Способ противоэрозионного рыхления склонов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к противоэрозионному способу обработки почвы и устройству для его осуществления. При движении почвообрабатывающего агрегата для противоэрозионного рыхления производится одновременно создание подпочвенных влагонакопительных емкостей и формирование водоустойчивой поверхности склонового поля за счет плоскорежущей обработки с сохранением стерни по поверхности поля поперечных валиков, гребней и └┘- образных открытых емкостей, стенки и дно которых покрыты тонким мульчирующим слоем. Для чего устройство снабжено рыхлителями с автономным регулированием их по глубине обработки валикоделателями, плоскорежущими лапами и катком со штангами. Конструктивной особенностью устройства является то, что долота, валикоделатель и плоскорежущая лапа смонтированы на рыхлителе, причем долото, а под ним основание валикоделателя жестко закреплены в передней части, а плоскорежущие лапы - на боковинах так, что их крылья удалены на определенное расстояние от носка долота, что обеспечивает снижение тягового сопротивления, особенно при формировании влагонакопительной емкости на глубине h₃. Данное изобретение позволяет повысить водоустойчивость взрыхленного слоя и поверхности склоновых полей. 2 с.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к противоэрозионным способам обработки почвы и устройствам для его осуществления.

Известен способ первичной обработки почвы [1], заключающийся в послойном резании и рыхлении пласта с многократным подрезанием корневой системы и оборотом разрыхленного слоя почвы при помощи ножевой решетки и оборотного плуга.

К недостаткам известного способа рыхления склонов следует отнести то, что после такой обработки на склоновых полях развивается водная и ветровая эрозия, а плуг с ножевой решеткой нарушает ветроустойчивость поверхности ветроударных склонов.

Известен способ двухъярусного рыхления склоновых полей [2], заключающийся в том, что пласт вначале горизонтально подрезают на глубину до 16 см, а затем его углубляют до 30 см, производя рыхление и подрезание сорняков за один проход агрегата с ярусно расположенными плоскорежущими лапами.

К недостаткам известного способа следует отнести то, что при осуществлении этого способа не исключается сток талых и дождевых вод, как поверхностный, так и подпочвенный по ровному дну борозды, формируемому нижним вторым ярусом лап.

Известен способ противоэрозионного рыхления склонов, включающий безотвальную обработку почв и создание на дне пахотного слоя каскадного профиля [3] , осуществляемый при сплошном рыхлении верхнего слоя с одновременным разноглубинным рыхлением нижнего слоя, выполняемого рыхлителями со смещенным расположением стоек.

К недостаткам известного способа рыхления склона следует отнести не только то, что недостаточно качественно рыхлится почва над каскадным профилем дна, но и недостаточно качественно формируется водоустойчивость верхнего слоя, так как при сложном склоне при выпадении ливневых дождевых вод проявляется струйчатая водная эрозия по следу прохода рыхлителей.

Кроме того, при формировании элемента подпочвенного каскада с наибольшей глубиной возрастают энергетические затраты по сравнению с формированием наименьшего элемента каскада верхнего яруса.

Технический результат - повышение водоустойчивости взрыхленного слоя и поверхности склоновых полей.

Для устранения указанных недостатков, достижения технического результата одновременно с формированием подпочвенных водозадерживающих емкостей, за счет создания на дне пахотного слоя каскадного профиля, производится плоскорезная обработка на глубину меньшую, чем глубина наименьшей емкости из этого каскада, состоящего из трех емкостей, а на поверхности взрыхленного участка производится поделка поперечных └┘ -образных открытых водозадерживающих емкостей и земляных валиков, располагаемых поперек склона, дно емкости мульчируется.

Устройство для осуществления способа снабжено разновеликими рыхлителями с долотом валикоделателем, плоскорежущими лапами, позади которых расположен каток с рифленым штангами сечением в виде эллипса, закрепленные на дисках, с возможностью осуществления поворота в подшипниковых устройствах.

Совмещение плоскорезной обработки с созданием на дне пахотного слоя каскадного профиля позволяет не только устранить подпочвенный сток и повысить ветроустойчивость поверхности взрыхленного поля, но и произвести этот технологический прием с высоким качеством крошения почвы и обеспечением полного подрезания сорняков.

Осуществление плоскорезной обработки почвы на глубину меньшую, чем глубина наименьшей емкости из предлагаемого каскада, дает возможность сохранить водоудерживающие параметры формируемого каскада при производстве противоэрозионного рыхления склонов.

Поделка поперечных └┘ -образных открытых водозадерживающих емкостей над каскадным профилем дна борозды позволяет устранить отрицательные процессы, появляющиеся в зонах совместного действия водной и ветровой эрозии.

Формирование земляных валиков, расположенных поперек склона, устраняет поверхностный сток на склоновых полях.

Мульчирование дна и стенок открытых └┘ -образных водозадерживающих емкостей позволяет повысить влаговпитывающую способность почвы, устранить интенсивность испарения влаги из взрыхленного слоя.

Осуществление установки стоек устройства на различную глубину (h₁<h<h) дает возможность не только осуществлять создание на дне пахотного слоя каскадного профиля, но и производить обработку почвы на полях, расположенных на равнине на глубину h₂ и h₁. Расположение позади и над долотом валикоделателя позволяет не только улучшить крошение почвы, но и осуществлять формирование земляного валика, расположенного возле щели, которую образует стойка рыхлителя, что дает возможность увеличить время впитывания выпавших осадков вглубь почвы ко дну каскадного профиля.

Расположение катка с рифлеными штангами сечением в виде эллипса позволяет формировать └┘ -образные емкости, которые устраняют поверхностный сток талых и дождевых вод.

На фиг.1 показан разрез полосы, обработанной предлагаемым способом противо-эрозионного рыхления склонов.

На фиг.2 изображено схематично устройство (вид сверху) для осуществления способа.

На фиг.3 представлена схема расположения рабочих органов на несущей системе устройства (вид сбоку).

На фиг.4 начерчен каток (вид спереди).

На фиг.5 дано сечение А-А фиг.4.

Способ включает нарезку влагонакопительной емкости 1, 2 и 3 на глубину соответственно h₁, h₂ и h₃, между которыми остаются гребни 4, 5, 6 из нетронутой почвы склона с углом наклона α_c. Линия расположения дна каждой емкости расположена под углом α к горизонту, при этом α>α_c, что обеспечивает в свою очередь создание каскадного профиля на дне пахотного слоя. Над этим каскадом производится плоскорезная обработка на глубину h и поделка глубиной (α) └┘ -образных открытых водозадерживающих емкостей 7, с земляными валиками 8, располагающимися поперек склона, а └┘ -образные водозадерживающие емкости чередуются с гребнями 9. Дно └┘ -образных емкостей и их стенки покрываются мульчей 10 небольшой толщины. При выпадении атмосферных осадков вода скапливается в открытых емкостях 7 и задерживается перед гребнями 9 и валиками 8, легко просачивается через мульчу 10 и мигрирует вглубь взрыхленного слоя, не стекая вниз по склону, так как гребни 4, 5, 6 из нетронутой почвы задерживают ее в подпочвенных водозадерживающих емкостях 1, 2, 3 и постепенно увлажняют нижние слои почвы.

Устройство для осуществления способа снабжено рамой 11, колесами 12 с механизмами регулировки, навеской 13, рыхлителями 14, 15, 16, которые смещены друг от друга на ΔВ. В нижней части каждого рыхлителя установлено долото 17 и валикоделатель 18, выполненный из полосы в виде скрутки, изогнутой вверх, а позади рыхлителей расположены закрепленные на пружинных стойках плоскорежущие лапы 19 так, чтобы они осуществляли сплошное рыхление почвы без оборота пласта на одинаковой глубине h независимо от глубины хода рыхлителей. К заднему поперечному брусу рамы 11 крепится кронштейн, к которому шарнирно присоединяется рамка катка 20. Кроме того, рамка катка 20 связана с кронштейном дополнительно через планку 21 и пружину 22. Конструктивной особенностью катка 20 является то, что между его дисками 23 расположены штанги 24 с сечением в виде эллипса с рифленой поверхностью. Штанги 24 закреплены на дисках 23 с возможностью поворота их вокруг осевой линии. Диски 23 снабжены цапфами, на которых закреплены подшипниковые устройства рамки.

При работе на склоне рыхлители 14, 15 и 16 образуют почвенные емкости 1, 2 и 3 соответственно глубиной h₁, h₂, h₃, где h₁<h<h, плоскорежущие лапы 19 рыхлят почву без оборота пласта, подрезают сорную растительность, валикоделатель 18 образует земляной валик 8, а штанги 24 формируют открытые емкости 7 чередующиеся с гребнями 9. Кроме того, для увеличения водоустойчивости подпочвенные емкости чередуются с гребнями 4, 5 и 6.

После завершения прохода устройство поднимается в транспортное положение посредством сцепки 13, соединенной с трактором, и при осуществлении поворота происходит опускание рыхлителя 14 и подъем рыхлителя 16 посредством выносных гидроцилиндров 25 и 26, и при следующем проходе сохраняет каскадное формирование дна рыхленного слоя. То есть чередуются глубокая h₃ емкость, затем средняя h₂ и мелкая h₁. Для одинаковой глубины обработки используется и гидроцилиндр 27.

Выполнение за один проход указанных противоэрозионных приемов устраняет многократные проходы по полю с.-х. техники, уменьшает распыление верхнего слоя и уменьшает переуплотнение нижних горизонтов.

Суммарная эффективность очевидна, так как способ противоэрозионного рыхления склонов не только повышает плодородие обрабатываемого слоя почвы, но и уменьшает загрязнение водоемов, кроме того, устраняется смыв почвы, а вместе с ней вынос гербицидов, пестицидов, токсичных веществ в виде остатков минеральных удобрений.

Применение способа и устройства для его осуществления не нарушает равновесия окружающей среды, повышает устойчивость, снимает экологические проблемы, связанные с развитием водной и ветровой эрозии на полях при возделывании яровых, озимых и пропашных культур.

Источники информации 1. Гудков А.Н. Теоретические положения к выбору новых систем машин для обработки почвы. - М.: Машиностроение, 1968.

2. Рунчев М. С. Почвообработка засушливого земледелия - научно-обоснованную технику (южностепная зона России). Ростов-на-Дону: Терра, 2001, с. 43.

3. Гаспарян А.А. и др. Обоснование противоэрозионного рыхления склонов //Известия с. -х. наук - НТЕ журнал Государственного АПК Армянской ССР, 2 (334). Ереван, 1987, с. 51-55.

Формула изобретения

1. Способ противоэрозионного рыхления склонов, включающий безотвальную обработку почвы и создание на дне пахотного слоя каскадного профиля, отличающийся тем, что одновременно с формированием подпочвенных водозадерживающих емкостей за счет создания на дне пахотного слоя каскадного профиля, производится плоскорезная обработка на глубину меньшую, чем глубина наименьшей емкости из каскада, состоящего из трех емкостей, а на поверхности взрыхленного участка производится поделка поперечных |_|-образных открытых водозадерживающих емкостей и земляных валиков, расположенных поперек склона, причем по крайней мере дно каждой открытой емкости мульчируется.

2. Устройство для осуществления способа, включающее несущую систему с ярусно расположенными плоскорежущими лапами, отличающееся тем, что оно снабжено разновеликими рыхлителями с долотом-валикоделателем, плоскорежущими лапами, позади которых расположен каток с рифлеными штангами, с сечением в виде эллипса, закрепленные на дисках, с возможностью осуществления поворота в подшипниковых устройствах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5