Способ внутрипочвенных обработки, рыхления, аэрации, орошения, удобрения корнеобитаемых слоев почвы Российский патент 2024 года по МПК A01B79/02 A01C21/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам внутрипочвенных обработки и повышения продуктивности корнеобитаемых слоев почвы за счет доставки непосредственно к корням растений воздуха, растворов гидрогеля и удобрений.

Основная проблема обработки почвы без оборота пласта состоит в том, что при механическом рыхлении почвы чизельными плугами, дисковыми боронами и пр. разрушаются корнеобитаемые слои почвы, требуются большие тяговые усилия, повышенный расход ГСМ и, как следствие, большой сцепной вес трактора, который уплотняет почву и разрушает ее структуру, а также происходит рост выбросов выхлопных газов, что ухудшает экологическую ситуацию.

Существенным недостатком известных способов является также высокая энергоемкость и невозможность повышения продуктивности корнеобитаемых слоев почвы в связи с отсутствием технических средств для эффективной аэрации, орошения и удобрения корнеобитаемых слоев почвы без их разрушения.

Известен способ обработки, аэрации и удобрения почвы, заключающийся в рыхлении почвы послойно рабочими органами для горизонтальной обработки подпружиненными рабочими органами для вертикальной обработки, в том числе и по следам ходовых систем тракторов различного класса тяги и катком для уплотнения верхнего слоя почвы, при этом рыхление почвы осуществляют с колебаниями в продольно-вертикальной плоскости с регулируемой частотой и амплитудой, а также струями сжатого воздуха, подаваемого в подпахотные слои почвы с регулируемой частотой, и с подачей под давлением жидких удобрений в подпахотные слои почвы (патент РФ № 2608728, МПК А01В 49/06, 2017).

Недостатками известного способа являются: разрушение корнеобитаемых слоев почвы, невозможность обеспечить повышение их продуктивности, высокие энергозатраты на поверхностную и внутрипочвенную обработку культиватором, дисковыми боронами и другими орудиями.

Известен способ обработки почвы пульсирующим сжатым воздухом, заключающийся в рыхлении почвы импульсами сжатого воздуха, которые осуществляют одновременный подъем и рыхление почвы соответствующими импульсами сжатого воздуха путем вертикального погружения в почву группы пневмобуров (трубок), стоящих друг от друга на расстоянии R = kH (где Н – глубина погружения пневмобура в почву; k = 0,3-3,0), при этом глубокое послойное энергоэффективное рыхление почвы осуществляют периодически подаваемыми импульсами сжатого воздуха по мере погружения пневмобура в почву на требуемую глубину обработки (патент РФ № 2473197, МПК A01B79/00, 2013 г.).

Недостатками известного способа являются:

- невозможность в режиме реального времени регулировать глубины погружения пневмогидробуров в почву, и устанавливать частоту, давление импульсов сжатого воздуха и давления подачи растворов, в зависимости от величины пенетрации почвы, вследствие этого не обеспечивается качество и энергоэффективность обработки;

- способ не обеспечивает оптимизацию процесса в зависимости от состояния и типа почвы;

- не исключает избыточную подачу и не обеспечивает эффективность распределения растворов, гидрогеля и удобрений непосредственно к корневой системе растений.

Все это снижает экономические и экологические параметры процессов обработки, аэрации, орошения, удобрения корнеобитаемых слоев почвы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа способа обработки, аэрации, орошения корнеобитаемых слоев почвы (патент KG 377С1, 30.06.2000).

Задачей заявляемого способа является повышение качества и эффективности обработки аэрации, орошения и дополнительного удобрения корнеобитаемых слоев почвы, сокращения энергозатрат при максимальной сохранности биологических и экологических параметров почвы, обеспечение высокой мобильности и энергоэффективности обработки непосредственно корневой системы растений.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе внутрипочвенных обработки, аэрации, орошения, удобрения корнеобитаемых слоев почвы, характеризующимся тем, что обработку, аэрацию, орошение, удобрение корнеобитаемых слоев почвы осуществляют импульсами сжатого воздуха внутрипочвенно посредством пневмогидробуров, вертикально погружаемых в почву на глубину, соответствующую толщине корнеобитаемого слоя, характеристикам почвы и виду растений, движителя, выполненного в виде замкнутой сплошной эластичной ленты за счет рабочей силы пневмоцилиндров и вибрационного воздействия, преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых слоев почвы и одновременно преобразуют деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорциональна величине силы пенетрации почвы, при этом в зависимости от величины электрического сигнала воздушным электропневмоклапаном устанавливают частоту и величину давления импульсов сжатого воздуха, после подачи в почву импульсов сжатого воздуха, рыхления и аэрации в образованные почвенные поры, полости и микропустоты под давлением, которое устанавливает электропневмоклапан для жидкости в зависимости от величины электрического сигнала пенетрометра, подают растворы гидрогеля, удобрений, осуществляют стабилизацию давления сжатого воздуха и растворов, обеспечивают орошение и удобрение непосредственно корневой системы растений, при этом лента накрывает поверхность почвы, предотвращает повреждение корневой системы растений, потери сжатого воздуха и растворов, по ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы.

