Wikipedia

Bomullsplockningsmaskin

jordbruksredskap

En bomullsplockningsmaskin eller bomullsskördemaskin är ett jordbruksredskap som används för att skörda bomullsfält. Till sin funktion påminner den om en skördetröska. Längst fram sitter en anordning som avlägsnar bomull från buskarna – vanligtvis från fyra, sex eller åtta rader buskar samtidigt, men på 2020-talet har maskiner för tolv rader börjat produceras. Den skördade bomullen matas vidare till en korg baktill på maskinen, och när korgen är fylld töms den. Detta sker vanligtvis i en medföljande traktordriven vagn som i sin tur transporterar bomullen till en balpress, så att skördemaskinen kan fortsätta sitt arbete med så korta avbrott som möjligt. Under 2000-talet har även skördemaskiner som har en påmonterad balpress lanserats (Case IH var först 2006 och följdes av John Deere 2007[1]).[2]

En bomullsskördemaskin som skördar åtta rader bomullsbuskar samtidigt. En John Deere 7460 av typen brush-roll stripper.
En skördemaskin som tömmer korgen i en vagn.
Principskiss av en brush-roll stripper sedd framifrån. De bruna cylindrarna med gröna gummiblad och röda borstar sliter av bomullshuvudena allteftersom buskarna leds in mellan cylindrarna. Huvudena hamnar pä ömse sidor om cylindrarna i gallertrågen och transporteras vidare av transportskruvar (symboliserat av blå "spiralpilar") till förrensningsmaskineriet.
En brush-roll stripper i arbete. Här ser man också utsidan av ett gallertråg. Där innanför sitter de båda blad-/borstcylindrarna. Notera också att det inte är mycket kvar av buskarna efter stripperns framfart. Om man förstorar bilden ser man dels hur mycket blad och annat det finns i tråget, men också hur en hel del smått skräp faller ner från detsamma. Till höger om strippercylindrarna/gallertrågen finns ett tråg (rakt in i bilden bakom John-Deere-hjorten) med en transportskruv som går tvärs skördemaskinen vilket samlar upp materialet från raden av stripperenheter.

Kring år 2000 skördades ungefär 30 procent av den odlade bomullen på världsnivå maskinellt (i USA, Australien och Israel var andelen 100 procent), medan resten skördades för hand.[3]

Typer redigera

Det finns två huvudtyper av bomullsskördemaskiner, dels så kallade strippers (från engelska strip, "skala av" eller "renraka"), dels så kallade pickers ("plockare"), även kallade spindle-type ("spindeltyp").

Strippers sliter av bomullshuvudena och får därför också med omogna kapslar, blad, kvistar och annat skräp, medan maskiner av spindeltyp använder roterande hullingförsedda stavar, spindlar, som drar loss bomullsfibrerna (med vidhängande frön) ur kapslarna. Strippers används huvudsakligen för de lågväxande bomullssorter som odlas i torrare områden (men även för vindtåliga sorter vars kapslar inte öppnar sig så mycket), medan högre buskar företrädesvis skördas med pickers. På grund av mängden skräp som medföljer vid användande av en stripper sker ofta en förrensning på själva maskinen (vilket annars görs på rensningsanläggningen).

Utbyte:[4]

Vikt Picker Stripper
med rensning		 Stripper
utan rensning
Bomullsfibrer % 34,7 29,7 25,8
Frön[5] % 54,2 47,9 38,4
Övrigt % 11,1 23,2 35,8

Moderna pickers skördar vanligtvis fyra till sex rader samtidigt, medan strippers ofta skördar sex eller åtta rader - eftersom raderna står tätare på de fält där de mindre buskar för vilka man använder de sistnämnda odlas. En picker-enhet kräver dessutom lite mer bredd än en stripper-enhet. 2021 presenterade John Deere en stripper för tolv rader (där de två yttre enheterna på varje sida är infällbara så att den kan transporteras på vägar).[6][7]

Pickers är mer tekniskt avancerade än strippers och kräver dagligt underhåll för att ge ett bra resultat.

Strippers redigera

Det finns två typer av strippers, dels finger strippers och dels brush-roll strippers. De förstnämnda används på fält där buskarna växer oregelbundet eller i mycket tätt stående rader, medan de sistnämnda används för glesare rader.

En finger stripper har en framåt- och något neråtrikdad "kam" mellan vars tänder bomullshuvudena lyfts upp för att knipsas av av en rad saxar.[8] Finger strippers överges i allt större utsräckning och brush-roll strippers är numera helt dominerande (åtminstone i USA).

Hos en brush-roll stripper leds buskraden in mellan två roterande cylindrar (vars framåtriktade axlar bildar cirka 30° vinkel mot markytan) försedda med längsgående gummiblad (bats) och borstrader (av nylon)[9] vilka tar tag i kapslarna och sliter av dem från plantan. Huvudena (och en hel del skräp) hamnar i ett tråg (med galler-botten genom vilket en del mindre skräp faller till marken) på vardera sidan av cylindrarna där de förs av roterande skruvar mot förrensningsmekanismen.

I USA används strippers huvudsakligen i Texas, västra Oklahoma och sydvästligaste Kansas.

Pickers redigera

 

Till vänster ses en principskiss av en picker sedd underifrån. På den ljusblå vertikala roterande (lika fort som skördemaskinen rör sig framåt - cylindersidan står därmed "stilla" i förhållande till de förbipasserande buskarna) cylindern sitter femton vertikala enheter, vardera med uppemot 20 (gula) roterande, något koniska, hullingförsedda spindlar[10][11] (endast en nivå syns/visas), vars riktning i förhållande till cylindern styrs av en kamarm (blå - otydlig i bilden - förstora) vars ände löper i ett spår (rosa).[12] Denna kammekanism gör att spindlarna sticks nästan rakt in i och dras nästan rakt ut ur de förbipasserande sammanpressade bomullsbuskarna[13] (ljusgröna) genom springorna i ett (brunt) horisontellt galler. Efter det att spindlarna har samlat åt sig bomullsfibrer (med vidhängande frön) passerar de en snabbt roterande cylinder med (violetta) skivor (en skiva per horisontell rad av spindlar), doffer, med (blå) kuddar av polyuretan vilka borstar av fibrerna från spindlarna.[14][15] På sin väg tillbaka till buskarna för ny insamling av bomull passerar spindlarna en (röd) avborstningsanordning som tillför tvättväska för att avlägsna växtsafter och dylikt[16][17].

Varje buskrad plockas vanligen av två på varandra följande cylindrar med spindlar, antingen en på varje sida om raden eller båda på samma sida[18] (således passar alla utbytesdelar till alla cylindrar på maskinen - med en cylinder på varje sida finns det vänster- och högervarianter av vissa delar - å andra sidan är enheter med en cylinder på vardera sidan något kortare, men bredare). Därtill kommer en variant (kallad VRS - Variable Row System), som rensar två rader samtidigt genom att den ena raden buskar klipps av vid basen och matas in i den andra raden, vilken används för två tätt stående rader följda av en tomrad, vilket, på grund av picker-enheternas bredd, möjliggör ett genomsnittligt tätare planterat fält.[19]

Bomullsskördemaskiner och kemikalieanvändning redigera

Övergången till skördemaskiner som skördar en gång per säsong (sedan är fältet ödelagt - pickers är skonsammare mot buskarna än strippers och man kan med pickers få en andra skörd av lägre kvalitet), i stället för användade av handkraft där ett fält plockades selektivt tre till fyra gånger per säsong, har inneburit ett ökat bruk av kemikalier av olika skäl:[20]

  • Uttorkningsmedel för att göra stjälkarna sprödare så att bomullshuvudena lättare slits av vid skörd med strippers. För detta används parakvat-baserade produkter.
  • Avlövningsmedel för att minska andelen skräp som följer med. För detta används växthormoner (som tidiazuron, en typ av syntetiskt cytokinin som hämmar produktion/transport av auxin), herbicider (som tribufos[21]) och blandningar av dessa.
  • Preparat som påverkar kapslarnas mognad och uppsprickning. Eftersom fältet endast kan skördas en gång per säsong blir utbytet såklart bättre om kapslarna befinner sig i samma mognadsstadium. För detta används etefon (2-kloretylfosfonsyra).

