способ формирования гребней при предпосевной обработке суглинистых почв и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ формирования гребней при предпосевной обработке суглинистых почв, включающий нарезку борозд окучниками, образование гребней путем подъема, оборачивания и укладки подрезанных пластов почвы на основание гребней, размельчение почвенных комков фрезерными ножами на глубину высева, выравнивание и формирование гребней, отличающийся тем, что гребни формируют высотой не более 15 см, с вершинами, шириной 15-20 см, на поверхности которых образуют вогнутую кривизну, имеющую в сечении форму эллипса, и углами откосов 45-55°, при этом фрезерными ножами в зоне высева осуществляют размельчение не менее 60% почвенных комков до размеров 3 мм, а плотность почвы давлением катка доводят до пределов 1,15-1,25 г/см³.

2. Устройство для формирования гребней при предпосевной обработке суглинистых почв, включающее раму и закрепленные на ней секционно в технологической последовательности окучники и фрезерный барабан с кожухом, имеющим горизонтальный и боковые щитки для одновременного формирования гребней, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным позади фрезерного барабана между боковыми щитками его кожуха катком для уплотнения образуемых гребней, установленным на раме шарнирно посредством кронштейна и нажимной подпружиненной штанги и выполненным с шириной захвата меньше, чем поверхность гребней.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что боковые крылья окучников снабжены шарнирно прикрепленными к полевым обрезам режущими пластинами для регулирования углов откоса гребней, а для регулирования ширины и углов откосов образуемых гребней соединены между собой винтовым механизмом натяжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности при изготовлении и обработке гребней на суглинистых почвах, предназначенных под посев мелкосемянных овощных культур, например, моркови.

Известен способ обработки суглинистых почв с последующим формированием на них гребней (см. СССР, а.с. 1521321, А 01 В 79/00, 79/02, 1987 г.). Известный способ относится к обработке тяжелых суглинистых почв, например, под картофель, включает размельчение почвенных комков на всю глубину пахотного горизонта и формирование из нее гребней. Для повышения урожайности за счет улучшения развития корневой системы растений при обработке суглинистых почв из пахотного горизонта выделяют фракцию менее 25 мм и укладывают ее в нижний слой горизонта, а оставшуюся часть крупной фракции почвы размельчают до размеров 25-30 мм и укладывают на слой мелкой фракции почвы. Далее при образовании гребней мелкую фракцию почвы с нижнего пахотного горизонта укладывают в основание гребней, а более крупную фракцию почвы из верхнего пахотного горизонта укладывают на поверхность гребней. Известный способ обработки суглинистых почв с одновременным формированием гребней предназначен для посадки (посева) крупносемянных культур, в частности, картофеля, и не приемлем для посева мелкосемянных овощных культур. Поскольку при высеве в рыхлый слой почвы гребней между почвенными комками и семенами не обеспечивается полного контакта, семена лишаются влаги, иссушаются и подвержены ветровой и водной эрозии при атмосферных осадках. В результате семена погибают или дают всходы по времени с большим опозданием, что связано с потерей урожайности.

Известен культиватор-гребнеобразователь для предпосевной обработки почвы под посадку картофеля и других овощных культур (см. СССР, а.с. 1817664, А 01 В 13/02, 1993 г.). В известном культиваторе реализован способ и устройство для обработки почвы с одновременной поделкой гряд. Сущность способа состоит в том, что почвенные комки измельчают ножами фрезбарабана по всей ширине захвата агрегата, затем производят нарезку борозд окучниками с образованием гребней путем подъема, оборачивания, укладки подрезанных пластов почвы на основание гребней и формирование с одновременным уплотнением образуемых гребней профилирующим катком.

