Kombajn zbożowy oczesujący

Współczesne żniwiarki oczesujące
Plik:Современная очёсывающая жатка «Shelbourne».jpg
Zbiór nasion lnu kombajnem John Deere z oczesującym zespołem żniwnym "Shelbourne"
Kombajn ACROS 530 z oczesującym zespołem żniwnym „Słowianka UAS”
Żniwiarka dwubębnowa typu oczesującego „Słowianka UAS”
Kombajn z oczesujacym zespołem żniwnym oczesującą
Plik:Однобарабанная жатка «Shelbourne».jpg
Jednobębnowa żniwiarka „Shelbourne”

Żniwiarka oczesująca – urządzenie przeznaczone do zbioru zbóż metodą oczesywania roślin na pniu[1]. W odróżnieniu od żniwiarki tradycyjnej, sposób pracy której polega na koszeniu (cięciu) roślin, żniwiarka oczesująca zbiera ziarno poprzez zrywanie (oczesywanie) tylko części ziarnowej roślin, nie ścinając źdźbła, łodygi. Zbiór ziarna poprzez oczesywanie znany był już w I wieku naszej ery, ale później został zaniechany. Obecnie jest stosowany na niewielką skalę dzięki zastosowaniu specjalistycznych zespołów żniwnych w kombajnach zbożowych[2].

Możliwości żniwiarki oczesującej

Zbiór plonu jest końcowym etapem uprawy roślin. Zbieranie plonu należy dokonać maksymalnie szybko po tym, jak ziarno uzyska stan dojrzałości. Pozostawanie plonów na polu powoduje utratę ich wartości, bądź też całkowitej ich utraty w wyniku niekorzystnych warunków pogodowych, pożarów, bytowania zwierzyny. Szybkość zbiorów zależy od przepustowości zespołu młócącego kombajnu. W procesie młócenia poprzez koszenie przez kombajn przechodzi znaczna ilość słomy ograniczająca szybkość ruchu pojazdu. Żniwiarka oczesująca zostawia większość słomy na polu, a w zebranej masie zbożowej ziarno stanowi 80%[3], czyli dwa razy więcej niż przy zbiorze tradycyjnym. Ta cecha metodu zbioru umożliwia dwukrotne zwiększenie prędkości roboczej kombajnu, co skraca czas zbioru. Oczesywanie zmniejsza także straty ziarna powstające w trakcie nagarniania w koszącym zespole żniwnym[1].

W czasie tradycyjnych zbiorów plonu na cięcie źdźbeł roślin, transportowanie, deformowanie podczas omłotu i rozdzielenie zużywa się określona ilość energii, a więc i paliwa, na którym pracuje kombajn zbożowy[3]. Stosowanie technologii oczesującej pozwala zmniejszyć zużycie paliwa o 35–40%[1]. Do podstawowych zalet żniwiarki oczesującej należą:

  • zbiór zboża z wilgotnością ponad 20%, co prawie jest niemożliwe za pomocą żniwiarki tradycyjnej,
  • zbiór z minimalną stratą zboża wyległego i poplątanego,
  • sprzątanie z pól zachwaszczonych niskimi chwastami,
  • możliwość stosowania w technologiach uprawy roślin, gdzie resztki pożniwne zostają na polu,
  • stosowana by pozostające rośliny zatrzymywały śnieg na polu itd.[3]

Historia stosowania żniwiarek oczesujących

Historyczny rozwój żniwiarki oczesującej ma przerywany i wieloetapowy charakter. W pewnych okresach historycznych pojawiała się jako środek realizacji palących potrzeb społeczeństwa, a potem szła w niepamięć, żeby się odrodzić znów po wiekach. W ciągu tego czasu została opracowana wielka ilość żniwiarek oczesujących, wytworzona i wypróbowana przez wynalazców, jednak tylko nieliczne zostały wdrożone do produkcji i stosowane w rolnictwie[2].

Żniwiarka galijska

Płaskorzeźba żniwiarki galijskiej

Pierwsze wzmianki o sposobach zbiorów wyłącznie ziarnowej części plonu za pomocą prymitywnej maszyny znajduje się w Historii naturalnej Pliniusza Starszego, napisanej dla cesarza rzymskiego Tytusa Flawiusza. Autor opisał prymitywne maszyny stosowane w wielkich majątkach Galii jako wydajniejsze od ręcznej pracy[4]. Bardziej dokładny opis tych maszyn podał IV-wieczny pisarz Palladiusz w Traktacie o rolnictwie[5]. Ze słów Palladiusza wynikało, że to urządzenie było zbudowane w postaci dwukołowego wozu z ukośnie umocowanym z przodu grzebieniem. Do wozu zaprzęgano wołu lub osła. Obok skrzyni szedł człowiek z narzędziem w kształcie litery T (długi kij, na końcu którego poprzecznie osadzony jeszcze jeden mniejszy). Podczas ruchu maszyny po polu grzebień wcinał się w źdźbła na wysokości kwiatostanów, a człowiek za pomocą narzędzia "rozczesywał" kłosy tak, by dotykały grzebienia, obłamywały się i spadały do skrzyni. Źdźbła pozostawały nietknięte na polu[6]. Taka żniwiarka była wydajniejsza od ręcznego zbioru sierpami, bo zwiększono szerokość koszenia i szybkość ruchu.

Realizacja głównego zadania żniwiarki – oddzielenie kłosów od źdźbła – była możliwa dzięki grzebieniu i aktywnemu narzędziu w kształcie litery T. Takie urządzenie mogło zbierać tylko zboża kłosowe, kwiatostany których znajdują się na końcu długich łodyg. Nie wiadomo, jak długo taka maszyna była stosowana w Galii, ale biorąc pod uwagę to, że Pliniusz Starszy wspomina o niej w drugiej połowie I wieku, a Palladiusz podtwierdza jej istnienie w pierwszej połowie IV wieku, przypuszczalnie żniwiarka galijska była stosowana nie mniej niż 250 lat[5]. Po upadku Cesarstwa Rzymskiego znikły wielkie majątki i żniwiarki stały się zbędne.

Australijskie żniwiarki oczesujące

Żniwiarka Ridley'a

Żniwiarki Jona Ridley'a
Kombajny Victora McKay'a

Rozwój żniwiarek oczesujących rozpoczął się w połowie XIX wieku, w okresie kolonizacji angielskiej w Australii. Dla kolonistów wielki problem stanowił suchy klimat Australii, ponieważ zboże do momentu zbiorów przesychało i stawało się łamliwe, co powodowało utraty podczas koszenia. Ten problem został rozwiązany w roku 1843 przez Johna Ridley'a, który udoskonalił żniwiarkę galijską i przystosował do warunków klimatycznych Australii[7]. Unowocześnienia Ridley'a polegały na tym, że czterokołowy wóz był kierowany za pomocą tylnych kół. Maszynę poruszały zaprzęgnięte z tyłu konie. Z przodu na skrzynie był przymocowany grzebień, nad którym znajdował się bęben łopatkowy, obracany w skutek ruchu kół żniwiarki. Rozmiar szczeliny pomiędzy zębami grzebienia był dostosowany do rozmiaru źdźbła. Żniwiarka była obsługiwana przez jedną osobę. Podobnie, jak w żniwiarce galijskiej, grzebień wcinał się w źdźbła na poziomie kwiatostanów. Kłosy obłamywał nie człowiek, lecz przedni bęben, który za pomocą łopatek podczas obracania się częściowo wymłacał ziarno i transportował je do kosza. Dzięki udoskonaleniu kierowania żniwiarką i mechanizacji omłotu zboża żniwiarka oczesująca Johna Ridley'a w ciągu jednego dnia roboczego mogła usprzątać 4 ha, co było porównywalne do nakładu pracy 10 kosiarzy w tym samym przedziale czasowym i przestrzennym[2]. Żniwiarka Ridley'a była stosowana tylko do zbioru zbożowych (kłosowych) roślin. Liderem w produkcji tego typu żniwiarek była kompania Josepha Mellora, która w ciągu kilku lat wypuściła ponad 3 tys. maszyn[7].

Żniwiarka Morrowa i McKay'a

Kolejnym etapem rozwoju było dodanie żniwiarce oczesującej nowych funkcji: omłot oczesanych kłosów, oczyszczenie ziarna od plewy i słomy, nasypanie oczyszczonych ziaren w worki i wyładowanie worków z ziarnem podczas ruchu maszyny. Te unowocześnienia wprowadzili Jams Morrow i H. Victor McKay, którzy w latach 1883 i 1884 odpowiednio zaprezentowali własne żniwiarki oczesujące. Ich żniwiarka była trzykołową maszyną ciągniętą przez konie zaprzęgnięte z przodu po lewej stronie. Kombajn prowadziły dwóch operatorów: jeden kierował ruchem, drugi wysypywał ziarno w worki. W ciągu jednego dnia roboczego kombajn mógł usprzątać 40 hektarów. Ten typ żniwiarki oczesującej do dziś przoduje pod względem minimalnych strat energii na tonę zebranego plonu.

W 1895 roku H. Victor McKay założył kompanię „Sunshine Harvester”, w której ciągle doskonalił swój kombajn. W 1916 roku, dzięki ulepszeniom Hadley'a Shepherda, kompania zaczęła produkować nowe kombajny oczesujące, w których pod grzebieniem umieszczono aparat tnący, a masę oczesaną transportowano podajnikiem. Takie konstrukcyjne właściwości rozszerzały możliwości żniwiarki, pozwalając na zbiór wilgotnego i wyległego zboża. Po zmianie właściciela w 1950 roku kompania wstrzymała produkowanie kombajnów oczesujących pod marką handlową „Sunshine”, a sześć lat później wycofała je z produkcji[7].

Rosyjskie żniwiarki oczesujące

W 1868 roku agronom Andriej Własienko z guberni twerskiej zaprezentował maszynę rolniczą „Konna żniwiarka do zbioru żboża na pniu”, która stanowiła połączenie kosiarki, urządzeń transportujących i młocarni. Maszynę ciągnęły dwa konie, prowadzone przez jednego furmana. Ze słów Własienki ta maszyna zastępowała pracę 20 kosiarzy i była osiem razy wydajniejsza od amerykańskiej żniwiarki McCormika. Podobną maszynę w guberni samarskiej stworzył M. Gumilin, który wykorzystał doświadczenia Własienki. Żadnej z tych maszyn nie zaczęto produkować na większą skalę. W 1869 roku Własienko opatentował swój wynalazek. W sprawie masowej produkcji jego maszyny interweniowali u władz uczeni i rolnicy, jednak minister rolnictwa odmówił nie przychylił się do ich prośby[8][9].

Współczesne żniwiarki oczesujące

Schematy działania współczesnych żniwiarek oczesujących

W drugiej połowie XX wieku wznowiono prace nad polepszeniem metod zbioru za pomocą żniwiarek oczesujących[1], które według naukowca Leonida Pogoriełowa powinny zastąpić tradycyjne kombajny[2].

Pierwowzorem dla współczesnych żniwiarek oczesujących była prawdopodobnie maszyna Amerykanina K. Baldwina[10]. W odróżnieniu od starszych rozwiązań nowa żniwiarka oczesująca miała aktywne robocze narzędzie wykonane w kształcie bębna cylindrycznego (wirnika), wzdłuż brzegów którego zamocowano rzędy grzebieni. Podczas obracania się bębna grzebienie zanurzały się w źdźbło i oczesywały ziarnową część plonu[11]. Kłosy nie były obłamywane, jak dotąd, tylko omłacane. Maszyna była dostosowana do zbiorów wilgotnego i wyległego zboża oraz sprzątanie z pól zachwaszczonych. Produkcję tego typu żniwiarek oczesujących w ostatniej dekadzie XX wieku rozpoczęła kompania „Shelbourn Reynolds” (Wielka Brytania).

Niezależnie od Anglików do podobnego rozwiązania na początku lat 80. XX wieku doszedł kierownik laboratorium maszyn żniwiarskich Instytutu Mechanizacji Rolnictwa w Melitopolu (obecnie Tawrijski Państwowy Agrotechnologiczny Uniwersytet), doktor nauk technicznych Petro Szabanow, twórca dwubębnowych maszyn[1][2]. W 2004 roku w przedsiębiorstwie budowy maszyn „Ukr. Agro-serwis” pod kierownictwem Szabanowa opracowano, wyprodukowano i wypróbowano żniwiarkę „Słowianka UAS”. Od 2005 roku produkuje się je seryjnie i szeroko stosuje się w rolnictwie[12].

Działanie współczesnych żniwiarek oczesujących

Żniwiarki oczesujące dzielą się na jednobębnowe i dwubębnowe[13]. Dwubębnowa żniwiarka składa się z bębna oczesującego, przedniego bębna-odrzutnika, podajnika i nieruchomego płaszcza odbijającego. Po wprawieniu żniwiarki w ruch źdźbła roślin odchylane są płaszczem. Pod wpływem wsysającego strumienia powietrza, który wytwarzają bęben oczesujący i bęben-odrzutnik kłosy trafiają do zespołu młócącego. Młócenie odbywa się za pomocą znajdującymi się na powierzchni bębnów grzebieni z prostokątnymi zębami. Omłócone zboże transportowane jest do podajnika, a następnie do pochylonej komory kombajna. Jednobębnowe żniwiarki są konstruktywnie prostsze[14], zawierają bęben oczesujący (rotor), korpus żniwiarki, stabilizującą tarczę i podajnik[2]. Działanie bębna oczesującego i transportowanie omłóconej kupy podobne do działania dwubębnowej żniwiarki.

W wyniku badań porównawczych nad żniwiarkami jedno- („Shelboure”) i dwubębnowymi (MON-4), przeprowadzonych w 1980 roku na Krymie podczas zbioru ryżu, na Kubaniu podczas zbioru pszenicy i na zachodzie Rosji podczas zbioru jęczmienia wykazały, że dwubębnowa żniwiarka oczesująca ma o 1,5% mniej strat plonów[1].

Ograniczenia żniwiarek oczesujących

Żniwiarki oczesujące są przeznaczone do zbioru przeważnie kultur zbożowych oraz niektórych gatunków nasienników. Zbiór bobowatych nie jest przewidziany przez normy technicznymi tych maszyn. Są wykorzystywane do zbiorów bezpośrednich. Pod warunkiem odpowiedniej eksploatacji straty ziarna nie przekraczają 1%, ta liczba może wzrastać w przypadku opóźnionych zbiorów, gdy ziarno nie trzyma się już w kłosie i sypie się, oraz na skutek różnicy w wysokości kwiatostanów. Niezalecane jest stosowanie żniwiarek oczesujących na polach z dużą ilością kamieni, a także na kamienistych polach ze zbożem wyległym[3].

  1. a b c d e f П. В. Сисолiн, С. М. Коваль, I. М. Iваненко, Машини для збирання зернових культур методом обчiсування колоскiв, Кiровоград 2010, s.5,27,27,23-24,25-26,55-59. ISBN 978-966-1508-34-6.
  2. a b c d e f А. М. Леженкин, В. И. Кравчук, В. С. Кушнарёв, Технология уборки зерновых культур методом очёса на корню: состояние и перспективы, Дослидницкое 2010, s.61,168,168,358,61,55,62,168-223,168-169,169,211-212,172,177,10-11,172,211-212. ISBN 978-966-8035-73-9.
  3. a b c d М. Е. Шварцман, А. В., Тимченко, Уборка урожая колосовых культур методом обмолота растений на корню жаткой двухбарабанной очёсывающего типа «Славянка УАС».
  4. Ковалёв С. И. История Рима (с иллюстрациями) часть 1, глава VIII, техника. http://tortuga.angarsk.su/fb2/kovlws01/Istoriya_Rima.fb2_0.html
  5. a b Реальный словарь классических древностей, red. Й. Геффкен i in.
  6. Энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона (жатвенные машины, жатки, жнеи, жнейки).
  7. a b c П. И. Чуксин, Возрождение галльской жатки: сельскохозяйственный детектив.
  8. Е. Н. Капитонов, История сельскохозяйственного машиностроения России: хронография, Тамбов 2010. ISBN 978-5-8265-0941-8.
  9. И. И. Артоболевский , А. А. Благонравов, Очерки истории техники в России (1861-1917), Москва 1975, s. 397.
  10. C. H. Wendel, Farm Implements & Antiques, Iola 2004, s. 497. ISBN 0-87349-568-3.
  11. А. Дранишников, Галлы на уборке, "Зерно" 9 (2007).
  12. ООО «Укр.Агро-сервис».
  13. Shelbourne Reynolds Inc..
  14. П. А. Шабанов, Н. П. Шабанов, Уборка с очёсом на корню. "Агромир. Проблемы и решения", 16 (139), 27 апреля 2004.