

鋤(またはプラウ) (米国)(どちらも/ p l aʊ /と発音)は、種まきや植え付けの前に土をほぐしたりひっくり返したりするための農具です。 [ 1 ]鋤は伝統的に牛や馬に引かれていましたが、現代の鋤はトラクターに引かれています。鋤は、木、鉄、または鋼鉄のフレームに、土を切ってほぐすための刃が取り付けられています。歴史のほとんどの期間、農業にとって不可欠なものでした。[ 2 ]最も初期の鋤には車輪がなく、そのような鋤はローマ人にはアラトルムとして知られていました。ケルト人が初めて車輪付きの鋤を使うようになったのはローマ時代です。[ 3 ]
耕作の主な目的は、最上層の土壌をひっくり返し[ 4 ] 、新鮮な栄養分を表面に運び[ 5 ]、雑草や作物の残骸を埋めて分解させることです。耕うん機で掘った溝は畝と呼ばれます。現代では、耕した畑は通常、乾燥させてから植え付け前にハローをかけます。耕うんや土壌の耕作は、植物の養分を吸収する根のほとんどが生える上層12~25センチメートル(5~10インチ)の土壌の内容物を均一にします。
鋤は当初、人間の力で動かされていましたが、家畜を使う方がはるかに効率的です。最初に使われた家畜は牛でした。その後、多くの地域で馬やラバが使われるようになりました。産業革命によって、蒸気機関で鋤を牽引することが可能になりました。そして、20世紀初頭には、内燃機関を搭載したトラクターが蒸気機関に取って代わりました。 1930年代には、オーストラリアで果樹園の区画を耕すための小型鋤が発明され、注目を集めました。
土壌の損傷や浸食の脅威にさらされている地域では、伝統的な鋤の使用が減少している。代わりに、浅耕やその他の侵襲性の低い保全耕作が用いられている。
鋤は、紀元前3千年紀に書かれた現存する最古の文献の一つに登場し、擬人化されて別の道具である鍬とどちらが優れているかを議論している。これは「鍬と鋤の議論」として知られるシュメールの論争詩である。[ 6 ]
古英語では、他のゲルマン語と同様に、鋤は伝統的に別の名前で知られていました。例えば、古英語のsulh (現代の方言ではsullow )、古高ドイツ語のmedela、geiza、huohilī(n)、古ノルド語のarðr (スウェーデン語ではårder )、ゴート語のhōhaなどがあり、これらはすべてard (引っ掻き鋤)を指していると考えられます。
現代の単語は古ノルド語のplógrに由来し、ゲルマン語派に属するが、比較的後になって出現し (ゴート語には記録されていない)、北イタリック語派の言語からの借用語と考えられている。ドイツ語の同族語は「Pflug」、オランダ語は「ploeg」、スウェーデン語は「plog」である。多くのスラブ語とルーマニア語では「plug」という単語である。同じ語根を持つ単語は、関連する意味で出現している。ラエティック語ではplaumorati「車輪付きの重い鋤」(プリニウス『博物誌』 18、172)、ラテン語ではplaustrum「農耕用荷車」、plōstrum、plōstellum「荷車」、plōxenum、plōximum「荷車箱」である。[ 7 ] [ 8 ]この単語は元々、西暦 5 世紀までにローマ北西ヨーロッパで一般的だった車輪付きの重い鋤を指していたに違いない。[ 9 ]
多くの人が、plough を動詞 * plehan ~ * plegan「責任を負う」(ドイツ語のpflegen「世話をする、看護する」を参照)の派生語と見ており、例えば、古高ドイツ語のpfluog が「耕す」と「生計」の二重の意味を持つことを説明できる。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Guus Kroonen (2013) [ 13 ]は、* plag /kkōn「sod」(オランダ語のplag「sod」、古ノルド語のplagg「布」、中高ドイツ語のpflacke「ぼろ布、パッチ、染み」を参照)の vṛddhi 派生語を提案している。最後に、ウラジミール・オレル(2003)[ 14 ]は、暫定的にploughをPIE語幹* blōkó-に結びつけ、それが古アルメニア語のpeɫem「掘る」とウェールズ語のbwlch「割れる」を生み出したとしているが、この単語はインド・ヨーロッパ語族起源ではないかもしれない。[ 15 ]

現代の鋤の基本的な構成要素は以下のとおりです。
その他の部品としては、フロッグ(またはフレーム)、ランナー、ランドサイド、シン、トラッシュボード、そして竹馬(ハンドル)などがある。
現代の耕うん機や一部の旧型耕うん機では、鋤板は刃先やランナーとは別になっているため、鋤板を交換せずにこれらの部品だけを交換できます。土と接触する耕うん機の部品は、最終的にはすべて摩耗します。

農業が最初に開発されたとき、土壌は単純な手持ちの掘り棒や鍬を使って耕されました。[ 4 ]これらは、毎年洪水によって土壌が若返るナイル川の岸辺のような非常に肥沃な地域で、種を植えるための溝(畝)を作るために使用されました。掘り棒、鍬、つるはしは特定の場所で発明されたわけではなく、鍬を使った耕作は農業が行われている場所ならどこでも一般的だったに違いありません。鍬を使った農業は、石の多い土壌、急な傾斜、主に根菜類、広い間隔で栽培される粗粒穀物が特徴の熱帯または亜熱帯地域の伝統的な耕作方法です。鍬を使った農業はこれらの地域に最も適していますが、何らかの形でどこでも使用されています。


古代の鍬の中には、エジプトのmrのように、岩の多い土壌を耕し、種まき用のドリルを作るのに十分なほど尖っていて丈夫なものもあり、そのため、ハンド ards と呼ばれていました。しかし、おそらく紀元前 6 千年紀にメソポタミアとインダス文明で牛が家畜化されたことで、人類はより大型の動物牽引の真の ard (またはスクラッチ プラウ) を開発するために必要な牽引力を得ました。紀元前2800年頃の耕された畑がインドのカリバンガンでも発見されています。[ 16 ]初期の ards のテラコッタ模型がインドのバナワリで発見され、使用された道具の形状についての洞察が得られました。[ 17 ] ard は、破損しても簡単に交換でき、複製も容易でした。[ 18 ]
最も古いものは弓形鋤で、これは、ヘッド(または本体)と呼ばれるより細い垂直の尖った棒が貫通した牽引棒(または梁)で構成され、片端が柄(ハンドル)で、もう一方の端が刃(切断刃)で、表土を引きずって浅い溝を掘り、ほとんどの穀物作物に適したものであった。弓形鋤は新しい土地をうまく開墾しないため、草や下草を引き抜くには鍬や鍬を使用する必要があり、刃の前に手持ちの鋤のような柄を作ってより深い溝を掘ることができた。弓形鋤は溝の間に未耕地の帯を残すため、畑はしばしば縦横に交差耕され、正方形に近いケルト風の畑が形成される傾向があった。[ 19 ]: 42北ヨーロッパの重い土壌は、引っ掻き鋤で耕すのが困難であった。[ 19 ] :43実際、アルドはナイルデルタや肥沃な三日月地帯のように、毎年の洪水によって自然に肥沃になるローム質または砂質の土壌に最も適しており、軽いまたは薄い土壌の他の穀物栽培地域にもある程度適しています。
肥沃度の低い地域で定期的に作物を栽培するには、かつては土壌を耕して栄養分を地表に出す必要があると考えられていました。この種の農業における大きな進歩は、旋回式プラウ、別名モールドボードプラウ(英国)、モールドボードプラウ(米国)、またはフレームプラウでした。[ 20 ]モールドボードの下部前面にある楔形の刃先であるシェアのすぐ前(フロッグの前)に、地面を垂直に切り込むためのコルター(またはスキース)を追加することができました。フレームのランドサイドはアンダーシェア(地中部分)を支えています。重い鉄製のモールドボードプラウは、1世紀から2世紀にかけて中国の漢王朝で発明され、そこから農業革命を主導したオランダに広まりました。 [ 21 ] : 20 18世紀に導入されたモールドボードプラウは、技術の大きな進歩でした。[ 4 ]
漢の時代以降の中国の鋤は、こうした効率性の条件をすべてうまく満たしており、おそらくそれが、標準的な漢の鋤チームが2頭の動物のみで構成され、後のチームは通常1頭の動物で構成されていた理由であり、18世紀に湾曲した鋤板やその他の新しい設計原理が導入される以前のヨーロッパで一般的だった4頭、6頭、または8頭の牽引動物とは異なっていた。鋤板鋤は、ローマ時代後期ではないにしても、中世初期にヨーロッパに初めて登場したが、18世紀以前の鋤板は通常木製でまっすぐであった(図59)。このような扱いにくい構造を引っ張るのに膨大な労力がかかるため、大きな鋤チームが必要となり、そのため広大な土地を牧草地として確保しなければならなかった。中国では、はるかに少ない動物の力で済んだため、ヨーロッパに典型的な耕作と牧草の混合経済を維持する必要はなく、休耕地を減らして耕作地を拡大することができ、ヨーロッパの同じ面積の土地よりもかなり多くの人口を養うことができた。[ 22 ]
—フランチェスカ・ブレイ
フレームの上部には、(前方から)動力(馬)の連結部、耕うん爪、および耕地側のフレームが取り付けられています。農具のサイズと、一度に耕すように設計された畝の数に応じて、フレームを支えるために車輪付きの前部キャリッジ(畝車輪と支持車輪と呼ばれる)が追加される場合があります(車輪付きプラウ)。単畝プラウの場合は、前方に車輪が1つあり、後部に耕うん者が操作するためのハンドルがあります。[ 23 ]

畑を耕すと、耕うん爪が土に食い込み、耕うん刃が前の畝から垂直の切り込みまで水平に切ります。これにより、長方形の芝の帯が解放され、耕うん刃によって持ち上げられ、モールドボードによって上方に運ばれます。そのため、耕うん機が前進するにつれて、切り取られた芝の帯(表土のスライス)が持ち上げられて転がり、逆さまになって畝の中に落ち、前の耕うんで耕された土の上に落ちます。土が持ち上げられて横に移動された地面の隙間(通常は右側)は、畝と呼ばれます。そこから持ち上げられた芝は、隣接する畝の中で、前の耕うんで耕された芝の後ろ側に約45度の角度で置かれます。[ 24 ]
畑を耕す一連の作業によって、畝の中に部分的に、以前に持ち上げた地面の上に部分的に、芝の列が残ります。視覚的には、畝の向こう側には土地があり、畝(取り除かれた土の帯の幅の半分)があり、取り除かれた土の帯は、前の逆さまになった土の帯の約半分の上にほぼ逆さまに横たわっており、畑全体に同様のことが続きます。土の各層と、それが由来する溝が、典型的な畝を形成します。モールドボードプラウは、畑の準備に必要な時間を大幅に短縮し、農家がより広い面積の土地を耕作することを可能にしました。さらに、結果として生じる土壌の低い(モールドボードの下)畝と高い(モールドボードの横)畝のパターンは、水路を形成し、土壌の排水を可能にします。積雪が問題となる地域では、これにより、融雪水がより早く排水されるため、農家は土壌をより早く植えることができます。[ 25 ]
モールドボードプラウは、主に5つの部分から構成されています。
耕うん刃、耕うん側板、および耕うん板は、耕うん本体の基部にある不規則な鋳鉄製のフロッグにボルトで固定され、そこに土壌摩耗部品がボルトで固定される。[ 26 ]
シェアは、溝の切り込みを下の土壌から分離するために水平に切り込みを入れる刃先です。従来のシェアは、土壌に効率的に食い込むように形作られており、先端は下向きに尖っていて、シェアを一定の深さまで地面に引き込みます。クリアランス(通常は吸引または下向き吸引と呼ばれます)は、プラウのメーカーや種類によって異なります。シェアの形状は、土壌の種類、特に下向き吸引または下面の凹みに関連しています。一般的に、クリアランスまたは下向き吸引には、軽い土壌の場合は通常の深さ、通常の乾燥した土壌の場合は深い深さ、粘土質および砂利質の土壌の場合は二重の深さの3段階が認識されています。[ 27 ]
刃が摩耗すると切れ味が鈍くなり、耕うん機を土に引き込むのに必要な力が増えます。刃が摩耗した耕うん機は、土を本来の作業深度まで耕すのに十分な「吸引力」が得られません。