Культиватор-гребнеобразователь для осуществления способа включает раму и закрепленную на ней в технологической последовательности фрезерный барабан для сплошной обработки почвы, секции окучников для образования гряд и профилированный каток для формирования и уплотнения образуемых гребней, приводимого принудительно во вращение через гидромотор от гидросистемы трактора. Известный культиватор-гребнеобразователь также предназначен для подготовки почвы под посадку (посев) крупносемянных культур, таких, как картофель и другие овощные культуры. Поскольку предварительная измельченная фракция почвенных комков фрезножами при образовании окучниками гребней будет просыпаться в их основания, а на поверхности гребней будет располагаться более крупная фракция почвенных комков, которая не приемлема для высева мелкосемянных культур. К тому же выполнение единого фрезбарабана и катка для уплотнения гребней на всю ширину захвата агрегата создает трудности в регулировании параметров (ширина, высота, углы откоса) образуемых гребней и применение техники по уходу при выращивании овощных культур.

Известен способ поделки гребней при предпосевной обработке суглинистых почв, реализованный в устройстве - гребнеобразователе КФК-2,8, принятый нами за прототип (см. Машины и оборудование для АПК, выпускаемые в странах СНГ: Католог. - М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2001. - 292 с.). Известный способ поделки гребней включает нарезку борозд окучниками, образование гребней путем подъема, оборачивания и укладки подрезанных пластов почвы на основание гребней, размельчение почвенных комков фрезерными ножами, выравнивание и формирование гребней. Устройство для осуществления известного способа включает раму и закрепленную на ней секционно в технологической последовательности окучники и фрезерный барабан с кожухом, горизонтальный и боковые щитки которого одновременно выполняют роль формирующих элементов гребней. Известный способ поделки гребней и устройство для осуществления не обеспечивает оптимальные параметры гребнеобразования и структуру почвы в зоне высева семян, которые бы позволяли выращивать мелкосемянные овощные культуры на неорошаемых участках суглинистых почв и исключали ветровую и водную эрозию при атмосферных осадках.

Технической задачей настоящего изобретения являлась разработка оптимальных параметров способа формирования гребней, структуры почвы в зоне высева семян и устройства для его осуществления.

Относительно способа - это достигается тем, что в отличие от прототипа гребни формируют с высотой не более 15 см, с шириной 15-20 см вершин, поверхности которых в сечение образуют вогнутую кривизну в виде эллипсов, и углами откосов 45-55°, а размельчение почвенных комков фрезерными ножами в зоне высева осуществляют до размеров 3 мм не ниже 60% и плотность почвы давлением катка доводят до пределов 1,15-1,25 г/см³. Формирование гребней с указанными параметрами и вогнутой кривизной уплотненных поверхностей вида эллипсов позволяет улучшить влажностные, воздушные и тепловые режимы почвы и исключает ветровую и водную эрозию почвы. Мелкая фракция почвы в зоне высева семян со структурой почвенных комков не менее 60% и плотностью почвы в пределах 1,15-1,25 г/см ³ обеспечивает при последующем высеве мелкосемянных овощных культур контакт между почвенными комками и семенами и доступ влаги к последним. Относительно устройства для осуществления способа это достигается тем, что в отличие от прототипа, оно снабжено расположенным позади фрезерного барабана между его боковых щитков кожуха катком для уплотнения образуемых гребней, установленным на раме шарнирно посредством кронштейна и нажимной подпружиненной штанге и выполненным с шириной захвата меньше, чем поверхность гребней; боковые крылья окучников снабжены прикрепленными к полевым обрезам режущими пластинами для регулирования откосов гребней, а для развода соединены между собой винтовым механизмом натяжения. Снабжение устройства после фрезерного барабана катком для уплотнения образуемых гребней, установленным на раме шарнирно посредством подпружиненной нажимной штанги и выполненным с шириной захвата меньше, чем поверхность гребней, позволяет обеспечивать необходимую плотность почвы в зоне высева и создавать на поверхности гребней уплотненное ложе для семян с вогнутой кривизной вида эллипсов. Снабжение боковых крыльев окучников на полевых обрезах режущими пластинами и соединение их для развода между собой винтовым механизмом натяжения обеспечивает регулирование ширины образуемых гребней и их углов откоса.

Изобретение соответствует требованию единства, поскольку "Способ поделки гребней при предпосевной обработке суглинистых почв и устройство для его осуществления" направлен на решение одной и той же задачи - разработка оптимальных параметров формирования гребней и структуры почвы в зоне высева семян и могут использоваться только совместно. Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного способа и устройства для его осуществления, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналоги как для способа, так для устройства, характеризующимися признаками, всем существенным признакам заявленного способа и устройства.

Таким образом, патентуемое изобретение соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия каждого объекта патентуемого изобретения критерию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений по патентным и научно-техническим источникам информации. Результаты поиска показали, что способ и устройство для его осуществления патентуемого изобретения по совокупности отличительных признаков не подпадает под известные технические решения и не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники.

На фиг.1 изображен поперечный разрез гребней и на фиг.2 - то же - структура почвенных комков в зоне высева, образованных по заявленному способу; на фиг.3 - устройство для осуществления способа, вид сбоку; на фиг.4 - сечение А-А - расположение прикатывающего катка между боковыми щитками кожуха, на фиг.5 - устройство - вид в плане. Способ поделки гребней включает нарезку борозд окучниками, образование гребней путем подъема, оборачивания и укладки подрезанных пластов почвы на основание гребней, размельчение почвенных комков фрезерными ножами на глубину высева, выравнивание и формирование гребней. Отличительной особенностью способа является то, что гребни формируют с высотой не более 15 см и шириной вершин 15-20 см, поверхности которых в сечении образуют вогнутую кривизну вида эллипсов (фиг.1) и углами откоса 45-55°, а размельчение почвенных комков в зоне высева (фиг.2) осуществляют до размеров 3 мм не ниже 60% и плотность почвы доводят до пределов 1,15-1,25 г/см³.

Устройство для осуществления способа (фиг.3-5) содержит смонтированные на раме 1 в технологической последовательности окучники 2, фрезерный барабан 3 с кожухом, боковые щитки 4 которого являются одновременно формирующими элементами гребней, каток 5 для уплотнения гребней, расположенный между боковыми щитками кожуха и выполненный с шириной захвата меньше, чем поверхность гребней. Каток установлен на раме шарнирно, посредством кронштейна 6 и нажимной подпружиненной штанги 7. Давление на каток регулируется пружиной 8 и стопорной гайкой 9. Боковые крылья окучников на полевых обрезах снабжены шарнирно прикрепленными пластинами 10 и соединены между собой винтовым механизмом 11.

Способ осуществляется устройством и происходит в следующей технологической последовательности. Окучниками 2 нарезают борозды и образуют гребни с высотой не более 15 см путем подъема, оборачивания и укладки подрезанных пластов почвы на основание гребней. Далее ножами фрезерного барабана 3 в зоне высева семян (фиг.2) измельчают почвенные комки на поверхности гребней до размеров 3 мм не ниже 60%. Измельчение почвенных комков до размеров требуемых фракций достигается путем корректировки оборотов фрезерного барабана и поступательной скорости агрегата. Гребни формируют боковыми щитками 4 фрезерного барабана с оптимальными параметрами ширины вершин в пределах 15-20 см и углами откосов 45-55°. Каток 5, расположенный по следу фрезерного барабана между его боковых щитков 4, выполнен по ширине захвата меньше, чем поверхность гребней, уплотняет гребни и образует на их поверхности вогнутую кривизну в виде эллипсов (фиг.1). Эллипсоидная уплотненная поверхность гребней обеспечивает сохранение атмосферных осадков, прием лучистого тепла солнца и исключает водную и ветровую эрозию почвы, что позволяет выращивать мелкосемянные овощные культуры без полива в зонах недостаточного увлажнения. Каток 5 установлен на раме 1 шарнирно посредством кронштейна 6 и нажимной подпружиненной штанги 7 (фиг.3, 4) при установлении оптимальных параметров плотности почвы в зоне высева семян в пределах 1,15-1,25 г/см³ регулируется силовой пружиной 8 и стопорной гайкой 9. Регулирование оптимальных параметров углов откоса гребней в пределах 45-55° обеспечивается шарнирно прикрепленными к полевым обрезам окучника 2 режущими пластинами 10, а ширина борозд регулируется винтовым механизмом 11 развода боковых крыльев окучника 3 (фиг.5) в зависимости от колеи движителей технических средств по агротехническому уходу за овощными культурами.

Предлагаемый для патентования способ поделки гребней при предпосевной обработке суглинистых почв и устройство для его осуществления прошли экспериментальную проверку на посевах моркови. Результаты проверки подтвердили экономическую эффективность предлагаемого способа в сравнении с контролем - ровная поверхность; образуемая КФЛ-2,8 гребневая поверхность (прототип) (табл.1, 2, 3).

Анализ табл. 1 показывает, что в благоприятные годы (или при использовании полива) эффект от предлагаемого профиля гребня возрастает на 13% по сравнению с ровной поверхностью и на 7% по сранению с гребнями, образованными КФК-2,8 (прототип). Особый эффект приносит по предлагаемому способу измененная комковатость почвы, особенно в неблагоприятные годы. Прибавка стандартной продукции составляет 28%. Это происходит из-за увеличения полевой всхожести семян. Эффект от использования плотности почвы в зоне высева семян в верхней части гребня также создается максимальным в неблагоприятные годы и достигает 29,4%. В табл.2 приведена экономическая эффективность от использования предлагаемой гребневой поверхности. Доход от реализации стандартной продукции по сравнению с ровной поверхностью выше на 35% и соответственно на 25% выше, чем на гребневой поверхности, образуемой КФК-2,8 (прототип).

В табл.3 приведены показатели снижения затрат от использования предлагаемой гребневой поверхности при перевозке земли в ворохе, приходящейся на тонну стандартной продукции в сравнении с ровной поверхностью. Эти затраты снижаются на 24% и соответственно с гребневой (КФК-2,8) по прототипу на 18%.

Таблица 1 Выход стандартной продукции
Форма поверхности				При изменении профиля гребня				При изменении комковатости верхнего слоя гребня				При изменении уплотнения верхнего слоя гребня
				т/га		%		т/га		%		т/га		%
2002 год	Ровная			14,3		100		14,3		100		14,3		100
	Гребневая существующая (КФК-2,8)			10,9		76,2		10,9		76,2		10,9		76,2
	Гребневая предлагаемая			15,7		109,9		18,3		128,0		18,5		129,4
2003 год	Ровная			21,4		100		21,4		100		21,4		100
	Гребневая существующая (КФК-2,8)			22,9		107,0		22,9		107,0		22,9		107,0
	Гребневая предлагаемая			24,3		113,3		24,3		113,6		22,9		107,0
Таблица 2 Экономическая эффективность от внедрения перспективной гребневой поверхности
Форма поверхности		Себестоимость производства, тыс.руб/т	Урожайность, т/га				Цена реализации, тыс.руб/т		Затраты на производство, тыс.руб/т		Выручка от продажи стандартной продукции, тыс.руб/т		Прибыль
			общая		стандартной продукции								тыс.руб		%
Ровная		1,2	45,7		21,4		3,5		54,8		74,9		20,1		100
Гребневая существующая (КФК-2,8)		1,3	44,2		22,8		3,5		57,4		79,8		22,3		110
Гребневая предлагаемая		1,3	45,7		24,2		3,5		57,4		84,7		27,2		135

Таблица 3 Снижение затрат на перевозку земли в ворохе, приходящейся на тонну стандартной продукции
Форма поверхности	Урожайность, т/га		Масса земли, т		Затраты на транспортировку вороха с поля, руб.	Затраты при вывозе земли, руб.	Затрат на транспортировку вороха с поля и вывоз земли
	общая	стандартной продукции	в тонне продукции	в ворохе			руб/т стандартной продукции	%
Ровная	24,3	14,3	0,2	4,86	1225	34	88	100
Гребневая существующая (КФК-2,8)	17,1	10,9	0,08	1,36	775	10	72	82
Гребневая предлагаемая	22,9	15,7	0,08	1,83	1039	13	67	76