров 6 и 7 для удобрений и семян с высевающими аппаратами и коробки передач 8 для изменения норм высева семян и доз внесения удобрений, опорно-приводных колес 9 с цепными передачами 10 к коробкам передач 8, туко-11 и семяпроводами 12 с туко-13 и семянаправителями 14, почвообрабатывающе-посевных модулей 15, привода 16 активных рабочих органов почвообрабатывающе-посевных модулей, емкости 17 с рабочей жидкостью для внесения гербицидов и фильтром 18, карданной передачи 19 фронтальной машины, редуктора 20, насоса 21, коммуникаций 22, регулятора давлений 23, раздаточных труб 24, трубопроводов 25, форсунок 26 и к ним кожухов 27.

Почвообрабатывающе-посевной модуль включает фрезерные секции 28, вал 29 редуктора фрезерных секций, кожух 30 фрезерных секций, заднюю стенку 31 кожуха 30 с щитками 32, решетками 33 и накладками 34, семянаправители 35, каточки 36, туконаправители 37, кольца 38 крепления семянаправителей 35 к щиткам 38, скользящие втулки 39 семянаправителей 35, пружины 40 с кожухами 41, винты 42 шарнирного крепления семянаправителей 35 к кольцам 38, и нажимные штанги 43…45.

Привод активных рабочих органов почвообрабатывающе-посевных модулей содержит карданную передачу 46 задненавесной машины, центральный редуктор 47, раздаточный вал 48, промежуточные редукторы 49, валы 29 редукторов фрезерных секций, редукторы 50 фрезерных секций, валы 51 фрезерных секций, фрезерные секции 28.

Фрезерные секции почвообрабатывающе-посевных модулей выполнены в виде барабанов 52 и 53, на фланцах которых установлены прямые плоские 54 и отогнутые 55 ножи.

Туконаправители 37 крепятся жестко перед фрезерными секциями 28 в продольно-вертикальной плоскости их симметрии, а семянаправители 35 устанавливаются шарнирно в прорезях щитков 32 с фиксацией винтами 42 в кольцах 38 и имеют возможность совершать колебания от динамического воздействия щитков 32 и свободных колебаний пружин 40, передаваемых семянаправителям 35 через скользящие втулки 39.3адняя стенка 32 кожуха 30 имеет в верхней части вырезы для установки решеток 33 сепарации мелких частиц почвы, а в нижней - специальную накладку для создания уплотненных почвенных углублений перед посевом. Ширина b_у выступов 56 накладки должна быть меньше ширины b_o обработанных полос, но равна или чуть больше ширины b_к катка 36, т.е. b_о>b_у≥b_к. Длина выступов 56 накладки зависит от глубины заделки h_з семян и угла наклона α задней стенки кожуха к горизонтальной плоскости и определяется по формуле l=h₃/sinα.

Целесообразно иметь накладку с максимальной длиной выступов и изменять ее положение относительно нижней кромки 57 задней стенки кожуха и закреплять в нужном месте. Решетки 33 (см. фиг.7) выполняются сменными с расстояниями между смежными прутками 10, 20 и 30 мм. Решетки с большим расстоянием между прутками ставятся при обработке более влажной почвы. Барабаны 52 и 53 фрезерных секций при ширине обрабатываемой полосы b_о≤100 мм необходимо изготавливать 2-фланцевыми, а при b_o≤200 мм - 3-фланцевыми, чтобы ширина захвата отогнутых ножей 55 не превышала 50 мм. Для формирования боковых стенок обрабатываемых полос на крайних фланцах устанавливается увеличенное количество ножей путем чередования прямых плоских и отогнутых Г-образных ножей, причем глубина обработки первых несколько меньше последних.

При опущенной в рабочее положение задненавесной машине, включенных ВОМ и поступательном движении агрегат выполняет следующий технологический процесс. Минеральные удобрения из бункеров 6 поступают через высевающие аппараты и тукопроводы к туконаправителям 37 и разбрасываются ими на поверхность почвы перед фрезерными секциями 28. Отогнутые ножи 55 фрезерных секций 28 отрезают почвенные стружки шириной и толщиной и высотой соответственно не более 5, 10 и 8 см, обеспечивая необходимую степень крошения почвы в полосах, формируя совместно с прямыми плоскими ножами боковые стенки полос и заделывая минеральные удобрения. Отбрасываемые ножами фрезерных секций 28 крупные комки почвы дополнительно крошатся, ударяясь о заднюю стенку кожуха, накапливаются и выравниваются нижней кромкой 57 кожуха. Выступы 56 накладок 34 под воздействием нажимных штанг 43 создают уплотненные углубления (шириной b_у≤b_о и глубиной h₃, равной глубине заделки семян). Семена трав, поступающие из бункеров 7 через высевающие аппараты и трубопроводы к колеблющимся под динамическим воздействием щитков 32 и пружин 40 к семянаправителям 35, равномерно разбрасываются ими по дну уплотненных углублений. Отбрасываемые ножами 55 фрезерных секций 28 по параболической траектории мелкие комочки почвы пролетают между прутками решеток 33 и накрывают равномерным слоем высеянные семянаправителями 35 семена трав. Идущие сзади катки 36 уплотняют под воздействием ножимных штанг 44 и 45 верхний слой, обеспечивая хороший контакт семян с почвой и приток влаги к семенному ложу. Рабочая жидкость с гербицидами закачивается из емкости 17 через фильтр 18 приводимым от ВОМ через карданную передачу 19 и редуктор 20 насосом 21, поступает после коммуникаций 22 к регулятору давления 23, откуда нагнетается в раздаточные трубы 24 и трубопроводы 25 к форсункам 26. Форсунки 26 размещены по ширине захвата агрегата так, что опрыскиванию для улучшения конкурентоспособности сеянцев подвергаются в основном части необработанных полос, прилегающих к обработанным.

