ОРУДИЕ ДЛЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
TOOL FOR CONSERVATION TILLAGE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для противоэрозионной обработки почвы.
Известен плуг оборотный для гладкой отвальной обработки почвы без образования свальных гребней и развальных борозд [Сельскохозяйственная техника для интенсивных технологий в растениеводстве. Каталог. М.: АгроНИИТЭИИТО, 1988. - 288 с.]. Плуг состоит из рамы, право- и левооборачивающих корпусов, навески, опорных колес с механизмами регулировки и механизма поворота рамы. Он предназначен для обработки почв, не засоренных камнями на глубину от 18 до 30 см. Пахота плугом осуществляется челночным способом без разбивки на загонки, это достигается тем, что на концах загонки при разворотах агрегата осуществляют поворот рамы плуга на 180° и вспашка производится поочередно право- и левооборачивающими корпусами, таким образом смещение пахотного слоя почвы производится постоянно в одну сторону.
Недостатками этого известного плуга является то, что основная обработка почвы производится право- и левооборачивающими корпусами на глубину не менее 18 см. Вследствие этого при работе плуга вверх по склону перемещается слой почвы, толщина которого равна глубине обработки почвы, т.е. равна 18 см. Поэтому данные плуги невозможно применять на смытых почвах, толщина верхнего плодородного слоя почвы на которых составляет менее 18 см. Использование на таких полях оборотных плугов приводит к выносу на поверхность поля менее плодородной почвы, что снижает плодородие пахотного слоя и как следствие урожайность полевых культур.
Кроме этого при обработке почвы оборотными плугами получается рыхлая выровненная поверхность поля, поэтому на склоновых землях при снеготаянии и ливневых осадках обработанная такими плугами почва подвергается водной эрозии.
Известно также орудие для противоэрозионной обработки почвы [патент Российской Федерации №2310297, кл. А01В 13/16, 49/02, заявка №2006110796/12 от 03.04.2006, опубл. 20.11.2007. Бюл. №32], содержащее раму с опорным колесом и брусом, расположенным под углом к продольной оси, на котором закреплены плужные корпуса, и дисковую батарею, размещенную под углом к продольной оси орудия, содержащую несущий элемент с дисковыми рабочими органами, каждый из которых шарнирно установлен на несущем элементе посредством стойки, соединенной с несущим элементом пружиной, причем два последних по ходу движения орудия плужных корпуса имеют укороченные отвалы.
Недостатком данного орудия является то, что основная обработка почвы производится плужными корпусами на глубину также не менее 18 см. Поэтому данное орудие невозможно применять на склоновых землях со смытым верхним слоем почвы, толщина верхнего плодородного слоя почвы на которых составляет менее 18 см. Использование на таких полях данного орудия также приводит к выносу на поверхность поля менее плодородной почвы и ее перемешиванию с верхним более плодородным слоем, что снижает плодородие верхнего пахотного слоя и, как следствие, урожайность полевых культур.
Так как обработка почвы данным орудием осуществляется поперек склона загонным способом, то одна часть обрабатываемой плужными корпусами и дисковыми рабочими органами почвы смещается вверх по склону, а другая часть, при движении орудия в обратном направлении, вниз по склону. В связи с этим данное орудие неспособно выровнять по толщине верхний плодородный слой почвы, верхняя часть которого была ранее смещена вниз по склону под воздействием водной и технологической эрозии.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому является орудие для противоэрозионной обработки почвы [патент Российской Федерации №2318303, кл. А01В 13/16, 49/02, заявка №2006127791 от 31.07.2006, опубл. 10.03.2008. Бюл. №7], содержащее раму, на которой установлены два опорных колеса, рыхляще-подрезающие лапы для мелкой обработки почвы, на стойках которых закреплены бороздообразователи, правый и левый несущие элементы, установленные под углом к продольной оси орудия, вершина которого обращена к его передней части, с шарнирно закрепленными правыми и левыми дисковыми рабочими органами.
Недостатком прототипа является то, что при формировании кулисы поперек склона правыми и левыми дисковыми рабочими органами часть подрезанного верхнего слоя почвы со стерней перемещается в двух направлениях: одна часть вверх по склону, а другая его часть вниз по склону. Так как на склоновых землях толщина верхнего плодородного слоя почвы в верхней части склона всегда меньше, чем в нижней его части, в результате перемещения верхнего плодородного слоя почвы вниз по склону под действием силы тяжести, а также от воздействия водной и технологической эрозии, то для выравнивания толщины верхнего плодородного слоя почвы необходимо обеспечивать возврат в одном направлении постоянно вверх по склону ранее перемещенного вниз по склону верхнего плодородного почвенного слоя. Данное орудие не обеспечивает возврат в одном направлении постоянно вверх по склону ранее перемещенного вниз по склону верхнего плодородного почвенного слоя. Поэтому оно неспособно выровнять по толщине верхний плодородный слой почвы на всей обработанной поверхности склоновых земель.
Кроме этого правые и левые дисковые рабочие органы установлены таким образом, что при создании кулисы выполняется сплошное подрезание верхнего слоя почвы со стерней, в связи с этим кулиса укладывается на обработанную поверхность поля без стерни. Это снижает сцепление кулисы с обработанной поверхностью поля, поэтому при интенсивном снеготаянии и ливнях кулиса размывается потоками воды и плодородный верхний слой почвы перемещается вниз по склону, это снижает противоэрозионную устойчивость склоновых земель.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является выравнивание по толщине верхнего плодородного слоя почвы на обработанной поверхности склоновых земель и повышение их противоэрозионной устойчивости.
Технический результат достигается в предлагаемом орудии для противоэрозионной обработки почвы, содержащем раму с двумя опорными колесами, на которой закреплены рыхляще-подрезающие лапы для сплошной мелкой обработки почвы, тем, что на раме орудия, перед рыхляще-подрезающими лапами на вертикальных осях под углом к продольной оси орудия установлены односторонние плоскорежущие рабочие органы с отвальной поверхностью, имеющие возможность поворота в горизонтальной плоскости, которые при движении агрегата поперек склона обеспечивают подрезание полосами верхнего слоя почвы со стерней и перемещение почвенно-стерневой массы, при создании кулисы, постоянно вверх по склону, при этом односторонние плоскорежущие рабочие органы с отвальной поверхностью установлены на раме орудия таким образом, что при создании кулисы перемещаемая ими почвенно-стерневая масса укладываются на полосы с оставленной на поверхности поля стерней.
Совокупность существенных признаков предлагаемого орудия для противоэрозионной обработки почвы обеспечивает осуществление следующих технических процессов: выполнение сплошного мелкого безотвального рыхления без смещения почвенного пласта, одновременное подрезание полосами верхнего слоя почвы вместе со стерней, перемещение подрезанной почвенно-стерневой массы в одном направлении постоянно вверх по склону при движении агрегата поперек склона и создании поперек склона из подрезанной и перемещенной почвенно-стерневой массы противоэрозионных кулис, уложенных на полосы с оставленной на поверхности поля стерней.
Признаки предлагаемого изобретения находятся в следующей причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом.
Так как в предлагаемом орудии для противоэрозионной обработки почвы на раме, перед рыхляще-подрезающими лапами, под углом к продольной оси орудия на вертикальных осях установлены односторонние плоскорежущие рабочие органы с отвальной поверхностью с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, то в сравнении с известным орудием (прототипом) при работе предлагаемого орудия для противоэрозионной обработки почвы выполняется сплошное мелкое безотвальное рыхление почвы без смещения почвенного пласта и одновременное подрезание полосами верхнего слоя почвы вместе со стерней и перемещение подрезанной почвенно-стерневой массы, при создании кулисы, в одном направлении постоянно вверх по склону, при этом односторонние плоскорежущие рабочие органы с отвальной поверхностью установлены на раме орудия таким образом, что между ними остаются полосы с оставленной на поверхности поля стерней, на которые укладываются создаваемые из перемещаемой почвенно-стерневой массы противоэрозионные кулисы.
Это в сравнении с известным орудием (прототипом) обеспечивает выравнивание по толщине верхнего плодородного слоя почвы на обработанной поверхности склоновых земель за счет возврата путем перемещения в одном направлении постоянно вверх по склону ранее перемещенного вниз по склону водной и технологической эрозией верхнего почвенного слоя и более равномерного его распределения по всей обработанной поверхности поля. Кроме того, так как создаваемые кулисы укладываются на полосы стерни, то за счет дополнительного сцепления кулисы со стерней, а значит, и с обработанной поверхностью поля повышается их механическая прочность от размыва потоками талой и дождевой воды, что повышает противоэрозионную устойчивость склоновых земель.
Предлагаемое орудие для противоэрозионной обработки почвы иллюстрируется фиг. 1-2. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого орудия для противоэрозионной обработки почвы; на фиг. 2 схематично представлен технологический процесс, выполняемый противоэрозионным орудием, и изображено поперечное сечение пласта почвы, обработанного предлагаемым орудием.
Предлагаемое орудие для противоэрозионной обработки почвы содержит раму 1, на которой установлены опорные колеса 2 с механизмами регулировки 3 глубины обработки почвы, рыхляще-подрезающие лапы 4 для мелкой обработки почвы, односторонние плоскорежущие рабочие органы с отвальной поверхностью 5, вертикальные оси 6, регулировочные винты 7, гидроцилиндр 8.
Орудие для противоэрозионной обработки почвы работает следующим образом. Перед работой орудия с помощью механизмов регулировки 3 производится регулировка глубины обработки (Н) - 9 почвы рыхляще-подрезающими лапами 4, и глубина подрезания верхнего слоя почвы со стерней (h) - 10 односторонними плоскорежущими рабочими органами с отвальной поверхностью 5 при помощи регулировочных винтов 7. При первом проходе противоэрозионного орудия гидроцилиндром 8 односторонние плоскорежущие рабочие органы с отвальной поверхностью 5 поворачиваются на вертикальных осях 6 таким образом, чтобы их отвальные поверхности были обращены под углом к вершине склона.
При движении почвообрабатывающего агрегата по полю рыхляще-подрезающие лапы 4 для мелкой обработки проводят сплошное подрезание и рыхление почвы без оборота пласта на глубину (Н) - 9 до 16 см, одновременно с этим односторонние плоскорежущие рабочие органы с отвальной поверхностью 5, в результате того, что они установлены перед рыхляще-подрезающими лапами 4, под углом к продольной оси орудия и обращены отвальной поверхностью к вершине склона, подрезают полосы верхнего слоя почвы на глубину (h) - 10 до 5 см вместе со стерней и перемещают подрезанную почвенно-стерневую массу вверх по склону. Так как односторонние плоскорежущие рабочие органы с отвальной поверхностью 5 подрезают верхний слой почвы со стерней полосами, то на обработанной поверхности поля между полосами с подрезанной стерней остаются полосы с сохраненной на поверхности поля стерней, которые чередуются между собой, в результате чего подрезанная полосами почвенно-стерневая масса при создании кулисы укладывается на полосы с сохраненной на поверхности поля стерней, образуя при этом поперек склона противоэрозионные кулисы 11.
При разворотах почвообрабатывающего агрегата на краях поля при помощи гидроцилиндра 8 производят поворот односторонних плоскорежущих рабочих органов с отвальной поверхностью 5 на вертикальных осях 6 в горизонтальной плоскости, таким образом, чтобы их отвальные поверхности были вновь обращены под углом к вершине склона, это обеспечит перемещение подрезанной почвенно-стерневой массы в одном направлении постоянно вверх по склону как в прямом, так и в обратном направлениях движения агрегата.
В результате технологического процесса выполняется сплошная мелкая безотвальная обработка почвы, выравнивается по толщине верхний плодородный слой почвы за счет возврата ранее перемещенного вниз по склону водной и технологической эрозией верхнего почвенного слоя путем его перемещения односторонними плоскорежущими рабочими органами с отвальной поверхностью в одном направлении постоянно вверх по склону. Одновременно формируются противоэрозионные кулисы, расположенные поперек склона и уложенные на полосы с сохраненной на поверхности поля стерней, которые повышают противоэрозионную устойчивость склоновых земель.
Предлагаемое орудие для противоэрозионной обработки почвы по сравнению с прототипом обеспечивает выравнивание по толщине верхнего плодородного слоя почвы на обработанной поверхности склоновых земель и повышение их противоэрозионной устойчивости.