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第10章 农业科技(2)

【肥料】

《荀子·国富》说到:“掩地表亩,刺草殖谷,多粪肥田,是农夫众庶之事也。”由此可见,早在公元前3世纪,我国劳动人民就已经知道肥料的重要性和草肥、粪肥的使用。此外,古人在那时也已知道落叶腐烂可以肥田,并且开始利用泥粪。泥粪是一种含有较多腐殖质的土壤,包括淤泥、塘泥、河泥、湖泥,以及其他肥泥。稍晚至战国末期,人们认识到在高温多雨的夏季除草,可以利用像热汤一样的水,把杂草浸死,沤烂肥田。西汉时的《汜胜之书》记载有:用腐熟的人粪肥田,用蚕粪拌种,用兽骨汁作肥,以及种植稗和小豆喂猪,以猪粪肥田。

到了魏晋南北朝,人们利用的肥料已有畜粪、厩肥、蚕粪、缫蛹汁、兽骨、草木灰、旧墙土、食盐等许多种。这时土地利用面积大量增加,畜牧业又不发达,所以人们不但利用野生绿肥,而且有意识地栽培绿肥。这时的绿肥有苕子、绿豆、小豆、胡芝麻等。

隋唐宋元的700年间,已用麻饼、豆饼作肥料,并开始施用石灰、石膏、硫黄等无机肥料。这时新用的肥料还有鼠粪、蝙蝠粪、鸡粪、驴粪、槽水、鸡鹅毛、鱼骨头汁、洗鱼水、米泔水等。据统计,这时的肥料共有60多种。

明清两代,肥料种类更多,至少已有上百种。这时已较多地施用骨粉和骨灰,光是骨灰,就有鸡骨灰、兽骨灰、鱼骨灰等动物骨灰。施用的饼肥也扩大到了菜子饼、乌桕饼和棉子饼,豆渣、糖渣和酒糟之类也已用作肥料。绿肥种类更加广泛,有大麦、蚕豆、绿豆、大豆、胡麻、三叶草、油菜苗、萝卜苗等10多种。作为无机肥料利用的已有砒霜、黑矾、硫黄、盐卤水等。杂肥种类比宋元时期增加了3倍多,包括家畜、家禽毛、草木落叶、动物杂秽及各种脏水、死猫、死狗等。

我国解放以后,肥料的构成发生了巨大变化。现在不但有含单一营养元素的氮、磷、钾肥,还有作物吸收量较少的微量元素肥料、含有多种肥分的复合肥料,以及微生物肥料、农药肥料等等。农家肥料的种类也在逐年增多。

【战国铁农具】

我国原始社会的农业,最初是用石斧或砍伐器砍倒树木、放火烧掉,再用尖木棒等松土、播种。收获时,用石刀、蚌镰来掐穗。后来,随着农业的发展,在松土用的尖木棒下部绑上短横木,便于足踏,用来翻地,称为耒。后又对单齿木耒加以改进,变单齿为双齿。后又将耒齿改成板状刃,成为耜。冠最初是木质的,与柄是一体的,后来发展为石、骨或蚌质制成,其形状有长方形、桃形或舌形等,柄仍为木制,类似今天的锨。后来的锸、锨就是由此演变出来的。原始的收获工具石刀、蚌镰,起初是两侧打缺口,用绳子缠到手指间使用,后来发展成带孔的,进一步改装成柄。当时加工谷物的工具是石磨盘、石磨棒。

商、周时期仍以石、木、骨、蚌器为主要农具,青铜农具较少,但铜(左钅右矍)是当时重要农具之一,青铜农具的出现对促进农业发展起了一定作用。

在耕作方法上,牛耕的发明是一个极大的进步。可能在商代就发明了牛耕。原始的犁应是木制的,有的则可能是木犁身、石犁铧。到春秋时,铁农具逐步普遍起来,用牛耕田已经很普遍。战国中后期,铁农具在生产上已占主导地位。牛耕大力推广。铁农具数量大,种类多。简易的铁犁铧,从战国到西汉一直广为使用。这时出现的齿耙和板锄,已为后代所沿用。而春秋晚期到西汉初,则是云南地区青铜文化鼎盛时期,青铜制农具大量出现。

汉代,铁农具、牛耕的使用更加普遍而有所改进。据汉代刘熙《释名·释器》记载,汉代农具至少已有镰、锥、犁、锄、枷、锸、耙、耨、锹等12种。新型农具不断出现,不仅有了全体铁制的犁铧,而且铧上装置了犁镜(又名犁壁),增强了犁的掀土和翻土能力。欧洲直到1000年之后才有犁镜的记载。汉武帝时推广了二牛三人的耦犁;出现了二牛一人犁和一牛双辕犁。汉代还发明了能同时播种三行的“三脚耧”(又叫耧车),将开沟、下种、覆土的任务一次完成,大大提高了播种质量和效率。

