Из истории плуга

Известно, что люди всегда с большим уважением относи­лись к орудиям обработки почвы. Так, в средние века кражу плуга считали тяжким преступлением и наказывали вора ко­лесованием. Нельзя было принимать плуг в заклад. Тот, кто становился за плуг, считался взрослым человеком.

история плуга

Родословная плуга идет от клина, который был известен еще в IV тысячелетии до н. э. и примерно со II тысячелетия до н. э. стал применяться для обработки почвы. В качестве орудия для рыхления земли жители Канарских островов употребляли рога быков, негры Сенегала — боевые мечи. На Сиракузских монетах изображен человек, обрабатываю­щий землю мотыгой. На рисунке 1 показаны некоторые виды первобытных мотыг и примитивных плугов.

История плугаРисунок 1

Опыт и знания земледельцев накапливались от поколения к поколению. Совершенствование почвообрабатывающих ору­дий осуществлялось непрерывно на протяжении почти 6 тыс. лет. Идея клина, который вспарывал верхний слой поля, развивалась и обогащалась с учетом особенностей различных почв, за счет использования новых материалов и технологий для изготовления различных частей плуга.

История плуга 2Рисунок 2

В описаниях Вергилия (I в. до н. э.) плуг древних римлян уже содержал все основные части современного: лемех с зачатками отвала, вертикальную стойку, нож, который под­резал пласт в вертикальном направлении, раму (грядиль), передок и ручки управления.

История плуга 3Рисунок 3

В начале XVIII в. начали применять пахоту с оборотом пласта. Смысл этого процесса — добиться наилучшей плотности и структуры почвы, разрыхлить крупные комья и заста­вить сомкнуться мелкие, доведя те и другие до определен­ных размеров. Одновременно сорная растительность укла­дывается на дно борозды и присыпается слоем земли. На сле­дующий год плуг вновь перевернет почву, «отдохнувший» слой будет вынесен на поверхность и в него попадает брошен­ное сеятелем зерно.

Одновременно с улучшением качества подготовки почвы к посеву требовалось постоянно повышать производитель­ность труда пахаря. Поиски решения этой задачи проводи­лись в различных направлениях: совершенствование тради­ционной формы плуга и создание многокорпусных плугов (рисунок 2), разработка новых почвообрабатывающих орудий и переход к более мощным видам тяги (рисунок 3), появление новых способов обработки земли (рисунок 4).

поиск новых способов обработки почвыРисунок 4

В XIX в., когда рост городов привел к увеличению спроса на хлеб, в Бельгии и Голландии впервые ввели чередование посева зерновых культур и трав (корнеплодов) с одновремен­ным внесением в почву навоза. Появилась необходимость улучшения пахотного орудия. В результате поисков возникло несколько типов усовершенствованных плугов. В Бельгии — плуг брабантский, а в Голландии — плуг фландрский. В брабантском плуге отвал изготавливался из железа и крепился болтами к лемеху под некоторым углом. Плуг имел регуля­тор глубины и ширины захвата. Фландрский плуг создавал­ся в иных условиях (на кочковатых и заболоченных землях, заросших кустарником). У него не было передка, лемех и от­вал изготавливались из цельного куска железа. Производ­ство таких плугов организовал в 1763 г. часовых дел мастер Джон Смолл.

история плуга 2

В 1795 г. англичанин Бейлей предложил винтовой плуг, форму которого он определил опытным путем, вырезав пласт земли в 54 дюйма длины, 9 дюймов ширины и 6 дюймов толщины, приподняв его под углом 45° к горизонту и повернув травой вниз. Форма тыльной поверхности скрученного пласта послужила моделью винтового отвала. Через два года Джеф­ферсон (президент США) математически обосновал его фор­му и тем установил принцип обработки почвы плугом — оборот пласта.

Поиски конструкторов плуга направляются на дальнейшее совершенствование его формы. Так, профессор Шварц (1818) предложил полувинтовую поверхность рабочей части плуга (гогенгеймский плуг); итальянские аббаты Ламбручини и Ридольфи (1832) еще более изменили форму рабочей поверх­ности плуга (геликоид); братья Веверко (1872) ввели в практи­ку плуг с цилиндрической поверхностью (рухадловый).

В ходе совершенствования традиционной формы плуга все более дифференцировалось назначение его отдельных частей: нож надрезает пласт почвы по вертикали, лемех — по горизонтали, отвал оборачивает отрезаемый пласт, полевая доска обеспечивает опору плуга в вертикальной плоскости, подошва принимает на себя горизонтально направленные си­лы при оборачивании пласта.

Завод Рэнсома в Англии запатентовал самозатачивающийся чугунный лемех и наладил его массовый выпуск; завод Эккер­та в Германии освоил выпуск многокорпусных плугов и по за­казу московского земства начал выпуск копий рязанского плуга цельнометаллической конструкции, который получил название «Гражданин»; на заводе Сакка изготавливались плу­ги с различными формами рабочей поверхности с дерно­снимом.

В начале нашего века в сельском хозяйстве различных стран использовалось 140 разных типов плугов. На немецком заводе Сакка была собрана коллекция разнообразных плугов, которые были объединены в такие группы: плуги для очень тяжелых почв, для подъема пласта на лугах, для средних почв, для липких и клейких почв, для мягких почв. В США рабочие поверхности плугов были сведены к четырем основным типам: для плавного подъема дернины и полного оборота пласта, для вспашки вязких и липких почв и черноземов, универсаль­ного типа, сильно крошащие плуги.

В России академик В. П. Горячкин предложил конструк­цию плугов с разгибающимися поверхностями. Отвал у них, как и лемех, прикреплялся к стойке или башмаку болтами с потайными головками.

С изобретением паровой машины появилась возможность одновременно использовать несколько плугов. Производи­тельность пахоты паровой машины с применением балансир­ных плугов достигала 0,25 га/ч при глубине вспашки до 30 см.

Постепенно конструкторы изменяют форму плуга, перехо­дят от принципа поступательного его движения к вращатель­ному, создают новые рабочие органы и т. п. Так, французы Гибальд и Тенар в 1850 г. закрепили рабочие органы плуга на вращающемся барабане — производительность пахоты составила 0,1 ra/ч; англичанин Дерби в 1865 г. использовал механическую лопату — производительность составила 0,5 га/ч; египтянин Бегос Нубар Паша в 1865—1870 гг. пробо­вал использовать фрезу для обработки почвы — производи­тельность 0,2 га/ч; немец Ганц в 1900 г. установил ножи на барабане, который вращался поперек движения всего орудия — производительность 2,25 га/ч; в 1911 г. немец Мейенбург применил «эластичную лапу» в виде стальной пружины с укрепленной на ней мотыгой или долотом — производительность 0,5 га/ч; на два года раньше француз Кениг также пытался использовать мотыгу и кирку, устанавли­вая их на вращающемся барабане — производительность 0,42 га/ч.

С изобретением двигателя внутреннего сгорания сразу же предпринимаются попытки использовать его на пахотных работах. В 1909 г. Р. Шток изготовил автоплуг с шестью корпусами и достиг производительности 0,6 га/ч. Дальнейшее развитие идеи использования двигателей внутреннего сгора­ния было связано с созданием тракторов (гусеничных и ко­лесных). На них старались устанавливать двигатели, работаю­щие на местных видах дешевого топлива.

По мере накопления опыта создания тяговых машин росла их мощность и вместе с ней общая масса, а это, в свою очередь, приводил к увеличению давления на грунт при па­хоте. Трактору приходилось во время пахоты несколько раз пересекать поле, в результате чего грунт уплотнялся, утрам­бовывался, что в конечном счете вело к снижению урожаев.

Одновременно со строительством более мощных тракторов конструкторы пытались искать и новые способы обработки почвы. Еще в 1865 г. Фаулер проводил пахоту с использова­нием канатной тяги и одной паровой машины (локомобиля), которая находилась на краю поля. На ее маховик наматывал­ся канат, пропущенный через ролики, находящиеся на другом конце поля. Балансирный плуг, закрепленный на канате, по ме­ре вспашки продвигался вдоль поля. Другой вариант пахоты предполагал наличие двух локомобилей, передвигающихся вдоль поля, а между ними по канату двигался плуг.

Изготовление плугов в России началось в середине XVIII в., а промышленное производство — с 1802 г. в Москве на заводе X. Вильсона.

Родоначальником современных многокорпусных плугов, ви­димо, надо считать пятикорпусный плуг Василия Христофоро­ва, созданный в 1866 г. На дубовой раме были смонтированы 5 плугов, каждый шириной захвата корпуса 30 см, расстояние между корпусами по ходу плуга 50 см.

Как известно, вторым декретом, принятым Вторым Все­российским съездом Советов, был «Декрет о земле». Уже в 1921 г. В. И. Ленин подписал декрет о создании сельско­хозяйственного машиностроения. Первый пункт этого декрета предписывал: «Признать сельскохозяйственное машинострое­ние делом чрезвычайной государственной важности в дея­тельности всех Наркоматов». Делу реализации этого ленин­ского декрета служили и служат организованные в те далекие годы Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства и Всесоюзный институт сельско­хозяйственного машиностроения. Были построены отечествен­ные плугостроительные заводы: им. Октябрьской революции в Одессе, «Плуг и молот» в г. Николаеве, «Красный Аксай» в г. Ростове-на-Дону.

В 1922 г. в нашей стране были созданы электролебедки с балансирными восьмикорпусными плугами. На их испытани­ях, которые проводились в Москве на Бутырском хуторе, побывал В. И. Ленин. В статье «Аграрный вопрос и «критики Маркса» Владимир Ильич писал: «Замена большей части уп­ряжек электромоторами означает... возможность системы машин в земледелии... Чего не могла сделать сила пара, .того наверное достигнет электротехника, а именно: превращения сельского хозяйства из старой мануфактуры в современное крупное производство».

Конструкторы плугов предпринимают попытки создания орудий с активными рабочими органами: роторные машины, у которых рабочие органы совершают вращательное дви­жение, и «машинные плуги», корпуса рабочих органов у кото­рых перемещаются прямолинейно вдоль рамы. Общим свой­ством этих машин является совмещение движителей и рабо­чих органов в одном приспособлении. Основой конструкции реактивных плугов являются две секции — «крылья». Внеш­не они похожи на тракторные гусеницы, на которых закреп­лены корпуса обыкновенных плугов. Вращение от двигателя передается на «гусеницы» при помощи ведущих зубчатых колес. При движении «гусеницы» те плужные корпуса, кото­рые находятся внизу, рыхлят почву, а верхние совершают холостой ход.

Основой ротационных машин являются два вращающихся c различными скоростями барабана, на которых закрепляются различные рабочие органы. Оси барабанов устанавливаются как параллельно, так и под углом друг к другу. Барабаны вращаются с различными скоростями, и перемещение маши­ны по полю происходит за счет разности скоростей вращения.

Но с развитием тракторостроения большее распростране­ние получили и плуги традиционной формы. Например, с вы­пуском трактора С-80 в 1933 г. конструкторы брянского завода «Профинтерн» и омского завода «Сибсельмаш» созда­ли восьмикорпусный плуг с захватом полосы до 8,6 м. Через три года (1936) Харьковский тракторный завод освоил выпуск трактора средней мощности СТЗ-НАТИ, и к нему были созданы плуги В-535У и 5К-35. Они имели по два съемных корпуса, что позволяло получать комбинации сцепки от 3 до 10 штук с шириной захвата 105—350 см. На базе плуга 5К-35 был разработай трехкорпусный усиленный плуг 5К-35У для тяжелых горных почв и плуг 5К-35УП с почвоуглубителями для пахоты под технические культуры на глубину до 40—45 см.

Пятикорпусные плуги начали выпускать заводы «Ростсель­маш» и «Сибсельмаш». На базе этих плугов еще до Великой Отечественной войны был создан унифицированный по всем узлам плуг П-5-35, который стал основным в послевоенный Период восстановления сельского хозяйства.

Освоение целинных и залежных земель дало новый импульс для совершенствования конструкции плугов. Вот как об этом писал Л. И. Брежнев: «Первые борозды повсюду проложили торжественно, с митингами. Благополучно вспахали и первые клетки.

Но вскоре увидели, что приходится останавливаться все чаще: моторы не тянули, ломались лемеха, гнулись плужные рамы. Лишь такой силач, как «С-80», мог тащить за собой пятикорпусной плуг. А маневренные, но легкие «ДТ-54» и «HATH» для целины оказались слабосильными. Люди повсюду начали снимать с плугов по одному и даже по два лемеха. Это не только снижало выработку, но грозило сорвать план подъема целины.

Механизаторы нервничали, дело шло туго, пласт, как ни ста­рались они, не опрокидывался полностью. Я подошел к трак­тористам, вступил в разговор, спросил, что тут, по их мнению, можно сделать. Ответили, что существующие плуги не годят­ся, нужны другие.

— Нужно срочно наладить выпуск плугов с полувинтовыми и винтовыми отвалами».

В 60-е гг. получает распространение идея безотвальной обработки почвы, разработанная на практике Т. С. Мальцевым применительно к условиям Урала и Сибири. Идея была не новой. Известно, что в России ранее уже применяли подобные методы. Например, в Вышневолоцком уезде Твер­ской губернии помещики разрешали обработку почвы толь­ко «цапулькой», которая не пашет землю, а лишь слегка царапает ее.

В эти же годы широко внедряется и глубокое рыхление почвы плоскорезами-глубокорыхлителямн. Рабочими органа­ми такого плоскореза являются V-образные ножи, движущие­ся параллельно поверхности почвы, не перемешивая верхний, слой и не оборачивая его. При этом стерня сохраняется на 84—87%. Производительность пахоты, например, плоско­резом типа ПГВ-5 составляет от 2,07 до 4,36 га/ч,

В Донском сельскохозяйственном институте Ф. А. Миронченко и В. П. Плетнев изобрели способ «подпольного рых­ления» фрезой, которая предварительно заглубляется в зем­лю с края поля и затем проходит все поле, уничтожая корни сорняков, но не нарушая поверхностного слоя почвы. При этом урожай пшеницы повышается на 1—2 ц с гектара, затраты труда снижаются до 30%, а себестоимость — до 20%.

Сотрудники Всесоюзного института сельскохозяйственного машиностроения И. Н. Панов и В. И. Мелихов создали рота­ционный плуг (ПР-2), который по сравнению с фрезой расходу­ет меньше энергии.

Московский институт сельскохозяйственного производства совместно с Львовским сельскохозяйственным институтом и заводом «Алтайсельмаш» создали вибрационный плуг, а на Одесском заводе им. Октябрьской революции создан трех­корпусный комбинированный плуг с вращающимися отвалами типа ПВН-3-35.

Изобретатель Н. В. Попов предложил мостовой метод пахоты, при котором плуг должен передвигаться по метал­лической балке, закрепленной на двух самоходных опорах, находящихся по краям поля. В этом случае могут быть использованы самые разнообразные двигатели. Кроме того, на металлической балке можно закреплять и любые другие сельскохозяйственные орудия для выполнения различных опе­раций по уходу за всходами, уборки урожая. Эти механизмы могут управляться дистанционно и даже на основе заранее отработанной программы.

В 70-е гг. широко дискутируется вопрос о целесообраз­ности повсеместно вспашки полей под посевы. Академик ВАСХНИЛ СССР Г. В. Муромцев писал: «При использовании высоких доз минеральных удобрений нужда в этом отпадает. В таких условиях интенсивное рыхление почвы, с точки зрения микробиологов, не нужно. И широкое распространение мини­мальных и даже нулевых обработок почвы вполне оправдано, тем более, что они служат действенным средством в борьбе с эрозией почв».

В последние годы, когда наука все более становится непо­средственной производительной силой, открываются новые возможности для организации поисков и экспериментальных исследований путей получения пищевых продуктов. Напри­мер, английские исследователи Дж. Лэси и Г. Кокинг создали гибрид дрожжевой клетки и красной кровяной клетки курицы, принадлежащий одновременно и животному, и растительному миру, Предпринимаются попытки создания пищевых продук­тов на основе синтеза различных химических веществ.

Но пока еще тысячи плугов, запряженных мощными тракто­рами, бороздят землю, чтобы брошенное зерно дало всходы. Ученые разрабатывают новые способы стимулирования роста растений и повышения урожайности зерновых и овощных культур.

Знакомство с историей развития основного орудия, исполь­зуемого для обработки почвы,— плуга помогает увидеть, как и какими приемами пытались усовершенствовать его и сам процесс пахоты наши предшественники. Для повышения про­изводительности пахотных работ конструкторы часто пытались идти по пути увеличения мощности тяги с одновременным увеличением количества корпусов плуга, повышением проч­ности его узлов и механизмов за счет использования новых материалов; изменяли форму плуга, придавая ему вид лопа­ты, диска, фрезы, плоского ножа, шнека, делали его похожим на когти животных и др. Многие преобразования плуга были связаны с использованием аналогий, заимствованных из дру­гих отраслей техники, например устройство для смазки режу­щей кромки, преобразование движений при резании (прямо­линейное, винтовое, вращательное) и т. д. По мере получения людьми новых знаний о природе совершался переход от кон­ной тяги к паровой машине, затем к использованию двига­телей внутреннего сгорания, гусеничных и колесных тракто­ров. Новые знания о почвах позволили усовершенствовать технологию землепользования, расширили возможности при­менения удобрений.

Похожие статьи:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Школа и труд © 2014