Как появился плуг очень кратко
Обновлено: 07.07.2024
Земледелие всегда было и есть важнейшим источником пропитания человечества. Поначалу обработку земли производили с помощью простейших ручных орудий. Но через какое-то время увеличилась потребность в количестве пищи, а для этого нужно было обрабатывать гораздо больше территории. Тогда и был придуман плуг, который стал очень значимым устройством в истории земледелия.
История изобретения плуга
Когда человек взялся за освоение сельского хозяйства, появилась потребность в специальных приспособлениях для обработки почвы. Сначала взрыхляли землю с помощью прочной палки с заостренным наконечником. Затем придумали ручную мотыгу, которую делали из крепкого дерева. Когда люди научились обрабатывать железо, мотыги были усовершенствованы надежным наконечником из металла. Это повысило продуктивность работы и долговечность инструмента, но все же, обработка больших сельскохозяйственных угодий требовала иного подхода.
На сегодняшний день отсутствует информации о человеке, который изобрел и сделал первый плуг. Первые зарисовки таких орудий можно увидеть в письменных материалах Древнего Египта и Вавилона, которые относятся ко 2-му тысячелетию до н. э. К тому же были найдены наскальные рисунки плуга на севере нынешней Италии. Не исключено, что первое такое орудие могло появиться в 5 тысячелетии до н. э. В то время впервые приручили волов, а они являются хорошей тяговой силой.
Особенности конструкции первого плуга
Первый плуг обладал простейшей и нехитрой конструкцией. Он состоял из рамы, дышла и установленного на них деревянного сошника – острый наконечник, который подрезает пласт земли, делая борозды. В такую конструкцию и запрягались тяговые животные, которые тащили ее по земле, взрыхляя поверхность почвы. Чаще всего дышло и сошник изготавливали из одной цельной части дерева.
В Древнем Риме произвели улучшение плуга, установив на него отвал – приспособление для отбрасывания земли в сторону. За счет этого сорняк и трава уходили глубже в грунт, а плодородный слой почвы оказывался на поверхности. Такой усовершенствованный плуг стал незаменимым устройством для вспахивания сырого грунта. В дальнейшем придумали еще одно улучшение – маленькие колеса для передней части конструкции. Данная хитрость позволила контролировать глубину вспахивания земли.
Сейчас землю обрабатывают плугами, которые мало чем похожи на первые подобного рода устройства. Но все же основной принцип работы остался нетронутым. Только вместо домашних тяговых животных используются сельскохозяйственные тракторы. Эта мощная техника может долго тянуть одновременно несколько железных плугов, которые соединяются в блоки.
Плуг.
Плуг - это орудие для основной обработки почвы - вспашки земли в сельскохозяйственных целях. Плуг состоит из лемеха - подрезающего почвенный пласт снизу, ножа - отрезающего пласт со стороны и отвала, который принимает и переворачивает подрезанный пласт.
Основная задача плуга - перевернуть верхний слой земли, и подготовить почву к посеву сельскохозяйственных культур.
Кроме того, вспахивание уменьшает количество сорняков, разрыхляет и делает почву более мягкой и податливой, облегчает дальнейший посев. В процессе вспашки повреждаются уже тронувшиеся в рост, но ещё недостаточно окрепшие однолетние сорняки. Кроме того, оборот пласта земли способствует перемещению непроросших семян сорняков в нижний (более глубокий) слой плодородной почвы, что, в свою очередь, создаёт дополнительное препятствие на пути прорастания сорных трав.
Вначале плуги тащили сами люди, затем волы, мулы и лошади. Теперь плуг тянет неутомимый помощник - трактор.
История плуга.
Первые известные нам плуги (фактически соха) появились в III тысячелетие до нашей эры, имели очень простое строение и представляли собой раму (дышло), держащую в себе вертикально закреплённый кусок дерева (лемех), который волочили сквозь верхний слой почвы.
Древние формы плуга известны нам по вавилонским и древнеегипетским изображениям, наскальным рисункам в Северной Италии и Южной Швеции (относящимся ко второму тысячелетию до нашей эры), а также по находкам древних плугов в торфяниках на территории Польши. Ранее I тысячелетия до нашей эры плуг был известен в Китае.
Преобразование древней сохи в классический плуг произошло в Древнем Риме. Римский плуг имел колеса и металлический наконечник. Такой позволял регулировать глубину борозды и отбрасывать землю в сторону.
Римский колесный плуг.
От римлян плуг стал переходить в другие регионы Европы, например плуг перешел к германцам, а от них к славянам. Повесть временных лет упоминает плуг у вятичей в 981 году.
В начале отвалы на плуге делались из дерева в виде продолговатого четырёхугольника. Спереди их прикрепляли к стойке, а позади к подошве и к одной из рукояток плуга посредством деревянной или железной связи. Так как к дереву земля налипает сильнее, нежели к металлу, то впоследствии отвалы стали делать из чугуна или железа и давать им форму местами вогнутую, местами выпуклую, так что отвал представлял собой изогнутую винтообразную поверхность.
Известно, что в 1730 году в Ротерхаме в Англии Джозеф Фулджемб (Joseph Foljambe) стал изготавливать успешный плуги с использованием железных частей.
Плуг и промышленная революция.
Стальные плуги появились во времена промышленной революции. Они были легче и прочнее тех, что изготовлялись из железа или дерева.
В 1837 году американский кузнец Джон Дир изготовил первый стальной плуг.
Стальной самоочищающийся плуг Джона Дира.
Спустя четыре года Джон Дир наладил целое серийное производство, выпуская по 75-100 плугов в год. А к 1855 году уже созданная им фабрика смогла изготовить и реализовать 10 000 плугов - для того времени цифра внушительная.
Первые стальные плуги управлялись пешим человеком. Управляющий шёл вслед за плугом, держась за две рукоятки, и регулировал направление и глубину борозды. Он также часто руководил движением животных, тянущих за собой плуг.
Позже появились плуги, где управляющий уже сидел на специальном сидении на колёсах, а плуг имел несколько лемехов.
Одна лошадь, как правило, может тянуть только один плуг для одной борозды на чистой и мягкой почве. Для обработки более тяжёлых почв требовалось две лошади, одна из которых шла по борозде, а другая по необработанной земле. Для плугов, делающих две и более борозд, одна или несколько лошадей должны идти по свободной, невспаханной земле, и даже это даётся им с трудом. Обычно таким лошадям дают десятиминутный отдых каждые полчаса.
С появлением паровых тракторов стало возможно использовать их для вспашки почвы.
В Северной Америке твёрдая почва равнин позволила прямое использование больших паровых двигателей в качестве тяговой силы. Часто бывало, что до десяти паровых машин тянули один большой плуг, что позволяло вспахать сотни акров земли за день. Только паровые машины могли двигать такие большие плуги. Когда появились бензиновые двигатели, они, в начале, не имели достаточной мощности сравнимой с паровой тягой.
Более простая система, созданная позже, использует вогнутый диск (или два), установленный под большим углом к направлению движения. Вогнутая поверхность удерживает диск в земле, если под него не попадает что-либо твёрдое. Когда плуг натыкается на корень дерева или камень, лемех плуга подпрыгивает, что позволяло избежать поломки плуга и продолжить вспашку.
Современные плуги.
Развитие тракторной технике способствовало развитию оборудования для вспашки почвы, и расширению его функциональных возможностей.
Традиционные плуги могут переворачивать землю только в одном направлении, указываемым отвалом лемеха. В результате действия плуга образуются гребни вспаханной земли между бороздами, похожие на грядки. Этот эффект наблюдается и на некоторых полях, обрабатывавшихся в древние времена.
Современные плуги разделяют:
- по типу рабочих органов - на лемешные и дисковые;
- по роду тяги - на тракторные (навесные, полунавесные и прицепные), конные и канатные;
- по числу рабочих органов - на одно-, двух- и многокорпусные;
- по назначению - для основной вспашки (общего назначения) и специальные;
- по способу вспашки - на бороздные, работающие всвал и вразвал (с образованием свальных гребней и разъёмных борозд), и для гладкой пахоты.
Современные оборотные плуги имеют двойные переворачивающиеся лемеха: пока один работает на земле, второй переворачивает её в воздухе. Доходя до края поля, плуг под действием гидравлики переворачивается, и при втором обратном проходе новые борозды отваливаются в ту же сторону, что и в первый раз - это позволяет избежать образования гребней.
Цель вспашки состоит в перемешке слоёв земли, обогащении её кислородом, избавление от сорняков и некоторых бактерий. Закопанные сорняки разлагаются в земле и служат в качестве компоста.
Виды плугов.
Дисковый плуг в основном применяют при освоении новых территорий для вспашки новых земель после раскорчёвки леса, тяжёлых, уплотнённых, засорённых растениями и болотных почв. Рабочими органами этой разновидности плуга являются смонтированные на раме плуга сферические диски, вращающиеся на осях.
