简述中国古代农具的发展历史。

中国古代的农业机械

赵自然科学史研究所

在中国几千年的文明史中，农业在整个生产中占有重要地位。随着社会经济的发展，为了增加产量，提高劳动生产率，劳动人民发明创造了各种农业生产工具，不仅数量大，而且时间也比较早。这里只介绍几种主要的农具。

汉唐以来的耕地

我国很早就发明了雷，用雷翻整土地，播种庄稼，进行农业生产。随着生产的发展，雷迪发展成了犁。但在战国以前，人们只用石头、木头、骨头和少量的铜制整地工具。后来由于牛耕的出现和冶铁业的兴起，战国时期出现了铁犁，河北易县、河南辉县燕下渡遗址出土了战国时期的铁犁。铁犁铧的发明是一项了不起的成就，它标志着人类社会发展的新时期，标志着人类改造自然斗争的新阶段。

汉代大力推广先进的生产工具和耕作方法，犁进一步发展，在全国广泛使用。解放后出土的100多件铁犁中，有铁口犁、尖翼犁、舌形梯形犁、大犁等。从山西平陆等地汉墓出土的几幅犁图可以看出汉代犁的结构形式。当时的犁是铁做的，已经有了犁壁装置。山东安丘、河南中牟、陕西Xi、咸阳、礼泉等地均有汉代铁犁壁出土。犁壁的发明是犁的重要发展。没有犁壁的犁是无法达到碎土松土为亩造垄的目的的，必须依靠锄头和铁锹的帮助。有了犁壁，可以翻土碎土，而且犁壁有一定的方向性，把土翻到一边，把杂草埋在下面当肥料，同时还有杀虫的作用。欧洲直到十一世纪才有犁壁的记载，中国直到汉代才有犁壁装置，比欧洲早了近千年。汉代犁的木质部分由犁轴、犁尖(犁柄)、犁底(犁床)、犁箭、犁十字等部分组成。由此可见，汉代的犁已经基本定型，不仅有先进的犁壁装置，还有可以调节耕地深浅的犁箭装置。汉代的犁有双轴和单轴，基本上都是两头牛驮着。因为是直轴长轴犁，犁的时候调头调头不够灵活，费力低效。尽管如此，与战国时期的犁相比，它还是有了很大的进步。

在唐代，陆龟蒙的《雷吉经》详细描述了当时犁的部件、尺寸和功能。这种犁的结构是由金属制成的犁刃和犁壁，以及由木头制成的犁底、压刃、犁箭、犁轴、犁尖、犁评、犁楼、犁板等十一个部件组成。这些部件有其特殊的功能和合理的形式。犁壁在犁的上方，它们是一个曲面的复合装置，用于挖掘和翻土；犁的底部和压锤紧紧地固定着犁头，增强了犁的稳定性；政策■是保卫犁墙；犁箭头和犁评估是用于调整耕地深度的装置。通过调整犁评价和犁箭头，使犁轴和犁床之间的夹角变宽或变窄，从而使犁头变深或变浅。也可以通过犁尖掌握耕地的宽度；它的犁轴短而弯曲，轴头有可转动的犁板，牲畜用一套耕田绳拉犁。整个犁相当齐全，先进轻便，翻耕时调头非常方便，埋深容易控制，省力高效。

陆桂蒙笔下的犁，是中国犁发展相对完整阶段的典型。其结构比秦汉时期要完整复杂得多，与现代犁基本相同。这是广大劳动人民在长期的生产斗争实践中不断探索和创造的结果，是劳动人民智慧的结晶。

宋元以后，犁的形式更加多样化，各地创造了许多新犁。南方水田用犁头，北方旱地用犁头，犁头用来培育蚂蚱，犁头用来培育芦苇、蒿等荒地，锄头用来培育海埂。

据史料记载，在整个古代社会，中国犁的发展水平一直处于世界农业技术发展的前列。

汉代的播种机——鼎钹

中国在战国时期就有了播种机械。汉武帝时，赵国在单脚钹、二脚钹的基础上，创造发明了能同时播三行的三脚钹。一头牛拉着，一人牵着牛，一人帮着耕田，一天就能种一公顷地，大大提高了播种效率。汉武帝曾下令在全国推广这种先进的播种机。

汉代鼎钹修复模型现陈列于中国历史博物馆。其结构如下:下面三个小铲刃用于开沟，称为铲脚。后半部分中间是空的，两脚之间的距离是一尺。三根木质空心钹腿，下端嵌入钹中，上端与种槽相通。种子箱下部的前部通过长方形开口与前桶连通。桶背下方有开口，活动安装有百叶窗，用楔子紧固。为了防止种子堵在开口处，在舵柄手柄的柱子上挂一根竹签，竹签的前端伸入舵柄下部并系紧，中间绑一个铁块。钹的两边有两根轴，可以容纳一头牛。后面有个钹柄。

播种前，根据种子类型、种子大小、土壤水分等条件，调节斗口的闸门，使种子在某一时间流出的量恰到好处。然后把要播的种子放进桶里，用牛拉，一个牵着牛，一个牵着钹。耕耘机通过控制耕耘手柄的高度来调节耕耘脚入土的深度，同时也调节播种的深度。行走晃动时，种子自动流出分蘖桶，分成三股，撒入分蘖下的土壤中。在舵柄后面的木架上，用两根绳子吊着一根方形木棍，横放在播种垄上。随着分蘖的推进，土壤自动耙平，种子覆盖在土下，从而一次完成开沟、播种、覆盖的任务。然后用滚筒压实，使种子和土壤紧密附着在一起，发芽生长。

最新的现代播种机的所有功能，不过是把开沟、播种、覆土、压实这四个工序一个接一个地完成，而中国两千多年前的三足钹，已经是用同一台机器一起完成了前三个工序。在当时创造出如此先进的播种机，确实是一大成就。这是中国古代农业机械的伟大发明之一。

灌溉机械.龙骨水轮

龙骨水车是中国古代最著名的农业灌溉机械之一。龙骨车在古书里叫翻车。据后汉记载，这种灌溉机是东汉末年发明的。起初是靠人力转动轮轴来灌溉水。后来由于轮轴的发展和机械制造技术的进步，发明了以畜力、风力、水力为动力的龙骨水车，并在全国广泛使用。根据功率的不同，龙骨水车有以下几种。

人龙骨水车人龙骨水车以人力为动力，多用脚踏，手摇。元代王振农的《书》和清代林青的《河具图说》对龙骨车的描述更为详细。除栏杆和槛桩外，车体为木板，长二尺，宽四寸至七寸，高约一尺。槽内竖立一块人行道板，与槽的宽度相同，比槽板两端短一尺，用来放置大小车轴。上下人行道，整个周界由一节带木销的龙骨板叶连接，很像龙的骨架，故称龙骨车。上轴两端有四根脚踏用的拐杖，放在岸边的木架之间。人扶着木架，用脚踩着拐杖，就会带动下面的龙骨叶沿着木槽向上移动，把水刮上岸，流进地里。龙骨板叶绕过上轴，然后在铺装板上缘下移，绕过下轴，再次擦拭。如此循环往复，水不断从下部被驱赶上岸。这是龙骨车的结构和工作过程。

由于人力的原因，人龙骨水车的汲水能力不够大，但在靠近水面的任何地方都可以使用，可以两个人一起踩或摇，也可以只有一个人踩或摇。它非常方便和普及，是一种广泛使用的农业灌溉机械。

兽拉龙骨水车南宋初期，龙骨水车有了新的发展，出现了以兽力为动力的龙骨水车，这是龙骨水车发展的新阶段。它的水车部分结构和上面说的一样，但是在动力机械上有了新的改进。水车上端的横轴上安装了一个立轴，旁边立着一个大立轴。一个大的水平齿轮安装在垂直轴的中间，以连接水平齿轮和垂直齿轮的齿。立轴上安装一根大横杆，让牛拉着横杆转动，经过两个齿轮的传动，带动水车转动，把水刮上来。因为畜力比较大，水车可以举到比较大的高度，打水的量也比较大。

元代王镇的《农书》中也有水转龙骨水车的记载。由此可见，这种机器的发明应该是在农书写成之前近700年，大约是元初。它的安装和水车与以前的水车完全一样。它的动力机安装在水流湍急的河边。先搭起一个大木架，在大木架中央竖起一根转轴，转轴上安装两个大横轮。下卧轮为水轮，水轮上安装有多个叶片，使水轮受水的冲击而旋转。上水平轮是一个大齿轮，与水车上轴上的垂直齿轮相连。把水车放在河堤挖的深沟里，流水会冲击水车旋转。水平齿轮会带动水车上的垂直齿轮转动，垂直齿轮也会带动水车转动，带动河水从河中的深沟流到岸上，流进地里灌溉庄稼。

如果水源比较高，可以做成一个大的立式水车，直接装在水车的转轴上带动水车转动，省去了两个大齿轮。

一对大的木制齿轮应用在流水驱动的灌溉机械上，把水轮的转动传递到水轮的轴上，带动水轮刮水灌溉。这是元代机械制造的一大进步，也是人们利用自然力造福人类的一大功绩。

先进的粮食加工机械——水锤和水磨

谷物收割脱粒后，必须加工成大米或面粉才能食用。中国古代发明了许多谷物加工机械，如碾、磨、碾、车、辊等。，后来又发明了水动水动水磨、水磨。这些机器效率高，用途广，是农业机械中的重要发明。

水磨是一种利用水力碾米的机器，出现于西汉末年。汉代桓谭的《欢子新论》(约公元前23年-公元前50年)中有关于水地的记载。

水锤的动力机是一个大型立式水车，有几个叶片，轴的长度根据驱动的水锤数量而变化。转轴上有一些拨盘。一个滚轮有四个拨盘，四个滚轮需要十六个拨盘。移动板用于移动杆。一根柱子搭起一根木杆，木杆的一端安装一块圆锥形的石头。把要加工的大米放在下面的石臼里。流水冲击水车使其转动，轴上的拨板移动锤杆尖端，使锤头一起落地进行水稻脱粒。使用水锤，可以日夜加工。

溪河两岸均可设置水排。根据水势的高低，人们采取了一些不同的措施。如果水势比较小，可以用木板挡水，让水从侧面流过水车，可以增加水流的速度，增强冲击力。驱动铙钹的数量可以根据水力大小决定，水力大的地方可以多装一些，水力小的地方可以少装一些。设置两个以上的钹叫连钹，常用的，一般是四个钹。

磨，原名颛顼，汉代称磨。这是一种将大米、小麦和豆类加工成面粉的机器。磨由两块具有一定厚度的扁平圆柱形石头制成。这两块石头叫磨扇。下风扇中间有一根短立轴，是铁制的，上风扇中间有一个对应的空套。两个风扇合在一起后，下风扇固定，上风扇可以绕轴旋转。在两个风扇的相对侧，有一个空的腔室，称为研磨腔室，腔室的外围做成下落的研磨齿。上扇有磨眼。磨粉时，谷物通过研磨眼流入研磨室，均匀分布在四周，被磨成粉末，从缝隙流到磨盘，经过筛选去除麸皮等得到面粉。磨的是人，是动物，是水力。水力驱动的磨坊是在晋代发明的。水车的动力部分是卧式水车。磨粉机的上风扇安装在轮子的立轴上，流水带动磨粉机转动。这种磨机适合安装在水冲击力比较大的地方。如果水的冲击力比较小，但是水量比较大，可以安装另一种形式的水磨:动力机是一个立式的轮子，轮轴上安装一个齿轮，与安装在研磨轴下部的齿轮连接。水轮的转动通过齿轮使磨坊转动。这两种水磨结构都比较简单，应用也比较广泛。

随着机械制造技术的进步，后来人们发明了一种结构复杂的水磨。一个水车可以带动几个磨坊同时转动。这种水磨被称为水磨机。王振农的书里有关于水对机磨的记载。这种水力加工机械的水车又高又宽，而且是立式车轮，所以要用冲水车。车轴粗，长度要适中。轴上每隔一定距离安装三个齿轮，每个齿轮连接一个磨齿，中间的三个磨齿连接相邻的两个磨齿。水车的转动通过齿轮带动中磨，中磨转动，再通过磨上的木齿带动下一个磨。这样，一个水车就可以带动九个磨坊同时工作。