【耧车】

桔槔、辘轳是春秋战国以来普遍应用的灌溉工具。《后汉书》记载,到东汉时,发明了翻车。三国时,马钧加以改进,成为有效的戽水机械。在收获工具方面,打场用“连枷”,扬场用“扬扇”。西汉时出现的“扬扇”(木扇车),是一种用手摇带有片叶的转轮,将粮食中的杂草、泥土吹净的粮食加工机械,这是很科学的。这种扇车直到现在仍在使用。

用于平整土地的耙、耱(又叫耢)和打场的工具连枷、杈把,最早的形象见于甘肃嘉峪关魏晋墓的画像砖上。说明我国在不晚于魏晋时,在农业生产上已有了一整套精耕细作的方法。

谷物加工工具方面,汉代已有石磨。东汉时期,又发明了“水碓”和“水磨”;魏晋南北朝时期,创造了“连磨”和“水碾”等,利用畜力或水力带动轮轴与齿轮运转,进行各种谷物加工,碾米磨面。

隋唐时期,在农具方面有显著改进,突出的是发明了曲辕犁和水转筒车。曲辕犁的形制,在唐代陆龟蒙的《耒耜经》中有详细记载。曲辕犁由十一个部件构成。唐以前的犁是直辕的,犁架庞大、笨重,调节耕地深浅的设备不够完善。曲辕犁改直辕为曲辕,犁架变小,轻便灵活,能够调节深浅,从而改变了二牛抬杠的牵引方法,用一牛即可挽拉,这样不仅节省了畜力,还提高了耕地效率。我国耕犁到唐代基本定型。所以,辕犁的出现,是继汉代犁耕发展之后又一次新的突破,在我国犁耕史上具有划时代的意义。水转筒车是借水力发动的大型提水灌溉工具。还有一种高转筒车,利用水力推动,能提水到十丈多高的地方,灌溉农作物,这些都是劳动人民的重要创造。

【秧马】

北宋以前,我国已基本上具备深耕细作的农具。北宋还发明了用于水稻插秧的“秧马”,形状像只小木船,人坐在上面扯秧,可减少劳动强度,加快速度,这种工具现在在我国南方还在广泛地使用。当时在缺乏耕牛的地区,还创造了一种用人力拉的“踏犁”。

由于封建生产关系对生产力的束缚,上述主要农具,世代沿用,改进不大。

【地下水利用】

根据古文献记载和考古发掘证明,我们的祖先早在六七千年前就能利用地下水了。《周书》说“黄帝穿井”、“尧民凿井而饮”,以及浙江余姚河姆渡原始社会遗址发现的一口水井,就是明证。在河北邯郸地区发现龙山文化时期的两口水井,其中一口可能是为制陶需要而挖掘。

据先秦文献《世本》记载:“汤旱,伊尹教民田头凿井以灌田。”在陕西沣西张家坡西周遗址中,发现8口水井,有的深达9米以上,形状有长方形和椭圆形。

战国时期,随着生产的发展,开凿水井更为普遍。这个时期还出现了陶井,井圈与井壁之间用土或碎陶片填实。施工方法与现代修建桥墩时采用的沉井法相似,这是施工技术的一个创造。此种水井除供饮用外,还供手工业用水。西汉以后,水井多为砖砌,井筒从下向上逐渐缩小,成梯形,井口较小,加盖,注意了安全卫生。

由于井的深度增加,提水用具也不断有所改进和发展。开始是用绳索或杆等绑上汲水器,从井中提水,后来发明了简单的器械桔槔,进而有了较先进的辘轳和滑车提水工具。桔槔是利用杠杆原理制作的器械。这种器械在春秋时期由我国劳动人民发明。

在这一时期发明的提水工具还有辘轳和滑车,它们是利用轮轴制成的,比桔槔更为先进和省力。为了提高辘轳提水的效率,后来又发明了一个辘轳上装两个或三个汲水器。用辘轳提取井水,至今我国部分农村仍在沿用。用滑车汲水在汉代已很普遍。汉代的许多画像石、画像砖上都有滑车汲井水的图像。

至迟在唐代已经有了更为先进的提水工具“立井式”水车。唐代侯白《启颜录》中载有:“邓玄挺……诣园观植蔬,见水车以木桶相连,汲于井中。”这是关于立井式水车的最早记载。这种水车利用木轮、齿轮转动来带动一串水斗,连续把井水提上来倒进井口的簸箕里,流出井外。水车可用牲畜牵引,也可用人推拉。这种通过机械连续提取井水的装置,是我国古代人民的重要创造。

有的地方还发明了一种“坎儿井”,使井和渠相结合,灌溉农田。因此又称其为“井渠”。“坎儿井”适合于干旱多沙、开渠容易坍塌的地区。

我国古代人民在寻找地下水和凿井方面积累了丰富的经验。明代徐光启在《农政全书》中提出,要找到较好的井水,“凿井之法有五”:“第一择地”;“第二量深浅”;“第三避震气”;“第四察泉脉”;“第五澄水”。这些经验和做法是有科学道理的。

