Способ предполивной обработки почвы под дождевальными машинами кругового действия Советский патент 1993 года по МПК A01B79/02 

Изобретение относится к технологии сельскохозяйственного производства.

Цель изобретения - снижения водной эрозии.

На фиг. 1 показана дождевальная машина кругового действия при поливе; на фиг.2 - графики измерения поливной нормы m (слой осадков h, времени полива t и интенсивности дождя по длине трубопровода R дождевальной машины кругового действия; на фиг.З- графическое представление величины допустимой поливной нормы m до появления невпитавшейся воды на поверхности поля; на фиг.4 - графо-анали- тическое определение ширины полос AR взрыхленной почвы с увеличивающейся впитывающей способностью к периферии круга; на фиг.5 - типы рабочих органов для сплошной обработки почвы; на фиг. 6 - схема выполнения поворотов при движении по- чвообрабатывающего агрегата по концентрическим окружностям на круглом поле; на фиг.7 - графическое представление части поливной кормы Д т. невпитывающейся в почву; на фиг.8 - графическое представление части поливной нормы, невпитывающейся в почву при различных условиях полива способом дождевания; на фиг.9 - фрагмент кольцевой водосборной площади на круглом поле; на фиг. 10- сектор круглого поля при равном шаге концентрических окружностей, подготовленных разноглубин- ных щелей; на фиг. - сектор круглого поля при уменьшающемся шаге концентрических окружностей подготовленных щелей; на фиг.12 - типы щелей; на фиг,13 - орудие для формирования щелей, заполненных рыхлой почвой (левое опорное колесо условно снято), в аксонометрическом изображении; на фиг.14 - то же, вид сбоку; на фиг.15 - схема движения агрегата на круглом поле при нарезании щелей по концентрическим окружностям с равным шагом; на фиг. 16 - орудие для формирования открытых щелей (левое опорное колесо условно снято), в аксонометрическом изображении; на фиг. 17 - то же, вид сбоку; на фиг. 18 - схема движения агрегата на круглом поле при нарезании щелей по концентрическим окружностям с переменным шагом.

&

Ё

XI 0

СЛ

К

Кб

а

Ширину концентрически располагаемых полос с переменной впитывающей способностью определяют графо-аналитиневпитавшейся воды ii

m

а

(1).

ческим способом (рис.4). Исходными данными являются экспериментальная зависимость изменения интенсивности слоя дождя по длине трубопровода дождевальной машины (по радиусу круга) I f(R) , данные по водно-физическим свойствам почвы - Ко и а; поливная норма - т.

Ширину полосы с впитывающей способностью К0 (рис.4) находят так: по формуле (1) рассчитывают значение интенсивности дождя И, обеспечивающей полив заданной нормой m без появления невпитывающейся воды на поверхности поля; откладывают это значение.на вертикальной оси графика I f(R); проводят горизонтальную линию до пересечения с линией функции I f(R).

Из точки а опускают вертикальную линию до пересечения с осью ординат - точка Ь, где шкала дается в частях от радиуса.

В нашем примере находим, что на цен- тральном круге поля радиусом 0,11R полив осуществляется без образования стока..За пределами этого круга полив с интенсивностью более И станет причиной появления

(-J,

Коч

(0,9m тй

а

стй дождя, обеспечивающее допустимую равномерность полива при водопроницаемости К02, т.е. при 0,9т.

Дальнейшие расчеты ведут в следую- щбй последовательности. Для предотвращения причин появления луж на поле увеличивают впитывающую способность почвы до К02 из расчета полива увеличенной нормой в допустимых пределах, т.е. до 1,1т. При этих условиях по фор

а -пмуле Ког (1,1т ) И(2) рассчитывают величину К02 и в масштабе откладывают из точки на шкале графика, помещенного ниже функции i f(R). Из точки d проводят горизонтальный луч. Для нахождения второй его граничной точки по формуле 2 Н:------ .... .

°2

(3) рассчитывают интенсивно

Величину К02 откладывают на шкале, проводят линию до пересечения с линией зависимости I в f(R). Из точки е опускают вертикаль. По шкале в точке f находим, что отрезок (в масштабе) равен ширине кольцевой полосы A R 0.33R-0,11R 0.22R с водопроницаемостью К2. где полив интенсивностью дождя в пределах И...12

0

5

0

5

Q 5

0 5

0

g

обеспечивает равномерность в допустимых пределах.

Водопроницаемость почвы на следующем концентрически расположенном кольце (при вышеизложенных условиях) рассчитывают по формуле К0з

а 1 -а

(1,1т ) i(4) и затем з по формуле

/-«

V-к--

I3 ---23- (5). Численное значе- (0,9т)

ние (з откладывают на шкале 0-Г.

Последующие построения и расчеты Кб, приведенные на фиг.4 формулам, аналогичны вышеописанным.

На концентрических полосах сплошную обработку почвы выполняют известными рабочими органами (фиг.5). существующих орудий и машин. Увеличение впитывающей способности почвы по мере приближения к периферии круга добиваются увеличением глубины рыхления почвы.

Схема движения агрегата при обработке концентрических полос показана на фиг.6. Перед началом работ дождевальную машину 1 останавливают на технологической полосе 2. Агрегат заезжает с края поля и по окружности 3 движется до технологической полосы, а затем поворачивает на 180° И в обратном направлении движется вдоль предыдущего прохода, Указательную линию готовят маркером. Края технологической полосы используют как поворотные полосы. После обработки почвы на одной полосе до ее границы 4 тракторист уменьшает глубину рабочего органа и продолжает работу на следующей концентрической полосе. По завершении обработки почвы на посевах дождевальную машину смещают с технологической полосы. После этого проводят сплошную обработку почвы на границах поворота и части технологической полосы. Обработку ведут известным челночным способом движения агрегата. Глубина обработки почвы должна соответствовать глубине на внешней кольцевой полосе.

На посевах вегетирующих многолетних трав осуществляют щелевание. На этих полях з результате многократных поливов, движения уборочной и транспортной техники почва уплотняется, ее впитывающая способность снижается. Поэтому поливная норма до появления поверхностного стока значительно меньше ее расчетных величин, Необходимость полива полной нормой требует применения дополнительных локальных обработок почвы, чтобы поглотить часть

воды, невпитывающейся в верхний слой почвы.

Для подготовки разноглубинных щелей с увеличивающейся к периферии круга глубиной при равном шаге концентрических окружностей или уменьшающимся к периферии круга шагом параметры определяют графически. Дадим аналитические зависимости, описывающие процесс полива нормой воды больше допустимой поливной нормы до образования стока. На фиг.7 эта площадь прямоугольника abfg равнозначна поливной норме до образования стока при поливе с интенсивностью I в продолжение ti. Продолжение полива в течение времени At позволит часть поливной нормы m (площадь bdef) поглотить почвой, а другая часть Д m (площадь bed) - составит сток. Таким образом, полив расчетной нормой (прямоугольник асед) при интенсивности I в продолжении t2 на почвах с известными показателями К0 и а приведет к образованию стока в объеме:

а

Д m m-(mi + m2).

т,.1ч, ;.| Т7Т 4к71«:т

Kt-« K«rt;

-Ц1

. k°

) -NT- I«L ..,-«, K0 Г(т,-И-« (

«- |Кв|1 -«ТаЦ1 1 И ; I Jдт

Анализ этого уравнения показывает, что увеличение интенсивности дождя при постоянных поливной норме и водно-физических свойствах почвы способствует увеличению нежелательного ирригационного стока. Графически эта зависимость показана на фиг.8. Перемещающийся по поверхности поля 1 (фиг.9) невпитывающийся слой осадков Д h с водосборной площади кольца 2 шириной Д R должен быть локализован в щели 3 шириной b и глубиной а, то есть:

Д h-Д R a--b.

При постоянной ширине концентрических колец и одинаковой ширине щелей на всем поле глубину щели определяют по соотношению

а-Дп- ДИ. ь

На фиг.10 показано, что средняя величина интенсивности дождя над центрами 1

колец с границами 2 увеличивается. Поэтому слой невпитавшейся воды увеличивается по мере удаления от оси круга. Для локализации большего объема воды требуется увеличение объема щели. Отсюда, при приближении к периферийной части круга объем щели, а значит ее глубина при постоянной ширине, должна быть больше глубины щели, находящейся ближе к центру.

Для щелей с постоянными параметрами из равенства

Д h Д R a-b const

л ., 1

следует Д R ; . . Из этого следует, что

при увеличении радиуса концентрической окружности Rn (фиг.11) слой невпитавшихся осадков увеличивается. Для этого следует

уменьшить ширину кольца.

Способ дополнительной локальной обработки почвы с целью повышения ее впитывающей способности (щелевание) может быть выполнен в нескольких вариантах

(фиг. 12),

Щели с наполнителем выполняют для аридной климатической зоны. Такие щели получают при использовании рабочих органов 1 (см.фиг.13 и 14) с дополнительным

рыхлителем 2 в нижней части щелереза. Закрывают такие щели прикатывающими катками 3.

Щели с открытой уплотненной верхней частью способствуют быстрому и более полному сбору поверхностного стока и направ- лению воды в нижние почвенные горизонты.

Эти щели выполняют на посевах многолетних трав перед влагозарядковыми поливами в осенний период. Выравнивают и уплотняют устье щели дополнительными рабочими органами 1(фиг.16и 17). установленными после щелереза.

Подготовку щелей производят при непрерывном движении агрегата по концентрическим окружностям 1 (фиг. 15 и 18) и с последующими поворотами на технологической полосе 2. Постоянное расстояние между щелями устанавливают при размещении

рабочих органов на раме 5 орудия. Для крепления продольных брусьев б с рабочим органом 2 щелереза на поперечных брусьях рамы предусмотрены технологические отверстия 7,

Ширину полос между проходами агрегата (фиг. 18) при нарезании открытых щелей поддерживают с помощью маркера. Глубину щели в работе изменяют с помощью гидроцилиндра 4 (см.фиг.13) или другими механизмами.

Применение предлагаемого способа предполивной обработки почвы помимо более равномерного и глубокого промачива- ния активного слоя почвы позволяет перемещающейся на поверхности поля водой направлять пылеватые фракции почвы, образующиеся от воздействия рабочих органов машин и крупных капель дождя, с поверхности поля на дно открытой щели - в нижние горизонты активного слоя почвы; рыхление почвы при реализации способа улучшает аэрацию почвы. Все это способствует обеспечению режима орошения воз- делываемой культуры, активизации микробиологических процессов в почве, что в конечном итоге увеличивает урожайность

на 15-20%.

Формул а изо бретени я 1. Способ предполивной обработки почвы под дождевальными машинами кругового действия, в котором осуществляют полосную обработку почвы по концентрическим окружностям, отличающийся тем, что. с целью снижения водной эрозии, обработку почвы по кольцевым концентрическим окружностям осуществляют с увеличивающейся к периферии круга впиты1 вающей способностью почвы путем изменения глубины обрабатываемого слоя.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что обработку почвы осуществляют пу- тем сплошного рыхления с увеличивающейся к периферии круга глубиной.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что на посевах многолетних трав обработку осуществляют путем щелевания.

4. Способно пп.1 иЗ, от л ича ющий- с я тем, что глубину щелей увеличивают к периферии круга при равном шаге концентрических окружностей.

5. Способ по п.З, отличающийся

тем, что щели выполняют равной глубины, располагая их с уменьшающимся к периферии круга шагом, jj

Сущность изобретения: способ предусматривает обработку сплошным рыхлением почвы полосами по концентрическим окружностям, которую ведут с увеличивающейся к периферии круга впитывающей способностью путем увеличивающегося изменения глубины обрабатываемого слоя. На посевах многолетних трав обработку ведут щелеванием. Глубину щелей увеличивают к периферии круга при равном шаге концентрических окружностей, а. щели равной глубины выполняют с уменьшающимся к периферии круга шагом. 4 з.п.ф- лы, 18 ил.

fur, 2

R

К мм/л

Фиг. 5

К

м

.J

о

-t

t

Фи г. 7

t

Фиг. 8

Фиг. 15