اختراعات واكتشافاتالعلوم

قصة اختراع المحراث

اقرأ في هذا المقال
  • ما هي قصة اختراع المحراث؟
  • التقدم الحديث للمحراث
  • من اخترع المحراث؟
  • أنواع المحاريث المختلفة

ما هي قصة اختراع المحراث؟

تغيرت المحاريث التي يستخدمها المزارعون للغاية على مدى عدة قرون، استخدمت مصر القديمة وغيرها من المجتمعات الزراعية المبكرة أعواد الحفر لعمل ثقوب لزراعة البذور، في النهاية تمت إضافة المعاول إلى العصي، وسحبها عبر التراب لعمل صفوف حيث تُزرع المحاصيل، قام القدماء المصريين بإدخال قوة الحيوان في سحب المعاول، حوالي عام 1200 قبل الميلاد، قاموا بتدجين الثيران واستخدموها لسحب المحاريث الكبيرة المعروفة باسم أرد، لا تزال بعض البلدان النامية تستخدم هذه التكنولوجيا اليوم.

خلال العصر الحديدي أصبح من الممكن زراعة تربة أقل خصوبة عندما تمت إضافة لوحة تشكيل أو إسفين معدني منحني إلى نهاية الأرض، جلب هذا المحراث الجديد تربة غنية بالمغذيات إلى السطح، وهذا الإصدار من المحراث مع بعض الاختلافات البسيطة، هو ما لا يزال يستخدمه المستوطنون الأمريكيون الأوائل، كافح المزارعون الأمريكيون الأوائل وذلك بسبب معدات سيئة البناء، فلم تكن لوحات القوالب موحدة، لا أحد يعرف حقًا ما هو أفضل تصميم، كان الكثير منها أكثر من مجرد إسفين حديدي (قضيب) بسيط متصل بعصا.

يُعد المحراث أهم تطبيق زراعي منذ بداية التاريخ، ويستخدم لقلب وتفتيت التربة ودفن مخلفات المحاصيل وللمساعدة في التصدي للأعشاب الضارة، ما قبل التاريخ كانت المحاريث الأولى عبارة عن عصي حفر مصنوعة بمقابض للسحب أو الدفع، بحلول العصر الروماني، كما فعل المصريون قاموا باستخدام الثيران لتسحب المحاريث الخفيفة عديمة الدواليب ذات الأسهم الحديدية (الشفرات)؛ يمكن أن تؤدي هذه الأدوات إلى تفتيت التربة السطحية لمناطق البحر الأبيض المتوسط ​​ولكنها لا تستطيع التعامل مع التربة الثقيلة في شمال غرب أوروبا.

إنّ استخدام المحراث ذو العجلات الذي كان يجره الثيران في البداية ثم الخيول في وقت لاحق، جعل من الممكن انتشار الزراعة الأوروبية باتجاه الشمال، كانت إضافة لوحة القوالب في القرن الثامن عشر، والتي حولت شريحة الأخدود المقطوعة بواسطة المحراث تقدمًا مهمًا، في منتصف القرن التاسع عشر بمنطقة الغرب الأوسط الأمريكي لحرث تربة البراري السوداء تم الاعتماد على قوة المحراث، واخترع الميكانيكي الأمريكي جون ديري الحصة المكونة من قطعة واحدة ولوحة التشكيل.

تَبِع ذلك المحراث ذو الثلاث عجلات، ومع إدخال محرك البنزين تمّ استخدام المحراث الذي يجره الجرار في أبسط أشكاله، يتكون محراث لوحة التشكيل من الحصة أو ما تسمّى (بحصة المحراث)، والشفرة العريضة التي تخترق التربة؛ ولوحة التشكيل لقلب شريحة الأخدود؛ والجانب الأرضي، ولوحة على الجانب الآخر من لوحة التشكيل تمتص الدفع الجانبي لحركة الدوران.

تم منح براءة اختراع في عام 1797م لمحراث جديد من الحديد الزهر، وصدر محراث ثانٍ في عام 1807م، يبدو أنّ قضية التعدي على براءة الاختراع التي تلت ذلك قد أوقفت المزيد من التقدم في التكنولوجيا، أجرى توماس جيفرسون بعض التحسينات على التصميمات القديمة للمحراث، مما يعني أنّ القوة المطلوبة لتحول التربة الصخرية الصلبة كانت أقل بكثير، بدأ في صب تصميمه بالحديد حوالي عام 1814م، وتم اعتماده على نطاق واسع أصبح المحراث من الحديد الزهر المعيار الأمريكي الجديد.

التقدم الحديث للمحراث:

بينما كان لا يزال هناك بعض الوقت قبل أن تحكم الجرارات ذات الإطارات المشهد الزراعي، حدثت خطوة مهمة نحو الزراعة الحديثة في عام 1837م باختراع المحراث الفولاذي من قبل جون ديري، ومثل الكثير من الأشياء الجيدة بدأ الأمر بحادث على وجه التحديد كسر شفرة المنشار، تقول القصة أنّ الشفرة المكسورة أعطته فكرة بناء شيء أفضل من المحاريث المصنوعة من الحديد الزهر التي كانت هي المعيار لأجيال، لم يتحرك محراث الحديد الزهر بسلاسة خلال التربة اللزجة، مما يجعل العمل الصعب للغاية بل إنّه أصعب على المزارعين.

كان المحارثت تتعرض للكسر كثيرًا، وتأخذ وقتًا ثمينًا من المزارعين الذين اضطروا إلى زراعة المحاصيل قبل انتهاء موسم الزراعة بأنفسهم، اعتقد ديري أنّ الفولاذ المصقول الأملس، مثل شفرة المنشرة سيجعل العمل أسهل بكثير ويجعله أسرع، على الرغم من أنّ الابتكار قد يبدو صغيرًا وفقًا لمعايير اليوم، إلّا أنّه كان يعتبر ذروة التكنولوجيا الزراعية في ذلك الوقت، تحركت هذه المحاريث الجديدة بسهولة عبر التربة لدرجة أنّ الخيول والحيوانات الأخرى سحبتها دون أي جهد إضافي من قبل المزارعين.

لذا، فإنّ الخطوة التالية في تطور التكنولوجيا، وهي محراث الركوب، التي كانت من المحاريث العصرية في ذاك الوقت، دخلت محاريث الركوب الأولى المشهد في أواخر القرن التاسع عشر، إلى جانب محراث الركوب، جاءت المحاريث متعددة الأخاديد، باستخدام فرق مكونة من سبعة خيول جر لسحب محاريث كبيرة جدًا متعددة الأخاديد، يمكن حرث حوالي 10 أفدنة يوميًا، حيثُ يمثل هذا قفزة هائلة في الإنتاجية.

آلات تعمل بالطاقة:

جاءت الخطوة التالية نحو الجرارات الحديثة ذات الإطارات في شكل جرارات بعجلات تم سحبها عبر الحقول بواسطة محركات بخارية، سمح تنفيذ التكنولوجيا على نطاق واسع بحرث أكثر من 100 فدان كل يوم، كان هذا تقدمًا كبيرًا ولكن لا يمكن استخدام الآلات التي تعمل بالبخار إلّا على أرض مستوية نسبيًا، وكانت ضخمة جدًا لذا لم تكن عملية للمزارعين الذين يعملون في قطع أراضي صغيرة متعددة، هذه القيود هي التي أدّت إلى تطوير أول جرار يعمل بالغاز في عام 1892م.

من اخترع المحراث؟

ساهم العديد من الأشخاص في اختراع المحراث، حيث ساهم كل فرد بشيء فريد أدّى تدريجياً إلى تحسين فعالية استخدام المحراث بمرور الوقت وهم:

توماس جيفرسون وتشارلز نيوبولد:

وضع توماس جيفرسون تصميمًا مفصلاً للوحة تشكيل فعّالة، ومع ذلك فقد كان مهتمًا جدًا بأشياء أخرى إلى جانب الاختراع لمواصلة العمل على الأدوات الزراعية، ولم يحاول أبدًا تسجيل براءة اختراع لمنتجه، تشارلز نيوبولد كان أول مخترع حقيقي للمحراث العملي هو تشارلز نيوبولد من مقاطعة بيرلينجتون، نيو جيرسي، حصل على براءة اختراع لمحراث من الحديد الزهر في يونيو 1797م، ومع ذلك لم يثق المزارعون الأمريكيون في المحراث، لقد اعتقدوا أنّها “سممت التربة” وعززت نمو الأعشاب الضارة.

ديفيد بيكوك وجيثرو وود:

في عام 1807م، حصل ديفيد بيكوك على براءة اختراع للمحراث، ومع ذلك رفع نيوبولد دعوى قضائية لانتهاك براءات الاختراع كانت هذه أول قضية انتهاك لبراءة اختراع تتعلق بمحراث، جيثرو وود مخترع محراث آخر كان جيثرو وود، حداد من سكيبيو نيويورك، حصل على براءتي اختراع، واحدة في عام 1814م والأخرى في عام 1819م، كان محراثه من الحديد الزهر ومصنوع من ثلاثة أجزاء بحيث يمكن استبدال الجزء المكسور دون شراء محراث جديد بالكامل.

جون دير ووليام بارلين:

في عام 1837م، طوّر “John Deere” وسوّق أول محراث من الصلب المصبوب ذاتية التلميع في العالم، هذه المحاريث الكبيرة المصنوعة لقطع أراضي البراري الأمريكية الصعبة كانت تسمّى “محاريث الجندب”، ثم جاء بعده ويليام بارلين، بدأ الحداد الماهر ويليام بارلين من كانتون، إلينوي في صنع المحاريث حوالي عام 1842م، وبدأت قصته مع صناعة المحاريث عندما سافر في جميع أنحاء البلاد بعربة ليقوم ببيعها.

جون لين وجيمس أوليفر:

في عام 1868م، حصل جون لين على براءة اختراع محراث فولاذي “لين المركز”، كان السطح الصلب ولكن كان مدعومًا بمعدن أكثر نعومة وثباتًا لتقليل الكسر، في نفس العام حصل جيمس أوليفر، وهو مهاجر اسكتلندي استقر في إنديانا، على براءة اختراع لـ “المحراث المبرد”، باستخدام طريقة بارعة تم تبريد الأسطح المتآكلة من الصب بسرعة أكبر من تلك الموجودة في الظهر، كان للقطع التي تلامست التربة سطح زجاجي صلب بينما كان جسم المحراث مصنوعًا من الحديد الصلب، أسس أوليفر لاحقًا شركة (Oliver Chilled Plow Works).

أنواع المحاريث المختلفة:

تتميز محاريث لوحة التشكيل التي تجرها الخيول، والتي لم تعد مستخدمة بشكل شائع، بقاعدة واحدة (مشتركة ولوحة تشكيل)، بينما تحتوي المحاريث التي تجرها الجرارات على من 1 إلى 14 قعرًا هيدروليكيًا بحيث يتم رفعها والتحكم فيها، تُعتبر المحاريث ذات القوالب المزدوجة والمحاريث المتوسطة عبارة عن محاريث مزدوجة القوالب تترك شقوقًا عن طريق رمي الأوساخ في كلا الاتجاهين، بالنسبة للمحاريث القرصية فهي تحتوي عادةً على ثلاثة أو أكثر من الأقراص المقعرة المركبة بشكل فردي والتي تميل للخلف لتحقيق أقصى عمق، يتم تكييفها بشكل خاص للاستخدام في التربة الصلبة والجافة والأراضي الشجرية أو في الأراضي الصخرية.

تتكون الحراثة القرصية، التي تسمّى أيضًا محاريث المشط أو المحاريث ذات الاتجاه الواحد، من مجموعة من العديد من الأقراص المركبة على محور واحد تستخدم بعد حصاد الحبوب، وعادةً ما تترك بعض القش للمساعدة في تقليل تآكل الرياح وغالبًا ما يكون لديها معدات البذر، تحتوي المحاريث ذات الاتجاهين (القابلة للانعكاس)، على أقراص أو لوحات تشكيل يمكن أن تتعارض، بحيث يملأ أحد الخندق الذي صنعه الآخر، أو يتم ضبطه لرمي التربة بالكامل إلى اليمين أو اليسار، في حال احتوت المحاريث أو الحراثة الدوارة (تسّمى أحيانًا آلات الحراثة الدوارة)، على شفرات قطع منحنية مثبتة على عمود أفقي مدفوع بالطاقة.

المحراث الذي يستخدم بشكل أساسي للتحكم في بذر البذور والأعشاب الضارة، يعمل بشكل جيد عند السرعة العالية، تشمل أدوات الحرث العميق، المستخدمة بشكل رئيسي لتفتيت التربة الصلبة والمعبأة، طبقة التربة التحتية والمحراث الإزميل، يجب سحب الطبقة السفلية بواسطة جرار ثقيل، لأنّ ساقها المدببة الفولاذية قادرة على اختراق باطن الأرض على عمق ثلاثة أقدام، يحتوي المحراث الإزميل أو الكسارة، على عدة سيقان صلبة أو ذات أسنان زنبركية مع مجارف مدببة مزدوجة مثبتة على قضيب عرضي على فترات من قدم إلى ثلاثة أقدام، تختلف أعماق الحرث من بضع بوصات إلى 1.5 قدم.

المصدر
كتاب موسوعة الاختراعات والاكتشافات العلمية، أماني الشافعيكتاب الاكتشافات العلمية، محمد رفعتكتاب الاكتشافات، ليونيل بيندركتاب اختراعات واكتشافات وعلماء،كلود بريزنسكي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى