Способ дефолиации хлопчатника и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК A01M7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам и устройствам уборки с/х культур, растущих над поверхностью почвы, и может быть использовано при подготовке кустов хлопчатника и хлопковых грядок перед уборкой хлопка-сырца из раскрытых коробочек хлопкоуборочными машинами.

Известен способ для сбора хлопка-сырца из раскрытых ко;юбочек хлопкоуборочными машинами, оснащенными вертикальными и горизонтальными шпиндельными уборочными аппаратами, который ведут путем искусственного удаления листьев (дефолиация или десекация) и выравнивания выводных и глубоких поливных борозд, перемычек и высоких гребней земли с удалением крупных ее комьев от поверхности гребней хлопковых грядок. Дефолиация или десекация производится путем отравления дыхания различными активными химическими препаратами (например, бутафос, хлорид магния, хлорад-хлорид кальция, бутулкоптакс), которые приводят к высыханию и падению листьев. Известно, что опрыскивание кустов хлопчатника химическими дефолиантом или десекантом производится различными воздушными транспортными средствами или наземными техническими средствами, штанговыми опрыскивателями.

Этот способ дефолиации хлопчатника с применением различных химических препаратов и технических средств их опрыскиваVJ

iN iVl v| О itO

ния имеет ряд недостатков, а именно наносится колоссальный и непоправимый урон окружающей среде, так как химические препараты вызывают отравление и заболевание всего живого: человека, животных, птиц, рыб, насекомых, трав и плодовых и декоративных деревьев, а также известные дефолианты загрязняют почву, водоемы, атмосферу; значительно (до 20-30%) снижается урожайность хлопчатника из-за тотального отравления дыхания хлопчатника, т.е. одновременно с поражением процесса дыхания листьев поражается дыхание стеблей хлопчатника, зеленых коробочек и наряду с листьями опадают мелкие коробочки 30-35-дневного возраста. Кроме того, ухудшается качество волокна и семенного материала.

Высока энергометаллоемкость технических средств (воздушных и надземных) и сложность их эксплуатации, связанные с действием химических дефолиантов и десе- кантов на износостойкость деталей, технических средств и с проведением технических обслуживании и технологических регулировок.

Создаются неблагоприятные условия труда механизаторов и обслуживающего персонала (повышенный уровень концентрации ядохимикатов, уровень вибрации и шума).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ дефолиации хлопчатника, включающий воздействие на биоструктуру зеленой массы хлопчатника душированием активной среды, в котором на зеленую массу попеременно воздействую ют холодным воздухом и горячим, причем время воздействия и температура воздуха должны быть достаточными для осуществления кристаллизации воды в листе при ду- шировании холодным воздухом и для обеспечения испарения, образовавшегося конденсата при душировании горячим воздухом.

Недостатками этого способа являются: низкая эффективность падеьия листьев, так как при душировании холодным воздухом стеблей и листьев хлопчатника сильно замедляется его дыхание через стебли и листья, а ультраструктура клеточных элементов не испытывает искусственных изменений и при возвращении к оптимальной температуре (25°С) довольно легко восстанавливается дыхание, поэтому нет необходимости душирования холодным воздухом.

При дефолиации известным способом, когда производится душирование зеленой массы (листьев,4стеблей, коробочек) горячим воздухом, ослабляется транспорт ассимилянтов по флоэме во всех (из листьев к развивающимся плодам, корням и др.) направлениях и чаще всего это ослабление транспорта, вызываемое максимальными

температурами (порядка 45°С и выше), не- обратимод.е. связано с более существенными структурными повреждениями клеточных элементов. Однако следует отметить, что при этом происходит внезапное

0 повреждение дыхания стеблей, листьев и зеленых коробочек и остановки транспорта ассимилянтов по флоэме растений. Прекращается поступление ассимилянтов из листьев к развивающимся плодам и из зеленой

5 зоны створок коробочек хлопчатника к семенам, волокнам. И все это приводит к значительной потере урожайности хлопчатника и снижению качества волокна и семенного материала, так как опадают мелкие коробоч0 ки хлопка.

Известно также устройство для дефолиации хлопчатника, содержащее тепловой преобразователь энергии воздушного потока; типовый преобразователь воздушного

5 потока выполнен в виде вихревой трубы, к горячему концу которой подсоединены верхняя часть камеры горячего душирования, выполненная в виде приемного отсека с установленным в нем пароструйным агрега0 том, которая также позволяет производить дефолиацию хлопчатника путем горячего и холодного душирования растений.

К недостаткам этого устройства можно отнести потерю урожайности хлопчатника и

5 снижение качества волокна и семенного материала.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому устройству относится устройство для дефолиации и десека0 ции хлопчатника, содержащее вентилятор, сообщенный через коллектор с распределительной штангой и источником горячих газов и солнечным воздухонагревателем. Недостатками устройства являются по5 тери урожайности хлопчатника, снижение качества волокна и семенного материала, а также сложность конструкции и высокая энергоемкость.

Потери урожайности объясняются сле0 дующим, Так как подготовка куста хлопчатника к уборке из раскрытых коробочек хлопкоуборочными машинами заключается не только в проведении искусственного удаления листьев (дефолиация или десикация),

5 то необходимо еще дополнительно проводить подготовку хлопчатника и хлопковых грядок: выравнивать высокие гребни, удалять крупные комья земли. Эти работы проводятся вручную при предуборочной полке сорняков, проводимой также вручную. Кроме того, недостатком подготовки грядок хлопчатника к машинной уборке является наличие гребней высотой 140-160 мм (которые остаются после нарезания борозд для пятого полива хлопка) и, как следствие, ниж- ние коробочки хлопчатника, отличающиеся высоким качеством волокна и семенного материала, фактически лежат на поверхности гребня земли. Их количество составляет 10% всего урожая хлопка, что соответствует 3-4 ц/га, так как при наличии гребней вертикально-шпиндельные уборочные аппараты хлопко-уборочных машин не могут собрать хлопок-сырец из нижних раскрытых коробочек, лежащих на поверхности греб- ней. (Дело в том, что активная часть шпинделей находится на высоте 80-100 мм от нижней поверхности нижних дисков, которые должны оставлять легкий след на гребне рядка при правильно отрегулированном уборочном аппарате по высоте относительно поверхности земли, т.е. поверхности гребней рядка. А стремление мехёййзато- ров опускать уборочные аппараты ниже до- пустимого предела с целью сбора хлопка-сырца из низкорасположенных коробочек, приводит как к нарушению установленных размеров рабочей щели, так и к переносу комьев захваченной земли в приемную камеру). Все это снижает полноту сбора хлопка из раскрытых коробочек по всей высоте хлопчатника; чрезмерно повышается уровень запыленности (в 500-1000 раз по сравнению с установленными в ПДК), резко возрастает уровень шума и вибрации пневмотранспорта хлопко-уборочной машины из-за ударов комьев земли о стенки трубопровода и поверхности лопаток вентиляторов,

Кроме того, известные способы и уст- ройства для удаления листьев хлопчатника не решают задачу комплексной подготовки кустов хлопчатника и хлопковых грядок к уборке хлопка-сырца хлопкоуборочными машинами из раскрытых коробочек.

Цель изобретения - повышение эффективности обработки, качества хлопка-сырца и урожайности хлопчатника, повышение эффективности работы хлопкоуборочных машин путем дополнительного сбора хлопка-сырца из раскрытых коробочек нижнего яруса.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу предварительно оголяют корневую шейку, срезая на грядках гребни почвы с двух сторон от стебля и воздействуют на оголенную корневую шейку стебля паросодержащими газами с температурой не ниже 45°С. Кроме того, паросодержащий газ получают путем испарения горячей воды

из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства горячими выхлопными газами двигателя, которые перед воздействием на корневую шейку стебля смешивают с полученным паром..

Предлагаемое устройство снабжено режущими элементами, выполненными в виде лемеха, установленного на раме за кустоот- гибателем и имеющего полевую доску с ще- левидным выходным каналом для выпуска паросодержащего газа, а источник горячих газов выполнен в виде испарительной камеры, сообщенной с системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и с его выхлопным коллектором, причем выхлопной коллектор и испарительная камера сообщены трубопроводами с полостью щелевидных каналов для выпуска паросодержащего газа, причем режущие элементы установлены попарно вдоль продольной оси транспортного средства друг за другом с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом щелевидные выходные каналы для выпуска паросодержащего газа каждой пары режущих элементов обращены навстречу друг другу.

Таким образом, на освобожденную от земли корневую шейку кустов хлопчатника подается горячий паросодержащий газ, источником которого является система охлаждения и выхлопа двигателя машинно-тракторного агрегата, в результате чего поражается флоэма шейки.

Предлагаемый способ и устройство позволяют повысить качество хлопка-сырца. Это происходит потому, что при поражении флоэмы корневой системы на листьях и на земной части элементов куста хлопчатника продолжается фотосинтез и в них вырабатываются ассимилянты, которые перераспределяются в растении Формируется акропетальный транспорт ассимилянтов, способствующий ускорению дозревания плодов и, тем самым, обеспечивается высокое качество волокон и кондиционность семян.

Повышается урожайность хлопчатника за счет сохранения неспелых кураков и дозревания полуспелых плодов, так как прекращается поступление ассимилянтов от листьев в корневую систему хлопчатника, при этом не поражается дыхание растений. не происходит внезапное прекращение фотосинтеза, его остановка наступает через механизмы перекорм листьев.

Повышается эффективность работы хлопкоуборочных машин за счет сбора хлопка-сырца из нижних раскрытых коробочек.

поэтому срезание гребней земли для открывания корневой шейки (освобождение ее от почвы) позволяет опускать вертикально- шпиндельные хлопкоуборочные аппараты ниже высоты расположения нижних рас- крытых коробочек хлопка, не нарушая рабочую щель агрегатов, при этом одновременно достигают того, что комья земли не переносятся в приемную камеру нижними дисками шпиндельных бараба- нов, что как следствие, повышает качество хлопка-сырца.

Обработка корневой шейки куста хлопчатника паросодержащими горячими газами и применение плуга со специальной полевой доской, снабженной щелью для подачи этих газов, дает возможность получить значительный экономический эффект.

Способ подготовки кустов хлопчатника и хлопковых грядок реализуется следую- щим образом.

Оголяется (освобождается от земли) корневая шейка кустов хлопчатника путем срезания гребней грядок, поражается ее флоэма горячим паросодержащим газом. При этом также поражается лептом, т.е. части флоэмы, состоящие из ситовидных трубок. Прекращается поступление ассимилянтов от листьев к корневой системе хлопчатника, так как поражена флоэма и лептом корневой шейки. Однако на листьях и на поверхности зеленой части элементов куста хлопчатника продолжается фотосинтез и в них вырабатываются ассимилянты, которые перераспределяются в растении. Постепенно наступает перекорм, который затормаживает фотосинтез. Формируется акропетальный транспорт ассимилянтов, способствующий ускорению дозревания плодов. Затормаживание фотосинтеза лис- тьев приводит к постепенному ослаблению фотосинтеза, в результате которого они вянут и опадают. Срезание гребней грядок позволяет собрать высокосортный хлопок- сырец из нижних раскрытых коробочек вер- тикал ьно-ш пин дельными уборочными аппаратами, так как при этом последние можно опускать ниже высоты растюложе- ния нижних раскрытых коробочек, не нарушая рабочей щели аппаратов; при этом комья земли «--е переносятся в приемную камеру нижними дисками шпиндельных барабанов.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Предлагаемое устройство состоит из плуга 1, имеющего специальный канал 2 (в виде щели) в теле полевой доски, к которому подсоединены трубопроводы 3 и 4. Вентиль

5установлен на стенке блока в зоне водяной рубашки четвертого цилиндра (не показан) и снабжен трубой 6 для подачи горячей воды из водяной рубашки последнего цилиндра в испарительную камеру 7. Испарительная камера 7 связана с отсеком 8 специального выхлопного коллектора 9 и с трубопроводом 3. Трубопровод 4 связан с отсеком 10 специального выхлопного коллектора 9. Емкость для воды 11 соединена с радиатором 12 системы охлаждения силовой установки 13 и предназначена для непрерывной дозаправки системы охлаждения силовой установки 13 путем осуществления уровня воды с помощью поплавкового клапана 14. С помощью кронштейна 15, стойка 16 плуга 1 крепится к раме 17, которая в свою очередь закреплена шарнирно к навеске трактора 18. Плуг также содержит винтовой отвал 19, кустоотгибатель 20 и лемех 21. Верхняя часть кустоотгибателя 20 наклонена для того, чтобы отогнуть кусты хлопка в противоположную сторону (фиг. 3). Корпуса плуга (левые и правые) 1 вместе с их кустоотгиба- телями 20 установлены на раме 17 со смещением на одну длину шага обработки.

Устройство работает следующим образом.

При движении трактора 22 по грядкам с опущенными корпусами плугов 1 на глубину среза h гребней грядок, кустоотгибатели 20 отгибают кусты хлопчатника и предотвращают их попадание в зону работы корпуса плуга 1 (фиг. 3). Срезание части земли гребней грядок и поражение флоэмы корневой шейки производится в два этапа с правой и левой стороны (фиг. 2). Поступательно движущийся корпус плуга 1 (и левый и правый) лемехом 21 срезает гребни грядок и при этом оголяется корневая система кустов хлопчатника (корневая шейка освобождается от почвы) и горячий паросодержащий газ, который попадает через канал полевой доски 2, поражает флоэму и лептом оголенной корневой шейки..

Горячий паросодержащий газ приготавливается смешиванием п а рос оде ржа ще го газа с горячим отработавшим газом в канале 2 полевой доски, поступающим по трубопроводам 3 и 4 из испарительной камеры 7 отсека 8 и отсека 10 специального выхлопного коллектора 9 силовой установки 13.

Источником паросодержащего газа является испарительная камера 7, присоединенная к отсеку 8 специального выхлопного коллектора 9, в которую постоянно подается горячая вода с температурой 90-100°С из водяной рубашки четвертого цилиндра (не показана) через вентиль 5, так как трубка 6 вентиля 5 связана с испарительной камерой

7. Испарительная камера 7 соединена с отсеком 8 специального выхлопного коллектора 9, связанного с выхлопными отверстиями блока третьего и четвертого цилиндров двигателя 13. Горячая вода, поступающая по трубке 6, и выхлопной отработавший газ, поступающий из отсека 8, встречаются в испарительной камере 7 и под воздействием горячего (200-500°)выхлопного газа происходит испарение горячей воды. Пар, смешанный с частично охлажденным выхлопным газом, поступает в трубопровод 3. Источником горячего газа является силовая установка 13 (двигатель) машинно-тракторного агрегата. Из первого и второго цилиндров отработавший газ поступает в отсек 10 специального выхлопного коллектора 9, связанного с выхлопными отверстиями блока цилиндров. К отсеку 10 подсоединен трубопровод 4, Горячий газ из отсека 10 по трубопроводу 4 поступает в канал 2 полевой доски плуга, выполненный в виде щели, и далее смешивается с горячим паросодержа- щим газом, поступающим по трубопроводу 3. Смесь горячего газа и паросодержащего газа по каналу полевой доски плуга 2 подается к освобожденной от земли (оголенной) шейке (у самого корня растения) и поражает ее флоэму и лептом.

Дозаправка водой системы охлаждения двигателя производится непрерывно из емкости 11 через клапан 14, снабженный поплавком, которая происходит по мере снижения уровня воды в радиаторе системы 12 охлаждения.

Процесс происходит непрерывно до тех пор, пока не исчерпается запас воды в емкости 11.

Формула изобретения 1. Способ дефолиации хлопчатника, заключающийся в воздействии на биологическую структуру зеленой массы хлопчатника активной средой, отличающийся тем,

что, с целью повышения эффективности обработки, качества хлопка-сырца и урожайности хлопчатника, предварительно оголяют корневую шейку, срезая на грядах гребни почвы с двух сторон от стебля, и воздействуют на оголенную корневую шейку стебля паросодержащими газами с температурой не ниже 45°С.

2.Способ по.п. 1, отличающийся тем, что паросодержащий газ получают путем испарения горячей воды из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства горячими выхлопными газами двигателя, которые перед воз5 действием на корневую шейку стебля смешивают с полученным паром.

3.Устройство для дефолиации хлопчатника, содержащее установленные на транспортном средстве кустоотгибатели и

0 источник горячих газов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно снабжено режущими элементами, выполненными в виде лемеха, установленного на раме за кустоотгибателем и

5 имеющего полевую доску с щелевидным выходным каналом для выпуска паросодержащего газа, а источник горячих газов выполнен в виде испарительной камеры, сообщенной с системой охлаждения двигате0 ля внутреннего сгорания транспортного средства и с его выхлопным коллектором, причем выхлопной коллектор и испарительная камера сообщены трубопроводами с полостью щелевидных выходных каналов для

5 выпуска паросодержащего газа.

4.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что режущие элементы установлены попарно вдоль продольной оси транспортного средства друг за другом с возможно0 стью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом щеле- видные выходные каналы для выпуска паросодержащего газа каждой пары режущих элементов обращены навстречу друг другу.

5

Фие.2

Сущность изобретения: на грядках срезают гребни почвы с двух сторон от стебля и оголяют его корневую шейку. Оголенную корневую шейку обрабатывают паросодёр- жащими газами с температурой не ниже 45°С. Эти газы получают при смешивании горячих выхлопных газов двигателя с паром, который поступает из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Устройство для дефолиации хлопчатника содержит кустоотгибатели, источник горячих газов и режущие элементы. Лемехи режущих элементов установлены за кустоотгибателями и имеют полевые доски с щелевидными каналами для выпуска паросодержащего газа. Выхлопные газы из выхлопного коллектора двигателя внутреннего сгорания через испарительную камеру по трубопроводам под- аются к выходному каналу. Туда же поступает пар из испарительной камеры. Горячий паросодержащий газ поражает флоэму и лептом оголеннбй шейки стебля хлопчатника. 2 с.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л