RU2439868C1 - Method for tillage and device for its realisation - Google Patents

Method for tillage and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2439868C1
RU2439868C1 RU2010126482/13A RU2010126482A RU2439868C1 RU 2439868 C1 RU2439868 C1 RU 2439868C1 RU 2010126482/13 A RU2010126482/13 A RU 2010126482/13A RU 2010126482 A RU2010126482 A RU 2010126482A RU 2439868 C1 RU2439868 C1 RU 2439868C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
switch
input
unit
tillage
Prior art date
Application number
RU2010126482/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Дмитриевич Полевик (RU)
Николай Дмитриевич Полевик
Борис Викторович Жданов (RU)
Борис Викторович Жданов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия"
Priority to RU2010126482/13A priority Critical patent/RU2439868C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2439868C1 publication Critical patent/RU2439868C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: method includes tillage by a pulse electromagnetic wave with right-sided elliptical polarisation with energy flow density of 1-1.500 J/m2. Prior to tillage, organic remains and fertilisers are added to the soil, primarily manure. The device comprises a modulator, connected to a high-frequency oscillator, a unit of operation mode setting and an antenna track with a radiator. The appropriate output of the operation mode setting unit is connected to the inlet of the modulator. The radiator comprises radiating elements. The device additionally comprises a switch with one high-frequency input and high-frequency outputs and a unit of switch control. The output of the mode setting unit is connected to the input of the switch control unit. The output of the switch control unit is connected to the control input of the switch, the appropriate outputs of which are connected to radiating elements.
EFFECT: technology and design will make it possible to increase content of nutrients and humus available for plants.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретения относятся к области сельского хозяйства, преимущественно к земледелию, и используются для повышения урожая за счет обогащения почвы азотом и другими питательными веществами, а также для создания установки для обработки почвы.The invention relates to the field of agriculture, mainly to agriculture, and is used to increase the yield by enriching the soil with nitrogen and other nutrients, as well as to create a plant for processing the soil.

Известен способ обработки почвы путем воздействия на нее электрическим разрядом, в котором с целью повышения эффективности за счет увеличения количества усвояемых форм азота в почве и увеличения объема обрабатываемой почвы обработку осуществляют кистевым электрическим разрядом, создаваемым непосредственно в пахотном слое почвы [Авт. свид. СССР №740173, М. Кл.2 А01В 47/00, 1980].A known method of tillage by exposure to electric discharge, in which, in order to increase efficiency by increasing the number of assimilable forms of nitrogen in the soil and increase the volume of the treated soil, the treatment is carried out by hand electric discharge created directly in the arable layer of soil [Auth. testimonial. USSR No. 740173, M. Cl. 2 A01B 47/00, 1980].

Недостатками этого способа являются трудности создания электрического разряда в пахотном слое почвы при движении установки по полю и обеспечения надежной работы устройства; значительные энергозатраты (8,5 Дж/кг почвы); малая производительность.The disadvantages of this method are the difficulties of creating an electric discharge in the arable layer of the soil when moving the installation in the field and ensuring reliable operation of the device; significant energy consumption (8.5 J / kg of soil); low productivity.

Наиболее близким к заявленному способу по совокупности признаков является взятый за прототип способ повышения урожая культуры за счет обработки почвы импульсным потоком электромагнитной энергии с плотностью потока энергии, достаточной для гибели или ослабления сорной растительности [Заявка Великобритании №1419429, МКИ А01М 21/04, 1975].Closest to the claimed method according to the totality of features, is the prototype method of increasing the crop yield by treating the soil with a pulsed electromagnetic energy flux with an energy flux density sufficient to kill or weaken weed vegetation [UK Application No. 1419429, MKI A01M 21/04, 1975] .

По сравнению с вышеописанным аналогом данный способ обеспечивает бесконтактный подвод электромагнитной энергии в обрабатываемый слой почвы.Compared with the above-described analogue, this method provides a non-contact supply of electromagnetic energy to the treated soil layer.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- значительные энергозатраты на реализацию способа 1,0-1,5 МДж/м2 [Шустов В.И. Эффективность применения СВЧ-установок для борьбы с сорной растительностью. // Использование СВЧ-энергии в с.-х. производстве: Сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. Зерноград. С.86-101], что не позволяет создать высокопроизводительные установки и делает данный способ неэффективным как с энергетической, так и с экономической точек зрения;- significant energy consumption for the implementation of the method 1.0-1.5 MJ / m 2 [Shustov V.I. The effectiveness of microwave installations for weed control. // Use of microwave energy in agricultural production: Sat scientific tr / VNIPTIMESKH. Zernograd. S.86-101], which does not allow to create high-performance installations and makes this method inefficient both from the energy and economic points of view;

- отрицательное воздействие на почвенные микроорганизмы, вследствие нагрева поверхностного слоя почвы до температуры гибели растений. Так, например, обработка снижает активность нитрификаторов.- negative effect on soil microorganisms due to heating of the surface soil layer to the temperature of plant death. So, for example, processing reduces the activity of nitrification.

