Способ противоэрозионной обработки почвы и дисковая борона для его осуществления

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам и устройствам для обработки почвы. Способ включает рыхление почвы с нарезкой прерывистых по ходу борозд с перемычками по их длине. Рыхление выполняют с чередованием полос с сохраненными на поверхности поля растительными остатками и полос с заделанными в почву растительными остатками. Глубину прерывистых борозд выполняют не меньше 10 см. Сбоку перемычек формируют лунки. Длина участка борозды, ограниченного перемычками, больше длины перемычки, по крайней мере, в три раза. Ширина безотвально разрыхленной полосы составляет 0,25…0,8 м и больше ширины борозды. Общая ширина полосы с заделанными растительными остатками и размещенной на ней прерывистой бороздой и лунками не превышает 0,4 м. Борона содержит ряды дисковых рабочих органов. Диски последующего ряда размещены в междуследии дисков предыдущего ряда. Дисковые рабочие органы выполнены в виде двухдисковых секций, вертикальная ось поворота секции и ось вала с дисками лежат в одной плоскости. Двухдисковые секции снабжены игольчатыми и сферическими дисками. Сферические диски заднего ряда секций выполнены с вырезом в секторе 50…90° на глубину 0,4…0,6 радиуса R диска, секции заднего ряда по ширине захвата бороны смещены в сторону вогнутости сферы дисков предыдущего ряда на величину, не превышающую ширины захвата сферического диска с вырезом, обращенного вогнутостью к смежному по ходу сферическому диску предыдущего ряда. Такие технология и конструктивное выполнение позволят предотвратить эрозию почвы за счет уменьшения поверхностный стока, а также обеспечить накопление влаги в почвенном слое. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам и устройствам для обработки почвы.

Известен способ противоэрозионной обработки почвы - лункование, предусматривающий создание на ее поверхности водоудерживающих неровностей - лунок с целью предотвращения поверхностного стока и большего накопления влаги в почве (В.Ф. Стрельбицкий. Дисковые почвообрабатывающие машины М., «Машиностроение». 1978. - С. 46-49).

Недостатком известного способа является то, что лункование выполняют лункообразователем (лункоделателем) лишь на отвальных агрофонах, потенциально подверженных дефляции, а на склонах больше 3° глубина и вместимость лунок после лункообразователя недостаточны для эффективного водозадержания.

Известны игольчатые бороны, выполняющие рыхление верхнего слоя почвы с сохранением растительных остатков на его поверхности (Грибановский А.П. и др. Комплекс противоэрозионных машин. «Агропромиздат». 1989. - С.50-53). При работе таких борон на поле сохраняется почвозащитная мульча, предотвращающая дефляцию, способствующая накоплению снега и снижению потерь влаги на испарение. Однако игольчатые бороны не создают водоудерживающих неровностей, а весной на поле, всплошную покрытом мульчой, на несколько дней задерживается поспевание почвы и начало работ.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа способ обработки почвы - прерывистое бороздование, которое выполняют специальным плугом (Авт. свид. СССР №292604 А01В 13/16). Выполняемое плугом прерывистое бороздование обеспечивает накопление влаги большее, чем лункование, однако для его выполнения также требуется энергозатратная отвальная вспашка с бороздованием, а после выполнения способа усложнена заделка борозд (разравнивание неровностей) и выполнение последующих обработок. Поверхность поля, лишенная при вспашке почвозащитного мульчепокрова, подвержена дефляции (ветровой эрозии).

Известны дисковые орудия, с дисками или двухдисковыми секциями, размещенными в поперечных рядах. Такие орудия почвозащитную мульчу перемешивают с обрабатываемым слоем, заделывают ее в почву и не создают водоудерживающих неровностей на поверхности поля (пат. РФ 2427119 А01В 21/08 - прототип устройства).

Задачами технических решений является обеспечение условий для накопления почвенной влаги и предотвращение поверхностного стока, эрозии и дефляции почвы посредством создания водоудерживающего нанорельефа и полосного сохранения почвозащитной мульчи, а также выполнение противоэрозионной обработки почвы за один проход.

