鐵犁始于戰(zhàn)國時(shí)代,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中傳統(tǒng)的耕翻農(nóng)具。
鐵犁裝有鐵制犁鏵和犁鏡,以牲畜或人力牽引,日耕地2-3畝,耕翻深度4寸許。在中國兩漢時(shí)期使用鐵犁的地域范圍已很廣泛,鐵犁犁身全鐵化,稱為全鐵犁,堅(jiān)固耐用;犁口鋒利化,角度縮小到90度以下,銳利適用;規(guī)格定型化,犁因不同需要,而有大、中、小型之分,形制亦因需要而有差異;犁頭犁冠化,使用于多沙石地區(qū)的犁頭,多加裝鐵犁冠,對犁鏵刃部起保護(hù)作用,可隨時(shí)更換;犁鏵犁壁化,犁上裝有犁壁,便于翻土、起壟,用力少而見功多。
犁是中國傳統(tǒng)農(nóng)具中最具代表性的生產(chǎn)工具。犁耕技術(shù)的發(fā)展、進(jìn)步,與生產(chǎn)力的進(jìn)步和社會(huì)制度的更迭等有著非常密切的關(guān)系。
鐵犁歷史上曾有幾百年時(shí)間,中國在許多方面比世界上其他國家領(lǐng)先,最大的優(yōu)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(shù)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(shí)間與精力的最大浪費(fèi)。只有中國較早地?cái)[脫了劣犁的束縛。當(dāng)中國犁最終傳到歐洲后,曾被仿制,同時(shí)采用的分行栽培法與種子條播機(jī)耬車,這直接引起了歐洲農(nóng)業(yè)革命。一般認(rèn)為歐洲農(nóng)業(yè)革命導(dǎo)致了工業(yè)革命,而且導(dǎo)致西方國家成為世界強(qiáng)國。所以可以說中國在工業(yè)革命上有著一份特殊貢獻(xiàn)。
1、犁的始祖
在農(nóng)業(yè)勞動(dòng)中,耕田翻土是一項(xiàng)重要的工作,傳說神農(nóng)時(shí)代就已有了專門的工具——耒耜,《易經(jīng)·系辭》即有“斫木為耜,揉木為耒”,可見耒耜全部都是木制的。
2、最基本和通用的犁在新石器時(shí)代的出現(xiàn)
最基本和通用的犁稱為阿得犁。它有一個(gè)淺犁鏵,僅能開出淺溝,因而有時(shí)也用于經(jīng)常刮風(fēng)和土壤疏松而干燥的地區(qū)。例如,這類犁目前仍在西班牙使用。它可追溯到公元前3000年的烏魯克。這種農(nóng)具當(dāng)時(shí)常常全用木料制作,因此沒有保存下來。在中國,早期犁的考古證據(jù)是很不充分的。然而,從公元前4世紀(jì)以來的古代著作已提供了犁地的證據(jù)。中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(shí)代就已使用了。
3、青銅犁鏵的出現(xiàn)
約公元前16世紀(jì)真正犁(確切地說是旋轉(zhuǎn)犁)的青銅犁鏵,在瀕臨北部灣的越南境內(nèi)出土,這個(gè)地區(qū)當(dāng)時(shí)與中國有貿(mào)易往來。但中國大多數(shù)犁鏵在那時(shí)似乎是木制的,所以也沒有保存下來。
4、鐵犁的出現(xiàn)與發(fā)展
公元前6世紀(jì),鐵包木或?qū)嵭蔫F犁已廣泛應(yīng)用,這是世界上最早的鐵犁,在質(zhì)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(jiān)實(shí)又不牢靠,即使是用鐵制作的也是如此。
公元前3世紀(jì),隨著煉鐵和鑄造技術(shù)在中國的提高,導(dǎo)致了稱為“輨”的犁鏵研制。先人們把這個(gè)時(shí)期發(fā)展的更堅(jiān)固的非脆性可煅鑄鐵用于農(nóng)業(yè)中。從一開始,輨這類犁鏵在設(shè)計(jì)上就比較先進(jìn),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(shí)期,鐵犁已普及,而弓架式阿得犁開始廢棄(只有土質(zhì)極疏松和風(fēng)力極大的地區(qū)繼續(xù)使用),而代之以較重而更有效的方框式旋轉(zhuǎn)犁。這種犁可以用于粘性較大的土壤,而阿得犁太輕又不結(jié)實(shí),對這種土質(zhì)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(jì)時(shí),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(jì),中國朝廷官吏和學(xué)者就正式推廣了框架犁。當(dāng)時(shí)全世界沒有一種犁能比得上中國的這種犁,堅(jiān)固、方框式、重型、結(jié)構(gòu)良好的犁以及新的犁壁都是優(yōu)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(diào)節(jié)桿,改變犁片與犁梁之間的距離,可精確地調(diào)整犁地的深度。這種新的操縱方式對農(nóng)民來說意味著,犁可以經(jīng)過改裝而適應(yīng)各種類型的土壤、各個(gè)季節(jié)、不同的氣候條件以及不同的作用。犁確實(shí)成為具有多種用途的農(nóng)具,對農(nóng)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(diào)節(jié)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(gè)中世紀(jì)時(shí)期大都處于這種情況。
到公元前2世紀(jì),大量生產(chǎn)鑄鐵農(nóng)具的私人作坊已遍及中國。公元前100年時(shí),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(dāng)普遍地使用,因此鐵犁對普通人來說是很一般的東西。那時(shí)并不缺乏這些先進(jìn)的鐵犁,它們在富家中并非稀罕之物,正像早期歐洲條播機(jī)頭200年間使用時(shí)那樣。
到公元前2世紀(jì)或公元前1世紀(jì),四種不同的犁壁已廣泛地應(yīng)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(dòng)成不同形狀。早在蘇格蘭犁的設(shè)計(jì)先驅(qū)詹姆斯·斯莫爾2200年,中國古代人民已應(yīng)用了此原理。中國古代人民也知道,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(bǔ)償。
結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)恰當(dāng),較重的犁就會(huì)開出較細(xì)且較深的溝,而不會(huì)出現(xiàn)多少麻煩。
到中世紀(jì)晚期,歐洲才知道有犁壁這種東西,即使在那時(shí),其結(jié)構(gòu)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(huì)與之碰撞而分向兩邊。中國首先采用的曲形犁壁,到公元18世紀(jì)才出現(xiàn)在歐洲。由于歐洲缺乏這種犁壁,農(nóng)民在犁地時(shí)不得不一次又一次地停下來,從犁上抓下土和雜草,因?yàn)樵诶绲氐募忡f與把土塊翻向一邊的粗壁之間沒有光滑的聯(lián)結(jié)表面。增加的摩擦意味著需要有成群的牛拉犁,而中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(chǎn)。這同時(shí)還意味著,將要留出更多的土地作牧場,這樣,就勢必會(huì)減少為人生產(chǎn)糧的土地。可以毫不夸張地說,中國當(dāng)時(shí)處在今天美國與西歐的地位,而歐洲當(dāng)時(shí)卻處在今天摩洛哥這類國家的地位。
帶有壁的中國犁在公元17世紀(jì)時(shí)由荷蘭海員帶回荷蘭。這些荷蘭人受雇于英國人,任務(wù)是排去當(dāng)時(shí)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(gè)別名,叫做“雜牌荷蘭犁?!边@種犁在水田里特別有效,因而歐洲人很快認(rèn)識(shí)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(jì)70年代,它是最便宜而又最好的犁。西方設(shè)計(jì)者在其后的幾十年間對這種犁進(jìn)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(jìn)了一步,而J·艾倫·蘭塞姆于公元19世紀(jì)制出的各種犁則又作了進(jìn)一步的改進(jìn)。由于采用了鋼框架,產(chǎn)生了近代犁,它是對中國的犁進(jìn)行多次改進(jìn)的結(jié)果,也是導(dǎo)致歐洲農(nóng)業(yè)革命的極重要因素
新石器時(shí)代石犁和商周時(shí)期青銅犁的出現(xiàn),標(biāo)志著中國古代在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造方面的飛躍。但是,由于受材料和動(dòng)力條件的限制,石犁和青銅犁的使用范圍不廣,在生產(chǎn)重作用有限。石犁笨重,需用強(qiáng)大的動(dòng)力才能拉動(dòng),且易損毀。青銅犁雖銳利,但數(shù)量太少。只有到春秋戰(zhàn)國時(shí)期,冶鐵技術(shù)興起,鐵器出現(xiàn),個(gè)體經(jīng)濟(jì)形成,牛耕鐵犁才得以配套使用。
1、戰(zhàn)國時(shí)期出現(xiàn)鐵犁鏵
犁鏵又稱犁鏟、犁鏡,是安裝在犁床前端的切土起垡零件,外形有舌形、V形、梯形之分,其夾角有大有小,然其作為等腰三角形的大體輪廓不變。戰(zhàn)國時(shí)使用鐵犁鏵的地區(qū)分布于關(guān)中及三河地區(qū),多為V形犁鏵冠。這種鏵冠形制小而重量輕。如輝縣出土的“魏犁”,鏵重465克,斜邊長17.9厘米,中央尖部寬6厘米,兩側(cè)寬4厘米,鏵刃頂端上下兩面均起脊線,角度有120°,左右兩角的鐵葉近10厘米。將這種鏵冠納入木犁頭,可以松土劃溝,不過還不能翻土起垅,作用尚有局限,但“耒耜耕”效率大有提高。
2、秦代雙翼鏵鐵犁
秦國推行富國強(qiáng)兵政策,措施之一就是改進(jìn)鐵犁形制,推廣牛耕鐵犁,以擴(kuò)大耕地面積,提高糧食產(chǎn)量。1970年在秦始皇陵園城北門外出土的全鐵犁長25厘米,翅距25厘米,兩翅交叉處有長5厘米,寬約1厘米的脊梁。1980年在臨潼縣陳家溝遺址又發(fā)現(xiàn)秦國全鐵犁鏵。這兩種犁的鏵都比戰(zhàn)國時(shí)期通用的V形鏵冠型號(hào)大,稱尖鋒雙翼鏵,翻土比V型鐵冠要深。
3、漢代鐵犁犁架、犁頭和犁轅的基本定型
漢代,鐵犁的結(jié)構(gòu)與零件已經(jīng)基本定型,具備犁架、犁頭和犁轅,用牛牽引,不僅能挖土,而且能翻土、成垅。下面將犁頭、犁架、犁式分述如下:
(1)犁架
犁架結(jié)構(gòu)由床、梢、轅、箭、衡五大零件組成,漢代犁架已基本具備這五大零件。
犁床又稱犁底,是關(guān)鍵零件之一。它是平貼地面的長方形木條,犁鏵的導(dǎo)向裝置,前與犁鏵銎同向相接,后與犁梢成鈍角相接。在動(dòng)力牽引下,推動(dòng)犁插入土中,連續(xù)不斷地破土、翻土。犁梢來源于耒,犁床即耒部前曲部分的發(fā)展。到漢代,犁床與犁梢多數(shù)已明顯分開。
犁箭最初是連接轅床,以使犁架牢固、不易松散的零件,后來發(fā)展為兼能控制犁頭入土深淺的零件。西漢武帝末年,趙過推行代田法時(shí),用二牛三人,其中有人專門扶轅,以調(diào)節(jié)入土深淺??梢娔菚r(shí)犁箭只能起穩(wěn)固犁架作用。最晚到西漢末,犁箭已能調(diào)節(jié)犁頭入土深淺。
犁轅是前接犁衡(從而連系動(dòng)力源—牛體),后接犁梢(從而連系工作機(jī)—犁架)的牽引件。漢代多為單長直轅(二牛),到魏晉后出現(xiàn)雙長直轅(一牛),并出現(xiàn)“柔便”之蔚犁。
(2)犁頭
犁頭指犁鏵和犁壁。西漢初,鐵犁形制與戰(zhàn)國時(shí)相仿,犁鏵上口窄,兩側(cè)鐵葉短,犁鋒角度大,只能起破土作用。如山東萊蕪出土西漢鐵范所鑄鐵口犁,與戰(zhàn)國輝縣犁形制相似,只是犁頭由鈍變尖。漢武帝時(shí),犁頭發(fā)生較大變化。陜西關(guān)中地區(qū)出土很多漢代鐵制農(nóng)具,其中犁具數(shù)量很多,并具有全鐵大鏵、小鏵、犁冠、犁壁及巨型犁鏵等不同形制品種。
從陜西省出土的漢代舌形大鏵來看,犁鏵呈舌刃梯形,平均長32厘米,后寬32.5厘米,平均重7.5公斤,銳角,上面尖起,下面板平,前低后高,中部有微高的凸脊,后邊有裝木犁頭的等腰三角形銎。還有一種形制較大的巨型大鏵,平均長38.3厘米,后寬36.3厘米,一般重9公斤,最重達(dá)15公斤。巨鏵古稱“鈴鐩”、“睿鏵”,用作“開田間溝渠及作陸塹”,在漢代已普遍使用。
與上述兩種鏵同時(shí)出土的有V形鏵冠與犁壁。出土?xí)r,V形鏵冠有的套合于鏵的尖端,有的單獨(dú)存放。犁壁又稱鐴土、犁耳、犁鏡、翻土板等,安裝在犁鏵的上方,與犁鏵后部共同組成一個(gè)不連續(xù)曲面。由于犁壁旁向的彎曲扭度小,可將土垡向上往前推擠,到一定程度折斷,向右前方翻轉(zhuǎn)倒下,形成不連續(xù)的垡條。其耕深受耕寬的限制少,一般耕深大于耕寬。在低速條件下,還可碎土成垅。
鐵犁壁在漢武帝時(shí)就已經(jīng)出現(xiàn)。從陜西省發(fā)現(xiàn)的漢代鐵鏵來看,漢代犁壁可分為兩大類:一為菱形、瓦形、方形缺角犁壁,平均長45.8厘米,寬23.1厘米;一為馬鞍形犁壁,平均長18.3厘米,寬20.8厘米。在行進(jìn)時(shí),菱形、瓦形、方形缺角犁壁只有一側(cè)翻土,馬鞍形犁壁兩側(cè)都能翻土。
犁壁的出現(xiàn),大大提高了整地質(zhì)量,使耕犁不僅能松土,而且能翻土、成垅、除草、滅蟲,從而改善了土壤中氣、水、肥狀況,便于作物吸收和生長。在18世紀(jì)以前,歐洲只知用直面木質(zhì)犁壁,壁與鏵不能緊密結(jié)合,常夾帶草土,拖動(dòng)費(fèi)力,一直到18世紀(jì)初才開始使用曲面鐵犁壁。
上述的舌形大鏵(或巨形犁鏵)與V形鏵冠、犁壁三者配套,組成一件高效能的整地、開溝農(nóng)具。
與舌形鏵、巨鏵同時(shí)出土的還有小鏵,三者同時(shí)并存,可見其作用有別。小鏵的平均長度為17.3厘米,后寬15.1厘米,前寬6厘米。按其尺寸,顯然不能與出土的鏵冠和犁壁配套使用。無壁小鏵,古稱之為“耩”,又稱之為“劐”、“耠子”,只能破土、松土,用于除草、開溝播種,不能翻土。與同時(shí)出土的有鐵口鋤,表明小鏵具有拉、蹠兩用功能。
上述西漢時(shí)的犁鏵與犁壁,只表明當(dāng)時(shí)關(guān)中地區(qū)使用的情況。從河南、河北、遼寧、內(nèi)蒙、山東、山西、江蘇、貴州等省區(qū)的出土材料來看,西漢時(shí)仍以V型鏵冠為主,V型鏵冠一直沿用到東漢。
(3)犁式
犁式又稱為耕作方式,即牽引方式。前述的犁架、犁頭均屬工作機(jī)部分,犁式則包括動(dòng)力(畜力)與牽引部分(包括犁轅形狀及設(shè)置)。使用畜力作為動(dòng)力,鐵犁成為一套完整的整地機(jī)械。
畜力牽引有二牛、一牛牽引兩種方式:
二牛耕田的牽引方式,一般采用“二牛抬杠式”,即犁轅(一長直木杠)后接犁梢,前接犁衡。犁衡是一直木棒,與轅垂直交接,交接處有一三叉戟聯(lián)搭,以適當(dāng)調(diào)節(jié)挽力不同的二牛在行進(jìn)中的負(fù)擔(dān),使犁平衡,犁衡縛于牛角,稱為角軛,后普遍成為肩軛,從而大大加強(qiáng)了牛的牽引力。二牛抬杠式始見于趙過推行代田法之后,與使用畜力及大型犁鏵相關(guān),成為生產(chǎn)力發(fā)展的重要標(biāo)志。直到現(xiàn)在,在北方地區(qū)尚存二牛耕田,少數(shù)民族地區(qū)則多用二牛耕田。一牛耕田的牽引方式,自西漢開始,就與二牛耕田的牽引方式同時(shí)并存。但總的趨勢是二牛牽引日少,一牛牽引日增。
綜上所述,可見到漢武帝時(shí),犁耕的三個(gè)重要組成部分犁架、犁頭、犁式都已初步定型,實(shí)現(xiàn)了從耒耜到犁的根本轉(zhuǎn)變。而這一轉(zhuǎn)變,是從趙過施行代田法,推廣耦犁開始的。古人有稱牛耕始于趙過,蓋指此意。
4、魏晉南北朝的蔚犁
魏晉南北朝的耕犁,犁頭和轅發(fā)生了一些變化。犁頭形狀從西漢的等腰三角形改為牛舌形,狹長,以適應(yīng)一牛耕田及耕泥濘田的需要。由于長直轅操作時(shí)不方便,特別在山澗丘陵地區(qū),“回轉(zhuǎn)至難”,北魏時(shí)在山東地區(qū)發(fā)明了比長直轅犁便利的蔚犁。
5、唐代江東犁的發(fā)明
唐代,犁轅有較大的變化,由長直轅改為短曲轅。唐末陸龜蒙的《耒耜經(jīng)》對當(dāng)時(shí)江東地區(qū)(即今江蘇、浙江及安徽、江西等地)通用的曲轅犁有較詳細(xì)的記載。見圖5-1為按《耒耜經(jīng)》原文所示尺寸比例所繪示意圖。圖5-2為出土執(zhí)犁陶俑圖。從這兩幅圖可見,唐代的耕犁在四個(gè)方面有改進(jìn):使用短曲轅,節(jié)省人力和畜力;增設(shè)犁盤,犁體回旋靈活;完善犁評,調(diào)節(jié)耕深;改善犁頭,保證耕地質(zhì)量。
犁頭包括鏵與壁兩部分。
漢代犁鏵,其長寬之比,舌形大鏵為32.0:32.5,巨型大鏵為38.3:36.3,大體上為1:1。魏晉以后,鏵漸變?yōu)楠M長。江東犁鏡長1尺4寸,寬6寸,寬不及長之半。這從唐代原造犁之圖像可作為佐證。
江東犁犁頭的變化,是為了適于南方比較黏重的土壤耕作,也適于翻起較窄的耕垡。耕時(shí)土垡被犁壁推擠到相當(dāng)程度,然后折斷,向后方翻轉(zhuǎn)倒下,因此,耕出的垡條是斷續(xù)的。江東犁這種竄垡的作用,一方面可使“耕深”受“耕寬”的限制較少,在多數(shù)情況下,耕深可以大于耕寬;另一方面,可以在低速的牛力條件下,達(dá)到碎土的要求,保證耕地質(zhì)量。
江東犁是唐末先進(jìn)生產(chǎn)工具的代表,因適于土質(zhì)黏重、田塊較小的江南水田耕作得以迅速推廣,反過來也促進(jìn)了南方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。實(shí)際上,江東犁的意義不止于水田耕作的范圍。當(dāng)然,江東犁本身仍存在缺點(diǎn),如犁體偏大,零件較多。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。后世曲轅犁發(fā)展,多數(shù)變得更為小型、輕便,結(jié)構(gòu)也加以簡化。
恩格斯指出:“對于大多數(shù)國家來說,鐵制工具是最后過渡到農(nóng)業(yè)的必要前提,鐵對農(nóng)業(yè)提供了犁,犁完成了重大的變革?!盵恩格斯《家庭、私有制和國家起源》《馬克思恩格斯全集》第21卷]
鐵犁牛耕使古代松遼地區(qū)的農(nóng)業(yè)在其發(fā)展史上進(jìn)入了一個(gè)新的階段。特別兩漢鐵犁影響了我國古代農(nóng)業(yè)兩千年。
1、使用鐵犁的地域范圍已很廣泛
兩漢時(shí)期,統(tǒng)治者都很重視發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè),亦重視推廣鐵犁和牛耕。從考古發(fā)掘來看,自北而南,已發(fā)現(xiàn)鐵犁或其部件的省份有遼寧、山西、內(nèi)蒙古、河北、山東、河南、安徽、寧夏、陜西、四川、甘肅、新疆、江蘇、福建、貴州、云南等,出土鐵犁鏵或其部件以百數(shù)。只有浙江、江西、湖北、湖南等地區(qū)在當(dāng)時(shí),“地廣人希,飯稻羹魚,或火耕而水耨”,尚無使用鐵犁的痕跡,而主要使用鐵口或全鐵?、鏟等。
2、鐵犁的進(jìn)步性和定型化
兩漢鐵犁的進(jìn)步性與規(guī)格定型化主要體現(xiàn)在以下五點(diǎn)上:1.犁身全鐵化,稱為全鐵犁,堅(jiān)固耐用;2.犁口鋒利化,角度縮小到90度以下,銳利適用;3.規(guī)格定型化,犁因不同需要,而有大、中、小型之分,形制亦因需要而有差異;4.犁頭犁冠化,使用于多沙石地區(qū)的犁頭,多加裝鐵犁冠,其形制類似戰(zhàn)國時(shí)期的“V”形犁,對犁鏵刃部起保護(hù)作用,可隨時(shí)更換;5.犁鏵犁壁化。犁上裝有犁壁,便于翻土、起壟,用力少而見功多。
上述不同類型的鐵犁和部件,在《中華農(nóng)器圖譜》中都選有典型圖片著錄。如其中的“遼陽大鐵犁”(第一卷第155頁),是于1955年在遼寧遼陽三道壕出土的,為西漢時(shí)期的遺物,其底長40厘米、后寬42厘米、后高13厘米。用復(fù)制件在耕后砂壤松土中模擬試耕,用福格森165拖拉機(jī)牽引,一人扶犁,用彈簧拉力計(jì)測拉力,入土深度15.5厘米,平均拉力為60公斤左右,速度為0.5米/秒左右。據(jù)此,此大鐵犁如用一頭壯牛(烏犍或黃犍)或用牯牛(未閹公牛)二頭抬扛,可持續(xù)(二小時(shí)為限)作業(yè)。元代王禎《農(nóng)書》所記?鏵,“其制大倍常鏵,?亦稱是。凡開田間溝渠及作陸塹,乃別制箭犁,可用此?斫犁底為胎,鍛鐵為刃,犁轅貫以橫木,二人扶之,可使數(shù)牛挽行。插犁既深,一去復(fù)回,即成大溝。”鏵及其使用的情況大約與西漢遼陽大鐵犁類似。
兩漢的中犁底長和后寬各約30厘米,小犁底長和后寬各約20厘米。此兩種鐵犁多用于田間作業(yè)。上述三種型號(hào)的犁一直沿用到近代拖拉機(jī)或現(xiàn)代步犁推廣之前。
3、犁架的科學(xué)性與二牛抬扛的必要性
耒耜類農(nóng)具的構(gòu)造簡單,頭刃部之外,只要有一條合用的木柄即可??墒抢鐒t不同,是以大牲畜如牛馬為牽引力,需要為犁配以較復(fù)雜的、合用的犁架。一般犁架必需具備四個(gè)主要部件,即扶手(犁梢)、犁床(犁底)、犁轅、犁箭,兩漢的犁架已四件具備。發(fā)現(xiàn)于山西平陸棗園村、甘肅武威磨咀子、江蘇睢寧雙溝、陜西米脂與綏德、內(nèi)蒙古和林格爾、山東滕縣宏道院與黃家?guī)X、廣東佛山瀾石的兩漢壁畫、畫像石上的牛耕圖及木陶模型等,都具體生動(dòng)地反映了這一情況。至唐代,陸龜蒙著《耒耜經(jīng)》,說江東用曲轅犁,有十一個(gè)部件。研究者對其優(yōu)點(diǎn)似過分夸大,從現(xiàn)存各種有關(guān)資料看,此類轅在唐宋時(shí)期使用者極少,只在敦煌壁畫中存有一例,但卻是二牛抬扛;而單長和雙長直轅的使用占絕大多數(shù)。只是到明清時(shí)期,曲轅犁才漸見推廣。其時(shí)二牛抬扛仍相當(dāng)普遍地在使用中。
二牛抬扛之所以有那么強(qiáng)的生命力,是因?yàn)榇朔N耕作方法是與當(dāng)時(shí)所用牽引力的條件相適應(yīng)。據(jù)今天的科學(xué)實(shí)驗(yàn)測定:一頭壯牛平時(shí)耕地,正常與持久的牽引力約為80至100公斤,一匹壯馬的正常與持久的牽引力為30至40公斤。兩漢的常用農(nóng)耕牽引力是以牯牛為主,有時(shí)亦用馬,用牯牛和馬,則用二牛抬扛的方法比較適宜。關(guān)于此事,除上述壁畫和畫像石上的牛耕圖已有生動(dòng)的反映之外,在文獻(xiàn)中亦多有記載。如《漢書·食貨志上》曰:“(代田法)用耦犁,二牛三人。”崔?《政論》曰:“今遼東耕犁,……既用兩牛,兩人牽之,一人將耕。”用一牛耕田的事例也有一些,但都用直轅。如上述武威磨咀子木牛犁模型,廣東佛山陶水田模型,滕縣宏道院畫像石牛耕圖等皆是。此外,文獻(xiàn)記載如《說文解字》“牛部”曰:?,兩壁耕也?!倍巫⒃唬骸爸^一田中兩牛耕,一從東往,一從西來也?!钡珒蓾h時(shí)期用一牛耕田的事例畢竟不多。還有一情況應(yīng)當(dāng)指出,就是制作直轅,在選材、技術(shù)等方面,均較制作曲轅容易。在性能上,曲轅的優(yōu)點(diǎn)比較直轅并不突出。因此,直到明清,二牛抬扛仍與直轅結(jié)合,相當(dāng)受到重視。
總之,鐵犁的發(fā)明、應(yīng)用和發(fā)展,凝聚了中國人和世界其他各位發(fā)明家的心血,并顯現(xiàn)了他們的智慧。