Комбинированный агрегат биомелиорации неиспользуемых сельскохозяйственных угодий в степной, черноземной, сухостепной, полупустынных зонах
COMBINED UNIT FOR BIORECLAMATION OF UNUSED AGRICULTURAL LAND IN THE STEPPE, CHERNOZEM, DRY STEPPE, SEMI-DESERT ZONES

Предлагаемое изобретение относится к биомелиорации неиспользуемых сельскохозяйственных угодий в степной, черноземной, сухостепной, полупустынных зонах, к области сельскохозяйственного машиностроения и найдет применение при восстановлении плодородия почв на переувлажненных, эродированных, дефлированных, засолено-солонцеватых сельскохозяйственных землях.
Сущность проблемы состоит в том, что в настоящее время большие площади (130 млн.га.) пашни, лугов и пастбищ подверглись деградации и в целях восстановления плодородия и функционирования переувлажненных, эродированных, дефлированных, засолено-солонцеватых сельскохозяйственных угодий, не используемых лугов, пашни и залежных пастбищ, наряду с отводом грунтовых вод и раскислением почвы, требуется сохранение органических веществ в слое почвы, осуществление подпочвенной планировки грунта, нулевой обработки пашни и сенокосов с внесением в почву водного раствора с азотфиксирующими микроорганизмами, внесения мелиоранта в слои почвы и подпочвенного грунта, создание условий для разноглубинной аккумуляции запасов воды, избытка минеральных NPK удобрений, регулирующих питание и развития корневой массы растений, что обеспечит повышение продуктивности мелиорируемых богарных земель.
Известен способ планировки и почвообработки перед посевом и комбинированное орудие для его осуществления (SU, патент изобретения №1762772, А01В 49/06, бюл. №35, опубликовано от 23.09.1992), включающий обработку поверхностного слоя почвы на величину соседней глубины срезки после предварительного водонасыщения пахотного слоя почвы и дополнительного увлажнения почвогрунта при резании с одновременным водовоздушным его сколом и перед завершающей обработкой почвы под посев вносят на спланированную полосу растворы химикатов, биомелиорантов и гербицидов. Недостатком способа и комбинированного орудия является невозможность применять на богарных землях, не работоспособность комбинированного агрегата на землях с растительными кочками, камнями и кустарниковой порослью, а также необходимость по спланированной поверхности почвы дополнительных проходов однофункциональных машин для внесения органических удобрений, посева семян и послепосевного уплотнения почвы.
Известен способ первичной почвообработки не используемых и не мелиорированных земель (CN - Китай, пат. изобретения №CN106105470A 2016-11-16, МПК А01В 79/02, заявка CN 201610594550 A от 2016-07-26), включающий: очистку земель комбинированным орудием от древесных отходов, удаления растительности, мусора с образованием маячной рабочей полосы с которой предварительно буртуют почву, планируют вскрытую поверхность грунта, вносят в валик почвы удобрения и перемещают ее обратно на вскрытый грунт с последующим выравниванием поверхности почвы и севом или посадкой растений. Недостатком способа является отсутствие утилизации древесных остатков, вывоза или переработки собранного мусора, не возможность применять на почвах в зоне ветровой эрозии, избыточного увлажнения и с низкой несущей способностью.
Известна комбинированная машина для подготовки почвы, сбора камней и переработки пластиковой пленки (CN - Китай, пат. изобретения №CN10695439370 A от 2017-07-18, МПК А01В 49/04, А01В 43/00, заявка CN201710319062A от 2017-05-08) включающая раму, реверсируемый привод рабочих органов, выравниватель поверхности почвы, вал со спирально расположенными билами с метателем камней и пленко-измельчитель с комкодробильными граблями, а также конвейер с сетчатой лентой к накопителю камней. Недостатком комбинированной машины является необходимость предварительного удаления травянистой и древесной растительности, строительства сети каналов для сброса поверхностного стока воды, отсутствие подготовки камней к утилизации или вывозу с сельскохозяйственного угодья.
Известна комбинированная почвообрабатывающая машина (SU, пат. изобретения №1072830, МПК А01В 49/06, БПМИ. №6, 15.02.1984) включающая самоходное гусеничное шасси с фронтально навешенными вертикально разрезающими почву дисками и горизонтально подрезающими рабочими органами, а также установленные на ее раме бункер для воды с удобрениями, транспортер с измельчителем пласта почвы, скатные доски, бункер для семян и семяпроводы. Недостатком машины является невозможность работы на лугах и пастбищах в зоне избыточного увлажнения, на богарных эродированных, дефлированных, засоленных землях и на не используемых в агропроизводстве при наличии кустарника, пней, мелколесья, отсутствие: регулировки зазоров между транспортером, скатными досками и семяпроводами; сгруживание и забивание дерниной между ними, требующей трудоемкой очистке от кусков дернины между ними; а также внесения химических мелиорантов и глубокого рыхления.
Известно устройство посевного комбайна (RU, пат. изобретения №2430498, МПК А01В 49/06, БПМИ. №28, 10.10.2011), содержащее базовое двухрамное колесное шасси с фронтально навешиваемой емкостью для жидких удобрений, центральной задней прицепной секцией почвообрабатывающего и посевного оборудования, двух боковых аналогичных секций, у которых на рабочих органах установлены двусторонние стрельчатые лапы-сошники, пружинные бороны и прикатывающие колеса. Достоинством посевного комбайна является внесение жидких удобрений под слой почвы, равномерное распределение массы комбайна на колеса базового шасси, возможность быстрого перевода секций в транспортное положение, а так же осуществление стерневого подсева семян. Недостатком устройства посевного комбайна является отсутствие емкости и продуктопроводов для поверхностного и подпокровного внесения химмелиорантов в почву и в подпочвенный слой, а также отсутствие глубокорыхлителей, образующих щели для аккумуляции избыточной воды и удаления токсических солей и продуктов химических реакций.
Известно устройство комбинированного орудия для глубокой обработки почвы (RU, пат.полезной модели №109633 МПК А01В 49/02, БПМИ. №30, 27.10.2011), содержащее треугольную раму с закрепленными на ней рабочими органами-рыхлителями, опорные колеса, регулятор глубины обработки, навеску, дополнительную рамку, на которой шарнирно закреплены дисковые батареи, на лезвиях круглых дисков выполнены вырезы в виде равнобедренных треугольников, а на задней части треугольной рамы установлен бункер, дозирующее устройство с гибкими тукопроводами, а стойки рабочих органов-рыхлителей снабжены щеками, закрепленными на тыльной части с возможностью перемещения по высоте h от 25 до 40 см относительно носка рабочего органа, гибкие тукопроводы одним концом соединены с дозирующим устройством, а другим закреплены щеками на тыльной части стойки рабочего органа-рыхлителя, привод дозирующего устройства осуществляется посредством цепной передачи от дополнительного приводного колеса, закрепленного на треугольной раме. Недостатком полезной модели является полосовое подпочвенное щелевание с внесением мелиоранта на дно щели, что исключает проникновение химических реагентов в межщелевые целики засоленного грунта выше дна щели, дисковое измельчение поверхностного надсолонцового слоя почвы вызывает образование эрозионно опасных почвенных агрегатов, что повысит степень деградации сельскохозяйственного угодья, отсутствие отвода и аккумуляции продуктов химических реакций солеустойчивыми растениями без установки сеялки на раме комбинированного орудия увеличивают продолжительность осуществления ускоренного залужения не используемых в агропроизводстве земель.
Известно устройство комбинированного агрегата ярусной обработки засоленных земель с подсевом семян (RU, пат. изобретения №2618097, МПК А01В 49/06, А01В 13/14, БПМИ. №13, 02.05.2017), содержащее самоходное базовое шасси с трехсекционной рамой с размещенными на первой секции рамы почвообрабатывающей машины, включающей манипулятор с перекидной телескопической стрелой, на конце второй ее секции смонтирован фронтальный отвал, к ним закреплено дискорубительное трехсекционное устройство, на первой секции стрелы размещена дополнительная рама с закрепленными блоками сепарирующей решетки и подвижно закрепленной батареей двусторонних стрельчатых лап с полыми стойками, соединенными через насос трубопроводом с емкостью для жидкого навоза, а на второй секции рамы размещены емкость для навоза с запорным устройством на продуктопроводе, емкость для воды, подвижная дополнительная рама с механизмом заглубления ярусного объемного глубокорыхлителя, выполненного с полыми параболическими стойками и соединенных отвалами, при чем дозаторы, продуктопроводы в стойках и под отвалами связанны с насосом и емкостью для жидких либо пылевидных мелиорантов, закрепленной на третей секции рамы, кроме того, на третей секции рамы размещены емкость для раствора азотофиксирующих микроорганизмов, размещены три секции пневматических сеялок с дозаторами и распределительными головками, соединенные с продуктопроводами закрепленными с тыльной стороны стоек с долотами и с открылками для семенного ложа в щели за дисковым сошником, за стойками сошников располагается прикатывающее устройство, выполненное включающим двухбрусную малу и цепной загортач. Недостатком изобретения является невозможность сохранения стерни и покровного слоя почвы для устранения возможности ветровой и водной эрозии, осуществления биологической обработки почвы с внесением органоминеральной удобрительной прослойки, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами в щели на стерне либо в дернине.
Известен способ биомелиорации деградированных богарных земель, (RU, пат.изобретения №2589224, МПК А01В 79/02, А01В 13/14, С09К 101/00 БПМИ №19, 10.07.2016,), включающий: создание в почвенном слое тонкой 0,02…0,07 м прослойки из жидкого навоза, образование в подпочвенном слое водорегулирующего экрана непроницаемого в период атмосферных осадков и проницаемого корнями растений во время засухи, проведение обследования участка, полосовое разноглубинное от 0,65 до 1,0 м предварительное ярусное рыхление грунта и под углом к его направлению основную обработку слоя полос. Проводят комбинированным агрегатом обработку полос с безотвальным регулируемым по глубине подрезанием верхнего слоя почвы, одновременной обработкой ниже лежащего слоя почвы и подпочвенного грунта с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта. Образовывают прослойку из жидкого навоза в полости между подрезанным слоем почвы и обработанным с внесением мелиоранта. При этом водорегулирующий экран укладывается в виде двух симметричных сопряженных слоев с криволинейной поверхностью и превышением уровня сопряжений над уровнем краев. Выполняют полосовое возделывании растений на обрабатываемой полосе, высев над экраном смеси семян с одновременным внесением в почву сыпучих фосфорных и калийных минеральных удобрений, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами. Недостатком способа и комбинированного агрегата является отступ между смежными обработанными полосами с водорегулирующими экранами шириной от 3,3 м до 5,25 м, что составляет 1,1 - 1,5 длины горизонтального капиллярного переноса влаги, с сохранением выродившегося травостоя и выполнением подпокровного объемного ярусного рыхления почвогрунта с профилем дна, по которому требуется перемещать избыточную воду с продуктами химических реакций под водорегулирующим экраном в глубокую щель на полосе с галофитами.
Известен способ биомелиорации малопродуктивных лугов и деградированной пашни оросительных систем (RU, пат. изобретения №2691572 МПК А01В 79/02, A01G 25/00, БПМИ. №17, 14.06.2019), включающий предпроектные изыскания содержащие использование географической информационной системы, получаемых границ и видов деградации на пятнах почвы при применении лазерной сканирующей системы - лидар с географической привязкой и использовании сонара при геофизическом безраскопном определении глубины переходов горизонтов почвогрунта, разработку и передачу на управляющий процессор программ включения и выключения подачи технологического материала к рабочим органам комбинированного агрегата. Самоходным комбинированным агрегатом выполняют адресную обработку земель с посевом на кулисах и между ними смеси семян с их заделкой, укладку в почву прослойки органоминеральной удобрительной смеси или в подпочвенный горизонт грунта прерывистого трехсекционного ярусного органоминерального юдорегулирующего экрана. В покровном слое прорезают щели на глубину до 0,08 м при нулевой обработке почвы с внесением дисперсного мелиоранта в щель и на межщелевую поверхность почвы. Выполняют адресное внесение минеральных NPK удобрений или гербицидов, либо фосфогипса в почкоуглубляемый граничный горизонт почвы с подстилающим грунтом и осуществляют одновременное последующее лущение, мульчирование почвы и образование над зоной нулевой обработки почвы водяного экрана толщиной 0,15.…2,5 мм. После нулевой обработки почвы с щелеванием осуществляют объемное одновременное ярусное рыхление с укладкой на его дно активного прерывистого трехсекционного ярусного органоминерального водорегулирующего экрана, при окультуривании почвы на кулисах с нулевой обработкой высевают на зеленый корм покровные культуры с чередованием пар рядков. В междурядье на кулисе высевают бобовые культуры, между кулисами и смежными проходами выполняют посев галофитов. Недостатком способа является риск выветривания почвы и семян с обработанных кулис и необходимость влагозарядковых и вегетационных поливов, что не приемлемо на эродированных, дефлированных, засоленных землях в зоне ветровой эрозии почвы сухостепных, черноземных, полупустынных, пустынных сельскохозяйственных угодий.
Кроме того, приведенные устройства нуждаются для работы в предварительном регулировании уровня грунтовых вод, требуют нейтрализации продуктов химической реакции, снижения затрат на почвенное агромелиоративное обследование участка и повышения проходимости базовых шасси. Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемое устройство комбинированного агрегата биомелиорации неиспользуемых сельскохозяйственных угодий в степной, черноземной, сухостепной, полупустынных зонах, состоящее из самоходного базового шасси с трехсекционной рамой комбинированного агрегата с установленными на каждой секции рамы по две колесные пары, содержащие блоки колесно-гусеничной ходовой системы с треугольной обводкой и спаренными колесами на блоках, кронштейн с внутренней стороны от рамы блока с цапфой на торсионном валу, выходящим из рамы агрегата, кроме того, на первой секции рамы содержатся перекидной фронтальный манипулятор с рамной рукоятью, почвообрабатывающие машины, фронтальный манипулятор с вертикальными ножами, системой отвалов, продуктопроводы, насадки внесения жидких удобрений, насадки для укладки за отвалами биологически активного водорегулирующего органо-минерального экрана (БАВЭ), емкость для смеси компонентов БАВЭ из органических удобрений, микроэлементов, монтмориллонита, каолиновой глины, растительных остатков, песка, вертикальные ножи с параболическими стойками, клинообразными ножами, отвалами подачи почвогрунта в свал, механизм подпочвенной планировки грунта с устройством выдерживания плоскости или системы плоскостей, фрезер с метателем грунта, эжектор, патрубки, компрессор, емкость грунта с дозаторами его подачи в макропонижения через полый вертикальный нож, механизм автоматического регулирования переключения потоков и объемов грунта в продуктопроводы вертикальных ножей и в емкость смеси БАВЭ, кабина трехместная с механизмом перемещения в поперечной плоскости и фары освещения, датчики диагностики состояния рабочих органов и двигателя ДВС, приемник ГЛОНАСС, ПК, пульт управления, ЭБУ, кондиционер, отопитель, мониторы видео наблюдения за рабочей зоной и оборудованием, а так же на первой секции рамы содержится контейнер с жидкими органическими удобрениями или водным раствором аммиака с измельченными травянистыми растениями, дозатор, насос или компрессор, эжектор, продуктопроводы, делители потока удобрений с механизмом пневматического внесения в подпокровный слой почвы через насадки, при чем, на второй секции рамы агрегата содержатся емкость мелиорантов, насадки их внесения, дозаторы, патрубки, компрессор, полноповоротный манипулятор с телескопической стрелой и двумя рукоятями, двухдисковая фреза со встречным вращением дисков и пневмоэжектор с щелевым приемником измельченной растительности, емкость-накопитель измельченной органической массы, продуктопровод к смесителю потока, запорное устройство, продуктопровод к емкости компонентов БАВЭ, двухчелюстной ковш загрузки технологического материала в емкости из мест хранения, двигатель ДВС с насосной станцией привода ходовой системы, рабочих органов, генераторов электроэнергии с подачей к приборам, освещению, рубительно-дисковое оборудование дробления срезанной древесной зелени и отрезков стволов, ветвей, измельчитель и мельница технологического материала, насос, под второй секцией рамы содержится отвальный выравниватель поверхности почвы, ножи щелерезов, кронштейны крепления насадок внесения мелиоранта, между секциями рамы комбинированного агрегата содержится шарнирное управляемое соединение, а на третьей секции рамы содержится емкость минеральных удобрений NPK, насос, эжектор, трубопроводы к сошникам сеялок, дозаторы, делители потока сыпучих удобрений, насадки поверхностного внесения, емкость с водным раствором микроорганизмов, продуктопроводы, сошники, насадки рядового внесения, компрессор, заделыватель щелей с технологическим материалом и водоналивной каток предпосевного уплотнения почвы, уплотнители ложа технологического материала либо семян, смеситель мелких семян с крупнозернистым песком, продуктопроводы, контейнер с емкостями семян, одна либо три пневматические сеялки с сошниками для рядового, межрядового посева и стояки, кронштейн поворотных сопел для струйного высева на стерню между смежными проходами комбинированного агрегата, планчатый каток уплотнитель почвы со стерней и заделыватель семян, при этом агрегат включает перекидной фронтальный манипулятор с двухсекционной стрелой и рамной рукоятью с расположенной на ней почвообрабатывающей машины содержащей в первом ряду пять бесприводных блоков плоских дисков с долотами на периметре, в створах между этими блоками во втором ряду шесть бесприводных одиночных волнистых дисков, а створах блоков плоских дисков в третьем ряду четыре глубокорыхлителя-корчевателя, при этом крайние с глубиной обработки почвенного слоя и средние с обработкой пограничного с почвой грунта, а фронтальный манипулятор с установочно-подвижными блоками вертикальных ножей содержит верхние отвалы с ножами для подрезания почвы в свал и насадками внесения жидких удобрений под перемещенный пласт почвы, второй ряд отвалов поднимает пограничный слой грунта над механизмом подпочвенной планировки грунта со срезкой макроповышений фрезером с метателем грунта и включает эжектор, патрубки подачи через полый вертикальный нож в емкость грунта с дозаторами его отсыпки насадками в макропонижения, а за третьим и четвертым отвалами через полые вертикальные ножи подают смесь биологически активного водорегулирующего органоминерального экрана. Полноповоротный манипулятор с телескопической стрелой на первой рукояти включает широкозахватный двухчелюстной ковш загрузки технологического материала, подбора срезанной древесной зелени, отрезков ветвей, стволов с подачей в рубительно-дисковое оборудование дробления, включающее измельчитель и мельницу, на второй рукояти содержится двухдисковая фреза со встречным вращением дисков и пневмоэжектор с щелевым приемником измельченной растительности, при чем приводные диски фрезы имеют реверс изменения направления вращения срезки и измельчения травянистых растений в свал и резки вершин, ветвей, стволов древесной растительности в развал, кроме того, на периметре дисков радиусом R и в вырезах глубиной до 0,85R расположены пильные ножи, на краях вырезов расположены гарпунообразные ножи, на торцевой части дисков по спирали содержатся перпендикулярные к плоскости диска двухсторонние ножи и радиальные стойки-лопасти с ромбовидным долотом, закрепленным паралейно плоскости диска, диски фрезы имеют перекрытие при радиусе 0,75 R. Емкость песка на третьей секции рамы со смесителем его с мелкими семенами, содержит стояк с поворотными соплами для струйного высева смеси на стерню между смежными проходами комбинированного агрегата, кроме того, на третьей секции содержится емкость минеральных удобрений NPK и насадки для их поверхностного внесения, при этом, емкость с водным раствором микроорганизмов соедина продуктопроводом с насадками, закрепленными на наклонной части кормы рамы агрегат.
Анализ патентной и технической документации не выявил аналогичного выполнения устройства комбинированного агрегата биомелиорации не используемых сельскохозяйственных угодий в степной, черноземной, сухостепной, полупустынных зонах, показал, что изобретение является новым, не следует явным образом из уровня техники.
Целью предполагаемого изобретения - устройства является ускорение восстановления эффективного функционирования деградированных лугов, пашни, сохранение в покровном слое имеющихся органических веществ, получение на мелиорированных богарных землях окультуренной почвы с запасом влаги и питательных веществ.
Технический результат предлагаемого изобретения - сокращение сроков мелиорации деградированных неиспользуемых в агропроизводстве сельскохозяйственных угодий, подпочвенная планировка грунта без буртования почвы и обратного ее перемещения, нулевая обработка почвы без ее оборотной вспашки, насыщение почвы азотфиксирующими микроорганизмами, что обеспечивает повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий и последующее водосберегающее богарное возделывание сельскохозяйственных культур.
Новый технический результат от применения предполагаемого устройства достигается тем, что проводятся предпроектные изыскания с использованием географической информационной системы (ГИС), результатов почвенных агромелиоративных обследований участка, получаемых при комплексном применении лазерной сканирующей системы и наземного определения исходных показателей состояния деградированных земель с одновременным введением полученных данных на магнитный носитель с географической привязкой, ускоряющих проведение изысканий, по результатам, которых осуществляется подготовка и передача в цифровом виде программ на управляющий процессор комбинированного агрегата, что позволяет выполнять адресное внесение мелиоранта и автоматическое регулирования глубины хода вертикальных ножей с системой отвалов при совмещении подпочвенной планировки фрезером грунта, нулевой и комплексной обработки почвы почвообрабатывающей машиной содержащей в первом ряду пять бесприводных блоков плоских дисков с долотами на периметре, во втором ряду шесть бесприводных одиночных волнистых дисков, в третьем ряду четыре глубокорыхлителя-корчевателя, при этом крайние с глубиной обработки почвенного слоя и средние с обработкой пограничного с почвой грунта, а использование в устройстве предполагаемого изобретения подачи компонентов смеси биологически активного водорегулирующего органоминерального экрана позволяют производить ее укладку через полости вертикальных ножей и возможности установки блока управления ЭБУ, приемника ГЛОНАСС, ПК, пульта управления, мониторов видео наблюдения за рабочей зоной и оборудованием, что обеспечивает увеличение и сохранение запасов влаги, питательных веществ.
Применение на второй секции рамы агрегата рубительно-дискового оборудования дробления древесины, включающее измельчитель и мельницу позволяет через пневмопродуктопровод загружать измельченную древесную массу в емкость накопитель и в пневмосмесителе соединять с травянистой массой, опилками, стружкой и дозировано вносить в емкость компонентов смеси БАВЭ с последующей подачей в полый вертикальный нож, что обеспечит утилизацию удаляемой растительности без транспортирования с окультуриваемой почвы и снизит возможность ее эрозии от ветра.
Размещение на второй секции комбинированного агрегата полноповоротного манипулятора с телескопической стрелой на первой рукояти с широкозахватным двухчелюстным ковшом позволяет загрузку технологического материала, подбор срезанной древесной зелени, отрезков ветвей, стволов с подачей в рубительно-дисковое оборудование дробления, а на второй рукояти двухдисковая фреза со встречным вращением дисков и пневмоэжектор с щелевым приемником измельченной растительности, выравниватели почвы и сеялки обеспечивают в период окультуривания почвы получение сбалансированного по питательным качествам фитоматериала и последующего возделывания высокопродуктивных богарных культур.
Размещенные на третьей секции рамы пневматические сеялки с дозаторами и распределительными головками, соединенные с продуктопроводами и стойками для рядового сева с уплотнителями семенного ложа и насадками бинарного сева на поверхность почвы между рядками, обеспечивают в период окультуривания почвы получение корма из засухоустойчивых галофитов в зоне ветровой эрозии.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема комбинированного агрегата при размещении оборудования в рабочем положении, вид сбоку; на фиг. 2 - схема первой секции комбинированного агрегата, вид сбоку; на фиг. 3 - схема почвообрабатывающей машины, общий вид; на фиг. 4 - схема фрезера с полыми вертикальными ножами и отвалами, поперечный вид; на фиг. 5 - схема диска двухдисковой фрезы, общий вид; на фиг. 6 - схема второй секции комбинированного агрегата, вид сбоку; на фиг. 7 - схема третьей секции комбинированного агрегата, вид сбоку.
3
1
1
2
На чертежах показано предлагаемое устройство комбинированного агрегата биомелиорации неиспользуемых сельскохозяйственных угодий в степной, черноземной, сухостепной, полупустынных зонах, включающее самоходное базовое шасси с трех секционной рамой 1, 2, 3 (Фиг. 1) комбинированного агрегата 4 (Фиг. 1) с установленными на каждой секции рамы по две колесные пары 5 (Фиг. 1) содержащие блоки колесно-гусеничной ходовой системы 6 (Фиг. 2) с треугольной обводкой и спаренными колесами на блоках 7 (Фиг. 2), кронштейн 8 (Фиг. 2), с внутренней стороны от рамы блока 7 с цапфой на торсионном валу 9 (Фиг. 2), выходящим из рамы агрегата 4, содержащее на первой секции рамы 1 перекидной фронтальный манипулятор 10 (Фиг. 2) с рамной рукоятью 11 (Фиг. 2), почвообрабатывающие машины 12 (Фиг. 2, 3), фронтальный манипулятор 13 (Фиг. 2) с вертикальными ножами 14 (Фиг. 2, 4), системой отвалов 15 (Фиг. 2, 4), продуктопроводы 16 (Фиг. 2, 4), насадки 17 (Фиг. 2) внесения жидких удобрений, насадки 18 (Фиг. 2) для укладки за отвалами 19 (Фиг. 1, 2) биологически активного водорегулирующего органоминерального экрана (БАВЭ), емкость 20 (Фиг. 1, 2) для смеси компонентов БАВЭ из монтмориллонита, каолиновой глины, органических удобрений, микроэлементов, вертикальные ножи 21 (Фиг. 2, 4) с параболическими стойками 22 (Фиг. 2), клинообразными ножами 23 (Фиг. 1), отвалами 19 подачи почвогрунта в свал, механизм 24 (Фиг. 2) подпочвенной планировки грунта, фрезер с метателем 25 (Фиг. 2) грунта, эжектор 26 (Фиг. 2), патрубки 27 (Фиг. 2), компрессор 28 (Фиг. 2), емкость 29 (Фиг. 2) грунта с дозаторами 30 (Фиг. 2) его подачи в макропонижения через полый вертикальный нож 14, механизм (на чертеже не показан) автоматического регулирования переключения потоков и объемов грунта в продуктопроводы 16 вертикальных ножей 14 и в емкость 20 смеси БАВЭ. На первой секции рамы 1 содержится контейнер 31 (Фиг. 2) с жидкими органическими удобрениями, дозатор 32 (Фиг. 2), насос 33 (Фиг. 2) и компрессор 34 (Фиг. 2), эжектор 35 (Фиг. 2), продуктопроводы 36 (Фиг. 2), делители 37 (Фиг. 2) потока удобрений с механизмом 38 (Фиг. 4) пневматического внесения в подпокровный слой почвы через насадки 39 (Фиг. 4). Кабина трехместная 40 (Фиг. 1) содержится на первой секции рамы 1 с механизмом 41 (Фиг. 1) перемещения в поперечной плоскости с размещением фар 42 (Фиг. 1), приемника 43 (Фиг. 1) ГЛОНАСС, ПК 44 (Фиг. 2), пульт управления 45 (Фиг. 2), ЭБУ 46 (Фиг. 2), кондиционер 47 (Фиг. 1), отопитель 48 (Фиг. 2), монитор 49 (Фиг. 1) видео наблюдения за рабочей зоной, оборудованием, вывода с ПК 44 показаний на монитор 49 от датчиков диагностики состояния рабочих органов, двигателя ДВС. На второй секции рамы 2 (Фиг. 1, 6) агрегата 4 содержатся емкость 50 (Фиг. 6) мелиорантов, насадки 51 (Фиг. 6) их внесения, дозаторы 52 (Фиг. 6), патрубки 53 (Фиг. 6), компрессор 54 (Фиг. 6), полноповоротный манипулятор 55 (Фиг. 6) с телескопической стрелой 56 (Фиг. 6) и двумя рукоятями 57 (Фиг. 6), двухдисковая фреза 58 (Фиг. 6) со встречным вращением дисков 59 (Фиг. 5, 6), пневмоэжектор 60 (Фиг. 6) с щелевым приемником измельченной растительности, смеситель 61 (Фиг. 6) потока, емкость-накопитель 62 (Фиг. 6) измельченной органический массы, продуктопровод 63 (Фиг. 6), запорное устройство 64 (Фиг. 6), продуктопровод 65 (Фиг. 2, 6) к емкости 20 (Фиг. 1, 2) компонентов БАВЭ, двухчелюстной ковш 66 (Фиг. 1, 6) загрузки технологического материала в рубительно-дисковое оборудование дробления 67 (Фиг. 1, 6) и емкости 20 из мест хранения, двигатель 68 (Фиг. 6) ДВС с насосной станцией 69 (Фиг. 6) привода ходовой системы, рабочих органов, генераторов электроэнергии с подачей к приборам, освещению, содержится рубительно-дисковое оборудование дробления 67 срезанной древесной зелени и отрезков стволов, ветвей, измельчитель 70 (Фиг. 6) и мельница 71 (Фиг. 6) технологического материала, насос 72 (Фиг. 6), под второй секцией рамы 2 содержится отвальный выравниватель 73 (Фиг. 6) поверхности почвы, ножи щелерезов 74 (Фиг. 6), кронштейны крепления насадок 75 (Фиг. 6) внесения мелиоранта, между секциями 1, 2, 3 рамы комбинированного агрегата 4 содержится шарнирное управляемое соединение76 (Фиг. 1), а полноповоротный манипулятор 55 с телескопической стрелой 56 на первой рукояти 57 включает широкозахватный двухчелюстной ковш 66 загрузки технологического материала с подбором и с подачей в рубительно-дисковое оборудование дробления 67, а на второй рукояти 57 содержится двухдисковая фреза 58 со встречным вращением дисков 59, при чем приводные диски фрезы 58 имеют реверс изменения направления вращения срезки и измельчения травянистых растений в свал и резки вершин, ветвей, стволов древесной растительности в развал, кроме того, на периметре дисков 59 радиусом R (Фиг. 5) в вырезах глубиной 0,85R расположены пильные ножи 77 (Фиг. 5), на краях вырезов расположены гарпунообразные ножи 78 (Фиг. 5), на торцевой части дисков 59 по спирали содержатся перпендикулярные к плоскости диска 59 двухсторонние ножи 79 (Фиг. 5) и радиальные стойки-лопасти с ромбовидным долотом 80 (Фиг. 5), закрепленным параллейно плоскости диска 59, а диски 59 фрезы 58 имеют перекрытие при радиусе 0,75 R. Кроме того, перекидной фронтальный манипулятор 10 с двухсекционной стрелой 111 (Фиг. 1, 2) на почвообрабатывающей машине 12 содержит в первом ряду пять бесприводных блоков 81 (Фиг. 3) плоских дисков 82 (Фиг. 1, 2, 3), с долотами 83 (Фиг. 3) на периметре, в створах b (Фиг. 3) между этими блоками 81 во втором ряду шесть бесприводных одиночных волнистых дисков 84 (Фиг. 3), а в створах b(Фиг. 3) блоков плоских дисков 82 в третьем ряду четыре глубокорыхлителя-корчевателя 85 (Фиг. 3), при этом крайние с глубиной h(Фиг. 3) обработки почвенного слоя и средние h(Фиг. 3) с обработкой пограничного с почвой грунта, а фронтальный манипулятор 13 с установочно-подвижными блоками вертикальных ножей 14 и 21 (Фиг. 1, 2) с параболическими стойками 22 (Фиг. 2) и с клинообразными ножами 23 (Фиг. 1), содержит верхние отвалы 15 (Фиг. 2, 4), подачи почвогрунта в свал, вертикальные ножи 14 с отвалами 19 и механизмом 24 (Фиг. 2) подпочвенной планировки грунта, фрезер с метателем 25 (Фиг. 2) грунта, эжектор 26 (Фиг. 2), патрубки 27 (Фиг. 2), компрессор 28 (Фиг. 2), емкость 29 (Фиг. 2) грунта с дозаторами 30 (Фиг. 2), ножами 23 для подрезания почвы в свал и насадками 17 (Фиг. 2) внесения жидких удобрений под перемещенный пласт почвы, второй ряд отвалов 19 поднимает пограничный слой грунта над механизмом 24 подпочвенной планировки грунта со срезкой макроповышений фрезером с метателем 25 грунта и включает эжектор 26, патрубки 27 подачи через полый вертикальный нож 14 в емкость 29 грунта с дозаторами 30 его отсыпки насадками 18 в макропонижения, а за третьим и четвертым отвалами 19 через полые вертикальные ножи 21 подают смесь биологически активного водорегулирующего органоминерального экрана.
На третьей секции рамы 3 содержится емкость 86 (Фиг. 7) минеральных удобрений NPK, насос 87 (Фиг. 7), эжектор 88 (Фиг. 7), трубопроводы 89 (Фиг. 7) потока сыпучих удобрений, насадки 94 (Фиг. 7) поверхностного внесения, заделыватель 100 (Фиг. 7) удобрений и щелей с технологическим материалом и водоналивной каток 101 (Фиг. 7) предпосевного уплотнения почвы, емкость 95 (Фиг. 7) с водным раствором микроорганизмов, продуктопроводы 96 (Фиг. 7) подачи его за сошниками 97 (Фиг. 7) к насадкам 98 (Фиг. 7) рядового внесения, закрепленными на наклонной части кормы рамы 3 агрегата 4.
Контейнер 105 (Фиг. 1, 7) с емкостями семян и емкость 110 (Фиг. 1, 7) с крупнозернистым песком на третьей секции рамы 3 со смесителем 103 (Фиг. 1, 7) его с мелкими семенами, продуктопроводы 104 (Фиг. 7), содержит компрессор 99 (Фиг. 7), стояк 106 (Фиг. 7) кронштейн 107 (Фиг. 7) с поворотными соплами 108(Фиг. 7) для струйного высева смеси на стерню между смежными проходами комбинированного агрегата 4.
Три пневматические сеялки 91 (Фиг. 7) для рядового, межрядового посева через делители 93 (Фиг. 7) дозаторы 92 (Фиг. 7), продуктопроводы 104, за уплотнителями 102 (Фиг. 7) ложа семян, подают семена через полый сошник 90 (Фиг. 7) для рядового сева и в блок насадок 112 (Фиг. 7) для междурядного сева, уплотняют почву со стерней планчатым катком 109 (Фиг. 7) с заделыванием семян.
Предлагаемый комбинированный агрегат биомелиорации неиспользуемых сельскохозяйственных угодий в степной, черноземной, сухостепной, полупустынных зонах, на базовом колесном шасси 4 (фиг. 1), работает следующим образом:
В качестве примера рассмотрим улучшение деградированного сельскохозяйственного угодья в зоне водной и ветровой эрозии с кустарниковой порослью, кочками, редким лесокустарником, спелым единичным лесом, сильнокислой почвой и пестротой слоев подпочвенного грунта (меняющих порядок расположения слоев и их мощность): суглинок, легкая каолиновая глина, супесь, тяжелая монтмориллонитовая глина, крупнозернистый песок, бентонитовая глина с прослойками гипса.
На мелиорируемом участке с изреженностью в покровном слое, сильнокислой почвой и с пятнами деградации после агромелиоративного обследования полученные данные сканирования, вводят в базу ГИС и на магнитный носитель компьютера 44 (Фиг. 2) с географической привязкой и составления проекта комплексной биомелиорации деградированных земель, проводится подготовка программы автоматического включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления 45 (Фиг. 2.) при связке координат через кодовый ГЛОНАСС приемник 43 (Фиг. 2.), передают программу на электронный блок управления 46 (Фиг. 2.) и завозят комбинированный агрегат 4 на участок. Соединяют секции рамы 1, 2, 3 и устанавливают колесные 5 пары с блоками колесно-гусеничной ходовой системы 6 (Фиг. 2) с треугольной обводкой и спаренными колесами на блоках 7 (Фиг. 2), перекидной фронтальный манипулятор 10 (Фиг. 2) с рамной рукоятью 11 (Фиг. 2), почвообрабатывающие машины 12 (Фиг. 2, 3), фронтальный манипулятор 13 (Фиг. 2) с вертикальными ножами 14, 21, фрезер с метателем 25 (Фиг. 2) грунта, полноповоротный манипулятор 55 (Фиг. 6) с телескопической стрелой 56 (Фиг. 6) и двумя рукоятями 57 (Фиг. 6), двухдисковую фрезу 58 (Фиг. 6) со встречным вращением дисков 59 (Фиг. 5, 6), контейнер 105 (Фиг. 7) с емкостями семян, сеялки 91 с сошниками 90 и стояки 106 (Фиг. 7) с поворотными соплами 108, планчатый каток 109 (Фиг. 7). Загружают емкости 20 (Фиг. 1, 6), 29 (Фиг. 2), 50, 110 (Фиг. 7), контейнера 31 (Фиг. 2), контейнер 105 (Фиг. 7), емкости семян сеялки 91 технологическим материалом.
Заводят двигатель 68 (Фиг. 6) ДВС. Многосекционные стрелы 56, 111 манипуляторов 10, 13 (Фиг. 2), 55 (Фиг. 6) с рабочими органами 12, 14, 21, 25, 58, 73, 74 переводят в рабочее положение. При движении машины начинают срезание отрезков стволов, вершин лесокустарника и измельчение пней и травянистых растений двухдисковой фрезой 58 (Фиг. 6) с подбором двухчелюстным ковшом 66 (Фиг. 1, 6) и загрузки технологического материала в рубительно-дисковое оборудование дробления 67 (Фиг. 1, 6) и емкости 20 (Фиг. 1, 2), 50 (Фиг. 6) на маячных и поперечных разворотных полосах. Манипулятором 55 (Фиг. 6) двухдисковую фрезу 58 (Фиг. 6) с рубительно-пильными дисками 59 (Фиг. 5, 6) перемещают к одиночным средним и крупным кустам, деревьям, пням на маячной и прилегающей смежной полосе, а рукоятью 57 манипулятора 55 регулируют наклон плоскости пильно-рубильного диска 59 и устанавливают его на высоте срезки вершин, обрезки ветвей, резки стволов на отрезки, рубки пней на щепу и подают в древесину вращающийся диск 59 реверсируемым гидродвигателем, а срубленная щепа, стружка и опилки через приемное окно пневмокожуха и дополнительную трубу по пневмощепопроводу подается в емкость-накопитель 62 (Фиг. 6) и срезанная травянистая растительность в смеситель 61 (Фиг. 6) потока измельченной органический массы.
Между очищенными разворотными полосами для обработки маячной полосы с внесением мелиоранта, раствора азотофиксирующих микроорганизмов, например, штаммов «мизорин» либо «ризоторфин», штамм 425А или «Азолен-Ж», и удаления со смежной полосы лесокустарника с утилизацией щепы включают пульт управления процессора 45 (Фиг. 2.) с электронным блоком управления 46 (Фиг. 2.) автоматического включения и выключения привода рабочих органов 21, 25, 58, 73, 74, стояка 106 (Фиг. 7) с поворотными соплами 108 (Фиг. 7), начинают движение с подачей технологических материалов и выполняют адресную обработку почвогрунтов, измельчение лесоматериалов и травянистой растительности, при связке координат через кодовый ГЛОНАСС приемник 43 с орбитальной ГЛОНАСС передающей сетью и ЭБУ 46 (Фиг. 2), ПК 44 (Фиг. 2), и пультом автоматического управления 45 (Фиг. 2).
Адресную основную обработку деградированных земель выполняют при одновременном проведении нулевой обработки почвообрабатывающей машиной 12 (Фиг. 2, 3), подпочвенной планировки грунта механизмом 24 (Фиг. 2) и фрезером с метателем 25 (Фиг. 2) грунта через эжектор 26 (Фиг. 2), патрубки 27 (Фиг. 2) в емкость 29 (Фиг. 2) грунта с дозаторами 30 (Фиг. 2) и его подачи в макропонижения. Укладывают за отвалами 19 (Фиг. 1, 2) подаваемый через вертикальные ножи 21 (Фиг. 1, 2) с параболическими стойками 22 (Фиг. 2) из емкости 20 (Фиг. 1, 2) смеси компонентов биологически активного водорегулирующего органоминерального экрана при его составе, об. %: 25…40 органические удобрения, 4…12 порошкообразный монтмориллонит с микроэлементом молибден, 15…30 песок, 8…12 растительные остатки с азотофиксирующими микроорганизмами, 9…24 каолиновая глина, 12…6 бентонит. Из емкости 95 (Фиг. 7) с водным раствором микроорганизмов, соединенной с продуктопроводом 96 (Фиг. 7) и дисковыми сошниками 97 (Фиг. 7) через насадки 98 (Фиг. 7) рядового внесения вносят раствор азотофиксирующих микроорганизмов в очищенную от травянистой и древесной растительности почву. В качестве азотофиксирующих микроорганизмов используют штаммы 425А клубеньковых бактерий - ризоторфин и ассоциативных бактерий - мизорин и водный раствор ускорителя роста растений - лентехнин.
Из контейнера 105 (Фиг. 7) с емкостями семян по продуктопроводу 104 (Фиг. 7) семена подаются в смеситель с песком и вносятся в полосу между проходами агрегата, а из емкостей пневматической сеялки 91 с сошниками 90 для рядового посева и межрядового поверхностного сева по стерне, заделывают семена с уплотнением почвы планчатым катком 109 (Фиг. 7).
После завершения адресной обработки почвы выглубляют рабочие органы 12, 14, 21, 25, 58, 73, 74 и переводят в транспортное положение, выполняют промывку емкости 20 (Фиг. 1, 6), 29 (Фиг. 2), 50, 110 (Фиг. 7), контейнера 31 (Фиг. 2), контейнера 105 (Фиг. 7), емкости семян сеялки 91 от технологического материала, переводят колесными 5 парами секции 1, 2, 3 рамы в транспортное положение, закрепляют прикатывающее устройство с планчатым катком 109 (Фиг. 7), перемещают комбинированный агрегат 4 к месту хранения или технического обслуживания.
Таким образом, предлагаемый комбинированный агрегат биомелиорации неиспользуемых сельскохозяйственных угодий в степной, черноземной, сухостепной, полупустынных зонах, позволяет работать на местности сложного рельефа и осуществлять восстановление деградированных земель подверженных ветровой эрозии, производить подпочвенную планировку грунта без буртования почвы и удаление всей древесно-кустарниковой растительности с сохранением органических веществ, гуминовых кислот в почвенном слое, снижать трудозатраты и выполнять адресную обработку почвогрунтов с экономией вносимых мелиорантов и получать на мелиорированных богарных землях раскисленную почву с регулируемым запасом влаги, питательных веществ и обеспечивает сокращение сроков работ по восстановлению эффективного функционирования деградированных сельскохозяйственных угодий.