Агрегат для повышения плодородия почвы после уборки зерновых культур

Полезная модель относится к сельскохозяйственным машинам и может быть использована для повышения плодородия почвы после уборки зерновых культур.
После уборки зерновой культуры на поверхности почвы остаются пожнивные растительные остатки (стерня и солома). Известны различные способы обработки растительных остатков с целью дальнейшего эффективного вовлечения их в качестве источников минерального питания сельскохозяйственных культур и повышения потенциального почвенного плодородия.
Минерализация или разложение растительных остатков - биологический процесс, основанный на жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Для того чтобы процесс минерализации проходил эффективно, т.е. за короткое время, необходимо создать благоприятные условия для жизнедеятельности этих микроорганизмов. В результате анализа практического опыта и ряда исследований установлено, что процесс разложения соломы и стерни зерновых культур проходит максимально эффективно в аэробных условиях, при высокой влажности (до 75%), в среде близкой к нейтральной (рН от 5,5 до 7,8), при соотношении углерода к азоту C/N в диапазоне 20…40, при положительной температуре, в равномерно перемешанной среде, когда растительные остатки измельчены.
Широко известна технология уборки незерновой части урожая (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. Учебник. - М.: КолосС 2004. - 624 с. Раздел «Уборка незерновой части урожая»), при которой зерноуборочным комбайном солома измельчается и равномерно разбрасывается по поверхности поля, затем последовательно осуществляется поверхностная обработка почвы лущильником или дисковой бороной и отвальная вспашка при помощи плуга. При этом растительные остатки заделываются на значительную глубину и оказываются в анаэробных условиях, что сильно замедляет процесс минерализации растительных остатков. Кроме этого технология предусматривает использование большого числа техники и характеризуется высокими трудозатратами.
Известен агрегат для внесения деструктора и посева сидератов (патент РФ №162755 МПК А01В 49/04, А01В 21/08 опубл. 27.06.2016 бюл. №18), который за один проход производит обработку измельченных растительных остатков водным раствором деструктора, заделку обработанных растительных остатков в поверхностный слой почвы, высев сидеральной культуры и прикатывание поверхности. В результате обработки поля таким агрегатом достигается
значительное увеличение в почве количества микроорганизмов (бактерий и грибков), разлагающих растительные остатки;
растительные остатки, обработанные деструктором, сразу заделываются в поверхностный слой почвы, не подвергаясь воздействию солнечных лучей;
за счет неглубокой заделки растительные остатки находятся в аэробных условиях;
производится высев и прикатывание сидеральной культуры, что при ее дальнейшей заделке дополнительно способствует накоплению органического вещества в почве.
Недостатком прототипа является сниженная эффективность разложения растительных остатков из-за неоптимального соотношения углерода и азота, а также недостаточная обеспеченность растений, используемых на сидерацию, питательными элементами для получения максимально возможной вегетативной массы.
Техническая задача - повышение плодородия почвы, создание условий для быстрого разложения пожнивных остатков и накопления растительной массы сидеральной культуры за счет совмещение в одной конструкции машинно-тракторного агрегата функций по обработке растительных остатков раствором деструктора при помощи штангового опрыскивателя, внесение жидких минеральных удобрений с одновременным рыхлением почвы и заделкой обработанных деструктором растительных остатков предшествующей зерновой культуры в почву при помощи дисковой бороны и высевом сидеральной культуры при помощи пневматической сеялки.
Поставленная задача достигается тем, что агрегат для повышения плодородия почвы после уборки зерновых культур, включающий тягово-энергетическое средство, бак для раствора деструктора, штанговый опрыскиватель, дисковую борону с опорным катком и с установленной на бороне сеялкой, согласно полезной модели снабжен баками для жидких минеральных удобрений, закрепленными на раме тягово-энергетического средства, насосом, смонтированным на заднем валу отбора мощности, и штангой с наконечниками для внесения жидких минеральных удобрений, размещенной на раме дисковой бороны за секциями дисков.
Составляется комбинированный агрегат, в состав которого входят
штанговый опрыскиватель, монтируемый на переднюю навесную систему трактора, при этом привод насоса может осуществляться от переднего вала отбора мощности или гидросистемы трактора;
навесной бак для деструктора, монтируемый на остов трактора, насос с приводом и штанговый опрыскиватель с шлангами;
навесных баков для жидких минеральных удобрений, монтируемых на остов трактора, насоса с приводом от заднего вала отбора мощности или гидросистемы трактора, и системы шлангов;
навесная дисковая борона с катком, монтируемая на заднюю навесную систему трактора;
пневматическая сеялка, монтируемая на раму дисковой бороны, с приводом высевающего аппарата и вентилятора пневматической системы от электросети трактора или от гидросистемы трактора.
Ширина штанги опрыскивателя и ширина разбрасывания семян сидератов соответствуют ширине захвата дисковой бороны и катка, шланги гидросистемы для внесения жидких минеральных удобрений выведены к стойкам дисков бороны. Такая конструкция комбинированного агрегата позволяет наносить раствор деструктора на растительные остатки, сразу их заделывать в почву, вносить жидкие минеральные удобрения и осуществлять высев сидеральной культуры за один проход агрегата. Быстрая заделка обработанных деструктором растительных остатков предотвращает гибель микроорганизмов деструктора от действия солнечных лучей. Внесение жидких минеральных удобрений, заделка и перемешивание растительных остатков в слое почвы до 10 см создает благоприятные условия для их разложения. Применение жидких минеральных удобрений позволяет более равномерно распределить питательные элементы удобрения на поверхности поля, в т.ч. на растительные остатки, что повышает эффективность их использования. Внесение жидких минеральных удобрений позволяет достичь оптимального соотношения углерода к азоту в диапазоне 20…40, что создает благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, разлагающих растительные остатки, обеспечить питательными элементами растения, используемые на сидерацию. Посев сидеральной культуры, последующая их заделка в почву и прикатывание посевов позволяют дополнительно накопить органическое вещество в почве. Таким образом, плодородие почвы повышается за счет минерализации растительных остатков, повышения содержания в почве питательных элементов жидких минеральных удобрений и сидератов.
Полезная модель иллюстрирована чертежом, на котором представлен агрегат для повышения плодородия почв после уборки зерновых культур, вид сверху.
Предлагаемое устройство состоит из тягово-энергетического средства 1, снабженного передней 2 и задней 3 навесными системами. На передней навесной системе 2 установлен штанговый опрыскиватель 4 с баком 5, насосом (не изображен) и штангой 6 с распылителями. К лонжеронам рамы (не изображены) 1 крепятся баки 7 для жидких минеральных удобрений. На задний вал отбора мощности (не изображен) тягово-энергетического средства 1 монтируется насос 8. На задней навесной системе 3 установлена дисковая борона 9 с секциями дисков 10, рамой 11 и опорным катком 12. На раме 11 дисковой бороны 9 за каждой секцией дисков 10 смонтированы штанги с наконечниками 13. Также на раме 11 дисковой бороны 9 смонтирована сеялка 14 для сидератов с бункером 15 для семян, высевающими аппаратами (не изображены) и семяпроводами 16.
Работает устройство следующим образом.
При движении тягово-энергетического средства 1 раствор деструктора поступает из бака 5 опрыскивателя 4 к штанге 6 с распылителями и наносится на пожнивные остатки зерновой культуры на поверхности поля. Секции 10 дисковой бороны 9 производят рыхление верхнего слоя почвы, измельчение обработанных деструктором растительных остатков и их заделку в почву. Одновременно с этим из баков 7 жидкие минеральные удобрения нагнетаются насосом 8 в штанги с наконечниками 13 и вносятся в почву в пространство под секции дисков 10. Поступающие из бункера 15 сеялки 14 семена сидеральной культуры через семяпроводы 16 подаются в область между дисковыми секциями 10 и опорным катком 12. Опорный каток 12 уплотняет посевы сидеральной культуры.
Предлагаемая конструкция агрегата обеспечивает повышение плодородия почвы после уборки зерновых культур, позволяет произвести за один проход машинно-тракторного агрегата ряд операций: обработка растительных остатков убранной зерновой культуры (соломы и стерни) деструктором, внесение жидких минеральных удобрений в почву, заделка растительных остатков, рыхление почвы на глубину до 10 см и их перемешивание с почвой, посев семян сидеральной культуры и прикатывание посевов. Это создает благоприятные условия для разложения растительных остатков, что повышает плодородие почвы, кроме того плодородие почвы повышается за счет вегетативной массы сидеральной культуры и внесения жидких минеральных удобрений.