Кустарниково-болотный плуг применяют для вспашки болотных и торфяных почв, лесных раскорчёвок, расчисток после кустореза, а также почв, покрытых кустарником и древесной порослью высотой 2-4 метра.
Широкое распространение виноградников, плодовых насаждений и лесопосадок потребовало создания специального плантажного плуга, вспахивающего землю на большую, чем обычный плуг, глубину (до 100 см), что способствует созданию более благоприятных условий для развития корней растений. Плантажный плуг может иметь двойные лемеха на разной глубине, почвоуглубители и другие рабочие органы, глубоко рыхлящие почву. Конструкция плуга позволяет улучшить водный режим почвы и уменьшить выщелачивание питательных веществ из верхних слоев грунта. Одновременно с плантажной вспашкой может проводиться внесение органических и минеральных удобрений.
Для двух- и трёхъярусной вспашки солонцовых и подзолистых почв применяют специально предназначенный ярусный плуг.
При трёхъярусной пахоте:
- передний корпус снимает верхний слой почвы, оборачивает его и укладывает на дно борозды, образованной при предыдущем проходе заднего корпуса;
- средний корпус поднимает третий слой и вместе с лежащим на нём верхним слоем сдвигает их в сторону, не оборачивая;
- одновременно задний корпус поднимает второй слой, оборачивает и сбрасывает на дно борозды, образованной средним корпусом.
В процессе двухъярусной вспашки:
- либо укладывают верхний слой на поверхность поля, а средний и нижний слои перемешивают между собой,
- либо верхний слой заделывают на глубину, а 2 нижних слоя без оборота поднимают на поверхность.
Для вспашки почвы в междурядьях садов обычно применяют садовый плуг, который снабжён специальным приспособлением - устройством, обеспечивающим боковое смещение плуга относительно продольной оси трактора, что позволяет обрабатывать почву под кронами полновозрастных деревьев[8].
Отрывает борозды для посадки и посева лесных культур на нераскорчёванных вырубках специально приспособленный лесной плуг, снабжённый одновременно работающим корпусом с право- и левооборачивающими отвалами, имеющий приспособление для посева в отрываемые борозды семян хвойных пород.
Плуг для пахоты каменистых почв.
Для обработки каменистых почв применяют специальный плуг, который снабжён рычажным механизмом для выглубления корпусов при встрече с препятствием и заглубления после преодоления его.
Плуг оснащен системой рессорной защиты, которая служит для выглубления корпусов плуга при наездах на препятствия (камни, плитняк и другие предметы) и автоматического их заглубления после преодоления препятствий, а также для обеспечения устойчивой работы корпусов при пахоте почв различного механического состава, плотности и влажности. На плуге устанавливаются корпуса с удлинёнными полувинтовыми отвалами. Носок лемеха усилен специальным долотом. Все интенсивно изнашиваемые детали корпусов изготавливаются из высококачественной стали и термически обрабатывается.
Плуг для гладкой пахоты.
На огромных и незащищённых от воздействия ветровой эрозии почвы равнинах (например, земли Северной Америки, целинные земли Казахстана) применение традиционного отвального плуга себя не оправдало. Специально для гладкой пахоты учёные разработали безотвальный плуг (плоскорез). Таким образом, для рыхления почвы на глубину до 40 см без оборота пласта применяют корпуса, которые не имеют отвала.
Долгое время, тысячелетия до нашей эры этот труд был мотыжным. Мотыга хорошо обрабатывала рыхлую почву в Месопотамии и в пойме реки Нил. Однако в процессе расселения людей и освоения новых земель человеку потребовалось обрабатывать новые земли - целину с многолетними травами, с большим количеством корней. Здесь нужно было не только вспахивать, но и подрезать дерн.
Первый плуг состоял из трех вполне узнаваемых элементов - это дышло, за которое его тянули по полю, уходящий в землю лемех и рукоять. Один человек тащил за собой плуг а другой шел следом с помощью рукоятки углубляя плуг в землю и направляя его.
Предполагается, что следующий этап развития плуга произошел в VI тысячелетии до н.э. в Месопотамии. Этому послужило приручение волов. Именно этих животных первыми приспособили для работы с плугом. Первоначально дышло плуга просто привязывали к их рогам. Позже появились ярмо и первая упряжь. Разумеется появление тягловой силы значительно повысило темпы обработки земли и облегчило труд крестьян.
Следующей же важнейшей вехой в истории развития плуга мы обязаны древним римлянам. В трудах Плиния. римского писателя I века нашей эры описан плуг, который был уже снабжен колесом для регулировки глубины хода, ножом перед лемехом, разрезающим почву и, самое главное, первым отвалом, который уже не просто отбрасывал, а переворачивал слой дерна. Это усовершенствование при вело к тому, что после обработки на поверхности оказывался столь нужный растениям плодородный слой, а сорная трава оказывалась под землей с перспективой стать новым питательным слоем. Первые отвалы делались из дерева в виде продолговатого четырёхугольника.
Таким плуг оставался вплоть до средних веков. В XV-XVII веках в Европе происходило активное развитие городов, ремесленного дела, и как следствие, кузнечного и литейного ремесел. В этих направлениях на тот момент особо преуспевали Бельгия и Голландия. Не удивительно, что именно тогда примерно в середине XVII века как раз в этих странах почти одновременно появились первые плуги с цельнометаллическим отвалом изогнутой формы. Ими стали Брабантский (фландрийский) плуг и Роттердамский. Брабантский плуг был сходным с римским по использованию опорного передка, позволяющего контролировать углубленность в почву. Горизонтальная поперечная планка с отверстиями, прикреплявшаяся к передку, регулировала ширину пахоты. Для него отвал и лемех изготавливались отдельно, соединяясь в конструкции.
Роттердамский плуг не имел в конструкции передка из-за особенности голландских почв, зато в нем впервые был использован цельнометаллический лемех-отвал, не забивающийся в месте стыка. На тот момент это был огромны шаг вперед. Этот плуг был разработан Джозефом Фольямбе (Joseph Foljambe) в 1730 году. Он был прочным, лёгким, и созданным по математическим расчётам шотландского конструктора Джеймса Смола.
Ключевой момент в истории плуга наступил в период промышленной революции и связан он с именем, в наши дни известным каждому человеку, знакомому с сельским хозяйством. Этим человеком стал американский кузнец Джон Дир. Именно он в 1837 году в Гранд Детуре, штат Иллинойс, в стремлении помочь фермерам с обработкой тяжелой почвы прерий, ведь привычные на тот момент чугунные плуги с ней просто не справлялись, создал первый хорошо отполированный стальной отвал плуга из поломанного ножовочного полотна. В начале 1838 года Дир завершил свой первый стальной плуг и продал его местному фермеру Льюису Крандалу, который быстро распространил слух о его успешной работе с плугом Дира. Уже год спустя после первого успеха кузнец Джон Дир становится промышленником. Позже он вспоминал, что создал 10 плугов в 1839 году, 75 в 1841 году и 100 в 1842 году. К 1855 году фабрика Дира продала более 10000 плугов.
С самого начала Дир настаивал на производстве высококачественного оборудования. Однажды он сказал: „Я никогда не поставлю своё имя на изделии, в котором нет того лучшего, что есть во мне“.
Первые стальные плуги управлялись человеком, но очень быстро конструкция была изменена так, что человек уже сидел на специальном сидении на колесах, а сам плуг имел уже несколько лемехов.
С появлением паровых двигателей в историю вошли уникальные огромнейшие плуги, использовавшиеся в Америке. Один такой плуг тянули до десяти паровых машин, что позволяло за день вспахать огромные площади земли.
Это интересное явление стало историей с появлением бензиновых двигателей, чьей мощности уже просто не хватало для такого большого орудия.
Интересный вариант плуга, названный "Стамп Джамп" был изобретен в 1870-е годы в Австралии для распашки земель виноградников. Его устройство позволяло плужному лемеху самому перепрыгивать через препятствия в виде корней, что позволяло избежать поломки и продолжать вспашку. Более простая система, созданная позже, использует вогнутый диск (или два), установленный под большим углом к направлению движения. Вогнутая поверхность удерживает диск в земле, если под него не попадает что-либо твёрдое, а когда плуг натыкается на корень дерева или камень, лемех плуга подпрыгивает.
Современные плуги, которые сейчас можно без труда увидеть в хозяйствах подразделяются по виду вспашки:
- бороздные традиционные плуги, переворачивающие землю только в одном направлении, указанном отвалом лемеха. Работают "всвал" (с образованием двойного гребня, когда агрегат начинает движение с середины загона и ходит по расширяющейся спирали) или "вразвал" (с образованием двойной борозды, когда агрегат начинает движение у края загона и ходит по сужающейся спирали);
- оборотные плуги, позволяющие провести "гладкую вспашку". На таких плугах стоят двойные "зеркальные" переворачивающиеся лемеха. Один комплект работ, второй смотрит в небо. Дойдя до края поля, лемеха меняются местами, что позволяет получить вспаханную поверхность с гребнями в одну сторону.
Отдельно от традиционных стоят плуги специального назначения. Среди них:
- дисковые плуги, применяющиеся при освоении новых территорий для распашки тяжелых, засоренных, земель, болотных почв или земель после раскорчевки лесной зоны. Рабочими органами этой разновидности плуга являются смонтированные на раме плуга сферические диски, вращающиеся на осях;
- лесные плуги, приспособленные специально для посадки и посева лесных культур;
- ярусные плуги для двух- и трёхъярусной вспашки солонцовых и подзолистых почв;
- плантажные плуги, предназначенные для глубокой вспашки под виноградники и плодовые плантации.
Пусть и значительно видоизменившись, но в наши дни, как и века назад, плуг остается верным помощником любого земледельца.
Тысячелетиями древние люди возделывали землю мотыгой. Но мотыгой удавалось обработать слишком мало земли, и урожай не мог прокормить земледельцев. Приходилось подкармливаться охотой и кочевать со скотом. Изобретение плуга изменило жизнь людей — плугом человек возделывал в 20 раз больше земли, чем мотыгой. Обширные поля стали давать урожай достаточный, чтобы жить возле них оседло, питаясь плодами земли.
Бороздовое орудие
Зерно нельзя просто бросить на землю — оно прорастёт, только если попадёт в рыхлую почву, через которую пробьются его нежные ростки и корешки. Рыхлением, перекапыванием почвы также уничтожались сорняки, мешающие росту культурных растений. Люди заметили, что взрыхлить верхний слой почвы проще волочением заостренной палки. Так наряду с мотыгой появилось бороздовое орудие — палка с острым суком, направленным вниз, которую волочили, вспахивая землю. Эта палка была предшественником плужного дышла, а сук на ней был прообразом лемеха (сошника).
Давить и волочить
Вспахать и засеять
За плугом шёл сеяльщик, разбрасывая семена на свежераспаханную почву. После сева на поле выгоняли баранов, чтобы стадо втоптало семена в почву. Присыпанные землёй семена не выгорали на солнце, их не склёвывали птицы, и они лучше прорастали. Шумеры придумали, как равномерно высеивать семена в борозду - около 1500 г. до н.э. они соединили плуг с сеялкой. Вероятно, у лемеха крепили семяпровод - длинную коническую банку с маленьким отверстием на узком конце. Засыпанные в банку зёрна по одному высыпались из отверстия точно в борозду.
Ассирийцы снабдили свои плуги сеялкой с несколькими семяпроводами. Но эти изобретения не получили распространения ни в Египте, ни в Греции, ни в Риме. Сеялку забыли на многие века, и в Европе сеялки появились лишь в XVI в. Считается, что их заимствовали из Китая. Китайцы, придумавшие свой плуг в I тыс. до н. э., во II в. до н. э. изобрели удобную сеялку с двумя семяпроводами.
Плуг против мотыги
В Шумере в плуг впрягали быков (волов), прикрепив к дышлу ярмо. Быков шумеры приручили в VI тыс. до н. э., вероятно, тогда же появились и первые плуги. Но несовершенные плуги не могли вытеснить мотыгу. Об этом говорит шумерская поэма, написанная на глиняной табличке в IV тыс. до н. э.: в споре плуга и мотыги шумерский бог Энлиль присудил первенство мотыге. Но Энлиль ошибся — плуг усовершенствовался и ко II тыс. до н. э. вытеснил мотыгу.
Полоз по земле ползёт
Египтяне снабдили лемех плуга широкой подошвой — полозом. Полоз шёл параллельно земле и подрезал верхний слой почвы, перерубая корни сорняков. Он неглубоко вспахивал землю и годился лишь для мягких плодородных почв. Плугом с полозом пользовались и древние греки, делая полоз из твёрдого дуба. Позднее полоз оковывали бронзой или железом.
Развитие идеи
Однако управлять плугом с отвалом оказалось трудно, борозды получались неровными и разной глубины. И людей выручило. колесо. Поставив плуг на передок с двумя колёсами, пахарь добился устойчивости - плуг больше не вилял из стороны в сторону. Колёса удерживали отвал на определённом уровне, не давая ему врезаться в почву глубже, чем нужно. Римский колёсный плуг I в. до н. э. так легко управлялся, что пахать им мог даже подросток. Принцип колёсных плугов не менялся веками, совершенствовался только отвал, и добавлялись дополнительные лемехи.
Читайте также: