A termés betakarítása nehéz, fáradságos munka, függetlenül a termény fajtájától. A kalászos növényeknél a kézi kaszálás, cséphadarós cséplés; a kukoricánál a csövek letörése, fosztása; a gyökgumós növényeknél a gumók kiemelése, tisztítása mind olyan művelet, amely fárasztó és időigényes. Nem véletlen hát, hogy amint lehetett az emberiség megkezdte a műveletek gépesítését, majd kombinálását. Természetesen először a legnagyobb területeken termesztett növényeknél kerestek lehetőséget a munka megkönnyítésére és hatékonyságának növelésére, majd az elért sikerek alapján folytatták a kisebb jelentőségű növényekkel. Erre való tekintettel a fejlődési folyamatok áttekintését is ennek alapján végezzük.
Korábbi cikkeinkben tájékoztatást adtunk a gabonanövények, a rizs betakarításának gépesítési törekvéseiről. A főbb növények közül most a gyapot gépesített betakarításáról számolunk be.
A Föld mintegy hetven országában ipari növényként termesztik a gyapotot, mivel a magházát burkoló szőrzet a pamut alapanyaga. A magház belseje 4-5 rekeszre oszlik, mindegyikben több maggal. A maghéj egyes sejtjei megnyúlnak, és ezekből alakulnak ki az úgynevezett röptető szálak, a tulajdonképpeni gyapotszálak. A virágzás után a magház tokterméssé alakul át, felpattanás után a magszálak kibomlanak. A toktermés 30 szem magot tartalmaz, melyekben egyenként 2000-7000 gyapotszál található. A magvakat egy fehér, puha „pamacs” veszi körül, és amikor a magház szétnyílik, a szél ezt kapja fel, és viszi magával – így oldja meg a gyapot a magvak szétterítését. Ezt a fehér „pamacsot” valójában gyapotszálak alkotják, és a magoktól való mesterséges elválasztás után szokás csak pamutnak nevezni.
Zárt és nyitott magházak
A gyapot tipikus trópusi és szubtrópusi növény. Őshonos Amerikában, Afrikában, Ázsiában (India) és Ausztráliában. Napjainkban a legnagyobb gyapottermelők Kína és India, de a legnagyobb exportőr az USA. Gyapot termesztésével Európában is foglalkoznak, főleg a déli államokban (Olaszország, Görögország, Törökország), de nem nagy területeken.
A legjelentősebb gyapottermelők termelési adatai
A világ 10 legnagyobb gyapottermelő országa
A „Fehér arany” hazai termelésének dicsősége és kudarca
A XVIII. századtól kezdve többször is megkísérelték a gyapottermelés hazai meghonosítását. Az 1920-as évek közepére nyilvánvalóvá vált, hogy az itteni éghajlati viszonyok között ez lehetetlen. A pamut alapanyaghiány miatt azonban mégis próbálkoztak a gyapottermeléssel. „Talán mindannyian megérjük még, hogy ruházkodásunknak ez a fő anyaga magyar pamutból fog készülni” – mondta Dr. Buday Goldberger Leó a magyar országgyűlés felsőházában 1934 nyarán. Hamarosan ismételten kiderült, hogy a magyar gyapot gazdaságilag zsákutca, a textilesek 1935-től már nem is foglalkoztak vele. A kérdés tehát lekerült a napirendről, csak az ’50-es években éledt újra. 1948-ban kormányhatározat intézkedett a gyapottermelés meghonosításáról. 1949 januárjában a Magyar Közlöny már arról adott hírt, hogy létrehozták az országos „Gyapottermesztési Tanácsot”, melynek meghatározó, véleményező és javaslattevő szerepet szántak az új növények, különösen a gyapot meghonosításában. Az egyéni gazdák formailag önkéntesen jelentkeztek be a kísérletben való részvételre. A kísérletek 11 helyen, mintegy 600 katasztrális hold területre kiterjedően kezdődtek meg Szentes és Hódmezővásárhely központtal. A magvakat Bulgáriából és a Szovjetunióból hozták a kísérletek számára.
A termelés elősegítése érdekében életre hívták a Gyapottermeltetési Nemzeti Vállalatot is, melynek dolgozói vállalták a felvilágosítást, a termelés-előkészítést, a szakmai segítségnyújtást is. Székkutas központtal létrehozták a Gyapotnemesítő Intézetet, melynek az volt (lett volna) a feladata, hogy tudományosan megalapozza a gyapot magyarországi termesztését. Néhány év alatt több mint 45 gyapotfajtával kísérletezek.
Az új növény termelésének az indítása 1949-ben – szinte talán természetes módon – bizonytalanságokkal járt a vetéstől, a gondozáson át az októberi betakarításig. Az időjárás azonban nem igazán kedvezett a gyapot érésének és betakarításának.
Ennek ellenére 1950-ben az eredetileg tervezett 3000 katasztrális hold helyett már 100 ezer katasztrális holdon vetették el a magokat. Az időjárás elfogadható volt, a területek többségén a gyapot nagy része beérett. A politikai nyilatkozatok szerint a holdankénti országos termésátlag megközelítette a 300 kilogrammot. A következő évben is jó időjárás volt, a gyapot többsége beérett, de 1953 és 1954 kedvezőtlen időjárása elvitte a nagy területen folyó termelés eredményeit. A megfelelő tudományos megalapozás nélkül erőszakolt gyapottermesztés végül kudarcba fulladt. A gyapottermelés politikailag lejáratta magát, gazdaságilag pedig emberek ezreit és termelő szövetkezetek százait rokkantotta meg.
A gyapottermelés gépesítése
A gyapotszedés (betakarítás) hasonlóan a többi növényhez kézi úton történt, sőt a legnagyobb távol-keleti területeken a kis parcellák és a rendelkezésre álló humán erőforrás miatt ma is hasonló módon történik.
Gyapotszedés Kínában
Gyapottisztítás Indiában
A gyapottermesztés igen munkaigényes terület, amelynek ellátását az Amerikai Egyesült Államokban sokáig a déli fekete rabszolgasereg biztosította. Híressé vált a gyapotszedés közbeni éneklés, amely a blues zene születésének meghatározója volt. A két világháború közti időszakban azonban az északi iparfejlődés elszívta a munkaerőt, ami megerősítette a gyapotbetakarítás gépesítése iránti igényt.
A tapasztalatszerzést nem lehet elég korán kezdeni
A kézi szedés gyakorlata
A betakarított gyapot tisztasága azonban még nem elégíti ki a követelményeket, ezért tisztítani szükséges. Az első magtalanító (tisztító) berendezés szabadalmat Eli Whitney adta be 1794-ben, amelynek később még számos változata készült.
A magtalanító (tisztító) berendezés elvi felépítése
A gépi betakarítás modern eszközeinek gyártása – az USA kivételével – csak napjainkban kezdődött Törökországban, illetve Kínában.
Kínai gyapotkombájn
Ezért a gyapot kombájnok kialakulásának történetét az Amerikai Egyesült Államok tapasztalatai alapján ismertetjük.
Az egyik legbonyolultabb betakarítógép a gyapotkombájn. Az első gyapotbetakarító gépet 1850-ben szabadalmaztatták (Samuel S. Rembert és Jedediah Prescott, Memphis, Tennessee), viszont majdnem 100 évet kellett várni, amíg az első kereskedelemben is kapható változat megjelent.
A gyapotbetakarító rendszerek kifejlesztésének fontosabb kísérleti megoldásai:
- pneumatikus, amely kiszívja vagy fújja a szálakat a tokból,
- elektromos, amely feltöltött szíjjal vagy ujjakkal húzza ki a szálakat,
- cséplő típus, amely az egész növényt levágja és a gép belsejében választja szét a szálakat a növényi maradványoktól,
- fésülő rendszer, amely kifésüli a szálakat,
- tépőfogas rendszer, amelynél a fogak húzzák ki a szálakat.
A legtöbb figyelmet a tépőfogas (sima vagy rovátkolt) rendszer keltette (Angus Campbell of Chicago, Illinois; Hiram M. Berry of Greenville, Mississippi; Peter Paul Haring of Goliad, Texas), de az első elismert feltaláló John Daniel Rust (1892-1954) volt, aki sima, de nedvesített fogakat használt a szálak kihúzására. A gyapotszálak tokból történő kiszedésére alkalmas orsó fejet 1933-ban szabadalmaztatta, de később még további 46 gyapotszedő géppel kapcsolatos szabadalmat is kidolgoztak.
A Rust testvérek 1935-ben megalapították a Rust Cotton Picker Company (Memphis, Tennessee) társaságot és 1936-ban gépüket gyakorlatban is bemutatták. A bemutató sikeres volt, de a gyártást nem tudták beindítani.
A Rust-féle gyapotkombájn
Az első gyapotkombájnok egysoros kivitelben készültek, és teljesítményük alapján képesek voltak negyven munkást helyettesíteni. A mai modern kombájnok viszont már hatsoros kivitelben, nagy teljesítménnyel dolgoznak.
Működésüket tekintve kétféle kombájn adapter alakult ki és terjedt el.
A tépőfogas rendszernél nagy sebességgel forgó, rovátkolt tüskék húzzák ki a tokból a gyapotszálat, amelyet ellenirányban forgó tárcsasorok továbbítanak a magtartályba. Ha a magtartály megtelik, akkor speciális mobil gyapottároló kocsiba áttöltik az anyagot.
Tépőfogas (Spindle) adapter
A másik, a fésüléses rendszernél, nemcsak a gyapotszálak kerülnek leválasztásra, hanem a tokok részei is, amelyek a kombájn belsejében később szelektálásra kerülnek.
Fésüléses (Stripper) adapter
A kétféle rendszer eltérő tisztasággal dolgozik
A gyapot betakarítás gépesítésének versenyéből, végül is a két nagy amerikai gépgyár került ki győztesen.
Case IH (Deering-Mc Cormick, IHC) gyapotkombájnok
Az egyik úttörő az IHC társaság volt, amelynek egyik alapítója a Deering Harvester Company már 1889-ben készített betakarítógépet. A Deering és McCormick egyesülésével létrejött IHC megvéve a Price-Campbell szabadalmat folytatta a forgó tüskés rendszerű betakarítógép fejlesztését és elkészített egy traktorvontatású változatot.
McCormick-Deering Spindle Type Cotton Picker
Hosszú és nem mindig sikeres munkálatok (1922 vákuum rendszer) után 1942-re elkészült a McCormick-Deering H-10-H egysoros modell, amelyet egy Farmall H traktorra építettek.
McCormick-Deering H-10-H Cotton Picker
A világháború okozta alapanyag hiány visszafogta a fejlesztést, ezért csak 1949-ben az új Memphis Factory-ben készült el az első betakarítógép. Ezt követően számos tesztmodellt próbáltak ki és végül 1956-ban megszületett az első önjáró kombájn.
Egysoros gyapotkombájn
A későbbi fejlesztési törekvések a teljesítmény növelésére fókuszáltak, amelynek eredményeként sorra jelentek meg az új, kettő-, négy-, öt-, illetve hatsoros változatok. Ezeknél a kombájnoknál fontos szerepet játszik az üzemeltetés logisztikája, vagyis annak megszervezése, hogy a megtelt tartályt időben lehessen üríteni.
Case IH 2555 gyapotkombájn (1996, 260 LE, 32,5 köbméter tartálytérfogat)
A megtelt tartály ürítése
A kiközelítő kocsi a táblaszéli gyűjtő-tömörítő tartályba rakja át a gyapotot, amely olyan bálákat készít, amely megfelelő a magtalanító (tisztító) berendezés számára.
Gyűjtő-tömörítő (module builder) berendezés
A Case IH gyapotkombájnok csúcsmodellje 2008-ra készült el, amely a betakarítás folyamatosságát a menet közbeni bálakészítéssel tette lehetővé, ami gyakorlatilag nonstop betakarítást jelent.
Case IH Module Express 625 bálakészítő kombájn
Ebben a rendszerben nincs szükség kiközelítő kocsira és gyűjtő konténerre sem. A rendszerrel (OBRMF) 2,4 m magas (max.), 2,4 m széles és 4,8 m hosszú hasábbála készíthető. A bálákat azonban be kell csomagolni, annak érdekében, hogy megelőzzük a szél elhordó hatását.
A bálaürítés folyamata:
 |
 |
 |
 |
John Deere gyapotkombájnok
A Deere and Company (Moline, Illinois) kísérleteket végzett a fésüléses és a fogas rendszerekkel egyaránt, de a Berry szabadalom megvétele után saját rendszert fejlesztett ki, és 1950-ben a Deere’s Des Moines Works (Ankeny, Iowa) üzemében kétsoros kombájnokat kezdett gyártani (No. 8 Cotton Picker).
A hetvenes években az eredeti forgótüskés gépet tovább fejlesztették. Az új többsoros gépet már gyűjtőtartállyal is felszerelték. A John Deere társaság által készített négysoros gyapotkombájn 85-95%-kal megnövelte a betakarítás teljesítményét.
A John Deere négysoros gyapotkombájnja (1980)
A kilencvenes években a John Deere már hatsoros, növelt térfogatú gyűjtőtartályos gépet fejlesztett, amellyel a betakarítás sokkal könnyebb és gyorsabb volt. A teli tartályból az anyag egy speciális gyapotszállító kocsiba kerül, amely azt a tábla szélén elhelyezett gyűjtő konténerbe önti és tömöríti. Jó szervezés esetén ezzel a módszerrel az idő 70%-a fordítható az effektív szedésre. Nagyon sok múlik a szedőgép és a kiközelítő kocsi vezetőinek jó kommunikációján.
A szedőgép megállása és a kiközelítő kocsi mellé állása ugyanis csak néhány másodpercet igényel. A szedőgép tartályának felemelése, a gyapot áttöltése és a tartály visszaeresztése után folytathatja a munkát. A kezelők úgy szervezik az áttöltést, hogy az a sor végéhez közel legyen, még akkor is, ha a tartály nincs tele, mert így elkerülhető a talaj káros tömörítése.
Kombájnürítés a sor végén
A fejlesztés következő lépcsője a hengeres bálarendszer kialakulása volt, amelyben 2,3 m átmérőjű és 2,3 m hosszúságú bálát készítenek. A bálákat ürítés előtt háromrétegű műanyag fóliába csomagolják. A kombájn rendelkezik egy bálatartó berendezéssel, annak érdekében, hogy ne kelljen minden egyes bála elkészültekkor megállni. Ezzel a módszerrel a teljesítmény tovább növelhető és feleslegessé válik az átrakó-tömörítő berendezések használata.
John Deere CP690 bálakészítő gyapotkombájn
Az új fejlesztést reprezentáló CP690 gyapotkombájnt a 2017. évi Agritechnica kiállításon mutatták be először. Az új típus, 590 LE teljesítményével és 28 tonnás tömegével jelenleg a világ legnagyobb teljesítményű gyapotkombájnja. A CP690 tépő rendszerű, illetve a CS690 fésülő rendszerű típusok a korábbi 7760 folyamatos működésű hengeres bálakészítő rendszer továbbfejlesztését jelentik. Az egyszemélyes technológiát megvalósító kombájn a Round Module Wrap csomagoló berendezéssel olyan bálát készít, amely az eső, a szél és a napsugárzás ellen egyaránt megvédi a betakarított terményt.
A kombájn bálanedvesség szenzora folyamatosan méri a nedvességet és leállítja a műveletet, ha az érték meghaladja a 12%-ot. A bála súlymérő berendezés valós idejű adatokat továbbít a fedélzeti számítógép számára, lehetővé téve a tábla- és fajtaszintű adatgyűjtést.
A Harvest Identification, Cotton Pro berendezés 27 pontból álló információcsomagot készít, amelynek segítségével a betakarítás táblaszintű adatai a farmer rendelkezésére állnak. A John Deere Operations Center Field Analyzer applikáció a Harvest Identification, Cotton Pro és a Harvest Doc Cotton terménytérkép adatait felhasználva grafikus megjelenítést készít a betakarítás eredményeiről. Ennek segítségével a farmer rendelkezésére állnak a bálák adatai (nedvesség, súly, fajta) és elhelyezkedésük. A Field Analyzer segíti a bálák összegyűjtésének és szállításának szervezését is.
Az új Precision Cotton Harvesting Technology forradalmasítja a gyapotbetakarítást és segíti a fenntartható termelés megvalósítását.
Robotok a gyapotbetakarításban
A robotkísérletek nem maradhatnak ki a gyapot termesztésének gépesítéséből sem.
Joe Mari Maja bemutatja a kísérleti robotot
Joe Mari Maja, a Clemson’s Edisto Research and Education Center (Blackville) vezető kutatója kísérleteket végez egy kezelő nélküli (Unmanned Ground Vehicle (UGV)) gyapotbetakarító robot kifejlesztése céljából. A gyapottermelés költségeinek csökkentése érdekében az amerikai termelők nagy teljesítményű kombájnokat használnak, amelyekkel képesek a gyapotgubó nyílásakor végezni a betakarítást, még mielőtt az eső kárt okozna. Ezek a kombájnok azonban drágák és nagy tömegük miatt káros talajtömörítést eredményeznek. A kísérleti berendezés vákuum rendszerrel szívja fel a gubókat és továbbítja egy gyűjtőtartályba. A GPS irányítású, programozott robot felügyeletét távműködtetésű számítógép végzi. A 24 voltos akkumulátorral hajtott robot 7 km/h sebességre képes és 2-3 órás működésre töltésenként. Az első próbálkozások során tapasztalt hiányosságok kiküszöbölése folyamatban van.
Forrás:
https://24.hu/tudomany/2015/03/24/kitoresi-pont-a-magyar-gyapot/;
https://octanepress.com/content/international-harvester-cotton-harvesters-farmall;
https://trangiecentralarchibull2013.wordpress.com/2013/10/15/the-evolution-of-the-cotten-picker/;
https://newsstand.clemson.edu/clemson-researchers-study-using-ugvs-for-cotton-harvesting/
