《農具與農技——農具史話》(上)
歐洲冶鐵技術上長期停滯,產能和品質落后,長期以來鐵器主要應用于兵器領域,民用領域極少,特別是普及度高而使用強度大的農具方面。14世紀,生鐵技術才傳入歐洲。直到17世紀,歐洲農具才開始鐵器化。
羅馬的鐵兵器主要應用于短劍、鐵鏈等強度要求不高、產量需求不大的領域,廣泛使用的標槍、箭頭、盾等還是青銅為主。同時,羅馬冶鐵業長期停滯在塊煉鐵水平,沒有掌握滲碳技術和淬火技術,導致羅馬鐵兵器品質低下。
西班牙是羅馬冶鐵業的中心,研究表明在西班牙出土的羅馬鐵劍,硬度明顯低于同期的羅馬青銅劍。
羅馬時期的歷史都記載著:羅馬頂級鐵器的原材料,是通過絲綢之路運來的中國熟鐵錠,普林尼的著作中,就使用過如賽里斯鐵一樣優秀的說法。
1.中國的壟耕種植法,早于西方2000多年。
2.中國農用機械先進。歐洲缺乏:帶犁壁的犁、種子條播機(耬車)和耘田工具等重要農具(直到17世紀、八)。另,中國還發明了深翻土地的犁,早于西方2000多年。
3.中國鑄鐵炒鋼技術和豎爐冶鐵早于西方2000多年。普利尼在《自然史》中:雖然鐵的種類多而又多,但沒有一種能和從中國來的鋼相媲美的 。歐洲有塊煉鐵,但生鐵則13、14世紀才出現。11世紀,北宋年產鐵十幾萬噸;是英國18世紀的水平(英國1788年,鐵產量6.8萬噸)。
4.中國牲畜挽具領先歐洲2000多年。李約瑟說,中國馬拉的重量是歐洲同期馬拉重量的三倍,因為中國馬具好。中國馬具肩胸受力,歐洲套在馬脖子上,損耗大且容易死亡。
5.中國畜力耕地,早于西方2000多年。耕牛比歐洲馬動力更有效,成本更低。
6. 中國采取復種連作制種植農業,西歐是輪作制為主的農牧混合農業,休耕和收獲后的土地一般用作牧場。
7.直到17-18世紀,來華的一些傳教士還注意到,中國單位土地的糧食產出比西歐高得多,在加洛林時期(8世紀),西歐糧食產出按收獲量與種子比計,低到2:1,就是說,收獲2斗糧食,要留下1斗作為來年的種子——這是西歐農業中常用的說法——因此很容易發生饑荒。利瑪竇時代的歐洲農業基本上是原始性質的,遠不如兩千多年前(公元前4世紀)的中國水準(十數倍的水平)——羅伯特?坦普爾
8.8世紀,歐洲開始執行農業休耕制,中國是4000年前的夏朝就開始采用。
9. 8世紀始,阿拉伯帝國征服伊比利亞半島長達7個世紀,壁畫中阿拉伯人教歐洲人種莊稼,依然是用手種。同時,還把亞洲的數學、天文學、石雕和建筑藝術,以及來自中國的偉大技術——火藥、航海、造紙技術傳給了歐洲人,帶領白人走出野蠻叢林。
參考:(1)王淵明:中西封建社會中的農業耕作制度,載馬克垚主編:《中西封建社會比較研究》。
(2)喬治-杜比: L’économie rurale de la vie des campagne dans l’Occident médiéval (《中世紀西方的農村經濟和鄉村生活》)
(3)英國學者羅伯特?坦普爾在《中國--發明和發現的國度》
(4)法國年鑒學派代表人物布羅代爾《十五至十八世紀的物質文明、經濟和資本主義》
羅馬人從蘇美爾人那里發現青銅的秘密。羅馬兵器,鐵的只有短劍類。羅馬直到滅亡,一直在用青銅兵器:青銅矛、箭鏃、青銅鎧甲。百煉精鋼劍是滿口胡話。
歐洲一直到中世紀甚至近代,才完成青銅到鐵的全面替換。由于冶鐵技術差、產能不足且長期停滯,歐洲冶鐵很長一段時間內和青銅并存。
歐洲已經出土的有6-11世紀青銅箭鏃。
歐洲生產生活用具,直到近代17世紀才開始用鐵犁,中世紀用全木農具。
關于冷兵器、農具制作及金屬冶煉:
(1)中國生鐵與塊煉鐵技術早于歐洲2000年(我國是公元前6世紀的春秋,歐洲是14世紀)。
(2)中國鋼的生產,早于歐洲2100多年。
(3)三星堆磷銅(古蜀人在制作青銅器時會精準地計算銅與磷的比例)文物的發現,證明中國使用磷元素,早于歐洲2700年(歐洲16世紀發現的磷元素)。
農具與農技農具史話
軛
遲至公元前約 1420 年,埃及人才把一種 T 形的棒拴在拉犁、拉車或戰車 的牲口的角上。把軛加在它們的肩上、通過制成弓形的部分和加上墊子來使 其感到舒服的想法,是相當晚的時候才形成的。但是要把軛固定在適當的位 置上,軛又必須橫過胸前。這是一個缺點,因為牲口一跑軛就繃緊了,軛一 繃緊就會使牲口呼吸不暢,結果是牲口越使勁拉就越不舒服。人們認為,對 牲口的使用可能始于耕地(一種比車輪的發明早得多的生產實踐),雖然最早的犁是人拉的。
軛不僅是拉東西的牲口和被拉的東西之間的連桿,它還能增加懸置和舒 適程度,從而增進任何雙輪運輸工具,特別是戰車的靈活程度。
在公元前 2 世紀末的美索不達米亞,雙輪戰車(本身是一種比雙軸車更快的車)的軸被 挪到了后面,這樣,站在車上的武士就不是直接支承在軸上,而是站在軸前 面一點,讓軛支承了他的相當一部分重量。這使人和牲口更舒服,實際更好 使,因為人的重量使軛不致跳起來勒住牲口,牲口就能更好地拉車,人也不 必站在軸上,弄得全身抖動,很不舒服。
如果我們把一面烏爾軍旗(公元前 3 世紀初期)上的四輪戰車,跟在尼尼微的亞述巴尼拔王的王宮里的石頭浮 雕上的一個亞述武士駕的有軛和挽具的雙輪戰車比較一下,就會發現雙輪戰 車的先進之處。古希臘人使用戰車,像使用出租汽車一樣,只是把人送 上戰場。羅馬人發現騎兵更方便靈活,所以戰車就逐漸淘汰了。然而作為附 加在雙輪馬車和犁上的部件,軛卻保留了下來,沒有什么改變。
馬刺和馬鞍
在西方文明中,馬除了是一種負重的牲畜之外,早已成為一種地位的象 征和軍隊的一個重要組成部分。它原來是歐洲平原上的一種動物。有理由認 為,馬是由歐洲平原上的牧民馴化的,雖然不知道馴化工作是何時開始的。
在亞述,馬的馴化肯定不遲于公元前 2000 年。在埃及,馬最初的出現, 是在公元前 17 世紀,那時喜克索人正從北向南征服這個國家。 一旦產生了馴馬的想法,就需要拿出馴馬的辦法來;而在很早的亞述人 的雕塑品上面可以看到一根繩子或皮帶,一端有個環,套住馬的下腭。沒隔 多久,雕塑品上就有了看起來相當現代化的馬勒。馬受到了馬嚼子的控制; 騎馬的人可以用棒子或皮帶改變馬的壓力和方向。除了在馬嚼子的兩端加上 裝飾和短棒,使其變得更加精致之外,一直到中世紀都幾乎沒有什么進一步 的發展。
第二種控制方法是用靴刺,最初使用靴刺可能是在史前期。乍看起來, 它只不過是附加在靴子后跟上的簡單的尖東西,可是它比只用膝蓋夾馬有效 得多。
在西歐,最早的馬刺是個繞著腳踝的 U 型物,上面伸出一個短梗,梗上 帶有尖刺。帶輪的馬刺——馬刺上有能自由轉動的帶刺的輪子——于 1325 年以后才被普遍采用。
最早的馬鞍只不過是疊起來的毯子或布,棉馬鞍的出現是下一步的 事情。木馬鞍的發明年代不能確切地知道,因為難以確定畫上畫的是棉馬鞍 還是木馬鞍。木馬鞍是在公元一世紀左右傳到歐洲的。為了保證坐得穩當, 馬鞍的前橋和后面的弓形部分作得比坐處高(為了比武廝殺,后面的弓形部 分通常做得很高,有兩個弧形的把手護住騎者的腰;而馬鞍的前橋則有鋼制的保護板和突出物,以保護騎馬人的安全)。馬鞍經常用象牙和皮革來裝飾 和制作。
雖然馬有巨大的價值,然而在歐洲,直到中世紀前仍遠未充分發揮其作 用。騎無鞍馬的人受到許多限制,即使騎術很好,也坐得不穩當。他不能盡 力揮劍,不容易躲閃,盾牌上受到狠狠的一擊就可能摔下馬去。
馬鐙
人類騎馬史上的大多數時間里,雙腳都無所寄托。波斯人和米堤亞人、 羅馬人、亞述人、埃及人、巴比倫人和希臘人,這些古代民族的強大軍隊, 大多對馬鐙一無所知。亞歷山大大帝的騎士橫掃整個中亞時,都騎在馬上無 處擱腳。奔馳或跳躍時,騎手們必須緊緊抓住坐騎的鬃毛,以免顛下馬背。 羅馬人發明了一種安在鬃毛前部抓手的器具,這使得他們在地面崎嶇的情況 下能有個東西可抓;不過每當他們未能緊緊夾住馬肚時,兩條腿便只好搖來 晃去地懸著。
沒有馬鐙,騎上馬也不那么容易。剽悍的武士為自己能左手緊抓馬鬃, 飛身上馬而自豪。有些不用馬鞍的騎手今天仍然這樣上馬。古代的騎兵部隊 用手中的矛點著地支撐身體而跳上馬,也有像撐桿跳似地騰空而上,或者靠 踩住安裝在矛上的橫栓而上馬。否則便需要馬夫當墊腳騎上馬了。
到了大約公元 3 世紀,我國改變了這種局面。借助其先進的冶金技術, 先人們開始生產鑄銅或鑄鐵腳蹬。
馬鐙的發明者未能青史留名,而最初的想 法可能是從偶然用皮繩打成套環再踩套環上馬而得到啟發的。自然,這樣的 皮繩套環不可能用于策馬行進,因為一旦跌下馬來,皮繩套勢必會將騎手拖 住,其后果是很危險的。這樣的皮繩套可能最先由中國人、印度人或與我國接壤的中亞游牧民族使用。馬鐙原理可能就是在大草原上產生的,它是那些 生活在馬背上的、有獨創性的人們的發明成果。顯然從公元 3 世紀起,我國人民便能鑄造精美的金屬馬鐙?,F存對馬鐙的最早描繪是在長沙一座古墓中 發現的一尊陶騎俑上,其年代被確定為公元302 年。
對馬鐙的精彩描繪還可以從唐太宗陵墓中的一個浮雕上看到。馬鐙非常 迅速地輸入到朝鮮,我們在該國公元 5 世紀的墳墓畫上看到了馬鐙。還應指 出,只是在馬鐙得以使用之后,才能夠真正開展馬球比賽。
一個名叫狷狷的強悍部落的遷徙導致了馬鐙向西方的傳播,他們向以阿 瓦爾人自稱。他們的騎兵掠奪起來十分強悍,因為他們配備了鑄鐵馬鐙。大 約在公元 6 世紀中葉,他們被迫西進,穿過俄羅斯南部后在多瑙河與蒂薩河 之間定居下來。
到公元 560 年,阿瓦爾人對拜占庭帝國構成嚴重威脅,拜占庭帝國的騎兵部隊進行了徹底改編,以便與之抗衡。莫里斯·泰比里厄斯皇 帝編了一本軍事手冊,即公元 580 年問世的《戰略學》(仍幸存),詳細說 明了應采用的騎兵戰術,其中提到必須使用鐵馬鐙——這是西方文獻中最早的記載。
通過北歐海盜也許還有倫巴族人,馬鐙傳向歐洲其他地方(在倫敦出土 了一只阿瓦爾式的兒童用馬鐙,也是由北歐海盜帶來的),不過歐洲的其他 民族(除了拜占庭人和北歐海盜以外)使用馬鐙的時間要晚得多,其原因尚 不完全清楚。
歐洲的常規軍隊在中世紀初期以前看來都沒有采用馬鐙。也許缺乏冶金技術是原因之一,因為馬鐙在很長的時期里都是用鑄造金屬制成的。只有使用鑄造金屬技術才能大批量生產馬鐙。
只要我們想一想中世紀歐洲,我們眼前便出現身穿盔甲、手持沉重長矛和騎在馬背上的騎士。然而,如果沒有馬鐙,他們是不會那么神氣的。因為 沒有馬鐙,負擔如此沉重的騎手勢必很容易跌下馬來。我國發明了馬鐙,便 西方有可能出現中世紀的騎士,并出現了一個騎士制度的時代。
馬挽具
胸帶挽具
直至公元 8 世紀,西方挽馬的唯一手段是項前肚帶挽具。這是一種 不合理的方法,因為皮帶勒在馬的喉部,意味著馬一旦使出最大力氣就會窒 息。然而幾千年來西方卻沒有人想一想是否有更好的辦法。由于他們局限于使用這種可悲的挽具,馬力無法用于拉車運輸,即使有經驗的騎手也會使馬 在奔馳時處于半悶塞狀態。
由于挽具不適當,可能加劇了騎兵戰中的混亂和 殘殺。不論馬和騎手多么好,遠距離騎馬都會遇到嚴重的障礙。而劣馬則不僅容易疲勞,而且會。如果人類的獨創性不強,那么人類就要準 備再忍受項前肚帶挽具數千年。
凡讀過古羅馬著作的人往往會對埃及船運送谷物到羅馬有深刻印象:沒有埃及的谷物,羅馬人就會挨餓。人們會問:為什么呢?難道意大利種的 谷物有什么不好嗎?為什么羅馬要依賴埃及的船運才能夠有飯吃?答案很簡單:因為沒有一種馬挽具能把意大利其他工業區的谷物運到羅馬。當我們尋求對古代世界事件的解釋時,我們往往忽視了這種技術因素。
大約在公元前 4 世紀,我國在馬挽具上取得了重大突破。在該世紀的一 個漆盒上,有一幅中國畫,畫中馬的脖子上有一個軛,經韁繩使其與車轅相連。盡管這還不能被看做是真正令人滿意的挽具,但是它取代了項前肚帶 挽具,有利于在馬的胸部套一根帶子。不久,馬脖子上的硬軛也取消了, 代之以顯然更有效的胸帶,通常被稱為胸帶挽具或韁繩挽具。馬的 項前(喉部)不再套著帶子,負重則由胸骨與鎖骨承擔。
為確定不同類型挽具的相對效率,人們進行了實驗。套上項前肚帶挽具 的兩匹馬,只能拉 0.5 噸重物,而一匹套上肩套挽具的馬則能容易地拉 1.5 噸重物品,而套上胸帶挽具的馬所能拉動的重量僅僅比后者稍微輕一點。正 如李約瑟所說:因此,項前肚帶挽具不可能拉近代的車輛,即使是空車。 希臘人和羅馬人的車輛非常輕,如果用于客運,一般只能乘坐二人。這樣, 就不能用馬實現有效的運輸。
一般認為,有兩個因素導致我國發明胸帶挽具。首先住在戈壁沙漠附近 的漢人、蒙古人和匈奴人提出了這種想法,因為他們的車往往陷入沙中,使 用項前肚帶挽具的馬無法從沙中解脫出來。其次,曾經有人工拖曳,人類有 自己的拖曳經驗。例如,運河船只逆水上行時用人力拉纖,他會很快認識到, 在脖子上套繩是不適當的,常識說明:應該由胸骨與鎖骨來負重。因此,給馬使用胸帶很可能是受人使用胸帶啟發的結果。
胸帶挽具是從我國通過中亞傳到歐洲的。阿伐爾人于公元 568 年由東方入侵匈牙利,他們帶去了胸帶挽具。這個民族的人還給 歐洲帶去了馬鐙。
馬挽具傳給了馬扎爾人、波希米亞人、波蘭人和俄國人。
考古學家在公元 7 世紀至公元 10 世紀的古墓中發現了胸帶挽具遺物。到公元 8 世紀,胸帶挽具傳遍了歐洲:胸帶挽具首先出現在愛爾蘭的一個紀念碑上 的一幅西方石刻圖中;斯堪的納維亞人也獲得了胸帶挽具;各種插圖顯著地 出現在公元 1130 年拜約人的掛毯上,上面繪有犁地的場面。
頸圈挽具
最有效的挽具是頸圈挽具。
首先,這種挽具有效地克服了馬在解剖上的 一個缺陷,使馬具備牛的特點。牛有極好的水平脊骨,還有一塊或多或少地 高于肩的隆肉,因此,牛軛可以很容易地安放在那里,使之能夠拉很重的東 西。但馬的脖子卻是有著向上傾斜的坡度,而沒有隆肉。最早的我國頸圈挽 具給馬提供了人工隆肉,也就是可以套上軛。換句話說,馬通過頸圈及 其在頸上部形成隆肉而變成了牛的代用物。頸圈內要加填料以避免馬背上的 擦傷并引起疼痛。
我國頸圈挽具最早的證據,可以在一塊石磚拓片上看到,拓片上可以看到拉一輛車的三匹馬及馬上的頸圈挽具,其年代約為公元前 4 世紀至公元前 1 世紀之間。
因此,頸圈挽具最晚是于公元前 1 世紀在我國發明的, 比在歐洲出現胸帶挽具后 100 年才出現的頸圈挽具要早整整 1000 年。
其后不久,先人們還發現,頸圈挽具還可以用另一種更簡單的方式使用, 挽革可以在頸圈的兩側直接拴到車上。這種形式的肩套挽具今天仍在全世界 普遍采用。
與現代形式的挽具有關,我國還發明了車前橫木。如果有兩匹馬拉 一輛近代的車,頸圈上的挽革就可以拴在車前橫木上。最早期的車前橫木可 追溯到公元 3 世紀,那時用于牛拉車。
發明頸圈挽具的另一個因素可能是,曾一度在雙峰駝上使用過類似頸 圈,以用于放行李。至遲在公元前 2 世紀,我國就有駱駝隊,并對此動物相當熟悉。那時駱駝的馱鞍是一種氈墊式馬蹄形木環,經適當改進,可能曾用 在馬上。
水車
我們所有的重要機構——齒輪、螺絲、活塞和汽缸等——都是作為揚水 裝置的一部分而開始使用的,環形鏈和最初的轉子(水車)也是這樣。
能源
史話中的許多重大事件都發生在希臘人統治時的中東地區,雖然人們常常說 希臘人有許多奴隸為他們干活兒,無需煞費苦心去搞技術發明。各種古代文 明中肯定都有滑輪。借助于滑輪,一個人可以用自己的體重來向下施加壓力, 從井里提起一桶水來。幾乎可以肯定地說,一個古希臘的匠人要做的事情, 就是把一個輪子用作不斷地運轉的揚水杠桿,在一個大輪的周邊裝上若干圓筒或罐子。
不能把牛訓練到能提起一桶水來,然而卻可以讓它們繞著一根垂 直的軸轉圈。但是裝有圓筒的輪子必須繞著一個水平的軸轉動。要解決這個問題,辦法就是采用最古老的齒輪(就是其栓釘對安在揚水輪的轉軸上的輪 緣成直角的普通齒輪)。
在若干代人之后,捆在輪緣上的罐子變成了與圓周吻合的水箱,在直徑 不變的情況下能揚更多的水。后來有人注意到,如果用水車在水流很急的河 里揚水,流水本身就能使水車轉動。如果在輪緣上安一些凸出的木板來增大 對水流的阻力,水流的力量可以使輪子運轉得很快。但是輪子不是非揚水不 可,整個傳遞過程可以倒過來。
讓水轉動輪子,輪子再轉動傳動軸:這樣, 任何轉動的裝置都可以用水力作動力。磨面的磨子顯然是能用水力作動力 的。到公元前一世紀,水磨雖然用得還不廣,但已為人們所普通知曉。
水平水車是一種較簡單的水車。它比垂直水車小得多,功率也小,但是 制造起來省木料,也無需多少水作動力。在公元前一世紀,一位希臘詩人寫 了一首歌頌水磨的詩:
啊,磨玉米的姑娘們,
你們磨得如此地來勁!
