آلات حصاد المنتج الزراعي الحقلي

Field productions harvesting machines

مجموعة من الآلات الميكانيكية التي تقوم بأداء عمليات الحصاد المتنوعة، بحيث تهدف الى تخفيض التكاليف وسرعة أداء هذه العملية، فضلا عن تقليل الفقد في المحصول. وتعتبر المحشات والكومباين وآلة حصاد الدرنات امثلة واضحة لتلك الآلات.

يتم حصاد المحاصيل الزراعية بطرق مختلفة تبعا لنوع المحصول ودرجة نضخه وطريقة نمو ثمار المحصول فوق او تحت سطح التربة أو تبعا للجزء المراد حصاده من النبات مثل محاصيل الخضر أو المحاصيل الدرنية. وللحصول على عمليات حصاد جيدة فيجب مراعاة الاتي:

• اختيار الآلة المناسبة للمحصول والمساحة المراد حصادها.
• إجراء عمليات الحصاد في التوقيت المناسب من نسب الرطوبة للمحصول ودرجة النضج.
• إعداد التربة جيدا من حيث درجة الاستواء قبل الحصاد.
• تحديد هل يتم الاستفادة من المحصول مباشرة أم يتم تخزينه.
• اختيار العامل الماهر الذي يعمل على الآلة ليكون على دراية بكيفية تشغيلها.
• تحديد طريقة الزراعة المناسبة.
• صيانة الآلة لزيادة كفاءتها وقدرتها على العمل.

أنواع آلات الحصاد:

• الآت حصاد محاصيل الأعلاف (البرسيم وذره الدراوه).
• الآت حصاد محاصيل الحبوب (القمح والارز).
• الآت حصاد محاصيل الدرنية (البنجر والبطاطس).
• الآت حصاد محاصيل الفواكه.
• الآت حصاد محاصيل الخضروات (الكرنب والبسلة).

1. الآت حصاد محاصيل الأعلاف (المحشات) Mowers:

يمكن تقسيم المحشات من حيث نوع الحركة إلي:

المحشات الترددية شكل (1 أ ، ب) المحشات الدورانية (3)

وتقسم من حيث وسيلة الشبك مع الجرار إلي:

محشات المعلقة خلف الجرار - المحشات المعلقة من الأمام - المحشات المعلقة من

الجانب - المحشات المقطورة.

كما يمكن تقسيمها من حيث القدرة إلى محشات نصف ذاتية وآخري ذاتية الحركة.

شكل (1 أ) صورة فوتوغرافية لمحشة ترددية

شكل (1 ب) صورة فوتوغرافية لمحشة برسيم معلقة بجانب الجرار

ذاتية لحركة سكاكين القطع

طريقة تشغيل المحشة الترددية:

تأخذ السكاكين حركتها الترددية داخل مشط الحصد، ويتم قطع المحصول بواسطة تقابل هذه السكين مع الرقائق المثبتة بالحوافظ، وبذلك يشبه عمل المقص العادي تماما. والسكين أو المنجل هو الجزء الذي يتحرك حركه ترددية من ذراع التوصيل. ويتكون من مجموعة من رقائق الصلب الناشف، مثلثة الشكل، حادة الحواف، تثبت قواعدها على ظهر خوصه مبططه من الصلب بطول السكين. ومشط الحصد هو الجزء الثابت المتمم للسكين المتحرك ويتكون من قضيب المشط، والحوافظ، والرقائق الثابتة، والواح التآكل، الضواغط، الحذاء الداخلي والحذاء الخارجي، لوح الحصد، وعصا الحصد (شكل 2).

شكل (2): قطاع عرضي في سكينة المحشة

العوامل المؤثرة علي كفاءة عملية القطع:

 حدية سكينة القطع

 نسبة الرطوبة بالمحصول ودرجة النضج

 السرعة الترددية لسكاكين المحشة ومسافة الخلوص بين السكينة الثابتة والمتحركة

 السرعة الامامية للألة

المحشة الدورانية:

وهي عبارة عن محشة ذات مجموعة من السكاكين الدورانية الحركة، تستخدم في تقطيع الاعلاف الخضراء فقط. وعادة تكون هذه المحشات من النوع المعلق وتستمد حركة سكاكين القطع من خلال عمود الادارة الخلفي.

تقوم تلك المحشة شكل (3) بحصاد أنواع نباتات العلف والحشائش وعشب المراعي والنباتات البرية على حواف الطرق حيث انها ذات ريش دوارة ذات سرعة محيطية عالية حيث يوجد اسطوانتين تدوران الواحدة عكس اتجاه الأخرى لتترك الناتج وراءها وذلك في المحشات الاسطوانية، اما المحشات القرصية فتتكون من عدة اقراص 4 و 6 وغالبا تدور بسرعة عالية وعليها سكاكين تدور مع الاقراص لتقطيع كل النباتات التي تقابلها.

مميزاتها ضبط ارتفاع القطع مع جودة قطع عالية وبذلك يمكن الحفاظ على الجودة الغذائية للنبات ويمكن تجفيفه في وقت قصير. وهي تستهلك طاقة ضعيفة وتعمل بكفاءة عالية بدون إرهاق الجرار. و يتم شد السيور بواسطة شداد وبذلك يكون صمام السلامة على البكرة. وهى ذات تكيف كبير مع الأرض غير المنتظمة.

شكل (3): محشة دورانية لحصاد الأعلاف الخضراء

2. آلة الدراس Threshing machine:

يقصد بعملية الدراس (شكل 4) فصل الحبوب عن الغلاف الخارجي المحيط بها وكذلك فصلها عن اجزاء السنبلة. ولذلك تعتمد فكرة عمل هذا النوع من الآلات علي إمكانية اجراء عملية فصل الغلاف عن الحبة من خلال الضغط والتصادم والاحتكاك علي السنابل بقوة معينة بواسطة درفيل خاص (شكل 5)، حيث يزود هذا الدرفيل بمجموعة من سكاكين القطع (لتقطيع القش الي قطع صغيرة) ومجموعة من الجرايد. يعمل الدرفيل على سرعة دائرية تصل الي 1000 لفة/دقيقة ويتحكم في السرعة تبعا لنوع ورطوبة وحالة المحصول. كما يوجد اسفل الدرفيل اسطوانة يطلق عليها الصدر concave وهي مثقبة ، وتبعد الاسطوانة عن الدرفيل بمسافة (خلوص) مناسبة 3 - 5 سم من الامام و 2 - 3 سم من الخلف. وفي حالة دراسة الارز لا يزود الدرفيل بالسكاكين القاطعة. يعيب تلك الالة ان المحصول الناتج مختلط بالقش والشوائب، ولذلك يجب اجراء عملية تذرية لما تنتجه الدراسة.

العوامل المؤثرة على كفاءة اداء عملية الدراس:

رطوبة المحصول، حيث بزيادة رطوبة المحصول يخفض من كفاءة عملية الدراس.

معدل تغذية الآلة، يحث انخفاض لكفاءة عملية الد ا رس بزيادة معدل التغذية.

سرعة درفيل الدراس، زيادة السرعة يرفع من كفاءة عملية الد ا رس الا انه يتسبب في زيادة نسبة الكسر.

الخلوص بين الدرفيل والصدر، قلة الخلوص يزيد من نسبة الكسر وزيادته يخفض من كفاءة عملية الدراس.

شكل (4): رسم تخطيطي يبين قطاع بآلة دراس محاصيل الحبوب

شكل (5): مكونات درفيل الدراس

3. آلة التذرية Winnowing machine:

ويقصد بعملية التذرية هو فصل الحبوب عن القش والشوائب. في أبسط صورها، تتضمن هذه العملية إلقاء المزيج (الحبوب والقش) في الهواء لكي تبعثر الرياح القش الخفيف في اماكن بعيدة نسبيا وتسقط الحبوب الثقيلة على الأرض من جديد في اماكن قريبة نسبيا. وهناك تقنيات تتضمن استخدام مراوح تذرية (على شكل سلال تهتز فيرتفع القش على السطح) أو استخدام أدوات (شوكة تذرية أو مجرفة) في تذرية أكوام الحبوب بعد حصدها.

شكل (6) يبين الاجزاء الرئيسية المكونة لآلة التذرية، حيث تعتمد فكرة عمل الآلة على دفع تيار من الهواء بسرعة محددة تتناسب مع وزن الحبوب لتفصلها عن مزيج الحبوب والقش. يتم تغذية الآلة من أعلى ليسقط المزيج مصطدما بالهواء الذي يحمل معه القش والشوائب لخارج الآلة، بينما تسقط الحبوب على مجموعة من الغرابيل المتحركة ليتم فصل الحبوب عن الاشياء المساوية لها في الوزن او الأكبر منها. كما انه من الممكن التحكم في كمية وسرعة الهواء. وتعمل تلك الآلة من خلال مصدر قدرة منفصل كمحرك ديزل أو من خلال طارة الادارة بالجرار.

شكل (6): أجزاء آلة تذرية محاصيل الحبوب

4. آلة الحصاد المجمعة (الكومباين) Combine:

آلة متعددة الوظائف (أشكال 7 و 8) فهي تقوم بتجميع وقطع المحصول ثم إجراء عملية الدراس والفصل والتنظيف للحبوب ويلي ذلك عملية التعبئة. وعلى ذلك يمكن أن تحل محل عدة آلات مثل المحشة، وآلة الدراس الثابتة وآلة التذرية. يوجد أنواع مختلفة من آلة الحصاد المركبة، فمنها الذاتي الحركة وهي آلة قائمة بذاتها، ومنها آلات مقطورة خلف الجرار وتستمد الحركة من عمود الادارة الخلفي للجرار أو من محرك مستقل.

عند استخدام الطرق التقليدية لحصاد الحبوب في السنوات السابقة كان لابد من الأخذ في الاعتبار وجود فاقد في الحبوب يتراوح بين 8 الى 10 %. اما حاليا فقد اصبحت آلة الحصاد المركبة الحديثة في وضع يمكنها من خفض الفاقد بدرجة ملموسة. غير أنه يوجد بعض الفاقد وهذا يتوقف على ظروف الحصاد ونسبة الرطوبة في المحصول ويجب حصر هذا الفاقد لأقل درجة ممكنه. لذلك يجب أن تكون آلة الحصاد المركبة مضبوطة بحيث تتلاءم مع ظروف الحصاد، كما أن القيادة السليمة عامل مهم في الحصاد المثمر. ويلزم اجراء بعض عمليات الضبط حسب ظروف التربة والمحصول. وعمليات الضبط تضمن أحسن النتائج للحصاد والتشغيل الاقتصادي السليم للآلة الحصاد المركبة وتضمن أقل فقد للحبوب. والفقد في الحبوب أو تلف الحبوب يقلل من الأرباح. وتتكون آلة الحصاد والدراس المركبة من الأجزاء الرئيسية التالية:

شكل (7): صورة فوتوفرافية لكومباين أثناء عمله بالحقل

شكل (8): الاجزاء الرئيسية لآلة الحصاد المجمعة (الكومباين)

أ. وحدة القطع والتجميع:

تقوم وحدة الحصد بقطع المحصول ثم نقله الى وحدة الدراس، وتتكون وحدة القطع والتجميع من مضرب الضم والذي يقوم بتوجيه المحصول باتجاه سكين القطع، المحشة، وبريمه التوجيه التي توجه المحصول الى السير الناقل الذي يقوم بنقل المحصول الى وحدة الدراس. تتكون وحدة القطع والتجميع من المحشة (لقطع المحصول)، المضرب (للمساعدة على توجيه المحصول بعد القطع)، البريمة (للمساعدة على التغذية بالمحصول) والحصيرة (لنقل المحصول الى وحدة الدراس).

العوامل المؤثرة على وحدة القطع والتجميع:

• السرعة الأمامية للآلة، حيث تؤدي السرعة الزائدة الى زيادة الحبوب غير مدروسة وكذلك زيادة خروج الحبوب مع القش المدروس نتيجة تحميل الرداخات والغرابيل أكثر من طاقتها.
• ارتفاع القطع، حيث يؤدي تغيير ارتفاع القطع الى تغير كمية مادة المحصول المتجه الى وحدة الفصل.
• سرعة وارتفاع مضرب الضم، حيث تؤدي السرعة الزائدة الى فقد في الحبوب. ويضبط ارتفاع مضرب الضم ليكون اسفل السنابل وقادر على ابعاد السنابل من البريمة حتى يتم قطعها. ويتم ضبط ارتفاع المضرب في المحاصيل الساقطة بحيث يكون منخفضا لالتقاط السنابل ورفعها الى وحدة القطع، وتكون سرعة المضرب أعلى من السرعة الامامية للألة.
• خلوص البريمة ، ويجب أن تضبط البريمة بحيث يكون الخلوص بينها وبين قاع المحشة بين 8 الى 12 مم حسب نوع المحصول. حيث يؤدي زيادة الخلوص لعدم انتظام في التغذية، ويحدث دراس مبكر وفقد للحبوب على الأرضية اذا قل الخلوص.

ب. وحدة الدراس:

تتكون تلك الوحدة من درفيل الدراس، الصدر والدرفيل المساعد (لعدم رجوع المحصول خارج وحدة الدراس). سبق وأن تم شرح آلية وفكرة عمل آلة الدراس.

ج. وحدة الفصل:

وهي المسئولة عن فصل البذور والسنابل التي لم يتم دراسها والمواد الغريبة ويتم هذا لفصل بواسطة الرداخات. وقد تكون الرداخات قطعة واحدة أو متعددة الأقسام. وتعتبر الرداخات المتعددة أكثر استعمالا. وتركب الرداخات من الأمام والخلف على عمود يشبه عمود المرفق. ويحرك عمود الرداخات حركة ترددية في اتجاه المحور الطولي للآلة وحركة الى أعلى والى اسفل. وتتحرك المواد الموجودة على الرداخات الى مؤخرة الآلة بفعل هذه الاهتزازات. وتحتوي الرداخات على فتحات تسمح للبذور بالسقوط والتوجه الى وحدة الغرابيل.

د. وحدة التنظيف (التذرية):

تتكون وحدة التنظيف من مجموعة من الغرابيل ومروحة متعددة السرعات. حيث تقوم الغرابيل بتنظيف البذور من المواد الأخرى التي مرت من فتحات الصدر وفتحات الرداخات عبر حركة ترددية. ويوجد غرابيل علوية وسفلية، وتكون فتحات الغربال العلوي اكبر من السفلي لحجز رؤوس السنابل التي لم يتم دراسها. ويوجد في نهاية هذا الغربال بريمة تستقبل هذه الرؤوس وتعيدها مرة اخرى الى وحدة الدراس. أما الغربال السفلي فيفصل البذور من القش الناعم الذي مر من فتحة الغربال العلوي ويسقط من فتحات هذا الغربال البذور التي تتجمع في حيز اسفل الغرابيل.

وتدفع المراوح الهواء بكميات متغيرة ليتم فصل الشوائب من البذور. واذا زادت كمية الهواء وأصبحت عالية جدا تسبب في زيادة فقد البذور لان تيار الهواء الشديد يحمل معه البذور الى خارج الآلة، وينتج عن نقص كمية الهواء زيادة القش الناعم والشوائب الموجودة مع البذور. تقوم المروحة بدفع القش واغلفة الحبوب الى مؤخرة الآلة مع سقوط الحبوب والاجزاء الثقيلة على الغربال. وتسقط الحبوب خلال الغربال وخاصة في النصف الأول من الغربال على بريمة الحبوب النظيفة حيث ترفع الى خزان الحبوب. أما رؤوس الحبوب التي لم يتم دراسها فتحمل الى وحدة الدراس. ويمكن التحكم في سرعة واتجاه وكمية الهواء المدفوع عبر فتحات المراوح.

النقاط الواجب مراعاتها قبل بدء عملية الحصاد:

بعد مراعاة درجة رطوبة النباتات ودرجة استواء الارض والمواصفات القياسية للحقل، يجب ان يتم ضبط مجموعة من فنيات الآلة أهمها:

• سرعة دوران مضرب الجمع
• السرعة الترددية لسكينة الحصاد
• استقامة سكينة المحشة
• السرعة الدورانية للدرفيل
• السرعة الترددية للرداخات
• فتحات الغرابيل
• اتجاه الهواء من المروحة للرداخات
• ضبط ارتفاع المضرب عن سطح الارض
• ارتفاع سكينة المحشة
• سرعة بريمة التغذية وحصيرة النقل
• خلوص الدرفيل مع الصدر
• السرعة الترددية للغرابيل
• سرعة الهواء من المروحة
• السرعة الامامية للآلة

بعض مشاكل الفقد في الحبوب او درجة نقاوة المنتج من الآلة في شكل الظاهرة واسبابها: