С наступлением промышленной революции и развитием более сложных машин методы ведения сельского хозяйства сделали большой шаг вперед [1]. Вместо того, чтобы убирать зерно вручную острым ножом, колесные машины режут сплошной валок. Вместо того, чтобы молотить зерно палками, молотилки отделяли семена от колосьев и стеблей. Первые тракторы появились в конце 19 века.
Сила пара
Электроэнергия для сельскохозяйственных машин изначально обеспечивалась волами или другими домашними животными. С изобретением энергии пара появился портативный двигатель, а затем тяговый двигатель, многоцелевой мобильный источник энергии, который был ползучим кузеном паровоза. Сельскохозяйственные паровые машины взяли на себя тяжелую тягу волов, а также были оснащены шкивом, который мог приводить в движение стационарные машины с помощью длинного ремня. Машины с паровым приводом были маломощными по сегодняшним стандартам, но из-за своих размеров и низкого передаточного числа они могли обеспечивать большое тяговое усилие. Их низкая скорость заставила фермеров прокомментировать, что тракторы имеют две скорости: «медленную и чертовски медленную».
Двигатель внутреннего сгорания
Двигатель внутреннего сгорания; сначала бензиновый двигатель (Otto), а затем дизельные двигатели; стал основным источником энергии для тракторов следующего поколения. Эти двигатели также способствовали развитию самоходного комбайна, комбайна и молотилки или комбайна (также сокращенно «комбайн»). Вместо того, чтобы срезать стебли зерна и транспортировать их к стационарной молотилке, эти комбайны режут, обмолачивают и отделяют зерно, непрерывно перемещаясь по полю.
Типы
Хлопкоуборочный комбайн John Deere за работой на хлопковом поле.
Слева направо: трактор John Deere 7800 с прицепом для навозной жижи Houle, зерноуборочный комбайн Case IH, кормоуборочный комбайн New Holland FX 25 с кукурузоуборочной жаткой.
Комбайн New Holland TR85
Возможно, комбайны отняли у тракторов уборку урожая, но тракторы по-прежнему выполняют большую часть работы на современной ферме. Они используются для буксировки орудий - машин, которые обрабатывают землю, сажают семена и выполняют другие задачи.
Почвообрабатывающие орудия подготавливают почву для посадки путем рыхления почвы и уничтожения сорняков или конкурирующих растений. Самым известным из них является плуг, древнее орудие, модернизированное в 1838 году компанией John Deere. В настоящее время плуги в США используются реже, чем раньше, вместо них используются смещенные диски для переворачивания почвы и долота для увеличения глубины, необходимой для удержания влаги.
Самый распространенный тип сеялки называется сеялкой, и семена распределяются равномерно длинными рядами, которые обычно находятся на расстоянии двух-трех футов друг от друга. Некоторые культуры засеваются сеялками, которые высыпают гораздо больше семян в рядах на расстоянии менее фута друг от друга, покрывая поле посевами. Рассадопосадочные машины автоматизируют задачу по пересадке рассады в поле. Благодаря широкому использованию пластиковой мульчи, слои пластиковой мульчи, рассадопосадочные машины и сеялки укладывают длинные ряды пластика и автоматически сажают через них.
После посадки можно использовать другие орудия для выращивания сорняков в междурядьях или для внесения удобрений и пестицидов. Пресс-подборщики для сена можно использовать для плотной упаковки травы или люцерны в пригодную для хранения форму в зимние месяцы.
Современное орошение зависит от техники. Двигатели, насосы и другое специализированное оборудование быстро и в больших объемах обеспечивают водой большие площади. Подобное оборудование можно использовать для доставки удобрений и пестицидов.
Помимо трактора, для использования в сельском хозяйстве были адаптированы и другие транспортные средства, в том числе грузовики, самолеты и вертолеты, например, для перевозки сельскохозяйственных культур и мобильной техники, для опрыскивания с воздуха и управления стадом скота.
Новые технологии и будущее
Основная технология сельскохозяйственных машин мало изменилась за последнее столетие. Хотя современные комбайны и сеялки могут работать лучше или немного отличаться от своих предшественников, современный комбайн стоимостью 250 000 долларов США по-прежнему режет, обмолачивает и отделяет зерно так же, как и всегда. Однако технологии меняют то, как люди управляют машинами, поскольку компьютерные системы мониторинга, GPS-локаторы и программы самоуправления позволяют более совершенным тракторам и орудиям быть более точными и менее расточительными в использовании топлива, семян или удобрений. . В обозримом будущем может появиться массовое производство тракторов без водителя, в которых используются карты GPS и электронные датчики.
Сельскохозяйственное оборудование с открытым исходным кодом
Многие фермеры недовольны своей неспособностью отремонтировать новые виды высокотехнологичной сельскохозяйственной техники. В основном это связано с тем, что компании используют закон об интеллектуальной собственности, чтобы лишить фермеров законного права ремонтировать свое оборудование (или получить доступ к информации, позволяющей им это сделать). Это побудило такие группы, как Open Source Ecology и Farm Hack, начать создавать сельскохозяйственную технику с открытым исходным кодом. Кроме того, в меньшем масштабе Farmbot [6] и сообщество 3D-принтеров RepRap с открытым исходным кодом начали предоставлять инструменты для фермерских хозяйств с открытым исходным кодом все более высокого уровня сложности.