Способ внутрипочвенных обработки, рыхления, аэрации, орошения, удобрения корнеобитаемых слоев почвы заключается в том, что обработку, рыхление, аэрацию, орошение и удобрение корнеобитаемых слоев почвы осуществляют внутрипочвенно, импульсами сжатого воздуха внутрипочвенно посредством движителя, выполненного в виде замкнутой сплошной эластичной ленты с пневмогидробурами.

За счет рабочей силы пневмоцилиндров и вибрационного воздействия пневмогидробуры вертикально погружают в почву на глубину, соответствующую толщине корнеобитаемого слоя, характеристике почвы и вида растений, преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых слоев почвы и одновременно преобразуют деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорционально величине силы пенетрации почвы. В зависимости от величины электрического сигнала воздушным электропневмоклапаном устанавливают частоту и величину давления импульсов сжатого воздуха, а электропневмоклапаном для жидкости – величину давления растворов гидрогеля и удобрений.

После подачи в почву импульсов сжатого воздуха, рыхления и аэрации в образованные почвенные поры, полости и микропустоты под давлением подают растворы гидрогеля и удобрений, осуществляют стабилизацию давления сжатого воздуха и растворов, обеспечивают орошение и удобрение непосредственно корневой системы растений.

Лента движителя накрывает поверхность почвы, предотвращает повреждение корневой системы растений, потери сжатого воздуха и растворов. По ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы.

Способ осуществляется следующим образом.

Трактор подъезжает к полю, опускает движитель в виде замкнутой сплошной эластичной ленты с пневмогидробурами на поверхность почвы. Включают подачу электроэнергии и воздушные электропневмоклапаны, открывают подачу сжатого воздуха по шлангам из емкости-распределителя в пневмоцилиндры и одновременно включают вибраторы, находящиеся в нижней рабочей зоне ленты. Вибраторы вертикально погружают пневмогидробуры в почву на глубину, соответствующую толщине корнеобитаемого слоя, характеристике почвы и виду растений. Они преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых слоев почвы и одновременно преобразуют деформацию элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорциональна величине силы пенетрации почвы.

При движении ленты очередной пневмоцилиндр достигает средней части ограничителя нагрузки, очередной переключатель воздействует на выключатель, который открывает очередной воздушный электропневмоклапан и включает очередной вибратор. Сжатый воздух по шлангам подается в пневмоцилиндр, погружающий очередной пневмогидробур в почву. При достижении нижней точки открывается воздушный электропневмоклапан, который в зависимости от величины электрического сигнала устанавливают частоту и величину давления импульсов сжатого воздуха, которые по шлангам через погруженные в почву пневмогидробуры внутрипочвенно производят аэрацию и формируют в корнеобитаемых слоях почвы поры, полости и микропустоты.

Затем пневмоцилиндр достигает очередного переключателя, воздействующиего на выключатель и электропневмоклапан для жидкости, который в зависимости от величины электрического сигнала устанавливает величину давления растворов гидрогеля и удобрений и открывает подачу по шлангом пневмогидробурами в образовавшиеся почвенные поры, полости и микропустоты непосредственно к корневой системе растений растворы гидрогеля и удобрений.

Когда лента, двигаясь, достигает точки подъема, выключатель очередного пневмоцилиндра взаимодействует с установленным на ограничителе нагрузки очередным переключателем, подача импульсов сжатого воздуха и растворов прекращается, пневмоцилиндры извлекаются из почвы.

В процессе обработки давление сжатого воздуха в емкости-распределителе и давление в емкостях-распределителях растворов падает. При достижении критического уровня открывается электропневмоклапан, из ресивера по шлангам и регулятор-стабилизатор сжатый воздух подается в емкость-распределитель сжатого воздуха до достижения в ней соответствующего давления.

При падении давления до критического уровня в емкостях-распределителях раствора открывается электропневмоклапан, для растворов из закрытых баков по шлангам и регулятор-стабилизатор растворы под давлением подаются в емкость-распределитель растворов до достижения в ней соответствующего давления.

Длину движителя, глубину погружения пневмогидробуров в корнеобитаемые слои почвы, давление в емкостях-распределителях сжатого воздуха и в емкостях-распределителях растворов регулируют и устанавливают в соответствии с толщиной корнеобитаемого слоя, характеристиками почвы и видом растений.

Способ для внутрипочвенных обработки, аэрации, орошения, удобрения корнеобитаемых слоев почвы базируются на принципах биоземледелия, формирования факторов повышения продуктивности почв и растений, сохранности агроценозов.

Предлагаемый способ обеспечит формирование оптимальных условий для жизнедеятельности агроценозов, грибов и пр., позволит проводить обработку, аэрацию, орошение, удобрение всех видов почвы без оборота корнеобитаемых почвенных слоев, повысить продуктивность почвы, максимально сохранить биологические и экологические параметры почвы при высоком качестве, мобильности и энергоэффективности процессов обработки.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает обработку, аэрацию, орошение, удобрение корнеобитаемых слоев почвы, которые осуществляют импульсами сжатого воздуха внутрипочвенно посредством пневмогидробуров, вертикально погружаемых в почву на глубину, соответствующую толщине корнеобитаемого слоя, характеристикам почвы и виду растений, движителя, выполненного в виде замкнутой сплошной эластичной ленты, за счет рабочей силы пневмоцилиндров и вибрационного воздействия преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых слоев почвы и одновременно преобразуют деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорциональна величине силы пенетрации почвы. В зависимости от величины электрического сигнала воздушным электропневмоклапаном устанавливают частоту и величину давления импульсов сжатого воздуха. После подачи в почву импульсов сжатого воздуха, рыхления и аэрации в образованные почвенные поры, полости и микропустоты под давлением, которое устанавливает электропневмоклапан для жидкости в зависимости от величины электрического сигнала пенетрометра, подают растворы гидрогеля, удобрений. Осуществляют стабилизацию давления сжатого воздуха и растворов, обеспечивают орошение и удобрение непосредственно корневой системы растений. Лента накрывает поверхность почвы, предотвращает повреждение корневой системы растений, потери сжатого воздуха и растворов, по ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы. Способ позволяет повысить качество и эффективность обработки, аэрации, орошения и дополнительного удобрения корнеобитаемых слоев почвы, сократить энергозатраты при максимальной сохранности биологических и экологических параметров почвы, обеспечить высокую мобильность и энергоэффективность обработки непосредственно корневой системы растений.

Способ внутрипочвенных обработки, аэрации, орошения, удобрения корнеобитаемых слоев почвы, характеризующийся тем, что обработку, аэрацию, орошение, удобрение корнеобитаемых слоев почвы осуществляют импульсами сжатого воздуха внутрипочвенно посредством пневмогидробуров, вертикально погружаемых в почву на глубину, соответствующую толщине корнеобитаемого слоя, характеристикам почвы и виду растений, движителя, выполненного в виде замкнутой сплошной эластичной ленты, за счет рабочей силы пневмоцилиндров и вибрационного воздействия преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых слоев почвы и одновременно преобразуют деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорциональна величине силы пенетрации почвы, при этом в зависимости от величины электрического сигнала воздушным электропневмоклапаном устанавливают частоту и величину давления импульсов сжатого воздуха, после подачи в почву импульсов сжатого воздуха, рыхления и аэрации в образованные почвенные поры, полости и микропустоты под давлением, которое устанавливает электропневмоклапан для жидкости в зависимости от величины электрического сигнала пенетрометра, подают растворы гидрогеля, удобрений, осуществляют стабилизацию давления сжатого воздуха и растворов, обеспечивают орошение и удобрение непосредственно корневой системы растений, при этом лента накрывает поверхность почвы, предотвращает повреждение корневой системы растений, потери сжатого воздуха и растворов, по ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы.