Способ противоэрозионной зяблевой обработки почвы и агрегат для его осуществления

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано при обработки почвы под зябь. Способ включает лущение, глубокую основную обработку и мелкую обработку (культивацию) нарезкой борозд. После уборки зерновых производят одновременно лущение, мелкую обработку почвы на глубину до 16 см, крошение глыб, уплотнение, выравнивание и мульчирование верхнего слоя почвы. Затем в сентябре – ноябре на полях, расположенных на склонах с уклоном более 5°, производят глубокую обработку почвы с формированием вертикальных на глубину до 40 см и наклонных щелей. Формируют одновременно со щелеванием водонакопительные емкости, образуют лунки и прерывистые борозды. Агрегат включает навеску, опорные колеса, несущую систему и сменные рабочие органы в виде дисковых батарей, плоскорежущих узкозахватных лап, рыхлители с долотом, штангово-зубчатый каток и барабан-выравниватель. Лопасти барабана-выравнивателя установлены под углом α=30° к оси барабана. Такие технология и конструктивное выполнение позволяют снизить эрозию почвы и сохранить влагу в корнеобитаемом слое. 2 с.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам зяблевой обработки и почвообрабатывающим комбинированным агрегатам.

Известен способ противоэрозионной зяблевой обработки почвы [1], включающий лущение, основную глубокую обработку на глубину 20-22 см с одновременным прикатыванием, культивацию с боронованием, а затем осеннюю культивацию на глубину 12-14 см с одновременной поделкой водозадерживающих емкостей на склоновых полях до 5°.

Известен комплекс машин и орудий для осуществления известного способа [2], включающий дисковый лущильник ЛДГ-15, плуг ПЛП-6-35 и приспособления для прерывистых борозд ППБ-0,6, которые навешиваются на культиватор.

К недостаткам известного способа противоэрозионной зяблевой обработки почв следует отнести нарушение в значительной степени растительного покрова. На полях, обработанных этим способом, развивается не только ветровая эрозия, но и водная, а именно: на полях, расположенных на склонах с уклоном 1-3°, проявляется струйчато-плоскостной характер эрозии, на склоновых полях. Сток стекающей воды не предотвращают даже прерывистые борозды. Это происходит из-за того, что обыкновенные черноземы в осенне-зимний период самоуплотняются, впитывающая способность почвы снижается, частицы почвы стенок борозд и перемычек осыпаются на дно, уменьшая их водозадерживающую способность. Поэтому вода выпавших осадков переполняет емкость, размывает перемычки и стекает вниз по склону. При этом выносятся питательные вещества из корнеобитаемого горизонта. На таких склоновых, обедненных полях, обработанных известным способом, складывается отрицательный баланс азота и органики - снижается плодородие почвы.

К недостаткам известного комплекса машин и орудий для выполнения противоэрозионной зяблевой обработки следует отнести то, что:

при использовании дискового лущильника ЛДГ-15 не только повреждается стерня и на поверхности поля увеличивается количество эрозионно-опасных частиц почвы, а на пересушенных почвах не обеспечивается требуемая глубина обработки 6-8 см;

при выполнении отвальной вспашки плугом ПЛП-6-35 стерня, поврежденная плугом, вместе с другими пожнивными остатками сбрасывается отвалом корпуса плуга в борозду и прикрывается пластом почвы. Обработанная поверхность поля получается "открытой" без растительных остатков, поэтому развивается ветровая эрозия. Кроме того, с такой поверхности происходят непроизводительные потери влаги, что ведет к уменьшению запасов влаги в корнеобитаемом горизонте;

при использовании парового культиватора КПС-4 с боронами не создается влагосберегающий слой почвы, что ведет к интенсивному испарению влаги;

при использовании культиватора КПС-4 с приспособлением ГШБ-0,6 для образования прерывистых борозд, в некоторой степени снижается водная эрозия на склонах до 5°, но ветровая эрозия на обработанном таким способом поле проявляется в значительной степени. Кроме того, прерывистые борозды затрудняют проведение предпосевной обработки в весенний период.

