Способ высева мелких семян и устройство для его осуществления

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ВЫСЕВА МЕЛКИХ СЕМЯН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт леса Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Гедых Валентин Брониславович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт леса Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Способ мокрого высева мелких семян, включающий перемещение по участку высевающего устройства, отличающийся тем, что высевающее устройство оснащают перевязью с регулировочной пряжкой для размещения на плече сеятеля, подгоняют перевязь высевающего устройства по росту сеятеля с учетом ширины его шага и твердости засеваемого почвогрунта, выбирают сменный дозатор высевающего устройства с учетом запаса и размеров семян, заполняют бункер высевающего устройства профильтрованной водой и порцией семян и равномерно перемещают высевающее устройство по участку челноком. 9661 1 2007.08.30 2. Устройство для мокрого высева мелких семян, содержащее бункер с сужающимся вниз дном, выходное отверстие которого перекрыто дозатором, установленным на двуплечем рычаге, шарнирно прикрепленном к бункеру, отличающееся тем, что бункер выполнен в виде длинной трубы с круглым выходным отверстием, дозатор имеет форму конической головки, установленной на коротком плече двуплечего рычага, длинное плечо которого снабжено противовесом, при этом коническая головка дозатора имеет хвостовик с лыской, кривизна которого описывается радиусом поворота короткого плеча двуплечего рычага, при этом верхняя часть бункера снабжена перевязью с регулировочной пряжкой. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что глубина лыски хвостовика превышает поперечник семени. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дозатор выполнен сменным с набором конических головок и хвостовиков с лысками разного профиля. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что перед выходным отверстием бункера помещен короткий сошник так, чтобы его острие было чуть выше длинного плеча противовеса двуплечего рычага. Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано в лесном хозяйстве для обогащения антропогенно нарушенных лесных и болотных растительных сообществ ценными пищевыми и лекарственными растениями,например семейства(Брусничные). Известны способы высева семян ягодных кустарничков ручным разбрасыванием смеси семян клюквы с песком или опилками 1, а также ручным разбрасыванием отжимов от холодной промышленной переработки ягод на сок 2, 3. Это чрезвычайно трудоемкие способы, недостаточно эффективные из-за неоправданно большого расхода дефицитных семян и не гарантирующие удовлетворительной всхожести при использовании отжимов,зависающих на травянистой растительности и быстро пересыхающих. Структурным аналогом следует признать высевающий аппарат, разработанный в Курской ТСХА им. проф. И.И. Иванова 4 и включающий бункер, подпружиненную заслонку и механизм привода, отличающийся тем, что в нижней части бункера имеется усеченный цилиндр, имеющий книзу конусообразную форму, выходное отверстие перекрыто эластичной заслонкой, закрепленной на двуплечем рычаге, установленном шарнирно на боковой поверхности цилиндра. Недостатками его являются слабая ритмичность, неоправданно большой нерегулируемый расход семян из-за значительного зазора при открытой заслонке и необходимость работы с сухими семенами, однако из-за подсыхания семян теряется их всхожесть. На полужидком торфяном или покрытом мхом болотном субстрате подпружиненный механизм привода может не срабатывать, а незащищенность эластичной заслонки из-за отсутствия сошника чревата засорами и быстрым ее выходом из строя. Существенным недостатком является также отсутствие ворошила, могущего предотвратить сводообразование в зоне выхода семян, и регулировочных устройств, поддающихся настройке применительно к особенностям посевного материала, месту и условиям посева. Разработаны устройства и способ, существенно повышающие эффективность посевов семян ягодных растений, признанные изобретениями СССР 5, 6. Ближайшим функциональным аналогом заявляемого устройства (прототип) считаем устройство для высева семян 7, включающее бункер с сужающимся дном, отверстие которого перекрывает сменный дозатор-поршень с кольцевой проточкой, передний торец которого перепускает воду по обводному каналу для ворошения семян и кинематически связанный с опорным катком. 