Способ обработки корнеобитаемых горизонтов почв Российский патент 2025 года по МПК A01B79/02 A01C21/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам обработки и повышения продуктивности корнеобитаемых горизонтов почв.

Основная проблема обработки почвы без оборота пласта состоит в том, что при механическом рыхлении почвы чизельными плугами, дисковыми боронами и пр. разрушается корнеобитаемые горизонты 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 значительная энергоемкость, невозможность повышения продуктивности и разрушение корнеобитаемых горизонтов почвы.

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 горизонтов почв, невозможность обеспечить повышение их продуктивности, высокие энергозатраты на внутрипочвенную и поверхностную обработку культиватором.

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), от 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 широкого использования в практике сельского хозяйства, а только в мостовом земледелии;

- ограниченность поступательной скорости обработки послойного рыхления, что требует дополнительного времени на последующее погружения пневмобуров;

- способ предполагает только сплошную обработку почвы, не рассматривает возможность обработки почвы полосами и возможность повышения продуктивности корнеобитаемых горизонтов почвы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа способ обработки корнеобитаемых горизонтов почв, заключающимся в том, что рыхление почв осуществляют импульсами сжатого воздуха путем вертикального погружения в почву пневмогидробуров, а обработку корнеобитаемых горизонтов почв осуществляют движителем, выполненным в виде замкнутой сплошной эластичной ленты с пневмогидробурами, которые погружают в почву, после подачи в почву импульса сжатого воздуха в образованные в почве полости и пустоты под давлением подают растворы гидрогеля и микробных биопрепаратов и/или удобрений, лента плотно накрывает поверхность почвы, предотвращая потери сжатого воздуха и растворов, по ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы (Патент РФ №2807736, МПК A01B79/0, 2023 г.).

Недостатками известных способов являются:

- невозможность регулировать частоту и давление импульсов сжатого воздуха и давления подачи растворов, вследствие этого не обеспечивается качество и энергоэффективность обработки;

- способ не обеспечивает оптимизацию процесса в зависимости от величины сопротивления пенетрации почвы и типа почвы;

- не исключает избыточную подачу растворов, что ухудшает экономические и экологические параметры процесса обработки.

Технической задачей заявляемого способа является повышение качества и эффективности обработки корнеобитаемых горизонтов почвы, сокращение энергозатрат при максимальной сохранности биологических и экологических параметров почвы, обеспечение высокой мобильности и энергоэффективности обработки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе обработки корнеобитаемых горизонтов почв, заключающемся в том, что обработку и рыхление корнеобитаемых горизонтов почв осуществляют импульсами сжатого воздуха, посредством движителя, выполненного в виде замкнутой сплошной эластичной ленты с пневмогидробурами, вертикально погружаемыми в почву, после подачи в почву импульсов сжатого воздуха в образованные в корнеобитаемых горизонтах почвы полости и пустоты под давлением подают растворы гидрогеля и микробных биопрепаратов и/или удобрений, при этом лента накрывает поверхность почвы, предотвращая потери сжатого воздуха и растворов, по ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы, согласно изобретению, при вертикальном погружении пневмогидробуры преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых горизонтов почвы за счет рабочей силы движителя, одновременно преобразуют деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорциональна величине силы пенетрации почвы, при этом электрический сигнал устанавливает посредством воздушного электропневмоклапана частоту и давление импульсов сжатого воздуха и посредством электропневмоклапана для жидкости давление подаваемых растворов гидрогеля и микробных биопрепаратов и/или удобрений.

Способ обработки корнеобитаемых горизонтов почв заключается в том, что обработку и рыхление корнеобитаемых горизонтов почв осуществляют импульсами сжатого воздуха, посредством движителя, выполненного в виде замкнутой сплошной эластичной ленты с пневмогидробурами, вертикально погружаемыми в почву.

При вертикальном погружении пневмогидробуры преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых горизонтов почвы за счет рабочей силы движителя, которая одновременно преобразует деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорциональна величине силы пенетрации почвы. Электрический сигнал посредством воздушного электропневмоклапана устанавливает частоту и давление импульсов сжатого воздуха и посредством электропневмоклапана для жидкости - давление подаваемых растворов гидрогеля и микробных биопрепаратов или удобрений. После подачи в почву импульсов сжатого воздуха в образованные в корнеобитаемых горизонтах почвы полости и пустоты под давлением подают растворы гидрогеля и микробных биопрепаратов и/или удобрений. Лента движителя накрывает поверхность почвы, предотвращая потери сжатого воздуха и растворов, по ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы.

Способ осуществляется следующим образом.

