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十八世纪科学、技术和哲学史
1.22.2 (二) 农业的改良和发明
(二) 农业的改良和发明

十八世纪里,欧洲农业取得相当大进步。这种进步主要是经验的,借助试错法取得。但是,农业工序改进了,还发明了一些新农具。此外,通过对农业实验和结果的周密观察和记录,也为农业现象的科学研究奠定了基础。

十七世纪的农业仍以墨守习惯的分工和土地处理方式为特征。可耕地、草地、牧场和荒地等的划分被认为是永久的,极少有人认为,它们能够定期或偶尔轮换。并且,可耕地以这样的方式耕作:每年,它有三分之一甚或一半时间闲置着。按照这种二区轮作制,可耕地一半种植而另一半休闲;隔年对调一次。按照优越的三区制,可耕地的三分之一种植黑麦、小麦和冬大麦;另外三分之一种植燕麦、夏大麦、玉米和某些菜豆、豌豆和巢菜;余下三分之一休闲,但它在这一年里要犁二三次,如此清地是为了准备来年种植庄稼。十八世纪里,这种相当浪费的方法在英国逐渐为所谓诺福克轮作制取代。这是一种四区轮作制,即三叶草、小麦、萝卜、大麦,不让一点可耕地休闲。类似的轮作制似乎在十六世纪就已引入荷兰以及也许还有别的地方。但是,这种轮作制以诺福克制的形式被广泛采用,则还只是十八世纪的事。这种轮作制在英国的采用,有赖于那里栽培三叶草和萝卜。这些和另一些外来植物(甘蓝、胡萝卜、欧洲防风、蛇麻等等)之引入英国,是理查德·韦斯顿爵士(1591—1652)一类先驱,尤其是查尔斯(绰号“萝卜”)·汤森(1674—1738)的功绩。

诺福克制是基于某些源于观察的信念,但还没有得到科学的理解。就是说当时认为,三叶草为小麦准备了土壤,因为观察到小麦在以前种过三叶草的土地上长得比较好。同样,人们也是以这种经验方式相信,小麦为萝卜准备了土地,萝卜为大麦作了准备,大麦则为三叶草作了准备。这些事情的科学理解要等到十九世纪。汤森以同样的经验方式重新发现了给轻松土(类似诺福克的土壤)施灰泥的优越性。另一个实际发现是杰思罗·塔尔(1674—1741)作出的,他观察到,松土而不施肥,可能比施肥而不松土要好。松土好让空气、露水和雨水更有效地到达植物根部,增加它们侧生长的营养。不过,尚不清楚,塔尔对这些究竟理解到了什么程度。

农具方面,十八世纪的贡献在于发明了一些新的农具,改良了旧的农具。直到十六世纪所应用的犁是笨重的双轮机械,每架都需要六至八头牛的一支牛队。然而,荷兰在十六世纪某个时候发明了一种较轻的犁,两匹马就能拉动。这种犁在十六和十七世纪里从荷兰引入了英国,尤其是诺福克和萨福克。1730 年,迪斯尼·斯塔尼福思和约瑟夫·福尔贾姆获得了一种称为罗瑟拉姆犁的改良犁的专利权(图199)。约翰·阿巴思诺特和詹姆斯·斯莫尔作出了进一步改良。约在同一时候,杰思罗·塔尔发明了一种四刀浅耕犁,用于犁除杂草,更有效地把它们埋在土壤下面。类似的犁似乎在十七世纪才在荷兰出现。

图199—罗瑟拉姆犁

约在1760 年发明的斯莫尔木犁(图201)十分引人瞩目。因为,虽然它十分轻,两匹马就能拉动,但它却同六到八头牛拉的重型犁一样有效。约在1780 年,引入了一种改良的木犁,它有铁制的犁壁。不久,斯莫尔制成了一种全铁的轻犁。