2 9661 1 2007.08.30 Однако его использование в болотных и лесных условиях лимитирует слабое ворошение, недостаточное гибкое регулирование нормы высева, особенности полужидкого часто закочкаренного субстрата и уязвимость приводной системы, забиваемой стеблями трав и мхов, что имеет следствием засоры, сводообразование и даже заклинивание механизма. Целью заявляемого технического решения является повышение уровня ритмичности посева, введение узлов регулирования режима посева применительно к особенностям семян и характеру засеваемого субстрата, возможность работы с мокрыми семенами, повышение удобства в работе за счет большей автоматизации высева и улучшения транспортабельности. Поставленная цель достигается идеей использовать в качестве источника силы действия механизма привода, сочетание гравитации и изменения высоты высевающего устройства над засеваемым субстратом при ходьбе работающего, поскольку положение центров тяжести сеятеля и несомого им высевающего устройства изменяется синхронно в начале,середине и конце каждого шага с амплитудой в несколько сантиметров в зависимости от роста работника. Так что если высевающее устройство выполнено в форме достаточно длинной трубы и снабжено перевязью с регулировочной пряжкой, то можно добиться ритмичного касания грунта нижним торцом висящей на перевязи трубы при каждом шаге сеятеля. Если также нижний торец такой трубы закрыт конически сужающимся дном, а выходное круглое отверстие в нем перекрыто конической головкой на коротком плече двуплечего рычага, шарнирно укрепленного на дне устройства, а длинное плечо снабжено противовесом, то желаемый эффект автоматического периодического открытия и закрытия выходного отверстия в такт ходьбе легко достигается. В мгновение, когда сеятель опирается на обе ноги в широком шаге и центр тяжести понижен (фиг. 1), длинное плечо дозатора кратковременно глиссирует по субстрату, очень легко ограниченно подымаясь и соответственно приоткрывая выходное отверстие опусканием конической головки поворачивающегося короткого плеча. При опоре работника на одну выпрямляющуюся ногу в процессе собственно шага (фиг.2), когда центр тяжести системы человек-высевающее устройство максимально поднимается над засеваемой поверхностью, то противовес опускается и уже не касается субстрата, а коническая головка дозатора закрывает выходное отверстие, прервав высев семян. Таким образом, решение основной технической задачи по данному способу сводится к простой ходьбе с устройством через плечо и ритмичному поочередному поворачиванию дозатора в рабочее и закрытое положения под чередующимся действием силы тяжести на противовес дозатора в середине шага и легких глиссирующих ударов его о субстрат в начале (конце) шага из - за соответствующих подъемов и опусканий центра тяжести. Заявляемый способ включает операции подгонки высевающего устройства по росту сеятеля перевязью с учетом ширины его шага и твердости засеваемого почвогрунта, выбор нормы высева подбором параметров сменного дозатора с учетом запаса и размеров семян, заполнение бункера профильтрованной водой и порцией семян, равномерный обход участка челноком с сеялкой на плече, причем несколько семян ритмично вытекают в короткой струйке воды из бункера в такт каждому шагу работника. Для осуществления предлагаемого способа высева разработано высевающее устройство (фиг. 3), включающее трубу-бункер 1 с сужающимся коническим дном 2, выходное отверстие 3 которого перекрыто конической головкой 4, жестко посаженной на коротком плече двуплечего рычага 5, прикрепленного к дну бункера шарниром 6, а длинное плечо двуплечего рычага утяжелено и служит противовесом 7. Выходное отверстие 3 и двуплечий рычаг 5 с конической головкой 4 и противовесом 7 образуют в совокупности дозатор 8. Перед выходным отверстием помещен короткий сошник 9, предназначенный для прочеркивания мелкой бороздки на субстрате и раздвигания побегов мхов. В верхней части трубы бункера на рымах 10 с кольцами 11 крепится перевязь 12 с пряжкой 13, предназна 3 9661 1 2007.08.30 ченная для подгонки устройства по росту и ширине шага сеятеля. Коническая головка 4 имеет предназначенный для ворошения семян хвостовик 14, кривизна которого выполнена по радиусу вращения конической головки на коротком плече двуплечего рычага. На хвостовике 14 имеется лыска 15, предназначенная для забора и ограниченного перемещения порции высеваемых семян и их ворошения в наиболее подверженной сводообразованию нижней конической части бункера. Дозатор 8 выполнен сменным с набором конических головок 4 и хвостовиков 14 с лысками 15 разного профиля, параметры которых отвечают форме и размерам высеваемых семян. Для осуществления предлагаемого способа необходимо выполнить следующие технологические операции 1. Подогнать перевязь по росту сеятеля с учетом ширины его шага и твердости засеваемого почвогрунта. Например, при росте сеятеля 178 см перепад высот центра тяжести составит около 7 см, так что в суходольном лесу перевязь подтягивают таким образом,чтобы острие сошника в положении сеятеля стоя не доставало субстрата на 3-4 см, а противовес на 2-3 см. На верховом или переходном болоте нужно учесть глубину погружения ноги в моховой очес в зависимости от веса сеятеля. Например, при весе 75 кг перевязь следует подтянуть выше еще на 10 см. 2. Для посева семян, например клюквы болотной (11,12 мм), при диаметре выходного отверстия 6,1 мм выбирать хвостовик диаметром 6 мм с глубиной лыски 1,3 мм. 3. Залить в бункер через грубый фильтр (ячейка 22 мм) несколько литров воды и поместить туда же порцию (2-3 ложки) мокрых семян. При этом кондиционные семена тонут, скапливаясь в коническом дне бункера. 4. Намеченный для посева лесной или болотный выдел обойти с сеялкой на плече,стремясь по возможности обеспечить равномерный шаг ходьбы (а значит и высева) и равномерный охват ходами засеваемой площади методом челнока. При ходьбе выходное отверстие ритмично открывается и закрывается соответственно меняющейся высоте центра тяжести системы человек-сеялка, чем обеспечивается гнездовой высев с шагом, равным длине шага работающего. Например, при длине шага 0,6 м на 1 км хода придется около 1,5 тыс. рабочих циклов, что достаточно для засевания 1 гектара (ширина междурядья 10 м, расстояние в строчке 0,6 м). Для выполнения такого объема работы потребуется сделать до 5 дозаправок водно-семенной смесью при емкости бункера 8 л, повторяя операции по пункту 3, и затратить примерно 1-3 часа времени в зависимости от проходимости участка. 5. Норму высева выбирать с учетом запаса семян и их размеров подбором соответствующей лыски хвостовика конической головки дозатора так, чтобы в высеваемой за один цикл порции семян их было до десятка или больше в зависимости от грунтовой всхожести. Положительный эффект от применения заявляемых способа посева и высевающего устройства заключается в следующем. Предлагаемые способ посева и устройство для его осуществления обеспечивают ритмический строчный мокрый высев мелких семян и возможность регулирования параметров его в зависимости от запаса и величины семян, роста работника и особенностей засеваемого субстрата. Предусмотрен узел ворошения семян хвостовик с лыской, препятствующий их сводообразованию над выходным отверстием. Удобство работы обеспечивает транспортабельность и минимальный по усилию контакт высевающего устройства с субстратом. Пример 1. В мае 1982 года в 86 кв. Букчанского лесничества Милошевичского лесхоза семеро лесников под руководством автора за три часа вручную разбросали на площади 0,5 га по предварительно провешенным трассам из берестяных коробов более полутонны отжимов от холодной переработки ягод клюквы. Отмечены зависания кусков отжимов на дернинках пушицы. Грунтовая всхожесть составила 0,5 . 4 9661 1 2007.08.30 Пример 2. Высевающим устройством 3 осуществлен в мае 1984 г. строчный посев 100 г семян клюквы в 211 кв. Ново-Белицкого лесничества Ленинского опытного лесхоза на площади 0,01 га за 40 минут с шагом высева 15 см и числом семян в порции 3-5 шт. Отмечены сбои в работе из-за увязания опорно-прикатывающего катка и обилия пушицевых кочек, препятствовавших прокатыванию устройства, и забивание выходного отверстия лесным опадом и головками сфагнового мха. Доля пропусков составила до 10 . Грунтовая всхожесть достигала 48 . Пример 3. В конце октября 2003 г. в 36 кв. Полесского лесничества Светлогорского лесхоза на зарастающей фрезерной торфовыработке за 3 часа 10 минут вручную разбросаны 27 ведер или 120 кг отжимов ягод голубики. Отмечены зависания кусков отжимов на дернинках пушицы. Пример 4. На этой же зарастающей фрезерной торфовыработке тогда же высевающим устройством 5 по снегу осуществлен посев 100 г семян черники на площади 0,02 га за 5 минут с шагом высева 15 см и числом семян в порции 3-5 шт. Отмечены сбои в работе из-за увязания опорно-прикатывающего катка в мокрых западинах торфяника. Доля пропусков составила до 10 . Пример 5. Там же и тогда же заявляемыми устройством и способом по ночной пороше осуществлен посев 600 г смеси семян голубики и черники на площади 0,08 га за 10 минут с шагом высева 0,7 м и числом семян в порции от 25 до 65 шт. при глубине лыски хвостовика 2 мм и ее длине 11 мм. Отмечено (благодаря снеговому покрову в 1 см), что высеваемая порция размыта и образует как бы мазок из разрозненных семян длиной до 20 см, что в значительной степени смягчает конкуренцию проростков, более равномерно распределяемых по площади. Пропусков не было, но сделан вывод о необходимости варьировать глубиной и длиной лыски хвостовика дозатора для уменьшения расхода семенного материала. В камеральных условиях был поставлен имитационный опыт с использованием семян голубики при двух вариантах лыски хвостовика конической головки дозатора при длине ее 11 мм и глубине 1 и 2 мм, результаты которого представлены в таблице. Таким образом, подтверждена возможность регулирования нормы высева варьированием параметров лыски хвостовика конической головки дозатора высева семян. Результаты имитационного опыта при разных параметрах лыски Параметры лыски, мм глубина длина 2 11 1 11 Статистические показатели порций семян Х, шт. Примечание Х - средняя арифметическая числа семян в порции и ее ошибка,сигма,- коэффициент вариации,- критерий достоверности Стьюдента. Дополнительный положительный эффект от использования заявляемых устройства и способа в промышленных масштабах заключается в расширении возможности утилизации ягодных отжимов (до настоящего времени выбрасываемых на свалку) и тем самым в улучшении экологической обстановки и возвращении семезачатков ценных растений в их природные места обитания, ягоды которых крайне необходимы как нуклидовыводящая продукция для населения загрязненных Чернобыльской аварией регионов и могут упрочить также кормовую базу ценных видов охотничьей фауны. 9661 1 2007.08.30 Источники информации 1..//, 1982,1 11 - . 734-740. 2. Райко П.Н., Бобровникова Т.И. Подсев клюквы в естественные ее заросли // Лесное хозяйство. - 1975. -9 - С. 76-78. 3. Гедых В.Б. Дополнение естественных зарослей клюквы посевом ягодных отжимов // Проблемы продовольственного и кормового использования недревесных и второстепенных лесных ресурсов. Тез. докл. Всесоюзного совещания. - Красноярск, 1983. - С. 44. 4. Патент России 2001105429, МПК 3 А 01 С 7/16, 2003. 5. А.с. СССР 1217278, МПК 3 А 01 7/04, 1986. 6. А.с. СССР 1296220, МПК 303 В 5/00, 1987. 7. Гедых В.Б. Дикорастущие брусничные в условиях Беларуси / Под ред. акад. В.А. Ипатьева. - Гомель. - 2002. - С. 355-358 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6