Поставленные задачи достигаются тем, что в способе противоэрозионной обработки почвы, заключающемся в том, что почву рыхлят с нарезкой прерывистых по ходу борозд с перемычками по их длине, согласно изобретению, рыхление выполняют с чередованием полос с сохраненными на поверхности поля и полос с заделанными в почву растительными остатками, глубина прерывистых борозд не меньше 10 см, сбоку перемычек формируют лунки, при этом длина участка борозды, ограниченного перемычками, больше длины перемычки, по крайней мере, в три раза, ширина безотвально разрыхленной полосы 0,25…0,8 м и больше ширины борозды, а общая ширина полосы, с заделанными растительными остатками и размещенными на ней прерывистой бороздой и лунками, не превышает 0,4 м. Кроме того, в безотвально разрыхленных полосах растительные остатки из обрабатываемого слоя извлекают на поверхность поля.

Поставленные задачи достигаются тем, что у дисковой бороны, содержащей ряды дисковых рабочих органов, в которых диски последующего ряда размещены в междуследии дисков предыдущего ряда, а дисковые рабочие органы выполнены в виде двухдисковых секций, у которых вертикальная ось поворота секции и ось вала с дисками лежат в одной плоскости, согласно изобретению, двухдисковые секции снабжены игольчатыми и сферическими дисками, причем сферические диски заднего ряда секций выполнены с вырезом в секторе 50…90° на глубину 0,4…0,6 радиуса диска, секции заднего ряда по ширине захвата бороны смещены в сторону вогнутости сферы дисков предыдущего ряда на величину, не превышающую ширины захвата сферического диска с вырезом, обращенного вогнутостью к смежному по ходу сферическому диску предыдущего ряда. Кроме того, диаметр сферического диска больше диаметра игольчатого.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично представлен способ противоэрозионной обработки почвы - вид сверху чередующихся полос, обработанных безотвально и с заделанными в почву растительными остатками и бороздами в них: А - сечение полосы поля, обработанной игольчатым и сферическим дисками переднего ряда; Б - сечение полосы поля после выполнения обработки почвы; В - вид сверху обработанного фрагмента поля; на фиг. 2 представлена дисковая борона, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку.

При выполнении способа противоэрозионной обработки почвы за один проход агрегата первоначально рыхлят почву с чередованием полосок безотвально разрыхленной 1 игольчатыми дисками, необработанной 2, с непрерывными бороздами 3, созданными сферическими дисками, и не разрыхленной 4 с гребнем 5 из почвы, выброшенной из борозды 3 на необработанную полоску 4. На полосках 1 сохраняется мульча или стерня 6, наклоненная игольчатыми дисками, на полосках 2 - нетронутая стоячая стерня 7, а на полосках 4 - частично засыпанная (заделанная) почвой из борозды 3 стерня 8 или другие растительные остатки. Затем повторяются полоски безотвально разрыхленная 1, необработанная 2, борозда 3 и так далее.

Затем безотвально игольчатыми дисками рыхлят полоски 2, а в полосках 4 сферическими дисками с вырезом нарезают прерывистые борозды 9 глубиной не менее 10 см с перемычками 10, образованными участком выреза диска. Почву из гребней 5 и борозд 9, нарезаемых на полосках 4, диск с вырезом перемещает в борозду 3, над которой формируется гребень 11, прерываемый лунками 12, размещенными сбоку перемычки 10. Длина каждого участка L борозды 9 составляет 1,4…1,6 м и, по крайней мере, в три раза больше длины l перемычки 10, разделяющей участки борозды. Общая ширина размещенных рядом безотвально разрыхленных полосок 1 и 2, образующих безотвально разрыхленную полосу, не меньше 0,25 м (ширина безотвально разрыхленной полосы от 0,25 до 0,8 м), больше ширины борозды 9. В полосах, разрыхленных безотвально, приторможенные игольчатые диски из обрабатываемого слоя дополнительно извлекают на поверхность поля растительные остатки.

Общая ширина полосы с заделанными растительными остатками (с прерывистой бороздой 9 и лунками 12) не превышает 0,4 м (0,25…0,4 м).

Таким образом, согласно способу, в полосах, разрыхленных безотвально, шириной от 0,25 до 0,8 м растительные остатки сохраняются на поверхности поля. В полосах с заделанными растительными остатками общей шириной 0,25…0,4 м растительные остатки заделаны в почву, перемешаны с обрабатываемым слоем, а для предотвращения стока и сбора воды при снеготаянии и ливневых осадках в этих полосах нарезаны прерывистые борозды 9 глубиной не менее 10 см и сбоку перемычек 10 сформированы лунки 12. Гребень 11, созданный на месте борозды 3 из почвы, выброшенной из полоски 4 и гребня 5 на ней, также способствует задержанию поверхностного стока.

Вместимость одного участка борозды 9 около 15 л, количество участков борозд 9 (и лунок) около 5000 шт./га, что позволяет неоднократно собирать в них и задерживать до 75 т/га воды, что соответствует сохранению 7,5 мм осадков. При большей (до 14 см) глубине борозд их вместимость увеличивается в 1,5 раза. Стерня и гребнистая поверхность предотвращают дефляцию почвы, снос мелкозема и снега. После обработки по новому способу поле устойчиво от водной эрозии и дефляции, при этом существенно улучшается его влагообеспеченность.

При выполнении предложенного способа обработку почвы необходимо выполнять поперек склона, а последующую обработку, например перед посевом яровых, - в диагональном направлении. Предложенный способ обработки почвы рекомендуется, в первую очередь, для зон совместного проявления водной и ветровой эрозии (на склонах более 3°).

Дисковая борона для выполнения предложенного способа обработки содержит раму 13 с присоединительным устройством 14, не менее двух рядов дисковых рабочих органов в виде двухдисковых секций: правых 15 (передних) и левых 16 (задних), присоединенных к механизмам групповой регулировки их угла атаки, выполненным в виде талрепа 17 и тяги 18, шарнирно соединенной с поводками 19 стоек секций 15 и 16.

Двухдисковая секция 15 содержит установленные на общем валу 20 и зажатые гайками 21 диск игольчатый 22 (⌀ 550 мм) и в секциях переднего ряда диск сферический 23 ⌀ 610 (⌀ 560…610 мм), а в секциях заднего ряда - диск игольчатый 22 и сферический 24 ⌀ 610 (⌀ 560…610 мм) с вырезом на глубину 0,4…0,6 радиуса R диска в секторе 60…90°. Режущая часть (наружное кольцо) сферических дисков выполнена зубчатой, а диаметр этих дисков больше диаметра игольчатых 22. При этом диски секций 15 и 16 могут иметь наклон до 6°. Вал 20 установлен на подшипниках, размещенных в корпусе подшипникового узла 25 секции, закрепленного на поворотной стойке 26 с пальцем 27, установленным во втулке рамы 13. Стойка 26 может быть С-образной пружинной, жесткой, подпружиненной или другого типа. Вертикальная ось поворота секции О (ось пальца 27, на котором при регулировке угла атаки поворачивается секция), и ось k вала 20 с дисками лежат в одной плоскости, что позволяет при изменении угла атаки сохранить, в достаточной мере, заданное перекрытие обрабатываемых полос.

Сферические диски - сплошной 23 с зубчатым лезвием и с вырезом 24 установлены вогнутостью наружу секции. Игольчатый диск 22 выполнен в виде фланца с изогнутыми зубьями. Сбоку крайних сферических дисков 23 и 24 установлены щитки 28, ограничивающие отброс почвы за пределы обрабатываемого гона.

Секции 16 заднего ряда по ширине захвата бороны смещены относительно передних сферических дисков 23 в сторону их вогнутости на величину, не превышающую ширины захвата вырезного сферического диска 24 при установке секции с максимальным углом атаки, и обращены к ним вогнутостью сферы.

Указанное смещение обеспечивает возможность заделки борозд 3 от передних сферических дисков 23 и перекрытие обработанных полосок.

Двухдисковые секции 15 и 16 собраны так, что игольчатые диски 22 работают в «пассивном» положении, их зубья входят в почву выпуклой стороной дуги. Для установленных с углом атаки секций 15, у которых при работе сферический диск 23 размещен по ходу справа от стойки, при взгляде на секцию сзади, игольчатый диск 22 вращается против часовой стрелки, а в секциях 16 со сферическим диском 24 слева от стойки - игольчатый диск 22 вращается по часовой стрелке.

При работе дисковой бороны передний ряд двухдисковых секций 15 рыхлит почву с чередованием полосок 1, обработанных безотвально игольчатыми дисками и необработанных 2, затем - полос с непрерывными бороздами 3 и необработанных 4, на которых растительные остатки частично прикрыты гребнем 5 из почвы борозд 3. Далее снова чередуются полоска 1, разрыхленная игольчатыми дисками 22, необработанная 2, борозда 3 и полоса 4 со стерней, частично присыпанной почвенным гребнем 5. В полосках 1, обработанных игольчатыми дисками 22 и необработанных 2, размещенных рядом с ними, растительные остатки, например стерня, мульча, сохраняются на поверхности поля. Сферические диски 23 отбрасывают почву в сторону их вогнутости на необработанную полосу 4 и создают на ней гребни 5, а по их следу формируются борозды 3. Игольчатые диски 22 почву в борозды 3 не отбрасывают. При установке секции с углом атаки игольчатый диск 22 в секции размещен сзади сферического 23 и ограничивает ширину полосы почвы, отброшенной сферическим диском 23 соседней секции. При установке на общем валу сферического диска 23 и игольчатого 22 - с меньшим диаметром, он при работе приторможен. За счет приторможенности зубья игольчатого диска 22 набирают на себя растительные остатки, расположенные в почвенном слое, и диск 22, замедленно поворачиваясь, выносят их на поверхность поля.

Игольчатые диски заднего ряда двухдисковых секций 16 рыхлят почву неразрыхленных полосок 2. Угол атаки дисков 22 и 24 заднего ряда направлен в другую сторону, чем у дисков 22 и 23 переднего ряда. Сферический диск 24 заднего ряда, нарезая борозду, отбрасывает почву из гребня 5, созданного смежным по ходу передним диском 23, и из своей прерывистой борозды 9 в борозду 3 от переднего сферического диска 23 и на ее месте создает прерывистый гребень 11, расположенный вдоль созданной им прерывистой борозды 9. Участок сферического диска 24 с вырезом почву не отбрасывает и в борозде 9 формирует перемычку, прерывающую борозду 9. Длина участка L борозды 9 в 3…5 раз больше длины l ее перемычки 10 и зависит от параметров выреза и глубины обработки и при диаметре диска 610 мм равна 1400…1600 мм и. Заглубление сферического диска 10…15 см.

Игольчатые диски 22 заднего ряда секций рыхлят почву, сохраняя на поверхности поля полосы растительных остатков. Игольчатые диски 22, установленные на одном валу со сферическими 24, имеют меньший диаметр, чем сферические 24, поэтому приторможены, на иглы набираются растительные остатки и из почвенного слоя извлекаются на поверхность поля, при этом создается почвозащитный мульчепокров, а на стерневом агрофоне сохраняются почвозащитные стерневые кулисы, предотвращающие дефляцию и снос снега.

Полоски, обработанные каждым типом дисков обоих рядов, размещены рядом и образуют чередующиеся полосы: разрыхленную безотвально с защищающими почву от дефляции растительными остатками на поверхности (со стерневой кулисой, мульчой) и с заделанными растительными остатками, на которых размещены водоудерживающие прерывистые борозды 9 и лунки 12, предотвращающие поверхностный сток и эрозию, и почвенные гребни 11.

Применение предлагаемых способа и дисковой бороны обеспечивает защиту почвы от эрозии и дефляции и повышает ее влагообеспеченность.

1. Способ противоэрозионной обработки почвы, заключающийся в рыхлении почвы с нарезкой прерывистых по ходу борозд с перемычками по их длине, отличающийся тем, что рыхление выполняют с чередованием полос с сохраненными на поверхности поля растительными остатками и полос с заделанными в почву растительными остатками, причем глубина прерывистых борозд не меньше 10 см, а сбоку перемычек формируют лунки, при этом длина участка борозды, ограниченного перемычками, больше длины перемычки, по крайней мере, в три раза, ширина безотвально разрыхленной полосы составляет 0,25-0,8 м и больше ширины борозды, а общая ширина полосы с заделанными растительными остатками и размещенными на ней прерывистой бороздой и лунками не превышает 0,4 м.

2. Способ обработки почвы по п. 1, отличающийся тем, что в безотвально разрыхленных полосах растительные остатки из обрабатываемого слоя извлекают на поверхность поля.

3. Дисковая борона, содержащая ряды дисковых рабочих органов, в которых диски последующего ряда размещены в междуследии дисков предыдущего ряда, а дисковые рабочие органы выполнены в виде двухдисковых секций, вертикальная ось поворота секции которых и ось вала с дисками лежат в одной плоскости, отличающаяся тем, что двухдисковые секции снабжены игольчатыми и сферическими дисками, причем сферические диски заднего ряда секций выполнены с вырезом в секторе 50-90° на глубину 0,4-0,6 радиуса диска, секции заднего ряда по ширине захвата бороны смещены в сторону вогнутости сферы дисков предыдущего ряда на величину, не превышающую ширины захвата сферического диска с вырезом, обращенного вогнутостью к смежному по ходу сферическому диску предыдущего ряда.

4. Дисковая борона по п. 3, отличающаяся тем, что диаметр сферического диска больше диаметра игольчатого.