СПЕЦИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ОСНОВНОГО УДОБРЕНИЯ И СТАРТОВОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ОДНОВРЕМЕННО С ПОСЕВОМ И ПРЕДПОСЕВНЫМ РЫХЛЕНИЕМ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к области механизации сельскохозяйственного производства, в частности к посеву зерновых колосовых и трав сеялками с дисковыми сошниками с одновременным внесением удобрений.
В настоящее время посев зерновых колосовых и трав проводится, как правило, зерновыми сеялками типа С3-3,6 с дисковыми сошниками. При этом минеральные удобрения высеваются в одну борозду с семенами. В этом случае возможно внесение небольших стартовых доз удобрений, не создающих опасную для проростков концентрацию солей. Высев основной дозы удобрений такими сеялками недопустим из-за угнетения, и даже гибели проростков в среде высокой концентрации солей удобрений. Известны зарубежные сеялки и новые отечественные разработки, предусматривающие высев удобрений специальными сошниками по центру междурядий семенных сошников. Недостатком таких конструкций является жесткое крепление долота с воронкой для туков на раме сеялки, что не позволяет копировать нанорельеф и не обеспечивает заделку удобрений на заданную глубину. Кроме того, семенные сошники расположены на одинаковых расстояниях друг от друга, а установка долот для внесения туков через каждое междурядье создает условия для забивания сошников растительными остатками, ухудшает проходимость рабочих органов. При общепринятом посеве ширина междурядий в одинакова для всех междурядий сеялки. При внесении удобрений известными сеялками ширина свободного прохода между сошниками соответствует размеру в-с (с - ширина сошника) между семенными сошниками в одних междурядьях и размеру (в-с)/2 между туковыми и семенными сошниками в других случаях. Главное же - при такой заделке туки оказываются на значительном расстоянии от семян культуры, так как
рабочие органы этих сеялок расположены по центрам относительно широких междурядий. Относительно большое расстояние между рядками семян и строчкой удобрений затрудняет эффективное использование удобрений.
В комбинированной машине для внесения удобрений и посева, по авторскому свидетельству №1230477, кл. А 01 В 49/06, 1986, высев семян предусмотрен "точно на присыпанные землей удобрения", что создает ненормальные условия роста растений, так как подавляет рост корней вниз, где высеянные удобрения создают высокую, опасную для растений концентрацию солей.
Сошник для широкополосного посева и внесения удобрений по патенту RU 2199200 C1 7 А 01 С 7/20. 04/06/2001 не предусматривает разделения семян и удобрений. Следовательно, как и при использовании сеялок типа С3-3,6, при использовании таких сошников недопустим высев основной дозы минеральных удобрений.
При исследовании (Отчет "Разработка новых технологических приемов посева сельскохозяйственных культур и создание высокопроизводительных зерновых и пропашных сеялок (промежуточный)" о НИР "Разработать новые технологические приемы посева сельскохозяйственных культур и создать высокопроизводительные зерновые и пропашные сеялки с учетом зональных условий страны". Исполнители В.Т.Змиевский, В.И.Скорляков, Н.К.Ушакин и др. СКФ ВИМ. ВАСХНИЛ, Армавир, 1986, с.64) работы сошников проведены замеры глубины заделки семян и туков. У специально созданного для раздельной заделки семян и удобрений дисково - анкерного сошника при глубине заделки семян 62±8,6 (мм) глубина заделки туков составила 84±6,9 (мм), т.е. разница между глубиной заделки туков и семян составляла 8,3...35,5 (мм), что совершенно недостаточно для безопасного внесения основной дозы минеральных удобрений.
Известны лучшие зарубежные сеялки типа "Horsch ATД 18,35"
(Буклет "Растениеводство рентабельно!", 52511, Украина, Днепропетровская обл., Синельниковский район, с.Майское, переулок Совхозный, 5; Небавский В.А. Опыт внедрения технологий нулевой обработки почвы. Краснодар, 2003. - 136 с), зарубежного производства, обеспечивающее внесение жидких удобрений (аммиачной воды) ниже семян растений. Для предотвращения ожога между удобрениями и горизонтом высева семян создается прослойка почвы толщиной 2-3 см. Недостатком этих устройств является изоляция семян от удобрений в первые дни развития проростков. Не менее серьезным недостатком является создание прослойки (а по сути щита) высококонцентрированных удобрений между семенами и нижележащей влагосодержащей почвой. Прослойка почвы с очень высокой для растений концентрацией питательных веществ нарушает нормальное развитие растений.
При традиционном посеве в рядок с семенами вносится небольшая доза фосфорных удобрений, что не обеспечивает разнообразных потребностей проростка культуры.
В последнее время из-за недостаточной эффективности традиционных технологий и машин для основного внесения удобрений и высокой стоимости удобрений в практику все более входит увеличение доз припосевного удобрения при отказе от основного удобрения. При таком использовании удобрений неизбежны отрицательные последствия. Прежде всего растения культуры не получают, из-за отказа от основного внесения удобрений, при развитии необходимых питательных веществ. В результате из почвы выносятся, а затем удаляются вместе с собранным урожаем питательные вещества. Плодородие почвы снижается, что неизбежно ведет к снижению урожайности. При увеличении доз припосевного внесения в рядок с семенами вносятся увеличенные дозы гранул твердых минеральных удобрений. Пои этом, по данным исследований, концентрация почвенного раствора в центре очага питательных веществ, образованных гранулой, в 100-400 раз превышает
концентрацию в почве, где удобрения не внесены. Концентрация постепенно уменьшается от центра гранулы и остается еще достаточно высокой на расстоянии 1,5-2 см от центра. Под влиянием удобрений уменьшается количество проросших семян. Получив "ожог" росток останавливается в росте или закручивается в почве, а если и выходит на поверхность, то всходы получаются деформированные и долго отстают в росте. Наибольшее задерживающее влияние на прорастание семян озимой пшеницы оказала аммиачная селитра (0,4 ц/га), суперфосфат (1 ц/га). Полевая всхожесть пшеницы и ржи, высеянных в недостаточно влажную почву снижалась под влиянием суперфосфата на 9-11%. Полное минеральное удобрение снижает полевую всхожесть пшеницы на 3-8%. Каждый процент снижения всхожести семян уменьшает урожай на 1,2-1,5%, Внесение достаточно высоких доз удобрений в рядок с семенами снижает урожайность на 3,6...16,5%.
Цель полезной модели - обеспечить подготовку почвы, внесение основной дозы минеральных удобрений в зону эффективного использования, посев и внесение стартовой дозы питательной рабочей жидкости в рядок с семенами при снижении затрат энергии, повышении эффективности использования удобрений, снижении доз внесения, пестицидов и получении экологически чистой продукции.
Для реализации этих преимуществ предлагается специальное устройство, обеспечивающее высев семян с уменьшенным междурядьем а (а меньше в), внесение основной дозы минеральных удобрений по центру уменьшенных междурядий, внесение стартовой дозы питательных веществ рабочей жидкости на рядки семян. Расстояние между рядками минимальных удобрений соответствует 2в.
На фиг.1 (вид сбоку) и фиг2 (вид сверху) изображено предлагаемое специальное устройство для внесения основного удобрения и стартовой питательной рабочей жидкости одновременно с посевом и предпосевным рыхлением почвы.
Устройство включает секцию рабочих органов с загортачами 12 (фиг.1), прикатывающими колесами II с поводками 1 (фиг.1, 2), регулируемым по высоте долотом 2 с туковой воронкой и тукопроводом 3, с левым и правым сошниками 4 с семяпроводами 5 (фиг.1), к которым от коллектора 8 подходят выходные трубки 6 подачи рабочей жидкости с регулируемыми по высоте предохранителем 10 и калиброванным отверстием 9. Долото 2 (фиг.1, 2) с туковой воронкой 3 выполняет борозду и вносит удобрения 13 (фиг.1, 2) на заданную глубину В. Одновременно долото готовит почву для сошников. Дисковые сошники 4, установленные под острым углом друг к другу в створе долота двигаются по подготовленной почве и высевают семена 14 (фиг.1) на заданную глубину А при расстоянии между строчками семян а и расстоянии между строчками удобрений 2в. При этом свободный проход между дисками сошников увеличивается до 2(в-Δ)-а (Δ - расстояние между строчкой семян и краем сошника). Раздвигаемые долотом растительные остатки направляются на сходящиеся под острым углом диски семенных сошников и далее в уширенные междурядья. Одновременно из бака с рабочей жидкостью по коллектору 8 (фиг.1), калиброванным отверстиям 9, выходным трубкам 6 через предохранители 10 на семена вносятся капли 7 рабочей жидкости с полным набором питательных веществ низкой концентрации, способствующей развитию проростков растений.
2
2
Для достижения необходимого высокого качества питания расстояние от строчки внесения основной дозы удобрений до строчки семян (а/2)+(В-А) выбирают такими, чтобы не было обжигания проростков, их корней в среде высокой концентрации солей и в то же время корни растений культуры достигли удобрений в минимально короткие сроки, чтобы значение расстояния от строчки удобрений до строчки семян ориентировочно составляло 3...7 см (в зависимости от культуры к условий посева). Для этого, учитывая расстояние
между строчкой семян и удобрений по горизонту (а/2), изменяют глубину заделки удобрений относительно глубины заделки семян (В-А), регулируя глубину заделки удобрений В.
2
2
Секции и подвески сошников выполняются разной длины и образуют передний и задний ряды долот и дисковых сошников с расстоянием между ними по ходу сеялки. Ширина междурядий, куда направляются все растительные остатки увеличивается до 2в-а. Забивание в этом случае возможно только при длине растительных остатков более (2в-a)+Δ, что существенно больше, чем в ранее известных сеялках для посева зерна. Как показывают обследования, с ростом длины частицы иx количество существенно снижается. В предлагаемом устройстве снижение забиваний происходят также благодаря переориентации поперечно лежащих растительных остатков на продольную ориентацию долотами с туковыми воронками. Вероятность наезда на продольно ориентированные остатки, а значит и вероятность забивания значительно ниже, чем при отсутствии ориентирования. В результате забивания при использовании предлагаемого устройства практически невозможны.
Высевающие рабочие органы предлагаемого устройства установлены на таком расстоянии от впереди расположенных долот с туковыми воронками, что движутся в зоне бороздки, образованной долотами при необрушившихся стенках бороздки. Такое устройство одновременно с направленным внесением основной дозы удобрений в суженные междурядья на требуемую глубину, производит подготовку почвы (долотом с туковой воронкой) для движения сошника, посев, внесение жидких питательных веществ в виде рабочей био-органоминеральной жидкости, заделку семян и удобрений. В результате четыре операции (разбрасывание удобрений, заделка удобрений, предпосевная подготовка почвы и посев) при использовании сеялок типа СЗ-3,6 или две операции (предпосевная подготовка почвы и посев) зарубежными сеялками или
сеялками отечественных разработок заменяются одной, что существенно снижает затраты энергии при значительном одновременном улучшении (с точки зрения питания растений культуры) качества операций. Кроме того, выполняется еще одна новая нужная операция по внесению стартовой дозы жидких быстроусвояемых питательных веществ на органической основе. Такую операцию существующие сеялки не выполняют.
Предлагаемое устройство позволяет с первого дня посева обеспечить семена рабочей жидкостью для реализации начала первой фазы прорастания (Г.М.Бузенков, С.А.Ма. Машины для посева сельскохозяйственных культур. М., Машиностроение. 1976-272 с.), а именно жидкостью для водопоглощения с последующим набуханием и ростом первичных проростков. Наличие полного комплекса питательных веществ, наличие микроорганизмов с первого дня посева стимулирует прорастание семян. При появления проростков они обеспечиваются полным набором питательных веществ для роста к развития. Тем самым создаются оптимальные условия для развития растений культуры с первого дня посева, что при прочих одинаковых условиях обеспечивает таким семенам - проросткам - растениям более благоприятные условия развития и получения более высокого и качественного урожая продукции.
К достоинствам предлагаемого устройства следует отнести возможность внесения полного набора питательных веществ, микроэлементов, микроорганизмов в наиболее удобном для семян и проростков жидком виде. Достоинством является то, что удобрения вносятся не гранулами, создающими вокруг себя зону высокой губительной для проростков концентрации солей, а виде жидкости с одинаково низкой концентрацией питательных веществ и солей по всему объему. Достоинством является повышение эффективности процесса прорастания семян, особенно первых стадий прорастания - набухания за счет
внешней влаги и роста проростков при достаточной влажности окружающей почвы.
В результате преимущества сверхраннего полноценного питания растений культуры, обусловленные припосевным внесением жидких удобрений с полным комплексом био-органоминеральных питательных веществ с микроэлементами усиливаются полным питанием из запасов направленно внесенной основной дозы удобрений. Результат превышает арифметическое складывание преимуществ.
Данная полезная модель не предусматривается нулевую обработку с повышенным использованием гербицидов. Растения культуры в суженных междурядьях, вначале питаясь питательными веществами био-органо-минеральной рабочей жидкости, затем, получая в течении всего периода вегетации питательные вещества из близко расположенных строчек с высокими дозами удобрений, быстрее развиваются, рядки суженных междурядий быстро смыкаются, затеняя и заглушая сорняки. Достаточно быстро, благодаря быстрому развитию, смыкаются рядки уширенных междурядий. Внесение био-органо-минеральной жидкости повышает иммунитет растений к болезням, делает их менее привлекательными для вредителей. В итоге снижается потребность в пестицидах, снижается отрицательное действие пестицидов на биоту, обеспечивается снижение загрязнения почвы, обеспечивается повышение экологической чистоты продукции.
В то же время внесение удобрений на оптимальном расстоянии от семян культуры позволяет избежать их отрицательного влияния на проростки. Относительно самая высокая, в сравнении с любым из выше рассмотренных вариантов, концентрация удобрений во внесенной строчке позволяет снизить закрепление питательных веществ почвенными комплексами, снижает вымывание удобрений, снижает переход их в газообразное состояние и улетучивание, удлиняет время использования в внесенных удобрений. Расположение удобрений рядом с рядками семян снижает использование их сорняками, затормаживает развитие
сорняков в сравнении с использованием других конструкций сошников. В результате повышается эффективность использования удобрений. Становится возможным получение высоких урожаев при снижении доз удобрений.
Не менее важным результатом становится возможность сохранения и увеличения численности биоты, червей благодаря снижению объемов почвы с опасной концентрацией солей. При общепринятом сплошном внесении минеральных удобрений по всему полю с последующей заделкой опасная концентрация создается по всему полю на всю глубину Н слоя обитания биоты, по всей поперечной площади сечения этого слоя. Пpи направленном внесение удобрений полосами (строчками) между рядками семян опасная концентрация создается вокруг строчки удобрений. В поперечном сечении при диаметре строчек удобрений d высокая концентрация солей создается вокруг этих строчек в круге диаметром Д=d+2*(3...4 см). Один такой круг приходится на сечение размеров 2*а*Н. Соотношение С=(100*А*Д)/(4*2*а*Н) определяет долю площади поперечного сеченая слоя с обитанием биоты с высокой концентрацией солей. При возделывании зерновых культур обычно а=15 см. Диаметр строчки удобрений не превышает d=1...1,5 см. По литературным данным значение глубины слоя с высокой концентрацией биоты можно принять Н=30 см. В нашем случае соотношение объемов почвы с опасной для биоты концентрацией и всего объема с распространением биоты снижается со 100% до С≈0,8%. Такое существенное снижение объемов почвы с опасной для биоты концентрацией солей обеспечивает практически беспрепятственное развитие биоты, червей при высоких дозах внесения минеральных удобрений. В сочетании с возможностью снижения доз пестицидов становится возможным получение экологически чистой продукции.