Внедрение изобретения позволит существенно улучшить качество технологического процесса подсева трав в дернину сенокосов и пастбищ благодаря высеву семян на плотное ложе с заделкой их на заданную глубину равномерным мелкокомковатым слоем, и созданию хорошего контакта семян с почвой и повышению конкурентоспособности сеянцев к аборигенам. В конечном счете это обеспечит улучшение условий для развития высеянных растений и повышения их урожайности. Выполнение устройства для осуществления предлагаемого способа на базе универсального энергосредства УЭС 210/280 с мощностью двигателя 210…280 л.с. и достаточной навесоспособностью позволит иметь значительное количество обрабатываемых полос (до 20), большую ширину захвата (до 12 м), высокую производительность и ресурсосбережение при малых затратах труда и невысокой удельной энергоемкости.

Способ включает локальное внесение минеральных удобрений, полосное фрезерование почвы, высев семян трав с заделкой в верхний слой, прикатывание почвы и ленточное внесение гербицидов по границам полос. Фрезерование почвы осуществляют отогнутыми Г-образными ножами с формированием боковых стенок активными рабочими органами. Фрезерование выполняют с шириной, толщиной и высотой почвенных стружек соответственно не более 5, 10 и 8 см. При фрезеровании образуют уплотненные углубления величиной равной глубине заделки семян и шириной меньше ширины обработанных полос. Высев семян осуществляют разбросным способом на уплотненное дно с заделкой на требуемую глубину отсепарированным мелкокомковатым слоем одинаковой плотности. Внесение гербицидов производят так, что 67…100% ширины лент приходится на необработанные полосы. Устройство включает раму с навеской, коробку передач и опорные колеса. На раме установлены фрезерные секции с отогнутыми Г-образными ножами, кожухи фрезерных секций, каточки и оборудование для внесения гербицидов. На раме также смонтированы бункеры для минеральных удобрений и семян с высевающими аппаратами, туко- и семяпроводы, туко- и семянаправители. Оборудование для внесения гербицидов содержит емкость с рабочей жидкостью, фильтр, насос, коммуникации, регулятор давления, раздаточные трубы, трубопроводы и форсунки. На крайних фланцах фрезерных секций размещено удвоенное количество ножей с чередованием прямых плоских и отогнутых. В верхних частях задних стенок кожухов выполнены прорези и закреплены сменные решетки. В нижних частях кожухов установлены накладки с выступами. Такие технология и конструктивное выполнение позволят улучшить условия для развития высеянных растений и повысить их урожайность, снизить энергоемкость технологического процесса и повысить производительность. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ подсева трав в дернину сенокосов и пастбищ, включающий локальное внесение минеральных удобрений, полосное фрезерование почвы отогнутыми Г-образными ножами с формированием боковых стенок, высев семян трав с заделкой в верхний слой, прикатывание почвы и ленточное внесение гербицидов по границам полос, отличающийся тем, что фрезерование выполняют с шириной, толщиной и высотой почвенных стружек соответственно не более 5, 10 и 8 см, а формирование стенок обрабатываемых полос осуществляют активными рабочими органами с образованием уплотненных углублений величиной, равной глубине заделки семян, и шириной, меньше ширины обработанных полос, причем высев семян осуществляют разбросным способом на уплотненное дно с заделкой на требуемую глубину отсепарированным мелкокомковатым слоем одинаковой плотности, а гербициды вносят так, что 67…100% ширины лент приходится на необработанные полосы.

2. Устройство для подсева трав в дернину сенокосов и пастбищ, включающее раму с навеской и опорными колесами, бункеры для минеральных удобрений и семян с высевающими аппаратами, коробку передач, туко- и семяпроводы, туко- и семянаправители, фрезерные секции с отогнутыми Г-образными ножами, кожухи фрезерных секций, каточки и оборудование для внесения гербицидов, содержащее емкость с рабочей жидкостью, фильтр, насос, коммуникации, регулятор давления, раздаточные трубы, трубопроводы и форсунки, отличающееся тем, что на крайних фланцах фрезерных секций размещено удвоенное количество ножей с чередованием прямых плоских и отогнутых, причем в верхних частях задних стенок кожухов выполнены прорези и закреплены сменные решетки, а в нижних частях кожухов установлены накладки с выступами.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено жестко закрепленными на кожухах щитками, в прорезях которых, с ограничением хода при помощи колец и винтов, шарнирно установлены семянаправители с возможностью ограничения колебаний под динамическим воздействием щитков и свободных колебаний пружин малой жесткости.