Способ внесения в почву сыпучих удобрений и устройство для его осуществления

Классификация по МПК: A01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2351109
Дата публикации: 
Пятница, Апрель 10, 2009
Начало действия патента: 
Понедельник, Октябрь 29, 2007

Способ включает распределение удобрений на поверхности почвы лентами в ограниченном по ширине пространстве, смешивание их с почвой. Удобренному слою почвы придают желобообразную форму, приподнимая его края. Затем производят формирование гряды, используя почву междурядий, часть которой подают под приподнятые края, а другой частью засыпают удобренный слой сверху. Устройство содержит расположенный на раме с опорными колесами бункер для удобрений с выгрузным приспособлением, рыхлитель и грядообразователь. Устройство также содержит формирователь профиля удобренного слоя почвы, выполненный в виде оппозитно установленных вертикальных прямоугольных пластин, нижние задние угловые части которых установлены под углом к внутренней стороне пластин и образуют подъемные поверхности. Рыхлитель выполнен в виде секционированного игольчатого ротора, закрепленного в передней. части формирователя. Грядообразователь содержит два сферических диска, размещенных с внешней стороны формирователя так, что их оси вращения проходят по вертикальной линии заднего верхнего угла пластин формирователя. Такие технология и конструктивное выполнение позволят повысить приживаемость культуры, обеспечить нормальный рост и развитие растений, что будет способствовать повышению урожайности возделываемых культур на 20-25%. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.


Заявляемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к внесению сыпучих органических, органно-минеральных и минеральных удобрений перед посадкой сельскохозяйственных культур. Преимущественно изобретение может быть использовано при выращивании пропашных культур, например картофеля, кочанной капусты, на почвенных гребнях и грядах.

Известен способ локальной заделки удобрений в почву (а.с. СССР №1530112, МПК A01B 49/06), который заключается в том, что предварительно разбросанные удобрения срезают с поверхности почвы, формируют из удобрений валки и заделывают их одновременно с обработкой почвы, осуществляемой путем подрезания пласта, разделения его на части, которые раздвигают друг от друга, и в образовавшееся ложе сбрасывают валок, после чего валок заделывают почвой. Перед разделением пласта почвы сформированный валок поднимают над почвой, а над заделанным валком формируют гребень из почвы.

Недостатком этого способа является то, что процесс распределения удобрения по полю и заделка его в почву осуществляются различными агрегатами, а разрыв во времени между этими операциями ведет к потере питательных веществ удобрений, что снижает его эффективность. Заделанное в почву удобрение располагается сплошной лентой без перемешивания его с почвой, в результате чего образуется очаг высокой концентрации питательных веществ, который угнетает растения, что отрицательно сказывается на росте и развитии растений.

Известен также способ внесения в почву сыпучих органо-минеральных удобрений (а.с. СССР №1794332, МПК A01B 49/02), который включает нарезку открытой борозды в почве, подачу в нее удобрения, смешивание удобрения с почвой внутри борозды с последующей заделкой его почвой.

Основным недостатком этого способа является то, что он приемлем при возделывании пропашных культур по ровной поверхности. При возделывании же культур по гребневой и грядоленточной технологии удобрение чрезмерно удалено от корневой системы в начале развития растений, что снижает эффективность его использования, кроме того, происходят дополнительные затраты энергии на нарезку борозды.

Наиболее близким к предлагаемому способу внесения органо-минеральных удобрений является грядоленточный способ (а.с. СССР №1658847, МПК A01B 49/06), который включает нарезку борозд, почва из которых перемещается к середине гряды. Удобрения рассыпают перед фрезой и заделывают в почву, после чего поверхность гряды разравнивают и уплотняют при помощи катка, откосы гряды формируют боковыми подпружиненными щитками.

Недостатком способа-прототипа является то, что удобрение в результате перемешивания с почвой распределено по всей высоте гребня, без образования на поверхности гряды слоя почвы без удобрения, в который можно высаживать овощные культуры либо клубни картофеля. Кроме того, в верхнем слое почвы к удобрениям имеет доступ корневая система сорных растений.

Способ осуществляют комбинированным агрегатом (а.с. СССР №1658847, МПК A01B 49/06), который содержит раму, опирающуюся на опорно-приводные колеса и размещенные на ней бункеры для удобрения и семян, связанные с дисковыми сошниками. Под бункерами размещены бороздообразователь, установленный за ним рыхлитель в виде шарнирно подвешенной фрезы и грядообразователь, включающий подпружиненные каток и боковые щитки. При этом в цепочке рабочих органов агрегата дисковые сошники расположены последними. Этот агрегат использован в качестве прототипа к заявляемому устройству.

