Результат интеллектуальной деятельности: Способ минимальной обработки почвы

Изобретение относится к технологиям возделывания зерновых сплошного сева и высокостебельных пропашных культур, в частности к способам обработки почвы.

Известен способ борьбы с эрозией почвы «Способ борьбы с эрозией почвы» (а.с. №880266, 1979, A01B 13/16), заключающийся в снятии полосы почвы шириной 30-35 см и глубиной 8-10 см и распределении по сторонам с образованием двухскатной наклонной поверхности в 2-3 град, а обнаженную почву в полосе глубоко рыхлят.

Недостатком этого способа является то, что при щелевом рыхлении через 1 м идет неравномерное промачивание почвы, а по краям щелей на поверхности почвы образуются прищелевые валики, препятствующие проникновению воды в щель.

Также известен способ сохранения и эффективного использования влаги (Щитов А.Г. Эффективность чистого и занятого пара в севооборотах при различных способах основной обработки почвы в зоне южной лесостепи Западной Сибири // Дисс. канд. ох. наук, Омск, 1984), заключающийся в плоскорезной обработке на 0,1-0,12 м и глубокого полосного рыхления на 0,3-0,35 м через 1-1,2 м.

Недостатком этого способа является широкая (1-1,2 м) мелко обработанная (0,1-0,12 м) полоса, в которую поступает из глубоких (0,3-0,35 м) полос снеговая вода. Однако ее обычно не хватает до полного промачивания всей ширины мелко обработанной полосы.

Наиболее близким прототипом является «Способ плоскорезной полосной разноглубинной зяблевой обработки почвы» (патент RU, №2367132, 2009 г., A01B 79/02), включающий плоскорезное рыхление четных полос, на глубину 0,28-0,3 м, а нечетных полос - на глубину 0,1-0,12 м, причем на среднезасоренных и среднеуплотненных почвах полосы выполняют шириной 0,3-0,4 м, а на сильно засоренных и уплотненных почвах четные полосы выполняют шириной 0,4 м, а нечетные полосы - 0,6 м.

Недостатком этого способа является то, что плоскорезная обработка способствует повышению плотности по линии реза почвы. Глубины полосы рыхления в 0,28-0,3 м недостаточно для более интенсивного развития корневой системы пропашных культур и более полного усвоения осенне-зимних весенних осадков.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа минимальной обработки почвы, обеспечивающего снижение энергозатрат и эрозионной нагрузки, повышение урожайности возделываемой культуры за счет рационального использования возможностей чизельной обработки почвы и оптимизации схемы разноглубинной полосной обработки.

Технический результат: снижение энергозатрат и эрозионной нагрузки при обработке почвы, повышение урожайности возделываемой культуры.

Технический результат достигается способом, включающим плоскорезное рыхление четных и нечетных полос на разную глубину, причем обработку нечетных полос осуществляют чизельными рыхлителями, на глубину 0,25-0,4 м, а четных полос – плоскорезными на глубину 0,6-0,12 м, при этом расстояния между центрами четных и нечетных полос равны и соответствуют ширине сева пропашных высокостебельных культур, причем центры четных и нечетных полос равноудалены между собой. Глубина обработки нечетных полос корректируется с учетом агрофизических свойств почвы и среднемноголетних метеоусловий региона применения технологии. Для технологии возделывания пропашных культур с использованием GPS-навигации обрабатываются только нечетные полосы.

Применение чизельного рыхлителя на глубину обработки 25-40 см позволяет повысить качество обрабатываемого слоя (крошение, инфильтрационные свойства и т.п.) без образования «плужной подошвы» при меньших энергозатратах. Принятая глубина чизельной полосной обработки позволяет снизить эрозионные процессы почвы. Рыхление плоскорежущими лапами на 6-12 см необходимо и достаточно для сева зерновых сплошного сева и высокостебельных пропашных культур. Обработка почвы на разную, минимально-достаточную глубину корректируется с учетом агрофизических свойств почвы, последействия обработок и культуры в севообороте, что позволяет минимизировать энергозатраты обработки. Для технологии возделывания пропашных культур с использованием GPS-навигации обрабатываются только нечетные полосы, что дополнительно снижает энергозатраты на обработку почвы. Сочетание и взаимовлияние участков поля с разной твердостью (качеством обработки) не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости позволяет накапливать влагу в большем слое почвы с последующим подтягиванием ее в верхние слои, что делает поле в целом более адаптивным к любым погодным проявлениям и приводит к повышению урожайности. Совокупность заявленных технических признаков обеспечивает максимальное достижение заявленного технического результата.

В Российской Федерации принято производить посев кукурузы, подсолнечника, клещевины и других пропашных культур, с междурядьями 70 см. В зарубежных странах схемы посева и посадки некоторых культур несколько отличаются от схем, применяемых в нашей стране. В США ширина междурядий посева кукурузы колеблется от 76,2 (30ʺ) до 106,68 см (42ʺ), соответственно и система машин по обработке почвы и ухода за посевами разработана под данные междурядья. В настоящее время в нашей стране, с учетом поставляемой зарубежной системой машин, наибольшее распространение получили технологии производства высокостебельных пропашных культур с междурядьем 70 и 80 см.

Изобретение поясняется: фиг. 1 - технологическая схема способа минимальной полосной обработки почвы; фиг. 2 - технологическая схема способа минимальной полосной обработки почвы при севе пропашных культур с использованием GPS-навигации (плоскорежущие лапы подняты). На технологической схеме фиг. 1 изображено расположение чизельных глубокорыхлителей 1 и 3, плоскорежущие лапы 2 и 4, расстояние между центрами четных и нечетных полос L, глубина обработки нечетных полос H₁ и глубина обработки четных полос H₂.

Способ минимальной обработки почвы реализуется следующим образом.

Полевые опыты проводили в 2013-2015 гг. на опытных полях УНПЦ «Горная Поляна».

Пример 1. Почвообрабатывающее орудие комплектовали чередующимися чизельными глубокорыхлителями 1, 3 и плоскорежущими лапами 2, 4. Обработку нечетных полос проводили чизельными рыхлителями на глубину 0,25 м, а четных полос – плоскорезными рыхлителями на глубину 0,06 м, что обеспечивало зону сплошного рыхления под сев семян ранних зерновых на глубину 4-6 см. Ширина междуследия чизельных глубокорыхлителей 1, 3 и плоскорежущих лап 2, 4 равнялась 0,7 м (приравнивалась к ширине междурядий сева высокостебельной пропашной культуры данного севооборота). Расстояние между осями глубокорыхлителей и лап равнялось , ширина захвата плоскорежущей лапы равнялась . Проводили посев ячменя сорта Ергенинский 2.

Пример 2. Почвообрабатывающее орудие комплектовали чередующимися чизельными глубокорыхлителями 1, 3 и плоскорежущими лапами 2, 4. Обработку нечетных полос проводили чизельными рыхлителями на глубину 0,4 м, а четных полос – плоскорезными рыхлителями на глубину 0,12 м, что обеспечивало зону сплошного рыхления под посев семян высокостебельной пропашной культуры на глубину 8-10 см. Ширина междуследия чизельных глубокорыхлителей 1, 3 и плоскорежущих лап 2, 4 равнялась 0,7 м (приравнивалась к ширине междурядий сева высокостебельной пропашной культуры). Расстояние между осями глубокорыхлителей и лап равнялось , ширина захвата плоскорежущей лапы равнялась . Проводили посев семян кукурузы гибрид Поволжский 89МВ.

Пример 3. При обработке почвы под посев пропашных высокостебельных культур, с использованием GPS-навигации, допускается и рекомендуется обработка только нечетных полос, т.е. снимаются или поднимаются плоскорежущие лапы (фиг. 2). Почвообрабатывающее орудие комплектовали чизельными глубокорыхлителями 1, 3, а плоскорежущие лапы 2, 4 снимали (поднимали). Обработку нечетных полос проводили чизельными рыхлителями на глубину 0,4 м. Ширина междуследия чизельных глубокорыхлителей 1, 3 равнялась 0,7 м (приравнивалась к ширине междурядий сева высокостебельной пропашной культуры). Проводили посев семян кукурузы гибрид Поволжский 89МВ.

Величина твердости почвы по участкам составляла: в зоне сплошного рыхления для всех участков по полосам - 3-8 кгс/см², для участков нечетных полос, ниже зоны сплошного рыхления, но в зоне рыхления - 3-10 кгс/см², для участков четных полос, ниже зоны сплошного рыхления - 15-50 кгс/см².

Во всех случаях полосная разноглубинная обработка, сочетающая глубокое чизелевание и мелкое плоскорезное рыхление, существенно снижала объем деформации пахотного слоя почвы, обеспечивая зону сплошного рыхления для качественного посева и произрастания зерновых сплошного сева и высокостебельных пропашных культур.

Проведенные полевые опыты показали, что использование полосной обработки по предлагаемой технологии (с чизельным глубокорыхлителем и мелкой плоскорезной обработкой), по сравнению с безотвальным глубоким и мелким рыхлением лемешными стойками (контрольный способ по прототипу), позволяет: дополнительно снизить объем деформации почвы со снижением энергозатрат на 20-50%, в зависимости от глубины рыхления; уменьшить количество эрозионно-опасных частиц почвы до 9% в слое от 0 до 5 см; больше накапливать продуктивной влаги на 18-24 мм; повысить урожайность до 12%.

При подготовке почвы под сев пропашных культур с использованием GPS-навигации, при снятых или поднятых плоскорежущих лапах 3, 4, дополнительно снижается объем деформации почвы на 15-25%, соответственно и энергозатраты на обработку почвы, кроме того, на необработанной площади ухудшаются условия для развития однолетних сорных растений.

Таким образом, заявленный способ минимальной обработки почвы позволяет уменьшить энергозатраты и эрозионную нагрузку, повысить урожайность возделываемой культуры в сравнении с известными аналогами, а соответственно, повысить и рентабельность производства сельхозпродукции.