RU2260273C1

RU2260273C1 - Method and apparatus for moisture-saving tillage of soil

Info

Publication number: RU2260273C1
Application number: RU2003137365/12A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Рыков (RU); В.Б. Рыков; В.И. Таранин (RU); В.И. Таранин; В.П. Богданович (RU); В.П. Богданович; Н.Г. Янковский (RU); Н.Г. Янковский; М.В. Бенов (RU); М.В. Бенов; Г.Г. Пархоменко (RU); Г.Г. Пархоменко
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2005-09-20
Also published as: RU2003137365A

Abstract

FIELD: agricultural production and mechanical engineering.

SUBSTANCE: method involves providing horizontal undercutting of first soil layer to small depth followed by undercutting of second soil layer to greater depth in comparison with depth of first soil layer; providing vertical cutting of layers without turning thereof. Second layer is undercut for greater depth after relaxation of first layer soil, with time of said relaxation being determined from formula: t=C/E, where C is soil viscosity coefficient, Pa·s; E is module of elasticity of soil, Pa. Apparatus has tractor with rear attachment, rear frame with carrier wheels, soil tillage depth adjusting mechanisms, and flat hoe with tines, with all said parts being mounted on frame. Hoe tines are arranged in two rows. Apparatus is furnished with front attachment and front frame. Carrier wheels with soil tillage depth adjustment mechanisms and two rows of A-hoes are mounted on front frame. Drum with drop-shaped compactors equipped with sharpened edges and slots are mounted on rear frame. Hoes mounted on rear frame are made narrow, A-shaped and are furnished with ∩-shaped rippers. Rippers have height △h ≤ H₀-H₁, where H₀ is depth of undercutting of second soil layer, H₁ is depth of undercutting of first soil layer.

EFFECT: increased efficiency by reducing combined action of water and wind erosion of soil and improved ecology control.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и машиностроению, в частности к способам обработки почвы и агрегатам для его осуществления.The invention relates to agricultural production and mechanical engineering, in particular to methods of tillage and aggregates for its implementation.

Известен способ влагосберегающей обработки почвы /1/, включающий безотвальное рыхление с сохранением стерни на поверхности, горизонтальное подрезание первого пласта на глубине 22-25 см с одновременным подрезанием второго пласта на глубине 12-15 см и образованием вертикальной щели.A known method of moisture-saving tillage / 1 /, including moldless loosening while maintaining stubble on the surface, horizontal cutting of the first layer at a depth of 22-25 cm with simultaneous cutting of the second layer at a depth of 12-15 cm and the formation of a vertical gap.

К недостаткам существующего способа обработки почвы следует отнести: образование при разрезании пласта малого количества фракций размером менее 50 мм, отсутствие влагосберегающей укладки этих фракций по вертикали во взрыхленном пласте, что приводит к сильному испарению влаги из корнеобитаемого слоя и оказывает отрицательное влияние на развитие зерновых культур.The disadvantages of the existing method of tillage include the formation of a small number of fractions less than 50 mm in size when the formation is cut, the absence of moisture-saving laying of these fractions vertically in a loosened formation, which leads to strong evaporation of moisture from the root layer and has a negative effect on the development of crops.

Известен способ влагосберегающей обработки почвы, включающий горизонтальное подрезание первого пласта на небольшую глубину и второго пласта на большую глубину с вертикальным разрезанием пластов почвы без оборота /2/.A known method of moisture-saving tillage, including horizontal cutting of the first layer to a shallow depth and the second layer to a large depth with vertical cutting of soil without a turn / 2 /.

К недостаткам известного способа следует отнести то, что двойное подрезание пласта не обеспечивает преобладания малых фракций в почве и качество влагосберегающей обработки почвы неудовлетворительное. Поэтому горизонтальное подрезание второго пласта, производимое без учета времени релаксации первого пласта, приводит к валообразованию на поверхности почвы.The disadvantages of this method include the fact that the double cutting of the reservoir does not ensure the predominance of small fractions in the soil and the quality of the moisture-saving tillage is unsatisfactory. Therefore, horizontal cutting of the second layer, performed without taking into account the relaxation time of the first layer, leads to gross formation on the soil surface.

Известен агрегат /3/ для осуществления влагосберегающей обработки почвы, содержащий трактор с задним навесным устройством, заднюю раму с расположенными на ней опорными колесами и механизмами регулирования глубины обработки почвы, плоскорезными лапами со стойками, щелерезы и дополнительные рабочие органы.A known unit / 3 / for the implementation of moisture-saving tillage, comprising a tractor with a rear mounted device, a rear frame with support wheels and mechanisms for adjusting the depth of tillage, flat-cut legs with stands, slithereries and additional working bodies.

К недостаткам известного агрегата относится то, что плоскорезные лапы орудия производят горизонтальное подрезание пласта только на глубину 12-45 см, неудовлетворительно крошат пласт с малой долей фракций почвы размером до 50 мм. Щелерезы обрабатывают нижний горизонт почвы только полосами, дополнительные рабочие органы не способствуют формированию влагосберегающей укладки пластов почвы с преобладанием малых фракций.The disadvantages of the known unit include the fact that the flat-cut paws of the implement produce horizontal cutting of the formation only to a depth of 12-45 cm, unsatisfactorily crumbling the formation with a small fraction of soil fractions up to 50 mm in size. Slithereses treat the lower soil horizon only in strips; additional working bodies do not contribute to the formation of moisture-saving laying of soil layers with a predominance of small fractions.

Известен агрегат /4/ для осуществления влагосберегающей обработки почвы, содержащий трактор с задним навесным устройством, заднюю раму с расположенными на ней опорными колесами и механизмами регулирования глубины обработки почвы, стойки, установленные в два ряда, с лапами, расположенными в два яруса.A known unit / 4 / for the implementation of moisture-saving tillage, comprising a tractor with a rear mounted device, a rear frame with supporting wheels and mechanisms for adjusting the depth of tillage, racks installed in two rows, with paws located in two tiers.

К недостаткам известного агрегата относится то, что стойки лап второго яруса установлены за стойками лап первого яруса в одной вертикальной плоскости, поэтому вертикальное разрезание пласта неудовлетворительно и не способствует образованию влагосберегающей обработки почвы удовлетворительного качества.The disadvantages of the known unit include the fact that the racks of the paws of the second tier are installed behind the racks of the paws of the first tier in the same vertical plane; therefore, vertical cutting of the formation is unsatisfactory and does not contribute to the formation of a moisture-saving soil treatment of satisfactory quality.

Для улучшения способа и осуществления влагосберегающей обработки почвы второй пласт подрезают после релаксации почвы первого пласта, длительность которой определяют по формуле:To improve the method and the implementation of moisture-saving tillage, the second layer is cut after the relaxation of the soil of the first layer, the duration of which is determined by the formula:

где К - коэффициент вязкости почвы, Па·с;where K is the coefficient of viscosity of the soil, Pa · s;

Е - модуль упругости почвы, Па.E - soil elastic modulus, Pa.

Агрегат оснащен передним навесным устройством и передней рамой, на которой смонтированы опорные колеса с механизмами регулирования глубины обработки почвы и два ряда стрельчатых лап, при этом на задней раме смонтирован барабан с каплевидными уплотнителями, имеющими заточку и вырезы, а установленные на задней раме лапы выполнены узкозахватными, стреловидными и снабжены ∩-образными рыхлителями высотой Δh≤Н₀-H₁, где Н₀ - глубина подрезания второго пласта, H₁ - глубина подрезания первого пласта.The unit is equipped with a front hitch and a front frame on which support wheels are mounted with mechanisms for adjusting the depth of tillage and two rows of lancet paws, while a drum with drop-shaped seals with sharpening and cuts is mounted on the rear frame, and the paws mounted on the rear frame are made narrow , swept and equipped with ∩-shaped cultivators with a height Δh≤H ₀ -H ₁ , where H ₀ is the depth of cutting of the second layer, H ₁ is the depth of cutting of the first layer.

На фиг.1 показан способ влагосберегающей обработки почвы (вид сбоку).Figure 1 shows a method of moisture-saving tillage (side view).

На фиг.2 - сечение С-С фиг.1Figure 2 - section CC of figure 1

На фиг.3 представлен агрегат (вид сбоку).Figure 3 presents the unit (side view).

На фиг.4 показан каплевидный рыхлитель.Figure 4 shows a teardrop-shaped cultivator.

На фиг.5 - сечение А-А фиг.1Figure 5 is a section aa of figure 1

На фиг.6 - сечение В-В фиг.3.In Fig.6 is a section bb In Fig.3.

В предлагаемом способе (фиг.1, 2) сперва производят горизонтальное подрезание 1 первого пласта на глубину H₁=8-10 см, а горизонтальное подрезание 2 второго пласта производят после релаксации почвы первого пласта с задержкой во времени

на глубину Н₀=22-24 см. При нарезке щелей 3, 4 выполняют вертикальное разрезание пластов шириной S и S" без оборота пласта на фракции 5 и 6 с размерами соответственно S"·H₁ и S·(H₀-H₁). Одновременно с подрезанием второго пласта фракции 5 первого пласта дополнительно разрезаются на фракции 7 за счет выполнения надрезов 9. Фракции 6 также дополнительно разрезаются на фракции 8 за счет выполнения надрезов 9, которые увеличивают содержание фракций 8 до 24% и более.In the proposed method (figure 1, 2) first, horizontal cutting 1 of the first layer to a depth of H ₁ = 8-10 cm, and horizontal cutting 2 of the second layer is performed after relaxation of the soil of the first layer with a time delay

to a depth of H ₀ = 22-24 cm. When cutting slots 3, 4, vertical sections of the S and S ″ wide formations are performed without formation rotation into fractions 5 and 6 with sizes S · H ₁ and S · (H ₀ -H ₁ respectively ) Simultaneously with trimming the second layer, fractions 5 of the first layer are additionally cut into fractions 7 by making cuts 9. Fractions 6 are also additionally cut into fractions 8 by making cuts 9, which increase the content of fractions 8 to 24% or more.

При дополнительном разрезании фракций 5 и 6 на фракции 7 и 8 каплевидные уплотнители 19 барабана 18 создают локальное уплотнение разделительного слоя 10 почвы между пластами.With additional cutting of fractions 5 and 6 into fractions 7 and 8, the tear-shaped seals 19 of the drum 18 create a local compaction of the soil separation layer 10 between the layers.

Задержка в подрезании второго пласта обеспечивает завершение релаксации, процесса снятия внутренних напряжений в почве первого пласта, и способствует образованию влагосберегающих фракций почвы в первом пласте. Каток, воздействуя на слой почвы первого пласта, уменьшает в ней количество фракций размером более 50 мм.The delay in trimming the second layer ensures the completion of relaxation, the process of relieving internal stresses in the soil of the first layer, and promotes the formation of moisture-saving soil fractions in the first layer. The skating rink, acting on the soil layer of the first layer, reduces the number of fractions larger than 50 mm in it.

Подрезание второго пласта должно выполняться с учетом времени релаксации первого пласта. Если

то увеличиваются энергозатраты на обработку почвы, укладка фракций почвы в слое не отвечает условиям влагосбережения. Если

то процесс подрезания второго пласта и процесс разрезания первого пласта производится с валообразованием на поверхности почвы.Trimming of the second layer should be performed taking into account the relaxation time of the first layer. If

then the energy consumption for tillage increases, the laying of soil fractions in the layer does not meet the conditions of moisture conservation. If

then the process of cutting the second layer and the process of cutting the first layer is carried out with gross formation on the soil surface.

Одновременное выполнение вертикального разрезания пластов почвы и локального уплотнения разделительного слоя позволяет производить формирование требуемой влагосберегающей обработки почвы с сохранением стерни на поверхности поля, осуществлять обработку пластов почвы без оборота.The simultaneous vertical cutting of soil layers and local compaction of the separation layer allows the formation of the required moisture-saving tillage while maintaining stubble on the field surface, and tillage of soil layers without a turn.

Распределение фракций почвы по вертикали согласно предлагаемому способу устраняет интенсивное испарение влаги из корнеобитаемого слоя.The vertical distribution of soil fractions according to the proposed method eliminates the intense evaporation of moisture from the root layer.

Создание локального уплотнения разделительного слоя между пластами почвы способствует образованию прослойки, в которой конденсируется влага как из атмосферы, так и из нижних слоев почвы.Creating a local compaction of the separation layer between the soil layers contributes to the formation of a layer in which moisture condenses both from the atmosphere and from the lower soil layers.

Сохранение влаги в почве обеспечивает появление дружных всходов и ускоряет развитие зерновых культур.Preservation of moisture in the soil provides the emergence of friendly seedlings and accelerates the development of crops.

Для осуществления предлагаемого способа применяют агрегат (фиг.3), включающий трактор, на переднее навесное устройство которого навешена рама 11. На раме 11 расположены замок 12 автосцепки, два ряда стрельчатых лап 13, опорные колеса 14 с механизмами регулирования глубины обработки почвы. На заднее навесное устройство трактора навешена рама 15. На раме 15 установлены опорные колеса, узкозахватные стрелообразные лапы 16 с ∩-образными рыхлителями 17, высота которых Δh≤H₀-H₁, где Н₀ - глубина подрезания второго пласта; H₁ - глубина подрезания первого пласта, барабан 18 с уплотнителями 19. Уплотнители 19 выполнены каплевидными и снабжены заточками 20 и 21. Заточка 20 выполнена по радиусу r, а заточка 21 выполнена в виде клина с вырезами 22. Барабан 18 шарнирно присоединен к поводку 23, который снабжен винтовым механизмом 24 регулирования усилия воздействия на подрезанный первый пласт почвы.To implement the proposed method, an aggregate is used (Fig. 3), including a tractor, on the front mounted device of which a frame 11 is mounted. On the frame 11 there are an automatic coupling lock 12, two rows of lancet legs 13, support wheels 14 with mechanisms for adjusting the depth of tillage. A frame 15 is mounted on the rear tractor attachment. On the frame 15 are mounted support wheels, narrow gripping arrow-shaped legs 16 with ∩-shaped cultivators 17, the height of which is Δh≤H ₀ -H ₁ , where H ₀ is the depth of cutting of the second layer; H ₁ is the cutting depth of the first layer, the drum 18 with seals 19. The seals 19 are tear-shaped and provided with sharpeners 20 and 21. The sharpener 20 is made along the radius r, and the sharpener 21 is made in the form of a wedge with cutouts 22. The drum 18 is pivotally attached to the lead 23 , which is equipped with a screw mechanism 24 for regulating the force exerted on the cropped first layer of soil.

Агрегат работает следующим образом. После заглубления всех рабочих органов стрельчатые лапы 13 производят горизонтальное подрезание первого пласта на глубине H₁. Стойки стрельчатых лап 13 нарезают щель 3 и разрезают первый пласт на фракции с размерами (S'·H₁). Узкозахватные стрелообразные лапы 16 делают горизонтальное подрезание 1 второго пласта глубине на Н₀ без оборота. Стойки лап 16 нарезают щель 4 и разрезают первый пласт на фракции 5 с размерами - S"·H₁, а второй пласт - на фракции 6 с размерами - S·(Н₀-H₁). Рыхлители 17 выполняют нижние надрезы 9 и фракции 6 разрезаются на фракции 8, затем поднимают их на высоту Δh (фиг.1) и производят локальное уплотнение разделительного слоя 10 почвы. При вращении барабана 18 в результате воздействия уплотнителей 19 на почву вначале происходит разрезание фракций 5 почвы на фракции 7, содержание которых увеличивается до 24% и более. Одновременно измельчаются растительные остатки заточками 21 и вырезами 22, заточки 20 уплотнителей 19 производят локальное уплотнение слоя 10 почвы.The unit operates as follows. After deepening all the working bodies, the pointed arms 13 produce horizontal cutting of the first layer at a depth of H ₁ . Racks of lancet paws 13 cut a slit 3 and cut the first layer into fractions with sizes (S '· H ₁ ). Narrow-grasping arrow-shaped legs 16 make horizontal cutting 1 of the second layer at a depth of H ₀ without a turn. The legs of the legs 16 cut a slit 4 and cut the first layer into fractions 5 with sizes - S "· H ₁ , and the second layer into fractions 6 with sizes - S · (Н ₀ -H ₁ ). Ripers 17 perform lower cuts 9 and fractions 6 are cut into fractions 8, then they are raised to a height Δh (Fig. 1) and a local compaction of the soil separation layer 10. When the drum 18 rotates as a result of the action of the compactors 19 on the soil, the fractions 5 of the soil are first cut into fractions 7, the content of which increases up to 24% or more. Plant residues are ground at the same time s 21 and notches 22, 20 sharpening seals 19 produce local seal layer 10 of soil.

Установка рам 11 и 15 с рабочими органами на переднем и заднем навесных устройствах трактора должна обеспечивать такое расстояние между рабочими органами рам, чтобы происходила задержка во времени

между обработками первого и второго пластов и тем самым гарантировалось осуществление процесса релаксации почвы первого слоя, а подрезание второго пласта почвы происходило после релаксации почвы первого пласта. Исполнение узкозахватных стрелообразных лап 16 с ∩-образными рыхлителями 17 обеспечивает разрезание нижней части второго пласта на более мелкие фракции.The installation of

frames

11 and 15 with working bodies on the front and rear mounted attachments of the tractor should provide such a distance between the working bodies of the frames that there is a time delay

between the treatments of the first and second strata and thereby the implementation of the process of soil relaxation of the first layer was guaranteed, and the cutting of the second layer of soil occurred after the relaxation of the soil of the first layer. The execution of narrow gripping arrow-shaped paws 16 with ∩-shaped cultivators 17 ensures cutting of the lower part of the second layer into smaller fractions.

Выполнение ∩-образных рыхлителей 17 высотой Δh≤H₀-H₁ дает возможность улучшить качество локального уплотнения разделительного слоя почвы 10 между первым и вторым слоями.The implementation of ∩-shaped cultivators 17 with a height Δh≤H ₀ -H ₁ makes it possible to improve the quality of the local compaction of the separation layer of soil 10 between the first and second layers.

Постановка каплевидных уплотнителей 19 на барабан 18 устраняет залипание барабана почвой.The installation of drop-shaped seals 19 on the drum 18 eliminates the sticking of the drum in the soil.

При работе агрегата на поверхности почвы остаются стерня, измельченные стебли сорняков и пожнивные остатки, создаются влагонакопительные щели, формируются влагосберегающие пласты почвы. Предлагаемый способ обеспечивает требуемое качество влагосберегающей обработки почвы: преобладание фракций размером от 20 до 50 мм в первом и от 5 до 0,25 мм во втором пластах, исключение фракций до 20 мм и менее 0,25 мм из первого и второго пластов соответственно; образование тонкого слоя почвы с плотностью 1,2-1,3 г/см³ между первым и вторым пластами и уменьшение плотности второго пласта до 1,0-1,2 г/см³ /5/. Поэтому применение предлагаемого способа и агрегата для его осуществления улучшает экологическую обстановку и снижает совместное воздействие водной и ветровой эрозий на почву.During the operation of the unit, stubble, crushed weed stalks and crop residues remain on the soil surface, moisture-accumulating cracks are created, moisture-saving soil layers are formed. The proposed method provides the required quality of moisture-saving tillage: the predominance of fractions from 20 to 50 mm in the first and from 5 to 0.25 mm in the second layer, the exclusion of fractions of up to 20 mm and less than 0.25 mm from the first and second layers, respectively; formation of a thin layer of soil at a density of 1.2-1.3 g / cm ³ between the first and second layers and a second reduction to formation density 1.0-1.2 g / cm ^3/5 /. Therefore, the application of the proposed method and unit for its implementation improves the environmental situation and reduces the combined effect of water and wind erosion on the soil.

Источники информацииSources of information

1. Рекомендации: Механизация противоэрозионной обработки почвы и посева - ВНИПТИМЭСХ. - 1972 - с.27-31.1. Recommendations: Mechanization of anti-erosion tillage and sowing - VNIPTIMESH. - 1972 - p. 27-31.

2. Зырянов В.А., Гудков А.С. Теоретические и экспериментальные исследования послойной обработки почвы. // Ветровая эрозия и плодородие почв / науч. тр. ВАСХНИЛ. - М.: «Колос» - 1976. с.295-302.2. Zyryanov V.A., Gudkov A.S. Theoretical and experimental studies of layered tillage. // Wind erosion and soil fertility / scientific. tr UPPER. - M.: “Ear” - 1976. S. 295-302.

3. Борьба с водной эрозией на Северном Кавказе. Издательство Ростовского университета, - 1977. - с.62, 63.3. The fight against water erosion in the North Caucasus. Publishing house of the Rostov University, - 1977. - p. 62, 63.

4. Зыков В.А., Таранин В.И. Ярусная плоскорезная обработка. // Механизация и электрификация с.-х. производства / Сборник статей ВНИПТИМЭСХ: Полеводство, - Зерноград. 1976, с.62-68.4. Zykov V.A., Taranin V.I. Longline flat cutting. // Mechanization and electrification of agricultural production / Collection of articles VNIPTIMESKH: Crop production, - Zernograd. 1976, p. 62-68.

5. Медведев В.В. Оптимизация агрофизических свойств черноземов. - М.: Агропромиздат, 1988. - с.127-128.5. Medvedev VV Optimization of agrophysical properties of chernozems. - M .: Agropromizdat, 1988 .-- pp. 127-128.

Claims

1. A method of moisture-saving tillage, including horizontal cutting of the first layer to a shallow depth and subsequent cutting of the second layer to a depth greater than the depth of cutting of the first layer, and vertical cutting of the layers without a turnaround, characterized in that the second layer is cut after the soil is relaxed in the first layer, the duration of which is determined by the formula

where K is the coefficient of viscosity of the soil, Pa · s;

E - soil elastic modulus, Pa.

2. A unit for moisture-saving soil tillage, comprising a tractor with a rear mounted attachment, a rear frame with support wheels located on it, soil tillage depth control mechanisms, flat-cutting legs with racks arranged in two rows, characterized in that the unit is equipped with a front mounted attachment and the front frame on which the support wheels are mounted with mechanisms for regulating the depth of tillage and two rows of lancet paws, while a drum with a drop-shaped seal is mounted on the rear frame fins having sharpening and cuts, and the legs mounted on the rear frame are made of narrow gripping swept and equipped with ∩-shaped cultivators with a height Δh≤Н ₀ -H ₁ , where Н ₀ is the depth of cutting of the second layer, H ₁ is the depth of cutting of the first layer.