حصادة مركبة

الحصادة الحديثة ، أو ما يُعرف بالحصادة المركبة ، هي آلة مصممة لحصاد مجموعة متنوعة من البذور المزروعة. تُعدّ الحصادات المركبة من أهم الاختراعات الموفرة للعمالة من الناحية الاقتصادية، إذ تُقلل بشكل ملحوظ نسبة السكان العاملين في الزراعة. ^{[ 1 ]} من بين المحاصيل التي تُحصد بالحصادة المركبة: القمح ، والأرز ، والشوفان ، والجاودار ، والشعير ، والذرة ، والذرة الرفيعة ، والدخن ، وفول الصويا ، والكتان ، وعباد الشمس ، وبذور اللفت . يُفرم القش (المكون من السيقان وأي أوراق متبقية ذات محتوى غذائي محدود) ويُقلب في الحقل، أو يُرص في صفوف، جاهزًا للتكديس واستخدامه كفرش وأعلاف للماشية.

يُشتق اسم هذه الآلة من حقيقة أن الحصادة كانت تجمع بين عمليات حصاد منفصلة متعددة - الحصاد ، والدراس ، والتذرية ، والتجميع - في عملية واحدة تقريبًا مع بداية القرن العشرين. ^{[ 2 ]} ولا تزال الحصادة المركبة تؤدي وظائفها وفقًا لمبادئ التشغيل هذه . ويمكن تقسيم الآلة بسهولة إلى أربعة أجزاء، وهي: آلية الإدخال ، ونظام الدراس والفصل ، ونظام التنظيف، وأخيرًا نظام مناولة الحبوب وتخزينها. وتساعد المراقبة الإلكترونية المشغل من خلال توفير نظرة عامة على تشغيل الآلة وإنتاجية الحقل.

في عام 1826 في اسكتلندا ، صمّم المخترع القس باتريك بيل آلة حصاد تعتمد على مبدأ المقص في قص النباتات (وهو مبدأ لا يزال يُستخدم حتى اليوم). كانت آلة بيل تُدفع بواسطة الخيول. وُجدت بعض آلات بيل في الولايات المتحدة. في عام 1835، في الولايات المتحدة، بنى هيرام مور أول حصادة مركبة وحصل على براءة اختراعها، وكانت قادرة على حصاد ودراس وتذرية الحبوب. كانت النسخ الأولى منها تُجرّ بواسطة فرق من الخيول أو البغال أو الثيران. ^{[ 3 ]} في عام 1835، بنى مور نموذجًا بالحجم الطبيعي بطول 5.2  متر (17  قدمًا) وعرض قطع 4.57  متر (15  قدمًا)؛ وبحلول عام 1839، تم حصاد أكثر من 20 هكتارًا (50 فدانًا) من المحاصيل. ^{[ 4 ]} كانت هذه الحصادة المركبة تُجرّ بواسطة 20 حصانًا يديرها عمال المزارع. بحلول عام 1860 تقريباً، تم استخدام الحصادات المركبة ذات عرض القطع، أو عرض المسحة ، الذي يبلغ عدة أمتار في المزارع الأمريكية. ^{[ 5 ]} 

شهدت أستراليا تطورًا موازيًا، حيث طُوِّرت آلة الحصاد المُقشِّرة ، المُستوحاة من آلة الحصاد الغالية، على يد جون ريدلي وآخرين في جنوب أستراليا بحلول عام 1843. كانت هذه الآلة تجمع رؤوس المحاصيل فقط، تاركةً السيقان في الحقل. ^{[ 6 ]} تميزت آلة الحصاد المُقشِّرة، والآلات اللاحقة، بقلة أجزائها المتحركة واقتصارها على جمع الرؤوس، مما قلل من استهلاكها للطاقة. أدت التحسينات التي أدخلها هيو فيكتور مكاي إلى إنتاج حصادة مُجمَّعة ناجحة تجاريًا عام 1885، وهي حصادة "صنشاين" ذات الرؤوس . ^{[ 7 ]}

كانت الحصادات، وبعضها كبير الحجم، تُجرّ بواسطة فرق من البغال أو الخيول ، وتستخدم عجلة دوارة لتوليد الطاقة. لاحقًا، استُخدمت الطاقة البخارية، وقام جورج ستوكتون بيري بدمج الحصادة مع محرك بخاري يستخدم القش لتسخين المرجل. ^{[ 8 ]} في مطلع القرن العشرين، بدأ استخدام الحصادات التي تجرها الخيول في السهول الأمريكية وأيداهو (غالبًا ما كانت تُجرّ بواسطة فرق من عشرين حصانًا أو أكثر).

في عام ١٩١١، أنتجت شركة هولت للتصنيع في كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية، حصادة ذاتية الدفع. ^{[ ٩ ]} وفي أستراليا عام ١٩٢٣، كانت حصادة صن شاين أوتو هيدر، الحاصلة على براءة اختراع ، من أوائل الحصادات ذاتية الدفع ذات التغذية المركزية. ^{[ ١٠ ]} وفي عام ١٩٢٣ في كانساس ، حصل الأخوان بالدوين وشركتهما جلينر للتصنيع على براءة اختراع لحصادة ذاتية الدفع تضمنت العديد من التحسينات الحديثة الأخرى في مناولة الحبوب. ^{[ ١١ ]} استخدمت كل من جلينر وصن شاين محركات فوردسون ؛ واستخدمت حصادات جلينر الأولى هيكل فوردسون بالكامل ونظام نقل الحركة كمنصة. وفي عام ١٩٢٩، حصل ألفريدو روتانيا من الأرجنتين على براءة اختراع لحصادة ذاتية الدفع. ^{[ ١٢ ]} بدأت شركة إنترناشونال هارفيستر في تصنيع الحصادات التي تجرها الخيول عام ١٩١٥. في ذلك الوقت، كانت آلات الربط التي تعمل بقوة الخيول وآلات الدراس المستقلة أكثر شيوعًا. في عشرينيات القرن العشرين، قامت شركتا كيس وجون دير بتصنيع الحصادات، حيث قدمتا حصادات تجرها الجرارات مزودة بمحرك ثانٍ لتشغيلها. أدى الانهيار الاقتصادي العالمي في ثلاثينيات القرن العشرين إلى توقف شراء المعدات الزراعية، ولهذا السبب، استمر الناس إلى حد كبير في استخدام الطريقة القديمة للحصاد. استثمرت بعض المزارع في جرارات كاتربيلر واستخدمتها لنقل المعدات.

أصبحت الحصادات التي تجرها الجرارات (وتُسمى أيضًا الحصادات المقطورة) شائعة بعد الحرب العالمية الثانية ، حيث بدأت العديد من المزارع باستخدام الجرارات. ومن الأمثلة على ذلك سلسلة حصادات المحاصيل المتعددة . استخدمت هذه الحصادات هزازًا لفصل الحبوب عن التبن، وشبكات ذات أسنان صغيرة مثبتة على عمود لا مركزي لإخراج التبن مع الاحتفاظ بالحبوب. كانت الحصادات الأولى التي تجرها الجرارات تعمل عادةً بمحرك بنزين منفصل، بينما كانت الطرازات اللاحقة تعمل بنظام نقل الحركة (PTO) ، عبر عمود ينقل طاقة محرك الجرار لتشغيل الحصادة. كانت هذه الآلات إما تضع المحصول المحصود في أكياس تُحمّل بعد ذلك على عربة أو شاحنة، أو تحتوي على صومعة صغيرة لتخزين الحبوب حتى يتم نقلها عبر قناة.

في الولايات المتحدة، تُعدّ شركات أليس تشالمرز ، وماسي هاريس ، وإنترناشونال هارفيستر ، وجلينر مانوفاكتشرينج ، وجون دير ، ومينيابوليس مولين من كبرى الشركات المصنّعة للحصادات، سواءً في الماضي أو الحاضر. في عام 1937، قام توماس كارول، المولود في أستراليا والذي كان يعمل لدى شركة ماسي هاريس في كندا، بتطوير نموذج ذاتي الدفع، وفي عام 1940، بدأت الشركة بتسويق نموذج أخف وزنًا على نطاق واسع. ^{[ 13 ]} وفي عام 1947، اخترع لايل يوست مثقابًا يرفع الحبوب من الحصادة، مما سهّل عملية تفريغ الحبوب بشكل كبير وأبعد عن الحصادة. ^{[ 14 ]} وفي عام 1952، أطلقت شركة كلاس أول حصادة ذاتية الدفع في أوروبا؛ ^{[ 15 ]} وفي عام 1953، طوّرت شركة كلاس الأوروبية حصادة ذاتية الدفع أطلقت عليها اسم " هرقل "، وكانت قادرة على حصاد ما يصل إلى 5 أطنان من القمح يوميًا. ^{[ 7 ]} لا يزال هذا النوع الأحدث من الحصادات قيد الاستخدام ويعمل بمحركات الديزل أو البنزين . وحتى اختراع الغربال الدوار ذاتي التنظيف في منتصف الستينيات، كانت محركات الحصادات تعاني من ارتفاع درجة الحرارة، حيث كانت القشات المتناثرة أثناء حصاد الحبوب الصغيرة تسد المشعات، مما يعيق تدفق الهواء اللازم للتبريد.

كان التصميم الدوار بمثابة تقدم كبير في تصميم الحصادات. حيث يتم فصل الحبوب عن الساق مبدئيًا عن طريق تمريرها على طول دوار حلزوني، بدلاً من تمريرها بين قضبان مسننة على السطح الخارجي لأسطوانة وسطح مقعر. وقد قدمت شركة سبيري-نيو هولاند الحصادات الدوارة لأول مرة في عام 1975. ^{[ 16 ]}

في ثمانينيات القرن الماضي، تم إدخال إلكترونيات مدمجة لقياس كفاءة الدراس. وقد سمحت هذه الأجهزة الجديدة للمشغلين بالحصول على غلة حبوب أفضل من خلال تحسين سرعة الأرض ومعايير التشغيل الأخرى.

أكبر الحصادات "الفئة 10+" ، التي ظهرت في أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، لديها ما يقرب من 800 حصان محرك (600  كيلوواط) ^{[ 17 ]} وهي مزودة برؤوس حصاد يصل عرضها إلى 60 قدمًا (18 مترًا) . 

شركة JCBL Agri ، وهي جزء من مجموعة JCBL ، تقوم بتصنيع وتصدير قطع غيار الحصادات المركبة في جميع أنحاء العالم منذ عام 1989.

مقطورات نقل رؤوس الحصادة

تُعرف رؤوس حصاد الحبوب عادةً باسم رؤوس حصاد القمح أو رؤوس حصاد الأقمشة. وتُستخدم غالبًا لمحاصيل الحبوب الصغيرة مثل القمح والفاصوليا والبازلاء. تعتمد هذه الرؤوس عادةً على منصة متحركة لالتقاط المحاصيل ووضعها في الحصادة لإجراء عمليات مثل التنظيف والفصل. عند تشغيل الآلة، تنتقل المحاصيل إلى الحزام المركزي ثم إلى الحصادة حيث يتم فصل الحبوب عن باقي أجزاء المحصول. ^{[ 18 ]}

صُممت رؤوس حصاد الذرة خصيصًا للمحاصيل الصفية مثل الذرة وفول الصويا. تستخدم هذه الرؤوس سلاسل تجميع كآلية لسحب السيقان وفصل الكيزان عنها. تُترك السيقان على الأرض، مما يقلل من كمية المواد التي تحتاج الحصادة إلى معالجتها. ^{[ 18 ]}

تُعدّ رؤوس حصاد دوار الشمس أكثر تخصصًا، وتشبه نظيراتها المستخدمة في حصاد الذرة. تُستخدم صواني دوار الشمس لحفظ السنابل والبذور في مقدمة رأس الحصاد، حيث تعمل أداة التقاط الحبوب على تسريع عملية الحصاد وتحسينها. ^{[ 18 ]}

تقوم رؤوس الحصاد برفع المواد من الأرض باستخدام أسنان (مجارف تشبه الأصابع) ونقلها إلى السيور الناقلة التي تغذي المثقب، ثم يتم إدخالها في الحصادة. تعمل رؤوس الحصاد المرنة على الأراضي غير المستوية. وهي مزودة بواقيات لحماية شفرات قطع المحاصيل حتى لا تلتقط مواد غريبة مثل الصخور. ^{[ 18 ]}

تعتبر المثاقب أكثر تقليدية مقارنة بالمثاقب ذات الأغطية، ولها قطر أكبر يغذي المواد إلى طاولة المثقب التي يتم تخصيصها بعد ذلك للحصادة نفسها. ^{[ 18 ]}

يُستخدم نظام الأسطوانة المدمجة في عملية الدراس، حيث يمر المحصول عبر أسطوانة دوارة تفصل الحبوب عن القشور. ويتكون هذا النظام من خزان للحبوب وأنظمة تنظيف، بالإضافة إلى نظام تفريغ. غالبًا ما تكون هذه النماذج أبسط وأقل تكلفة. من ناحية أخرى، تتطلب هذه النماذج عادةً تعديلات يدوية أكثر مقارنةً بالنماذج الأحدث، وذلك عند التعامل مع أنواع مختلفة من المحاصيل، لا سيما تلك ذات القشور والسيقان الأكثر صلابة. ^{[ 19 ]}

تبدأ عملية الحصاد في رأس الحصادة، حيث تقوم بقطع المحصول ووضعه في الآلة. يتم تغذية المحاصيل إلى مخازن التغذية التي يتم توصيلها إلى آلات الدراس. ^{[ 21 ]}

تفصل عملية الدراس الحبوب عن السيقان باستخدام أسطوانات الدراس، وتستخدم النسخ الحديثة منها أسطوانات أكبر حجماً تُعالج البذور الهشة بشكل أفضل، مما يقلل من تلفها. تدور الأسطوانات وتفصل الحبوب عن السيقان بكفاءة أعلى. ثم تُنقل الحبوب إلى المنخل وتُصفى حسب الوزن والحجم، وتُنقل الحبوب النظيفة إلى ناقل لولبي ثم إلى خزان تخزين. ^{[ 21 ]}

تُدار مواد مثل السيقان والقش لمنع الانسدادات. تُفصل المخلفات الكبيرة أثناء عملية الدراس وتُنقل إلى الجزء الخلفي من الحصادة. أما القش الصغير فيُصفى عبر نظام مروحة يوزعه بالتساوي على الحقل. يُساعد هذا في تحسين صحة التربة ويمنع تغطية المحاصيل بطبقات من المخلفات الزائدة. ^{[ 21 ]}

على الرغم من أن مبادئ الدراس الأساسية لم تتغير كثيرًا على مر السنين، إلا أن التطورات الحديثة في الإلكترونيات وتقنيات المراقبة استمرت في التطور. فبينما كانت الآلات القديمة تتطلب من المشغل الاعتماد على معرفته بالآلة، والفحص والمراقبة المتكررة، وأذن موسيقية دقيقة لرصد أي تغيرات طفيفة في الصوت، فقد استبدلت الآلات الحديثة العديد من هذه المهام بأجهزة القياس.

وحدات التحكم

تُعتبر وحدة التحكم في المحرك بمثابة "عقل" الحصادة. فهي مسؤولة عن إدارة حقن الوقود، وسحب الهواء، وما إلى ذلك. أما وحدة التحكم الهيدروليكية فتشرف على الأنظمة الهيدروليكية، وتتحكم في وظائف مثل الرفع والإمالة. وتعمل كلتا الوحدتين معًا على تحسين كفاءة استهلاك الوقود وتقليل الانبعاثات. ^{[ 22 ]}

بينما تهدف جميع الحصادات إلى تحقيق النتيجة نفسها، يمكن تصنيف كل آلة بناءً على إنتاجيتها العامة وفقًا لقدرتها الحصانية المقدرة . وفيما يلي تصنيفات الحصادات الحالية، كما حددتها رابطة مصنعي المعدات (AEM) (تُستخدم القدرة الحصانية المترية (PS)، والتي تعادل تقريبًا 735.5 واط أو 98.6% من القدرة الحصانية الإمبراطورية): ^{[ 23 ]}

• الفئة 5 - أقل من 280 حصانًا
• الصف السادس - 280 PS - 360 PS
• الصف السابع - 360 حصان - 500 حصان
• الفئة 8 - 500 - 600 حصان
• الصف التاسع - 600 - 680
• الفئة 10 - أكثر من 680 حصانًا ^{[ 23 ]}

مع أن هذا التصنيف لا يزال ساريًا، إلا أن الفئات نفسها قد تطورت بمرور الوقت. فعلى سبيل المثال، كانت حصادة من الفئة 7 في عام 1980 تمتلك قوة 270 حصانًا، وكانت تُعدّ من أكبر الآلات المتاحة في العالم آنذاك، بينما تُعتبر هذه الآلة صغيرة في القرن الحادي والعشرين. وتُقرّ رابطة مُصنّعي المعدات بالفئة 10، التي ظهرت عام 2013، باعتبارها أكبر فئة من الحصادات. ومع ذلك، توجد حصادات ذات قوة حصانية وقدرة دراس تُبرّر إنشاء فئة جديدة. ^{[ 23 ]}

تتسبب حرائق حصادات الحبوب بخسائر تُقدر بملايين الدولارات سنويًا. تبدأ الحرائق عادةً بالقرب من المحرك حيث يتراكم الغبار وبقايا المحاصيل الجافة. ^{[ 24 ]} كما يمكن أن تندلع الحرائق عند ارتفاع درجة الحرارة نتيجة تعطل المحامل أو علب التروس. في الفترة من عام 1984 إلى عام 2000، تم الإبلاغ عن 695 حريقًا كبيرًا في حصادات الحبوب إلى إدارات الإطفاء المحلية في الولايات المتحدة. ^{[ 25 ]} كان سحب السلاسل لتقليل الكهرباء الساكنة إحدى الطرق المُستخدمة للوقاية من حرائق الحصادات، ولكن لم يتضح بعد دور الكهرباء الساكنة، إن وُجد، في التسبب في حرائق الحصادات. يُقلل استخدام الشحوم الاصطناعية المناسبة من الاحتكاك في النقاط الحيوية (مثل السلاسل، والتروس، وعلب التروس) مقارنةً بالمواد التشحيمية البترولية.

يمكن تحويل الحصادات القديمة أو التالفة إلى جرارات متعددة الاستخدامات . وهذا ممكن إذا كانت الأنظمة ذات الصلة (المقصورة، ونظام الدفع، وأجهزة التحكم، والنظام الهيدروليكي) لا تزال تعمل أو قابلة للإصلاح. ^{[ 26 ] [ 27 ]} تتضمن عمليات التحويل عادةً إزالة المكونات المتخصصة لدراس المحاصيل ومعالجتها؛ وقد تشمل أيضًا تعديل الهيكل ^{[ 27 ]} وأجهزة التحكم لتحسين أدائها كجرار (بما في ذلك خفضها لتكون أقرب إلى الأرض). ^{[ 26 ]} ويمكن أحيانًا إعادة استخدام محركات الدراس كمآخذ طاقة . ^{[ 27 ]}

• الآلات الزراعية
• سباق تدمير المركبات
• الحصاد حسب الطلب
• عربة الجاذبية
• صومعة حبوب
• مقطورة نقل الحبوب
• متحف الحياة الريفية الاسكتلندية – أكبر مجموعة من الحصادات في أوروبا.

• دليل عالمي للآلات الزراعية ومعدات المزارع
• "حصاد الذهب يُطعم العالم"، صفحة 90 من مجلة Popular Mechanics ، يوليو 1949، رسم توضيحي مقطعي لحصادة جون دير ذاتية الدفع ذات الكابينة المفتوحة التي يقودها شخص واحد، وهي من النوع الشائع لعقود بعد الحرب العالمية الثانية.
• صور لحصادات مزودة برؤوس حصاد الذرة والقمح. مؤرشفة بتاريخ 30 أكتوبر 2005 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
• تاريخ شركة صن شاين هارفيسترز - متحف فيكتوريا، أستراليا
• ميلاد الحصادة الأسترالية ذات القطع المزدوج
• صور لحصادات التسوية من شركة جلينر
• منتديات كومباين توك – موقع إلكتروني يحتوي على مزيد من المعلومات والصور
• فيلم من جامعة ولاية واشنطن لحصادة تجرها الخيول عام ١٩٣٨. مؤرشف بتاريخ ٣٠ أكتوبر ٢٠١٥ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).