你們可以回去睡覺了,
留下鳥兒來歌唱黎明!
現在河中的仙女,
跳到了水車輪上,
輪子帶動了轉軸,
轉軸又叫磨子歌唱。
待羅馬人繼承希臘世界的文化遺產時,他們繼承了希臘人的全部水力工 業。而中世紀的拉丁基督教世界,卻是真正使用機械的最早的文明。到公元 11 世紀時,幾乎每一個教區都有水磨。水車逐漸開始派其他的用場,例如用 來轉動磨子和輾子。磨子和輾子又被用來磨橄欖,磨蘋果醬,用來壓麻子油 或菜子油,用來把菘藍屬植物壓制成染料,后來則用來把木炭研碎做火藥。
風車
公元 644 年,一個叫阿布·魯魯亞的制造風車的波斯匠人,因行刺哈里 發烏馬爾·伊本·卡圖布而被捕。644 年是風車見于文獻的最早年代。有專 門的資料提到于兩百余年后出現在塞斯坦(在伊朗和阿富汗的邊界上)的著名的風車,這種風車是從公元前一世紀才被人們所知的小亞細亞的水平水車 演變而來的,它的翼板安在一個垂直的風轉動軸上,在一個水平的平面 上轉動。
同樣,西方的垂直風車,則是由羅馬人維脫勞維斯所描述的公元前 22 至公元前 21 世紀之間的垂直水車演變而來的。這種風車稱為柱車,在 1180 年前后出現于法國,在 1191 年前后出現于英國。由于翼板無論何時都 必須跟風向垂直,包括磨石和傳動裝置的木頭車體就安在一根支承的立柱 上,一根長的杠桿從背后把它轉向迎風面。大概是在 1270 年于坎特伯雷出現 的所謂《風車詩》中,有幅關于這種風車的最早插圖。
不久之后從這種西式風車演變出的新式風車,于 1300 年前出現于法國。 新的塔式風車由一個固定的塔構成,塔包括磨石和傳動裝置,只有裝著 翼板的塔頂能迎風轉動。有時用一根尾桿達到這個目的,有時則是用裝在塔 頂里的一根杠桿。中世紀的這種風車插圖甚為罕見,但是在沙弗爾克的一個 教堂的彩色玻璃窗上有一幅圖畫,其年代為公元 1470 年。
對一年四季都沒有河流來驅動水車的所有歐洲村鎮來說,風車是一種福 音。它也有助于取消手推磨和牛拉磨。但是風車的成本高,因為互相競爭的 風車和水車同時使用是不可能經濟的。
鐵犁
歷史上曾有幾百年時間,我國在許多方面比世界上其他國家領先,最大 的優勢也許就是它的犁。在歷史上,西方落后的較突出的事例是:幾千年來, 數百萬人以一種效率極低,消耗體力極大的方式犁地,造成對人的時間與精力的最大浪費。 只有我國較早地擺脫了劣犁的束縛。
當中國犁最終傳到歐洲后,曾被仿制,同時采用的分行栽培法與種子條播機耬車,這直接引起了歐洲農業革命。
一般認為歐洲農業革命導致了工業革命,而且導致西方國家成為世界強國。 然而具有諷刺意味的是,這一切的基礎卻都來自中國,而決非歐洲本土所固有的。
最基本和通用的犁稱為阿得犁。它有一個淺犁鏵,僅能開出淺溝,因而有時也用于經常刮風和土壤疏松而干燥的地區。這類犁目前仍在西班 牙使用。這種農具的圖片,可追溯到公元前 3000 年的烏魯克。這種農具當時常常全用木料制作,因此沒有保存下來。
在我國,早期犁的考古證據是很不充分的。然而,從公元前 4 世紀以來 的古代著作已提供了犁地的證據。
我國出土的三角石犁鏵可追溯到公元前 4000 年甚至公元前 5000 年早 期。
因此,牛拉的阿得犁早在新石器時代就已使用了。
約公元前 16 世紀 真正犁(確切地說是旋轉犁)的青銅犁鏵,在瀕臨北部灣的越南境內出土, 這個地區當時與我國有貿易往來。但我國大多數犁鏵在那時似乎是木制的, 所以也沒有保存下來。 公元前 6 世紀,鐵包木或實心鐵犁已廣泛應用,這是世界上最早的鐵犁, 在質量上比西方通用的阿得犁好得多。
希臘與羅馬的阿得犁通常是用短繩捆 在犁的底部,它們分別被稱為斯坦戈犁和袖犁鏵。同中國犁相比, 它們既不堅實又不牢靠,即使是用鐵制作的也是如此。 公元前 3 世紀,隨著煉鐵和鑄造技術在我國的提高,導致了稱為輨 的犁鏵研制。先人們把這個時期發展的更堅固的非脆性可煅鑄鐵用于農業 中。
從一開始,輨這類犁鏵在設計上就比較先進,呈脊形,以便于犁土,而擋板以平緩坡度向上朝向中心,將土從犁上拋開,從而減少摩擦。大約在這 一時期,鐵犁已普及,而弓架式阿得犁開始廢棄(只有土質極疏松和風力極 大的地區繼續使用),而代之以較重而更有效的方框式旋轉犁。這種犁可以 用于粘性較大的土壤,而阿得犁太輕又不結實,對這種土質不適用。這種犁也可以用于阿得犁未能墾過的處女地。
公元前 1 世紀時,犁的寬度已超過 15 厘米,能夠開溝作壟。而在更寬的 壟的兩邊較深地疏通壟溝,至遲在公元前 4 世紀,我國朝廷官吏和學者就正 式推廣了框架犁。當時全世界沒有一種犁能比得上我國的這種犁,堅固、方框式、重型、結構良好的犁以及新的犁壁都是優于世界其他國家的各種犁的因素。但是,或許更重要的是使用可調節桿,改變犁片與犁梁之間的距離, 可精確地調整犁地的深度。
這種新的操縱方式對農民來說意味著,犁可以經過改裝而適應各種類型 的土壤、各個季節、不同的氣候條件以及不同的作用。犁確實成為具有多種 用途的農具,對農民來說,這像是鳥槍換炮了。羅馬人只有花大力氣傾 斜犁梁才能調節壟溝的深度,這是一種既笨拙又使人極易疲勞的辦法。歐洲 在整個中世紀時期大都處于這種情況。
到公元前 2 世紀,大量生產鑄鐵農具的私人作坊已遍及全國。公元前 100 年時,漢代朝廷在許多省份建立了大的官營鑄造廠。鐵器在百姓中已相當普 遍地使用,因此鐵犁對普通人來說是很一般的東西。那時并不缺乏這些先進 的鐵犁,它們在富家中并非稀罕之物,正像早期歐洲條播機頭 200 年間使用 時那樣。
到公元前 2 世紀或公元前 1 世紀,四種不同的犁壁已廣泛地應用于犁。 犁壁對于犁具有極大的作用。它是犁在土層的翻土絞部件,可將犁起的土輕輕地翻到一邊,使土落成整齊的壟坎,而不致造成堵塞。犁壁與犁鏵之間有 著良好的配合。由于有不同形狀和角度,因此土壤以不同方式翻動成不同形 狀。某些早期的犁壁已采用科學的蘇格蘭犁的設計先驅詹姆斯·斯莫爾于公 元 1784 年闡明的原理,他寫道(但他不知道先于他 2200 年已有人應用了此原理):
犁鏵背與犁壁能不間斷或不作突然改變地犁出連續而良好的表面。因 此,翻土必定從犁鏵一端空隙處開始,而犁鏵與犁壁必定根據同一原理制 成。
我國古代人民也知道,鐵犁鏵與犁壁的額外重量大大減少犁地的摩擦而 得到更多的補償。在 2000 年后,阿瑟·揚于公元 1797 年寫道: 犁的重量似乎沒有什么影響,這與一般看法相同?!绲闹亓繉︸R 的牽拉能力來說是微不足道的;較大的問題是粘性土壤的阻力,而減輕犁的 重量對此不起任何作用;只有恰當的比例才能解決這個問題。
結構良好的犁壁,可以將土塊翻得恰到好處,順利而又摩擦極少,因此, 好犁犁地就像是用刀切黃油,較重的刀就更容易切黃油。
所以,如果結構恰 當,較重的犁就會開出較細且較深的溝,而不會出現多少麻煩。 到中世紀晚期,歐洲才知道有犁壁這種東西,即使在那時,其結構也是 極其粗糙的。這種犁壁是將扁平的木片固定在犁上,提供有角度的表面,翻 上來的土就會與之碰撞而分向兩邊。
我國首先采用的曲形犁壁,到公元 18 世紀才出現在歐洲。由于歐洲缺乏這種犁壁,農民在犁地時不得不一次又一 次地停下來,從犁上抓下土和雜草,因為在犁地的尖鏵與把土塊翻向一邊的 粗壁之間沒有光滑的聯結表面。
增加的摩擦意味著需要有成群的牛拉犁,而 我國的把犁人一般只用一頭牛,很少超過兩頭牛的。 歐洲人通常要集資購買六至八頭牛用于犁最普通的地,以致不得不傾家 蕩產。這同時還意味著,將要留出更多的土地作牧場,這樣,就勢必會減少 為人生產糧食的土地??梢院敛豢鋸埖卣f,我國當時處在今天美國與西歐的地位,而歐洲當時卻處在今天摩洛哥這類國家的地位。
公元 18 世紀以前歐洲
原始的毫無希望的農業無法同公元前 4 世紀以后我國的出色的先進的農業相 比。 帶有壁的中國犁在公元 17 世紀時由荷蘭海員帶回荷蘭。這些荷蘭人受雇 于英國人,任務是排去當時的東英吉利沼澤和薩姆塞特高沼地的水,他們帶去了中國犁,后來被稱為羅瑟拉姆犁。因此荷蘭人與英國人最先在歐洲受益 于高效的中國犁。
中國犁還有一個別名,叫做雜牌荷蘭犁。這種犁在水 田里特別有效,因而歐洲人很快認識到,它在一般土地上也一定很有效。 這種犁從英格蘭傳到蘇格蘭,又從荷蘭傳到美國和法國。到公元 18 世紀 70 年代,它是最便宜而又最好的犁。
西方設計者在其后的幾十年間對這種犁 進行了革新:詹姆斯.斯莫爾于公元 1784 年制出的犁比這種犁前進了一步, 而 J·艾倫·蘭塞姆于公元 19 世紀制出的各種犁則又作了進一步的改進。由 于采用了鋼框架,產生了近代犁,它是對我國的犁進行多次改進的結果,也 是導致歐洲農業革命的極重要因素。
旋轉式風扇車
我國的揚谷方法比西方領先大約 2000 年。在收割和脫粒之后,用這種方 法把糠秕、碎稻稈和籽粒分開。最簡易方法甚至可以追溯到人工栽培谷物之 前:將谷粒拋入空中,最好是在有大風時,這樣,糠秕被風吹走,而籽粒落 到地上。其后采用簸箕,隨著手腕有節奏的抖動,就能把糠秕與重的籽粒分 開,即糠秕逐漸被簸到簸箕的前部邊緣,而籽粒留在簸箕的后部。后來,又 發明了揚谷篩。但我們的祖先并不滿足于這種等到有大風才能采用的揚谷方 法,或那種速度緩慢而又費力的簸谷法或篩谷法。
到公元前 2 世紀,他們作出了一項卓越的發明:旋轉式風扇車(即所謂飏車)。其模型已在古墓中發 現,用陶制成,帶有小型工件。倒入加料斗中的谷,不停地受到曲柄搖動的 風扇產生的氣流沖擊,風扇后面有一個大的進氣口,安裝在一個通向谷粒的、 寬而斜的通道的末端。風扇產生的風把糠秕通過一個位于飏車尾部的漏孔吹 到地上。籽粒則落到飏車中部外鍘下面放著的盛器(如籮、筐等)里。
另有 一種輕便式的旋轉式風扇車(輕便飏車)。這是一項重要的改進,因為原來 的飏車很昂貴,而輕便式的飏車可以出租,使其物主能夠收回成本。
還有一 種飏車,不是由適于一人手搖的小曲柄來操作,而是由與曲柄相連的踏板來 操作,這樣,操作人員就可以騰出手來同時干其他的活。 飏車一般主要在我國南方使用,與揚稻有關。盡管飏車最初是在北方發 明的,用于除去小麥和小米的殼,但在幾個世紀以后,傳到了南方。然而在 北方,出于各種經濟原因,這種農具卻被人遺忘了。
由于買不起飏車,許多農民重新使用傳統的揚谷法、簸谷法和篩谷法。 宋朝詩人梅堯臣寫了一首歌頌風扇車的詩,詩云: 田扇非團扇,每來場圃見。 因風吹糠籺,編竹破筠箭。 任從高下手,不為喧寒變。 去粗而得精,持之莫肯倦。
旋轉風扇車于公元 1700 年至公元 1720 年之間由荷蘭船員帶到歐洲。顯然他們是從當時荷屬東印度群島(今印尼)爪哇的巴塔維亞(今雅加達)荷 蘭移民那里得到的。大約在這個時期,瑞典人直接從我國南方進口了這種飏車。公元 1720 年左右,耶穌會傳教士也從我國把幾臺飏車帶到了法國。
因此,直到公元 18 世紀初,西方才有了飏車。而在此之前,主要是用揚谷和用簸箕簸谷。但至少在公元 16 世紀初期,西方人還有時用粗帆布和毯子等物粗略地簸去糠秕,極少人使用這種最原始的簸谷法,只有專門干這種活 的農民才使用。
據估計,公元 18 世紀前歐洲常用的最先進的簸谷工具是簸箕,如果由一位行家來干,每小時可簸谷 45 公斤。公元 18 世紀,瑞典人仔 細觀察了他們運到哥德堡的我國造的飏車,他們驚奇地發現,它一天能加工 17 桶谷(按:一桶約等于 1.6 立方米)。歐洲的工程師雷厲風行地改進了 設計,使之適合于歐洲谷粒的大小,甚至使之與機器打谷結合起來,這是我 國還未做過的。 我們再一次看到我國給了西方一個對西方農業革命極其必要的工具。
作為腳注,我們可說,盡管西方對我國的飏車做了較大的改進,但其原型直至今日仍在第三世界國家使用,因為它們發現我國的飏車比歐洲現代的同類揚谷機便宜得多,而且更加實用。
耬車
那些不了解西方農業史的人,在得知西方直到公元 16 世紀還沒有條播 機時,或許要大吃一驚。西方在使用條播機之前,種子是用手點播的。這是 極大浪費,而常常要把當年收成的一半谷物留作翌年播種。用于撒播的種子, 發芽后長成植株時,大家聚集在一起,互相爭奪水分、陽光和營養,而且還有個不能解決的問題是無法除草。 雖然條播機從未傳到歐洲,但中東的蘇米爾人在 3500 年前有過原始的單 管種子條播機,不過效率很低。
是我國在公元前 2 世紀發明的多管種子條播機耬車(后來印度也予以采用),才在歷史上第一次有效地播種。這種條播機只需要用一頭牛、一匹馬或一匹騾子來拉,并按可控制的速度將種子播成 一條直線。 我國出土的小型鐵樓鏵,年代大約為公元前 2 世紀。一位叫做趙過的政 府官員于公元前 85 年向京城地區推廣耬車。
在《正論》中保留下的片斷曾說: 牛拉三個犁鏵,由一人操縱,滴下種子,并同時握住條播機(耬車)。 這樣,一天內可播種 667 公畝。 后來的農學家王禎對此做了較詳細的描述。 劐……或播種用鏵,是耬車播種時用的鏵,類似三角犁鏵,但較小些, 中間有一高脊,10 厘米長,8 厘米寬。將劐插入耬車腳背上的二孔中并緊緊 綁在橫木上。這種鏵入地 8 厘米深,而種子經過耬腳撒落下來,因此能在土 中種得很深,并使產量大為提高。
用耬車耕種的土地,如同用小犁犁過那樣。 我國播種系統在效率上至少是歐洲系統的 10 倍,而換算成收獲量的話, 則為歐洲的 30 倍。而這正是經歷 1700 年的情況。在整個這段期間,我國在 農業生產率方面比西方要如此先進很多,以致在世界的這兩半部分之間只能 看到這樣的對比,即我國頗像今天所說的發達國家,而西方是發展中 國家。 西方的第一部種子條播機是受到我國的啟示而制成的。