利用温泉水是利用地下水的一个方面。温泉是指水温超过摄氏20度的泉水。我国温泉很多,《水经注》里就记载有十几处。后来各地方志记载的温泉更是不可胜数。温泉水多半来自地壳深处,含有多种矿物质,可以洗澡、治病和灌田等。温泉还能治病,在《水经注》中就有记载:“温热若汤,能愈百疾。”明代大药物学家李时珍在《本草纲目》里,对“温汤”医疗作用作了介绍。唐代《元和郡县图志》记载湖南郴县人民用温泉灌田,“十二月种,明年三月可熟”,一年可三熟。

【农田排灌系统】

辽宁省考古工作队1992年在辽西对一处墓葬群的考古挖掘中,发现一个比较完整的青铜器时期农田排灌系统。

这个远古的农田排灌系统,位于阜新蒙古族自治县勿欢池镇的一片12万平方米的古人类遗址中,目前已挖掘出250平方米。沟渠纵横,并有闸门迹象。经国内以及世界9个国家和地区的专家、学者考察鉴定,这个排灌系统形成于距今3600年前的青铜器时期,是世界迄今发现最早的人类农田排灌系统。

据国内著名考古专家郭大顺介绍,这个排灌系统与古代稻作有关,反映了北方殷商时期农业的发达。

【“一亩三分地”】

在人与人的交往中,常常会听到,“不要只顾个人的一亩三分地,要多为大家着想!”用以指责对方的利己主义,何谓“一亩三分地”?原来在我国清朝时,住在深宫大院里的封建皇帝,为了“了解”农时,“熟悉”节令,显示其对农业生产的重视,便在宫中划出了一块地,每年在这里“演试亲耕”,世代沿袭,他人不得改用,这块地恰好一亩三分,于是人们将它的含义推而广之,称个人利益或个人势力范围为“一亩三分地”。

【铁器牛耕】

西周末年,王室衰微,诸侯争霸,战乱频繁。在长达550余年的时间里,先有春秋五霸,后有战国七雄,史称春秋战国时期。这是一个急剧变革的时代,在社会制度上,实现了由奴隶社会到封建社会的演变;在农业方面,实现了由粗放农业向精耕农业的转变,所以这一时期是传统农业的形成时期。

在统一中国的征战中,各国为了增强实力,推行农战政策,从而推动了农业生产发展。在生产工具方面,铁制农具普遍使用,牛耕更加广泛。大型水利工程兴修,灌溉面积增加;施肥和土壤改良技术持续发展;植保技术、园艺技术、育种技术都有所提高;耕作制度由轮荒制过渡到轮种制;耕作技术更趋于细致合理,从而为我国封建社会精耕细作的传统农业打下了初步的基础。

铁农具的使用和牛耕的推行,是传统农业阶段开始的标志,意味着农业生产力发生了根本的变革,但这一飞跃是社会生产力逐步发展的结果。我们的祖先对铁的使用,可以追溯到数万年以前的山顶洞人,他们已经用红色的铁粉涂抹装饰品。在商代遗址中,人们发现的铁质器具,经考古学家证明,是由陨铁加工而成的。用冶炼铁制作生产工具,始于春秋时期,但这时铁农具数量有限,同时还有木质、石质、青铜等农具并存,铁农具质量也不高,因为春秋前中期的冶铁叫块炼铁,是由铁矿石在1000℃以下用木炭还原得到的,铁块中含有大量杂质。到了春秋末期,发展了生铁冶铸技术,把炉温提高到1100℃至1200℃以上,使铁块质量大为提高。这时,还出现了民间炼铁作坊,因而春秋末期铁制农具的数量也有很大增加。到了战国时期,铁农具的使用遍及每户农家,并且已经代替木石农具和青铜农具而取得主导地位。当时战国七雄所控制的各个地区,近年来都出土了战国时期的铁制农具,东起山东,西至陕西,北起辽宁,南到广东,都已普遍使用铁制农具。制铁作坊遍布各地,铸造适于各种农业劳动的农具:用于垦耕的犁、钁;用于中耕的锄和铲;用于收获的镰与铚,此外还有斧、凿、夷、铫等。这些农具经过锻化退火,刃口锋利,坚硬耐磨。铁农具广泛使用,为开发山林、垦辟荒地、兴修水利、深耕细作提供了高效率的工具,对扩大垦田面积、提高农业生产力起了巨大作用。特别是铁犁铧的出现,更具深远的意义。犁由耒耜演变而来,最初的犁铧是石制的,后来出现了铜铧,战功时期出现了铁犁铧。这时的犁尽管没有犁壁,形制原始,但由于铧刃锋利而耐磨,且利用耕牛的畜力来牵引,具有其他耕具无法比拟的优势。

耒耜发展为铁犁,耕垦方式也由人力耦耕发展成为铁犁牛耕,并迅速推广普及。使用畜力,使农业劳动生产率极大提高。畜力代替人力,使生产力获得巨大解放。在农业发展史上,这是一次重大飞跃。当然,由于当时战国纷立,战乱频仍,在不同的地域,铁犁牛耕的推广存在程度上的差异,耦耕等人力垦耕方式并没有被完全排除,但历史发展的趋势必然使铁器牛耕逐步居于主导地位,发挥越来越重大的作用,成为传统农业生产力发展水平的标志。

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