Способ восстановления деградированных земель послойной обработкой почвы импульсами сжатого воздуха
METHOD FOR RESTORING DEGRADED LAND BY LAYER-BY-LAYER PROCESSING SOIL WITH COMPRESSED AIR PULSES

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к обработке почвы без оборота пласта, и может быть использовано в  мостовом земледелии.
Известны способы безотвальной вспашки, включающие безотвальное и последующее активное рыхление почвы: а.с. SU № 1148577, МПКА 01 В 49/02 1985; а.с. SU 1407423, МПК A01B 79/00 1988; п. RU 2415530 , МПК A01B 79/00 , 2011, п. РФ № 2473197, МПК A01B 79/00 2013.
Основная проблема безотвальной вспашки состоит в том, что механическое рыхление почвы чизельными плугами требует большого тягового усилия и, как следствие, большого сцепного веса трактора, который уплотняет почву. Этот же фактор ограничивает глубину рыхления почвы чизельными плугами. Существенным недостатком известных способов является также повышенная энергоемкость.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа способ прецизионной обработки почвы, заключающийся в том, что сплошную обработку почвы проводят внутрипочвенно с подачей импульсов сжатого воздуха против движения агрегата и с боковой его подачей перпендикулярно направлению движению, при этом боковые импульсные удары направляют с перехлестом междурядья потоком сжатого воздуха соседнего рядка, в пределах 3-5 см, одновременно проводят поверхностную обработку почвы культиватором,  глубина которой зависит от глубины внутрипочвенной обработки импульсами сжатого воздуха, полосную обработку на ширину, в зависимости от культуры, проводят при отключенной боковой подаче импульсов, при сплошной и полосной обработке почвы возможно вертикальное смещение импульсных потоков сжатого воздуха на требуемую глубину и  регулировка частоты (патент РФ № 2704982, МПК A01B79/00, 2019 г.).
Недостатками известного способа является то, что он предполагает сплошную и полосную обработку почвы и не предусматривает возможность послойной обработки почвы.
Технической задачей изобретений является восстановления деградированных земель послойной обработкой почвы импульсными ударами сжатого воздуха на разную глубину одновременно.
Поставленная техническая задача достигается тем, что способ восстановления деградированных земель послойной обработкой почвы импульсами сжатого воздуха, заключающийся в рыхлении почвы импульсами сжатого воздуха, согласно изобретению, обработку почвы производят послойно импульсными ударами сжатого воздуха прецизионно и одновременно на разную глубину с помощью двух рабочих органов в виде дугообразных ножей, установленных с возможностью  регулирования по глубины обработки, интервалом 15…20 см, с разницей глубины обработки на 10…12 см и под острым углом заточки режущей кромки, при этом передний нож установлен с глубиной действия 10…12 см, на высоте 5 см от носка ножей через выпускные клапана, встроенные в полости ножа изнутри, подводят сжатый воздух и производят обработку почвы импульсными ударами сжатого воздуха по направлению движения агрегата и по сторонам под острым углом к нему, при этом радиус действия импульсов сжатого воздуха ножей – 5 см, полосную обработку почвы проводят при снятом заднем ноже, одновременно проводят фрезерование почвы на глубину обработки под корнеплоды – 15-20 см, под зерновые – 8-12 см и боронование на глубину до 10 см.
Способ послойной обработки почвы пульсирующим сжатым воздухом заключается в том, что обработку почвы проводят послойно импульсными ударами сжатого воздуха прецизионно и одновременно на разную глубину, с помощью двух рабочих органов в виде дугообразных ножей с острым углом заточки режущей кромки.
Рабочие органы в виде дугообразных ножей устанавливают друг за другом с интервалом 15…20 см и с разницей в глубине обработки – 10…12 см. Передний нож установлен на глубину обработки 10…12 см. На высоте 5 см от носка в заднюю полость ножей через встроенные выпускные клапана подводят сжатый воздух. Обработку почвы проводят импульсными ударами сжатого воздуха по направлению движения агрегата и по сторонам под острым углом к нему. Радиус действия импульсов сжатого воздуха переднего и заднего ножей – 5 см. Полосную обработку почвы проводят при снятом заднем ноже. Одновременно проводят фрезерование почвы на глубину обработки под корнеплоды – 15-20 см, под зерновые – 8-12 см и боронование на глубину до 10 см.
Пояснение по некоторым вопросам:
1. Дугообразными ножи подобраны потому, что при работе они меньше нагружаются, из-за лучшего перераспределения нагрузки на рабочей  поверхности, а заточка дуги под острым углом позволяет легче справиться с поставленной задачей, разрезать почву в вертикальной плоскости  с меньшей нагрузкой, это сократит расход горючего, что немало важно;
2. Интервал между ножами установлен 15…20 см, поскольку если расстояние будет меньше то импульсные удары сжатого воздуха выпускаемые клапанами с задней части переднего ножа, окажут некоторое давление на нож идущий следом, а увеличенное расстояние,  к примеру, 50 см не целесообразно, так как, агрегат, как только дойдет до конца гона, передние ножи начнут выглублятся для разворота и движения в обратную сторону, задние ножи при этом не дойдя до конца гона тоже будут выглубляться и оставят  не обработанную часть площади;
3. При послойной обработке почвы на глубину 20 см, на долю передних ножей приходит ровно половина. Для этого на рабочей поверхности ножа устанавливают клапана выпуска сжатого воздуха на высоте 5 см от конца переднего ножа, поскольку диаметр действия воздушного потока равен 10 см. то  это соответствует глубине обработки почвы передним ножом. Задний нож устанавливают на глубину 20. а клапана выпуска сжатого воздуха устанавливают также на высоте 5 см от конца второго ножа, что позволяет второму (заднему) ножу обработать  вторую половину от общей глубины обработки почвы.
Способ восстановления деградированных земель послойной обработкой почвы импульсами сжатого воздуха осуществляется следующим образом.
Рабочие органы агрегата для послойной обработки почвы прецизионно пульсирующим ударом сжатого воздуха устанавливают друг за другом с интервалом 20 см на разную глубину обработки. Передний нож установлен на глубину обработки 10 см, задние - на 20 см. В процессе движения агрегата с помощью системы запуска производится подача сжатого воздуха на высоте 5 см от носка обеих ножей и обработка почвы импульсными ударами сжатого воздуха по направлению движения агрегата и по сторонам под острым углом к нему. Обработку почвы проводят с радиусом действия импульсов сжатого воздуха переднего и заднего ножей – 5 см.
Одновременно проводят фрезерование почвы на глубину обработки под корнеплоды – 15-20 см, под зерновые – 8-12 см и боронование на глубину до 10 см.
Агрегат способен обрабатывать почву и полосным способом, при этом снимают задний нож. Установочная ширина обработанной полосы зависит от возделываемой культуры.
Проникая в микротрещины почвы, сжатый воздух резко расширяется и производит ее разрыхление. Таким образом, рыхление почвы осуществляются за счет энергии импульсов сжатого воздуха большого давления.
В результате в нижних слоях происходит обогащение почвы воздухом, содержащим до 80% свободного азота. Существенно улучшаются инфильтрационные свойства почвы. Все это в совокупности способствует повышению плодородия почвы, что служит восстановлению деградированных земель.
Обработка почвы импульсами сжатого воздуха достигается:
• снижение трудозатрат, расхода топлива и износа технических средств, благодаря отсутствию необходимости в каких бы то ни было операциях по созданию обработанного слоя почвы;
• обеспечение возможности выполнения полевых работ в сжатые агротехнические сроки;
• улучшение почвенных условий для роста и развития растений, так как сохраняется структура почвы, сформированная предшествующей культурой;
• повышение устойчивости зерновых к грибковым заболеваниям;
• снижение риска развития водной и особенно ветровой эрозии.
Среди причин роста актуальности данного способа обработки почвы, можно выделить две основные:
Первая причина экологическая. Эрозия, это не только постепенное уничтожение поверхностного плодородного слоя, но и загрязнение водоемов, несущее гибель их обитателям.
Вторая причина экономическая. При меньших затратах, материальных и физических, можно получить больше прибыли, а заодно и повысить плодородие почвы.
Предлагаемая технология позволяет проводить обработку почвы без разрушения ее структуры, обеспечивает возможность проводить как послойную обработку почвы, так и полосную с улучшением качественных показателей восстанавливаемых деградированных земель.