УНИВЕРСАЛЬНОЕ ВЫСЕВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к посевной технике для зерновых культур и может найти применение в сельском хозяйстве и сельскохозяйственном машиностроении.
Известен способ посева И.Е. Овсинского /1/, основанный на системе земледелия с саморегулированием растений при посеве по принципу «густо - пусто»: «…растения для того, чтобы выдать большой урожай должны расти очень густо, при чем, с боков иметь свободное пространство…» / 1, с. 164/. 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 (фиг. 1). При этом посев осуществляли рядковым способом по шесть рядков в каждой ленте. Всходы 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 посева обеспечивал тогда (в конце 19 века) прорастание семян без дождя на 6-й день, ускоренное развитие зерновых на 2 недели и увеличение урожая до двух раз. Однако, в современных условиях реализация данного способа современными техническими средствами затруднена, в частности, из-за повреждения всходов при прохождении тяжелой техники. Но этот способ дает представление об оптимальной для проявления эффекта «густопусто» ширине засеваемых и незасеваемых культурой полос и необходимости специальных мер для подавления сорняков на незасеваемых зерновой культурой полосах.
Известен способ посева зерновых культур через полосу при примерно равных по ширине размерах (20-25 см) засеваемой и незасеваемой полос /2/ и устройство для его осуществления (патент РФ №2204891). Почву в засеваемой полосе рыхлят по всей ширине на глубину посева и одновременно укладывают семена вразброс на подготовленное ложе. Верхний слой взрыхленной почвы сдвигают в незасеваемую полосу. Оставшуюся, прикрывающую семена, взрыхленную почву выравнивают и уплотняют, обеспечивая толщину в 2,5-3,5 см слоя почвы над семенами для образования единственного узла кущения, что способствует, в частности, укреплению корневой системы и повышению урожайности. Укладка убираемого, наиболее сухого слоя почвы из засеваемой полосы на незасеваемую полосу в виде гребня позволяет получать дополнительную влагу, которая скатывается с гребня в засеваемую полосу и благоприятно влияет на развитие зерновых. Сорняки же, укрытые дополнительным слоем сухой земли и не получающие атмосферной влаги, не прорастают длительное время, а посевы зерновых в период кущения затемняют незасеваемую полосу, создавая эффект боронования. Производственная проверка способа была проведена в 2003-2004 гг на площади 11 тысяч га и показала прибавку урожайности пшеницы на 50…100 процентов.
Этот способ посева зерновых показал возможность проявления эффекта «густо-пусто» с удвоением урожайности при полосном посеве и ширине полос (20-25 см, или 22,5 см - среднестатистическая величина) меньшей, чем у Овсинского И.Е. (30 см. не более 32 см /1/), если использовать приемы с эффектом, равносильным боронованию незасеянных полос.
Известен способ черезполосного посева яровой и озимой культур (фиг. 2) в полосу примерно такой же ширины (18-22 см) для каждой культуры, реализуемый, в частности, на серийных сеялках-культиваторах СКП-2,1 («Омичка»), СЗС-2,8 и СЗС-4,2 («Нива») с возможностью снижения расхода ГСМ и других прямых затрат на подготовку почвы и посевные работы - до 2-х раз. для озимых - до 3-х раз. лучшей зимовки озимых (в стерне яровой предшественницы), устойчивости к полеганию, повышения качества зерна. Тогда для каждой культуры посев получается как бы разреженным (со снижением плотности растений у яровых до 1.5, а у озимых - до 3-х раз). Такая потеря плотности растений компенсируется: у озимых - повышением продуктивной кустистости (в связи с удлинением вегетационного периода из-за весеннего посева), а у яровых - созданием при посеве условий для проявления эффекта «густо-пусто». При этом расстояние между полосами одной культуры 23-27 см /3/ достаточно для проявления эффекта «густо-пусто» для обеих культур.
Однако, при возделывании яровых зерновых совместно с озимой пшеницей, например, ширина незасеваемой полосы (23-27 см) может оказаться недопустимо велика для угнетения сорняков озимой пшеницей (в условиях низкой культуры земледелия, в особенности).
Известен способ и устройство для совместного посева яровой культуры и озимой культуры (или многолетней травы), который проводят с междурядьем 12,5…20 см в одну полосу со смесью семян культур, в частности, через полосу с семенами озимой культуры /4/, реализуемый на механических посевных машинах, например, на сеялках с независимой подвеской сошников класса СЗП-3.6 и СЗ-3,6 при замене сошников строчного (рядового) вырева на сошники с шириной полосы высева не менее 5 см и соблюдении условий проявления эффекта «густо-пусто».
Однако, при возможности получения урожая озимой культуры для нее отсутствуют условия проявления эффекта «густо-пусто». Для получения на следующий год урожая озимой пшеницы, например, здесь приходится ее высевать (туковыми аппаратами) в отдельные полосы через полосу в смеси с яровой культурой, причем по единой норме во все полосы. Для озимой культуры при одновременном высеве с яровой приемом с эффектом равносильным боронованию является высев в полосу со смесью меньшей части семян. Тогда на второй год получается схема посева (для озимой культуры) как бы через «полупустую» полосу с разреженными всходами той же культуры. И здесь происходит угнетение сорняков (эффект боронования), соблюдаются частично условия проявления эффекта «густо-пусто». Но для реализации на механических устройствах высева в полосы по различной норме потребуются неоправданно сложные преобразования конструкции. Пришлось бы, например, добавить еще один вал с множеством высевающих аппаратов, или изменить конструкцию туковых аппаратов при введении возможности регулирования ширины высевающей части катушки.
Таким образом, для обеспечения условий проявления эффекта «густо-пусто» необходима ширина незасеваемого культурой пространства Ьн в пределах 22,5(20-25)-30(32) см /1, 2/, причем Lн=2∗lм-lп, где lм - междурядье, lп - ширина полосы. С некоторым допущением можно принимать Lн в интервале от 20 см до 32 см.
Из-за отсутствия сведений по определению нижнего предела ширины полосы высева, при котором имеет место проявление эффекта «густо-пусто», опираясь на практику разбросного посева, отмечаем (и принимаем) заметное проявление эффекта «густо-пусто», начиная с полосы высева шириной 5 см.
Заметим, принятые нами ограничения на ширину незасеваемого культурой пространства (между засеянными полосами) для междурядья от 12.5 см до 22,5 (23) см исполняются при установке сошников с шириной высеваемой полосы не менее 5 см и промежутком не более 10 см между полосами (для обеспечения качества всходов принимаем ограничение для узкорядного посева по ГОСТ 16265-89), что легко проверяется по схеме высева (Фиг. 3).
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в эффективной технической реализации совместного возделывания яровых и озимых зерновых с использованием для одновременного посева культур посевных машин с системами пневматического транспортирования и распределения семян по рабочим органам, с обеспечением для высеваемых культур проявления эффекта «густо-пусто», повышением урожайности и сокращением затрат на единицу продукции.
Для достижения указанного технического результата предлагается высевающее устройство для совместного возделывания яровых и озимых зерновых культур, содержащее, в частности, емкости для высеваемого материала с отделениями для семян яровой и озимой культур, два канала пневматического транспортирования и распределения семян яровой и озимой культур по рабочим органам с автономными универсальными аппаратами, соединенные семяпроводами сошники.
При этом для высева семян яровой культуры установлен один аппарат на одном канале, а для семян озимой культуры два аппарата - по одному на каждом канале, причем сошники установлены с междурядьем не менее 12.5 см и по одному через другой подключены к разным каналам.
В устройстве могут быть установлены сошники с шириной высеваемой полосы не менее 5 см и промежутками между полосами не более 10 см (при междурядья не более 23 см), а перегородка между отделениями для семян установлена убирающаяся.
На чертежах представлено:
Фиг. 1 - схема посева И.Е. Овсинского:
Фиг. 2 - пример схемы полосного посева озимой 1 и яровой 2 культур;
Фиг. 3 - пример схемы посева смеси яровой и озимой культуры в полосу 2 через полосу 1 с озимой культурой;
Фиг. 4 - принципиальная схема высевающего устройства на основе двухканальной системы пневматического дозирования, транспортирования и распределения семян высеваемых культур по рабочим органам.
Высевающее устройство, в частности, содержит бункер с отделениями для семян 4 и 5. К бункеру прикреплены универсальные автономные высевающие аппараты 1, 2, 3. Для приема семян из аппаратов 1, 2, 3 имеются инжекторные приемники 13, 14. соединенные с пневмотранспортной системой, состоящей из вентилятора высокого давления 6, пневмопроводов 7, 8 и системы распределения семян, в которую входят колонны 11, 12 и распределительные головки 9, 10, соединенные семяпроводами с сошниками (на схеме не показаны), по одному через другой подключенные к разным головкам.
Передаточные отношения привода от колеса посевной машины (на схеме не показаны) обеспечивают требуемые параметры высевающих аппаратов в соответствии с реализуемой схемой укладки семян, установку в пределах общей нормы высева.