但由于耬車大都 用于北方,遠離歐洲人常來常往的我國南方的港口,因此,實際的實驗樣品 并未運到歐洲。歐洲人所看到的只是關于它的概略的文字描述??陬^傳說和 書中不精確的文字描述與圖畫,不能使得到消息的歐洲人很充分地了解其構 造,他們不得不重新創制種子條播機。結果,歐洲種子條播機依據的原理十 分不同于中國的原理,這種情況正是屬于刺激性傳播,即某種思想的傳 播,不一定伴隨結構細節的傳播。
這樣,歐洲人終于有了他們的條播機,但 在工作成本上,它只會令人掃興。 公元 1566 年,威尼斯參議院給歐洲最早的條播機授予了專利權,其發明 者是卡米羅·托雷洛。留下詳細說明的最早條播機是公元 1602 年波倫亞城的 塔蒂爾·卡瓦里納的條播機,但很原始。歐洲第一個真正條播機是杰思羅·塔 爾發展起來的。
公元 1700 年后不久,此機便已生產,對其敘述發表于公元 1731 年。但歐洲的這種及其后那些類型的條播機既昂貴又不可靠。一直到公 元 19 世紀中葉,歐洲才有足夠數量的堅實而質量又好的條播機。 公元 18 世紀歐洲出現過詹姆斯·夏普發明的一種較好的種子條播機,但 只單行播種,而且太小,因此,其功能雖好,卻沒有引起足夠重視。由于缺 乏這方面的工程技術知識,歐洲在公元 19 世紀中葉以前的種子條播機基本上 無效,也不經濟。因此,歐洲在種子條播機這個問題上,白白浪費了兩個世 紀的時間,這是因為未能利用耬車固有的原理。
龍骨車
方形板葉鏈式抽水機(龍骨車)是由我國流傳到整個世界的最有益的發 明之一,龍骨車是由帶有提水(土或砂)的方形板葉的環式閉鏈構成的。 龍骨車可以把大量的水從低處提到高處。安置板葉鏈的斜度的最佳角度 大約為 24°。因此,如果板葉裝得合適能避免漏水,并且水車在整體上的穩 定性較好,就可以把水提升到大約 5 米的高處。 在中世紀的我國,龍骨車適用于運土運砂而不是提水,因此龍骨車是最 初的帶式傳運器。 我們不知道龍骨車的發明人及其確切的發明時間。盡管它可能存在于更早的幾個世紀之前,但是我們還是把它的起源時間定為公元 1 世紀。哲學家 王充(27~97)在他的《論衡》中講到龍骨車出現于公元 80 年左右。在其下 一世紀,龍骨車的設計有了很大的改進。從那一時期的正史中我們可以看到 記載,史料中詳述了京都洛陽的缺水情況。正史還告訴我們當時著名的中常 侍張讓(死于公元 189 年)向匠師畢嵐征集各種改進方案,來解決洛陽的缺 水問題: 他要畢嵐……制作方形板葉鏈式抽水機和空吸抽水機,置于和平門外 橋西,向該城市的南北道路灑水,因而節省了住在道路兩側的百姓向路上灑 水的費用。 到公元 828 年,龍骨車就已達到一種標準形式。正史對該年紀載如下: 大和二年二月,皇宮發布標準水車樣品,皇帝命令京兆府制造大量水 車,發放給住在鄭白渠沿岸的百姓,用于灌溉。 龍骨車用于土木工程及各地區的排水、灌溉和飲水供應。龍骨車的效果 如此引人注目,以致鄰國來訪的顯要人物及使節最后都在他們自己的國家推 廣采用。中世紀的朝鮮和越南曾經以這種農具來改造他們的農業灌溉技術。 公元 1221 年,龍骨車由出訪的我國使節介紹給土耳其斯坦的居民時,當地人 高興地驚嘆道:你們中國人在一切事情上都這樣精巧! 歐洲最早的方形板葉鏈式抽水機(龍骨車)制于公元 16 世紀,它直接模 仿我國的設計。到公元 17 世紀末,英國海軍仿制了我國的龍骨車,作船上排 除船艙污水用。荷蘭人 A·E·范布拉姆·霍克吉斯特把龍骨車介紹到美國, 他說在那里已證明有極大的用途。到公元 18 世紀,奧利弗·埃文斯在磨 面中采用了帶式傳運器,這就導致現代谷物升降機的發展。到公元 16 世紀, 歐洲挖泥船用挖斗代替板葉,這是現代采礦和開采業中采用的帶式傳運器上 排水設備的先驅。近至公元 1938 年,古典式的龍骨車再次由我國傳入美國, 用于從猶他州的大鹽湖中抽出可結晶的鹽水。
獨輪車
說來似乎令人難以置信,但西方確實在公元 11 世紀至公元 12 世紀前還 沒有獨輪車。已知西方最早出現獨輪車的一幅圖(保存在查特里斯教堂的一 個櫥窗里)的年代在公元 1220 年左右。只要想一想,使用獨輪車可以使任何 一項建筑工程所需要的勞力減少一半,那就不能不對西方在這之前竟然沒有 獨輪車感到驚訝,就像不能不對獨輪車的問世感到欣喜若狂一樣。 很明顯,在公元前 1 世紀,我國西南部的一個叫葛由的半傳奇式人物就 已發明了獨輪車。我們說很明顯,有兩個理由。首先,它可能在此之前 已經存在;其次,葛由可能是真名實姓的一個人,也可能是一個神化了的創 造獨輪車的巨匠的名字。有兩本書——甘豹的《神仙傳》(成書于公元 348 年)和劉向的《列仙傳》(匯集公元前 1 世紀至公元 4 世紀的事)——都記 載了四川西南部這位著名道士葛由制造木羊并乘木羊進山的事。木羊是對最 初的獨輪車的傳統稱呼,公元 3 世紀諸葛亮制造的獨輪車又稱木牛和流 馬。據說前者是人在前面拉,后者是人在后面推。 至今保存的最古老的獨輪車里約于公元 100 年繪成。它是在徐州出土的 一個棺槨襯板上的浮雕像。圖中清楚地展現了一個人坐在一輛獨輪車上的情 景。在四川成都出土的公元 118 年左右的墓穴中還有一幅同時代的獨輪車圖,一個人在推著一輛獨輪車。反映那一時期(漢代)歷史的其他一些繪畫 說明,當時獨輪車已經相當普及。最早敘述獨輪車制作方法的文字總是隱晦曲折、含糊不清。因為獨輪車 在其問世的最初幾個世紀中,在軍事上具有重大價值,所以其制造細節是嚴 格保密的。當時制造的獨輪車種類繁多,載重量一般可達數百公斤。有些車 上安有座位可以載人,有些則用于運輸物品。大量的獨輪車是用于運送士兵 的,以便運載他們到中國普遍存在的崎嶇難行的丘陵地帶作戰。如果沒有獨 輪車輸送大隊人馬,許多戰役根本不可能進行,也無法取勝。獨輪車的另一 用途是構筑活動防御工事,阻擋那些轉瞬之間就變換隊形的敵方騎兵的襲 擊。我國古代人民開發獨輪車的用途真是無窮無盡,他們甚至在車上安裝風 帆,使它在陸地冰上行進的速度達每小時 64 公里。 中古時期我國的許多繪圖都說明,獨輪車在當時已經遍及全國。我們有 幸還能從公元 1125 年開封(當時的國都)畫家張擇端所繪的名畫(《清明上 河圖》中見到形形色色的獨輪車。一輛空車正停在布店前,另一輛載貨物的 獨輪車正駛過一家染坊門前。在最豪華的旅店的門外還有一輛獨輪車在裝載 大布袋物品;在它旁邊,又有一輛滿載物品的獨輪車正在街道上艱難地行進, 上邊東西實在太多了,以致除了要一人在前拉、一人在后推外,還有一匹騾 馬拉邊套。由此可見在當時先人們的生活中獨輪車普遍存在的特色——而那 時它還沒有流傳到歐洲。 當時獨輪車的設計式樣很多。有的把車輪安在正當中,讓載重完全落在 車軸上;有的把車輪裝在前部,就像西方今日獨輪車的樣式。有些車用小輪, 有些則用特大車輪。有時為了便于駛過坑洼及其他障礙物,就在前端另加小 車輪。實際上,我國曾經有,而且現在仍然有多種式樣、多種規格的獨輪車。 許多設計至今沒有越出我國疆界流傳到西方,而有許多專用車都比西方人現 在普遍使用的樣式更為優越。我們可以誠懇地說:這一切形式的獨輪車,仍 然是西方還沒有看到的一項發明。
農具大觀
播種機
杰思羅·塔爾宣稱自己發明了播種機,可是播種機的研制,不僅在塔爾 的一生中,就是在他死后的很長一段時間里,競爭也是很激烈的。然而毫無 疑問,塔爾確實按自己的想法最先制造出了有效的播種機。他是個音樂家, 又是個律師,根本沒有必要去種莊稼。他的仆人和鄰居給他寫信時都稱他為 老爺農民。老爺農民是什么意思呢?是說他手無縛雞之力。他在自己的 農場試種三葉草,但是他雇的農民嘲笑他,后來竟罷起工來。他們認為塔爾 是個不切實際的空想家,滿腦子的怪念頭。 然而就象在農業上經常發生的事情那樣,有時一個聰明的門外漢倒有真 正的創見。塔爾看到,如果他能發明一種機器來進行大面積播種,他就能把 自己關于農業的理論付諸實踐,與此同時,還會減輕他對雇傭勞動力的依賴。 那時人們認為播種機的原理很簡單,可是試制出來后卻出乎意料,根本沒法 使用。早期的播種機是一輛帶輪子的車,車上有個裝種子的容器。車輪轉動 時,種子通過容器下面的金屬管或空心犁刀向下掉。每一個犁刀都在地上犁 出一條小小的犁溝;種子便掉進犁溝里。播種機后面有一個耙子,把犁開的 土耙回來蓋上種子。這種播種機之所以失敗,是因為機器不能有效地控制種 子從容器掉進土壤的速度。塔爾把風琴傳聲結構的作用原理用在他研制的播 種機上,從而解決了這個關鍵問題。他是用一個銅蓋和可調節的彈簧來控制 種子向下掉的速度,銅蓋和彈簧的作用方式宛如風琴機構中的簧片。塔爾看到,把播種機跟他用馬來進行的畜耕系統結合起來,能夠使耕作 發生變革:把點播改成條播后,農民除草和松土就方便了。雖然蘇格蘭人對 塔爾的整個系統都抱以熱情歡迎的態度,但是他的播種機只在自己的農場及 其周圍使用,并沒有得到推廣。到 19 世紀初期,英國人才開始廣泛使用播種 機播種。兩個薩??说牟シN機制造者,皮森戴爾的史密斯和利斯頓的加勒特, 幫助推廣了播種機(史密斯推廣播種機的方式,是用車接送那些愿意播種兩 英畝土地以獲取五先令報酬的人)。塔爾是一個被埋沒的人物,他的想法受 到嘲笑和剽竊。但是他確信他的系統總有一天會成為英國農業的基石。
玉米收割機
老普林尼在公元一世紀曾提到一種收割機,它有兩個輪子,形狀像馬車, 由馬或牛拉到莊稼地里進行收割。機器前端的鐵齒把玉米剪斷,使玉米穗子 掉進車里。 19 世紀初期,在蘇格蘭和英格蘭就頒發了數十項關于收割機的專利。 1814 年,一位職業是演員的發明家,首次在舞臺上用他發明的收割機來收 割莊稼。然而真正實用的玉米收割機,卻是一個叫帕特里克·貝爾的蘇格 蘭人在 1826 年發明的。 他做了若干三角刀,將其安在收割機前面的兩根水平桿上,下面一根桿 是固定的,上面一根桿通過齒輪由兩個車輪帶動,作往復運動。轉動的翼板 幫助把玉米送向剪刀,每刈一次都由帆布圓筒將其放倒在一邊。出于人道主 義的原因,為了不讓人由于他的收割機而賠錢,他拒絕獲得專利。由于貝爾 手頭拮據,他的收割機用的材料差勁,作工粗糙,只能說基本成功。糟糕的 是沒有一家大公司愿意生產他的收割機,其原因大概是當時有不少英國人反 對脫粒機。 貝爾的一些收割機運到了美國,他自己也于 1832 年到了美國。他一發現 有人對他的收割機感興趣,就興致勃勃地進行介紹,那兒的情況大不一樣: 一個很大的大陸正等待著人們去開發。麥考密克和赫西這兩個美國人,于 1851 年把他們的收割機帶到了英國。他們獲得了專利權。但是后來證明,貝 爾的收割機只要制造得好,比起他們的收割機并不遜色。
割草機
最早的割草機,托馬斯·普拉克內特用來割玉米和草等的機器,于 1805 年獲得專利。它很簡單,包括一對由軸導向的馬車輪,通過嚙合使一個跟地 面平行的大環形刀片轉動,但是這種割草機很快就被淘汰了。1830 年,英國 格洛斯特郡斯特勞德的埃德溫·巴丁,獲得了用來收割莊稼,用來給草坪和 游樂場割草的刈割機的專利。這種刈割機在普拉克內特的收割機的基礎上, 大大地前進了一步。巴丁的 19 英寸的滾筒式割草機,實際上很像當代的割草 機,只是割草機上的收集箱像一個盛種子的簸箕。它是利用轉動剪切原理, 活動的刀朝著固定的刀轉動。這種方法是李斯特紡織廠用來剪掉布匹上的絨 毛的方法(巴丁曾任該廠的工程師)。發明者強調他的機器可以割干草(當 時已廣泛使用割草法,用長柄大鐮刀割,但是草必須是濕的),但是承認遇 到很深的草得割兩下。他補充說,鄉下的紳士們可能發現我的機器又好使, 又不費勁,又衛生。事實上,沒有多少鄉紳聽他的——那些身強力壯的人 喜歡炫耀自己使用長柄大鐮刀的本領。 1832 年,伊普斯威奇的蘭塞姆獲得了制造巴丁的割草機的特許,還有別 的人獲得特許,但是蘭塞姆在競爭中獲得了最后勝利。1869 年引進了側輪,從而降低了割草機的成本。最初一般都是使用馬拉的割草機。馬拉的割草機 有個毛病,就是馬蹄常常踩壞草坪,馬的大小便還得清除。1893 年,大莊園 開始采用萊蘭蒸汽割草機。這是機械化的開端。大約在 1899 年,蘭塞姆開始 采用內燃機來作割草機的動力,在 1902 年制造出了 42 英寸的自動割草機(機 器上有一個供司機用的鞍座),用來給運動場的草坪剪草。美國在 1914 年研 制出了聯合割草機(若干機器聯在一起同時運轉),在 1926 年試制成功了第 一臺電動樣機?,F在我們有坐在控制臺上進行遙控的氣墊割草機:又有趣, 又實用,而且無須訓練就能操縱。 脫粒機 蘇格蘭的安德魯·梅克爾(一個安裝工的兒子),發明了第一臺成功的 脫粒機。他的玉米脫粒機包含了許多天才人物在長期的社會發展過程中作出 的貢獻,是一項集社會大成的發明。在這以前若干世紀就有簡單的脫粒機了。 中國人用碾滾繞著圈碾玉米;羅馬人用下端有齒的重木錘來給玉米脫粒。 蘇格蘭發明家們曾發明采用轉動原理的連枷。揚場機也采用了類似的原 理。詹姆斯·梅克爾(安德魯的父親),使蘇格蘭有了第一臺成功的揚場機。 他用木頭做了一個驅動滾筒的結實機架,把耐用的布或皮子一條一條地固定 在機架上。滾筒轉動時產生風,把穗子和莖稈吹走,剩下糧食。兒子無疑從 父親那里得到了借鑒;在制造脫粒機時,安德魯采用了打麻機的原理,靠其 速度對玉米束的作用,把玉米粒兒打下來。開始是用馬來帶動機器,后來用 蒸汽機,爾后蒸汽又為水力所取代。 然而脫粒機在英國卻并不受歡迎(在美國較有用武之地),而且是 19 世紀 30 年代的一次農村騷亂的起因之一。冬天地里沒活兒的時候,對農場的 農民們來說,在棚子里用連枷脫粒是整個冬天的活路,使他們聊以敷生,不 至于討教區救濟?,F在脫粒機要改變這一切,是多么大的威脅!因此,脫粒 機成了卡普頓·斯溫暴亂的主要攻擊目標。這次暴亂于 1830 年在肯特開 始鬧起來,很快地發展到產玉米的若干個縣。為了不讓把打場的棚子燒掉, 許多農民都把脫粒機搬到院子里,讓鬧事的人們破壞。 雖然這次暴亂遭到了無情鎮壓,脫粒機的推廣卻放慢了;東英吉利的許 多農民,直到 19 世紀末葉還在使用連枷。連枷在劍橋郡稱為窮棒子,因 為農民曾跟教區官員達成妥協,讓失業農民在棚子下用連枷脫粒。在 19 世紀 后半期,大多數脫粒工作都是用脫粒滾筒來作。脫粒滾筒最初是用 一臺小型蒸汽機來驅動,后來改用牽引機驅動。
