Способ безотвальной обработки почвы и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для обработки почвы и внесения удобрений. Способ включает безотвальное рыхление с получением комковатой структуры, оставление стерни на поверхности, вынос корневищ к поверхности почвы и прикатывание. Рыхление производят на глубину, оптимальную для данного растения на данном типе почвы с получением комковатой структуры до 10 см. На поверхность почвы со стерней, пожнивными остатками и корневищами сплошным слоем вносят органические удобрения в количестве 4...5 т/га. Удобрения, стерню и корневища уплотняют прикатыванием с последующим внесением минеральных удобрений. Рыхление, внесение органических удобрений и их прикатывание осуществляют преимущественно осенью под зябь одновременно за один проход агрегата. Внесение минеральных удобрений производят перед севом или во время сева. В качестве органических удобрений используют сыпучее сухое с влажностью 50...55% органическое удобрение типа "Фермвей", представляющее собой переработанный термофильными бактериями навоз в смеси с подстилкой. Устройство содержит рыхлитель и каток. Устройство выполнено в виде агрегата, содержащего навесную раму рыхлителя, прицепную раму катка с установленным на ней бункером и присоединенные к раме катка задней частью посредством серьги самосвальные тележки для транспортирования удобрений. Рыхлитель выполнен чизельным. На стойках рыхлителя закреплены под углом к траектории движения треугольные со ступенчатыми сторонами лапы с заточкой. Лапы оснащены на каждой ступени долотами и смонтированными посредством кронштейнов пружинными сепараторами. Рыхлитель может быть выполнен в виде стойки с двухъярусным расположением лап. Стойки установлены с частичным перекрытием следов лап первого ряда следами лап второго ряда. Каток выполнен водоналивным с установленными под углом пластинчатыми зацепами. Бункер имеет дозирующую заслонку. При рыхлении почвы на большую глубину лапы на рыхлителе установлены в два яруса. Такие технология и конструкция позволяют повысить экологическую безопасность и плодородие почвы за счет снижения эрозии почвы, эффективного использования удобрений и снизить энергозатраты. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам и устройствам для безотвальной обработки почвы и внесения удобрений.

Известен способ внесения удобрений в почву (см. SU №1026691, кл. А 01 С 21/00), включающий безотвальное подрезание пласта и нагнетание под пласт на образовавшуюся плужную подошву удобрений с последующим перемешиванием их с пластом снизу вверх, не нарушая его верхнего слоя.

К недостаткам данного способа относятся сложность технического решения, заключающаяся в нагнетании под пласт удобрений, в том числе органических, таких как навоз-сыпец, а также высокие затраты энергии, неравномерность внесения доз удобрения, сложность перемешивания и неэффективность использования удобрений.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки почвы (см. SU №1152543, кл. А 01 С 21/00), заключающийся в безотвальном рыхлении, внесении и заделке в нижний слой минеральных удобрений, с созданием между нижним и верхним слоями уплотненной прослойки, в заделке в верхнем слое на глубину 8...15 см органических удобрений путем перемешивания их с взрыхленной почвой, после чего верхний слой уплотняют до оптимальной плотности, затем дневную поверхность разрыхляют до 2 см.

Недостатками этого способа являются:

- сложность выполнения операции;

- неэффективность использования органических удобрений, так как питание должно поступать к корням растений сверху вниз;

- неэффективность использования минеральных удобрений, так как до момента их потребления они через подпочвенные воды попадают в близлежащие водоемы;

- высокие затраты труда, времени и энергии на операции обработки, перемешивания, внесения и транспортировки;

- излишнее уплотнение почвы за счет многооперационности процесса;

- неодновременность процесса обработки и внесения органических удобрений;

- невозможность подтягивания почвенной влаги из водоносных слоев почвы.

Известно устройство (см. АС 1584797 А1) для поверхностного распределения минеральных и органических удобрений, включающее тележку с бункером, на дне которого установлен бесконечный ленточный транспортер, приводимый от редуктора с набором сменных шестерен с различным количеством зубьев. На бункере установлен дополнительный бункер с верхним и нижним дном, однако недостатками данного устройства являются высокая сложность конструкции и низкая надежность.

Также известно устройство, состоящее из бороздообразователей, смонтированных в передней части навозоразбрасывателя, кожуха, ограничивающего разброс удобрений битером разбрасывателя, скребков, установленных по следу бороздообразователей и предназначенных для сгребания удобрений со стенок на дно борозды, заделывающих рабочих органов и маркера (см а.с. 173503).

Техническим решением задачи является повышение экологической безопасности и повышение плодородия за счет снижения водной и ветровой эрозии, эффективного использования удобрений и снижения затрат энергии, труда и времени на внесение удобрений и влагосбережение.

Поставленная задача заключается в том, что в известном способе, включающем безотвальное рыхление, послойное внесение органических и минеральных удобрений, а также прикатывание, при этом рыхление производят на глубину, оптимальную для данного растения на данном типе почв с получением комковатой структуры размером до 10 см, с оставлением стерни и пожнивных остатков на поверхности почвы, на которую сплошным слоем вносят органические удобрения в количестве 4...5 т/га, с последующим уплотнением их прикатыванием, причем рыхление, внесение органических удобрений и их прикатывание осуществляют одновременно за один проход преимущественно осенью под зябь, а внесение минеральных удобрений производят перед или во время сева, причем в качестве органических удобрений используют сыпучий сухой навоз влажностью 50...55%, переработанный термофильными бактериями по технологии "Фермвей".

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, включающем почвообрабатывающие органы, заделывающие органы, разбрасыватель и тележку для органических удобрений, оборудованную механизмами перемещения удобрений. При этом устройство представляет собой агрегат, содержащий навесной чизельный рыхлитель, к стойкам которого под углом к траектории движения закреплены треугольные со ступенчатыми сторонами лапы с заточкой, оснащенные на каждой стороне долотами, пластинками с пружинными сепараторами, при этом стойки установлены так, что следы лап второго ряда частично перекрывают следы лап первого ряда, прицепной водоналивной каток, оснащенный бункером и пластинчатыми зацепами, установленными под углом, и дозирующей заслонкой, а также сменные самосвальные тележки с опущенной задней прицепной серьгой для подсоединения задней частью, причем в качестве рыхлителя с большей глубиной обработки используется рыхлитель с двухъярусным расположением лап.

Новизна способа заключается в рыхлении почвы безотвальными орудиями до комковатой структуры (до 10 см) на глубину, необходимую для определенной культуры, в получении на поверхности почвы мульчирующего слоя из стерни, пожнивных остатков, вынесенных на поверхность корневищ растений и органического удобрения типа "Фермвей" в количестве 4...5 т/га. После прикатывания из этих растительных остатков образуется мульчирующая губка, связанная с верхним слоем почвы. При этом процессы рыхления, внесения органических удобрений и прикатывания протекают одновременно, а минеральные удобрения вносятся перед посевом или одновременно с ним.

Элементы способа известны в аграрной науке, но по данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная заявленная совокупность признаков, позволяющая решить поставленную задачу.

Рабочий процесс способа безотвальной обработки почвы осуществляется следующим образом.

На фермах получают и хранят открыто в буртах органические удобрения типа "Фермвей". Это переработанный термофильными (аэробными) бактериями твердый навоз из смеси экскрементов и подстилки, из измельченной соломы злаков, опилок и т.д. (см. ВРО ВАСХНИЛ, ВНИИМЗ). Технология аэробной обработки органических отходов в удобрения, кормовые добавки и подстилку для скота. Калинин, 1989, с.8...9).

Продукт "Фермвей" имеет все необходимые растениям питательные вещества, не имеет запаха, сухой (имеет влажность 50...55%), хорошо грузится и рассыпается, долго хранится на открытом воздухе без потерь питательных веществ, содержащиеся в нем семена сорных растений потеряли всхожесть от действия высокой температуры, не содержит патологических микроорганизмов, обладает структурно-образовательной способностью, является средством борьбы с почвенными вредителями, в частности с нематодой; кроме того, доза внесения "Фермвея" 4...5 т/га служит основой для образования гумуса в количестве 650...750 кг/га вместо 12...15 т/га обычного полуперепревшего навоза.

Из буртов "Фермвей" грузится грейферными погрузчиками в транспортные средства, которыми транспортируется на поле, где производится безотвальными чизельными орудиями под зябь сплошная основная обработка почвы.

Безотвальной обработкой должно обеспечиваться получение комковатой структуры размером до 10 см, оставление стерни и пожнивных остатков на поверхности поля и вынос к поверхности корневищ растений.

Глубина обработки зависит от выращиваемой культуры, в зависимости от которой обработку производят одноярусными рабочими органами для зерновых колосовых или двухъярусными - для пропашных культур (кукуруза, свекла и др.).

Одновременно с рыхлением на поверхность обработанной почвы вносится слой продукта "Фермвей" из расчета 4...5 т/га. Это делается для получения мульчирующего слоя из стерни, пожнивных остатков, корней и "Фермвея".

После этого сразу же производится прикатывание мульчирующего слоя для получения уплотненной мульчирующей губки, связанной с верхним слоем почвы. В дальнейшем этот слой под воздействием внешних факторов гумифицируется. Атмосферная влага будет способствовать переносу гумуса вглубь в зависимости от глубины обработки, а это будет способствовать поддержанию оптимальной плотности при определенной температуре и влажности весной и летом, так как почва под воздействием органики (как от дрожжей) разрыхляется. Норма внесения органики зависит от глубины обработки. Весной перед севом или во время сева, чтобы исключить неблагоприятное взаимное влияние органических и минеральных удобрений, вносят минеральные удобрения. Это также предотвратит потери (смыв) минеральных удобрений за зимний период.

Предложенный способ улучшает водопроницаемость почвы, защищает ее от водной и ветровой эрозии, повышает ее плодородие, снижает затраты на внесение удобрений и снижается плотность почвы.

Для применения способа безотвальной обработки почвы предлагается устройство для его осуществления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является устройство, содержащее навозоразбрасыватель в виде тележки с продольным транспортером и битером, оборудованный бороздообразователем и заделывающими рабочими органами.

Недостатками данного устройства являются закапывание навоза, неравномерность внесения и неэффективное его использование, высокие затраты энергии и низкие технологические возможности, низкая эксплуатационная надежность, а также невозможность осуществления предлагаемого способа.

Новизна устройства обусловлена тем, что вместо глубоких борозд осуществляется безотвальное рыхление, обеспечивающее углубления от комковатой структуры, а также неглубокие борозды от стоек, стерню, остатки пожнивных и корневища растений на поверхности, которые засыпаются слоем сухого сыпучего органического удобрения. Далее производят уплотнение этого слоя с одновременным разрушением верхних комков, благодаря чему обеспечивается сцепление с почвой и создание мульчирующей губки.

Новыми элементами является агрегат, содержащий навесной чизельный рыхлитель, у которого лапы имеют ступенчатые стороны, оборудованные, с помощью кронштейнов с пружинными сепараторами, долотами.

Долота обеспечат комковатость структуры до 10 см, сепараторы обеспечат вынос на поверхность корневищ, прицепной водоналивной каток, оборудованный пластинчатыми зацепами, установленными под углом, бункером и заслонкой, функция которого - дозировано внести органические удобрения и осуществить их уплотнение; прицепляемые задней частью самосвальные тележки, задача которых - доставить с фермы органические удобрения и являться частью бункера для подачи удобрений при помощи гидроподъемника к зацепам во время работы агрегата.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан агрегат, вид сверху; на фиг.2 - вид агрегата сбоку; на фиг.3 показана лапа рыхлителя.

Устройство представляет собой агрегат, состоящий из навесного чизельного рыхлителя 1, на стойках 2 которого закреплены под углом к траектории движения треугольные лапы 3, имеющие ступенчатые стороны с заточенными поверхностями 4. На заточенных поверхностях 4 ступеней с помощью верхних кронштейнов 5 и нижних кронштейнов 6 установлены пластинчатые долота 7 и закрепленные болтами. К кронштейнам 5 винтами закреплены пружинящие сепараторы 8. Стойки 2 установлены на раме чизельного рыхлителя так, чтобы следы лап второго ряда перекрывали следы лап первого ряда. Ширина долот 7 равна 10 см. Ширина лапы 3 равна 50 с, угол наклона лапы равен 13°, а долот 7 - 23...25°. Долота 7 имеют нижнюю заточку, причем центральные долота в плане имеют округлую форму, а боковые - скошенную форму и на лапах размещены симметрично. Долота 7 изготовлены из лемешной стали с наплавлением слоя сормайта в верхней части для самозаточки.

