Устройство для борьбы с засолением почвы

 

Использование: предупреждение загрязнения почвенно-растительного слоя грунтовыми агрессивными растворами и, в частности, устройства для борьбы с засолением почвы. Сущность изобретения заключается в том, что внутренняя полость ножа устройства выполнена с перегородкой, делящей ее на два отсека, передний из которых снабжен патрубком для соединения с источником сжатого газа и щелевыми соплами, ориентированными по ходу движения ножа. 2 ил.

Изобретение относится к прогрессивной агротехнологии и предназначено для образования защищенного от водных растворов солей, кислот, щелочей почвенно-растительного слоя грунта для улучшения экологических условий полей.

В настоящее время известны различные направления работ по предупреждению загрязнения почвенно-растительного слоя грунтовыми агрессивными растворами, наиболее представительным из которых можно считать способ образования противофильтрационных стенок в грунте, тормозящими фильтрацию из нижних слоев в почвенно-растительный слой /I/.

Существенными и очевидными недостатками этого способа является усугубление отрицательных экологических характеристик процесса ввиду внедрения в грунт на значительную глубину различных строительных стенок, пропитанных нефтепродуктами и токсичными химическими веществами, что также не предупреждает загрязнение почвы. т.к. каждый локализованный таким способом участок загрязняется локально от других и имеет свой спектр загрязнений в более концентрированном составе.

Наиболее близким по технологии и техническим средствам реализации является устройство для борьбы с засолением почвы, включающее навешенный на базовую машину рабочий орган для образования щели в почве, выполненный в виде полого ножа с выходным соплом с тыльной его стороны, причем, внутренняя полость ножа каналом сообщена с емкостью гидрофобного вещества /2/.

Существенными недостатками этого устройства являются низкая надежность локализации всего почвенно-растительного слоя, т.к. устройство предупреждает, в основном, только поперечную подачу раствора из подстилающего грунта и не гарантирует поступление раствора из глубины, что снижает урожайность, приводит к обеднению почв и резко ухудшает экологические характеристики процесса, увеличивая ПДК растворов из грунта.

Целью изобретения является повышение надежности локализации почвенно-растительного слоя и повышение урожайности культур: улучшение экологических характеристик района агротехнологии.

Это достигается выполнением устройства, содержащего рабочий орган, навешенный на базовой машине: рабочий орган выполнен в виде механического ножа, полость которого каналом соединена с емкостью гидрофобного вещества, и при этом нож оснащен по обеим своим плоскостям упругими накладками и снабжен эластичным коаксиальным плоским ползучим органом в виде двойной герметизированной (одна в другой) камеры, размещенной за рабочим и укрепленной с за пасом на бобине, причем полость камеры соединена с источником сжатой рабочей среды (например, ресивером пневмокомпрессора).

Преимущественно выполнить механический нож с щелевыми соплами, ориентированными в направлении роза и соединенными с источником сжатого рабочего агента посредством пустотелого вертикально соединенного с полостью сопел пилона.

При этом рабочий орган целесообразно выполнить со стороны, противоположной резу, в виде плоской камеры, заполненной пластическим веществом, оснащенным щелевым соплом, ориентированным в обратную сторону (направлению роза) и соединенной с источником давления поступающего пластического вещества (камерой нагрева и подачи вещества).

На фиг. 1 показан общий вид устройства для реализации; на фиг.2 детали устройства в выполнении рабочего органа.

Устройство для борьбы с засолением почвы содержит рабочий орган 1 и силовой приводной агрегат 2 базовую машину, например, в виде колесного или гусеничного (в зависимости от состояния поля) тягача. оборудованного силовой гидравликой и пневмонасосами.

Согласно изобретению рабочий орган выполнен в виде механического (из малоистираемого о грунт металла) ножа, оснащенного по обеим своим сторонам (сверху и снизу) упругими накладками 3 и при этом снабжен эластичным коаксиальным и плоским (при этом), ползучим по свойствам при использовании, органом в виде герметизированной камеры 4, размещенной за рабочим органом (в щели, образованной им I), причем эластичная камера 4 размещена с запасом на бобине 5, а полость 5 камеры 4 посредством герметизирующего кожуха 7 и патрубка 8 соединена с источником сжатой рабочей среды (например, воздуха).

Для увеличения производительности (при маломощном тягаче или при отсутствии тягача вообще) механический нож 1 выполнен с щелевыми соплами 9, ориентированными своими выходными сечениями в сторону роза, а их полости соединены с источником сжатой рабочей среды (воздуха или жидкости, или газожидкостной смеси по выбору заказчика) посредством пустотелого скошенного в лобовой части пилона 10 (источник сжатой среды рабочего агента, не показан, как тривиальное решение и прямо не решающее данную задачу). При отсутствии эластичного органа 4 (в наличии) рабочий орган 1 со стороны, противоположной резу. выполняют в виде плоской камеры 11, заполняя полость ее пластическим веществом, например, отходами производства пластмасс (полиэтиленом, фторопластом), имеющей щелевое сопло (дополнительное) 12, ориентированное выходом в сторону, противоположную резу для выдавливания пластического вещества и образования пленочной мембраны вместо эластичного коаксиального органа (камеры) 4, для этого полость камеры 11 соединена с источником поступающего расплава пластмассы, находящейся под избыточным (к атмосферному) давлением, а в качестве рабочего агента для сопел 9 используют разогретый воздух (газ), которым через рубашку 13 обогревают камеру 11 с пластмассой.

Такая конструкция устройства позволяет эффективно реализовать технологию, мобильно используя автономность рабочего органа и его оснащение дополнительными указанными рабочими узлами. Для отделения верхнего почвенно-растительного слоя от подстилающего грунта и предотвращения поступления из нижнего грунта солей, кислот, щелочей, т.е. для сохранения и увеличения плодородности почвы, под почвой в направлении по образующей (огибающей по верхнему профилю почвы) прорезают щель, которую одновременно заполняют за ножом 1 влагонепроницаемым материалом камерой 4 из коаксиального эластичного материала, отматываемого с бобины 5, если между участками (полосами) поля имеются канавы (борозды и т.п. выработки для отвода или подвода воды), то в этих местах материал отгибают вверх по канаве и вниз под дно канавы, предупреждая сообщение почвы с руслом канавы и ее водой (особенно подходит для Сев.-Зап. зоны России). Этот экран (4) отделяет верхний защищаемый слой почвы от подстилающих грунтов, образуя слой экологически управляемый самими растениями, который растения стерилизуют и сохраняют, как локальный слой их жизни.

Если для образования экрана (4) используют расплав пластического вещества, то используемый при этом разогретый воздух благоприятно истекая из сопел 9 и разрушая грунт резом еще и стерилизует своей температурой подпочвенный слой (разрушая корни сорняков).

Пример. В условиях совхоза "Шушары" (Лен.обл.), где почвенно - растительный слой составляет около 35-40 см, его отделяют от подстилающего грунта для отрыва от поступающих растворов из этого грунта (которые существенно, в 1,7-2,5 раза, снижают урожайность, по сравнению с опытными специально подготовленными участками), используя тягачи (еловые приводы) 2 и рабочий орган 1 с камерой 4. При ширине захватки 10 м используют два тягача типа Т-74 по бокам ножа 1, при образовании реза упругие накладки расширяют щель и временно ее удерживают до подачи в щель ползучей скоростью эластичного коаксиального экрана камеры 4, подачу которой осуществляют нагнетанием в ее полость сжатой среды под давлением 0,1-0,3 кгс/см², что и обеспечивает свободное перемещение в разжатом пространстве щели камеры 4, сматываемой с бобины 5 со скоростью 0,5-30 м/мин, которую согласуют со скоростью тягачей 2, прикладывающих усилие на нож 1.

При использовании ножа с соплами 9 в них подают сжатую рабочую среду и разрушают почву (грунт) в направлении реза (движения ножа 1) и вслед за ножом выдавливают экран из запаса расплава пластического вещества камеры 11 через обратное сопло 12. Толщину экрана выбирают в зависимости от состояния почвенного слоя и задают в пределах 0,02- 0,05 мм, что обеспечивает непроницание для растворов из подстилающего грунта в почву. По краям, в местах выхода экрана (камеры) 4, ее отгибают (при двухслойности) вверх и вниз, предупреждая поднос растворов вверх из грунта: при однослойности в месте выхода экрана к пластическому материалу приваривают полосу и делают то же самое.

Опытные испытания данного способа и технологии показали полное экранирование в течение двух лет (это время не предельное и может быть доведено до 5 лет и более) почвенно-растительного слоя от подстилающего грунта на участке в 0,34 га. Испытание технологии в условиях теплицы, где почва расположена была непосредственно на грунте, при размерах теплицы 8,0 х 30,0 м, экранирование практически не нарушается в течение любого срока службы (более 5 лет), т. к. на этом участке не существовало кустарниковой растительности и его корневой системы, а корневая система культур (помидоры, огурцы и т.п.) не прорывает экранирования и сохраняет его длительное время на естественное старение пластического материала, которое удлиняется, если линия раздела почва-грунт не подвержена промерзанию.

При использовании сопел 9 через полость пилона 10 подают от перемещающегося источника давления среду в эти сопла и истекающими щелевыми струями производят рез по обертывающей под почвенно-растительным слоем. При этом целесообразно использовать разогретый газ и дополнительную камеру 11 с пластическим материалом в виде расплава, который выдавливают через обратное сопло 12, образуя сзади ножа экран 4 из одного или двух слоев этого выдавливаемого материала (для двух слоев используют сопло 11 с двумя выходными параллельными щелями).

При однослойном экране 4, при его толщине до 1,0 мм на краях при выходе экрана наружу приваривают к стенке экрана дополнительную полосу и производят отгибы вниз и вверх, как уже показано выше для защиты слоя почвы от подтока и подсасывания (методом фильтрации) снизу.

Опытно-экспериментальная проверка устройства показала, что экранирование почвы от подстилающего грунта повышает урожайность культур в 1,8-2,5 раза за счет предупреждения подпитки фильтрацией слоя почвы растворенными нежелательными веществами из глубин грунта, а также приводит к существенной экономии поливной воды, 4-5 раз, за счет исключения ухода воды в нижний подстилающий слой грунта. Такая агротехнология позволяет получить также еще один важный эффект-возможность регулирования микроклимата и естественных процессов в этом слое самими растениями, т.к. такой слой, как показали эксперименты заявителя, растения берут надежно под свой экологический контроль за счет установления баланса корневой системы питания и отходов.

Т. о. при использовании разработанной агротехнологии образования почвенно-растительного слоя достигается более высокая культура возделывания растений, приводящая к улучшению экологических характеристик и повышению урожайности.

(56) 1. Авторское свидетельство N 1521752, С 09К 17/00, 1987. 2. Авторское свидетельство N 1463908, С 09К 17/00, 1987.

Формула изобретения

Устройство для борьбы с засолением почвы, включающее навешенный на базовую машину рабочий орган для образования щели в почве, выполненный в виде полого ножа с выходным соплом с тыльной его стороны, причем внутренняя полость ножа каналом сообщена с емкостью для гидрофобного вещества, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности борьбы с засолением почвы, внутренняя полость ножа выполнена с перегородкой, делящей ее на два отсека, передний из которых снабжен патрубком для соединения с источником сжатого газа и щелевыми соплами, ориентированными по ходу движения ножа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2