СПОСОБ НАКОПЛЕНИЯ ВЛАГИ В ПОЧВЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF ACCUMULATION MOISTURE IN SOIL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам и устройствам для накопления влаги в почве за счет талых вод при безотвальной обработке почвы.
Известен способ накопления влаги (см. патент РФ № 2250584 C2), который включает зяблевую отвальную вспашку, выравнивание поверхности поля и поделку борозд. Борозды выполняются в пахотном и подпахотном слоях почвы с образованием полостей, причем полости формируются рабочим органом ротационного типа.
Однако к недостаткам данного способа можно отнести следующие:
1. Низкое качество стенок полостей из-за отсутствия уплотненного слоя по контуру.
2. Маленький объем полостей из-за сечения в виде круга.
3. Высокая энергоемкость на процесс подготовки почвы (вспашка, выравнивание), а также на процесс выполнения борозд и полостей за счет применения средств ротационного типа.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является решение (см. RU 2007113280 A, A01B 79/00, 27.10.2008), в котором раскрыт способ накопления влаги в почве, включающий безотвальную обработку почвы совместно с нарезанием щелей и образованием полостей причем нарезанные в подпахотном слое щели заполняются осыпавшейся почвой пахотного слоя, а в пахотном слое щели формируют открытыми с перемычками из почвы, в том числе на поверхности подпахотного слоя между щелями от центров обработкой создают в направлении щелей уклоны 3-5° для лучшего стока в них влаги осадков.
Недостатками данного способа являются:
1. Высокая энергоемкость на процесс подготовки почвы (вспашка, выравнивание, процесс выполнения борозд и полостей-щелей в подпахотном слое и процесс формирования щелей в пахотном слое), в том числе за счет применения стоек, на нижних концах которых крепятся неподвижные рабочие органы в виде рамки с долотом-щелевателем, размещенным на 10-12 см ниже режущих кромок лемехов для безотвальной обработки, а сзади за лемехами на стойке установлены открылки для создания в пахотном слое открытых щелей и закреплено приспособление с лопастями для формирования в открытых щелях перемычек из почвы.
2. Низкое качество стенок полостей из-за отсутствия уплотненного слоя по контуру полостей и их малый объем.
Также известно орудие для противоэрозионного щелевания почвы (см. авторское свидетельство SU №1020011 A, A01B 13/16), включающее раму с установленными на ней последовательно ножом-щелерезом и рабочим органом для поделки канальцев в прищелевых валиках, имеющим механизм привода, рабочий орган которого выполнен в виде лопатки изогнутой формы, выпуклость которой направлена в сторону, противоположную направлению движения, и закреплен на раме шарнирно с возможностью колебаний в поперечной плоскости относительно направления движения, причем механизм привода рабочего органа выполнен кривошипно-рычажным.
Недостатки: низкое качество стенок полостей из-за отсутствия уплотненного слоя по контуру и малый объем полостей.
Техническим результатом является снижение затрат энергии, повышение плотности стенок полостей в нижней части и увеличение сечения полости путем придания ему прямоугольной формы.
Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем безотвальную обработку почвы совместно с нарезанием щелей и образованием полостей, согласно изобретению образование полостей производят на глубину от 30 до 60 см за счет низкочастотных колебаний при частоте 1 ход в секунду плоскорезных трапецеидальных полулап с боков стойки, а уплотнение стенок полостей осуществляют путем воздействия высокочастотных колебаний с частотой 250 Гц при помощи роликовых элементов.
Технический результат также достигается тем, что в известном устройстве, состоящем из навесной рамы с опорными колесами и рабочими органами, согласно изобретению безотвальные рабочие органы установлены в шахматном порядке и содержат выполненные в виде С-образных стойки с закрепленными на конце долотами и по бокам плоскорезными трапецеидальными полулапами, сзади стоек зафиксированы дренеры, трапецеидальные полулапы в передней части закреплены шарнирно на осях, жестко зафиксированных по бокам стойки, а в задней части имеют кинематическую связь с механизмом качающейся шайбы, связанной, в свою очередь, с валом отбора мощности энергетического средства, а дренеры выполнены в виде жестко зафиксированных к стойкам кронштейнов, оснащенных осями с двумя шарнирными роликовыми элементами, при этом ось с роликами оснащена вибратором и установлена с возможностью перемещения относительно кронштейна.
Новизна способа заключается в том, что образование полостей производят на глубину от 30 до 60 см за счет низкочастотных колебаний при частоте 1 ход в секунду плоскорезных трапецеидальных полулап с боков стойки, а уплотнение стенок полостей осуществляют путем воздействия высокочастотных колебаний с частотой 250 Гц при помощи роликовых элементов.
Новыми элементами является то, что безотвальные рабочие органы установлены в шахматном порядке и содержат выполненные в виде С-образных стойки с закрепленными на конце долотами и по бокам плоскорезными трапецеидальными полулапами, сзади стоек зафиксированы дренеры, трапецеидальные полулапы в передней части закреплены шарнирно на осях, жестко зафиксированных по бокам стойки, а в задней части имеют кинематическую связь с механизмом качающейся шайбы, связанной, в свою очередь, с валом отбора мощности энергетического средства, а дренеры выполнены в виде жестко зафиксированных к стойкам кронштейнов, оснащенных осями с двумя шарнирными роликовыми элементами, при этом ось с роликами оснащена вибратором и установлена с возможностью перемещения относительно кронштейна.
Элементы способа и устройства известны в аграрной науке, но по данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная заявленная совокупность признаков, позволяющая достичь технический результат.
Рабочий процесс способа накопления влаги в почве осуществляют следующим образом: после уборки урожая предшествующей культуры производят лущение, а затем производят поделку борозд с одновременным безотвальным рыхлением, при этом на глубине 30-60 см создаются полости прямоугольного сечения, образованные за счет низкочастотных колебаний двух трапецеидальных полулап, причем стенки полостей утрамбованы высокочастотными колебаниями поперечной оси с роликовыми элементами. Благодаря чему талая вода через борозды поступает и собирается в полостях большего объема и удерживается благодаря утрамбованным стенкам длительное время.
Устройство для обеспечения способа представлено на Фиг.1 (вид сбоку), на Фиг.2 (вид сверху), на Фиг.3 (разрез Б).
Устройство для накопления влаги в почве состоит из навесной рамы 1 с опорными колесами 2. На раме 1 установлены в шахматном порядке безотвальные рабочие органы, содержащие выполненные в виде С-образных стойки с закрепленными на конце долотами 3 и плоскорезными трапецеидальными полулапами 4 по бокам стойки 5, причем стойка выполнена из трубного профиля. Сзади стоек 5 зафиксированы дренеры, выполненные в виде кронштейнов 6 с осями-вибраторами 7 и с надетыми на них двумя шарнирными роликовыми элементами 8. При этом в осях 7 вмонтированы вибраторы 9, запитанные от электросистемы энергетического средства (на схеме не показано). Полулапы 4 в передней части закреплены шарнирно на осях 10 жестко зафиксированных по бокам стоек 5, а их задняя часть кинематически связана с механизмом качающейся шайбы 11, связанной кинематически, в свою очередь, с валом отбора мощности энергетического средства.
Работа осуществляется следующим образом.
При движении устройства по полю рабочие органы заглублены в почву, при этом стойки 5 производят нарезание водопоглощающих щелей. Трапецеидальные полулапы 4, колеблясь (совершая низкочастотные колебания 1 ход в секунду) относительно осей 10 при помощи механизма качающейся шайбы 11, приводимого от вала отбора мощности энергетического средства, образуют прямоугольные полости, а вибрирующими (совершающими высокочастотные колебания 250 Гц) с помощью электровибратора 9 двумя шарнирными роликами 8 утрамбовывают стенки полости, особенно с боков и в нижней части. При движении ролики 8 проворачиваются, обеспечивая снижение затрат энергии.
Использование полостей большего объема позволит увеличить количество накопленной влаги, которая будет способствовать увеличению количества урожая.