Известное устройство, как указывалось, приспособлено для формирования гряды путем выемки почвы из борозд, смещения этой почвы, активного перемешивания удобрения с почвой фрезерованием с последующим давлением для формирования гряды. Вследствие этого известное устройство имеет сложную кинематическую схему, большое количество рабочих элементов и отличается повышенной энергоемкостью. При этом применение удобрений при использовании известных способа и устройства нельзя считать эффективным, прежде всего из-за того что удобрение распределяется по всему объему гряды, тем самым получается излишний расход удобрений, кроме того, обеспечивается свободный доступ питательных веществ к корневой системе сорных растений.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности применения удобрений за счет обеспечения возможности максимального использования культурными растениями питательных веществ удобрений при снижении расхода последних.

Поставленная цель достигается предлагаемыми способом и устройством. При этом заявляемый способ, как и прототип, включает формирование гряды, которую образуют предварительно распределяя удобрение на поверхности почвы в виде ленты, т.е. в ограниченном по ширине пространстве, затем перемешивают с почвой и окончательно формируют гряду.

В отличие от прототипа согласно изобретению ленте из удобренной почвы придают желобообразную форму, приподнимая края ленты и фиксируя их положение, подсыпая под них почву, и одновременно засыпают слой удобренной почвы неудобренной почвой, используя почву междурядий. При этом профиль удобренного слоя в поперечном сечении образуют в виде дуги, центр которой расположен над дугой, а из слоев неудобренной почвы формируют гряду.

Для осуществления предлагаемого способа заявляется устройство, которое содержит раму с опорными колесами, закрепленный на ней бункер для удобрений с выгрузным приспособлением, рыхлитель для перемешивания удобрения с почвой, грядообразователь.

В отличие от прототипа устройство содержит формирователь профиля ленты из удобренной почвы, выполненный в виде двух вертикальных и оппозитно установленных прямоугольных пластин, нижние задние угловые части которых установлены под углом к внутренней стороне пластин и образуют подъемные поверхности. При этом между передними участками пластин формирователя расположен рыхлитель, выполненный в виде секционированного игольчатого ротора, закрепленного в передней части формирователя, грядообразователь, представляющий собой два сферических пассивных диска, размещенных с внешней стороны пластин формирователя таким образом, что их оси вращения проходят по вертикальной линии заднего верхнего угла пластин формирователя, передняя часть которых с расположенным между ними рыхлителем выступает перед дисками. Подъемные поверхности пластин формирователя имеют контур прямоугольных треугольников, выполненных с шириной захвата, не превышающей 130 мм и установленных с углом подъема 40-60° и ориентированных к основной поверхности пластин под углом в пределах 120-140°. Причем диски грядообразователя установлены относительно пластин формирователя с возможностью свободного вращения и регулирования угла атаки, величина затылочного угла равна не более 5°.

Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений, тождественных заявляемым способу и устройству, что дает основание считать их соответствующими критерию охраноспособности "новизна".

Изучение всех известных способов внесения удобрений, в первую очередь тех, когда удобрения вносят под пропашные культуры в гряды или гребни, убедило заявителей в том, что не известен способ, который предусматривает формирование удобренного слоя почвы в виде желобообразной ленты, прикрытой неудобренной почвой. При этом профиль поперечного сечения удобренного слоя как бы охватывает наивыгоднейшим образом корневую систему культурного растения, чем и обеспечивается повышенный эффект использования удобрений при снижении их расхода приблизительно наполовину по отношению к прототипу и другим способам.

Неизвестно также и устройство, с помощью которого возможно реализовать предложенный к патентной защите способ. В частности, заявитель не встретил (среди устройств аналогичного назначения) формирователя удобренного слоя почвы в виде параллельно разнесенных пластин, нижняя конечная угловая часть которых была бы ориентирована под углом к основной части пластин и под восходящим углом к горизонтальной плоскости. При этом эти части обеих пластин направлены друг к другу. Однако для полного осуществления заявляемого способа необходимы еще сферические диски грядообразователя, которые размещены в конечной части пластин формирователя. Эти диски подрезают почву с внешней стороны формирователя и направляют ее под приподнятые части удобренного слоя, подпирая их тем самым. Одновременно почву направляют и через верхний обрез пластин формирователя, засыпая удобренный слой почвы и формируя над ним гряду необходимой высоты и ширины. Это обеспечивается также тем, что сферические диски выступают над формирователем и за ним, а их оси вращения проходят через верхние углы задних граней пластин формирователя. Подобное сочетание и компоновка элементов заявляемого устройства в уровне техники не известны. Применение игольчатых роторов обеспечивает необходимое перемешивание почвы с удобрениями с незначительной вспученностью. Таким образом, все признаки заявляемого способа и устройства необходимы и достаточны для решения поставленной цели, и с учетом их новизны обеспечивают заявленным изобретениям соответствие критерию "изобретательский уровень".

Сущность заявляемых изобретений поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - устройство для осуществления заявленного способа;

на фиг.2 - формирователь совместно с грядообразователем и рыхлителем;

на фиг.3 - рыхлитель;

на фиг.4 - грядообразователь;

на фиг.5 - поперечный разрез гряды.

Устройство для осуществления способа внесения удобрений рассчитано для внесения сыпучих органических удобрений в одну гряду шириной от 25 см до 700 мм.

Устройство содержит бункер 1 (фиг.1) для удобрения с выгрузным устройством 2 в виде вибрационного транспортера с приводом от редуктора 3, обеспечивающим сброс удобрений по лотку 4 и далее на почву лентой шириной 700 мм. Бункер 1 закреплен на раме 5, которая в свою очередь опирается на колеса 6, положение которых регулируется гидроцилиндрами 7, рыхлитель удобренной почвы 8 расположен между элементами формирователя 9, который в свою очередь расположен между двумя дисками 10 грядообразователя 11.

Рыхлитель 8 (фиг.3) представляет собой блок из игольчатых роторов, размещенных на общем валу 13. Общая ширина захвата рыхлителя составляет 700 мм и может быть изменена за счет количества установленных игольчатых роторов рыхлителя 8 на валу 13. Длина игл роторов рыхлителя 8 выбрана из условий образования толщины удобренного слоя в пределах 50-60 мм. Для регулирования положения ротора рыхлителя 8 по высоте в пластинах 14 (фиг.2) формирователя 9 выполнены вертикальные пазы 15, в которых проходит вал 13 рыхлителя 8. Таким образом, пластины 14 формирователя 9 выполняют одновременно роль несущей конструкции рыхлителя 8.

Сам же формирователь 9 закреплен на каркасе 16, который связан с рамой 5. Формирователь 9 имеет две вертикально расположенные пластины 14 прямоугольной формы, выполненные, например, из стального листа. Передняя грань пластины 14 заострена и выполняет функцию вертикального ножа. Задняя нижняя угловая часть каждой пластины установлена под углом 120°-140° к основной части, образуя подъемные поверхности 12. При этом эта часть пластины имеет контур прямоугольного треугольника. Такое исполнение позволяет приподнимать пласт удобренной почвы под углом 40-60°, с шириной захвата 130 мм. Несоблюдение интервала расположения углов снижает или делает невозможным выполнение способа. Угловые части обеих пластин 14 сориентированы в пространстве в направлении друг к другу.

Элементы формирователя 9 соединены между собой помимо оси рыхлителя 8 поперечными тягами 17 и кронштейнами 18 (фиг.2, 3) с возможностью изменения расстояния между ними, в случае если формируется гряда иной ширины, чем 700 мм. Для этого на поперечных тягах 17 выполнены отверстия 19.

С внешней стороны формирователя 9 в конечной его части размещен грядообразователь 11, основной рабочей частью которого являются два сферических диска 10, установленные вогнутыми поверхностями друг к другу с возможностью свободного вращения и регулирования угла атаки, а также подрамника 20 (фиг.4). Диски 10 установлены на оси вращения 21, которая закреплена шарнирно к основной раме 5. Дополнительно оси 21 прикреплены к подрамнику 20 посредством прижимов и болтов, помещенных в радиальные пазы 22, выполненные на корпусе подрамника 20. При этом геометрическая ось проходит через верхний задний угол пластин 14 формирователя 9. Диски 10 сориентированы в пространстве с возможностью свободного вращения и регулирования угла атаки, а величина затылочного угла дисков 10 равна не более 5°, причем большее значение затылочного угла недопустимо, так как диски начинают выглубляться.

Расстояние между дисками 10 и пластинами 14 выбирается из условия подрезания слоя почвы с внешней стороны пластин 14 шириной 150 мм, достаточного для подсыпания почвы под приподнятую массу удобренного слоя и для образования гряды над этим слоем шириной 700 мм и толщиной 200-250 мм. Исходя из этого диски 10 выбираются по размерам и устанавливаются так, чтобы их нижняя точка находилась на уровне нижней части подъемной поверхности 12 пластин 14.

Способ осуществляют следующим образом. Исходя из агрономического расчета определяют дозирование удобрений, например смеси птичьего помета с опилками и соломой в пропорции 85:10:5% соответственно, при расчетном внесении 12 т/га. Удобрение предварительно подготавливают к внесению, измельчая солому и тщательно перемешивая, используя известные для этого способы, а затем вносят удобрения в почву предлагаемым способом с помощью заявляемого устройства.

Затем настраивают устройство, для чего устанавливают пластины 14 формирователя 9 с шириной захвата 700 мм, для чего используют элементы каркаса 16, при помощи поперечных тяг 17 и кронштейнов 18. Набирают соответственное количество - 3 шт. - секций ротора рыхлителя 8. Выставляют углы атаки дисков 10 грядообразователя 11.

Проверяют работу выгрузного приспособления 2 бункера 1. Загружают удобрение в бункер 1 и проверяют на площадке рабочий расход удобрений. При работе на поле включают гидравлическую систему 7 рабочих органов и заглубляют пластины 14 формирователя 9 на глубину 10 мм. При этом скорость агрегата устанавливают равной 5 км/час. При движении агрегата удобрения из бункера 1 по лотку 4 подаются на почву равномерным слоем перед роторами 12 рыхлителя 8. Последний своими зубьями активно рыхлит почву и смешивает ее с удобрениями. При этом образуется лента удобренной почвы шириной 700 мм и толщиной до 50-60 мм, ширина которой обеспечивается также частью пластин 14, выступающей над почвой. Затем края этого слоя шириной 130 мм подрезаются и приподнимаются нижней задней угловой частью пластины 14 под углом 60°. При этом удобренный слой почвы приобретает в поперечном сечении форму образующей желоба (дуги, центр которого расположен над ней). Одновременно дисками 10 грядообразователя 11 подрезаются с каждой стороны формирователя пласты почвы, часть которой от дисков 10 смещается под приподнятый удобренный слой, а другая через верхнюю часть подъемной поверхности 12 пластин 14 засыпает удобренный слой почвы сверху и образует гряду высотой 200-250 мм. Таким образом и формируется гряда 24 (фиг.5), внутри которой размещается желобообразный удобренный слой 25. При посадке клубни картофеля 23 располагаются на расстоянии 100-120 мм от верхней части гряды и на расстоянии 80-120 мм от удобренного слоя почвы в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Применение заявляемых изобретений рассчитано как на крупные специализированные хозяйства, так и на фермерские. Устройство несложно в изготовлении и может быть с успехом освоено даже в условиях села. Все комплектующие недефицитны. По нашим подсчетам все затраты могут окупаться в первый же год применения удобрений.

При возделывании пропашных культур, у которых мочковатая корневая система, как, например, картофель, кочанная капуста, такой способ внесения удобрений, когда питательные вещества удобрений расположены вблизи корневой системы с наибольшим ее обхватом, особенно в начальный период вегетации растений, способствует более доступному питанию растений и быстрому его росту и развитию, позволяет повысить приживаемость культуры, обеспечивает нормальный рост и развитие растений, что способствует повышению урожайности возделываемых культур на 20-25%.

Формула изобретения

1. Способ внесения в почву сыпучих удобрений, включающий распределение удобрений на поверхности почвы лентами в ограниченном по ширине пространстве, смешивание их с почвой с последующим формированием гряды, отличающийся тем, что удобренному слою почвы придают желобообразнуто форму, приподнимая его края, а затем формируют гряду, используя почву междурядий, часть которой подают под приподнятые края, а другой частью засыпают удобренный слой сверху.

2. Устройство для внесения сыпучих удобрений содержит расположенный на раме с опорными колесами бункер для удобрений с выгрузным приспособлением, рыхлитель и грядообразователь, отличающееся тем, что содержит формирователь профиля удобренного слоя почвы, представляющий собой оппозитно установленные вертикальные прямоугольные пластины, нижние задние угловые части которых установлены под углом к внутренней стороне пластин и образуют подъемные поверхности, при этом рыхлитель выполнен в виде секционированного игольчатого ротора, закрепленного в передней части формирователя, а грядообразователь содержит два сферических диска, размещенных с внешней стороны формирователя так, что их оси вращения проходят по вертикальной линии заднего верхнего угла пластин формирователя.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что подъемные поверхности пластин формирователя имеют контур прямоугольных треугольников, выполненных с шириной захвата, не превышающей 130 мм, установленных с углом подъема 40-60° и ориентированных к основной поверхности пластин под углом в пределах 120-140°.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что диски грядообразователя установлены относительно пластин формирователя с возможностью свободного вращения и регулирования угла атаки, величина затылочного угла равна не более 5°.