追溯農用機械發明

孟昭寧

拖拉機

拖拉機是與各種作業機械配套的自走式動力機械。在農業生產中，它主要用以牽引和驅動多種類農機具完成各項田間作業和農業運輸。

自古以來，有很多人試圖以機械力代替人力和畜力進行耕作。但直到19世紀歐洲進入蒸汽機時代后，才使動力型農業機械的誕生成為可能。

19世紀30年代，已有人開始研究用蒸汽車輛牽引農機具進行田間作業。但當時所能造出的蒸汽機牽引車輛(即蒸汽拖拉機的前身)猶如一個火車頭，它即使不陷在田里，也會把土壓得很實，根本無法耕種。1851年，英國的法拉斯和史密斯首次用蒸汽機實現了農田機械耕作。有人把這看作是農業機械化的開端，但當時他們的辦法是把蒸汽機安放在田頭，用鋼絲繩遠遠地牽引在田里翻耕的犁鏵。后來隨著蒸汽機制造技術的進步，出現了小型化的蒸汽發動機，把它安裝在車輛底盤上驅動車輪行駛，使它能夠從地頭開進田里直接牽引農機具，這才誕生了拖拉機。法國的阿拉巴爾特和美國伊利諾斯州的R·c·帕爾文分別在1856年和1873年發明了最早的蒸汽動力拖拉機。當時的拖拉機與早期的蒸汽機汽車很相似，但馬力更大，行駛速度較慢。

最初的拖拉機笨重而昂貴，使用不便，往往需數人操作，適用于廣泛的原野上耕作，一般個體農民難以負擔。1889年，美國芝加哥的查達發動機公司制造出了世界第一臺使用汽油內燃機農用拖拉機——“巴加”號拖拉機。由于內燃機比較輕便，易于操作，而且工作效率高，故它的出現為拖拉機的推廣應用打下基礎。

20世紀初，瑞典、德國、匈牙利和英國等國幾乎同時制造出以柴油內燃機為動力的拖拉機，第一次世界大戰期間，由于戰爭的原因，勞動力不足和農產品價格上漲，促進了農田拖拉機的發展。1910—1920年間，以蒸汽機和以內燃機為動力的拖拉機之間展開了激烈的競爭，后者顯示了更大的優越性，逐漸淘汰了前者。于是今天的拖拉機都使用柴油內燃機。

拖拉機分為輪式和履帶式兩種。最早的拖拉機使用的是鐵輪，不僅笨重、容易陷車，而且經常會壓傷植物的根，早在蒸汽汽車誕生后不久的19世紀30年代，就有人設想給汽車輪子套裝木頭和橡膠制作的“履帶”，讓沉重的蒸汽汽車能在松軟的土地上行走，但是早期的履帶性能和使用效果并不好，直到1901年美國的倫巴德在研制林業用牽引車輛時，才發明出第一條使用效果較好的履帶。3年后，加利福尼亞的工程師霍爾特應用倫巴德的發現，設計制造了“77”型蒸汽拖拉機。這是世界上第一臺履帶式拖拉機。1904年11月24日，這臺拖拉機進行了首次試驗，后來又投入批量生產。1906年，霍爾特創辦的拖拉機制造公司又制造出世界上最早的以汽油內燃機為動力的履帶式拖拉機，這種拖拉機翌年開始批量生產，是當時最成功的拖拉機，并成為數年后英國研制世界第一種坦克時的參考樣車。

在輪式拖拉機的發展上，最初人們是將鋼制的車輪加寬，加大著地面積。減少壓強，但效果并不好。后來又想出了在鋼輪外加一層橡膠保護層的辦法，汽車輪胎誕生后，人們先后給拖拉機使用了實心和充氣胎。但汽車輪胎并不完全適用于拖拉機．一是汽車輪胎的溝紋過于淺細，二是人們發現拖拉機在輪胎氣不足時反而比氣很足時的軟地行駛性能更好。1932年，美國的菲爾斯當輪胎和橡膠公司生產出一種大尺寸的高花紋低壓充氣橡膠輪胎。這是第一種真正適用于農用拖拉機的輪胎，它極大提高了輪式拖拉機的行駛和牽引性能。

到20世紀40年代末，在北美、西歐和澳大利亞等地，拖拉機已取代了牲畜，成為農場的主要動力，此后，拖拉機又在東歐、亞洲、南美和非洲得到了推廣使用。

水稻插秧機

插秧機是將水稻秧苗定植在水田中的種植機械。

中國是最早種植水稻的國家。為了提高插秧的效率和減輕農民的插秧勞作之苦，中國早在約1000年前的宋代就已發明使用了最早的插秧工具—“秧馬”和“蒔扶”。北宋著名的詩人蘇軾就曾作《秧馬歌》記敘了湖北農民使用秧馬的情景，使用的蒔扶可代替手工分秧，并將秧苗梳入泥中定植。它直至20世紀50年代仍在某些地區使用。

現代插秧機的研制開始于19世紀末。1898年日本發表了世界上第一個水稻插秧機的專利。意大利從1915年開始生產能夠栽苗的插秧機。至50年代，已有與拖拉機配套的插秧機上市出售，但由于結構復雜、造價高、作業時需輔助勞力多，而未能推廣。日本于60年代開始研制帶土小苗的栽植技術和相應的水稻插秧機。1966年后，工廠化水稻育秧設備研制成功，才使插秧機械得以迅速推廣。

中國的水稻插秧機研制工作始于1953年。1956年在蒔扶分秧方式的啟發下，首次提出群體逐次分格取秧、直接栽插的秧苗分插原理，從而在水稻插秧機的研制上取得了突破，研制出水稻拔取苗移栽的第一代樣機。到1960年，各地推薦生產上使用的人力、畜力插秧機已達21種。1967年，第一臺自走式機動插秧機“東風2S”型通過鑒定定型并投入生產，每天可插15～20畝。

谷物聯合收割機

收割機是用來割倒麥、稻等作物的禾稈，并將其鋪放在田間的谷物收獲機械。谷物聯合收割機簡稱聯合收割機，又根據它的英文名稱Combune稱為“康拜因”。它是能夠一次完成谷類作物的收割，脫粒、分離莖稈、清除雜物等工序，從田問直接獲取谷粒的谷物收獲機械。

早在1828年，美國的貝斯特就提出了把收割機和可行走的脫粒機結合在一起的設計方案，并獲得美國第一個聯合收割機的專利，但貝斯特一直未能實現他的設想。1834年，美國有人制作出了用畜力牽引，通過地輪驅動收割器等工作部件的聯合收割機的樣機。但這臺聯合收割機重達15噸，要用40匹騾馬牽引，不具有實用價值。

1841年，美國人丘奇在總結借鑒了他人比較成功的收割機和脫粒機的基礎上，發明了一種馬拉式“收割——脫粒聯合裝置”，盡管它的性能還不完善，但已具備了現代聯合收割機的雛形。

在美國以外，俄國的弗拉森柯于1861年也曾發明過一種聯合收割裝置，并在當年的9月8日為政府官員作了表演，曾引起許多人的興趣。但由于還存在一些缺陷，而沒有推廣開來。

1880年，最早的可供實用的聯合收割機在美國誕生。這種聯合收割機用畜力牽引，但裝有蒸汽動力裝置來帶動脫粒部分的運轉。由于蒸汽機過于笨重，影響了聯合收割機在田間的作業，不久后將其改進為小型汽油機。1890年，美國出現了拖拉機牽引的聯合收割和最早的由蒸汽機驅動的自走式聯合收割機。聯合收割機真正開始普及使用是1920年前后，美國的小麥產區首先推廣了汽油拖拉機牽引的聯合收割機。這時的聯合收割機已出現風選和裝袋等功能。蘇聯于1926年，英、法、德等國于1928年起，分別從美國引進聯合收割機并加以改進，1938年前后，美國開始推廣使用自走式聯合收割機，到60年代中后期，自走式聯合收割機已占到美國全部聯合收割機總產量的90％～95％，而蘇聯也停止了牽引式聯合收割機的生產，并逐步用柴油發動機取代汽油發動機。

田地越廣闊，聯合收割機的使用效率越高。目前在各國的大型農場里，隨處都可以看到聯合收割機在豐收的田野里縱橫馳騁，真正實現了收割、打捆、脫粒和脫殼，風選過程的機械化。