图200—塔尔的四刀犁

我们现在可以从犁耕的改良转到播种的改良。十七世纪之前,欧洲实际上只有两种播种方法,即撒播和穴播。谷粒和小种子一般用手撒播,种子相当均匀地撒布在整个耕地面积上。豆和马铃薯之类大种子采用穴播,也即在土壤中挖一些空穴,空穴一行行平行排列,每一行上彼此又相隔一定间距,每个空穴中放进一颗或多颗种子。撒播在耗用种子数量和花费手工劳动量上造成很大浪费,不仅如此,而且还妨碍了播种以后对土壤的有效中耕。1600年,休·普拉特爵士发明了一种铁穴播器,它固定在一块板上,这样,便于用手快速穴播玉米。然而,更为重要的是,杰思罗·塔尔在十八世纪发明畜力条播机。塔尔通过仔细的观察和实验,学到了许多关于种子和播种的知识。另外,他还发现,在一定深度上稀播种子,长出的作物最好。不过,他在劝说农夫执行他的指示时,遇到了很大困难。于是,他毫无畏惧地决心“发明一种机器,比手工更可忠诚地种植驴喜豆”。塔尔模仿管风琴的构造,尤其共鸣板的沟、簧片和弹簧,制造了一种条播机。它通过具刻痕的桶输种,种子由一轻型覆土耙掩埋,后者固装于该条播机后部。这种条播方法是撒播和穴播间的一种折中;种子成平行的行地条播,但在每一行上则是连续不断的。总之,同手工撒播相比,畜力条播机不仅节省种子和劳力,而且使得有可能对作物行间的土壤进行适当中耕,而毗连土壤的除草和充气大大改良了这些作物。为了更有效地这样做,塔尔还发明了畜力中耕锄,当时中耕全用费力费时的手锄。

图201—斯莫尔的木犁

播种和锄耘以后,便是收割或收获。最古老的割玉米和牧草的农具是镰刀和大钐刀。今天,在小面积耕地上,它们仍在应用,但在种植谷物或牧草的大面积耕地上,它们就很少使用了。人类历史早期,人们就已尝试发明一些节省劳力的比较合适的机械。

图202—塔尔用于双行播种的条播犁

图1为犁的基体A,示出接纳鞘的榫眼aa、让来自漏斗的种子通过的榫眼CC和带齿DD 的耙B。图5 是纺锤体。图8 是犁沟的鞘。图9 是带一个轮子的犁和在其位置上的给料斗A。这漏斗分成两个部分,供给两个漏斗aa。

早在公元一世纪,高卢已在应用一种机械收割装置(参见Pliny:Natural History,Book XVIII,Ch.72)。它是一辆马车,正前面有一把巨大的轮刀。一头牛把马车向前推,在马车旁有一个人把玉米向后弯,以便轮刀把玉米头割下,落进马车。这种精巧的机械装置在后来几个世纪里被废弃了,或许被淡忘了。但是,在十八世纪里,人们又尝试引入这种高卢人收割机的各种改进形式。其中最精致、最有意思的一种见诸威廉·沃克的《通俗哲学》(Familiar Philosophy)(1799 年)。这种收割机有两个轮子,由一根轴连接,这轴带有一伞齿轮,后者由一带齿的构架支承,而构架贴近地面,并带有几把水平旋转的刀,而这些刀借助两个滑轮和一个小齿轮同轴上的齿轮相连。这收割机由一匹马拉动,玉米由轮刀的旋转着的刀刃切断。

我们接下来转到最后一道农业操作,即给谷捆脱谷。在十八世纪之前,这种操作一直是用手动梿枷进行的。今天仍用这种梿枷加工少量的谷物。谷捆放在打谷场上,用梿枷打,以便能把秸秆去除。这样留下的谷粒尚混有谷壳,然后利用天然风或者风扇产生的人工气流去除谷壳。1636 年,约翰·克里斯托弗·范伯格获得了一种脱谷机的专利权。十八世纪里,沿这个方向另外还作过多次尝试。不过,所有这类脱谷机中最实用的,当推苏格兰工程师安德鲁·米克尔在1788 年获得专利权的那种脱谷机。这种脱谷机不止能脱谷,它还包括一个吹掉谷壳和其他杂质的装置以及用于把草种和小谷粒同饱满谷粒分离开的筛。

这里可以提到的另一个发明是詹姆斯·库克在1794 年获得专利权的一种切藁机。它用来把干草和秸秆切成短段,用作家畜的粗饲料。库克发明之后,常用的切藁机是一端开口的长方形槽。干草或秸秆放到槽的里面,用手推到开端,在那里用一把镰刀切割。库克添加一个重物,把干草或秸秆压到靠近槽的开端,并在槽端固定若干刀片;还引入一个轮子,轮辐上装有旋转刀片。旋转刀片顶住固定刀片地运动,其结果便产生切割作用,有如剪刀的作用。

十八世纪,英国在有选择地培育良种牛羊的艺术方面,也有了一个良好开端。结果,莱斯特郡的牛羊受到高度重视。英国农夫崇尚牛羊良种风气的领导人物,是罗伯特·贝克韦尔(1725—90)。

十八世纪九十年代,英国还开始出现了类似农业部的机构。这个组织建立于1793 年,阿瑟·扬任秘书。它只是个半官方组织,但它为英国农业的研究和改良做了很多工作。