Известен способ противоэрозионной зяблевой обработки почвы [3], включающий лущение, глубокую основную обработку, мелкую обработку (культивацию) с нарезкой прерывистых борозд и агрегат для противоэрозионной зяблевой обработки почвы, включающий навеску, раму, опорные колеса, рабочие органы.

К недостаткам известного способа противоэрозионной зяблевой обработки почвы следует отнести то, что на полях с уклоном свыше 5 проявляется процесс подпочвенного стока, так как на уплотненной подошве вода не проникает вглубь корнеобитаемого горизонта.

При длительном использовании известного способа повышается плотность почвы свыше 1,4 г/см³ на глубине более 35 см.

Это не только снижает водопроницаемость почвы, но и затрудняет и замедляет распространение корневой системы на глубине более 35 см.

Вертикальная щель формируется известным способом, является не только направляющей системой для воды вглубь почвы к кротовинам, но и имеет недостаток, связанный с тем, что в бесснежный период стойких морозов почва промерзает на глубину более 35 см в связи с наличием вертикальной щели.

К недостаткам агрегата для осуществления известного способа следует отнести то, что долотообразная лапа работает таким образом, что она осуществляет подрез пласта почвы горизонтально и при таком воздействии уплотняет подошву почвы. Затраты на это уплотнение совершенно не оправданы, что снижает эффект применения известного способа обработки почвы на глубине более 35 см. Агрегат неравномерно распределяет влагу выпавших осадков по глубине (вертикально) и ширине (горизонтально) взрыхленного слоя почвы, так как при поделке вертикальных щелей концентрируется влага в зоне вокруг щели.

Для устранения указанных недостатков и получения положительного результата после уборки зерновых и др. с.-х. культур на полях с уклоном более 5°, лущение и мелкую обработку производят на глубину до 16 см с одновременным скрошением глыб, уплотнением подпочвенного слоя, мульчированием и выравниванием, а в сентябре - ноябре производят глубокую основную обработку на полях, с одновременной нарезкой вертикальных щелей на глубину до 40 см, нарезку наклонных щелей, формирование в подпочвенном слое водонакопительных емкостей и образуют лунки на поверхности, причем прерывистые бороды выполняются сообщающимися с вертикальными щелями, а агрегат для противоэрозионной зяблевой обработки почвы имеет сменные paбочие органы в виде дисковых батарей, узкозахватных лап, штангово-зубчатого барабана с выравнивателем, лопасти которого установлены под углом α>30° к оси барабана и рыхлителей с долотом для формирования вертикальных и наклонных щелей и водонакопительной емкости.

Последовательное выполнение операций: лущение, мелкая обработка почвы на глубину до 16 см, уплотнение подповерхностного слоя почвы, мульчирование верхнего слоя и выравнивание поверхности обрабатываемого поля осуществляется после уборки предшествующей культуры, формирует влагонакопительный, влагосберегающий слой почвы, который длительное время (от момента выполнения этих операций до начала проведения глубокой основной обработки) сохраняет и накапливает влагу, устраняет проявление водной и ветровой эрозии на обработанном поле и способствует накоплению питательных веществ в почве.

Выполнение указанных операций одновременно позволяет уменьшить уплотнение и распыление структуры почвы движителями тракторов и почвообрабатывающих машин.

Выполнение глубокой основной обработки почвы с одновременным формированием вертикальных, наклонных щелей до 40 см, водонакопительных емкостей с образованием лунок и прерывистых борозд на поверхности поля позволяет не только уменьшить потери влаги, но и произвести укладку фракций почвы по слоям, верхний из которых устраняет проявление водной и ветровой эрозии.

Установка на раме агрегата дисковых батарей, узкозахватных лап, штангово-зубчатого и барабана-выравнивателя позволяет за один проход агрегата осуществить выполнение четырех и более единичных операций, уменьшить количество проходов почвообрабатывающих агрегатов по полю, перед основной глубокой обработкой.

Установка рыхлителей с долотом для формирования вертикальных и наклонных щелей и водонакопительной емкости - обеспечивает проведение глубокой обработки почвы на глубину до 40 см одновременно с образованием лунок и прерывистых борозд на поверхности почвы, повышая ветроводоустойчивость обработанного слоя.

Технологическое совмещение операций для глубокой обработки с поделкой лунок на поверхности прерывистых борозд, сообщающихся с вертикальными щелями обеспечивается штангово-зубчатым барабаном-выравнивателем, лопасти которого установлены под углом α>30° к оси барабана. Такое совмещение операций обеспечивает повышение качества зяблевой противоэрозионной обработки почвы на полях с уклоном более 5°.

На фиг.1 представлен технологический процесс мелкой обработки почвы на глубину до 16 см.

На фиг.3 изображен технологический процесс глубокой обработки почвы с формированием наклонных щелей до 40 см подпочвенных емкостей и образованием лунок и прерывистых борозд на поверхности склоновых полей свыше 5°.

На фиг.2, 4 даны разрезы пласта А-А, В-В, фиг.1, 3.

На фиг.5 представлен агрегат, рама которого оборудована сменными рабочими органами для мелкой обработки почвы (вид в перспективе).

На фиг.6 изображен рыхлитель с долотом (вид сверху).

На фиг.7 представлен барабан-выравниватель.

На фиг.8, 9 показано крепление сменных рабочих органов: узкозахватной лапы, рыхлитель с долотом, на раме агрегата с единой полой стойкой.

Предлагаемый способ противоэрозионной зяблевой обработки осуществляется в следующей последовательности.

Для обработки склоновых полей с уклоном свыше 5°. После уборки зерновых колосовых и других сельскохозяйственных культур мелкая обработка почвы на глубину 16 см, при которой одновременно выполняются (см. фиг.1) лущение стерни на глубину 6-8 см, мелкая обработка почвы на глубину до 16 см, крошение глыб и уплотнение подповерхностного слоя почвы, мульчирование верхнего слоя и выравнивание поверхности почвы. Обработанная таким образом почва способна длительное время удерживать влагу в нижнем слое и успешно противостоять отрицательному действию ветра и воды на почву, так как мульчирующий верхний слой свободно пропускает воду выпавших осадков, а стерня и пожнивные остатки снижают скорость ветра в приземном слое. Затем, в сентябре - ноябре месяце, по мере спада высокой температуры, когда интенсивность испарения приближается к минимуму, производят глубокую основную обработку почвы на глубину до 40 см с образованием подпочвенных емкостей (см. фиг.3, 4) с одновременным формированием вертикальных и наклонных щелей и образованием лунок и прерывистых борозд на поверхности почвы.

Агрегат для осуществления способа противоэрозионной зяблевой обработки включает навеску 1 (см. фиг.5), опорные колеса 2, раму 3, на которой по схеме последовательного расположения установлены сменные рабочие органы: дисковые батареи 4, узкозахватные лапы 5, штангово-зубчатый и барабан-выравниватель 6, 7. Кроме того, в комплект рабочих органов агрегата входят рыхлитель 8 (см. фиг.6), включающий рабочий орган - долото 9 и наклонные и вертикальные щелерезы. Следует отметить, что особенностью барабана-выравнивателя является то, что лопасти 10 установлены под углом α к оси барабана (см. фиг.7), в зависимости от вида операции угол α можно изменять от 0 до 90°: при мульчировании - под углом 90°, при поделке прерывистых борозд - под углом α≤30°. Слева и справа от лопастей 10 барабана-выравнивателя на штангах 11 расположены зубья 12. Узкозахватные лапы, рыхлитель с долотом 9, присоединяются к раме 3 агрегата посредством телескопической стойки 13 (см. фиг.8, 9), при необходимости рыхлитель снабжен сменной лапой 14.

Сменные рыхлители, выполненные по форме, как показано на фиг. 6. Сменный рыхлитель имеет монтажную часть 15, переходящую в вертикальный щелерез 8, под углом, к которому расположен наклонный щелерез 16, а под углом к нему установлен второй щелерез 17 и жестко соединяющий их вместе рабочий орган-долото 9 для поделки закрытой подпочвенной влагонакопительной емкости. Кроме того, первый и второй щелерезы 16, 17 и долото 9 поставлены под углом крошения к плоскости резания 18, 19.

При выполнении агротехнических приемов способа противоэрозионной зяблевой обработки на раме агрегата устанавливаются сменные дисковые батареи 4 (см. фиг.1), сменные узкозахватные лапы 5, а затем штангово-зубчатый каток 6 и барабан-выравниватель 6, 7. Агрегат с этими рабочими органами выполняет лущение, мелкую обработку почвы на глубину до 16 см с оставлением большей части пожнивных остатков на поверхности почвы, крошение глыб, уплотнение подповерхностного слоя почвы и выравнивание поверхности поля с мульчированием верхнего слоя. После окончания мелкой обработки почвы производится демонтаж рабочих органов (4, 5, 6), а на несущую систему агрегата устанавливают два ряда рыхлителей 8 с долотом 9 (см. фиг.3, 6, 9), а на барабане 6, 7 лопасти 10 переводят из положения α=90°, в положение α=30° (см. фиг.7). При движении по предварительно обработанному склоновому полю свыше 5° вертикальные щелерезы 8 нарезают вертикальные щели 20 (фиг.4). От вертикальных щелей 20 под углом наклонными рыхлителями-щелерезами 16, 17 нарезаются наклонные щели 21 и долотом формируются на глубине 40 см закрытые водонакопительные емкости 22, под углом к плоскости дна которых щелерезы 17 нарезают вторые щели 23, не выходящие на поверхность обрабатываемого поля. Эти щели сообщаются через подпочвенные влагонакопительные емкости 23, наклонные 21 и вертикальные 20 щели с открытыми влагоудерживающими емкостями в виде прерывистых борозд 24.

При использовании способа противоэрозионной зяблевой обработки и агрегата с комплектом сменных рабочих органов для его осуществления обеспечивается сохранность большей части пожнивных остатков на поверхности поля. Эта часть вместе с заделанной частью пожнивных остатков надежно прикрывает поверхность почвы, уменьшает перепад температур по слоям обработанного пласта и защищает почву от водной и ветровой эрозии. При этом отпадает необходимость массового сжигания растительных остатков, в результате которого в атмосферу выбрасывается до 350 тыс. тонн загрязняющих веществ, в том числе диоксиды, азот, сера, оксиды углерода, бензопирен, сажа и другие вредные вещества. Поэтому применение способа и нового агрегата положительно воздействует на окружающую среду и на здоровье людей.

Литература

1. Основные мероприятия почвозащитного земледелия в Ростовской области // Рекомендации ДЗНИИСХ: - Издательство “Ворошиловградская Правда”. - Ворошиловград - Ростов-на-Дону. 1982. – 34 с.

2. Типовые технологические карты на возделывание с.-х. культур на эрозионно-опасных землях Северного Кавказа / Рекомендации министерства сельского хозяйства Российской Федерации: М.: Россельхозиздат. - 1978. - С.74, 78, 82.

3. Способ противоэрозионной зяблевой обработки почвы и агрегат для его осуществления. П. №2200378 (Рыков В.Б., Таранин В.И., Щиров В.Н., Янковский Н.Г., Чернов А.Я.), заявлено 22.12.2000. Опубл. 20.03.2003. Бюл. №8.

1. Способ противоэрозионной зяблевой обработки почвы, включающий лущение, глубокую основную обработку и мелкую обработку (культивацию) с нарезкой прерывистых борозд, отличающийся тем, что после уборки зерновых и других сельскохозяйственных культур на полях с уклоном более 5° лущение и мелкую обработку производят на глубину до 16 см с одновременным крошением глыб, уплотнением подпочвенного слоя, мульчированием и выравниванием, а в сентябре-ноябре производят глубокую основную обработку на полях с одновременной нарезкой вертикальных щелей на глубину до 40 см, нарезку наклонных щелей, формирование в подпочвенном слое водонакопительных емкостей и образуют лунки на поверхности, причем прерывистые борозды выполняют сообщающимися с вертикальными щелями.

2. Агрегат для противоэрозионной зяблевой обработки почвы, включающий навеску, раму, опорные колеса, рабочие органы, отличающийся тем, что он имеет сменные рабочие органы в виде дисковых батарей, узкозахватных лап, штангово-зубчатого барабана с выравнивателем, лопасти которого установлены под углом 30° к оси барабана, и рыхлителей с долотом для формирования вертикальных и наклонных щелей и водонакопительной емкости.