Трактор с поднятым движителем подъезжает к полю, опускает движитель и начинает движение. Сначала один и последовательно остальные пневмогидробуры погружаются на оптимальную глубину, в зависимости от толщины корнеобитаемых горизонтов и характеристик почвы. Рабочая сила движителя, преодолевая силу пенетрации почвы, преобразует деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорционально величине силы пенетрации почвы. Распределитель по шлангам направляет сжатый воздух в воздушный электропневмоклапан, одновременно пенетрометр подает электрический сигнал, воздушный электропневмоклапан устанавливает частоту и давление импульсов сжатого воздуха, которые качественно и эффективно рыхлят, насыщают воздухом корнеобитаемые горизонты почв и формируют в почве полости и пустоты. Затем распределитель по шлангам подает растворы гидрогеля микробных биопрепаратов и/или удобрений, в электропневмоклапан для жидкости, а пенетрометр одновременно подает электрический сигнал, который посредством электропневмоклапана для жидкости устанавливает давление растворов, которые качественно и эффективно распределяются в сформированных в почве полостях и пустотах.

Когда лента, двигаясь, достигает точки ее подъема, прекращается подача препаратов и импульсов сжатого воздуха и начинается последовательное извлечение из почвы пневмогидробуров.

Способ обработки корнеобитаемых горизонтов почв базируются на принципах биоземледелия, формирования факторов повышения продуктивности почв и растений, устойчивости агроценозов.

Он обеспечивает повышение качества и эффективности обработки корнеобитаемых горизонтов почв, высокую мобильность, энергоэффективность обработки и сокращение энергозатрат.

Растения выполняют функцию первичных продуцентов в экосистемах и взаимодействуя с микроорганизмами, которые являются для растений донорами широкого круга адаптивно значимых функций, связанных с питанием и защитой от стрессов. Они способны создавать на своих поверхностях, в тканях и клетках специализированные ниши для различных микроорганизмов, образуя в совокупности с ними сложные сообщества, которые выполняют функции первичных продуцентов и первичных редуцентов органического вещества. В ходе эволюции растения приобретали генные системы не для фиксации молекулярного азота или извлечения азота из почвенной органики, а для поддержания бактериальных или грибных сожителей, которые осуществляют эти функции.

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

Использование изобретения позволит повысить продуктивность корнеобитаемых горизонтов почвы, обеспечит максимальную сохранность биологических и экологических параметров почвы при высоком качестве, мобильности и энергоэффективности процессов обработки.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе обработку и рыхление корнеобитаемых горизонтов почв осуществляют импульсами сжатого воздуха посредством движителя, выполненного в виде замкнутой сплошной эластичной ленты с пневмогидробурами, вертикально погружаемыми в почву. После подачи в почву импульсов сжатого воздуха в образованные в корнеобитаемых горизонтах почвы полости и пустоты под давлением подают растворы гидрогеля и микробных биопрепаратов и/или удобрений. При этом лента накрывает поверхность почвы, предотвращая потери сжатого воздуха и растворов. При вертикальном погружении пневмогидробуры преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых горизонтов почвы за счет рабочей силы движителя, одновременно преобразуют деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорциональна величине силы пенетрации почвы. Посредством воздушного электропневмоклапана в зависимости от электрического сигнала устанавливают частоту и давление импульсов сжатого воздуха и посредством электропневмоклапана для жидкости давление подаваемых растворов гидрогеля и микробных биопрепаратов и/или удобрений. По ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы. Способ позволяет повысить качество и эффективность обработки корнеобитаемых горизонтов почвы, сократить энергозатраты при максимальной сохранности биологических и экологических параметров почвы, обеспечить высокую мобильность и энергоэффективность обработки.

Способ обработки корнеобитаемых горизонтов почв, характеризующийся тем, что обработку и рыхление корнеобитаемых горизонтов почв осуществляют импульсами сжатого воздуха посредством движителя, выполненного в виде замкнутой сплошной эластичной ленты с пневмогидробурами, вертикально погружаемыми в почву, после подачи в почву импульсов сжатого воздуха в образованные в корнеобитаемых горизонтах почвы полости и пустоты под давлением подают растворы гидрогеля и микробных биопрепаратов и/или удобрений, при этом лента накрывает поверхность почвы, предотвращая потери сжатого воздуха и растворов, при вертикальном погружении пневмогидробуры преодолевают силу пенетрации корнеобитаемых горизонтов почвы за счет рабочей силы движителя, одновременно преобразуют деформацию упругого элемента тензометрического датчика силы пенетрометра в электрический сигнал, величина которого прямо пропорциональна величине силы пенетрации почвы, при этом электрический сигнал устанавливает посредством воздушного электропневмоклапана частоту и давление импульсов сжатого воздуха и посредством электропневмоклапана для жидкости давление подаваемых растворов гидрогеля и микробных биопрепаратов и/или удобрений, по ходу движения ленты пневмогидробуры извлекают из почвы.