Машина для черезполосного посева зерновых

Полезная модель относится к почвообрабатывающей технике для зерновых культур и может найти применение в сельском хозяйстве и сельскохозяйственном машиностроении.
Уже более 100 лет известен способ посева зерновых И.Е. Овсинского, основанный на системе земледелия с саморегулированием растений при посеве в соответствии с принципом «густо-пусто»: «…растения для того, чтобы выдать большой урожай, должны расти очень густо, причем с боков иметь свободное пространство…» [1]. В таких посевах растения вынуждены вести внутривидовую борьбу, располагая одновременно изобилием света и питания вблизи. Посев зерновых вели на глубину около 5 см лентами шириной около 30 см на влажное основание капиллярного слоя почвы, чередуя их с незасеянными полосами той же ширины. При этом посев осуществляли рядковым способом по шесть рядков в каждой ленте. Незасеянные полосы обрабатывали конными полольниками 2-3 раза, пока не подрастут зерновые на засеянных лентах и не создадут затемнение в незасеянной полосе, что, в свою очередь, позволяет подавлять рост сорняков и равносильно эффекту боронования. Данный способ позволял тогда (в конце 19 века) прорастание семян без дождя на 6-ой день, ускоренное развитие зерновых на 2 недели и увеличение урожая до 2-х раз.
Однако, в современных условиях сельхозпроизводства реализация данного способа посева зерновых существующими техническими средствами затруднено в связи с изменением нормативов. В частности, ширина незасеваемых полос (30 см) уже недостаточна для механизированной прополки, а ширина междурядий даже при узкорядном посеве больше, чем у И.Е. Овсинского (например, 7,5 см - вместо 6 см).
Но ныне подобная схема посева в принципе реализуема в условиях пришкольных участков (учебных хозяйств), личных подворий (усадеб) и мелких фермерских хозяйств (на земельных паях) для мелкотоварного производства (и «семейного» потребления) органической (экологически чистой) зерновой продукции на основе средств «малой» механизации, включая рабочие органы культиватора (для предпосевной подготовки почвы и ухода за посевами) и сеялки специальных конструкций с мотоблоком.
При биологическом земледелии используется поверхностное рыхление почвы на глубину всего 5-6 см, что позволяет расширить полосу обработки в несколько раз (при одной и той же моторной мощности мотоблока).
Известен культиватор для черезполосных посевов зерновых [2], содержащий мотоблок с парой колес и несколькими парами фрез на ведущем валу, цепной передачей от ведущего вала на тянущие колеса. Фрезы снабжены и совмещены с цилиндрическими катками - ограничителями глубины обработки почвы. Колеса и фрезы смонтированы с возможностью разнесения и фиксирования на величину, равную суммарной ширине засеянной и незасеянной полосы в пределах от 45 см до 64 см, и ширине незасеянных полос не более 32 см. При этом ширина рыхления почвы фрезой меньше ширины незасеянной полосы.
Однако, такая машина не способна (и не предназначена) высевать семена зерновых культур.
Наиболее близкой к заявляемой модели представляется машина [3] на основе мотоблока с несколькими парами фрез на ведущем валу, снабженными и совмещенными с цилиндрическими катками - ограничителями глубины рыхления почвы при ширине полосы рыхления, фрезой меньше ширины незасеянной полосы, цепной передачей от ведущего вала к паре тянущих колес, дополнительно содержащая емкости для семян и высевающие аппараты на валу с приводом от колес, соединенные семяпроводами с сошниками, при этом сошники, как колеса и фрезы, смонтированы с возможностью разнесения и фиксирования на величину, равную суммарной ширине засеянной и незасеянной полосы в пределах от 45 см до 64 см, и ширине незасеянных полос не более 32 см, причем сошники установлены непосредственно за фрезами с регулируемым промежутком.
После завершения посевной при демонтаже узлов высевающей части машина превращается в культиватор [2] для обработки (прополки и рыхления) незасеянных междурядий в черезполосных посевах зерновых культур при уходе за всходами.
Однако, испытания комбинированной машины на неровных участках поля выявили необходимость принятия специальных технических решений для обеспечения надежной работы цепной передачи, усложняющих (и удорожающих) такую конструкцию.
Задачей полезной модели является упрощение схемы конструкции и повышение надежности работы посевной машины на основе мотоблока для черезполосного посева зерновых культур на малых участках одновременно с поверхностной обработкой почвы (прополки и рыхления), в частности, при возделывании зерновых в соответствии с принципом «густо-пусто» Овсинского-Конева.
Поставленная задача решена за счет того, что у мотоблока вместо нескольких пар фрез на ведущем валу установлены винтовые катки, а для вращения высевающего вала используется специальное приводное колесо.
(Винтовые катки обеспечивают вычесывание из верхнего слоя почвы (5-6 см) сорных растений и пожнивных остатков, их укладку на поверхность поля, образуя как бы «гидрозамок», который обеспечивает достаточно высокое впитывание дождевой или другой воды в почву, а испарение влаги из почвы существенно затрудняет, тем самым образуя в почве благоприятные условия для деятельности аэробных бактерий, то есть создается слой из растительных остатков, аналогичный луговой или лесной подстилке. К этому добавляется подповерхностное прикатывание почвы и вспушивание мелкоизмельченного верхнего слоя почвы, что при обработке посевов позволяет более плотно обеспечить контакт почвы с семенами и насыщение их влагой. Верхний вспушенный мелкоизмельченный слой (перемешанный с воздухом) почвы максимально сохраняет влагу от испарения) [4].
У пары катков с одним направлением винта (правым, или левым) установочные узлы размещены на противоположных концах. В паре катков с разным направлением винта установочные узлы размещены с обоих торцов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан пример схемы машины (на основе мотоблока) для черезполосного посева зерновых и поверхностной обработки почвы (прополки и рыхления).
Машина для черезполосного посева зерновых, собранная на базе мотоблока 1, оснащена винтовыми катками для поверхностной обработки почвы 2, установленными на валу 3 (см. фиг. 1). На вал 7 насажены высевающие аппараты 9, соединенные с емкостями для семян 10, и при помощи гибких семяпроводов 11 соединенные с сошниками 12 (в частности, конструкции НГПУ (по патенту РФ №107660) с хвостовиком для уплотнения почвы над семенами и ограничения глубины заделки семян). Сошники крепятся к соединенной с рамой мотоблока балке 13 при помощи хомутов 14, высевающие аппараты и емкости крепятся к балке 13 стойками (на схеме не показаны). На валу (на схеме не обозначен) приводного колеса 17 установлена ведущая звездочка 4, соединенная цепью 5 с ведомой звездочкой 6 на валу 7. Натяжение цепи 5 регулируется роликом 8.
При этом сошники смонтированы с возможностью разнесения и фиксирования на величину, равную суммарной ширине засеянной и незасеянной полосы в пределах от 45 см до 64 см, и ширине незасеянных полос не более 32 см, причем сошники установлены непосредственно за винтовыми катками с регулируемым промежутком.
Высев семян зерновой культуры осуществляется следующим образом. При вращении ведущего вала 3 катки 2 разрыхляют почву на глубину 5-6 см. Ведущая звездочка 4 передает вращение от вала приводного колеса через цепь 5 на ведомую звездочку 6, соединенную с валом 7 с насаженными на него катушками высевающих аппаратов 9. При вращении катушек через семяпроводы 11 и сошники 12 осуществляется высев семян на глубину обработки катками 2, В результате получаются засеянные полосы 15, семена в которых прикрыты разрыхленной почвой.
Звездочка 6 может быть отключена при помощи муфты 16, после чего вращение вала 7 прекращается, прерывая высев. Норма высева регулируется катушками высевающих аппаратов 9 и заменой звездочек 4 и 6. Изменение глубины заделки семян, ограничиваемой регулируемым положением хвостовика сошников 12, производится дополнительно изменением угла атаки стреловидной лапы сошника (при ослаблении гаек хомутов 14 сошник 12 может быть перемещен по вертикали либо по горизонтали относительно балки 13, и зафиксирован).
Такая машина с винтовыми катками может работать в двух режимах:
- в «пассивном» режиме катков 2 осуществляют подповерхностное прикатывание рыхлой почвы после предпосевной культивации поля, а поверхностный слой дополнительно измельчается и выравнивается, способствуя повышению качества посева;
- в «активном» режиме катков 2 осуществляют вычесывание из верхнего слоя почвы (5-6) см сорных растений и пожнивных остатков, их укладку на поверхность поля. К этому добавляется и подповерхностное прикатывание почвы и вспушивание мелкоизмельченного верхнего слоя почвы, что сохраняет влагу от испарения.
Переключение винтовых катков с «пассивного» на «активный» режим (и наоборот) осуществляют простой их перестановкой.
При необходимости элементарный демонтаж узлов высевающего устройства машину превращает в культиватор для поверхностной обработки почвы, в частности, при предпосевной подготовке полей, или подповерхностного прикатывания почвы непосредственно после посева зерновой (или иной) культуры.
Таким образом, установка винтовых катков на ведущем валу мотоблока (вместо фрез) устраняет необходимость в тянущих колесах, упрощая привод высевающего вала (вместо 2-х - одна цепь, к тому же укороченная), плюс дополнительная поверхностная подготовка почвы (в частности, выравнивание) непосредственно перед высевом семян. В результате существенно упрощается конструкция, повышается надежность и качество работы посевной машины. При этом рабочая полоса посевной машины (в зависимости от ширины незасеваемых полос, определяемых конструкцией сошника) может составить более 2 м (для ширины разброса семян 20 см и незасеваемых полосах шириной 32 см).
Источники информации
1. Овсинский И.Е. Новая система земледелия. - Киев, тип. С.В. Кульженко, 1899.
2. Патент RU №156765 U1 А01 В 39/06 (2006.01), 2015.
3. Патент RU №166491 U1 А01 В 49/06 (2006.01), 2016.
4. Патент RU №2391804 А01В 29/04 (2006.01).