Historia redigera

Mekaniseringen av skördande av bomull inleddes i USA och därefter har också utvecklingen av maskiner för bomullsskördande helt skett där.

Allehanda typer av bomullsskördemaskiner testades på 1800-talet och under 1900-talets inledande decennier och det första patentet erhölls 1850 av Samuel S. Rembert och Jedediah Prescott från Memphis, Tennessee. Utöver olika former av strippers (de tidigaste "skördemaskinerna" utgjordes av en djurdragen släde på medar som, med olika anordningar, slet loss huvudena från buskarna medan den släpades längs marken - föregångare till finger strippers påminnande om trädgårdsstaket - och olika typer av rullar av växlande utformning som drogs längs marken) och pickers som beskrivs ovan, testades bland annat maskiner som sög loss bomullen med luft eller statisk elektricitet, eller så kallade trashers vilka skar av hela busken vilken sedan rensades av maskinen. Dessa hade dock ingen framgång, utan bomullen fortsatte att plockas för hand.

Först på 1930-talet tillverkades en typ av picker (med släta fuktiga spindlar på vilka bomullsfibrerna klibbade fast) som hade en viss framgång (även internationellt - två maskiner såldes till Sovjetunionen!). Konstruktör var John Daniel Rust (1892-1954)[22] och han erhöll patent 1933. Tillsammans med sin bror, ingenjören Mack Rust, startade han företaget Southern Harvester Company och de demonstrerade sin första picker 1936[23]. Bröderna hade dock svårigheter att hitta finansiärer under depressionsåren (samtidigt fanns det dessutom ett stort motstånd på grund av arbetslösheten som rådde under denna tid) och företaget gick i konkurs. Bröderna skildes, men på 1940-talet fick J.D. Rust kontrakt med två tillverkare och blev till sist en förmögen man.

1942 presenterade International Harvester (som hade börjat försöka konstruera en bomullsplockningsmaskin redan 1922 under ledning av företagets chefsingenjör Clarence Hagen[24]) en picker med hullingförsedda spindlar och tolv exemplar tillverkades (följda av tretton till året därpå)[25], men bristen på stål under andra världskriget försenade en produktion i större skala till 1947. Liksom Rusts maskin skördade den endast en rad buskar i taget.[26] Den första maskinen som skördade två buskrader lanserades av John Deere 1950 (samma företag införde 1980 modell 9940[27][28], den första pickern för fyra rader, och i slutet av 1990-talet kom åttaradersmaskiner).

Utvecklingen av strippers följde i strort sett den för pickers. 1943 började traktormonterade strippers marknadsföras, men först efter krigsslutet tog produktionen fart och John Deere producerade då 4 000 maskiner från 1946 till 1948. 1949 hade en försöksstation i Stillwater, Oklahoma utvecklat en brush roll stripper (som byggde på Benjamin Savages patent från 1884) men denna typ hade föga framgång initialt och först på 1960-talet fick "borstrullarna" sitt egentliga genombrott (i Texas och Oklahoma, där strippers dominerar, gick andelen maskinskördad bomull från 35% 1958 till 95% 1968 - se tabellen nedan).

Även om de tidiga maskinerna bara plockade en rad i taget, ersatte de uppemot 40 personer som plockade för hand[29], och övergången till maskinell bomullsskörd anges som en av huvudanledningarna till den andra vågen av "den stora migrationen" i USA. Men, å andra sidan, drev bristen på jordbruksarbetare under och efter andra världskriget (först orsakad av att folk behövdes för olika krigsinsatser på slagfälten såväl som inom krigsindustrin, och senare de högre lönerna inom industrin) samtidigt på mekaniseringen av jordbruket... En annan faktor som gjorde mekanisering lönsam var att bomullsskördarna ökade areellt - från 244 kilo ren bomull per hektar 1945-1949 till 424 kg/ha 1960-1964.[30] I USA skedde mekaniseringen från väster (1950-talet) till sydost (1960-talet)[31] och anledningar till detta har angetts vara att det i sydost fanns ett fungerande share-cropping-system vilket gjorde att det fanns tillgänglig arbetskraft för det tre topparna under året (plantering, ogräsrensning och skörd) medan ett sådant system inte fanns i väster, samt att utbytet var högre i väster.[32] Mekaniseringen av bomullsodling/-industri stöddes också statligt genom att kongressen startade Cotton Mechanization Project 1946.[33] Införandet av skördemaskiner möttes också av motstånd från ägarna av rensningsanläggningarna vilka fick extraarbete med att rensa bort skräp från den maskinplockade bomullen och därför avgiftsbelade detta.

Maskinskördad bomull i USA
Totalt (%)
1960*		 Procentuell andel maskinskördad bomull[34]
1950 1952 1954 1956 1958[35] 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972
Väst Kalifornien 13,9 34 59 62 66 71 87 94 97 98 100 100 100
Arizona 6,2 9 46 44 45 51 73 92 97 98 100 100 100
New Mexico 2,2 1 12 10 21 38 64 91 85 95 97 99 100
Texas (85% strippers) 28,4 12 22 21 25 35 58 78 85 95 98 99 99
Oklahoma (huvudsakligen strippers) 2,9 6 17 15 24 35 64 73 83 95 99 99 100
"Mississippideltat" Missouri 3,3 0 6 22 35 23 56 77 83 94 96 100 100
Arkansas 9,6 1 2 16 27 22 42 68 75 87 96 98 100
Louisiana 3,6 3 13 28 31 43 49 64 78 88 96 99 100
Mississippi 11,1 3 7 11 25 19 40 58 68 82 93 97 99
Tennessee 4,3 0 1 1 4 4 19 41 56 72 87 95 99
Sydost Alabama 5,6 0 1 2 3 1 8 29 55 75 84 95 99
Georgia 3,7 0 3 3 2 2 14 39 62 80 88 97 98
South Carolina 3,1 0 1 4 4 1 6 32 63 73 88 87 97
North Carolina 1,7 0 1 3 3 1 12 27 59 71 90 93 98
Övriga delstater 0,3 ingen uppgift
USA totalt 100,0 8 18 22 27 34 51 70 78 89 96 98 100

 * = Delstatens andel av den totala amerikanska bomullsskörden 1960 (oavsett skördemetod) som jämförelse.[36]

  •  
    En bomullsplockningsmaskin dragen efter en traktor i Texas cirka 1908.[37]
  •  
    Den första kommersiella bomullsplockningsmaskinen, en International Harvester McCormick Farmall M-12-H från mitten av 1900-talet, är i princip en backande traktor (inledningsvis av typen Farmall H, senare Farmall M) med påbyggnader.[38][39] Till vänster om plockningsenheten skymtar ett plåtskydd som håller undan bomullsplantor från det andra traktorhjulet och mellan föraren och korgen ses tanken för tvättvätska.[26][40]
  •  
    En International Harvester för två buskrader. Israel cirka 1980. Bilden har ett besvärande blåstick, maskinen är egentligen röd och marken är inte ljusblå.
  •  
    Case IH Module Express 625, den första bomullsplockaren (picker) med balpress i stället för korg. Balarna är blockformade (nästan, sidorna lutar 8°) och 4,9×2,4×2,4 m (16×8×8 ft) stora.
  •  
    John Deeres CP690, efterföljaren till företagets första plockningsmaskin med balpress (7760), producerar cylindriska råbomullsbalar liksom föregångaren.[41] Balarna är 2,4 m i diameter och 2,4 m långa samt täckta av tre lager plast. CP690 är en picker, men det finns också en motsvarande stripper-modell kallad CS690.

Minnesmärken och liknande redigera

Den första bomullsplantagen i USA där plantering, skörd och produktion av råbomullsbalar skedde helt maskinellt var International Harvesters försöksstation på Hopson Plantation vid Clarksdale 1944 och där skedde också, den 2 oktober samma år, den första offentliga visningen av företagets skördemaskin inför 300 besökande.[42][25]. På plantagen har en minnestavla över dessa tilldragelser satts upp av Mississippi Department of Archives and History[43] Vid denna tid arbetade bluesmusikern Pinetop Perkins där som traktorförare och en minnestavla över dennes Cotton Pickin' Blues har satts upp på plantagen av Mississippi Blues Commission.[44]

"Old Red", en renoverad International Harvester McCormick Farmall från 1943, finns på National Museum of American History och tilldelades status som "landmark" 1978 av American Society of Agricultural Engineers.[40]

Referenser redigera

Noter redigera

  1. ^ Chris Bennett, Picker Wars: How John Deere’s Magical 7760 Revolutionized Cotton, AgWeb Farm Journal, 7 december 2020.
  2. ^ Se videon Seed Cotton Handling and Storage Systems Overview på Cotton Incoroprated - Cotton Harvest System Videos.
  3. ^ M. Muthamilselvan et al., 2007, Mechanical Picking of Cotton - A Review i Agicultural Review 20:2, sid. 118.
  4. ^ Enligt Wanjura et al. sid. 71.
  5. ^ Fröna är också av intresse eftersom de används för produktion av bomullsfröolja, utöver att de används som utsäde. Exempelvis gick 3,8 miljoner ton av totalt 4,1 miljoner ton 1970 till fröoljeproduktion - se Statistics on Cotton and Related Data 1920–1973, USDA, 1974, tabell 192 (sid. 248/280).
  6. ^ Jim Steadman, Deere Introduces New 770 Series Cotton Harvesters, Cotton Grower 2 augusti 2021.
  7. ^ SH12F på John Deere.
  8. ^ Se foton i Cotton Incorporateds Stripper Harvesting sidorna 1-2.
  9. ^ Se Wanjura et al. sid. 76.
  10. ^ Se JD Spindle Assembly på Taixing AST Cotton Picker Parts Co., Ltd.
  11. ^ Se videorna Picker Ribs och Doffer Inspection and Maintenance på Cotton Incoroprated - Cotton Harvest System Videos.
  12. ^ Se JD Cotton Picker Spindle Bar på Taixing AST Cotton Picker Parts Co., Ltd. Notera den svarta kamarmen till vänster. Inuti denna "stav" med 18 spindlar finns en roterande kugghjulsförsedd axel som driver spindlarnas rotation (se Drive Shaft Assembly)
  13. ^ Att spindlarnas hastighet inte är densamma (från höger till vänster i bilden på grund av att spindlarna rör sig kring en cylinder) kompenseras i viss mån genom att gallret buktar ut mittför cylindern så att buskarna passerar lite snabbare här.
  14. ^ Se Doffer och Doffer Assembly på Taixing AST Cotton Picker Parts Co., Ltd.
  15. ^ Se videon Doffer Inspection and Maintenance på Cotton Incoroprated - Cotton Harvest System Videos.
  16. ^ Se Moister Pad Holder på Taixing AST Cotton Picker Parts Co., Ltd.
  17. ^ Se videon Spindle Moistening System på Cotton Incoroprated - Cotton Harvest System Videos.
  18. ^ Se Wanjura et al. sid. 74 för bild.
  19. ^ Se Cotton Incorporated - The Spindle-Type Cotton Harvester sidorna 5-6.
  20. ^ Se sidorna 3-7 i Cotton Incorporated, Stripper Harvesting.
  21. ^ Tribufos på EarthJusice.
  22. ^ John Daniel Rust på Encyclopedia of Arkansas.
  23. ^ Science: Picker Problems i Time 14 september 1936.
  24. ^ Hagen började med en maskin som drogs av en mula och som påminde om en jättebläckfisk med fyra dammsugarslangar, i stället för tentakler, vilka var och en sköttes av en person. Denna kombination av en maskin, en mula och fyra arbetare tävlade 1924 mot en skicklig handplockare - efter en timme ledde den ensamme handplockaren med nästan 50 meter och den bomull han plockat innehöll mindre skräp. Se T. A. Heppenheimer, 2004.
  25. ^ [a b] Historic Delta research changed cotton farming på Mississippi State University Extension Service.
  26. ^ [a b] Se International Harvesters katalog från 1949 sidorna 406-408.
  27. ^ John Deere 9940 Cotton Picker
  28. ^ John Deeres 9940, Americas biggest-capacity picker, and the new 9920, the ultimate 2-row, come field ready atthe base price. på Cotton Picker Trade.
  29. ^ Exempelvis skrev Time 1936: "It costs $1 per hour to run. In one hour last week it picked 400 Ib.—as much as one average hand-picker could gather in four days." ("Den kostar en dollar i timmen. Under en timme i förra veckan plockade den 400 pund - lika mycket som en genomsnittlig handplockare kan få ihop på fyra dagar"); Se Science: Picker Problems i Time 14 september 1936.
  30. ^ Heinecke & Grove (2008) sid. 77. (Ett lb/acre är ungefär 0,892 kg/ha.)
  31. ^ Heinecke & Grove (2008) sid. 69-71.
  32. ^ N.P. Woodhouse et al., 2013, Change in the cotton harvesting system: A review and implications for the John Deere 7760 cotton picker, National Centre for Engineering in Agriculture (publ 1004960/13/1), sid. 5-8.
  33. ^ Heinecke & Grove (2008) sid. 76.
  34. ^ Statistics on Cotton and Related Data 1920–1973, USDA, 1974, tabell 185 (sid. 234/280).
  35. ^ Nedgången i flera delstater längs Mississippifloden, och även öster därom, under 1958 kan, enligt Heinecke & Grove (2008) sid. 71, ha berott på USDAs Soil Bank program 1956-1958 (se J. Douglas Helms, 1985, Brief History of the USDA Soil Bank Program för en beskrivning).
  36. ^ Beräknat från Statistics on Cotton and Related Data 1920–1973, USDA, 1974, tabell 184 (sid. 235/280).
  37. ^ Se även ett foto av en annan maskin "First photograph ever taken of the first cotton picking machine" på Alabama Department of Archives and History som också skall vara taget 1908. Denna maskin är inte helt olik Peter Paul Harings patenterade maskin från 1913 om vilken R. Douglas Hurt (enligrt T. A. Heppenheimer, 2004) skall ha yttrat “After running the machine down one row four or five times, the technicians could not distinguish whether any cotton had been picked".
  38. ^ Dave Mowitz, Ageless Iron: IHC Overcomes Huge Obstacles to Introduce First Cotton Picker, Successful Farming 20 december 2016.
  39. ^ F.J. Welch & D.G. Miley, 1945, Mechanization of the cotton harvest, Mississippi Agricultural and Forestry Experiment Station, sid. 12-14.
  40. ^ [a b] International Harvester Mechanical Cotton Picking Machine, "Old Red", på National Museum of American History.
  41. ^ John Deere Cotton Picker 690 FAQ’s på Certi-Pik USA 25 maj 2021.
  42. ^ Hopson Plantation på Mississippi Encyclopedia.
  43. ^ Minnestavla rest av Mississippi Department of Archives and History.
  44. ^ Cotton Pickin' Blues på Mississippi Blues Trail.

Externa länkar redigera

Hämtad från ”https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Bomullsplockningsmaskin&oldid=54492683”