Agricultural machinery

Japanese: 農業機械 - のうぎょうきかい

A general term for machinery used in agricultural work, generally referring to various agricultural engines and the various working machines driven by them. This includes machinery used for agricultural work on the field, as well as machinery used for post-harvest preparation, agricultural processing and storage.

[Kyojiro Inoue and Ken Taniwaki]

kinds

Agricultural prime movers mainly use various internal combustion engines that use petroleum, electric motors that use electricity, and water wheels and windmills in some cases. Tractors are used to pull implements attached to them, or to drive implements with a power take-off shaft called a PTO (Power Take Off). Tractors come in two-wheeled walking tractors (tillers and tailors), four-wheeled riding tractors, tracked (caterpillar type), and half-tracked (front wheels are tires, rear wheels are tracks) tractors.

Plows, rotary tillers, soil breakers, and other tilling and leveling machines are used to turn the soil and prepare it for sowing, and most of them are attached to tractors. Fertilizer management machines include rice transplanters, transplanters, and tractor-mounted machines such as seed sowers, fertilizer applicators, cultivators, and compost spreaders. Sprayers, dusters, and speed sprayers are also used for pest control.

Machinery for harvesting rice, wheat, etc. includes reapers (binders), threshers, combines, etc., and machinery for processing includes dryers, hullers, rice and wheat polishers, etc. Drying and processing facilities include rice centers and country elevators.

Machinery used for harvesting and preparing pasture and feed crops includes mowers, rakes, tedders, forage harvesters, balers, and forage wagons. Machinery used for raising dairy cows includes feeding machines, manure processing machines, and bulk coolers.

Machines used for preparing fruits and vegetables include washing machines, sorting machines, and packaging machines.

[Kyojiro Inoue and Ken Taniwaki]

History in Japan

The invention of chemical fertilizers and the mechanization of farming are said to be factors behind the dramatic improvement in agricultural productivity in Europe and the United States at the beginning of the 20th century. Western agriculture developed as livestock farming centered on field crops, so the development of animal-powered farming tools and large machinery was also rapid. In contrast, Japan was centered on rice cultivation and followed the path of small-scale intensive management, so development focused on human-powered farming tools, and the development and use of machines using animal power and engines was delayed.

The beginning of agricultural mechanization in Japan can be said to have occurred around the time of World War I, when modern industry developed and the foundation for manufacturing agricultural machinery was solidified. The most notable developments at that time were stationary machinery such as prime movers (oil engines and electric motors), water pumps, hullers, and rice and wheat polishers, which were primarily intended for land improvement such as irrigation and drainage, and for preparing and processing rice.

In the mid-Taisho period (around 1920), walk-behind and riding tractors were introduced from Europe and the United States, and using these as references, rotary, screw, and crank-type tillers were developed and improved in the early Showa period (1930-1940), of which the rotary tiller became popular rapidly after the Pacific War. After that (after 1970), riding tractors equipped with rotary tilling mechanisms were developed, and today most tilling work is done using riding tractors.

Of all the rice cultivation tasks, rice planting was the one that relied most on manual labor until the very end, but in the 1960s rice transplanters were developed, and today most farms use either walking or riding rice transplanters. As the number of people working in agriculture declines, rice transplanters are becoming faster and more multi-row. Furthermore, in situations where it is difficult to carry out the complicated work of making seedlings for rice planting, direct seeders that sow seeds directly into the field have begun to be introduced. There are two types of direct seeders: dry-field direct seeders, which sow seeds when the field is in upland condition, and flooded direct seeders, which sow seeds when the field is in paddy condition. Machines used for wheat are also used for dry-field direct seeding.

Pest control machines, such as backpack sprayers and power sprayers, came into practical use from the beginning of the Taisho era to the beginning of the Showa era (1915-1928), and began to be used for fruit farming. It was not until 1960 (Showa 35) that they began to be used in rice farming in earnest, when horizontal nozzles and ridge spraying nozzles, which enabled efficient spraying, came into practical use.

For a long time, the harvesting and threshing of rice and wheat was done with a sickle and a thresher, but in 1910 (Meiji 43), a foot-operated thresher was developed, followed by a powered thresher in 1918 (Taisho 7), which replaced the thresher. Harvesting continued to be done by hand with a sickle, but around 1965, a Japanese-style combine harvester (commonly known as a head-thresher), which is suitable for harvesting paddy rice, was developed and is now widely used. General-purpose combine harvesters that can also be used on soybeans and other crops are also beginning to spread.

Flat-type dryers began to be used in some areas to dry rice from around 1950. As harvesting work began with head-thrusting combine harvesters, mechanical drying became essential, and with the spread of head-thrusting combine harvesters (since 1970), flat-type and circulating dryers came into widespread use. Also, preparation and storage facilities such as rice elevators that also serve as hullers and storage facilities came into widespread use.

Machinery for grassland and forage crops has made remarkable advances in Europe and the United States, so efforts are being made to introduce and utilize this machinery as well as domestically produced versions of it.

The use of tractors and specialized machines is becoming more common for tilling, land preparation, sowing and transplanting, and fertilization management of horticultural crops such as vegetables and fruit trees. There are many difficulties in mechanizing harvesting work, such as the risk of significant loss of commercial value due to damage and the fact that many different items are produced in small quantities, but a variety of harvesting machines have been developed for each crop. In some areas, robotic harvesters are also being developed.

In this way, the use of agricultural machinery in Japan has developed uniquely, as exemplified by the mechanization of rice cultivation, and has contributed to the liberation of farmers from heavy labor and labor saving in farm work. As an example of this, agricultural mechanization has enabled production to be maintained despite the outflow of labor from rural areas to other industries that occurred with the rapid economic development since the 1960s. However, low agricultural productivity in Japan remains a major problem, and in order to address this, communication and information-based agriculture is currently being developed, which uses wireless communication networks such as GPS (Global Positioning System) and mobile phones to manage farm work and produce, improve quality and marketability, and clarify cultivation history to increase safety. There are also high expectations for the development of these new technologies, such as the introduction of agricultural robots to address the decline in agricultural workers.

[Kyojiro Inoue and Ken Taniwaki]

"Systematic Agricultural Encyclopedia, Volume 1" (1966), edited and published by the Agricultural Policy Research Committee ; "Biological Production Machinery Handbook" (1996, Corona Publishing), edited by the Japanese Society of Agricultural Machinery

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

農作業に用いられる機械の総称で、一般には農業用の各種原動機、およびこれらによって駆動される各種作業機のことをいう。圃場(ほじょう)の上で農作業を行う機械や、収穫後の調製、農産加工や貯蔵に用いられる機械が含まれる。

［井上喬二郎・谷脇　憲］

種類

農用原動機としては、石油を利用する各種内燃機関、および電力を利用する電動機が主として使われ、一部で水車、風車が使われている。また、トラクターは、作業機を装着して牽引(けんいん)したり、PTO（Power Take Off）とよばれる動力取出し軸で作業機を駆動しながら作業を行う。トラクターには、二輪の歩行用トラクター（耕うん機やテイラー）、四輪の乗用トラクター、装軌式（キャタピラー式）、半装軌式（前輪がタイヤ、後輪が装軌である方式）のトラクターなどがある。

　土をおこして種を播(ま)く準備をするための耕うん・整地用作業機としては、プラウやロータリー、砕土機などがあり、大部分はトラクターに装着して用いる。肥培管理用機械としては、田植機、移植機や、トラクター用作業機としての播種(はしゅ)機、施肥機、カルチベーター、堆肥(たいひ)散布機などがある。また防除用機械としては、噴霧機、散粉機、スピードスプレーヤーなどが使われている。

　イネ、ムギなどの収穫用機械としては、刈取り機（バインダー）、脱穀機、コンバインなどがあり、調製用機械として乾燥機、籾摺(もみす)り機、精米麦機などがある。また、乾燥調製施設としてライスセンター、カントリーエレベーターなどがある。

　牧草や飼料作物の収穫・調製用機械としては、草刈り機（モーア）、集転草機（レーキ、テッダー）、収穫機（フォレージハーベスター）、梱包(こんぽう)機（ベーラー）、運搬機（フォレージワゴン）などが使われている。乳牛飼育用機械としては、給餌(きゅうじ)機や糞尿(ふんにょう)処理機（バンクリーナー）、搾乳施設（バルククーラー）などが使われている。

　果樹や野菜の調製用機械としては、洗浄機、選果機、包装機などが使われている。

［井上喬二郎・谷脇　憲］

日本における歴史

欧米で20世紀初頭に、農業生産力が画期的に向上した要因には、化学肥料の発明と農業の機械化があるとされている。欧米の農業は畑作中心の有畜農業として進展したため、畜力用農具や大型機械の発達も早かった。これに対して日本では、稲作中心で零細集約経営の道を歩んだため、人力用の農具を中心に発達し、畜力やエンジンを用いた機械の開発、利用は遅れた。

　日本における農業機械化の始まりは、近代的工業が発達し、農業機械を製造する基盤が固まってきた第一次世界大戦ごろからといえよう。このころ顕著な発達を示したものは、原動機（石油発動機、電動機）、揚水機、籾摺り機、精米麦機など定置型の機械で、これらは主として灌漑(かんがい)、排水などの土地改良や、米の調製加工を目的とするものであった。

　大正時代中期（1920年ごろ）に歩行用や乗用のトラクターが欧米から導入され、これらを参考にして昭和の前期（1930～1940年）にロータリー型、スクリュー型、クランク型の耕うん機の開発、改良が進められ、このなかの一つであるロータリー型耕うん機は太平洋戦争後急速に普及した。その後（1970年以降）、ロータリー型の耕うん機構を備えた乗用トラクターが開発され、今日では耕うん作業のほとんどが乗用トラクターを使って行われている。

　稲作の作業のなかでもっとも遅くまで人力に依存していたのは田植であるが、1960年代に田植機が開発され、今日ではほとんどの農家で歩行用または乗用の田植機が使われている。農業従事者数の減少に伴い、田植機の多条化や高速化が進展している。さらに、田植えに伴う苗作りなどの煩雑な作業が困難な状況では、直接圃場に種を播く直播機(ちょくはんき)の導入も始まっている。直播機には、圃場が畑状態の時に播種する乾田直播機と、水田状態の時に播種する湛水直播機(たんすいちょくはんき)がある。乾田直播にはムギ用の機械も用いられている。

　防除用機械は、大正の初めから昭和の初め（1915～1928年）にかけて背負い型噴霧機や動力噴霧機が実用化され、果樹作に用いられ始めた。稲作に本格的に用いられるようになったのは、能率的な散布が可能な水平ノズル、畦畔(けいはん)散布ノズルなどが実用化した1960年（昭和35）以降のことである。

　イネ、ムギの収穫と脱穀の作業は、長い間、鎌(かま)と千歯扱(せんばこき)を用いて行われていたが、1910年（明治43）に足踏み脱穀機が、続いて1918年（大正7）に動力脱穀機が開発され、千歯扱にとってかわった。刈り取りは、鎌による手刈りの時代が続いたが、1965年ごろに水稲の収穫に適した日本型コンバイン（通称・自脱コンバイン）が開発され、今日では全面的に使われるようになってきている。また、ダイズなどにも用いることのできる汎用型のコンバインの普及も始まっている。

　籾の乾燥には、1950年ごろから一部で平型乾燥機が使われ始めた。自脱コンバインによる収穫作業が行われるにつれて機械乾燥は必須(ひっす)となり、自脱コンバインの普及（1970年以降）に伴って平型や循環型の乾燥機が広く使われるようになった。また、籾摺りや貯蔵も兼ねたカントリーエレベーターなどの調製貯蔵施設も多く使われるようになった。

　草地や飼料作物用の機械は欧米で著しい発達を遂げていたため、これらの導入、利用や、これらを国産化した機械の利用が図られている。

　野菜や果樹などの園芸作物の耕うん、整地、播種や移植、肥培管理は、トラクターや専用機の利用が進んできている。収穫作業については、損傷により商品価値が大きく損われるおそれがあること、少量多品目生産であることなど、機械化には困難が多いが、それぞれの作物に応じた多様な収穫機械が開発されてきている。一部では、ロボット収穫機の開発が行われている。

　このように日本の農業機械の利用は、稲作の機械化に代表されるように独自の発展を遂げ、農作業での重労働からの解放や省力化に貢献してきた。その表れとして1960年以降の高度経済発展に伴って生じた農村から他産業への労働力の流出にもかかわらず、農業の機械化によって生産を維持することができた。しかし一方、日本における農業生産性の低さが大きな問題として残されており、これらに対応するために、現在は、GPS（Global Positioning System＝全地球測位システム）や携帯電話などの無線通信網などを利用して農作業管理や生産物管理を行い、品質や商品性を強め、栽培履歴を明らかにして安全性を高めるような通信情報化農業が展開されようとしている。また、担い手の減少に対して農業ロボットの導入を図るなど、これらの新しい技術の展開への期待は大きい。

［井上喬二郎・谷脇　憲］

『農政調査委員会編・刊『体系農業百科事典　第一巻』（1966）』▽『農業機械学会編『生物生産機械ハンドブック』（1996・コロナ社）』

[参照項目] | 移植機 | 刈取機 | カルチベーター | カントリーエレベーター | 草刈機 | 耕うん機 | 穀物乾燥機 | コンバイン | 砕土機 | 散粉機 | スピードスプレーヤー | 精麦機 | 精米機 | 施肥機 | 選果機 | 田植機 | 種播き機 | トラクター | 乳牛飼育用機械 | 農具 | プラウ | 噴霧機 | 牧草用機械 | 籾摺り機 | ライス・センター

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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