さらに、シェアには、先端が地側からどれだけ曲がっているかに応じて水平方向の吸引力があります。下向きの吸引力は、プラウを前方に引いたときに適切な深さまで食い込ませ、水平方向の吸引力は、プラウが目的の幅の溝を作るように作用します。シェアは台形をした平面部品です。土を水平に切断し、持ち上げます。一般的なタイプには、レギュラー、ウィングプレーン、バーポイント、マウントまたは溶接されたポイント付きのシェアがあります。レギュラーシェアは良好な切断を維持しますが、石のない土壌での使用が推奨されます。ウィングプレーンシェアは、適度な量の石を含む重粘土で使用されます。バーポイントシェアは、極端な条件(硬くて石の多い土壌)で使用できます。マウントポイント付きのシェアは、最後の2つのタイプの中間です。メーカーは、ボルトで固定されたポイントとウィングを備えたさまざまな形状(台形、ダイヤモンドなど)のシェアを設計しており、多くの場合、別々に交換可能です。土の粉砕作用を軽減するために、シェアの切断刃がモールドボードよりかなり前に配置されることがあります。[ 29 ]
モールドボードは、耕うん爪から畝の切り屑を受け取る耕うん機の部分です。[ 4 ]モールドボードの種類、耕うん深度、土壌の状態によっては、畝の切り屑を持ち上げて回転させ、場合によっては粉砕する役割を担っています。この強度はモールドボードの種類によって異なります。さまざまな土壌の状態や作物の要求に合わせて、モールドボードはさまざまな形状に設計されており、それぞれ独自の畝の形状と表面仕上げを生み出しますが、基本的には元の耕うん機の分類に準拠しています。さまざまなタイプは、従来、汎用、掘削機、半掘削機に分類されてきました(下記参照)。[ 30 ]

ランドサイドは、プラウ底部の横方向の推力を畝壁に押し付けて伝える平らな板です。これは、畝スライスがモールドボードに加える横方向の圧力に抵抗するのに役立ちます。また、プラウの作業中の安定性にも役立ちます。ランドサイドの後端、畝底に擦れる部分はヒールと呼ばれます。ヒールアイアンはランドサイドの後端にボルトで固定され、プラウの後部を支えるのに役立ちます。ランドサイドとシェアは、未耕地に向かって「リード」するように配置されており、適切な畝幅を維持するのに役立ちます。ランドサイドは通常、中炭素鋼のソリッド製で、プラウの後端を除いて非常に短くなっています。後輪の調整がずれていると、後部ランドサイドのヒールまたは後端が過度に摩耗する可能性があるため、冷間圧延鉄製のヒールピースがよく使用されます。これは安価で簡単に交換できます。陸地側は、耕うんボルトでカエルに固定されている。
フロッグ(標準)は、プラウ底部の中央部分であり、底部の他の部品が取り付けられる部分です。不規則な形状の金属片で、鋳鉄製プラウの場合は鋳鉄製、鋼製プラウの場合は溶接鋼製です。フロッグはプラウ底部の土台となる部分で、岩にぶつかった際の衝撃を受け止めるため、丈夫で頑丈でなければなりません。フロッグはプラウフレームに固定されます。
耕うん爪の後ろから耕うん機の後端まで伸びるランナーが、新しく形成される畝の底側の角に押し付けられることで、耕うん機の方向を制御します。この保持力は、耕うん機の湾曲した表面上で、土が持ち上げられて回転する際の土の重さによって生じます。このランナーがあるため、耕うん機はスクラッチプラウよりも方向転換が難しく、その導入によって畑の形状が変化しました。それまでのほとんどが正方形の畑が、より長い長方形の「帯状」の畑へと変化したのです(これがハロンという単位の導入につながりました)。
基本的な設計の進歩として、鋤の先端に取り付けられた交換可能な水平切断面である鉄製の鋤刃が挙げられます。取り外し可能で交換可能な鋤刃を備えた最古の鋤は、紀元前1000年頃の古代近東に遡り[ 31 ]、最古の鉄製の鋤刃は紀元前500年頃の中国に遡ります[ 32 ] 。初期のモールドボードは、耕うん爪によって形成された切り込みの内側に収まる楔で、土を横にひっくり返します。鋤刃は切り込みを地表の下で水平に広げるため、モールドボードがそれを持ち上げると、より広い範囲の土がひっくり返されます。モールドボードは、6世紀後半以降、イギリスで知られています[ 33 ] 。

利用可能な耕うん機には複数の種類があります。[ 34 ]
耕うん機が岩などの固い障害物にぶつかった場合、安全装置が装備されていない限り、深刻な損傷が生じる可能性があります。損傷としては、刃の曲がりや破損、支柱、梁、または補強材の曲がりなどが挙げられます。
モールドボードプラウで使用される3つの基本的な安全装置は、プラウのドローバーにあるスプリングリリース装置、各ボトムにあるトリップビーム構造、および各ボトムにある自動リセット設計です。[ 36 ]
スプリングリリースは、かつては1~3または4連の牽引式プラウでほぼ普遍的に使用されていました。大型プラウでは実用的ではありません。障害物に遭遇すると、ヒッチのスプリングリリース機構によりプラウがトラクターから切り離されます。プラウに油圧リフトが使用されている場合、プラウが切り離されると油圧ホースも通常は自動的に切り離されます。ほとんどのプラウメーカーは、厳しい条件や岩の多い土壌向けに自動リセットシステムを提供しています。リセット機構により、各本体が後方および上方に移動し、土壌表面の下に隠れた岩などの障害物を損傷なく通過できます。通常の条件下で本体を作業位置に保持する重いリーフスプリングまたはコイルスプリング機構が、障害物を通過した後、プラウをリセットします。
別のタイプの自動リセット機構は、油圧とガスのアキュムレータを使用します。衝撃荷重がかかると、油圧によってガスが圧縮されます。ガスが再び膨張すると、障害物を乗り越えた後、脚部は耕うん作業位置に戻ります。最もシンプルな機構は、交換が必要な破断(せん断)ボルトです。プラウ本体が障害物に衝突した際に破断するせん断ボルトは、より安価な過負荷保護装置となります。
トリップビームプラウは、ビームにヒンジポイントを設けて作られています。これは通常、プラウ底部の上端からある程度離れた位置にあります。底部は、バネで操作されるラッチによって通常の耕うん位置に保持されます。障害物に遭遇すると、底部全体が解放され、ヒンジで後方に跳ね上がり、障害物を乗り越えます。底部をリセットするには、トラクターとプラウを後退させる必要があります。この構造は、個々の底部を保護するために使用されています。自動リセット設計は、米国製プラウではごく最近導入されたばかりですが、ヨーロッパやオーストラリアのプラウでは広く使用されています。この設計では、ビームはシェアの先端のほぼ真上の点でヒンジで接続されています。底部は、各底部にある一連のバネまたは油圧シリンダーによって通常の位置に保持されます。
障害物に遭遇すると、プラウの底部が後方に跳ね上がり、障害物を乗り越えます。これにより、トラクターとプラウの走行が停止することはありません。障害物を通過すると、プラウの底部は自動的に通常の耕うん位置に戻り、前進動作が中断されることはありません。自動リセット設計により、石のために停止する必要がほとんどなくなるため、圃場作業の効率が向上します。また、刃やビームなどの部品の破損によるコストも削減されます。素早いリセット動作により、プラウを石の上で持ち上げる場合のように耕されていない土地が広範囲に残らないため、より優れた耕うん作業が可能になります。
手作業によるロイ耕は、アイルランドの小規模農場で、農家がそれ以上の費用を負担できない場合や、馬を使うことができない丘陵地で使用されていた耕作方法でした。 [ 37 ] 1960年代まで、貧しい土地で使用されていました。[ 38 ]土をひっくり返してできた溝が排水の役割を果たすため、湿潤なアイルランドの気候に適していました。泥炭湿地や、それまで耕作されていなかった山の斜面でもジャガイモを栽培することができました。[ 39 ] [ 40 ]

基本的な鋤では、溝の中のランナーに押し当てて持ち上げることで耕深を調整するため、鋤の重量は耕作者が容易に持ち上げられる量に制限されていました。そのため、構造は少量の木材に限定されていました(ただし、金属製の縁は可能でした)。これらの鋤はかなり壊れやすく、北ヨーロッパの重い土壌には適していませんでした。ランナーの代わりに車輪が導入されたことで、鋤の重量が増加し、その結果、金属で覆われたより大きな鋤板が使用されるようになりました。これらの重い鋤は、西暦1000年頃から始まる食料生産の増加と、最終的には顕著な人口増加につながりました。 [ 41 ]
漢王朝(紀元前202年~紀元後220年)以前、中国の鋤は、鋤刃の鉄製部分を除いてほぼ全て木製でした。鋤刃は、木製の刃と柄に取り付けられたV字型の鉄片でした。[ 21 ]: 18漢代になると、鋤刃全体が鋳鉄製になりました。これらは、現存する最古の重厚な鋳板式鉄鋤です。[ 32 ] [ 42 ]その後、三刃鋤、鋤と種まきを兼ねた農具、ハローなど、いくつかの改良が加えられました。1279年の宋王朝末期には、中国の鋤は、 17世紀までオランダでは見られなかったほどの発展を遂げていました。 [ 21 ]: 18
ローマ人は紀元後3世紀後半から4世紀にかけて、車輪付きの重い鋤を開発し、その考古学的証拠はローマ時代のブリテン島などで見つかっている。[ 43 ]ギリシャとローマの鋤板は通常、柄の底にロープで結び付けられていたため、中国のものよりも壊れやすく、鉄製の鋤板は10世紀までヨーロッパには現れなかった。[ 21 ] : 17ローマ時代以降で初めて疑いのない登場は、643年の北イタリアの文書である。[ 19 ] : 50重い鋤とその使用に関連する古い言葉がスラヴ語に現れており、その地域での初期の用法を示唆している。[ 19 ] : 49ffヨーロッパにおけるカルカ重い鋤の一般的な採用は、 8世紀後半から9世紀初頭にかけての三圃制の採用と同時期に起こり、北ヨーロッパの単位面積当たりの農業生産性の向上につながったようである。[ 19 ] : 69–78これに伴い、カルカテ、プラウランド、プラウゲートなどと呼ばれるより大きな畑ができた。

鋤刃、鋤先、鋤板を備えた基本的な鋤は、千年もの間使用され続けました。基本的な重い鋤は、北ヨーロッパの土壌でよく機能しました。土壌を耕すのに十分な強度があったため、横耕は必要ありませんでした。[ 44 ]このため、また重い鋤を引くのに最大8頭の牛が必要だったため、畑は長く狭くなりました。[ 45 ]牛が多すぎると、頻繁に方向転換するのが困難でした。[ 46 ]また、弱い、アード(またはスクラッチ)鋤では、短く四角い形の畑が必要でした。[ 44 ]鋤によって農民が土地を耕すことができたため、栄養豊富な土壌からより良質で安定した作物が収穫できるようになりました。[ 47 ]
啓蒙時代には、設計が急速に進歩し、設計上の大きな変化が広く普及しました。1730年、イングランドのロザラムのジョセフ・フォルジャンベは、モールドボードを鉄で覆ったロザラム・プラウを基にした新しい形状を使用しました。 [ 48 ]重いプラウとは異なり、ロザラム・プラウ、またはロザラム・スイング・プラウは、完全に耕刃、モールドボード、ハンドルで構成されていました。以前の設計よりもはるかに軽量で、イングランドで普及しました。工場で広く製造され、商業的に成功した最初のプラウだったかもしれません。[ 49 ]
1789年、イプスウィッチの鉄工職人ロバート・ランサムは、セント・マーガレット・ディッチズの使われなくなった麦芽製造所で鋤の刃の鋳造を始めた。彼の鋳造所の鋳型が壊れていたため、溶けた金属が冷たい金属に接触し、金属の表面が非常に硬くなった。このプロセス、冷間鋳造により、ランサムが「自己研磨」鋤として宣伝したものが生まれた。彼はこの発見で特許を取得した。[ 50 ]
ジェームズ・スモールは設計をさらに発展させた。数学的手法を用いて、彼は最終的に鉄の一枚板から鋳造された形状にたどり着き、ハーミストンのジェームズ・アンダーソンのスコットランド式鋤を改良した。[ 51 ]米国のチャールズ・ニューボールドも、一枚の鋳鉄製の鋤を開発し特許を取得した。ニューヨーク州シピオの鍛冶屋ジェスロ・ウッドはこれをさらに改良し、壊れた部品を交換できる3つの部品からなるスコットランド式鋤を作った。1833年、ジョン・レーンは鋼鉄製の鋤を発明した。[ 52 ]そして1837年、ジョン・ディアは鋼鉄製の鋤を発表した。これは鉄製のものよりはるかに頑丈で、これまで農業には不向きと考えられていた米国の地域の土壌を耕すことができた。
この改良は冶金学の発展に伴って行われ、鋼鉄製の鋤刃と刃先、破損を防ぐためのより柔らかい鉄製の鋤板、冷間鋤(表面硬化鋼の初期の例)[ 53 ] 、そして最終的には鋤刃を不要にするほど強度のある面を持つ鋤板[ 54 ] [ 55 ]が開発されました。
1900年代初頭までに、鋼鉄製の鋤にはさまざまな用途、形状、名称がありました。「2頭の馬で耕す鋤」は、土の表面を砕いて土をひっくり返すための先端と翼を備えていました。[ 56 ]「シャベル鋤」は、畝を整地するために使用されました。[ 56 ]「ハロー鋤」は、植えた種を覆うために使用されました。[ 56 ]「スクラッチャー」または「ジーウィズ」は、作物の除草や耕作に使用されました。[ 56 ]「ブルタング」と「スイープ」は、畝の中央を耕すために使用されました。[ 56 ]これらの金属製の鋤の先端はすべて、でこぼこした岩だらけの地面で使用されるため、約10日ごとに研ぎ直す必要がありました。[ 56 ]

最初のモールドボードプラウは、モールドボードの形状によって決まる一方向(慣習的に右方向)にしか土をひっくり返すことができませんでした。そのため、畑は長い帯状、つまり区画ごとに耕す必要がありました。[ 57 ]プラウは通常、各区画の周りを時計回りに動かし、長い辺を耕し、短い辺は耕さずに引きずられました。[ 58 ]帯状の長さは、牛(後に馬)が休憩なしで快適に作業できる距離によって制限され、幅はプラウを都合よく引きずることができる距離によって制限されました。[ 59 ]これらの距離によって、帯状の長さの伝統的なサイズが決まりました。1ハロン(または「畝の長さ」、220ヤード(200メートル))× 1チェーン(22ヤード(20メートル))は、1エーカー(約0.4ヘクタール)の面積に相当します。これがエーカーの起源です。片側から作用することで、土が徐々に帯状部分の両側から中心線へと移動した。帯状部分が毎年同じ場所にあった場合、土が積み重なって畝ができ、古代の畑の一部に見られる畝と溝の地形が形成された。[ 60 ]
回転式プラウは、左右どちら側にも耕作できる。モールドボードは取り外し可能で、1つの畝を耕す際には右に回転させ、その後プラウの反対側に移動させて左に回転させる。(耕刃と鋤刃は固定されている。)このように、隣接する畝を反対方向に耕作できるため、畑に沿って連続的に耕作を進めることができ、畝と畝の地形が連続するのを防ぐことができる。

リバーシブル(またはロールオーバー)プラウは、2つのモールドボードプラウが背中合わせに取り付けられており、一方が右に回転し、もう一方が左に回転します。一方が土地を耕している間、もう一方は逆さまに空中に持ち上げられます。各列の終わりに、対になったプラウをひっくり返して、もう一方を次の畝に沿って使用できるようにし、再び一定の方向に畑を耕します。[ 61 ]
これらのプラウは蒸気機関と馬の時代にまで遡ります。農場ではほぼ普遍的に使用されており、右利き用と左利き用のモールドボードを備えているため、同じ畝を上下に耕すことができます。リバーシブルプラウは、装着式または半装着式があり、右利き用モデルよりも重く高価ですが、種床の準備と収穫を容易にする平らな面を残すという大きな利点があります。耕起を開始する前にマーキングはほとんど必要なく、従来のプラウと比較して、圃場の端でのアイドリングは最小限です。[ 62 ]
耕うん機の側輪を耕うん機の底に取り付けてトラクターを運転すると、トラクターとプラウの間に最も効率的な牽引線が確保されます。また、トラクターの操縦も容易になります。前輪を耕うん機の壁に当てて運転すると、前側の耕うん機の幅が適切な幅に保たれます。これは、幅広の前輪を装着したトラクターを使用する場合にはあまり満足のいくものではありません。幅広の前輪を装着したトラクターはトラクターの動力をより有効に活用できますが、タイヤが前の耕うん作業で最後に耕した部分の土を圧縮してしまう可能性があります。この問題は、後部に耕うん機または長いモールドボードを使用することで解決できます。後者は土を耕うん済みの土地の方へさらに移動させ、次の耕うん作業でトラクターの車輪のためのスペースをより多く確保します。[ 63 ]
耕されていない土地で4輪すべてを使って走行することは、幅広タイヤの問題に対するもう1つの解決策です。半装着式プラウは、トラクターが耕されていない土地を走行し、横方向の動き(横歩き)なしにプラウを正しい位置に牽引できるように連結することができます。[ 64 ]
初期の鋼鉄製プラウは歩行式プラウで、プラウの両側にあるハンドルを握った耕うん人が操作していました。鋼鉄製プラウは土壌を耕すのが非常に容易だったため、根や土塊に対処するために刃を絶えず調整する必要がなくなり、プラウがそれらを容易に切り裂くことができました。それから間もなく、最初の乗用プラウが登場しました。これは車輪によってプラウを地面から調整可能な高さに保ち、耕うん人は歩く代わりに座席に座りました。方向は主に牽引チームによって制御され、レバーで微調整が可能になりました。これにより、複数のモールドボードを備えた乗用プラウがすぐに登場し、耕うん性能が劇的に向上しました。
1頭の荷役馬で、通常はきれいな軽い土壌で1本の畝のプラウを牽引できますが、重い土壌では2頭の馬が必要で、1頭は地面を歩き、もう1頭は畝の中を歩きます。2本以上の畝があるプラウでは2頭以上の馬が必要で、通常は1頭以上が耕された土の上を歩かなければなりませんが、これは馬にとって大変な作業であり、新しく耕された土地を踏み固めることになります。このような馬は30分ごとに約10分間休ませるのが一般的です。[ 65 ]
イリノイ州の鍛冶屋であるジョン・ディアは、砂質ではない粘り気のある土壌を耕すには、鋤板の設計と使用する金属を改良すると良いかもしれないと考えた。磨かれた針は革や布に容易に刺さり、磨かれた熊手も少ない力で耕せる。彼は鋤の表面を磨いてより滑らかにしようと、鋸刃の一部を使って実験し、1837年までに磨かれた鋳鋼製の鋤を作るようになった。[ 66 ]

移動式蒸気機関の発明により、1850年頃から蒸気動力を耕作に利用することが可能になった。ヨーロッパでは、土壌が軟弱で牽引機関の重量を支えられないことが多かった。そのため、バランスプラウと呼ばれる、車輪付きでバランスのとれたプラウが、畑の両端に設置された一対の耕うん機、あるいは片方の端でプラウに直接引っ張り、もう一方の端で滑車を介して引っ張る単一の機関によって、ケーブルで畑を横切って牽引された。バランスプラウには、2組の対向するプラウが配置されており、片方が地面に食い込んでいる間は、もう片方が空中に持ち上げられていた。片方向に引っ張られると、ケーブルの張力によって後方のプラウが地面に下ろされた。プラウが畑の端に達すると、もう一方の機関が反対側のケーブルを引っ張り、プラウが傾き(バランスが取れ)、もう一方のプラウが地面に食い込み、プラウは畑を横切って戻ってきた。
一方のプラウは右利き用、もう一方は左利き用で、回転式プラウやリバーシブルプラウと同様に、畑に沿って連続的に耕すことができた。19 世紀半ばに耕うんエンジンとそれに伴うバランスプラウを発明したとされているのは、イギリスの農業技師で発明家のジョン・ファウラーである。 [ 67 ]しかし、フィスケン兄弟はファウラーより約 4 年前にバランスプラウを実演し、特許を取得した。[ 68 ] 蒸気動力プラウの著名な製造業者の 1 つは、東プロイセンのJ.ケムナで、20 世紀初頭には「ヨーロッパ大陸を代表する蒸気プラウ会社となり、世界市場におけるイギリス企業の独占を打破した」。[ 69 ]
切り株跳び式プラウは、1876年にオーストラリア人のリチャード・ボウヤー・スミスが弟のクラレンス・ハーバート・スミスと共に発明した。これは、除去に費用がかかる切り株や岩を含む新しい農地を耕すために設計されている。[ 70 ]可動式の重りを使ってプラウの刃を所定の位置に保持する。切り株や岩に遭遇すると、プラウの刃は障害物から離れて跳ね上げられ、ハーネスや連結部が破損するのを防ぐ。[ 71 ]重りが地面に戻されると、耕作を再開できる。[ 72 ]

よりシンプルな後期のシステムでは、進行方向に対して広い角度で設置された凹面ディスク(または一対のディスク)を使用し、凹面形状を利用してディスクを土壌に保持します。ただし、ディスクの周囲に硬いものが当たった場合は、ディスクが回転して障害物を乗り越えます。ディスクが前方に引きずられると、ディスクの鋭いエッジが土壌を切り裂き、回転するディスクの凹面が土壌を持ち上げて横に投げ出します。これはモールドボードプラウほど効果的ではありませんが(風食対策に役立つため、これは欠点とは見なされていません)、土壌を持ち上げて砕く効果があります(ディスクハローを参照)。
現代のプラウは通常、 3点リンク機構を備えたトラクターに取り付けられた、複数のリバーシブルプラウです。[ 73 ]これらは一般的に2枚から最大7枚のモールドボードを備えており、半装着型プラウ(長さの約半分にある車輪によって持ち上げが補助される)は最大18枚まで備えることができます。トラクターの油圧は、作業機の持ち上げと反転、および畝の幅と深さの調整に使用されます。プラウ作業者は、プラウが土壌に対して適切な角度を維持するように、トラクターから牽引リンク機構を設定する必要があります。この角度と深さは、現代のトラクターによって自動的に制御できます。後部プラウの補完として、前部3点リンク機構を備えたトラクターの前部に2枚または3枚のモールドボードプラウを取り付けることができます。

チゼルプラウは、土壌の攪乱を最小限に抑えながら深耕(整地された土地)を行うための一般的な道具です。その主な機能は、作物の残渣を表面に残しながら土壌をほぐし、通気性を高めることです。このプラウは、土壌の圧縮の影響を軽減し、耕盤や硬盤を砕くのに役立ちます。他の多くのプラウとは異なり、チゼルプラウは土壌を反転させたり、ひっくり返したりしません。この特徴により、年間を通して土壌表面に有機物や農作物の残渣を残すことで侵食防止効果を最大限に高めようとする不耕起栽培や低耕起栽培において、有用な道具となっています。そのため、チゼルプラウは、モールドボードプラウなどの他のタイプのプラウよりも持続可能性が高いと考える人もいます。
チゼルプラウは、列作農業地域で主要な耕うんツールとして人気が高まっています。基本的に、チゼルプラウは、15 cm (5.9インチ)から最大46 cm (18インチ)の深さで作業することを目的とした頑丈なフィールドカルチベーターです。ただし、一部のモデルではさらに深く耕すことができます。個々のプラウまたはシャンクは通常、230 mm (9インチ)から360 mm (14インチ)の間隔で設定されます。このようなプラウは土壌抵抗が大きくなる可能性があるため、十分な出力と牽引力を持つトラクターが必要です。チゼルプラウで耕す場合、深さに応じて、シャンクあたり10 ~ 20 馬力 (7.5 ~ 14.9 kW)が必要です。
牽引式チゼルプラウは、作業幅が約2.5 メートル (8フィート 2インチ)から13.7 メートル (45フィート)まで製造されています。トラクターに取り付けられ、作業深度は油圧で制御されます。約4 メートル (13フィート)を超える幅のものは、輸送幅を小さくするために折りたたみ式の翼を装備することができます。幅の広い機械では、不整地での機械の屈曲を可能にするために、翼が個別の車輪とヒンジ ジョイントで支えられている場合があります。幅の広いモデルでは、通常、作業深度を制御するために両側に車輪があります。3 ポイント ヒッチ マウント ユニットは、幅約1.5 メートルから 9 メートル (4フィート 11インチから 29フィート 6インチ)まで製造されています。
耕うん機は形状がチゼルプラウに似ていることが多いが、その目的は異なる。耕うん機の歯は地表近くで作用し、通常は雑草の除去を目的としているのに対し、チゼルプラウの刃は地表深くで作用する。そのため、耕うん機はチゼルプラウに比べて刃一本あたりの動力がはるかに少なくて済む。
田舎の鋤は傾斜した鋤です。[ 74 ]インドで最も一般的な鋤で、[ 75 ]トラクターを使用した後の落花生などの作物に推奨されています。[ 76 ]
畝立て耕うん機は、畝に埋めて栽培するジャガイモやネギなどの作物に使用されます。この栽培方法は畝立て耕うんまたは土寄せ耕うんと呼ばれます。畝立て耕うん機は、背中合わせに配置された2枚の鋤板を備えており、耕うんするたびに深い溝を掘り、その両側に高い畝を作ります。同じ耕うん機を使って畝を分割し、作物を収穫することもできます。
このタイプの畝立て耕うん機は、刃が作業者の方を向いているのが特徴です。動物や機械の補助を使わず、人力のみで操作され、作業者が後ろ向きに引くため、かなりの体力が必要です。特に二度目の耕起やジャガイモの植え付けに用いられます。シェトランド諸島、スコットランド西部の一部の小規模農地、そして稀にスコットランド中央部で見られ、通常は動物を使うには規模が小さすぎる、あるいは条件が悪い農地で使用されています。

鋸のように機能するが、鋤のように引くこの装置は19世紀に作られ、主にスカンジナビアで氷の輸出産業の一部として、イギリスに出荷するための氷の塊を作るために使用されました。[ 77 ]
モールプラウは、溝を掘らずに地下排水設備を設置できるほか、排水を妨げる深い不透水性の土壌層を砕くこともできます。これは、魚雷型または楔形の先端と、本体と接続する細い刃を備えた深耕用のプラウです。地面を引っ張ると、その下に排水路となる深い溝ができます。現代のモールプラウは、作業中に柔軟な穴あきプラスチック排水管を埋設して、より恒久的な排水路を作ることもできます。また、給水管やその他の用途のパイプを敷設するためにも使用できます。同様の機械、いわゆるパイプ・ケーブル敷設プラウは、海底でケーブルを敷設したり、石油探査で使用されるサイドスキャンソナー用の地盤を準備したりするためにも使用されています。
モール耕の深さからテニスボール大の土を手で押し固め、鉛筆を突き刺してみると、下層土がモール耕に適した状態かどうかを簡単に確認できます。穴が崩れずに土が固まれば、モール耕に最適な状態です。
重粘土質の土壌は、植物の生育に適した水分量まで減らすために排水が必要です。重粘土質の土壌には通常、穴の開いたプラスチック管や粘土管を使った恒久的な排水システムが設けられており、排水は溝へと流れ込みます。モグラ耕機が形成する小さなトンネル(モグラ溝)は、パイプ排水路に対して斜めに、深さ最大950mm (37インチ)のところにあります。モグラ溝からの水はパイプに浸透し、パイプに沿って溝へと流れていきます。
モールプラウは通常、クローラー式トラクターで牽引されますが、強力な四輪駆動トラクターの3点リンク機構で使用するための軽量モデルも製造されています。モールプラウは、作業中に地面に沿って滑る頑丈なフレームを備えています。サブソイラーの脚に似た重い脚がフレームに取り付けられ、フレキシブルリンクに取り付けられた直径の大きいエキスパンダー付きの円形断面が脚にボルトで固定されます。弾丸型の刃が土壌に直径約75mmのトンネルを形成し、エキスパンダーが土壌を外側に押し出して、耐久性のある排水路を形成します。
パラプラウ、またはパラプラウは、表面の残渣レベルを高く保ちながら、深さ3~4 dm(12~16インチ)の圧縮された土壌層をほぐします。[ 78 ]これは、反転せずに深耕を行うための主要な耕うん機具です。
鋤型耕うん機は、土を切り裂いて横にひっくり返すように設計されており、ミミズ、土壌微生物、菌類へのダメージを最小限に抑えます。これにより、土壌の持続可能性と長期的な肥沃度が向上します。
直角に取り付けられた四角い刃を備えたバーと、バーの角度を変えるためのピボットポイントを使用するスイッチプラウは、どちらの方向にも耕作できます。プラウ刃は深耕よりも土壌をひっくり返すように設計されているため、既に耕作された土壌での使用に最適です。圃場の端では、オペレーターはバー(およびプラウ刃)を回転させて、進行方向とは反対方向に土壌をひっくり返します。スイッチプラウは通常、ロールオーバープラウよりも軽量で、操作に必要な馬力も少なくて済みます。
寒冷地や温帯地域では、 20 cm (7.9インチ)まで耕すプラウ耕は、土壌をほぐすことで通気性を高めます。作物残渣、固形堆肥、石灰石、化学肥料を酸素とともに土壌に混ぜ込み、脱窒による窒素損失を減らし、鉱化作用を促進し、有機物を腐植に変えるための短期的な窒素利用可能性を高めます。収穫機械の車輪跡や轍を消し去ります。多くの多年生雑草を抑制し、他の雑草の成長を春まで遅らせます。土壌表面の残渣が少なくなるため、春の土壌の温暖化と水分蒸発を促進します。軽い種子での播種を容易にし、多くの作物の害虫 (ナメクジ、ガガンボ、トウモロコシミバエ、マメハエ、穿孔虫) を抑制し、「土壌を食べる」ミミズ (内生性) の数を増やしますが、垂直に生息するミミズ (外生性) は抑制します。
耕起では、風食や水食を軽減する可能性のある作物の残渣が表面にほとんど残りません。耕しすぎると、硬盤層が形成されることがあります。通常、農家はサブソイラーを使ってこれを砕きます。サブソイラーは、地表深くの固まった土壌層を切り裂く、長く鋭いナイフのような働きをします。不適切な土地利用や耕起による土壌侵食が発生する可能性があります。等高線耕起は、斜面を横切って、標高線に沿って耕すことで土壌侵食を軽減します。不耕起栽培などの耕起の代替手段は、土壌レベルと腐植を構築する可能性があります。これらは、小規模で集約的に耕作された区画や、耕起によってさらに劣化する可能性のある貧弱、浅い、または劣化した土壌での農業に適している場合があります。
ヨーロッパでは、鋤の使用には通常、複数の世帯間の協力が必要でした。なぜなら、重い道具を土に引っ張るには4頭から8頭の牛(後に馬)が必要で、これは一般的な農家の世帯が単独で集められる数よりも多かったからです。[ 79 ]このように、鋤の導入は農業をより共同作業にし、北ヨーロッパの荘園制度の台頭に貢献しました。また、道具の重さから、農業は男性の仕事と見なされるようになりました。[ 80 ]歴史家のウィリアム・H・マクニールは、鋤耕の結果として家族以外のメンバーと協力する経験が中世ヨーロッパにおける組合の普及に寄与したと示唆しました。都市に移住した人々を含め、この種の仕事に従事した農民は、家族以外の人々と契約を結ぶという考えに慣れており、より容易に組合を形成しました。[ 79 ]
{{cite book}}:|website=無視されました (ヘルプ)特許訴訟[TR FOW/CO5/116-137]は、主に1863年の衡平法裁判所の訴訟に関するもので、ジョン・ファウラーと彼の特許権を信託によって譲り受けた者が、バランスプラウの製造によって特許を侵害したとして、ベッドフォードのジェームズとフレデリック・ハワードを相手取って起こした訴訟である。
Die Entwicklung des Unternehmens zum industriellen Großbetrieb が始まり、Jahrhundertwende が始まりました。