УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ПОЛИВА СЕМЯН ПРИ ПОСЕВЕ Российский патент 2013 года по МПК A01C7/20 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для посева семян и посевным агрегатам.

Известен комбинированный сошник (SU АС №952131 А01С 7/20, БИ №31 от 23.08.1982) для обработки семян и внесения удобрений и гербицидов, одновременно с посевом.

Недостатком является то, что он не обеспечивает подачу раствора непосредственно на семенное ложе к семенам.

Наиболее близким техническим решением является устройство для посева семян (RU патент №2302094, А01В 49/06, БИ №19 от 10.07.2007), включающее сошник, емкость для воды, водопровод и специальный водовыпуск, состоящий из наконечника с переходом из округлого сечения от водопроводящей части в плоское в виде лопатки, подающий постоянную струю воды на семенное ложе к семенам.

Недостатком устройства является большой расход воды для увлажнения почвы семенного ложа вокруг семян, так как вода выливается непрерывной струей, в то время как большинство пропашных культур (сорго, кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла и др.) и овощи высеваются одно- или двухстрочным пунктирным способом с междурядьями от 45 до 90 см и внутри рядка с расстоянием между растениями от 5 до 50 см, в зависимости от заданной нормы высева.

Сущность изобретения выражается в создании устройства для прерывания постоянной струи и подачи порционной дозы воды на семенное ложе непосредственно только на место попадания семян из сошника.

Технический результат - обеспечение экономии воды, повышение производительности труда из-за уменьшения количества простоев на дозаправку емкостей водой.

Технический результат достигается установкой на сошник пневматической сеялки типа СУПО-6 (СУПН-8 и др.) устройства, содержащего конструктивные элементы: датчик выпадения семян из высевающего диска сеялки, состоящий из излучателя, приемника излучения, магнитного клапана-прерывателя струи воды на трубопроводе с регулировочным винтом (или электронного устройства) для синхронизации места попадания семян на семенное ложе и подачи дозы воды и реле-регулятор, регулирующий продолжительность открытия магнитного клапана-прерывателя для изменения дозы пропускаемой воды в гибкий трубопровод, что обеспечивает подачу сигнала о выпадении семян на семенное ложе, кратковременное открытие гибкого трубопровода магнитным клапаном-прерывателем и подачу реле-регулятором дозированного объема воды на семенное ложе к месту попадания семян, обеспечивая создание контура увлажнения почвы и запаса влаги только вокруг семян,

Изобретение поясняется фиг.1-2, где

на фиг.1 - схема сошника, вид сбоку; на фиг.2 - схема сошника, вид сзади.

Устройство состоит из емкости 1 (фиг.1) с водой (навешивается на трактор), сошника 2, серийно выпускаемых пневматических сеялок, гибкого трубопровода 3 с водовыпуском в виде лопатки в конце трубопровода 4, датчика, состоящего из излучателя 5 и приемника 6 (фиг.2) излучения, магнитного клапана-прерывателя 7 струи с реле-регулятором 8 продолжительности открытия клапана и, соответственно дозы подаваемой воды, кабеля 9, подводящего электричество к излучателю и приемнику излучения, кабеля 10, подающего сигнал на открытие магнитного клапана-прерывателя 7, регулирующего винта 11 (фиг.1) для синхронизации подачи дозы воды на уложенные семена 12 на семенном ложе, блока электрического питания 13, семенного ящика 14, накопителя семян 15, высевающего диска 16, чистика 17.

Устройство работает следующим образом.

Из семенного ящика 14 (фиг.1) семена 12 поступают в сошник 2, который при движении раздвигает верхний слой почвы 18, образуя канавку с семенным ложем 19, в которую поступают семена 12 из накопителя 15 сошника 2, присосавшиеся за счет вакуума к отверстиям 20 вращающегося высевающего диска 16, которые, дойдя до чистика 17 (прерывающего вакуум), падают на семенное ложе 19, при выпадении семена освобождают просвет отверстия 20 высевающего диска 17 и излучатель 5 через открывшиеся отверстия 20 подает сигнал излучения 21 (фиг.2) на приемник 6 излучения, и через кабель 10 - на магнитный клапан-прерыватель 7, который на регулируемый период ослабляет давление на гибкий трубопровод 3, и вода по гибкому трубопроводу 3 и водовыпуску в виде лопатки в конце трубопровода 4 поступает на семенное ложе 19. Для синхронизации места падения семян и подачи дозы воды регулирующим винтом 11 изменяют длину подающей части гибкого трубопровода 3 от магнитного клапана-прерывателя 7 до конца водовыпуска в виде лопатки в конце трубопровода 4 и, тем самым, устанавливают необходимое время добегания дозированной струи воды к семенам 12 на семенное ложе 19, таким образом, чтобы место выпадения семян 12 и вылив дозы воды совпали и образовали вокруг семян контур увлажнения 22.

Размеры контура увлажнения 22 почвы регулируют в зависимости от размера семян, глубины посева, вида культуры, продолжительности прорастания семян, наличия влаги в почве и прогноза метеоусловий на период получения всходов. Полив производится такой нормой, чтобы влага не увлажняла самый верхний слой почвы и на поверхности не образовывалась почвенная корка, поэтому в каждом конкретном случае необходимо рассчитывать поливную норму и концентрацию веществ в воде, если вносятся стимуляторы роста и пестициды.

Для определения поливной нормы на 1 га определяют:

а) норму высева (Nв) семян в шт. на 1 га по рекомендациям зональных систем земледелия для конкретной агроклиматической зона, культуры и сорта (гибрида);

б) объем почвы (V), которая увлажняется при прерываемом струйном внутрипочвенном поливе вокруг одного семени, при радиусе увлажняемого контура почвы r (в метрах) определяют по известной формуле объема шара:

$$V=\frac{4}{3}\pi r^3$$

Наблюдения показали, что контур увлажнения образует форму, близкую к шару, поэтому при расчетах поливной нормы принято, что контур увлажнения вокруг семян образует форму шара;

в) масса почвы (Р), которая увлажняется при струйном внутрипочвенном поливе на 1 га, определяется по формуле:

Р=V·α·Nв

где α - плотность сложения почвы (объемная масса) верхнего 0-0,1 м слоя почвы, м³/т (например, для черноземных почв 1,1 м³/т);

г) поливная норма на 1 га для увлажнения семян при внутрипочвенном струйном поливе (m) определяется по формуле

m=P(W_HB-W_H)/100,

где W_HB - наименьшая влагоемкость верхнего слоя почвы 0-10 см, в процентах от абсолютно сухой массы почвы (например для черноземов равна 33%);

W_H - влажность почвы (начальная) при посеве в слое 0-10 см, в процентах от абсолютно сухой массы почвы (обычно от 60 до 90% от массы абсолютно сухой почвы);

100 - коэффициент пересчета процента в доли.

Пример расчета

а) норма высева семян Nв=50000 шт. на 1 га;

б) объем увлажняемой почвы V при создании контура увлажнения при прерываемом струйном внутрипочвенном поливе вокруг одного семени, при радиусе увлажняемого контура почвы r=0,015 м

V=4/3×3,14×0,015³=0,000014 м³ (или 14 см³);

в) масса почвы (Р), которая увлажняется при струйном внутрипочвенном поливе на 1 га равна:

Р=0,000014·1,1·50000=0,77 т,

где α - плотность сложения почвы (объемная масса) верхнего 0-0,1 м слоя почвы = 1,1 м³/т;

г) поливная норма (m) на 1 га для увлажнения 0,77 т почвы вокруг семян равна

m=0,77(33-23,1)/100=0,076 м³/га (или 76 л/га).

Расчеты показывают, что при непрерывном внутрипочвенном струйном поливе с увеличением радиуса контура увлажнения необходимый объем воды увеличивается и составляет от 0,2 при радиусе 0,01 м и до 5,2 м³/га при радиусе 0,05 м, а при поливе прерываемой струей соответственно от 0,028 до 2,85 м³/га (см. таблицу).

Потребность в объеме воды для внутрипочвенного струйного увлажнения почвы вокруг семян одновременно с посевом при внесении непрерывной и прерываемой струей, м³/га Радиус контура увлажнения вокруг семян, м Объем воды для орошения, м³/га непрерывной струей прерываемой струей м³/га % от непрерываемой 0,01 0,21 0,028 13,3 0,015 0,47 0,077 16,4 0,02 0,83 0,182 21,9 0,03 1,87 0,616 32,9 0,05 5,20 2,850 54,8

Как видно из данных таблицы, при рекомендуемом радиусе контура увлажнения черноземной почвы 0,015 м и влажности верхнего 0-0,1 м слоя почвы 0,7 НВ объем воды, необходимый для создания контура увлажнения вокруг семени, составляет: при непрерываемой струе (аналог) поливная норма 0,470 м³/га, а при использовании заявляемого устройства, обеспечивающего прерываемый струйный внутрипочвенный полив, всего 0,077 м³/га или 16,4% от аналога. Объем расходуемой воды на полив уменьшается в 6,1 раза.

Устройство включает сошник, емкость для воды, гибкий трубопровод и водовыпуск в виде лопатки в конце трубопровода для внутрипочвенного внесения воды на семенное ложе непрерывной струей одновременно с посевом. На сошнике пневматической сеялки установлен датчик выпадения семян из высевающего диска сеялки. Датчик состоит из излучателя, подающего луч через отверстие, возникшее после выпадения семян, и приемника излучения, принимающего луч и через кабель подающего команду на открытие магнитного клапана-прерывателя, открывающего или прерывающего подачу воды через гибкий трубопровод. Для синхронизации времени и места попадания семян и времени и места подачи дозы воды на уложенные на семенное ложе семена устройство имеет регулирующий винт для смещения магнитного клапана-прерывателя на гибком трубопроводе и изменения его длины до водовыпуска, и реле-регулятор для регулирования продолжительности открытия клапана и подачи дозированного объема воды. Такое конструктивное выпонение позволит улучшить контакт семян с почвой, создать запас влаги, достаточный для получения всходов без довсходовых поливов. 2 ил.

Устройство для внутрипочвенного полива семян при посеве, включающее сошник, емкость для воды, гибкий трубопровод и водовыпуск в виде лопатки в конце трубопровода для внутрипочвенного внесения воды на семенное ложе непрерывной струей одновременно с посевом, отличающееся тем, что на сошнике пневматической сеялки установлен датчик выпадения семян из высевающего диска сеялки, состоящий из излучателя, подающего луч через отверстие, возникшее после выпадения семян, и приемника излучения, принимающего луч и через кабель подающего команду на открытие магнитного клапана-прерывателя, открывающего или прерывающего подачу воды через гибкий трубопровод, при этом для синхронизации времени и места попадания семян и времени и места подачи дозы воды на уложенные на семенное ложе семена устройство имеет регулирующий винт для смещения магнитного клапана-прерывателя на гибком трубопроводе и изменения длины гибкого трубопровода до водовыпуска, и реле-регулятор для регулирования продолжительности открытия клапана и подачи дозированного объема воды.