Пример 1 работы высевающего устройства.
На посевной машине при установке высевающего устройства по схеме Фиг. 4 и сошников с шириной полосы высева 5 см и междурядьем 15 см /4/ аппарат 1 устанавливаем на высев 4/3 от общей нормы высева, аппарат 3 - на 4/9, а аппарат 2 - на 2/9 (оба для высева озимой культуры, чтобы в среднем получалось 1/3) общей нормы высева семян. В бункер загружают семена, например, яровой пшеницы и озимой ржи, соответственно в отделения 4, 5 и осуществляют сев в обычные для весны сроки.
При движении посевной машины вращение колеса через редуктор привода передается на валы высевающих аппаратов 1, 2, 3. На вход инжекторного приемника 13 поступают семена яровой пшеницы (из аппарата 1) и озимой ржи (из аппарата 2), создавая вместе непрерывный поток смеси семян, доставляемый по пневмопроводу 7 через колонну 11 к распределительной головке 9. Далее смесь семян по семяпроводам поступает в сошники и заделывается в почву.
Одновременно на вход инжекторного приемника 14 из высевающего аппарата 3 поступают семена озимой ржи, доставляются по пневмопроводу 8 и колонну 12 к распределительной головке 10, и далее через семяпроводы к сошникам и заделываются в почву.
Таким образом реализуется одновременный посев двух разных культур в соответствии со схемой высева на Фиг. 3.
Конец примера 1.
После появления всходов с выходом на стадию стеблевания (в предлагаемом способе) растения яровой пшеницы в полосах 2 (Фиг. 3) из-за повышенной внутривидовой конкуренции ускоренно осваивают ресурсы питания и солнечного света на промежутках и полосах 1 с озимой рожью, стремясь к смыканию стеблестоя с растениями соседних полос 2 (через полосу 1), угнетая всходы сорняков (вместе с озимыми на полосе 1). При колошении и созревании яровые используют дополнительные ресурсы солнечного света и питания на промежутках и полосах 1 с озимыми, отстающими в развитии (им незачем торопиться), с проявлением эффекта «густо-пусто» и соответствующим повышением урожайности и устойчивости хлебостоя к полеганию.
На следующий год озимая рожь на «полупустых» полосах 2 (Фиг. 3) с повышенной кустистостью (из-за удлинения сроков вегетации в связи с весенним высевом) способна затенять (и угнетать) редкие всходы сорняков. При колошении и созревании растения «густозасеянных» рожью полос 1 используют долю ресурсов света и питания «редкосеянных» полос 2, соответственно повышается урожайность (без удобрений) и качество зерна, устойчивость хлебостоя к полеганию, ускоряется созревание хлебов. При таком посеве достижимо существенное проявление эффекта «густо-пусто» и для озимой культуры, угнетение сорняков, снижение потребности в семенах.
При посевах предлагаемым способом проявление эффекта «густо - пусто» для озимой культуры тем значительнее, чем больше высевается семян озимой культуры в полосу 1 по отношению к их высеву в полосу 2 со смесью (в пределах доли озимых семян в общей с яровой культурой норме высева). Однако, уменьшение высева семян озимой культуры в смеси ограничивается засоренностью почвы сорняками (и прочими почвенными характеристиками), способностью высеваемой озимой культуры им противодействовать, конструктивными особенностями посевной машины и множеством других факторов. Оптимальные величины высева могут быть определены опытным путем с учетом местных условий.
Пример 2 работы высевающего устройства..
На посевной машине при установке высевающего устройства по схеме Фиг. 4 и сошников с шириной полосы высева 18-20 см и междурядьем 22,8 см /3/ аппарат 1 устанавливаем на высев 4/3 от общей нормы высева, аппарат 3 - на 2/3, а аппарат 2 - отключаем. В отделения 4, 5 для семян загружают семена, например, озимой пшеницы, убирают перегородку между отделениями, осуществляют сев в обычные для осени сроки.
При движении посевной машины вращение колеса через редуктор привода передается на валы высевающих аппаратов 1, 3. На вход инжекторных приемников 13, 14 поступают семена пшеницы (из аппаратов 1, 3), создавая непрерывные потоки семян, доставляемые по пневмопроводам 7, 8 и колоннам 11, 12 к распределительным головкам 9. 10 и далее через семяпроводы и сошники заделываются в почву, в соответствии со схемой высева, аналогичной на Фиг. 2. когда в полосы 2 укладывают семена той же культуры, что и в полосы 1, но в меньшем количестве.
Конец примера 2.
С выходом на стадию стеблевания зерновые на «густозасеянных» полосах 1 (Фиг. 2) способны затенять (и угнетать) редкие всходы сорняков в промежутках между полосами и, далее, в редкозасеянных «полупустых» полосах 2 (после смыкания стеблестоя). При колошении и созревании растения полос 1 используют долю ресурсов света и питания «полупустых» полос 2, соответственно повышается урожайность (без удобрений) и качество зерна, устойчивость хлебостоя к полеганию, ускоряется созревание хлебов. При таком посеве достижимо существенное проявление эффекта «густо-пусто». А для обычного посева (с одинаковым высевом во все полосы) достаточно на аппарате 1 и аппарате 3 установить одинаковую норму высева.
При совместном посеве культур либо одной только яровой (или озимой) культуры, но при широком междурядьи (более 23 см), например, 36 см и ширине полосы высева лапового сошника 20 см (посевной комплекс класса «Обь-4»), т.е. за оптимальными пределами для проявления эффекта «густо-пусто» даже для одной культуры, все равно может быть получена прибавка урожая за счет частичного его проявления. Точно также и при ширине полосы высева сошника, менее требуемой, когда ширина промежутка оказывается более 10 см (при междурядьи до 23 см). А кроме этого, вместо озимой культуры можно высевать, например, многолетние травы, поскольку универсальные аппараты (2-й и 3-й) позволяют высевать и мелкосемянные культуры. В составе конкретной посевной машины (или комплекса) заявленное устройство может быть дополнено оборудованием для высева гранулированных удобрений.
Таким образом, заявленное высевающее устройство для совместного возделывания зерновых яровых и озимых культур с двумя каналами пневматического транспортирования и распределения семян по рабочим органам и установленным универсальным аппаратом на одном канале для высева семян яровой культуры и еще по одному на каждом канате - для высева семян озимой (или мелкосемянной) культуры при междурядье от 12,5 см до 23 см (и более) и подключением сошников по одному через другой к разным каналам, предоставляет возможность получения двух полноценных урожаев за один посев и яровой, и озимой культур (с соответствующей экономией ресурсов, включая трудовые), обеспечивает благоприятные условия для ускоренного произрастания и созревания не только яровых, но и озимых зерновых, уменьшается потребность в семенах. Такое устройство обеспечивает высев яровых и озимых культур и по отдельности с проявлением эффекта «густо-пусто» и повышением урожайности, а также обычный полосный посев.
При посеве предлагаемым универсальным высевающим устройством в составе посевной машины или комбинированного комплекса с обеспечением условий проявления эффекта «густо-пусто» повышается урожайность зерновых, устойчивость хлебов к полеганию, ускоряется вызревание хлебов, сберегаются ресурсы, сокращаются затраты на единицу продукции, повышается рентабельность зернопроизводства. И все это возможно без применения удобрений (и других химических средств), что соответствует концепции органического земледелия.
Эффективность технической реализации предлагаемого устройства достигается относительной простотой технических решений (всего 3 высевающих аппарата при столь функциональном многообразии), когда, например, модернизацию серийной посевной машины под заявленное устройство молено осуществить путем переключения части сошников и перестановки (либо замены) отдельных высевающих аппаратов. При этом лишь необходимо, чтобы машина располагала по крайней мере двумя отдельными высевающими каналами пневматического транспортирования и распределения семян.
Отдельные элементы технологии, заложенные в заявленном устройстве, проверены в нескольких хозяйствах Новосибирской и Самарской областей. Республики Татарстан и показали хорошие результаты, повышение устойчивости хлебов к полеганию, в частности, и возможность получения 2-х полноценных урожаев за один посев, повышения урожайности яровой пшеницы до 1,5 раз, а ячменя и озимой пшеницы - в 1,2 раза.
Предлагаемое универсальное высевающее устройство способно обеспечивать производство экологически чистой (органической) зерновой продукции, реализуемой в «цивилизованных» странах по многократно более высоким ценам, что становится актуальным при членстве страны в ВТО и перспективе экспорта из Сибири в Юго-Восточную Азию.
Источники информации
1. Овсинский И.Е. Новая система земледелия. - Киев. тип. С.В. Кульженко, 1899
2. Патент РФ №2235451 C2. Кл. 7 A01C 7/00, A01B 79/02. 2004
3. Патент РФ №237770 C2. Кл. 7 A01G 1/00, A01B 79/02. 2009
4. Патент РФ №2446659 C2, Кл. 7 A01C 7/00, A01B 79/02, 2012 (прототип)