Известно устройство для обработки почвы потоком электромагнитного излучения [Заявка Великобритании №1419429, МКИ А01М 21/04, 1975], которое включает источник питания, СВЧ-генератор, антенный тракт, устройство излучения (излучатель) и устройство контроля проходящей СВЧ-мощности, установленные на мобильную платформу.A device for treating soil with a flow of electromagnetic radiation [UK Application No. 1419429, MKI A01M 21/04, 1975], which includes a power source, a microwave generator, antenna path, a radiation device (emitter) and a device for monitoring the transmitted microwave power, installed on mobile platform.

Недостатком данного устройства является невозможность получения при работе в импульсном режиме высокой импульсной плотности потока мощности (ППМ) на поверхности почвы при большой эффективной площади излучателей. Импульсная ППМ ограничивается мощностью импульсных генераторов электромагнитной энергии (ЭМЭ), что не позволяет увеличивать площадь одновременно обрабатываемого участка почвы без ее снижения. Несоответствие характеристик импульсного СВЧ-генератора по оптимальному соотношению средней и импульсной мощностей требованиям технологического процесса обработки почвы приводит к снижению эффективности использования СВЧ-генератора и энергетической эффективности технологии.The disadvantage of this device is the inability to obtain when operating in a pulsed mode high pulsed power flux density (PPM) on the soil surface with a large effective area of the emitters. Pulse PPM is limited by the power of pulsed generators of electromagnetic energy (EME), which does not allow to increase the area of the simultaneously cultivated area of the soil without reducing it. The mismatch of the characteristics of the pulsed microwave generator in the optimal ratio of average and pulsed power to the requirements of the soil cultivation process leads to a decrease in the efficiency of using the microwave generator and the energy efficiency of the technology.

Наиболее близким к заявленному в группе изобретению по совокупности признаков является устройство для стимуляции и/или коррекции функционального состояния биологического объекта [RU 2033210 С1, МПК 7 А61N 5/02], содержащее модулятор, подключенный к генератору СВЧ, антенный тракт, выполненный в виде направленного ответвителя с выходами, с каждым из которых связаны соответствующие последовательно включенные фазовращатель и излучатель, блок управления фазовращателями и блок задания режимов работы. Излучатели выполнены в виде фазированной антенной решетки, что позволяет создать случайно изменяющуюся диаграмму направленности излучателей и повысить эффективность работы.The closest to the claimed in the group of the invention in terms of features is a device for stimulating and / or correcting the functional state of a biological object [RU 2033210 C1, IPC 7 A61N 5/02], containing a modulator connected to a microwave generator, antenna path made in the form of directional a coupler with outputs, each of which is associated with a corresponding series-connected phase shifter and emitter, a control unit for phase shifters and a unit for setting operating modes. The emitters are made in the form of a phased antenna array, which allows you to create a randomly varying radiation pattern of the emitters and increase work efficiency.

Недостатком данного устройства является невозможность получения при работе в импульсном режиме высокой импульсной плотности потока мощности (ППМ) на поверхности почвы при большой эффективной площади излучателей и ограниченной мощности генератора ЭМЭ. Кроме того, при использовании данного устройства для обработки почвы и других объектов, находящихся в непосредственной близости от раскрыва фазированной антенны (расстояние меньше длины волны), диаграмма направленности не может быть сформирована, а каждый излучатель антенны работает независимо от других. Это не позволяет сконцентрировать излучаемую антенной решеткой энергию на отдельном участке почвы.The disadvantage of this device is the inability to obtain, when operating in a pulsed mode, a high pulsed power flux density (PPM) on the soil surface with a large effective area of emitters and limited power of the EME generator. In addition, when using this device for processing soil and other objects located in the immediate vicinity of the aperture of a phased antenna (the distance is less than the wavelength), the radiation pattern cannot be formed, and each antenna emitter works independently of the others. This does not allow to concentrate the energy emitted by the antenna array in a separate area of the soil.

Целью изобретений является повышение эффективности обработки почвы за счет увеличения количества усвояемых форм азота и других питательных веществ в почве при снижении энергозатрат, а также создание высокопроизводительной установки для обработки почвы импульсным потоком ЭМЭ.The aim of the invention is to increase the efficiency of soil treatment by increasing the number of digestible forms of nitrogen and other nutrients in the soil while reducing energy consumption, as well as the creation of a high-performance installation for soil treatment by a pulsed flow of EME.

Поставленная цель достигается способом обработки почвы путем воздействия на нее импульсным потоком электромагнитной энергии, в котором в отличие от прототипа обработку осуществляют электромагнитными волнами с правосторонней эллиптической поляризацией при плотности потока энергии 1-1500 Дж/м2.The goal is achieved by the method of processing the soil by exposing it to a pulsed flow of electromagnetic energy, in which, unlike the prototype, the treatment is carried out by electromagnetic waves with right-handed elliptical polarization at an energy flux density of 1-1500 J / m 2 .

Эффективность способа обработки почвы может быть повышена за счет внесения в почву до ее обработки органических остатков и удобрений, преимущественно навоза.The effectiveness of the method of cultivating the soil can be improved by introducing organic residues and fertilizers, mainly manure, into the soil before processing it.

Устройство для обработки почвы содержит модулятор, подключенный к генератору высокочастотных колебаний, блок задания режимов работы, соответствующий выход которого связан с входом модулятора и антенный тракт с излучателем, содержащим излучающие элементы, и в отличии от прототипа дополнительно содержит переключатель с одним высокочастотным входом и высокочастотными выходами, блок управления переключателем, при этом выход блока задания режимов соединен с входом блока управления переключателем, а выход блока управления переключателем соединен с управляющим входом переключателя, соответствующие выходы которого соединены с излучающими элементами.The soil tillage device comprises a modulator connected to a high-frequency oscillation generator, a mode setting unit, the corresponding output of which is connected to the modulator input and an antenna path with an emitter containing radiating elements, and, unlike the prototype, additionally contains a switch with one high-frequency input and high-frequency outputs , the switch control unit, while the output of the mode setting unit is connected to the input of the switch control unit, and the output of the switch control unit connected to the control input of the switch, the corresponding outputs of which are connected to the radiating elements.

Технической результат, достигаемый группой изобретений, заключается в ускорении процессов образования необходимых растениям питательных веществ из минеральных и органических резервов почвы и закреплении части их в гумусовых запасах почвы вследствие стимулирующего эффекта воздействия импульсного электромагнитного излучения на почвенные микроорганизмы, при снижении энергозатрат на обработку почвы.The technical result achieved by the group of inventions is to accelerate the formation of nutrients necessary for plants from mineral and organic soil reserves and to fix part of them in humus soil reserves due to the stimulating effect of pulsed electromagnetic radiation on soil microorganisms, while reducing energy consumption for soil cultivation.

Проведенные авторами исследования выявили новые биотропные параметры ЭМИ, характеризующие его поляризационную пространственную структуру, которые в значительной степени определяют эффект воздействия ЭМИ на почвенные микроорганизмы (МО). Установлено, что наибольший стимулирующий эффект воздействия на почвенные МО при наименьшей плотности потока ЭМЭ оказывает правополяризованное ЭМИ. Полученные результаты можно интерпретировать как следствие молекулярной диссимметрии ключевых биополимерных структур.The studies conducted by the authors revealed new biotropic parameters of electromagnetic radiation characterizing its polarization spatial structure, which largely determine the effect of electromagnetic radiation on soil microorganisms (MO). It has been established that the most stimulating effect on soil MO at the lowest EME flux density is exerted by the right-polarized EMR. The results can be interpreted as a consequence of molecular dissymmetry of key biopolymer structures.

Авторами впервые установлено, что снижение энергозатрат и повышение эффективности стимуляции почвенных МО возможно за счет увеличения импульсной плотности потока мощности и обеспечения оптимальной пространственно-временной структуры ЭМИ, которые и определяют пороговое значение плотности потока энергии, начиная с которого проявляется устойчивый эффект стимуляции почвенных МО.The authors found for the first time that a decrease in energy consumption and an increase in the efficiency of stimulation of soil MOs is possible due to an increase in the pulsed power flux density and an optimal spatial-temporal structure of electromagnetic radiation, which determine the threshold value of the energy flux density, from which a stable effect of soil MO stimulation appears.

Реализация новых энергоинформационных путей управления жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов позволила значительно увеличить стабильность и эффективность технологических приемов их стимуляции электромагнитным излучением и снизить энергозатраты по сравнению с технологиями, в основу которых положен диэлектрический нагрев. При этом становится экономически и энергетически обоснованной электромагнитная обработка больших объемов сельскохозяйственной продукции и почвы.The implementation of new energy-information ways of managing the vital activity of soil microorganisms has significantly increased the stability and efficiency of technological methods for stimulating them with electromagnetic radiation and reduce energy consumption compared to technologies based on dielectric heating. At the same time, electromagnetic processing of large volumes of agricultural products and soil becomes economically and energy-based.

По предложенному авторами способу поверхностный слой почвы облучается импульсным потоком ЭМИ с правосторонней эллиптической поляризацией при плотности потока энергии от 1 до 1500 Дж/м2. Заявляемый минимальный уровень плотности потока электромагнитной энергии, 1 Дж/м2, необходимый для стимуляции микробиологической активности почвы, был установлен по результатам опытов. При этом минимизировалась продолжительность обработки и импульсная плотность потока мощности. Обработка почвы с ППЭ менее 1 Дж/м2 не обеспечивала стабильного и достоверного повышения микробиологической активности почвы. Установление верхнего порога ППЭ в 1500 Дж/м2 связано с тем, что при дальнейшем увеличении ППЭ начинают проявляться тепловые эффекты и снижается энергетическая эффективность способа. Кроме того, при ППЭ выше 1500 Дж/м2 наблюдаются стимулирующие эффекты при немодулированных потоках микроволновой ЭМЭ [А.С. №891026, М. Кл.3 А01G 7/04, (СССР). Способ борьбы с нежелательной растительностью. Ф.Я.Изаков и др. Опубл. 23.12.81. БИ 1981, №47. С.7]. В заявленном диапазоне ППЭ от 1 до 1500 Дж/м2 немодулированный линейно поляризованный поток ЭМИ не оказывает существенного влияния на микробиологическую активность почвы.According to the method proposed by the authors, the surface soil layer is irradiated by a pulsed electromagnetic flux with right-handed elliptical polarization at an energy flux density of from 1 to 1500 J / m 2 . The claimed minimum level of density of the flux of electromagnetic energy, 1 J / m 2 required to stimulate the microbiological activity of the soil, was established according to the results of experiments. At the same time, the processing time and the pulsed power flux density were minimized. Soil cultivation with a PES of less than 1 J / m 2 did not provide a stable and reliable increase in the microbiological activity of the soil. The establishment of the upper threshold of the PES of 1500 J / m 2 is due to the fact that with a further increase in the PES, thermal effects begin to appear and the energy efficiency of the method decreases. In addition, with PES above 1500 J / m 2 , stimulating effects are observed with unmodulated microwave EME flows [A.S. No. 891026, M. Cl. 3 A01G 7/04, (USSR). A way to deal with unwanted vegetation. F.Ya. Izakov et al. Publ. 12/23/81. BI 1981, No. 47. C.7]. In the claimed PES range from 1 to 1500 J / m 2, an unmodulated linearly polarized flux of electromagnetic radiation does not significantly affect the microbiological activity of the soil.

Эффективность способа обработки почвы возрастает, если предварительно, до обработки, в почву вносят органические остатки и удобрения, преимущественно навоз. Навоз, торф, тепличный грунт являются богатой питательной средой для грибов, фосфоразотофиксирующих и других бактерий и в сравнении с обычной почвой, бедной органическими веществами (выщелоченный чернозем, серозем и др.), эффекты активации их микробиологической активности значительно превосходят эффекты при обработке бедных почв.The effectiveness of the method of soil cultivation increases if previously, before treatment, organic residues and fertilizers are introduced into the soil, mainly manure. Manure, peat, and greenhouse soil are a rich nutrient medium for fungi, phospho-fixative, and other bacteria, and in comparison with ordinary soil poor in organic matter (leached chernozem, serozem, etc.), the effects of their microbiological activity activation are significantly superior to the effects of treating poor soils.

Для осуществления описанного выше способа обработки почвы разработано устройство, которое представляет собой мобильную установку для обработки почвы, содержащую излучатели ЭМЭ, выполненные в виде антенной решетки, состоящей из излучающих элементов, представляющих собой антенны с правосторонней эллиптической поляризацией электромагнитной волны.To implement the method of tillage described above, a device has been developed that is a mobile unit for tillage containing EME emitters made in the form of an antenna array consisting of radiating elements, which are antennas with right-handed elliptical polarization of the electromagnetic wave.

Указанный единый результат при осуществлении группы изобретений по объекту - устройству достигается тем, что, также как прототип, заявляемое устройство содержит модулятор, подключенный к генератору высокочастотных колебаний, блок задания режимов работы, соответствующий выход которого связан с входом модулятора и антенный тракт с излучателем, содержащим излучающие элементы.The specified single result in the implementation of the group of inventions on the object - the device is achieved by the fact that, like the prototype, the claimed device contains a modulator connected to a high-frequency oscillation generator, a unit for setting operating modes, the corresponding output of which is connected to the modulator input and an antenna path with an emitter containing radiating elements.

В результате проведенного авторами патентного поиска по научно-технической и патентной литературе установлено, что новая совокупность признаков как способа, так и устройства с достижением нового положительного эффекта - увеличение количества усвояемых форм азота и других питательных веществ в почве при снижении энергозатрат, а также создание высокопроизводительной установки для обработки почвы за счет увеличения импульсной плотности потока мощности на поверхности обрабатываемого участка почвы при ограниченной импульсной мощности генератора ЭМЭ и большой площади одновременно обрабатываемого участка, не известна и не следует явным образом из уровня техники, что подтверждает соответствие изобретений критерию «новизна» и «изобретательский уровень».As a result of the patent search by the authors of the scientific, technical and patent literature, it was found that a new set of features of both the method and the device with the achievement of a new positive effect is an increase in the number of digestible forms of nitrogen and other nutrients in the soil while reducing energy consumption, as well as creating a highly productive installations for tillage by increasing the pulsed power flux density on the surface of the treated soil with limited pulse power EME generator and a large area of the simultaneously processed area is not known and does not follow explicitly from the prior art, which confirms the compliance of the inventions with the criterion of "novelty" and "inventive step".

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для обработки почвы. Устройство включает модулятор 1, генератор ЭМЭ 2, переключатель на несколько направлений 3, излучатель энергии 4, состоящий из излучающих элементов (1, 2…N), блок управления переключателем 5 и блок задания режимов работы 6. Выходы блока задания режимов работы 6 связаны с модулятором 1 и блоком управления переключателем 5, который соединен с управляющим входом переключателя, соответствующие выходы которого соединены с излучающими элементами. Модулятор 1 подключен к генератору 2, выход которого подключен к высокочастотному входу переключателя 3.Figure 1 shows a block diagram of a device for tillage. The device includes a modulator 1, an EME generator 2, a switch in several directions 3, an energy emitter 4, consisting of radiating elements (1, 2 ... N), a control unit for the switch 5 and a unit for setting operating modes 6. The outputs of the unit for setting operating modes 6 are connected with a modulator 1 and a control unit for the switch 5, which is connected to the control input of the switch, the corresponding outputs of which are connected to the radiating elements. Modulator 1 is connected to generator 2, the output of which is connected to the high-frequency input of switch 3.

Способ осуществляется с помощью устройства следующим образом: промодулированный модулятором 1 (фиг.1) поток ЭМЭ, представляющий собой уплотненную импульсную последовательность Ру (фиг.2), количество импульсов в которой в N раз больше, чем исходная, требуемая технологией обработки последовательность, генерируемый высокочастотным генератором 2, поступает на вход многоканального переключателя 3, в котором коммутируется (переключается) на N выходов, с которых электромагнитная энергия поочередно поступает на излучающие элементы излучателя 4 и излучается в почву. Блок задания режимов работы 6 синхронизирует работу модулятора 1 и переключателя 3, посредством блока управления переключателем 5, и обеспечивает требуемую последовательность импульсов ЭМЭ Р (фиг.2) на выходе каждого излучающего элемента (Р1…РN фиг.2).The method is carried out using the device as follows: an EME stream modulated by modulator 1 (Fig. 1), which is a compressed pulse sequence P y (Fig. 2), the number of pulses in which is N times greater than the initial sequence required by the processing technology high-frequency generator 2, is fed to the input of a multi-channel switch 3, in which it is switched (switched) to N outputs, from which electromagnetic energy is alternately supplied to the radiating elements of the emitter 4 and radiated into the soil. The unit for setting the operating modes 6 synchronizes the operation of the modulator 1 and the switch 3, by means of the control unit of the switch 5, and provides the desired pulse train EME R (figure 2) at the output of each radiating element (P 1 ... P N figure 2).

Почва обрабатывается с помощью перемещаемого над ее поверхностью излучателя ЭМЭ, представляющего собой антенную решетку, состоящую из излучающих элементов, формирующих в почве электромагнитную волну с правосторонней эллиптической поляризацией.The soil is processed using an EME emitter moving over its surface, which is an antenna array consisting of radiating elements forming an electromagnetic wave in the soil with right-handed elliptical polarization.

Предлагаемый способ обработки почвы может применяться как до, так и после посадки культуры и для обработки паров.The proposed method of tillage can be applied both before and after planting crops and for the treatment of vapors.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Для обработки почвы во всех экспериментах использовался импульсный генератор, выполненный на магнетроне МИ - 119, обеспечивающий на частоте 890 МГц регулируемый уровень импульсной мощности от 20 до 200 кВт.In all experiments, soil treatment was performed using a pulsed generator made on an MI - 119 magnetron, which provides an adjustable level of pulsed power from 20 to 200 kW at a frequency of 890 MHz.

Оценка влияния характера эллиптической поляризации ЭМВ на микробиологическую активность почвы проводилась в лабораторных опытах. Для обработки образцов почвы в лабораторных условиях в качестве излучателя использовался рупорный излучатель с перестраиваемой поляризацией излучаемой ЭМВ. Обрабатывались образцы почвы массой 0,25 кг. Тип почвы - выщелоченный чернозем. Исходная влажность - 20%. Число повторностей в вариантах опыта составляло 3. Микробиологический анализ почвы проводился по общепринятой методике после отлежки ее после обработки в течение 20 дней.The influence of the nature of the elliptical polarization of electromagnetic waves on the microbiological activity of the soil was evaluated in laboratory experiments. To process soil samples in laboratory conditions, a horn radiator with a tunable polarization of the emitted electromagnetic wave was used as the emitter. Processed soil samples weighing 0.25 kg. Type of soil - leached chernozem. The initial humidity is 20%. The number of replications in the experimental variants was 3. The microbiological analysis of the soil was carried out according to the generally accepted technique after being baled after treatment for 20 days.

Влияние характера эллиптической поляризации ЭМВ на численность микроорганизмов КАА.Influence of the nature of the elliptical polarization of electromagnetic waves on the number of microorganisms of CAA. ПараметрыOptions Режим обработкиProcessing mode 1one 22 33 4four 55 66 Плотность потока энергии, Дж/м2 The energy flux density, J / m 2 900900 900900 440440 440440 260260 260260 Характер эллиптической поляризации ЭМВ:The nature of the elliptical polarization of electromagnetic waves: левосторонняяleft-handed ++ ++ ++ правосторонняяright-handed ++ ++ ++ Среднее количество, млн/гAverage amount, mln / g 7,857.85 10,310.3 7,07.0 11,611.6 7,87.8 9,09.0 Количество микроорганизмов в % по отношению к контролю (6,2 млн/г)The number of microorganisms in% relative to the control (6.2 million / g) 127127 166 166 112112 187 187 128128 147 147 Примечание: 1. - Отличие данных от контроля по t - критерию Стьюдента Р<0,05.Note: 1. —Difference of data from control by t - Student's criterion P <0.05.

2. Коэффициенты эллиптичности поляризационных характеристик ЭМВ для левосторонней и правосторонней поляризаций были равны и составляли 0,8.2. The coefficients of ellipticity of the polarization characteristics of electromagnetic waves for left-side and right-side polarizations were equal and amounted to 0.8.

Оценка эффективности обработки почвы в заявленном диапазоне плотности потока электромагнитной энергии проводилась в лабораторных опытах по обработке образцов торфа импульсным потоком электромагнитного излучения с правосторонней эллиптической поляризацией ЭМВ. Обрабатывались образцы массой 0,2 кг, влажностью 20% в трехкратной повторности. Плотность потока мощности на выходе излучателя и время обработки выбирались таким образом, чтобы плотность потока энергии, прошедшей через образцы почвы, составляла 1…1500 Дж/м2.Evaluation of the effectiveness of soil cultivation in the claimed range of electromagnetic energy flux density was carried out in laboratory experiments on the processing of peat samples by a pulsed flux of electromagnetic radiation with a right-handed elliptical polarization EMF. Processed samples weighing 0.2 kg, humidity 20% in triplicate. The power flux density at the emitter output and the processing time were chosen so that the flux density of energy transmitted through soil samples was 1 ... 1500 J / m 2 .

Содержание гумуса в торфе на 20 день после его обработкиHumus content in peat on the 20th day after its processing Плотность потока энергии (Дж/м2)Energy flux density (J / m 2 ) Среднее содержание гумуса (%)The average content of humus (%) По отношению к контролю (%)Relative to control (%) 0,50.5 21,521.5 114114 1one 26,526.5 141 141 1010 42,042.0 223 223 150150 29,729.7 158 158 500500 40,940.9 216,4 216.4 15001500 27,827.8 147,8 147.8 КонтрольThe control 18,818.8 100one hundred Примечание: 1. - Отличие данных от контроля по t - критерию Стьюдента Р<0,05.Note: 1. —Difference of data from control by t - Student's criterion P <0.05.

Обработка опытных делянок в полевых опытах проводилась макетом мобильной установки, имеющей суммарную площадь раскрыва шести излучателей, равную 3,5 м2. В качестве излучателя использовалась антенная решетка, состоящая из восьми излучающих элементов, представляющих собой волноводные излучатели с правосторонней эллиптической поляризацией.The processing of the experimental plots in the field experiments was carried out by the prototype of a mobile unit having a total opening area of six emitters equal to 3.5 m 2 . An antenna array consisting of eight radiating elements representing waveguide radiators with right-handed elliptical polarization was used as a radiator.

За счет реализации заявляемого устройства при общей площади одновременно обрабатываемого участка почвы 4 м2 и импульсной мощности на выходе генератора 200 кВт на поверхности почвы была получена импульсная плотность потока мощности равная 400 кВт/м2.Due to the implementation of the inventive device with a total area of simultaneously cultivated soil of 4 m 2 and a pulsed power at the generator output of 200 kW on the soil surface, a pulsed power flux density of 400 kW / m 2 was obtained.

Пример 1. В течение двух лет проводилась однократная обработка чистого пара макетом мобильной установки при плотности импульсного потока электромагнитной энергии 20 Дж/м2. Почва - выщелоченный чернозем. Размер делянок 200 м2. Повторность двухкратная. В первый год обработка проводилась 16.05, а пробы почвы брались дважды 11.06 и 18.06. Во второй год почва обрабатывалась 09.06, пробы брались 19.08. Полевые опыты и анализ образцов почвы проводились по общепринятым методикам. В образцах определялось содержание общего гумуса, азота (N-NO3) и фосфора (Р2O5).Example 1. For two years, a single treatment of pure steam with a mock-up of a mobile unit was carried out at a pulse flux density of electromagnetic energy of 20 J / m 2 . The soil is leached chernozem. The size of the plots is 200 m 2 . The duplication is twofold. In the first year, the treatment was carried out on 16.05, and soil samples were taken twice on 11.06 and 18.06. In the second year, the soil was cultivated on 09.06, and samples were taken on 19.08. Field experiments and analysis of soil samples were carried out according to generally accepted methods. The content of total humus, nitrogen (N-NO 3 ) and phosphorus (P 2 O 5 ) was determined in the samples.

Результаты экспериментов показали, что однократная обработка почвы импульсным потоком электромагнитной энергии при плотности 20 Дж/м2 и правосторонней эллиптической поляризацией ЭМВ достоверно увеличивает в почве содержание основных питательных веществ: общего гумуса на 16%, азота на 27% и фосфора на 25%.The experimental results showed that a single soil treatment with a pulsed flow of electromagnetic energy at a density of 20 J / m 2 and right-handed elliptical polarization EMW significantly increases the content of basic nutrients in the soil: total humus by 16%, nitrogen by 27% and phosphorus by 25%.

Пример 2. Для оценки влияния импульсной электромагнитной обработки почвы на урожай культуры проводилась однократная обработка почвы (в режиме примера 1) перед посевом пшеницы. Определялся урожай зерна пшеницы на чистом участке (урожай, который мог быть получен при отсутствии на делянках сорной растительности), содержание основных питательных веществ в почве после уборки урожая, а также биологическая активности почвы.Example 2. To assess the impact of pulsed electromagnetic tillage on the crop, a single tillage was carried out (in the mode of Example 1) before sowing wheat. The wheat grain yield was determined on a clean plot (the crop that could have been obtained without weeds on the plots), the content of basic nutrients in the soil after harvesting, and the biological activity of the soil.

Результаты экспериментов показали, что однократная обработка почвы достоверно увеличивает: урожай зерна на чистом участке на 40%;The results of the experiments showed that a single tillage significantly increases: grain yield in a clean area by 40%;

численность микроорганизмов, усваивающих минеральные формы азота (КАА) в 2,5 раза, содержания азота от 1,2 раз (слой почвы 0-20 см) до 2,2 раз (слой почвы 20-40 см).the number of microorganisms that assimilate mineral forms of nitrogen (KAA) is 2.5 times, the nitrogen content is from 1.2 times (soil layer 0-20 cm) to 2.2 times (soil layer 20-40 cm).

Аналогичные результаты получены и в других сериях экспериментов, проведенных при различной плотности потока энергии и разных температурно-влажностных условиях.Similar results were obtained in other series of experiments conducted at different energy flux densities and different temperature and humidity conditions.

Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления обеспечивает увеличение основных питательных веществ в почве: общего гумуса, азота и фосфора, что приводит к увеличению урожая культуры и позволит уменьшить или полностью исключить внесение минеральных удобрений в почву.Using the proposed method and device for its implementation provides an increase in the main nutrients in the soil: total humus, nitrogen and phosphorus, which leads to an increase in crop yield and will reduce or completely eliminate the introduction of mineral fertilizers into the soil.

Claims (3)

1. Способ обработки почвы импульсным потоком электромагнитной энергии, отличающийся тем, что обработку осуществляют электромагнитной волной с правосторонней эллиптической поляризацией при плотности потока энергии 1-1500 Дж/м2.1. The method of soil treatment by a pulsed flow of electromagnetic energy, characterized in that the treatment is carried out by an electromagnetic wave with right-handed elliptical polarization at an energy flux density of 1-1500 J / m 2 . 2. Способ обработки почвы по п.1, отличающийся тем, что в почву до обработки вносят органические остатки и удобрения, преимущественно навоз.2. The method of tillage according to claim 1, characterized in that organic residues and fertilizers, mainly manure, are introduced into the soil prior to cultivation. 3. Устройство для обработки почвы, содержащее модулятор, подключенный к генератору высокочастотных колебаний, блок задания режимов работы, соответствующий выход которого связан с входом модулятора, и антенный тракт с излучателем, содержащим излучающие элементы, отличающееся тем, что дополнительно содержит переключатель с одним высокочастотным входом и высокочастотными выходами, блок управления переключателем, при этом выход блока задания режимов соединен с входом блока управления переключателем, а выход блока управления переключателем соединен с управляющим входом переключателя, соответствующие выходы которого соединены с излучающими элементами. 3. A device for tillage, containing a modulator connected to a generator of high-frequency oscillations, a unit for setting operating modes, the corresponding output of which is connected to the input of the modulator, and an antenna path with an emitter containing emitting elements, characterized in that it further comprises a switch with one high-frequency input and high-frequency outputs, the switch control unit, while the output of the mode setting unit is connected to the input of the switch control unit, and the output of the switch control unit it is connected to the control input of the switch, the corresponding outputs of which are connected to the radiating elements.
RU2010126482/13A 2010-06-28 2010-06-28 Method for tillage and device for its realisation RU2439868C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010126482/13A RU2439868C1 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Method for tillage and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010126482/13A RU2439868C1 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Method for tillage and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2439868C1 true RU2439868C1 (en) 2012-01-20

Family

ID=45785424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010126482/13A RU2439868C1 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Method for tillage and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2439868C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700623C1 (en) * 2018-11-01 2019-09-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства" (ФГБНУ ВСТИСП) Mobile device for electromagnetic treatment of plants

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700623C1 (en) * 2018-11-01 2019-09-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства" (ФГБНУ ВСТИСП) Mobile device for electromagnetic treatment of plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Triplett Jr et al. Nitrogen, Phosphorus, and Potassium Fertilization of Non‐Tilled Maize 1
KR101225931B1 (en) Soil sterilizer
RU2439868C1 (en) Method for tillage and device for its realisation
CN104620713B (en) A kind of straw-returning submerging treatment method for preventing and kill off capsicum field weed
Morozov et al. Microwave technology for treatment seed
Bezpal'ko et al. Ways to increase the yield capacity of winter wheat and spring barley on the basis of applying pre-sowing seed irradiation with extra high frequencies microwave field in the conditions of Eastern Forest-Steppe of Ukraine
CN105941382B (en) The method and device of bacterium in a kind of killing soil
RU2549091C1 (en) Method of cultivation of wide row arable crops
RU2331997C1 (en) Method for returning abandoned and suspended agricultural land into rotation
RU2475015C2 (en) Method of potato cultivation on seedbeds
Debbarma et al. Effect of System of Barley Intensification Technique on Growth Parameters of Organic Barley (Hordeum vulgare L.)
RU2407262C2 (en) Method of reclamation tillage
Kar et al. Azolla sporulation in response to application of some selected auxins and their combination with gibberellic acid
RU2813800C1 (en) Method of growing potatoes using organic and mineral fertilizers
CN114766459B (en) Process for treating root nematode-containing soil of greenhouse by microwaves
Shukla et al. Improving growth and yield of winter initiated sugarcane (Saccharum spp hybrid complex) ratoon through bioagents amended pressmud cake in subtropical India
Brodie et al. Microwave Treatment of Soil for Weed and Pathogen Control
Mehta et al. Yield and profitability of fenugreek (Trigonella foenum-graecum) as influenced by irrigation and nutrient levels with varying crop geometry
Haque et al. Effect of Potassium Fretilization to Increase the Yield of Carrot (Daucus carota L.)
Cicatelli et al. Microwave treatment of agricultural soil samples
Ajil et al. Physiological Effects of Nano-Amino Acids and Potassium Silicate on Some Quantitative and Qualitative Indicators of Sweet Pepper (Capsicum Annuum)
Klauk et al. The potential of glyphosate-alternatives like electrophysical weeding in the stale seedbed method for Alopecurus myosuroides (Huds.) control.
RU2159527C1 (en) Soil fallow amelioration method
Krishnaveni et al. Non-Chemical Agronomic Weed Management Approaches
WO2023111312A1 (en) Method and device for controlling plants, pest and weed populations in frozen soil

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120629