Оптимальная глубина рыхления данного чизельного рыхлителя равна 8...20 см, она регулируется подъемом или опусканием опорных колес 9 или стоек 2. Для увеличения глубины рыхления от 30 до 35 см, необходимой для выращивания пропашных культур, применяется чизельный рыхлитель с двухъярусным расположением чизельных лап (см. Патент RU №2189127, кл. А 01 В 49/02, 3/36. БИ №26, 2002). К рыхлителю 1 подсоединен прицепной водоналивной каток 10 с установленным на раме бункером 11, оборудованный регулирующей заслонкой 12. Каток 10 оборудован пластинчатыми зацепами 13, установленными под углом, чтобы обеспечивать самоочистку. К раме катка 10 присоединяются задней частью при помощи установленной ниже серьги 14 самосвальные тележки 15 с гидроподъемниками 16 и откидывающимися бортами, служащие для транспортирования органических удобрений.

Самосвальные тележки типа 2ПТС-4М или 2ПТС-6. Ширина захвата рыхлителя и тележки одинакова.

Работа осуществляется следующим образом. На ферме грейферным погрузчиком (на схеме не показан) самосвальные тележки 15 загружаются продуктом "Фермвей" (сухим влажностью 50...55% сыпучим органическим удобрением) и транспортируется на края поля, где производится обработка почвы.

На краю поля тележка 15 задней частью посредством серьги 14 подсоединяется к катку 10. После этого механизатор запускает трактор и при помощи гидроподъемника 16 приподнимает кузов тележки 15, чтобы в бункер 11 поступила часть "Фермвея", затем, установив заслонку 12 на выдачу необходимой дозы внесения и опустив навесной чизельный рыхлитель 1 в рабочее положение, начинает обработку почвы. Стойки 2, лапы 3 с долотами 7 заглубляются и рыхлят почву, срезая пласты шириной 10 см, которые разламываются на комки диаметром до 10 см пружинящими сепараторами 8, которые кроме этого просеивают землю и задерживают корневища, вынося их к поверхности, при этом стерня и остатки пожнивных остаются на поверхности.

Стойки 2 при работе оставляют борозды. Каток 10 за счет контакта с почвой начинает вращение и своими зацепами 13 захватывает органические удобрения и слоем направляет их через регулируемое заслонкой 12 отверстие на разрыхленную почву перед катком 10. Каток 10 уплотняет слой навоза и органики на поверхности и разрушает часть комков поверхностного слоя, создавая, таким образом, на поверхности уплотненную мульчирующую губку, связанную с верхним слоем.

Данный прием повысит плодородие почвы и снизит водную и ветровую эрозию, а также затраты труда, времени и энергии.

1. Способ безотвальной обработки почвы, включающий безотвальное рыхление с получением комковатой структуры, оставление стерни на поверхности, выносом корневищ к поверхности почвы и прикатывание, отличающийся тем, что рыхление производят на глубину, оптимальную для данного растения на данном типе почвы, с получением комковатой структуры до 10 см, а на поверхность почвы со стерней, пожнивными остатками и корневищами сплошным слоем вносят органические удобрения в количестве 4...5 т/га, производят их уплотнение прикатыванием с последующим внесением минеральных удобрений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рыхление, внесение органических удобрений и их прикатывание осуществляют преимущественно осенью под зябь одновременно за один проход агрегата, а внесение минеральных удобрений производят перед севом или во время сева.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органических удобрений используют сыпучее сухое с влажностью 50...55% органическое удобрение типа "Фермвей", представляющее собой переработанный термофильными бактериями навоз в смеси с подстилкой.

4. Устройство для безотвальной обработки почвы, содержащее рыхлитель и каток, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде агрегата, содержащего навесную раму рыхлителя, прицепную раму катка с установленным на ней бункером и присоединенные к раме катка задней частью посредством серьги самосвальные тележки для транспортирования удобрений, при этом рыхлитель выполнен чизельным, на стойках которого закреплены под углом к траектории движения треугольные со ступенчатыми сторонами лапы с заточкой, оснащенные на каждой ступени долотами и смонтированными посредством кронштейнов пружинными сепараторами или рыхлителем с двухъярусным расположением лап, причем стойки установлены с частичным перекрытием следов лап первого ряда следами лап второго ряда, при этом каток выполнен водоналивным с установленными под углом пластинчатыми зацепами, а бункер имеет дозирующую заслонку.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при рыхлении почвы на большую глубину лапы на рыхлителе установлены в два яруса.