SU1395163A1 - Способ обработки почвы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и может быть применено преимущественно дл  основной обработки : почвы под озимые культуры после непаровых предшественников. Цель изобретени  - уменьшение энергоемкости обра-ог ботки почвы и увеличение накоплени  влаги. Рыхл т верхний слой почвы толщиной 3-16 см на всю площадь поперечного сечени . В нижнем слое вьтолн ют периодические углублени  трапецеидальной формы,пересекающие уплотненную по- дощву на глубину 5-15 см. Размеры углублений и рассто ние между ними определ ют из соотношени  (H, -h) + (H,-h)ctgeu/ /(Н-h), где D - рассто ние между углублени ми дна борозды трапецеидальной формы; В - ширина рабочего органа, образующего углубление трапецеидальной формы, равна  5-20 см; Н - глубина основной обработки почвы под данную с/х культуру, на которой образуют уплотненную подошву; Н - рассто ние от поверхности пол  до дна углублени  трапецеидальной формы, равное Н + (5-15 см); h - глубина рыхлени  верхнего сло  почвы, определ етс  глубиной основной массы корней растений и равна 3-16 см; об - угол скалывани  пласта (угол между боковой стороной трапеции и ее верхним основанием ), которьй равен 40-50 . 5 ил., 3 табл. (О (Л

Description

со

QD

сл

о со

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству, в частности к способам обработки почвы, и может быть применено преимущественно дл  основной обработки почвы под озимые культуры после непаровых предшественников.

Целью изобретени   вл етс  з меньше- ние энергоемкости обработки почвы и увеличение накоплени  влаги,

На фиг,1 схематически показан профиль поперечного сечени  пласта разрыхленного предлагаемым способом; на фиг.2 - зависимость удельного сопротивлени  К почвы от ширины долота В; на фиг.З - схема основани  пределов величины друглублени  пахотного сло ; на фиг,4 - схема определени  величины угла oi скальшани  почвы; на фиг,5 показана зависимость удельньи затрат р энергии на разрушение пласта от рассто ни  Ь,

Пример Поперечное сечение профил  abed (фиг,1) пласта, разрыхл емого обычным способом, замен етс  сечением профил  ablksgfej причем площади обоих сечений одинаковы, Равнове- ликость площадей поперечного сечени  профил  разрыхл емого пласта предопредел ет равновеликость объемов разрых,- ленной почвы, а следовательно, и затрат на ее рыхление.

Из фиг,1 видно, что если при известном способе образуетс  профиль дна борозды dc, то при предлагаемом спосо- бе образуетс  профиль efgsbe, значительно превышающий первый по длине. Следовательно, по предлагаемому способу рыхлени  почвы площадь поверхности дна борозды значительно превьшает та- ковую при примейении известного способа при одинаковых затратах энергии, Увег личение площади поверхности дна борозды способствует лучшему проникновению влаги в нижние почвенные горизонты,

Осуществение предлагаемого способа предусматривает сплошное рыхление верхнего сдо  почвы на глубину h с образованием в нижних сло х почвы периодически расположенных углублений, на- пример, трапецеидальной формы, пересекающих уплотненную подошву и наход - . щихс  на оптимальном рассто нии D друг от друга. Рассто ние определ етс  из соотношени 

B(H4-h)t(H,-hr- ctg,6 t, Рассто ние определ етс  из соотношени , в которое вход т величины, имею (1У

о

Q ,

5

ище определенные пределы изменени  .

Обоснование пределов изменени  величин , вход щих в соотношение (О, следующее,

1,В 50 - 200 мм,

При определении ширины В долота рабочего органа, образующего углубле-. ние и установленного за лапой, обеспечивающей сплошное рыхление верхнего сло  почвы, критерием оценки  вл етс  минимальное т говое сопротивление при максимальной разрыхл ющей способности .

Экспериментальными исследовани ми была получена зависимость (фиг,2) Б f{K), где К - удельное сопротивлв ние рабочего органа, gaH/CM

Опыты проводили в типичных дл  ле состепной зоны услови х. Тип почвы - т желосуглинистый чернозем обыкновенный . Влажность почвы по горизонтам составл ла: 0-10 см - 13,3; 10- 20 см - 13,8; 20-30 см - 15,1; 30- 40 см - 15,6; 40-50 см - 15,8. Твердость по горизонтам была следующей, МПа: 0-10 см - 2,35; 10-20 см - 2,20; 20-30 см - 2,75; 30-40 см - 2,80; 40-50 см - 3,14,

Из приведенной зависимости видно, что оптимальное значение величины В находитс  в пределах 5-20 см,

Если В 50 мм, увеличиваетс  удельное т говое сопротивление, что повьшгает общие затраты энергии на рыхление пласта. Кроме того, недостаточен ресурс износоустойчивости, слишком узкое долото быстро изнашиваетс  и поэтому требует более частой замены.

Если В 200 мм, это влечет за собой увеличение удельного т гового сопротивлени ; ухудшение заглубл ющей способности рабочего органа и устойчивости хода оруди .

Из фиг,2 видно, что обеспечиваетс  при В 100 - 150 мм. Однако выбирать такой узкий предел изменени  В было бы неверным. Экспериментальные данные показьшают, что с изменением типа почвы, ее твердости и влажности значение может смещатьс  вправо или влево, однако оно не будет выходить за пределы В 50-200 мм,

2,Н, Н + (5 - 15 см). Уплотненна  подошва представл ет

собой слой уплотненной подпахотной почвы (фиг,3). При движении лемеха в

почве на его лезвии силы сопротивлени  пласта разрушению разлагаютс  таким образом, что часть силы, движущей лемех в почве, направл етс  вглуб почвы, вызыва  при этом в подпахотном слое напр жени . Эти напр жени  проникают на глубину до 50-60 см. Однако уплотнение происходит только в верхнем слое почвы, в котором напр жени , вызванные перемещением лемеха, разрушают естественные св зи между отдельными частицами и привод т к уплотнени почвы. В более глубоких сло х указан- ные напр жени  не превьппают пределов упругой деформации и там уплотнение почвы не происходит. Экспериментально установлено, что толщина уплотненной почвы в зависимости от ее состо ни , тина и механического состава находит- с  в пределах 5-15 см.

Дл  того чтобы разрушить этот уплотненный слой почвы, т.е. обеспечить проникновение влаги в нижние слои, необходимо увеличить глубину основной обработки, прин той в данной зоне, на величину 5-15 см. Конкретное значение величины доуглублени  определ етс  в поле опытным путем, например , с помощью твердомера Рев кина.

3.h 3-16 см.

При выборе указанных пределов использованы данные, приведенные в табл.1, в которой представлено содержание корней в верхней части пахотног сло  почвы.

Нижний предел - это минимально возможна  глубина обработки почвы существующими оруди ми. Верхний предел - это минимально допустима  глу- бина обработки существующими пропашными культиваторами и культиваторами- плоскорезами. Данные таблицы показывают , что в пределах 3-16 см находитс  основна  масса корней растений.

4.fl6 40-50° (фиг.4)

Из механики грунтов известно, что 90-/ , где jo - угол внутреннего трени , который измен етс  в зависимости от физико-механического состо ни  почвы в пределах 40-50°, ji 90 - (40-50°)50-40.

При выборе угла d, пользуютс  основными сведени ми о состо нии почвы. Дл  почв и невысокой твердости предпочтительным  вл етс  верхний предел значени  угла ( oi 50 ), дл  сухих и твердых почв - нижний предел (fliи 40), дл  почвы оптимальной твер

Q n

5 «

Q

5

дпг.тн и нлажнск .ти - ср днес зипчриие (а 45).

Пример. Основна  обработка почвы под посев озимой пшеницы после стерневого предшественника ( чмен ) проводилась плоскорезон-глубокорыхлителем КПГ-250 на глубину 22,4 см (средний из 60 замеров). Дл  замены такого способа обработки почвы предла-- гаемым был выполнен следующий расчет. . Исходные данные: глубина основной обработки Н 22 см; глубина располож - ни  основной массы корней  чмен  и сорн чков, распространенных на данном поле, h 10 см; толщина сло  уплотненной подошвы 7 см (определено с помощью твердомера Рев кина); влажность почвы в слое 0-30 см находилась it пределах 10-12% при твердости 3- 3,5 МПа. Дл  таких условий предпочтительным  вл етс  угол й 40°.

Из имеющихс  в наличии рыхлителей с шириной В долота 60, 100 и 150 мм выбираем В 100 мм, Н , Н + 7 22 + 7 29 см.

При данных параметрах рассто ние D ме;кду углублени ми 51,6 см.

Дл  осуществлени  указанного спог . соба обработки почвы на раму экспериментального оруди  были установлены на глубину рыхлени  10 см две серийные плоскорежущие лапы с общей шириной захвата 2.20 см, а за ними на раме через 52 см были установлены на глубину 29 см четыре рыхлительных рабочих органа с шириной долота В 10 см.

Оптимальное рассто ние D обеспечивает одинаковые объемы разрыхл емой почвы известным и предлагаемым спосо - бами обработки почвы, а следовательно, и примерно равные затраты энергии на . разрушение пласта. Это видно из результатов энергетической оценки, приведенных в табл.2.

Из приведенных данных видно, что т говое сопротивление, а следовательно , и затраты энергии на объем разрыхл емой почвы примерно одинаковы (разница в пределах одной б ).

Предлагаемый способ обеспечивает следующие преимущества.

1. При одинаковых энергетических затратах разрушаетс  плужна  подошва, обеспечиваетс  проникновение влаги в нижние слои почвы и тем самым улучшаетс  водно-воздушный режим почвы как минимум на глубину разрыхленных

трапецеидальных п.олос (т.е. значительно большего объема почвы, чем при известных способах).

2. Тот объем неразрыленной почвы, который находитс  между двум  смежными разрыхленными полосами, под действием проникающей через стенки этих полос влаги полностью улучшает свой водно-воздушный режим. Увеличение рассто ни  D без учета предлагаемой формулы приводит к тому, что объем не разрушенной почвы между разрыхленными полосами не полностью улучшает свой водно-воздушный режим, а это, в свою очередь, приводит к пестроте пол  по плодородию. .

Определение оптимального рассто ни  D между разрыхленными полосами проводитс  в каждом конкретном случае с учетом характеристики пол , которое предстоит обрабатьшать.

Прежде всего определ етс  глубина поверхностной сплошности обработки почвы.Пределы возможного изменени  та- кой глубины указаны (3... 1 6 см) ,но дл  данного конкретного пол  эти пределы будут значительно уже: 5-6 см; 10- I2 см и т.д., т.е. практически принимаетс  однозначное значение глубины, Разница в 1-2 см при определении глубины обработки разными людьми, большо го вли ни  на значение величины D не имеет. Так, в приведенном примере, если вместо h 10 см прин ть h 12 см то при всех остальных неизменных вели чинах значение изменитс  с 51,5 см на 51,4 см.

Аналогичное положение и с определе

40

нием толщины сло  уплотненной подошвы Предель ее изменени  5-15 см, однако она определ етс  дл  каждого конкретного пол  отдельно. Твердомер Рев кина позвол ет определить толщину уплотнен-. ной подошвы с точностью +0,5 см. Определение толщины плужной подошвы необп ходимо проводить более тщательно, так как ошибка в +1 см приводит к изменению (в нашем случае) в пределах от 47,1 до 56,3 см.50

Выбор утла скалывани  « также проводитс  в каждом конкретном случае. На сухих почвах d принимаетс  40 , на оптимальных 45, влажных - 50°. Если в нашем случае прин ть вместо 55 ()i 40° d 45 , то D изменитс  с 51,6 на 45,9 см (т.е. даже ошибка в определении угла приведет к суще ,

0

5 n

5

0

. 0

5

ственной ошибке в определении оптимального рассто ни  D).

Выбор величины В в указанных преде - лах 5-20 см  вл етс  произвольным. Мы можем прин ть В 5 см и получить мнн ,7 см и можем прин ть В 20 см и получить D 67,4 см.

Пользу сь зависимостью, приведенной на фиг.2, легко показать, 4to применение долот различной ширины приводит к изменению удельных затрат энергии на единицу рассто ни  D (фиг.5). Таким образом, от ширины долота завис т общие затраты энергии на разрушение объема почвы при полученном рассто нии D между разрыхленными полосами.

В нашем случае (фиг.5 - при изменении В от, 5 до 20 см) рассто ние D измен етс  в пределах от 43,7 до 67,4 см, а удельные затраты энергии от 19,5 до 16 ДАН/СМ

Выбор ширины долота 5 см В 20 см приводит к увеличению удельных затрат энергии на разрушение почвы, следовательно, уменьшаетс  эффект от применени  предлагаемого способа. На фиг.5 (верхн   крива ) приведен пример, показьшающий, что выбор ширины В долота вне указанных пределов (т.е. 5 см В 20 см) приводит к увеличению удельных затрат энергии на разрушение пласта.

Таким образом, выбор ширины В долота в пределах 5...20 см обеспечивает получение рассто ни  D, близкого к оптимальному по удельным затратам энергии на разрушение пласта. ,

В табл.3 приведены данные по урожайности зерна  чмен .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ обработки почвы, включающий рыхление пахотного сло  и образование периодических углублений в подпахот- ном слое, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  энергоемкости обработки почвы и увеличени  накоплени  влаги, рыхление верхнего сло  толщиной 3-16 см осуществл ют на всю площадь поперечного сечени , а в нижнем слое вьшолн ют периодические углублени  трапецеидальной формы, пересекающие уплотненную подошву на глубину 5-15 см, а размеры углублений и рассто ние между ними определ ют из соотношени 

   .В(Н, - h) -I- (Н, - h) ctg и,

   395163

   ции и ее верхним основанием), flt 40-50°.

   где D - рассто ние между углублени ми

   дна борозды трапецеидальной б Таблицаг формы;- .;

   В - ширина рабочего органа, обра- Культура Слой почвы, Корни, % зугощего углубление трапецеи- см дальиой формы, В 5-20 см; I.

   Н - глубина основной обработки

   почвы под данную сельскохо- Разнотравье 0-5 . 80,А з йственную культуру, на которой образуют уплотненную0-2094 7 подошву;

   Н - рассто ние от поверхности пол  со  пропашна  0-1092,7

   до дна углублени  трапецеидальной формы, Н, Н + . Люцерна - 0-1071,А + (5-15 см);

   h - глубина рыхлени  верхнего сло  Кукуруза

   почвы определ етс  глубиной ° пропашна  0-1089,3

   основной массы корней растений и равна 3-16 см;Лу о-1581,4

   об - угол скалывани  пласта (угол

   между боковой стороной трапе- , --

   Т .л и ц а 2

   . .

   Т говое сопротив- Глубина обработки, ление, 6см

   о

   ДТ-75+КПГ-250 2637 284 22,4 2,57

   ДТ-75- -плоскорезщелеватель 2480 240 10,9 2,47

   29,6 2,42

   Скорость движени  обоих агрегатов составл ла 6,23 км/ч Б числителе глубина хода рабочих органов верхнего  руса, в знаменателе - глубина рыхлителей.

   .ТаблицаЗ

   г

   Урожайность  чмен , ц/га, в зависимости от Способ обработки почвывнесенных удобрений

   Контроль

   удобре- ,, N,,,, Р,,, К

   НИИ

   Вспашка на глубину 20-22 см 21,6 30,6 33,5 То же + почвоуглубление 21,8 32,6 34,6

   Плоскорезна  обработка на .глубину 20-22 см22,0 33,9 35,9

   34,5

   35,2

   37,9

   Мелка  плоскорезна  обработка на глубину 12-14 см со щелеванием до 40 см 23

   S,. X4,1

   ИСРа,« .

   y /7Ofrr f$Hf Cf

   /roc ou/ffa

   so

   .Z

   38,3

   39,6

   3,5

   3,3

   /7offeflx oc/rnf

   /гл/ж

   fOfff M

   Л/T afrrf/fffffajf rroa fftju cf

   .

   2.4

   If т in

   I B Scf I

   JJ

   Srrrct t.

   B I e- fffAf

   I 70во У, см

   В -fffcM

   I

   I JJmax

   ф1/г.5