Машины и орудия для обработки почв, подвеженных ветровой эрозии

Эрозией почвы называют процесс разрушения и сноса почв под влиянием ветра, потоков воды, механических воздействий сельскохозяйственной техники.

Ветровая эрозия (дефляция) возникает как следствие аэродинамического воздействия воздушного потока (ветра) на поверхность диспергированного почвенного слоя. При этом одновременно происходит три варианта транспортирования воздушным потоком частиц различных фракций (рис.1): перекатывание по поверхности частиц размером 0,5… 1 мм; сальтация частиц размером 0,1…0,5 мм; аэрозольный перенос частиц размером менее 0,1 мм. Доля их в общем объеме движущихся частиц составляет соответственно 5…26, 55…70 и 15…40%. Сальтирующие частицы перемещаются скачкообразно, при падении ударяются о почву, разрушают неподвижные комочки на мелкие частицы и вовлекают их в эрозионный процесс, который протекает при этом по законам цепной реакции.

Показателями, характеризующими аэродинамическую стой кость почв к дефляции, приняты критическая скорость ветра и допустимая степень распыленности верхнего (0…5 см) слоя почвы, при достижении которых начинаются массовый отрыв и перенос частиц.

Рис. 1. Схема отрыва и транспортирования почвенных частиц при ветровой эрозии почвы.

Условные обозначения: L — длина перемещения, мм; H — высота подъема, мм; d-размер частиц, мм

Для большинства типов почв критическая скорость ветра, измеренная на высоте 0,15 м от поверхности пашни, составляет 3,5…5 м/с, а допустимая степень распыленности, т. е. содержание в слое 0…5 см эродируемых частиц (размером менее 1 мм), — не более 50%. В эрозионно опасных районах применяют почвозащитную систему обработки почвы, которая должна обеспечивать снижение скорости ветра в приземном слое, задержание движущихся почвенных частиц и улучшение физических свойств почвы. Поставленные цели достигаются безотвальной обработкой почвы с сохранением стерни, мульчирующей обработкой с заделкой пожнивных остатков в верхний слой, сокращением числа обработок, внесением органических удобрений.

Противоэрозионная эффективность стерни зависит от ее длины, концентрации, состояния и положения. Эталоном почвозащитного агрофона принят агрофон с концентрацией стерни, обеспечивающей защиту от выдувания почвы при ее 100%-й распыленности и скорости воздушного потока v_B= 12 м/с на высоте 0,5 м от поверхности почвы. Для такого агрофона установлено: длина стерни должна быть не менее 200 мм, а концентрация ее — не менее 300 ед/м².

Почвозащитная эффективность мульчи измельченных стеблей крупностебельных культур (кукурузы, подсолнечника, клещевины, сорго и др.) определяется числом растительных частиц на единицу площади (не менее 200 ед/м2) и мало зависит от их продольных размеров и массы. Противодефляционная способность такой мульчи повышается при продольном расщеплении стеблей. Поэтому приспособления уборочных машин для измельчения стеблей должны быть оборудованы устройством для их расщепления.

Машины для основной безотвальной обработки почвы.

Машины для основной безотвальной обработки почвы на глубину 25…30 см снабжены стреловидными плоскорежущими лапами (рис. 2, а) шириной захвата по 110 см. К нижнему концу стойки 4 глубокорыхлительной лапы приварена пятка 2. К пятке прикреплен башмак 1 с долотом 6 и самозатачивающимися лемехами 3. В уголок, приваренный к стойке со стороны рамы, ввернут регулировочный винт 5, головка которого упирается в брус рамы. Вращением винта 5 изменяют угол наклона лапы. Овальное отверстие в стойке 4 позволяет ей поворачиваться относительно переднего болта при изменении наклона лапы. Пласт почвы, подрезанный лемехом (рис. 2, б), скользит по его наклонной поверхности, разрыхляется и падает без оборота.

а — плоскорежущая лапа; б — схема рабочего процесса; вобщий вид; 1 — башмак; 2- пятка; 3 — лемех; 4- стойка; 5-регулировочный винт; 6-долото; 7-лапы; 8 — колесо; 9 — винтовые механизмы; 10- рама; 11 — замок автосцепки

При этом стерня остается на поверхности поля, предотвращая эрозионные процессы. Плоскорежущие лапы сохраняют 60…75% стерни.

Плоскорез-глубокорыхлитель ПГ-3−100 (рис. 2, в) снабжен тремя плоскорежущими лапами 7 шириной захвата по 110 см. Угол между режущими кромками лемехов 100°. Ширина захвата машины 3,1 м, глубина обработки до 30 см. Последнюю регулируют с помощью винтового механизма 9, изменяя высоту крепления опорных колес 8. ПГ-3−100 агрегатируют с тракторами класса 3.

Плоскорезы-глубокорыхлители ПГ-2С и ПГ-ЗС комплектуют рабочими органами двух типов: плоскорежущими лапами для безотвальной обработки почвы на глубину до 25 мм и чизельными рых-лительными стойками для нарезки щелей и рыхления почвы на глубину до 35 см. Ширина захвата машин соответственно 2,1 и 3,1 м. Их агрегатируют с тракторами тягового класса 2 и 3.

Плоскорез-глубокорыхлитель ПГ-3−5 состоит из центральной и двух боковых секций. Ширина захвата 5 м, глубина обработки 15…30 см. При работе с тракторами класса 3 используют только среднюю секцию шириной захвата 3,2 м.

Для безотвальной обработки с сохранением стерни на глубину до 25 см применяют плуги-рыхлители ПБ-5 и ПБ-9, а также плуги общего назначения, оборудованные безотвальными корпусами или рыхлительными стойками.

Культиватор-глубокорыхлитель-удобритель КПГ-2,2 снабжен двумя лапами 74 (рис.3) шириной захвата по ПО см, бункером 6 вместимостью 450 л, туковысевающими аппаратами 7и вентилятором 5.

Рис. 3. Культиватор-глубокорыхлитель-удобритель КПГ-2,2:

1 — прицепное устройство, 2 — гидроцилиндр; 3 — регулятор глубины; 4 полуось; 5 — вентилятор; 6-бункер; 7-высевающий аппарат, 8- воздуховод; 9-тукопровод; 10- смеситель; 11 — распределитель; 12 — лемех; 13 — долото; 14-лапа; 15-карданный вал; 16- колесо; 17- рама

Высевающие аппараты приводятся в движение от опорного колеса 16карданным валом 15 и цепной передачей. Колесо вентилятора вращает гидромотор. Лапы снабжены устройством для внутПри заглублении лап удобрителя включается передача к высевающим аппаратам и удобрения по тукопроводам поступают в смеситель. По воздуховоду всмеситель подается струя воздушного потока, создаваемого вентилятором. Воздух захватывает удобрения и переносит их к распределителю, который высевает удобрения на дно борозды равномерно по всей ширине захвата лапы. Сходящая с лемехов почва засыпает удобрения, а отработанный воздух заполняет пространство между почвенными частицами, часть его уходит в атмосферу. рипочвенного внесения удобрений, включающим смеситель 10, тукопровод 9, воздуховод 10 и распределитель 11.

При заглублении лап удобрителя включается передача к высевающим аппаратам и удобрения по тукопроводам поступают в смеситель. По воздуховоду в смеситель подается струя воздушного потока, создаваемого вентилятором. Воздух захватывает удобрения и переносит их к распределителю, который высевает удобрения на дно борозды равномерно по всей ширине захвата лапы. Сходящая с лемехов почва засыпает удобрения, а отработанный воздух заполняет пространство между почвенными частицами, часть его уходит в атмосферу.