Спосіб захисту сільськогосподарських рослин від бур’янів та шкідників

Спосіб захисту сільськогосподарських рослин від бур'янів та шкідників, шляхом нагріву поверхневого шару грунту до температури загибелі насіння бур'янин і личинок шкідників, який відрізняється тим, що шар грунту нагрівають зсередини одночасно по всій товщині шляхом подавання протягом (7,5 ± 2,5) хвилин, наприклад, за допомогою заглиблених теплопровідних штирів або пластин, заданої кількості теплової енергії. Винахід відноситься до способів обробки ґрунту, більш конкретно, до способів захисту сільськогосподарських рослин від бур'янів та шкідників шляхом теплової обробки ґрунту. Відомий спосіб знищення бур'янів шляхом пропускання через них току високої напруги [1]. Електричне коло включає один електрод, що знаходиться в повітрі на певній висоті і торкається або надрізує рослину, стебло самої рослини і другий електрод, який має контакт з землею. Механізм загибелі полягає в тому, що проходження струму через рослину, в якій є багато комплексних органічних сполук, що проводять струм, супроводжується нагрівом рослини і різноманітними біохімічними процесами, що призводять до теплового пошкодження клітин. Як і в запропонованому винаході, в відомому аналозі захист сільськогосподарських рослин від бур'янів відбувається шляхом нагріву бур'яну. Причиною, яка перешкоджає отриманню технічного результату, є непродуктивні витрати енергії, які зумовлені розтіканням току, пропорційно кількості обробляємих рослин. Крім того, при реалізації способу має місце загорання стерні і додаткові витрати на захист працівників від току високої напруги. Відомий спосіб знищення бур'янів і личинок сільськогосподарських шкідників за допомогою дії енергії НВЧ поля [2]. Явища, які відбуваються при дії НВЧ поля на насіння бур'янів та личинки шкідників мають тепловий характер і проявляються в порушенні процесу обміну речовини і інших біохімічних процесів, їх інтенсивність залежить від діелектричної проникливості тканини рослин та час тоти поля. При опроміненні НВЧ - поле в залежності від частоти проникає в грунт на глибину до 8 - 10см. Цього достатньо для знищення запасу насіння бур'янів в ґрунті, так як в поверхневому шарі до глибини 5см найбільше всього насіння бур'янів (до 68.85 всього запасу) і личинок сільськогосподарських шкідників. Як і в запропонованому винаході, в відомому аналозі захист сільськогосподарських рослин відбувається шляхом нагріву насіння бур'янів та личинок шкідників до температури їх загибелі. Причиною, яка перешкоджає отриманню технічного результату, є небезпечний для здоров'я людини вплив НВЧ поля. Крім того, потрібні великі витрати як на проведення обробки ґрунту, так і на необхідне для цього обладнання. Прототипом обрано спосіб захисту сільськогосподарських рослин шляхом знищення насіння бур'янів і личинок шкідників в районах з великою кількістю сонячних днів за допомогою сонячної енергії [3]. В основу способу - прототипу покладе- • но тепловий спосіб знищення насіння бур'янів і личинок шкідників шляхом нагрівання поверхневого шару ґрунту до 50°С (температури їх загибелі). Для підвищення поглинаючої властивості ґрунту і зменшення його теплового випромінювання грунт покривають слоем поліетиленової плівки, яку знімають після закінчення обробки. Дослідження, проведені в США показали, що після 4-х тижневого терміну насіння бур'янів втрачає схожість на 90100%на глибині до 8см. Як і в запропонованому винаході, в прототипі захист сільськогосподарських рослин від бур'янів і шкідників забезпечується шляхом нагріву верхнього шару ґрунту до темпе 00 CM ратури загибелі насіння бур'янів і личинок шкідників. Причиною, яка перешкоджає отриманню технічного результату, є нагрів ґрунту зверху. При цьому прогрів фунту до належної температури на глибині відбувається поступово від верхнього шару до нижнього. Односторонній нагрів в сукупності з нерегульованим надходженням теплової енергії, що залежить від погоди, добових коливань температури, а також втрати тепла із-за конвекції та віддзеркалення призводять до того, що навіть в районах з великою кількістю сонячних днів для одержання гарантованого ефекту (загибелі насіння бур'янів і личинок шкідників) треба не менш 4-х тижнів, що небажано з точки зору агротехніки. Крім того, для реалізації способу необхідні значні витрати на поліетиленову плівку (її треба 250 400кг/г) і витрати на її розстилання, а потім на збирання. 41528 дені нижче доводять, що час нагріву (7.5 ± 2.5) хвилин є оптимальним. При скороченні часу нагріву захист буде неповноцінним, бо частина насіння бур'янів та личинок шкідників не загине, а при нагріві більш як 10 хвилин мають місце непродуктивні витрати енергії, які підвищують вартість обробки. Для реалізації запропонованого способу потрібні трактор та платформа, причеплена до трактора, на якій змонтовано пристрій з теплопровідними штирями або пластинами, які розміщені з кроком 2 - Зсм і сполучені з джерелом теплової енергії. При роботі згаданий вище пристрій заглиблює штирі (пластини) в фунт на глибину 5 -8см. Проведені попередні розрахунки показують технічну можливість реалізації методу і його економічність. Профілі температури при нагріві ґрунту визначаються формулою [4] В основу винаходу поставлено завдання створити такий спосіб захисту сільськогосподарських рослин від бур'янів і шкідників, в якому нагрівання поверхневого шару ґрунту зсередини по всій товщині одночасно дозволило б зменшити час, необхідний для прогрівання і за рахунок цього забезпечити виконання сільськогосподарчих робіт в оптимальні агротехнічні строки в районах з будь якими погодними умовами. Крім цього, нагрівання поверхневого шару фунту зсередини дозволяє зменшити втрати тепла і за рахунок цього зменшити ціну обробки фунту. Суть винаходу полягає в тому, що в способі захисту сільськогосподарських рослин від бур'янів і шкідників верхній шар фунту нагрівають до температури загибелі насіння бур'янів і личинок шкідників зсередини по всій товщині шару фунту одночасно протягом (7.5 ± 2.5) хвилин подаючи, наприклад, за допомогою заглиблених в грунт теплопровідних штирів або пластин задану кількість теплової енергії. Заявляємий винахід відрізняється від прототипу тим, що верхній шар фунту нагрівають зсередини по всій товщині шару фунту одночасно протягом (7.5 ± 2.5) хвилин подаючи, наприклад, за допомогою заглиблених в фунт теплопровідних штирів або пластин задану кількість теплової енергії. Досягнення технічного результату забезпечується за рахунок того, що задану кількість теплової енергії підводять до поверхневого шару фунту зсередини, наприклад, за допомогою заглиблених в фунт теплопровідних штирів або пластин, що дає можливість швидко нагріти весь фунт до заданої глибини. Час, який потрібен для нагріву фунту до температури 50 ± 5°С (температури гарантованої загибелі насіння бур'янів і личинок шкідників) значно зменшується порівняно з прототипом, в відповідності з яким боротьбу з бур'яном та шкідниками доцільно проводити в районах з великою кількістю сонячних днів, а також там, де фунт вільний від культурних рослин впродовж місяця і більш. Запропонований винахід може застосовуватись в будь-яких кліматичних умовах і в доцільні з точки зору агротехніки строки. Розрахунки наве 2 u . erf(u) = —j= J e-и де *n ® - інтеграл помилок, х відстані від нагрівача, t - час, Т о - початкова температура грунту, Т н - температура нагрівача, А. теплопровідність грунту, С - його теплоємкість, р питома вага. В точці з координатою х при досягненні часу t встановиться потрібна температура Тк, якщо erf Т -Т Т -Т Розрахунки показують, що через 10 хвилин температурний фронт в 50°С буде на відстані не менш ніж 1,5 - Зсм від нагрівача, температура якого 100°С. Таким чином при розміщенні штирів або пластин, що передають тепло в фунт, на відстані З - 4см (7.5 ± 2.5) хвилин обробки досить для прогріву ґрунту до температури загибелі насіння бур'янів та личинок шкідників. З врахування реального розподілу температури в ґрунті кількість тепла, що передає нагрівач дается формулою [4] Зарахування цього одержимо, що кількість тепла, яке треба передати 1м 2 ґрунту дня його нагріву не перевищує Q < 15 МДж. Джерела інформації. 1. Состояние и тенденции развития электрических способов и оборудования для борьбы с сорняками. - М.: 1984, С. 2 - 28. 2. Там же, С. 41 - 54. 3. Исаева Л. И. Использование различных методов в интегрированной борьбе с сорняками. М.: 1989, С. 38 - 41 (прототип). 4. Ликов А. В. Теорія теплопровідності. - М.: Вища школа 1997р. 41528 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім'і Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна Тел.: (+38044) 456-2090