Способ подготовки почвы к посеву и устройство для его осуществления

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ К ПОСЕВУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ подготовки почвы к посеву, включающий совмещенную вспашку и рыхление подпахотного горизонта, отличающийся тем, что при рыхлении создают временный щелевой дренаж путем образования под вспаханным горизонтом взрыхленных полос, разделенных дренами, выполненными ниже уровня вспашки на глубину водоудерживающей прослойки и расположенными друг от друга на расстоянии, равном ширине вспашки. 2. Устройство для подготовки почвы к посеву, включающее установленные на раме плужные корпуса,содержащие полевую доску, стойку с рыхлителем, отличающееся тем, что рыхлитель снабжен дренером и установлен посредством стойки на удлинителе рамы позади последнего плужного корпуса с расположением дренера в толще взрыхленного слоя ниже уровня вспашки на глубину водоудерживающей прослойки, причем внутренняя плоскость стойки параллельна внешней плоскости полевой доски. Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и используется для подготовки почвы к посеву сельскохозяйственных культуру на осушенных торфяниках. При накоплении влаги в корнеобитаемом слое больше верхнего предела оптимальной влажности почва переувлажняется и в ней создаются неблагоприятные условия для выращивания сельскохозяйственных культур. Недостаток воздуха из-за избытка воды вызывает накопление анаэробных бактерий и органические вещества не разлагаются, а накапливаются в формах, недоступных растениям. Осушение повышает температуру земель, что очень важно для сроков посева сельскохозяйственных культур, существенно регулирует влажность почв во времени в засушливые периоды осушаемые почвы бывают влажнее старопахотных, а в дождливые - суше. За длительный период эксплуатации и сельскохозяйственного использования на мелиорированных площадях произошли существенные изменения, которые привели к ухудшению водного режима. Причиной явилось неравномерное опускание поверхности полей в результате осадки и сработки торфяной залежи, связанные с ним уплотнение торфяной почвы и образование мезорельефа с перепадом отметок поверхности до 1,52,0 м, а также сформировавшаяся слоистость почвенного профиля. В связи с уплотнением торфяной залежи произошло существенное уменьшение водопроницаемости. Коэффициент фильтрации пахотного слоя снизился примерно в пять раз до 0,7-1 м/сут. Слоистость почвенного профиля сформировалась под влиянием иллювиальных и техногенных процессов при длительном сельскохозяйственном использовании этих почв. Характерной особенностью слоистости является формирование в подпахотном слое на глубине 25-30 см слабоводопроницаемой прослойки. Такие же прослойки толщиной 5-15 см (иногда до 25 см) наблюдаются повсеместно в понижениях на контакте торфа с подстилающей породой при остаточных глубинах торфа 30-60 см. Коэффициент фильтрации прослоек,представляющих собой смесь органического вещества торфа с минеральными частицами, составляет 0,10-0,15 м/сут. Преобладающее присутствие в их гранулометрическом составе (69-77 ) частиц размером менее 0,1 мм, из которых 12-13- это пылеватые фракции и 5-7- глинистые, определяет высокую плотность (объемный вес 0,6-1 г/см 3) и связанность почвогрунта, а, следовательно, и низкую водопроницаемость. Поэтому они затрудняют вертикальное передвижение влаги по почвенному профилю инфильтрацию избытка влаги с пахотного горизонта к грунтовым водам (ГВ) при работе мелиоративной системы в режиме осушения и подток влаги в корнеобитаемый слой от грунтовых вод при подпочвенном увлажнении (шлюзовании). В периоды половодий и обильных дождей водоупорные прослойки являются одной из основных причин образования луж в замкнутых понижениях мезорельефа с длительным застоем воды. Все это приводит к ухудшению проходимости сельскохозяйственной техники и значительному уменьшению урожая сельскохозяйственных культур. Из известных способов подготовки почвы к посеву наиболее близким техническим решением является способ подготовки почвы к посеву, включающий совмещенную вспашку и рыхление подпахотного горизонта 1. Недостатком такого способа является сплошное уничтожение водоудерживающих прослоек, которые способствуют в острозасушливые годы задержанию в верхнем слое почвы того небольшого количества атмосферных осадков, которые выпадают в течение вегетационного периода. В особенности это относится к участкам с односторонним воздействием на водный режим (осушение). Вторым недостатком способа является его высокая энергоемкость и то, что не в должной мере учитываются изменения, которые произошли с осушеннымиторфяниками в результате их длительного сельскохозяйственного использования. Известен плуг для осуществления способа подготовки почвы к посеву, включающий установленные на раме плужные корпуса, содержащие лемех с носком и лезвием, полевую доску, отвал с боковыми кромками,передние из которых образуют полевой, а задние - бороздовой обрезы плужного корпуса, и имеющие стойку,рыхлитель, нижняя часть которого расположена ниже уровня лезвия лемеха и установлена под углом к продольно-вертикальной плоскости с отклонением от нее в поперечном направлении в сторону бороздного обреза соответствующего плужного корпуса. При этом каждый рыхлитель имеет долото-деформатор и установленную впереди стойки ножевую пластину с режущей кромкой, рабочие поверхности и долотодеформатора и ножевой пластины обращены в сторону бороздного обреза соответствующего плужного корпуса, причем рыхлитель позади его долото-деформатора имеет стабилизирующий элемент, обеспечивающий при работе устойчивость плуга в горизонтальной плоскости 1. Недостатком такого плуга является высокая энергоемкость и сложность конструкции, что приводит к быстрому износу ее элементов. 4249 1 Задачей заявляемого изобретения является улучшение водно-воздушного режима на осушенных торфяниках, используемых в зернопропашном севообороте, со снижением энергоемкости технических устройств,осуществляющих решение поставленной задачи. В целом задача решается таким образом, что при совмещенной вспашке и рыхлении подпахотного горизонта создают при рыхлении временный щелевой дренаж путем образования под вспаханным горизонтом взрыхленных полос,разделенных дренами, выполненными ниже уровня вспашки на глубину водоудерживающей прослойки и расположенными друг от друга на расстоянии, равном ширине вспашки. При этом устройство для осуществления способа, включающее установленные на раме плужные корпуса, содержащие полевую доску, стойку с рыхлителем, отличается тем, что рыхлитель снабжен дренером и установлен посредством стойки на удлинителе рамы позади последнего плужного корпуса с расположением дренера в толще взрыхленного слоя ниже уровня вспашки на глубину водоудерживающей прослойки, причем внутренняя плоскость стойки параллельна внешней плоскости полевой доски. На фиг. 1 - показана схема устройства (например, к плугу ПБН-5-50) для совмещенной вспашки поверхности почвы с образованием под вспаханным горизонтом полос, обеспечивающих разуплотнение подплужниковой подошвы,водоудерживающей прослойки, создающих временный щелевой дренаж на фиг. 2 - то же, вид сзади (разрез А-А) на фиг. 3 - вид на устройство сверху. Технологические операции по осуществлению способа производят в следующем порядке. При опускании устройства (плуга) навеской трактора в рабочее положение сначала под воздействием веса плуга происходит заглубление рыхлителя 4 с дренером 5, а затем одновременно заглубляются корпуса 3 плуга со стойкой 6 рыхлителя. Полное заглубление рыхлителя 4 с дренером 5 осуществляют на длине 1,5 м хода плуга. Следуя по проделанной последним корпусом 3 плуга борозде, стойка 6 рыхлителя 4 проделывает в подпахотном слое горизонта (фиг. 1) щель глубиной 300400 мм и шириной 3050 мм, которая при следующем проходе плуга присыпается сверху почвой, и таким образом щель оказывается в межгребневом пространстве. При этом обеспечивается разуплотнение подплужниковой подошвы, водоудерживающей прослойки и образование дрены дренером 5 (фиг. 1 и 2). Общая глубина отвальной и безотвальной обработки почвы составляет 600700 м (фиг. 1). Глубина прокладки дрены дренером 5 равна 500600 мм. Устройство для подготовки почвы к посеву (фиг. 1, 2, 3) включает накладки 1, соединенные с рамой 2 плуга, на которой установлены плужные корпуса 3. Накладками 1 крепится рыхлитель 4 и дренер 5 посредством стойки 6 и удлинителя 7 к раме 2 плуга. Важным моментом в конструкции устройства является совмещение вертикальной плоскости корпуса 3 плуга с носком рыхлителя 4, которое достигается параллельностью внутренней плоскости стойки 6 с внешней плоскостью полевой доски 8 корпуса 3 (фиг. 2 и 3). Такое техническое решение снижает потребляемую энергоемкость устройства. Исследование показало, что устройство на базе плуга ПБН-3-50 для осуществления одновременного со вспашкой разрушения в подпахотном горизонте плотных прослоек с образованием щелевого дренажа дает положительный эффект в течение 1-2 лет. В конечном результате установлено, что автономное крепление рыхлителя 4 и дренера 5 (фиг. 1) на стойке 6 с помощью удлинителя 7 рамы 2 плуга сзадипоследнего корпуса 3 дает следующие преимущества исключает при заглублении стойки забивку устройства пожнивными остатками, ботвой и т.п. исключает выглубление рыхлителя 4 при работе плуга в плавучем его положении не нарушает, а даже стабилизирует устойчивость работы плуга с точки зрения соблюдения заданной глубины вспашки, стойка 6 как бы выполняет роль заднего опорного колеса обеспечивает в большинстве случаев беспрепятственный проход встречающихся в подпахотном горизонте крупных посторонних предметов (остатки слоев древесины и т.п.) между полевой доской 8 корпуса 3 плуга и рабочей частью стойки 6 без остановки агрегата и тем самым уменьшается вероятность повреждения корпуса 3 плуга (фиг. 1). Установка на стойке 6 рыхлителя 4 с дренером 5 на раме 2 плуга в предложенном варианте практически не сказывается на режиме работы агрегатируемого трактора (фиг. 1). Увеличение тягового усилия на крюке трактора примерно равносильно как при добавлении на раму 2 плуга четвертого корпуса 3. При испытании установлено, что устойчивость работы всего плуга улучшается при увеличении глубины вспашки со щелеванием. Исходя из устойчивости работы плуга с предложенным устройством, изменения тягового усилия и гарантированного разрушения плотных прослоек между торфом и песком в понижениях мезорельефа, следует считать оптимальной глубиной расположения щели в подпахотном горизонте глубину, равную 400 мм испытание агрегата на глееватой супесчаной почве при такой глубине щелевания также дало положительные результаты определено, что совмещение операций вспашки и щелевания дает возможность без дополнительных затрат ежегодно улучшать водный режим на значительных площадях осушенных торфяников, используемых в зернопропашном севообороте. Суть улучшения водного режима состоит не только в разрешении водоудерживающих прослоек, но и в разуплотнении подплужной подошвы, создании временного щелевого дренажа. Все это вместе взятое повышает эффективность работы регулирующей сети, улучшает условия дальнейшей 4249 1 подготовки почвы к посеву весной (дискование, культивация и т.д.) и тем самым ускоряет проведение весенней посевной. Предложенный способ подготовки почвы к посеву, включающий щелевой дренаж, в 8-10 раз дешевле традиционных систем с применением трубчатого дренажа и типовых колодцев-поглотителей. Источники информации 1.97/05 762 1 Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.