Az emberiség lélekszáma története során mindig növekedett. Azonban ez a növekedés korántsem volt egyenletes. A mezőgazdaság megjelenése mintegy 15 ezer évvel ezelőtt egy hirtelen népességnövekedést eredményezett. Becslések szerint az időszámítás kezdetén 170 millió ember élt a Földön. Az első ezredfordulón negyedmillió, 1804-ben pedig 1 milliárd. A két világháború között, feltehetőleg 1925-ben léptük át a 2 milliárd főt. Ötven év alatt a létszám megduplázódott, 1975-ben 4 milliárd a Föld lakossága. Ezt követően már csak 48 év kellett ahhoz, hogy újra megduplázódjon a népesség, 2022-ben elértük a 8 milliárdot.

Ehhez a hirtelen növekedéshez vélhetően komoly hatással járult hozzá az élelmiszer-előállítás technológiai fejlődése. Előző cikkemben röviden írtam az eke történetéről, most pedig kiránduljunk a gabonabetakarítás nyomában!

Betakarítás kézi erővel

Az emberiség történetében 10-15 ezer évvel ezelőtt megjelent a földművelés. Ezzel az élelemszerzés sokkal hatékonyabbá és biztonságosabbá vált, beindult egy hirtelen népességnövekedés. Mindezzel együtt a termények betakarítása hosszú évezredeken keresztül fáradságos, időigényes munka volt.

Egészen a 18. század végéig a megtermelt gabonát kézi kaszával rendre vágták, a rendekből kévét kötöttek, aztán keresztbe rakták. Az így előkészített terményt a településre szállították, ahol folytatódott a feldolgozás. Kézi erővel csépelték vagy állatok segítségével végezték a nyomtatást, melynek célja a szem eltávolítása a kalászból. Ezt követően a szármaradványokat emelgetve leválasztották a szemeket, majd megtisztították a terményt a pelyvától és az egyéb nem kívánatos magoktól.


A cséplés

Az 1700-as években a mezőgazdaságban alkalmazott eszközök gyors fejlődésnek indultak. A betakarítással kapcsolatban először a cséplés folyamatára született gépi megoldás. A skót Andrew Meikle 1785-ben készített verőléces cséplőszerkezetet. A kialakított gépet állati erővel hajtották.

Samuel Turner 1831-ben Amerikában kifejleszti a szöges rendszerű gépi cséplődobot. A mai cséplőrendszerekben mindkét variáció fellelhető, majdnem változatlan formában.

A gépi cséplés elterjedését segítette a gőzgép megjelenése. A munkavégzés sebessége jelentősen megnövekedett a lokomobil által hajtott cséplőgépek esetén. Magyarországon az első gőzgéppel hajtott cséplőgépet 1852-ben helyezték üzembe, és 1861-től hazánkban is gyártottak stabil cséplőgépeket. A hatalmas tömegű gépeket állati erővel vagy a hajtásra szolgáló erőgéppel vontatták egyik helyszínről a másikra. A gép kezelőszemélyzete általában állandó volt, sokszor bérmunkában dolgoztak több gazdaságnak. (Kisebb gazdaságokban még a 20. században is használtak kézi hajtású, kis teljesítményű cséplőgépeket.)

A cséplési folyamat elve nem változott a stabil cséplőgép megalkotása óta. A stabil cséplőgép egyetlen gépben egyesíti a cséplést, a magleválasztást és a szemtisztítást.

A kasza

Az alternáló kasza megjelenése elindította a betakarítás első folyamatának a gépesítését is. Nagyjából egy időben három feltaláló is megépítette a kalászos gabona vágására alkalmas szerkezetét. Az aratógépét 1827-ben Skóciában Patrick Bell, Cyrus McCormick 1831-ben, 1833-ban Obed Hussey Amerikában mutatja be. Mindhárom gépezet állati erővel hajtott, az érdekesség az, hogy Bell gépét tolták a lovak.

Az aratógépek gyorsan terjednek a gazdaságokban, csökkentik a munkaerőigényt, és jelentősen gyorsítják a betakarítást. Később felszerelik ezeket kévekötöző berendezéssel, ami egyszerűsíti a felszedő munkások életét, megint kimarad egy emberi erőhöz kötött művelet.

Kombájn

Kombinált berendezés, amely egy menetben elvégzi az aratást, a cséplést, a magleválasztást és a tisztítást. Az első igazi kombájnt Hiram Moore és John Hascall építette 1835-ben. A gép nem aratott maradéktalan sikereket. Csak néhány darab készült a gépből, amelyek 1853-ig sikeresen működtek. A vontatáshoz nagy teljesítményre volt szükség, a nagyobbakat 36 ló húzhatta.

Az ausztrál Hugh Victor McKay hasonló elven építette meg gépét, amelyet Sunshine Harvesternek nevezett el.

A gépek vontatását állati erővel biztosították. Mivel a gőzgépek nagyon nehezek, és alacsony hatásfokkal dolgoznak, valamint folyamatos tűzveszélyt jelentettek, a gépi vontatáshoz meg kellett várni a belső égésű motorokat.

Az állati vonóerőt felváltja a traktor

Igazi áttörést a belső égésű motor hozhatott. A gőzgéphez képest kicsi és könnyű, a leadott teljesítmény pedig sokkal több. A 20. század elején üzemelő vontatott gabonakombájnok legnagyobb gyártója a HOLT. Saját beépített motorral rendelkezik, amely hajtja az arató-cséplő-leválasztó rendszert. Ezzel az erőforrással manőverezni is képes, azonban a munkavégzéshez vontató szükséges. A  két- vagy háromtagú kezelőszemélyzet felügyeli a gép munkáját, és folyamatos kapcsolatot tart a vontató traktor kezelőjével.

A vontatott kombájnokat az 1980-as évek közepéig gyártják és talán még ma is használják a világban. A legfiatalabb képviselőik: International IH 1482-es, JOHN DEERE 65-ös.

Első európai képviselői a Clayton-Shuttleworth 1931-től, és a CLAAS MDB, amelyet 1936-tól a háborúig gyártottak. Mindkét típus zsákolós rendszerű volt. A terményt a leválasztást követően zsákokban a tarlón hagyták.

Az önjáró kombájn

Az elsőség számomra nem megállapítható. A motorok teljesítményének növekedése lehetővé tette, hogy a gép mozgását és a cséplőrendszer működtetését egyetlen motor biztosítsa. Talán a '30-as évek elején készült el az első önjáró kombájn, a Sunshine Harvester alapjain. A kaszaszerkezet oldalról előre került, a cséplő-leválasztó berendezés az egyik oldalon, a másikon a motor és a magtartály.

Az elsőséget magáénak tudja a MASSEY HARRIS is. 1939-ben megjelent az MH-21-es, nagy sikert aratva a nagyobb gazdaságok körében. Azonban a háború kitörése miatt a kombájnok gyártását korlátozni kellett. A Harvest Brigade néven ismert program keretében ezekkel a gépekkel 1944-ben délről észak felé vándorolva egyenként 2000 hektár búzát takarítottak be.

A háború végeztével Amerikában több mezőgépgyár is kombájnok gyártásába fog. A legsikeresebb John Deere 55-ös 1947-ben kerül a piacra, és 13 évig gyártják magtartályos és zsákolós kivitelben is. Vágóaszal-szélessége 12 láb (3,6 m), a meghajtást egy 60 LE teljesítményű motor biztosítja. Elérhető Hillside (55H) változatban a dombos területek aratásához, és gumihevederekkel szerelve (55RC), rizs betakarításához is. Ez a gép megalapozza a John Deere jövőjét, nem kis szerepe van abban, hogy a világ legnagyobb mezőgépgyártójává váljon.

Az Egyesült Államok élen jár az önjáró betakarítógépek gyártásában, az addig nagy nevű európai cégek lassan elsorvadnak.

Ekkor a CLAAS megépíti az első önjáró kombájnját, a HERCULES típust. 1953-ban kezdték a gyártását, 56 LE benzin és 60 LE dízelmotorral is szerelik. A vágóasztal 8 1/2, 10 és 12 láb szélességben készül hozzá.

A '60-as években megjelenik a fülke és a légkondicionáló. A kezelőállás több típus esetén a gép közepén helyezkedik el, teljes rálátást biztosítva az egyre szélesebb adapterre. Szintén ebben az évtizedben a John Deere megkezdi az európai kombájngyártást a 630-as modellel Zweibruckenben (Németország).

A '70-es években kerülnek piacra Európában a JOHN DEERE 975-ös és a CLAAS Dominator 85/105-ös, amelyek már majdnem kizárólag fülkével felszerelt kivitelben készülnek. Ezeket a gépeket már 4,5 méter körüli vágóasztal-szélesség jellemzi, a 6 hengeres dízelmotor 150 LE körüli teljesítményre képes, 300 literes üzemanyagtartállyal vannak felszerelve. A magtartály térfogata 4000 liter körüli. A variátoros menethajtást felváltja a hidraulikus rendszer.

Ami sokáig nem változott az idők során

A cséplés és a magleválasztás elvi működése a gőzgéppel hajtott cséplőgépek óta sokáig nem változik a különböző gépekben. A mai napig készülnek kombájnok verőléces cséplőszerkezettel és szalmarázó ládás kivitelben. Több fejlesztés is napvilágot látott a hatékonyság növelésére. Több dob egymás után elhelyezve javítja a leválasztást, a ládák fölött elhelyezett lazító továbbító ujjas szerkezetek pedig segítik a magok kihullását a szalmából. Ezek a szerkezetek segítenek a teljesítmény fokozásában, de az alapelv változatlan.

A cséplő-leválasztó rendszer fejlesztése

1977-ben az IH bemutatja az Axial-Flow kombájnt (IH 1460), amely az eddig alkalmazott cséplő-leválasztó rendszerhez képest jelentősen eltér. A folyamat egy hosszanti dobban megy végbe, a rotor forgása közben végzi a cséplést és a magleválasztást is. A kialakítása hasonló, mint Samuel Turner cséplőgépének, Mivel a Case IH levédte a formai kialakítást, évekig tartó előnyt szerzett a rivális gyártókkal szemben.

A versenyben a többi gyártó is fejleszt, a betakarítás hatékonyságát növelő műszaki kialakítások:

• CLAAS CS (Cylinder System 1981): a cséplődob után a szalmarázó ládákat helyettesítve 8 keresztben elhelyezett leválasztó henger dolgozik.

•John Deere CTS (Cylinder Tine Separator 1992): két hosszanti dobot használ a ládák helyett, az egy dobos STS (Single Tine Separation) rendszert csak 1999-ben mutatja be.

• A CLAAS 1996-ban dobja piacra a LEXION-t, amely szintén két hosszanti dobon választja le a szemet. Kialakítása nagyon hasonlít a John Deere konstrukciójához.

A keleti blokk emlékei

A '80-as években Magyarországon az NDK-ban gyártott Fortschritt E jelű, valamint a szovjet SZK-5 kombájnok a legelterjedtebbek. Felépítésüket tekintve nem maradnak el a kor hasonló gyártmányaitól, azonban a fejlesztés területén egyre inkább lemaradnak az amerikai és nyugat-európai gyártók mögött. A rendszerváltás után fokozatosan elkopnak a magyar mezőgazdaságból. Ugyan a német gépek még mindig (sajnos) az egyedüli eszközök az iskolákban, "fontos szerepet töltenek be" az oktatásban, és egy-egy példány fellelhető a kisebb gazdaságokban.

A '90-es években a mechanikus kapcsolókarokat fokozatosan felváltják a nyomógombok és elektromos kapcsolók, a kezelő kényelme egyre fontosabb a gyártóknak is. Lassan teret nyer az elektronika, a számítógépek világába belép a kombájn is. Az ezredfordulóra már a gépek nagy része fel van szerelve veszteségmérő berendezéssel. A gép finom beállításának jelentős lépései (dobhézag, fordulatszámok, rostanyílás) gombnyomással elvégezhetők a fülkéből.

GPS és autonóm gépek

Az évezred végére az arató-cséplő gépek a legmodernebb technológiával rendelkező gépek közé tartoztak. A GPS-rendszer bevezetése lehetővé teszi a gépeknek, hogy precízen kövessék a földrajzi pozíciójukat a táblákon, és a precíziós mezőgazdaság technikái segítségével optimalizálják a betakarítást, és információval szolgálnak a vetéshez.

1999-ben a John Deere 9000-es sorozatú kombájnok már felszerelhetők az első generációs GreenStar kijelzővel a sorvezető használatához, 2002-ben pedig megérkezik az automata kormányzás (AutoTrack) is. A fejlesztést a többi gyártó is követte. A nedvesség- és hozammérés, valamint ezeknek az adatoknak a térképezése lehetőséget biztosít a gazdálkodóknak a termelés precíz tervezésére. Egyes gépekbe már integrálható a beltartalmi értékek mérésére alkalmas berendezés.

Napjainkban az automata kombájnbeállítást érzékelők sora és kamerák segítik. A számítógépek folyamatosan monitorozzák a munkafolyamatot, és szükség esetén korrigálják a beállításokat. Közelítünk a teljesen autonóm gépek megjelenéséhez, ezzel az emberi élőmunka minimumra csökkenéséhez.

kombájn

Közelítünk a teljesen autonóm gépek megjelenéséhez – fotó: Pexels

Teljesítmény

Az elmúlt 75-80 évben az önjáró betakarítógépek teljesítménye drasztikusan megemelkedett.  A kezdeti 1,5-ről 12 ha/órára emelkedett.

Társadalmi változások

A betakarítás technológiai háttere a 18. század végén hirtelen igen gyors fejlődésnek indult. Több ezer éves múlt után, alig több mint száz esztendő alatt a betakarításhoz szükséges élőmunka a töredékére csökkent, a termelékenység kimagaslóan megnőtt. A betakarítás már nem tart hónapokig egy-egy mezőgazdasággal foglalkozó közösség életében. Az élelmiszer könnyebben elérhetővé és fajlagosan olcsóbbá vált a technikai fejlődés miatt. Mindez hozzájárult, hogy az agráriumban dolgozók száma drasztikusan csökkent, Európában ma már csak a népesség alig 3-4%-a él a földművelésből.