翻草機
1820 年,羅貝爾·薩蒙設計出一個種翻草機,它能將割下的草翻身,使 草的另一面也能風干。 以前,人們用長柄鐮刀割草,割下的草在原地曬干,然后由婦女們用叉 子將其翻轉鋪開,兩面都曬干后再將其重新收好。這樣的勞動需要很多時間, 而且收割機要受天氣支配。 在羅貝爾·薩蒙發明的翻草機上,兩個大的拖動輪裝在一根軸的兩端。 它可以使一個兩米寬的上面布滿金屬尖齒的滾筒運轉。當馬前進時,滾筒上 的尖齒就隨之轉動,這樣便可將草抓住并把它拋向空中。 這種機器一大完成的工作量相當于過去 15 個割草婦女的工作量。若牽引 的馬匹好,這種翻草機還會翻得更多。顯然,這個僅能把草散開的機器是很 簡陋的,它的不足之處妨礙了它的發展。20 年后,帶叉的翻草機問世了。直到 1930 年人們一直使用這種齒叉式翻草機。1930 年以后,才由摟一排式翻 草機取代了它。 草打捆機 1853 年,美國人埃默里發明了草的打捆機。那時,美國一些發展很快的 大城市需要大量的干草,以飼養那些用于工業和運輸的馬匹。為了方便運輸 把這些草壓緊、捆實是必不可少的事。 埃默里發明的打捆機是一種水平壓力機,在打捆箱兩端的延伸部分各裝 一個功能如活塞的檔板,而草則放在箱內。由馬來拉動一套鏈子和滑輪機構, 使打捆箱兩端的擋板作相向運動,從而將草壓緊。這種打捆機每小時可打 5 捆草,每捆重 250 斤。但是,當機器運行時,仍需幾個工人做輔助工作。 1872 年,戴德里克在此基礎上研制出可連續生產的打捆機,從而加快了 生產的節奏。這種打捆機在美國和英國取得了極大的成功。 由于需要不斷提高生產能力, 1884 年又采用了可以連續生產的蒸汽壓 力打捆機。這種打捆機在將草壓成捆后,會自動將草捆彈出,然后由人工用 鐵絲捆好。
收割機
從 1800 年到 1810 年,許多英國人米爾斯、泰勒、格拉德斯通、薩蒙等 對收割機作了進一步改進。 1811 年,史密斯研制成了一種用馬推動的收割機,它用一個貼地面旋轉 的切割圓盤來收割小麥。 1820 年,英國人布朗發明的割曬機能把小麥打成捆。這也是第一個牽引 式收割機。它用裝在滑架右側帶齒的水平臂進行收割,由在側面往復運動的 利刃割下麥子。再通過旋轉翼將割下的麥子送到收割臂后面的平臺上。 1826 年,英國的帕特里克·貝爾神甫研制成了一種收割機,它用兩匹馬 拉動,用一個名叫木翻輪的旋轉葉片裝置抓住小麥,一對帶齒的刀片則將麥 子割下。齊根割下的麥子由翼輪拋到傾斜著的帆布上并在上面打好捆。這種 靈巧的機器一直是手工制作的,但一般這種機器只能用一個季節。 1831 年,賽勒斯·麥克·考密克繼續他父親的試驗,研制用兩匹馬牽引 的收割機。這種收割機有一木翻輪和一個帶著鋒利尖齒、像鋸那樣做往復運 動的切割臂。 1833 年出現了赫希式收割機。這種收割機僅有一個簡單的牽引式切割 臂,上面裝有如同剪刀那樣交錯運動的刀片進行側向切割。 1851 年,這兩種收割機在倫敦展覽會上引起轟動。隨之引起貝爾推動式 收割機的支持者與美國式收割機支持者之間的一場論戰,結果美國式收割機 的支持者占了上風,因為牽引式收割機更為簡單。 1854 年麥克·考密克式收割機由于增加了伯吉斯和基系統而得到改進, 使收割小麥更加方便。這種收割機還裝有一組滾輪,接收剛割下的麥子,然 后沿著機器有規律地自由旋轉,形同一條傳送帶。
打捆機
1871 年,美國沃爾特·伍德獲得了鋼絲打捆機的專利權。當時這種打捆 機還在英國展覽過。 1858 年,約翰·弗·阿普爾比發明了繩子打捆機,因為當時繩子的價格 昂貴,所以直到 20 年以后,這項技術才得以發展。然而由于這種打捆機很靈 巧,因此他的發明仍有一定參考價值。
1878 年,制造商迪林生產的打捆機就采用了阿普爾比的打捆方式。 自動收割脫粒機 1888 年,美國人貝斯特提出了自動收割脫粒機的設想。但是,這個計劃 一直未能實現。 直到 1938 年,澳大利亞工程師湯姆·卡洛爾為了美國梅?!锼构?的利益開始在阿根廷推廣使用這種自動收割脫粒機。
自 1922 年起,梅希—哈里斯公司將這種由牲畜牽引的收割脫粒機投入了 商品化生產,并為它配備了一臺輔助電動機,用來同時驅動切割、脫粒、凈 化和裝袋等機構。
1944 年,梅希—哈里斯公司得到美國政府的專門委托生產和推廣使用 500 臺自動收割脫粒機。直到這時,這種收割脫粒機才真正得到大力推廣。 專門成立了一個收割大隊,于當年 5 月從得克薩斯州和加利福尼亞州開始工 作,然后再逐步向北方推進。到收獲季節結束時,這個大隊收割了成千上萬 公頃的土地,使所有的人都信服了這種新式收割機的效率。
軸向連枷收割脫粒機
美國的國際收割機公司和新荷蘭公司于 1962 年開始研制軸向連枷收割 脫粒機,然而直到 1975 年才生產出第一臺樣機。 這種綽號為軸流機的新式收割脫粒機自摩托化后,使收割機械發生 了極大的變化。 用老式的脫粒機脫粒時,小麥經常抖落到脫粒機前面,因此,為了提高 脫粒機的能力必須增加脫粒機的寬度和振抖器的長度。
而這種新型的所謂軸 流機在分離裝置和連枷脫粒裝置方面卻有著全新的特點。它利用了撞擊作 用、摩擦作用和離心力。脫粒時,收割下來的麥子通過一個比麥稈長幾倍的 隧道形籠子,籠內裝有反沖連枷。在中心部位配備的連枷按螺旋線排列,這 樣可使小麥在籠內緩慢行進。 采用這套系統可使收割脫粒機的結構緊湊,從而解決了因機體過于龐大 而無法推廣的難題。
圓柱體麥桿打捆機
為了把麥捆打成圓拄體而不是矩形體,1958 年美國的艾利斯—查默斯公 司把羅托·巴勒研制的圓柱體打捆機投入商品生產。該機可以把麥稈捆成直 徑為 36 厘米到 56 厘米,長 0.91 米,每捆重 18 到 45 公斤的圓柱體。 現在,這種打捆機可以打 600 多公斤重的麥捆。
拖拉機
用蒸汽作動力的拖拉機
望著那無垠的田野,美國農民很希望發展直接牽引裝置,他們發明了三 個輪子的農機具,即后面有兩個大輪載著鍋爐,前面一個小輪用來導向。1829 年,凱斯公司試制成功這種拖拉機,三年之后,美國西部的大農場已普遍使 用這種農機具。
用蒸汽作動力的中耕機
1860 年,英國中尉霍爾基特研制了一種用蒸汽作動力的中耕機。它的兩對軌道間距 18 米,分別置于農田的兩側。中耕機掛在橫跨軌道之間的懸橋 上,這套裝置備有兩個蒸汽機,它們分別裝在每對軌道上。 所有其他的農機具都可安裝在這種中耕機上,它可以耕地、耙地、打攏、 播種和收割,還可以種菜和澆水?;魻柣仉m然比其他發明家們更雄心勃勃,但裝備這種機器耗資巨大, 因此,他并未獲得預期的成功。 伯格式拖拉機 人們一直在想把柴油發動機裝在蒸汽發動機的底盤上。
1889 年,美國人 伯格首先實現了這個愿望。他發明的底盤與蒸汽機底盤極其相似,并由查特 煤氣機械公司試制成功。 1892 年,美國衣阿華州人約翰 M·弗羅利克在辛辛那提市為范杜茲煤氣 和汽油機械公司制造了一臺作為農用牽引機的內燃發動機,這是第一臺真正 實用的內燃拖拉機,也是約翰·迪爾式拖拉機的前身。 艾維爾拖拉機 1901 年,美國人丹·阿爾邦發明了三輪拖拉機。但前輪太輕,常因負荷 過重而翻車。盡管它有這樣的缺點,還是取得了一定的成功。
1904 年,美國沙普斯帕騰奧托割草機和拖拉機公司生產了一種超小型拖 拉機,這種拖拉機還能裝上切割臂,用來割草。 哈特和潘式拖拉機 正像德國人弗勒利希那樣,美國人哈特和潘于 1902 年也研制出一種重型 實用的四輪式拖拉機。 1905 年,美國創立了第一個拖拉機制造專業協會。該協會的商業部領導 威廉斯決定采用這種當地尚以汽油機為引擎的拖拉機。至今,我們在某些廣 告宣傳畫中還不時采用它的形象。
古吉斯式拖拉機 1906 年法國人埃米爾.古吉斯制成第一臺這樣的拖拉機,該機還可充當 發動打捆機的獨立的動力裝置。 福特式拖拉機 亨利·福特是美國一個農民的兒子,甚至在他成批生產游覽汽車之前, 就已經開始制造拖拉機了。
1907 年,他的第一種型式的拖拉機后輪采了打捆機的型式,而其軸和前 輪的控制機構則采用 K 型福特汽車的型式。 沃利斯·克拉布 1913 在拖拉機的發展史上,1913 年標志著一個重要歷史階段的開始。自此以 后,拖拉機就向小型化、輕型化和運行更快的方向發展。如布爾式拖拉機就 是這種新型拖拉機的原始型式,它在美國明尼蘇達州的明尼阿波利斯市首先 制成。
布爾拖拉機的第一種型式就叫做沃利斯·克拉布。人們稱這種拖拉 機為無車架(即取消了蒸汽機的沉重骨架)式拖拉機。 然而,這種拖拉機的缺點是它的鋼制發動機的外殼和 U 形傳動軸使發動 裝置的背部隆起過高。 福特 1917 式拖拉機 1917 年,美國福特式拖拉機經過改進后,已經開始進入工業化生產階 段。毫無疑問,這種福特 1917式拖拉機在當時所有型式的拖拉機中處于 領先地位。
當時,拖拉機的底盤是鍋爐鋼制造成的,相當沉重。而福特認為若用鑄 鐵制做底盤,則嫌太輕,會給拖拉機的耕作帶來困難。這種拖拉機有四個鋼 制的輪子,由燃油或燃液體石蠟的馬達驅動。這種拖拉機相對于它的動力來講,車身較輕和運行狀況良好是它的成功 之處。但是,它取得成功的更大契機來自同年美國的參戰(第一次世界大戰)。 當時,大量駕車、拖犁的馬匹被征調往歐洲。
農場式拖拉機
1924 年 7 月國際收割機公司展示了農場式拖拉機,它是多用途拖拉機的原始型式,它的出現對于拖拉機的概念和使用都是一場變革。 這種拖拉機適合進行深耕、耙等多種操作。陸續出現的新附件與日俱增, 其數量和功能也在不斷增長,它有一根相對于地面保持一定高度的后軸,由 兩個相距一定距離的大輪子支撐著。拖拉機的前部則配備有較為接近的兩個小輪子,使之能夠從耕作線之間通過。還有一個小掛鉤,它可以掛上人們想 要掛的任何附件。
輪胎式拖拉機
美國佛羅里達州種植了很多檸檬樹,果農們很快發現拖拉機會損害樹根,于是在 1828 年想出了給拖拉機的鋼輪外加一層橡膠保護層的辦法。1931 年,古德里奇公司制造出實心輪胎。即把一條很厚的橡膠帶固定在鋼輪外緣 上。 1932 年,美國菲爾斯當輪胎和橡膠公司把他們生產的充氣輪胎裝在了艾 里斯·查默斯式拖拉機的鋼輪上。但是,在試驗時未能測試出輪胎的抗爆裂 強度和牽引時的承重能力。然而,該公司卻試制成功了加水輪胎,在加水輪胎中,水的重量較為合算的代替了鋼的重量。
第二次世界大戰之后,輪胎制造業推出了適用于各種拖拉機的充氣輪 胎,用軸上附加生鐵來代替作為壓載的水。為了使輪胎有足夠的抓地力并避 免由于車輪在地面滑動而損失過多的能量,人們研究了輪胎著地面的形狀問 題。 最后一項革新是鄧洛普公司于 1965 年采用的穩定輪胎架。這種輪胎架性 能好,又非常柔韌,無論是對地面還是對輪胎架本身,應力分布都很均勻。
可攜各種農具的拖拉機
人們很快發現,用掛鉤牽引農具的拖拉機于工作不利,因為只要遇到土 地不平處稍有抬起時,掛鉤就有向下倒從而脫鉤的問題,此外,拖著農具駛 到農田中的這段路上還會出現很多其他問題。 法國的圖朗公司于 1907 年,美國的國際收割機公司于 1918 年先后推出 了第一批可攜帶的工具。而在這方面作出獨創性發明的則是愛爾蘭的機械師 哈瑞·弗格森,他發明了由三部分標準構件構成的車鉤。
1939 年美國采用了 他的發明。 弗格森的發明是在犁架上增加一個上部固定件,此固定件引導牽引力向 下,并傳向前面,同時使拖拉機車輪對地面壓力保持恒定狀態。這種挽具還 配備有一套液壓操縱系統。 弗格森把他的這套挽具介紹給了福特公司,雙方聯合起來大批生產這種 帶液壓操縱裝置的拖拉機挽具。不到 15 年,弗格森就奠定了他在世界拖拉機 市場上的領導地位。1953 年,他的公司與梅希·哈里斯公司合并,1958 年定 名為梅?!ジ裆?。
履帶式拖拉機
為了提高蒸汽動力拖拉機的運載能力,1905 年本杰明·堆爾特產生了制 造履帶式拖拉機的念頭。這個青年人從 1890 年到 1910 年經過長期奮戰,終于使自己成為專門生產蒸汽機拖拉機的行家。由于蒸汽發動機的功率有所提 高,從而使拖拉機的重量也能有所增加,但是增重也使拖拉機更容易陷入泥 潭。解決這一問題的辦法是加寬拖拉機行走機構的接地面積,以減輕其對地 面構成的壓力,于是履帶式拖拉機誕生了,它較好的解決了拖拉機的增重問 題,提高了拖拉機的越野能力。
擠奶機
19 世紀中葉在發明擠奶機以前,為便于擠奶,最早用的是麥桿。人們把 麥桿插到奶牛的乳頭中,埃及人早在公元前 38 世紀時就使用了這種方法。 1836 年,在英國出現了用管子擠奶的方法。1852 年,美國的新英格蘭 農場提出用紅喉雀的腿骨代替麥桿擠奶的新方法。 真空擠奶器 1862 年,美國人科爾文發明了第一個真空吸奶器。用一組塑料套管把四個乳頭套住,借助于其上的捏手產生真空,奶就從乳頭中吸出,流入放在乳頭下面的接奶容器里。
此后,1889 年,蘇格蘭人威廉·默奇蘭德發明了一個 連續擠奶的裝置。由一根總管同每欄的兩根支管連接,借助于一個水柱裝置 產生真空。在吸奶的時候,把幾個奶頭套管與分到每欄中支管的管接頭連接, 并置于乳頭下,這樣奶便流入奶牛身下用皮帶固定的桶里。 遺憾的是這種機器有兩個缺點:第一會使乳頭經常發炎;第二還要用一 個人操作真空泵,三個人不斷調換 6~9 個接奶的桶。
可變換真空度的擠奶機
1895 年,蘇格蘭人亞歷山大·希爾茲博士試圖利用搏動原理實現間歇式 吮吸動作(像牛犢吸奶那樣),這個方法不會給奶牛帶來痛苦,在他發明的 真空裝置中采用了一種真空隔斷閥,它可使真空度在 11.5~37.5 汞柱之間 變化。杯式硬橡膠制擠奶器構成了一個獨特的小室。 1902 年,赫爾伯特和帕克、以及 1903 年吉利斯都跨出了最后的極為重 要的一步,發明了雙層壁的杯式擠奶器,并帶一個橡膠質軟導管,一個脈動 真空室,真空度有規律地在 0~37.5 厘米汞柱之間變化。
壓力擠奶器
1892 年,丹麥人詹斯·尼爾森研制了一臺擠奶機,這種擠奶機可以模仿 人工擠奶時對牛乳頭的壓力運動。 用一對裹著橡膠的靠墊夾在每個乳頭上,用一個由手柄驅動的鏈式系統 所產生的向心壓力和振動力來驅動那些小靠墊,使之產生類似人工擠奶的動 作。 這種奇特的擠奶器從未投入過商品化生產,因為搖動手柄與人丁擠奶需 要的人力一樣,此外,使用這種機械擠奶時,奶牛也顯得煩躁不安。
奶的冷凍裝置
1850 年,美國人勞倫斯發明了第一個冷凍奶的裝置。 勞倫斯發明的冷凍機要固定在奶制品車間的墻上,其安裝的高度要足夠 在其下面放置一攪乳器。先把奶倒進一漏斗中,然后令其通過制冷區,此制 冷區中心是一個蛇形立管。這個管子內自下而上地流動著冷水,隨著牛奶的 下降,上升的冷水與下降的熱奶之間進行熱交換,最后,牛奶落入攪奶器時 已降至 6℃。 這一發明是個不小的進步。
直到那時,因剛擠出來的牛奶的溫度(牛的體溫是 38.5℃)非常適合細菌繁殖,故迅速制冷是貯存牛奶以便運輸分配的起碼步驟,也是奶制品工業發展初期必不可少的措施。 擠奶流水線 法國農業科學研究院和科技推廣署共同發明了對站在直線運輸器上的奶 羊進行擠奶的流水作業車間,并于 1979 年在巴黎農業博覽會上獲得 S·I·M·A 銀制獎章。
現在由瑞典阿爾發—拉瓦爾公司生產這種命名為勒迪克杜爾的擠 奶室。 在一個槽子的兩邊都裝有吸奶器,兩個各載五到七只奶羊的小車子在鐵 軌上作直線往復運動。 奶羊登上第一輛車后,擠奶器為它們裝上杯狀吸奶嘴,在為第一輛車上 的奶羊擠奶的同時,使第二輛車上的奶羊就位,取下吸奶嘴后,由第二輛小 車上的奶羊取代第一輛小車上的奶羊,以下操作照此類推。一個人操作這臺 裝置每小時可以為三百只羊擠奶。 這種方法也適用于奶牛。
脫脂機
1877 年瑞典人居斯塔夫·拉瓦爾發明了脫脂機,并于 1879 年獲得皇家 金質獎章。 其使用方法如下:把奶放入一個鍋爐間,加熱到脫脂最佳溫度——30℃, 然后通過硬管子引到另一個容器中,由蒸汽發動機驅動使其高速旋轉,在很強的離心力作用下,密度不同的液體被分離。這樣,較重的脫脂奶,被甩到 容器的外圈,而較輕的奶油則集中在容器內側。然后用管子將兩種產品分別 引入不同的容器里。 在這種拉瓦爾脫脂機問世以前,人們把奶和在一個作為濾器的小盤里, 僅靠重力作用進行脫脂。
拉瓦爾脫脂機表現了更高的效率,從傳統的脫脂方法轉變為機器脫脂, 而且獲得了質量更高的奶油。 直到 1950 年,拉瓦爾脫脂機才被廣泛采用,整個歐洲和美國生產黃油的 農場幾乎都使用了這種脫脂機。 此外,離心力原理還廣泛應用于工業和生物實驗室。
1895 年,美國紐約 的瓦林公司制造的新美國脫脂機是拉瓦爾脫脂機的派生型式,美國人制 造的脫脂機可以連續生產黃油。 提升運輸機 1875 年,美國人基斯頓發明了草的提升運輸機。 運輸由馬牽引著的一輛拖車承擔,因有兩個突出的輪子上裝有一傾斜平 板。
當馬前進時,運轉的輪子帶動了布滿金屬齒的圓柱齒籠,齒籠將草從地 上抓起,并提升到皮帶運輸機上。 當草上升到斜面的最高點時,另有一個鎮壓器在拖車上起平衡作用。
這樣,隨著馬在田野中前進,不斷地將草抓起,再沿斜面板提升,最后直接把 草放到拖車上。 美國生產了大批基斯頓式提升運輸機。許多歐洲公司在尚未有他們自己 的提升機時,也在這項專利的許可下生產這種提升機。
1893 年美國伊利諾斯 州著名手工業者迪爾將一種類似的提升機投入了大規模生產,這種提升機僅 驅動輪與前者有區別,它的驅動輪不是與滾筒連接,而是與一個能帶動 8 個 齒耙的曲拐相連。這 8 個齒耙能前后上下運動,將草收攏后再放到提升運輸帶上。
精耕細作話農技
農業生產
農業生產是在一定的社會、自然和科學技術條件綜合作用下的生產活 動。各國農業有不同的背景和發展道路。1949 年中華人民共和國成立后,我 國人民回溯、總結我國有悠久歷史的農業技術經驗時,創用了精耕細作這一詞匯。
毛澤東也曾經指出:我看中國就是靠精耕細作吃飯。精耕細作,對我國古代農業科學技術特點來說,是一個精辟的概括和總結,它 也給我國農業科學技術現代化指明了前進的方向。
我國農業活動最早見于文字已經有三千多年。但是農業科學作為一門學 問發展起來,還是春秋戰國時期的事。在公元前三世紀戰國末年寫成的《呂氏春秋》里面,有《任地》、《辯士》、《審時》等篇。這幾篇著作強調因 時、因地制宜,特別重視人的主觀能力作用,發掘土地增產潛力,稱得上是 我國精耕細作農業科學技術的發端。 這一發端在漫長的年代里不斷豐富、發展,形成了我國獨特的精耕細作 優良傳統。
古代農民很早就注意到土宜,對土壤逐步加深了認識。大約寫成于 戰國時期的《禹貢》里面,列舉了當時九州的各種類型的土壤和主要農作物。 書中把雍州(今陜西、甘肅一帶)的土壤叫做黃壤,就是黃土層;把揚 州(今長江下游)、荊州(今長江中游)的土壤叫做涂泥,因為那一帶 當時大然沼澤很多,開墾出來是低濕田地;把青州(今山東東部)的土壤叫 做海濱廣斥,所指大概是海濱地區的鹽漬土。
這都同實際情況相符合。 書中為種種不同的土壤、壚、涂泥、斥等名稱,并且把壤 又分成白壤和黃壤等等。不少土壤名稱到現在仍然為廣人群眾所沿用。
春秋戰國時期的《管子》一書里面,有一篇《地員》,可說是講土壤的 一部專著。它把土壤分類同地下水位高低以及宜于何種作物和植物都聯系了 起來。它把九州的土壤,就它們的肥沃程度,區分上、中、下三級,每級都 包括六種,一共是十八種。這種分辨土壤、因土種植的傳統經驗,一直為后 世所繼承。
元仁宗皇慶二年(公元 1313 年)成書的《王禎農書·地利篇》中說:天 下地土,南北高下相半。且以江淮南北論之:江淮以北,高田平曠,所種宜 黍稷等稼;江淮以南,下土涂泥,所種宜稻秫。又南北漸遠,寒暖殊別,故 所種早晚不同;惟東西寒暖稍平,所種雜錯,然亦有南北高之殊。這講明 南北不同緯度、日照、氣溫以及不同土質、東西不同海拔高度、干濕寒暖, 各有所宜種植的作物。
我國古代就有強土和弱土、輕土和重土、緊土和緩土、肥土和瘠土、燥 土和濕土、生土和熟土、寒土和暖土等分法。種種性質不同的土壤,如果不 合用的話,人們都可以設法加以改良,使它適于作物的生長。
《呂氏春秋·任 地篇》就講,要使堅硬的土變得松軟些,要使松散的土變得堅實些;要使貧 瘠的土壤沃些,但是又不讓土壤過肥。公元前一世紀西漢后期的《汜勝之書》 里面還記載了強土弱之、弱土強之的辦法;過于堅硬的土壤(強土), 可以在開春的時候犁過,然后再耙,等上面草長起來,再翻一遍,下過小雨 之后,又再犁過使土里不見硬塊為止,這樣使強土弱化。
過于松散的土壤(弱 土),要在杏樹一開花的時候就犁,杏花落的時候再犁一遍,每犁一次就壓 一次,等上面草長起來,再犁,再壓:更松的就叫牛羊在上面踐踏,這樣使土壤變得堅實一些。這種適時精細耕作的改土效果很明顯,古農書上曾有田 雖薄惡,收可畝十石的稱譽。十二世紀南宋《陳敷農書》中曾指出,過肥 的黑壤土也不利于作物的生長發育,須用生土以解之,用摻生土的辦法, 克服苗茂而實不堅的弊病。
戰國時期,黃河下游有大片鹽堿地(古稱斥鹵)不能利用,當明一 個名叫史起的人,領導人們挖灌排水渠,利用漳水灌溉洗鹽,使鄴郡種上水 稻,鹽堿地長出好莊稼。當時民歌就有鄴有圣令,時為史公,決漳水,灌 鄴旁,終古斥鹵,生之稻粱的稱頌(見《呂氏春秋·先識覽·樂成篇》)。
明神宗萬歷十九年(公元 1591 年)袁黃撰寫的《寶坻勸農書》里面也提到: 瀕海之地,潮水往來,淤泥常積,有咸草叢生,……其地初種水稗,斥鹵 即可,漸可種稻。把大片鹽堿不毛之地,通過種植耐鹽植物和水利土壤改 良等措施,轉化成為豐田產。無疑,這是我國古代勞動人民在改土造田方面 的光輝成就之一。 在開田造地的艱巨事業中,還必須提到梯田。從什么時候起了梯田,現 在說法不一。
四川彭山崖墓中發現過漢代陶水田模型一方,陶水田田面呈魚 鱗狀,可能就是梯田的雛型。文字上最早提到梯田名稱,見于宋教宗乾道八 年(公元 1172 年)范成大(1126—1193)所寫《驂鸞錄》,提到袁州嶺阪 上皆禾田,層層而上至頂,名梯田。不同條件的地區,梯田的修筑形式和 效果差別很大。例如西北黃土地帶,主要是為著攔截水土,當地農民現在還 有水不下源、土不下坡、泥不出溝的說法。而南方丘陵地區的梯田,結 合豐富的水源條件,產生了對水土高度利用的效果。
宋代朱行中有詩句:水 無涓滴不為用,山到崔嵬猶力耕(據方勺:《泊宅編》),很恰當地道出 了水的充分利用和山地造田的情景。古代勞動人民和山爭地,和水爭地,丘 陵山地辟梯田,洼地設圍田、柜田,水邊作涂田、沙田, 水面弄架田,耕地面積不斷增多。這廣大肥田沃地的開辟,凝聚著中華 民族各族人民的辛勤勞動和聰明才智。
用地養地,使地力常新壯,是我國古代農業科學技術的杰出成就。我們知道,最早恢復地力的辦法是所謂棄耕制。后來發展為短期棄閑。到春秋時 期,仍有不易之地(連種)、一易之地(休閑一年)、再易之地(休閑二年) 的區別。
據史書記載,戰國初期(公元前四世紀)魏國政治家李悝(約前 455— 前 395 年)曾經提倡盡地力。盡地力主張有倡導墾荒的含義,也有 發揮土地潛力、增加單位面積產量的內容。地力這個農業技術常用的詞 匯,出現已經有兩千四百多年的歷史,人們對它的認識不斷加深,并且發展 了多種技術措施,維持地力久不衰竭。 公元前一世紀初西漢時期的趙過曾提倡過代田法。
代田法就是種植行(壟溝)和行間(壟背)每年互換位置的種植辦法。它可以使全部土地每 年都得到充分利用,又可以取得地力恢復的一定效果。具體辦法是把谷種播 在壟溝,出來的幼苗得到壟的保護。等到苗長起來,就逐漸把壟背的土堆到 溝里,壅培作物的根部,這樣作物根部入土比較深,能抗風旱。代田法配合 使用更巧的農具,實行精細的田間管理,增產效果明顯,每畝要比中等田塊增產三分之一到三分之二。
《漢書·食貨志》評價代田法是:用力少 而得谷多。 為適應北方旱源各種復雜地形,公元前一世紀的西漢時期還有區田的創造。開出小區,集中使用水、肥,種植作物?!躲釀僦畷防锩嬗嫞簠^ 田,不耕旁邊,庶盡地力。區田,以糞氣為美,非必須良地也。諸山、 陵、近邑高危、傾阪,及丘城上,皆可為區田。這是充分發揮人的作用、 精耕細作、用地養地、爭取高產的辦法。
我國傳統農學的特點是因時因地制 宜,充分發揮人力作用,在地力維持方面尤其明顯。公元一世紀的東漢王充 在《論衡·率性篇》中曾經提出:深耕細鋤,厚地糞壤,勉致人功,以助 地力。地力好壞,影響收成顯著。而精耕細作,確是積極改造自然的進取 態度。
還應該提到十七世紀明代耿蔭樓的《國脈民天》一書中所提倡的親田。 親田的特點是限地精耕,著眼于提高地力。辦法是把全部耕地分做五個 區,每年對其中一個區加以特別的處理,耕、耙、耱、上糞都多加幾次,天 旱用水澆,對這塊田偏愛偏重,分五年把全部耕地輪親一遍。在古代肥料種 類少、耕具比較簡單的條件下親田比一般田收獲定多數倍。 采取耕、耙、耱、壓等耕作措施,精細整地,對改善土壤的水分、空氣、 溫度、養分等狀況有決定性的作用。它可以使植物無法吸收的養分轉化為可 以吸收的養分。
公元六世紀北魏的《齊民要術》對土壤耕作技術作了科學的 論述。特別對旱地耕地各項作業的密切配合,許多措施到現在仍有實際意義。 書中說:凡耕高下田,不問春秋,必須燥濕得所為佳。若水旱不調,寧燥 不濕。并引農諺說:濕耕澤鋤,不如歸去,講要趁土壤水分適宜的時 候及時耕,由人們根據燥濕得所的情況具體掌握,強調關鍵是抓住土壤 中的適量水分。
《齊民要術》主張秋耕要深,深耕利于容納水分和熟化土壤; 仄耕要淺,防止跑墑。耕作要求精細,一般不擾亂土層,最好把秋深耕和壓 綠肥結合起來,就是所謂凡秋耕欲深,春夏欲淺,犁欲廉,勞欲再,秋耕 掩青者為上,強調耕后必須耙耱。提出春耕隨即耙耱,秋耕后待地皮發干 再耢,使地表成為松土地層,保墑容易。并且引農諺警告說:耕而不耢, 不如作暴。意思是講,如果耕田以后不把土壤耙細,那就是糟蹋土壤。 水田耕作技術創造也是很豐富的。
公元九世紀唐代陸龜蒙(?—約 881) 《耒耜經》所記當時江東水田犁和近世本田犁的部件已經很接近。
《陳旉農書》對南方水田耕作,就有早稻收割后耕翻曬垡、施肥、復播豆、麥、蔬菜 的記載。山區高地比較冷,冬深耕,放水干田,利用凍融作用,促使土壤酥 碎。水田耙在我國應用很早。廣東連縣發掘了西晉懷帝永嘉年間(公元 307 年到 313 年)的一座古墓,出土黑色陶質犁田耙田模型一方,模型中間有一 條田埂把耕地分成兩塊,一塊上有一人使牛犁田,另一塊上有一人使牛耙田。 出土犁、耙、耱圖案和模型,說明在公元三四世紀,我國從北方到南方,不 論是旱地還是水田,耕作家具都有了相當的進步。 除了使用肥料,我國很早就采用換茬、復種的辦法來培養地力,把用地 養地結合起來。
《齊民要術》里面對換茬、輪作、復種技術有精辟的論述。 前茬,《齊民要術》中稱作底,是中國傳統農學中的重要術語,到現在 仍在廣泛使用。
《齊民要術》把不同作物的前茬分為上、中、下三類。對綠 肥作物的種植方法、翻壓時間、肥效評定、增產效果,都詳細作了說明,說 為春谷田,畝收十石,其美與蠶矢熟糞同。谷子換茬為防雜草。麥接黍 茬或小豆接麥茬看來是為了使生長期前后銜接。種谷用瓜茬,是因為一般瓜 地施肥比較多,有余力可以利用。水稻由于需水量大,地塊不能倒換需要連 作的時候,采用移栽的辦法。稻即非歲易,草稗俱生,芟亦不死,故須栽而薅之。這是用移栽辦法解決除稗問題。
僅從《齊民要術》書中列舉的幾種作物的最適宜的茬口關系,就可以安 排出十幾種復種輪作方式,如谷子和綠豆、小豆,大豆和麥,等等。把豆科 作物和禾谷作物、深根作物和淺根作物搭配起來,形成合理的復種、輪作制, 保證主茬作物,調協不同作物的養分供應,有利于用地養地。 古代農書上曾經有地久耕則耗的話,耕作管理不當,會招致農作物 產量下降和地力衰竭的惡果。但是地力衰竭是否是必然的趨勢呢?不是。
南宋的《陳旉農書》中說:若能時加新沃之土壤,以糞治之,則益精熟肥美, 其力常新壯矣,抑何蔽何衰之有!這部書中還進一步闡述耕種莊稼是盜 天地之時利的道理,主張充分利用天時地利,這樣,則相繼以生成,相 資以利用,種無虛月,收無虛月,一歲所資,綿綿相繼。
這說明了合理使 用可以防止地力衰竭。 我國北方春旱多風,每到播種季節,常常缺少雨水,土壤水分蒸發卻很 快。就在這種很不利的干旱條件下,我國從古代起,就形成和發展了一套抗 旱保墑、精耕細作的農業技術。 古代抗旱保墑主要通過耕、耙、耱、鋤等作業實現。
戰國時期《呂氏春 秋·辯土篇》中說:凡耕之道,必始于壚,為其寡澤而后枯。意思是說 耕地要緊的必須注意壚土,因為它失去水分變干硬就難侍弄了。
《汜勝之書》 里面的凡耕之本,在于趣時、和土、務糞澤,早鋤、早獲這一因時耕作、 因土耕作、精耕細作的農業技術要領,一直為后世所遵循。 采取正確耕作措施,保蓄水分,對北方旱塬說來,不只是關系到收成多 少而是決定有無收成的大問題。抓緊時令,耕作技術配合得好,可以收到一 而當五的功效;錯過農時,耕耙不適,也可以遭到五不當一的失敗。
日本學者西山武一著文說,中國北方到公元六世紀《齊民要術》問世,表明 旱地農作法已經定型后,后世中外學者對這部書中旱地保墑技術十分推崇, 是因為它觸及到亞洲農業的精髓。我國古代農業科學技術中,雨季收墑,秋 季蓄墑,春季防止跑墑,播種期缺雨磁犁深耕借墑,作物生長前期鋤地淺中 耕保墑,遇雨水多時深中耕放墑。許多作物播種要趁墑,像谷子等耐旱作物可以黃墑下種。圍繞著墑情創造了各種經驗,稱得上是靈活運用,豐富 多彩。
利用各種水源條件,發展農田灌溉,在我國古代農業科學技術中占有重 要地位。很早人們就利用流泉河溪,開鑿水井,澆灌作物。西晉傅玄(217 —278)說:水田制之由人,人力茍修,則地利可盡。
《魏書·刁雍傳》 載有一旬之間,則水一遍,水凡四溉,谷得成實的灌水次數和每次間隔 的經驗。 洪水有極大的破壞力,危害嚴重,但是我國古代勞動人民利用它的規律, 化害為利,引導它灌溉農田。
《漢書·溝洫志》中的白渠歌:涇水一 石,其泥數斗,且溉且糞,長我禾黍。這說的就是引洪灌溉。 秦漢時期黃河中下游鑿水井田已經比較普遍。考古學證明在現在的北京 和河南泌陽等地,都曾經有灌溉農田的古代水井群發現。
《齊民要術·種葵 篇》還有田間井群怎樣布置的方案。說三十畝園田,可穿井十口,地形狹長 的作一行,方形的作兩三行,斜角布井妨礙耕作不好。書中還說:若竟冬 無雪,臘月中汲井水普澆,悉令徹澤。徹澤是澆透的意思。這一記載 是我國農書上最早見到的冬灌記錄,在世界上恐怕也是冬灌的最早記錄了。
《種葵篇》中說,葵生三個葉再澆,澆水要利用早晚,中午不要澆。把一種 作物的開始澆水時間,一天之內又怎樣掌握,講得詳細有理。種稻就要:薅 訖,決去水,曝根令堅,量時水旱而溉之。(《齊民要術·水稻篇》)這 說明不同作物有不同的灌溉技術要求,千篇一律不行。 古時稻田用水非常講究,正如《農政全書》所講:稻田用水,隨地隨 時,不拘一法,括之以兩言曰,蓄與泄而已。具體運用起來,的確是千差 萬別。
《陳旉農書》認為南方高田,為解決用水問題,修鑿水塘,約十畝 田,即損二三畝以潴蓄水,這種水塘,旱時灌水,澇時蓄水,為的是保證 豐收。 《王禎農書》把元代以前的引水、提水工具和設施作了總的敘述,并且 繪有圖冊,包括水車、筒車、虹吸、渡槽等種種工具和設施。
書中還說,由于這些東西創造出來,大可下潤于千頃,高可飛流于百尺,架之則遠達, 穴之則潛通,世間無不救之田,地上有可興之雨。短短幾句話,概括地說 明了我國古代在農田灌溉方面所取得的重大科學成就。 我國古代很早就十分重視施肥技術,公元前一世紀西漢后期已經把施基 肥、補追肥的經驗分開來敘述。
尤其引人注意的是,《陳旉農書》記下了宋 代勞動群眾創造的糞藥經驗:俚諺謂之糞藥,以言用糞猶用藥也。 把用糞比作醫生看病對癥下藥,很簡樸深刻。 我國古代利用的肥料種類多樣。《詩經》里面就有鋤草漚肥、使季稷繁茂生長的記載,如《周頌·良耜》:其鎛期趙,以薅茶蓼,茶蓼朽止,黍稷茂止。
戰國時期《荀子·富國篇》里提到:多糞肥田,是膛夫眾庶之 事也。說明那時往田里施糞肥已經是農民群眾普遍做的事。
稍晚些時候, 《韓非子·解志》中講到:積力于田疇,必且糞灌。把施肥和灌水兩頂 技術緊密地聯在一起。
《汜勝之書》里談到肥料的種類已經有蠶矢、骨汁、 糞便。它明確地提出,麻高一尺的時候,可以蠶糞作追肥,沒有蠶糞,用坑 中腐熟過的人糞尿也好。書中還針對遇到天旱雨水少的情況,提出可用酢漿 和蠶矢拌麥種,說這樣能使小麥耐旱、忍寒,提高抗寒性和耐旱能 力。公元三世紀魏晉時期我國有最早種植、翻壓豆科植物苕草作綠肥的記載。 到公元六世紀南北期時期,又增加了舊墻土、草木灰、廄肥等等。其后,像 石灰、骨灰、食鹽、疏黃、石膏、鹵水等,在不同地區曾經有當作肥料施用 的。
十七世紀明代宋應星的《天工開物》里面,僅餅肥就列舉了芝麻餅、棉 子餅等七種。在這部書的《稻宜》一節中,載有上性帶冷漿者,宜骨灰蘸 秧根,石灰淹苗足。這是因地制宜、因土施肥的事例。土性帶冷漿者, 就是冷浸田或冷漿田,一般都是山區洼地,水土溫度比較低,屬酸性土壤。 骨灰蘸秧根,是施磷肥,符合酸性土的需要。石灰淹苗足,是利用石灰中和 土壤的酸性以改良土壤。這些都是符合科學道理的。
《知本提綱》中提到,耕作施肥處理得好,可以收到一載之間,即可 數收,而地力新壯,究不少減的功效。書中再三強調糞壤的好處,認為合 理施用肥料,田得膏潤而生息,變臭為奇,化惡為美,絲谷倍收,蔬果倍 茂。我國古代勞動人民這種變臭為奇、化惡為美的積極改造自然的光 輝思想,在南方水田區的耕種技術中也早有論述。
明代《沈氏農書》中就有 這樣一段:種田地力最薄,然能化無用為有用;不種田地力最省,然必至 化有用為無用。何以言之?人畜之糞與灶灰腳泥,無用也;一人田地,便將 化為布帛菽粟?!蛾悢贽r書》所載用糞猶用藥這種寶貴經驗,后來更有發展。
十八 世紀清代《知本提綱》講施肥實有時宜、土宜、物宜之分,寒熱不同, 各應其候,物性不齊,當隨其情,并著重指出:皆貴在因物試驗, 各適其性,而收自倍矣。對肥料,元代《王禎農書·糞壤篇》里記有大糞、 踏糞(廄肥)、苗糞、草糞(后兩種都是綠肥)、火糞(草木灰、石灰)、 泥糞(用溝、港里的青泥同大糞合同)等多種。書中還指出一切禽獸毛羽 親肌之物,也都是很好的肥料。
《知本提綱》講:釀造糞壤,大法有十。 把肥料更擴大為十大種類。對不同土壤、不同作物、不同時間使用不同肥料, 都作了具體敘述。例如,骨蚌蹄角糞和毛皮糞可施用于稻田,種麥、要用黑 豆糞和苗糞,種瓜菜宜用人糞之類。到現在也還流傳有冷性肥、熱性肥的說 法。有的書中把施基肥稱作墊底,說:墊底尤為緊要。把追肥稱作接力, 說蓋田上生活,百凡容易,只有接力一壅,須相其時候,察其顏色,為農家最要緊機關。(《沈氏農書》)凡此種種,反映我國古代施肥技術是多 種多樣的。
戰國時期已經很重視適時播種,《呂氏春秋·審時篇》詳細談論了谷、 黍、稻、麻、豆、麥要作物適時耕作播種的好處,失時(過早或過晚)的害 處。說得時之稼興,失時之稼約。這里興指長得好,收成多;約 指長得差,減產。它還說小麥過早播種,麥苗容易得病遭蟲或冬前拔節;過 晚播種會使植株弱小、貪青。這些都對收成不利?!躲釀僦畷芬仓v了麥早 種則蟲而有節,晚種則穗小少實。
《齊民要術》不僅重視適時趁墑播種,還進而規定了播種不同作物的上 時、中時、下時,并且用物候作為指標。根據播種期的適時與否, 土質好壞,不同的墑情,規定不同的播種量,采用相應的播種方法。從各方 面把握適時下種,爭取全苗、壯苗,以發揮其他技術措施的實用。
《齊民要 術·種谷篇》中就講到:凡春種欲深,宜重撻;夏種欲淺,直曳置自生。 對于谷子春播為什么要深和播后要鎮壓,書中有精要的注解,說:春,氣 冷,生遲,不曳撻,則根虛,雖生輒死。把播種前后的氣溫高低、種子萌 發、作物幼苗生長情況都作了周密考慮。夏播要淺,像撒在地皮上那樣就可 以,是因為夏,氣熱而生速。書中引農諺說:以時及澤,為上策也。 這就是說,要把握住播種最適時期和注意墑情。
《齊民要術》講到撒種的有漫擲、耬耩漫擲、逐犁漫擲;條播有耬種、 壟種、耬頭中下之;點播有墑種、逐犁 奄種,等等。播種后,有的要有 鎮壓,有的不要鎮壓。特別指出了耬種的優點:凡耬種者,匪直土淺易生, 然于鋒鋤亦便。(《大小麥篇》)講耬種的好處不只是覆土淺而均勻,容 易出苗,也便于中耕鋤草和培土。在《種大豆篇》中說:必須耬下,種欲 深,故豆性強,苗深則及澤。用耬下種,播的深,墑情好,能適應大豆生 長發育的要求??梢?,同樣是用耬,完全根據具體情況,靈活運用,控制播 種的深淺。
我國古代農業技術中有精致地種子處理辦法。
利用水淘、泥水選、風揚 等措施去秕去雜,給種子拌精質肥料?!躲釀僦畷防锩孢€提到用中藥附子 浸汁拌種防蟲。明清兩代的農書比較多地出現用信石等居毒藥物拌種的記 載。種皮厚的,如苜蓿種子,播前要碾壓搓摩;種子干濕不勻的,臨種必 曬曝種子。這些都是為了能使種子提早發芽,發芽整齊一致,減輕病害, 培育成壯苗。浸種催芽是農作物生產中廣泛采用的措施。
《齊民要術》談到種胡荽時 說:幾種菜,子難生者,皆水沃令芽生,無不即生矣?,F今種瓜種菜, 播稻植棉,仍然普遍實行浸種催芽技術。
《齊民要術》中提到浸種的有大麥、 小麥、水稻、麻、胡荽,還有槐等。《水稻篇》中說,稻種浸三天,撈出放 在草編器具中,再經過三天,等到芽長二分,再播種。
《齊民要術·旱稻篇》 講到對旱稻播種的要求是只要種子開口,不待生芽就要下種。天時不好,為 搶時間,也可以不浸種。高田種旱稻,至春,黃墑納種,并且囑咐不 宜濕下。可以看出,浸種、催芽、下種各項技術,完全根據作物生長發育 特點和氣候土壤等具體條件而定。 播種、出苗到收獲的田間管理作業,包括很多內容。我們僅從下列幾項 措施,也可以看到我國古代農業的成就。
鋤地,在世界農業科學技術史上是很有特點的一項創造。鋤草的作用不 但在于鋤去草苗,而且在于蓄水防旱?!洱R民要術·種谷篇》講:春鋤起 地,夏為除草。春鋤主要是松土、發根、防旱保墑,適應春旱多風、氣溫 回升快的情況。在春苗既淺,陰未覆地,就是說苗小、遮蔭不良,不利 于保蓄土壤水分的時候,鋤地松土,可以切斷毛細管水上升的通路,創造比 較好的水肥條件,使作物生長發育良好。正如書中夾注寫的,鋤者非止除 草,乃地熟而實多、糠薄、米息。所以要鋤不厭數,勿以無草而暫 停。夏鋤主要是除草,因為夏苗蔭厚,地不見日。莊稼長起來了遮蔭 層大,又到了雨季,這時鋤地是為防止草荒。
《齊民要術》在《雜說》中講 到鋤谷,第一遍鋤未可全深,第二遍唯深是求,第三遍較淺于第二遍,第 四遍又淺于第三遍。這種淺、深、淺的安排,正適合谷子生長發育的 要求,到現在仍有實際意義。 關于稻田水層管理的科學方法,《汜勝之書》說:水稻生長初期,水溫 需要提高些,令水道相直,就是把田梗的進水口和出水口對直,使田塊 大片水層稍穩定,水溫容易上升;到了夏天,水溫太高不利于稻的生長發育, 令水道錯,就是把田埂進水口和出水口錯開,灌進的水迂回流過全田, 不致使水層積溫過高。就在當時應該是很了不起的技術成就。在旱地灌溉中, 人們也很注意水溫的細致變化。
《汜勝之書》關于種麻子還說到:碰到天旱, 用流水澆,如果沒有流水,用井水要曬一曬,殺一下寒氣再澆。 古時種水稻還有烤田的技術創造。明代《沈氏農書》載有六月不 干田,無米莫怨天的農諺。這種說法最早見于公元六世紀北魏的《齊民要 術》,說水稻薅過后,撤去水,曝根令堅。通過太陽曝曬,使稻根向縱 深發展。
《沈氏農書》說得更具體些,規定烤田的時候,在栽插后,經過兩 次耘耥,靠近立秋節氣,放水曬田。還說,必要田干縫裂方好。經此一干, 可以收到了根脈深遠,苗干蒼老,結秀成實,水旱不能為患的功效。立 秋前多曬幾天可以,到了立秋之后,地見裂縫就要車水灌田。這是因為到處 暑節氣,水稻正在孕穗,決不可缺水。 栽插農作物,最早見于漢代的《四民月令》,書里把移栽水稻叫別稻。
《齊民要術·種谷篇》提到,缺苗斷垅稀豁的地方,就把苗補上,把補苗多 栽看成很普通的事。還值得提一下,《齊民要術·旱稻篇》中說,栽插要淺, 讓根須四散,生長發育才好;如果栽插過深,根窩在一團,稻就長不好。還 說秧苗如果過大,可以把老秧苗從上部去掉幾寸葉,保護心葉,減少蒸騰, 容易栽活。
到了七月,就不能再栽插了。這種觀察、處置,不能不說細致精巧。說到小麥移栽,近年國外曾經有人當作新創造加以報道。其實這項技術 在我國古代農書中早有記載。十七世紀《沈氏農書》中說:若八月初先下 麥種,候冬墾田移種,每科十五六根,照式澆兩次,又撒牛壅,鍬溝蓋之, 則干壯麥粗,倍獲厚收。
清代《知本提綱》雖然主要講旱地農業,但是對 栽插仍很注意,說物性各有所宜,有的適合燥栽,如麥苗、小藍、萵苣、韭 菜、瓜苗之類,適宜先栽后澆,如果放在水中栽,就不發旺,長不好;而有 些適合水中栽,像稻秧、粟苗、茄苗之類,隨水栽,栽后第二天再澆,隔一 天又澆,三天才能生根,要是先栽后澆,也長不好。這些經驗之談,值得分 析研究,精心提煉。 作物田間管理技術中,像棉花整枝打權這種措施,也很引起人們注意。 公元十三世紀元代《農桑輯要》講種棉,苗長高二尺之上,打去沖天心, 旁條長尺半,亦打去心,葉葉不空,開花結實。
清乾隆三十年(公元 1765 年)編繪的《棉花圖》,有專門描述棉花摘尖的詩賦和圖畫。公元十八世紀 的清代,我國一些農書中關于作物地上部分和地下部分(根、主根、須根) 之間的關系,作物和光、溫、水、氣、養分之間的關系,有不少可貴的論述。
《知本提綱》說:作物有根有梢,生長固定,長得好壞受地力影響極大。根 向下,吸收地陰(指水、肥),枝梢向上,接受太陽(指陽光雨露)。 上部下部配合得好,作物長勢才旺。提到有些作物主根能深扎,但是要去掉 些表層浮根,否則主根扎不下,影響吸水吸肥,產量不高。 我國古代優異的農業科學技術創造,貫串著因時因地因物制宜的原則, 豐富多采,巧妙靈活,蘊藏著深刻的科學道理,在人民群眾中流傳、發展著, 它有無限的生命力,是我們取之不盡、用之不竭的寶藏和源泉。
除草劑和殺蟲劑
在荷馬時代人們就開始用有毒的化學劑來殺蟲了。荷馬曾提到燃燒硫磺 的熏蒸作用。爾后的普林尼曾提到用砷來殺蟲。至少在 300 年前,已從煙葉 中提取出天然殺蟲劑尼古丁。
到 1828 年,從各種菊花干燥后打成的粉中提出 了第二種天然的殺蟲劑。在十九世紀中期(復古學希臘的時期),人們又提 出用硫磺來給桃樹滅菌,采用的配方是:一磅煙葉、兩磅硫磺、生石灰若干 塊……用 10 加侖開水浸泡稀釋。 各種雜草的防治迥異于昆蟲和真菌的防治,出現較晚,但卻起源于真菌 防治。
許多世紀以來,農民們都靠鋤、耙、燒和其他既勞累又沒有選擇性的 辦法來除草。但是在十九世紀八十年代和九十年代,當法國波爾多的葡萄園 為一種使葡萄長毛的病毒嚴重感染時,人們用硫酸銅和石灰的混合液(現在 稱為波爾多液)。
1896 年,一個叫博內的葡萄種植者,發現這種殺菌劑使長 在葡萄樹旁邊的黃色田介菜葉子變黑了,把田介菜也殺死了。此后不久,人 們發現,當硫酸鐵溶液噴到谷物和雙子葉的草上時,它只殺死草,谷物的葉 片不受影響,留下的谷物安然無恙。這是一個突破。很快人們就發現,許多 其它簡單的無機物,若使用的濃度適宜,都能有選擇性地殺草。 能從象形文字中看出,它還是下埃及王國的象征。
蜂蜜似乎還是一種重 要的貨物和貢物。一位經六王朝的官員(公元前 2320—2258 年)在南行訪問 黑人時,便帶上蜂密去換取貨物。從在巴勒斯坦和敘利亞的戰場上凱旋歸來 的埃及國王,也常常帶回一壇壇進貢的蜂蜜。蜂蜜有若干種用途:可以用來 舉行宗教儀式,可以用來制藥(例如作軟膏),可以通過發酵制成酒精飲料, 可以用來作蜂蜜餅(用蜂蜜和面粉制成),既供日常食用,又可用來祭神。
直到古希臘和古羅馬時代,人們一直用蜂蜜來派這些用場。 赫梯人也養蜂。赫梯神話中有許多關于養蜂的故事。養蜂具有重大的實 際意義。關于養蜂的事情法律上還專門有規定:如果任何人從蜂群里偷了 蜜蜂,原來是賠償一米拉銀子,現在得賠償五舍克爾銀子……在荷馬時代, 希臘的養蜂業已經充分發展起來,在整個古典時代一直很興旺。 說蜂箱是人類發明的而不是蜜蜂自己發明的,好象有點不符合事實。直 到十八世紀末葉,人類所做的全部事情,只不過是用紙或稻草復制蜜蜂建造 的蜂房。
但是在 1789 年,瑞士博物學家胡伯制造出了第一個有活動結構的蜂 箱,蜂箱的葉片象書頁一樣打開:每一個框架上都可以放進一個小蜂箱。 1843 年,人們通過實驗研制出了合成蜂巢基板,蜜蜂可以在此基板上建筑它 們的蜂室;靠離心力從蜂房提取蜂蜜的提取器也大致在同一時候研制成功。
在內戰期間,科學家們研究出了多種類似植物生長素的有機物質,若有 選擇性地施用,會使雜草拼命生長,最后因生長過度而死亡。 如果不提保羅·米勒于第二次世界大戰期間在瑞士發明 DDT,關于野草 和害蟲防治的史話就是不完全的。雖然 DDT 曾給被戰爭破壞得百孔行瘡的世 界帶來過不可估量的好處,并使其發明者獲得了諾貝爾獎金,但是事實已經 證明,它是最糟糕、最持久的環境污染源之一。有的國家禁止使用 DDT,許 多國家則限制其使用。
給土地營養的化肥
植物和人一樣,需要不斷地增加營養,才能正常地發育生長。
人們很早就知道給土壤里施肥,實際上就是給栽種的植物添加必要的營養品。 不過,世界各地施用的肥料是不一樣的。早期,亞洲各國使用的是人、 畜糞,魚油或豆渣餅以及堆肥等。歐洲當時雖然也施肥,但不像東方那樣利 用腐質的動植物或牛馬糞等做肥料,所以歐洲常因土地貧瘠,農作物歉收而 發生災荒。
1840 年,德國著名化學家李比希為了改變歐洲土地貧瘠狀況,提出一個 令人驚奇的大膽設想。 那時,德國北部多是沙地,人們通常認為這種土地是不能種植作物的。 但李比希卻花錢買下了一部分土地,并從遠距柏林 100 千米的斯達斯弗德把 當地出產的含鉀石鹽運到這塊沙地上,并種上了糧食。
當時東方人在大量使用人、畜糞一類肥料,而李比希卻使用這些古怪東西,人們說李比希要么是傻子,要么就是個瘋子。甚至有人挖苦道:沙里摻進鹽還要種莊稼,簡直是騙人。 然而,事實卻使人們大吃一驚,并完全改變了原來的看法。 一年后,在過去的沙地上竟長滿了綠茵茵、枝葉繁茂的莊稼,諸如大麥、 蕪菁、黑麥和馬鈴薯等。人們以前嘲笑李比希,現在卻把他看成神仙, 他的名字也傳遍了德國。國外也來信、來人邀請他去傳授技術。
李比希認真地給當地農民傳授施肥種植技術,并邀他在國外的學生回國 和他一起工作。由于他研制的肥料與以前生產的肥料完全不同,從而改變了 許多歐洲農民對肥料的看法。他根據自己研制成的肥料深有體會地說:作 為植物的養分,可以不使用傳統的以腐爛動植物為肥料的方法。只要能供給 所需要的碳、氮、硝、磷、硅、鉀、水、氧化鎂、鐵等,就可以培育植物。 但關鍵是,如何使植物吸收這些需要的營養成分。 另外,李比希還將從遠處運來的石鹽中的氯化鉀作為鉀肥使用了,收到了很好的效果。
但是,有人反對李比希的說法。英國的勞斯和基爾巴特就認為李比希提 出的不需要腐爛的動植物作肥料的說法是不正確的。為此,他們還于 1842 年分別進行了各種實驗,以證明自己的論點正確。 實驗結果表明,用腐爛的動植物制作的肥料就是氮肥的最主要來源。因此,李比希的說法不攻自破了。
后來,勞斯還把動物的骨頭磨碎成骨粉,經硫酸處理,制成過磷酸鉀, 并證實這也是一種極為重要的磷肥此外,還有用提取煤氣時所產生的氨制成 的硫酸氨,也是一種很有效的氮肥。 實踐完全證實,氮肥、磷肥和鉀肥都是植物很需要的肥料。因此,人們 開始對這三種肥料進行研究,并用人工方法制作這些肥料。
最先出世的化肥,是用智利硝石代替勞斯發明的硫酸氨制成的氮肥。
接著,德國化學家富蘭克和卡羅于 1900 年制成了作為肥料使用的召灰氮素,并 于 1906 年在意大利建立了大規模生產石灰氮素的工廠,用以制作氮肥。 而最早發明的硫酸氨,作為肥料使用卻很晚,直到 1913 年才開始制造生 產。
磷肥問世較早。1878 年,英國人托馬斯和吉爾吉利斯特利用鋼鐵廠廢棄 物制成了磷肥,被人們稱為托馬斯磷肥。由于是利用廢棄物制作的,所以任 何鋼鐵廠都能生產這種化肥。 英國人勞斯在 1842 年發明的用骨粉經硫酸處理制成的過磷酸鉀肥料,由 于制造簡單,很快就開始了工業性的大生產。 隨著生產的發展,氮、磷、鉀等化學肥料已成為農業生產不可缺少的營 養品,人們對它們更加重視,不斷地擴大生產,提高產品質量。
分行栽培與精細鋤地
從現在來看,分行栽培作物與細心徹底除草是顯而易見的必要的耕作過 程,但在歐洲,到公元 18 世紀才采用這些農耕方法。直至公元 1731 年,農 業宣傳家杰思羅·塔爾還在努力勸說歐洲農民采用他所說的"馬拉鋤地耕作法",共中包括分行栽培作物和徹底除草。我國最遲在公元前 6 世紀就已經采用分行栽培作物與精細除草的方法。 因而在農業中一個最明顯的方面,我國比歐洲先進達 2200 多年。
公元前 3 世紀的《呂氏春秋·辨士》寫道:如果作物成行生長,就會很快成熟,因 為它們不會影響彼此的生長。橫行必定排列得很好,縱行安排得很有技巧, 因為如果線條是直的,風就會順利通過。 最初,種子是用手沿壟播種的,采用的是壟溝相間的方式。公元前 1 世紀,多管條播機(耬車)的使用,大大提高了行播的效率。與此同時, 出現了精深鋤地的技術,中國人是使用這種技術的先驅。
大約在公元前 6 世 紀或公元前 5 世紀,在金屬冶煉加工方面已取得獨一無二的進展之后,我國 普遍使用了鑄鐵鋤。一把好的鐵鋤,在勤勞的農民手中可望使用 10 年。鋤和 其他所用的農具在公元前 3 世紀時使用壽命很長,那時制出了一種可鍛(不 脆)型的鑄鐵。大約到了公元前 1 世紀,一種改進了的鋤已廣泛使用。這種鋤稱做天鵝頸鋤,能除去作物周圍的草,而不損傷作物,而且它有多種 可更換的鋤片。這是一項杰出的技術進步。
我國古代有一句諺語:鋤頭自有三寸澤。精心鋤草確實可以奇妙地保持土壤的水分,這在華北是極其重要的,因為這個地區比較干燥,時常刮風,而主要作物是小麥和小米。水稻在大多數西方人看來,在整個中國都可以看到,但實際上主要生長在南方,這是與北方有很大差異的農業區域。
從公元1313 年問世的大農學家王禎的《農書》中,我們可以看到一幅農 民用傳統方法手工鋤草的有特色的畫。該書寫道: 在北方的村莊里,農民常結為鋤社,一般由 10 家結為一社。先鋤一家 的田地,這家就為其余各家來鋤地者提供飲食。其余各家輪流照此辦理,在 10 天內輪流完皆……這是完成鋤草任務的快速方法而且是一件樂事。如果有 一家患病,或出了什么事,其它各家就合力相助。因此田地無野草,歲歲獲豐收。
秋收之后,鋤社社員們都拿出酒和豬蹄來,參加慶祝豐收的盛宴。 較富裕的農戶不需要依靠這種方法,因為他們有畜力牽引的鋤具,這顯 然要快得多。第一種類型的除草工具,似乎一直是一種犁,沒有犁壁,而有 兩個鋒利的尖刃。拉鋤時,兩個刃沿壟的兩側行進(壟上成行地種著莊稼), 它把壟兩邊的雜草除掉,把灌溉溝加深,并且進一步在作物根部周圍培土。
這種除草工具于公元 2 世紀在劉熙的《釋名》一書中提到了。這種馬拉鋤有 單刃的,也有雙刃的,它可以用于翻地做壟、培土或淺鋤。到中古時期,有 了改進,稱為鵝翅,附在馬拉鋤上。它有兩個寬片,可以進一步使溝加 深,并把更多的土培在作物根的周圍。馬拉鋤的效率比手工鋤的效率要高好 幾倍。但農民通常是先使用馬拉鋤鋤地,隨后再跟在后面用手鋤鋤掉剩下的 少量難鋤的草,從而均勻完成全部鋤草任務。 灌溉不管是多雨的地區,氣候溫和的地區或沙漠地區,定居的人們都需要導 水。
若氣候干燥,農作物需要灌溉;若氣候潮濕,又需要排水(房屋和街道 也需要排水)。 在人類的各種早期文化中,基本上都是自然灌溉。大的居民點都是在江 河邊(如底格里斯河、幼發拉底河、厄羅河、印度河等),這些河定期泛濫, 使淤泥沉積在田野上。人們筑堤以控制洪水。這就使土地能生長出好莊稼來, 在使用犁的地方更是如此。這些地方由于得天獨厚,人口越來越多。因此, 早期的各種偉大文明都出現在上述河流的河谷地區。
要充分控制河流就需要建水壩和挖運河,要建水壩和挖運河就要集中人 力和有個好的政府組織。似乎蘇美爾的各個市政府常討論灌溉問題。后來, 大約在公元前 1700 年,漢莫拉比法典提出維修運河、保護抗洪的佃戶、保證 向人們提供所需的水等。 在古埃及,人們非常崇拜奧賽里斯等灌溉之神。為了有效地進行排灌, 他們發展了土地測量、貯水和揚水等技術。
希臘時代不怎么采用這些技術, 不采用的原因之一是因尼羅河谷的氣候和莊稼都有差異。可是早在公元前三 世紀,羅馬城南面的龐廷沼澤,一直是個產生瘧疾的病源。從公元前 160 年 起,人們就想把沼澤里的水排干,但是直到十七世紀,荷蘭人范·德波倫和 梅耶才實現了這一宿愿。
波爾多液農藥
法國的杜梅克是一個盛產葡萄的好地方, 1878 年,這里突然流行葡萄 老菌病,這是一種霉菌引起的葡萄病害,它使葡萄葉上長滿了多角形的黃褐 色的病斑,葉子的背面是一片白色的霜霉,好端端的葡萄逐漸衰竭、枯萎, 嚴重的地方顆粒不收,霉菌病向周圍地方擴展,一般的農藥如除蟲菊、煙草 和硫磺混合液對這種霉菌竟毫無作用。
人們只好聽天由命。在另一個叫波爾多的地方,也盛產葡萄。葡萄開花、坐果的時候這里也 遭到霉菌病的襲擊,正當人們以為今年的勞動付之東流時,偏巧這里出現了 奇跡,一個靠近路旁的葡萄園卻意外地沒有受到一點損失,葡萄的長勢極其 良好。 為什么這里獨不遭災呢?這件奇跡像長了翅膀一樣飛向各地。
一天,波爾多大學的植物學教授米亞盧德的朋友聽到了這個驚人的消 息,他認為這個奇跡里一定包含著一個科學的秘密,他想到了他的朋友米盧 德教授正在研究這方面的問題,于上他乘上了馬車,匆匆地來到米亞盧德的 家里,他一下子沖開了實驗室的大門,大聲喊道:米亞盧德,一個好消息! 正聚精會神工作的米亞盧德被嚇了一跳。 什么消息?米亞盧德只好放下手中的工作。
一輛馬車載著米亞盧德和朋友,來到波爾多城的這個果園,園主熱情地 接待了他們。 先生您是怎樣使這塊葡萄園沒有遭災呢? 這個……這個……感到茫然的園主回答不上來,其實這家果農,何 嘗不是在祈禱中等待著上天的保佑,這件事連他自己也搞不清。教授們觀察 了土地、水源、環境,這些可能會影響這個奇跡,但是在觀察時,并沒有發 現什么特殊的地方。
最后園主談到了在葡萄上噴過石灰水和硫酸銅混合液的 事。 原來,波爾多城是交通要道,過路的人對于引人垂涎的大粒葡萄不免要 順手摘食,所以平時損失很大。 這家園主想出了一個辦法,就是每年都要用石灰水粉刷葡萄架并用硫酸 銅來噴灑以防害蟲。
這兩種東西都有一股怪味,一天他靈機一動,心想如果 把剩下的石灰水和硫酸銅混和在一起噴到葡萄上,個個葡萄變得不白不藍, 極其難看,又有一股怪味,大概就不會有人來偷吃了,打這以后,葡萄就沒 有丟過一粒,同時也沒有遭到蟲害。
米亞盧德以科學家特有的敏感,他把石灰和硫酸銅按不同的比例混合, 經過不斷的試驗選定出最佳方案,在 1882 的,終于找到了防治霉菌病的方 法。最后以這個城市波爾多來命名叫波爾多液。 捕魚技術 由于越來越多的尖端技術的應用,特別是涉及探測、捕撈和貯藏的尖端 技術的應用,使世界上的海洋漁業戰后有了很大的發展。
這些技術大半是從 外界引進的,而不是在漁業內部產生的;它們在漁業的環境內逐漸發展起來, 但不是起源于漁業。實際上,漁業實踐一直沒有什么變化,但是,技術革新 和新材料的出現大大地提高了捕撈能力和建造各種現代化漁船的能力。
其結果,便是許多種魚受到過分的捕撈或受到過分捕撈的威脅。金槍魚(最普通 的食物源之一)在若干海域受到嚴重的威脅。鱈、黑線鱈、大比目魚和大馬 哈魚已經減少。藍鯨已經被捕到涉臨絕滅的境地。 捕魚是人類開發海洋的最古老的方式??墒且洕厥褂矛F代化的捕魚 船,必須在捕魚工具力所能及的范圍內找到大量的魚群。
因此,最現代化的 捕魚船都裝備有某種探測魚群的系統,通常是聲納。所有的聲納系統都是按 這樣一個基本原理工作的:發出的聲信號向海底傳播或向船的前方傳播,在傳播途中遇到障礙便反射回來,再記錄和顯示反射的聲信號。
從發出信號到信號返回的時間間隔,可以算出從漁船到障礙物之間的距離,在捕魚的情況下,則是從漁船到魚群之間的距離?,F在人們正在設計有多種用途的聲納系 統,能用以發現魚群、估計魚群和追蹤海面的大魚群。
丹麥、德國、日本、 挪威、蘇聯、瑞典、和美國等,正在回聲測深儀和戰時潛艇探測系統的基礎 上研制新型的探測系統?,F在的漁船船長,不用聚精會神地等待熟悉的魚群信號,可以通過解釋聲納和其它儀器的記錄的方式來顯示他的技術。
漁業中的電子學革命不限于聲納等儀器的采用。大型的捕魚船隊,還能 通過用計算機快速處理漁業資料和氣象資料獲得不少好處。例如,日本為自 己的漁船提供預報或情報,使漁民們知道魚群出現的情況。預報基于調查船 和漁船在各個漁場獲得的情報。由于采用了現代的航海系統,甚至屬于公海 的產魚海域都可以區劃出來。
實際上,某些漁船上的大量的航海儀器和設備, 使人們懷疑這些船只不是在于捕魚的工作,而在干其它什么勾當。當然,這 種懷疑往往不是沒有道理的:一個大型的捕魚船隊,天線林立,且有航海設 備,很可能是進行了巧妙偽裝的軍用間諜船。
雖然發生了電子學革命,但是大量捕撈所采用的實際技術,在數百年內, 至少也是在數十年內,在許多方面一直沒有什么變化。最古老的有組織的捕 魚技術之一是捕鯡魚的技術,關于英國捕鯡魚的技術可以追溯到薩克遜時 代。這種技術使用的主要工具,是一種稱為流網的刺網。這種網由若干段組 成,張開長達三英里左右,放到水面像一個巨大的球網。
網一旦張開,漁船便隨風飄流,等待夜幕降臨,鯡魚浮到水面來覓食。這種網不會把魚群嚇跑; 鯡魚在碰到網時便企圖穿過去。但是網眼很小,只有小魚才能穿過去,大魚 便被攔住了。被攔住的鯡魚向后回游,企圖逃出網去,結果就會被刺網捕住。 黎明時分收網。被捉住的鯡魚可能成千上萬,吊上甲板時活蹦亂跳,銀光閃 閃。 多年來,用拖拉大圍網捕魚也基本上沒有什么變化。在使用這種技術時, 漁民們不是消極地等待,而是努力把魚群圍起來。
在漁船放出漁網包圍魚群 時,把拖拉大圍網的一端系在一個浮筒上。待漁網的另一端繞回到浮筒時, 便把兩端合攏來,開始收網。收攏穿過網邊環扣的絞船索便可收攏拖拉網。 網收攏回,魚群被集中在盆子一樣的網里。
把網拖攏時,網里的魚沿著船舷 不住的跳躍。這時便用唧筒把魚抽起來裝進艙里,如果碰到大魚,就用網打 起來。如果你腦子里記住這樣一點,有的大拖網大到能把圣保羅教堂圍起來, 一網就能打 400 噸魚,這樣操作的原因就好理解了。 漁業發展的最近階段的特點,是用拖網捕魚法追逐魚群。
最初的拖網很笨拙,網底有一根沉重的梁使網保持張開狀態。拖網的網口有一個框子,框 子用帶有金屬滑行裝置的邊件做成,金屬滑行裝置宛如平底雪橇,幫助沉重 的拖網在海底拖動。十九世紀采了網板,在拖網設計上出現了突破。拖網的 每一邊都有一個網板,在水中拖動時,網板便四處散開,將網口張開。這樣, 就用不著繃拖網的梁了。 網板的確切來源尚不清楚。
據信,一個叫馬斯格霍夫的愛爾蘭人,在 1860 至 1885 年期間曾用網板作過實驗。這種網板的使用,肯定是從愛爾蘭和英國 的漁民傳到歐洲的,然后再傳到世界上更遠的地方。到 1905 年,日本漁民也 開始用網板了。 最初,網板是系在網口邊的條帶上;這種條帶,原來是通過把魚匯集到 網口的方式幫助把拖網張開。既然網板能使拖網張得更開,條帶就可以去掉 了。
實際上,網板根本不必直接系在拖網上,維格內龍—達爾在二十世紀二十年代證明了這一點。V—D 型拖網在網和網板之間有很長的鐵索,可以使網 口張得很開。從那以來,許多漁網設計人員都利用了這個原理。
現在,拖網 的式樣多得不勝枚舉,人們還在設計新式的拖網,特別是用于中部水層和海 面的拖網。不在海底拖行的拖網通常有一個方口。有些拖網的底部是突出的, 以免魚從下面潛逃;有的拖網有浮筒和水翼,使其能保持在一定的位置;而 大多數拖網都有特別設計的網板,使拖網的網口保持張開狀態。 在不能使用漁網時,職業漁民們便轉而采用人們消遣時采用的漁具—— 漁鉤和漁線。
這種技術,至少跟一種捕金槍魚的方法沒有多大差別。在測定 出有金槍魚群的地方,當金槍魚冒出水面時,捕金槍魚的漁船便悄悄地接近 魚群,從一個專門設計的屋子拋出活的魚餌。與此同時,捕魚船開始沖水, 借以掩蔽自己和引誘金槍魚吃食。吃食的金槍魚,見著旋水里來的飄忽來去 的東西就吃,甚至沒有穿魚餌的發亮的光漁鉤也吃。在甲板上工作的漁民們, 從兩邊的甲板放下小船,小船迅速地放出釣魚線。他們使用沒有倒鉤的漁鉤。
一旦金槍魚上鉤,馬上就把它拽起來拖到船上,魚自己就蹦脫鉤了,然后迅 速地將鉤扔回到水里。 漁鉤和漁線也用來釣深水中的某些魚。在一根長長的漁線上栓上五百來 個漁鉤(都有倒鉤),每個漁鉤上都穿上魚餌,以引誘饑餓的鱈或里線鱈。 待漁線一下到水中,便將上端系在一個標識浮標上,漁船便繼續向前移動, 繼續下線。
在向水里下線時裝釣餌可能是一種危險的活計。某些長的標識浮 標上還裝有轉筒,漁線的分支線從轉筒垂下,以便在慢慢地放線時魚容易上 鉤。 目前除了發展傳統的捕魚技術外,還在研究一些新的捕魚技術(有的基 于現有的技術)。
例如,美國全國海洋漁業服務局正在試驗一種電氣化的小 蝦拖網。這種拖網向海底發出一種短的電脈沖,足以迫使小蝦從泥洞里跑出 來。美國科學家甚至研究出了需要何種強度和頻率的電刺激,才能使甲殼動 物游到適當的高度,便于用拖網以一種特定的速度捕撈。美國在其它捕魚實 驗中還采用水下燈光引誘和空吸泵。
最初是采用這種技術捕捉小甲殼動物來 供實驗室養深海魚類的幼體。可是俄國人以一種完全不同的規模進行實驗。 捕捉在南冰洋的水域里大量繁殖的磷蝦(一種大的象蝦的甲殼動物)。一艘 調查船上裝備的一個漏斗形的網在水中從磷蝦群里拖過。為了使捕撈能連續 不斷,在拖網的尾部接上了一個泵,把網到的魚源源不斷地送到漁船上。最 近還出現了一種新的漁業技術,其中包括孵化技術、養魚技術到建設適合的 封閉式漁場或海洋場的技術。
沒有漁船上的相應改進,近來在漁網和其它漁具方面的發展是不可能實 現的。傳統的捕魚技術在某些方面已經發生了徹底的變革。一個良好的例子 是是普雷提克于 1955 年發明的捕魚滑車。這個美國人跟西雅圖海洋建設與 設計公司一起,為捕捉當地產的鮭魚的大型拖網船制造出了一種滑車。普雷提克捕魚滑車拉網繩,還能用它把整個漁網拉起來。普雷提克捕魚滑車非常 成功,剛一研制出來,就在美國捕金槍魚的漁船上安裝上了。
在十二年內, 全世界的漁船上就安裝了 7000 多個捕魚滑車。在從 1953 年算起的十年之內, 秘魯的漁業發生了奇跡般的發展,捕魚量增加了五倍。之所以有這樣的增長, 跟使用捕魚滑車不無關系。捕魚滑車對歐洲的漁業也有影響。
挪威建造了 500 多艘圍網船,全都安裝了捕魚滑車,致使它現在的捕魚量居歐洲之冠。 現代的大規模捕撈普遍采用機械操作、船上加工自動化,在大型拖網漁船上更是如此。這種情況對漁船設計(尾拖網船的設計)的改進已產生了重 大的影響。
顧名思義,尾拖網船是在船尾進行拖網操作,而不是象傳統的拖 網船那樣在船的兩側進行拖網作業。這種新想法來自英國利思的克里斯琴·薩 爾維森公司的捕鯨作業。面臨捕鯨業的衰落,這個公司決定試一試能否把在 捕捉和加工這種巨大的哺乳動物(鯨)時獲得的經驗用在漁業上。他們的第 一艘尾拖網船費爾特里號于 1954 年投入使用。
它有象鯨加工船那樣的船 尾滑行臺,還有象鯨加工船那樣的加工機械。費爾特里號是世界上第一 艘尾拖網船。但是,這類尾拖網船并非都能加工。在六十年代初期,出現了 一種較小的拖網船,這種船沒有船尾滑行臺,但都有個旋轉構架。 大型加工拖網船是大規模漁業的一支新軍,它能在離國內港口很遠的捕 魚現場加工。在這方面,蘇聯漁船是一個最好的范例。它們在南北美洲、非 洲和亞洲的許多漁場捕魚。
這些漁船中有側拖網船和尾拖網船,然而迄今給 人印象最深的還是加工拖網船。加工拖網船排水量約為 3200 噸,300 英尺長, 能夠把捕獲的魚加工到只剩下最后的殘渣。這些船的甲板下面有完全自動化 的生產線,可將魚切片、包裝和冰凍起來。不能吃的魚皮、魚骨和骨臟就拿 來做魚食和煉油,沒有一樣東西是廢物。這些漁船偶爾才回一次后方基地。 補給船把工作人員和給養運去,運回倒休的工作人員、一包一包的冰凍魚、 一袋一袋的冰凍魚肉和一桶一桶的魚油。
最后還要講一下,蘇聯漁船還有浮 動的魚類加工廠。這些加工廠起著旗艦的作用,多達 150 艘的漁船(其中包 括多到十艘的加工船)都得聽它的調遣。 東方集團國家和日本的游動捕魚船隊的巨大捕撈能力使人們意識到,必 須有保留、有控制地開業漁業資源——這是發展漁業技術應遵循的原則。沒 有適當的管理,捕魚技術的發展反而會導致漁業的衰落。目前的漁業是很賺 錢的。
也許很少有人知道:全世界捕捉的魚的價值,超過了開發近海油田所 獲得的石油的價值。另一方面,當現有的漁場變得產量不高或無利可圖時, 昂貴的漁船和漁具就要用到新地方去—這樣的時候很快就會到來。沿海國家 要求擴大海洋經濟區的呼聲日益高漲,這就是人們認識到魚是有限資源的跡 象。沿海國家不再愿意讓其它國家的漁船來捕撈寶貴的易接近的魚群。
越來越需要新技術來把深海魚類及遠離陸地的魚群引誘到漁民所能捕撈的地方。 需要新的方法來加工和保存各種各樣的魚。關于捕魚技術的史話到此并未終 結。 奇跡水稻 奇跡,肖伯納寫道,是能使人們信服的任何東西。而象 IR—8 號、BPI—76 號、C—18 號和其它的所謂奇跡稻品種,是否真的使人們那 么信服呢?我看是值得商榷的。消費者者不喜歡奇跡稻,因為它味道平 淡,做成的米飯不軟和。
貧窮的農民不喜歡它,因為它需要現代化的栽培技 術。營養學家們貶低奇跡稻,說它不如傳統的優良品種營養價值高。而 保健食物的支持者遲遲不睬它,因為這種雜交品種需要大量的化肥才能生長 得好。
可是另一方面,聯合國糧食和農業組織卻認為,迄今已經出現若干年 的矮株高產水稻,對亞洲人來說,無疑是最大的福音。
許多專家(特別是經 濟學專家)也同意這種看法。 奇跡稻是很受歡迎的亞洲的綠色革命的基石。它是設在菲律賓洛斯巴諾斯的國際水稻研究所培育出來的。國際水稻研究所,是洛克菲勒和福特 基金會跟菲律賓政府于 1962 年冒著風險建立起來的,其目的是為了解決世界上嚴重短缺大米的問題。
國際水稻研究所意識到,不能用開辟更多的新稻田 的傳統辦法來解決大米短缺問題,只能用提高單產的辦法來解決這個問題。
于是,作物學家開始培育新的水稻品種(世界上百分之六十的人以大米為 食)。他們用臺灣產的一種矮株稻跟印度尼西亞產的一種高株稻進行雜交, 對獲得的雜交品種進行精心培育。雜交品種在四年多的時間里繁殖了五代。
他們在培育期間經常將植株置于有病害和嚴酷的氣候條件之下,以培養其抵 抗能力,用這種方法培育出了現在的奇跡稻重要品種——36 至 42 英寸高的 矮稻 IR—8 號。這個水稻品種吸收氮肥的能力很強。成熟很快,畝產比當地 的品種要高出一倍多。一般的水稻在施肥后常常出現倒伏現象,這種水稻由 于植株矮卻能抗倒伏。
種植奇跡稻最近出現的一個問題,就像在溫帶國家培育日本山茶時出現 的問題一樣,是植物的迅速生長也有利于病菌和害蟲的迅速繁殖。巴基斯坦 是正在培育新品種的八十個國家中的一個。那里的農民不滿地說,奇跡稻 也招來了危害它的奇跡一樣的蝗蟲。雖然如此,用美國技術產生的這位農 業上的驕子,已開始從根本上解決世界糧食危機問題。
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