Дары земли: история земледелия от плуга до трактора
Камнем и деревом
С древнейших времен люди занимались охотой и собирательством. На это уходило много времени и энергии – фактически наши предки проводили большую часть жизни в поисках пропитания. Да и количество ресурсов на каждом участке земли было ограничено, поэтому поселения не могли разрастись и все время «переезжали».
Все изменилось с окончанием ледникового периода более 11 000 лет назад. Климат стал мягче, а у людей к тому моменту появились каменные орудия труда. Постепенно приспособления совершенствовались, и в конце 4 тысячелетия до н.э. появился прототип сохи, а еще тысячу лет спустя началась история деревянного плуга. Для сбора урожая использовали серп и цеп.
Неолитическая революция протекала сразу в нескольких регионах, которые стали родиной многих современных сельскохозяйственных культур: из Эфиопии пришел кофе, из Индии – огурцы, из Китая – яблоки. Особые достижения принадлежали шумерам, которые изобрели особую борону для разрыхления почвы.
Высокой технологичностью древние технологии не отличались. Наши предки занимались подсечно-огневым земледелием: срезали с деревьев кору, а затем сжигали. На месте бывших лесов засевали землю, а угли и пепел использовали в качестве удобрения.
По античному образцу
Огромную роль в развитии сельского хозяйства сыграли древние греки. Они использовали бронзовые серпы, мотыги, сапки, трезубые вилы и рала – орудия, которые только рыхлили поверхность земли, не переворачивая ее. Чуть позже появился примитивный плуг, который пахари тянули с помощью упряжки волов. Плуг переворачивал землю, чтобы солнце ее прогрело и выжгло корни сорняков. После пахоты комья земли разбивали кувалдой или дубиной.
Даже Аристотель в своих знаменитых трактатах писал на тему сельского хозяйства. В «Естественной истории» и других работах философа встречаются попытки классификации растений и советы по возделыванию.
По окончании сезона дождей посевы окапывали, выпалывали сорняки. Созревший урожай жали железными серпами и увозили на ток, или гумно – расчищенный для молотьбы участок земли. В ходе молотьбы семена и плоды отделяли от колосьев, початков и стручков. Часто для этого использовали животных, гоняя их по кругу и бросая им под ноги то, что еще не вытоптано. Затем зерно очищали и отправляли на хранение в специальные ямы.
Греческие технологии переняли и усовершенствовали древние римляне. Для вспашки использовались орудия, знакомые еще грекам, но сама система была гораздо сложнее. Обычно один и тот же участок вспахивали по 3-4 раза, а в некоторых регионах и по 8-9 раз. Мотыгой землю также обрабатывали по несколько раз: в январе-феврале, в начале марта и в мае.
В латинском языке даже существовали особые термины для обозначения каждой вспашки: proscindere — пахать в первый раз, поднимать землю; iterare — перепахивать; tertiare — пахать в третий раз; lirare — пахать в четвертый раз, чтобы произвести покров семян.
Способы жатвы были различными. Иногда стебель вырывался с корнем – при этом земля сильно истощалась. Чаще использовали серпы, срезая урожай наполовину или под корень. Был и более прогрессивный способ: с помощью инструмента, похожего на гребень, срезались одни колосья. В ряде регионов даже существовали машины на основе этого орудия. Бык толкал впереди себя большой короб с зубьями, которые срывали колосья, и те падали в короб.
Для молотьбы часто использовали простую палку, выбивавшую зерно из колосьев. Но существовали более совершенные методы, например выколачивание зерна прогоном волов по колосьям на гумне.
Забытое знание
С началом эпохи средневековья развитие науки и сельского хозяйства застопорилось. Новые разработки долгое время не появлялись, а античные знания в большинстве своем были утеряны. Кроме того, в 536 году на Европу в результате извержений вулканов обрушилось глобальное похолодание, которое продлилось более ста лет. Атмосфера наполнилась вулканической пылью, а температура упала. Результатом стали неурожаи и голод.
Серьезные перемены к лучшему начались в XI-XIII веках. Возобновилось развитие сельскохозяйственной техники: получает распространение тяжелый плуг с железным отвалом, появляется новый тип железного топора, внедрение подков и новой сбруи позволяет в несколько раз эффективнее использовать лошадиную силу.
В XIII-XIV веках, в эпоху наивысшего сельскохозяйственного подъема, в целом удалось достичь античного уровня хозяйства. При этом обрабатывались более обширные территории, которые требовали большего объема работы, так что отчасти средневековым земледельцам удалось превзойти своих предшественников.
Переход к двигателям
С окончанием средневековья произошло возрождение сельского хозяйства. Деревянные орудия заменялись железными, но их применение по-прежнему основывалось на ручном труде с использованием тяги животных.
Начали появляться новинки, например, в начале XVIII века в Англии изобрели рядовые сеялки, а чуть позже – ложечные сеялки, которые после усовершенствования в 1790 году работали без изменений до XX века. Примерно в это же время были разработаны жатвенная машина и механическая молотилка, ставшая предшественницей комбайна.
Попытки изобрести уборочный комбайн начались в 30-е годы XIX века. Машины срезали колосья, связывали их в снопы, а позже – еще и молотили зерно. Однако устройства были громоздкими, и для их передвижения требовалось не менее десяти лошадей. Проблема была решена во второй половине XIX века с появлением парового двигателя. Первое время комбайн перемещался с помощью отдельного трактора, но позже машины удалось оснастить собственным двигателем.
Благодаря появлению двигателей удалось в целом сократить применение живой тягловой силы. Например, в Голландии в 1862 году уже активно использовали паровые плуги с двусторонними лемехами (острыми наконечниками), а в ряде других стран обычный плуг прикрепляли к паровому трактору.
Другим крупным изобретением того времени наравне с комбайном стал паровой трактор, разработанный в середине XIX века. В 1901 году появились первые тракторы с двигателями внутреннего сгорания, но они были слишком тяжелыми, большими и часто ломались. Все эти недостатки удалось устранить к 1907 году, когда тракторы получили широкое распространение. К машинам также подключали вспомогательные механизмы, такие как косилки, молотилки и мельницы.
Тракторы на гусеничном ходу начали производиться в 1912 году, но еще в 1817 году русский инженер Василий Гурьев предложил идею «сухопутного парохода». По его плану машина должна была поднимать 50 десятин (чуть больше 50 гектаров) крепкой почвы в день и заменить 300 лошадей.
Высокие технологии
Если раньше при развитии земледелия акцент делался на улучшении технологий, сейчас речь идет прежде всего об экологичном производстве. Другими словами, важно максимально эффективно использовать почву, оказывая на нее минимальное воздействие.
Современные машины развиваются именно в этом направлении. Например, почвообрабатывающая техника John Deere создает наиболее благоприятные условия для прорастания семян и позволяет добиться оптимальной урожайности. Другие типы машин также нацелены на максимально эффективное производство. Тракторы представляют собой универсальные машины, которые помогают пахать, поливать, перевозить грузы и выполнять другие виды работ. Сидение оператора может быть оснащено массажной функцией, а кабина – акустической системой Harman/Kardon. Стоимость трактора в такой комплектации может доходить до 700 000 $. Комбайны создаются с учетом сразу нескольких показателей: энергоэффективности, комфорта, надежности, проходимости и не только.
В индустрии сельского хозяйства широко используются современные технологии. Машины оснащаются дисплеями и датчиками, которые помогают контролировать выполнение работ. Так, датчики передают данные в режиме реального времени, что позволяет оперативно принимать важные решения. В машинах также устанавливаются системы спутникового ведения, которыми можно управлять и в ручном, и в автоматическом режиме.
На помощь фермерам приходят различные приложения. Например, в сельскохозяйственном портале John Deere Operations Center собирается важная агротехническая информация и сведения о машине. За счет этого специалисту проще принимать взвешенные решения. Приложение также помогает планировать такие операции, как обработка почвы, посев, внесение удобрений и уборка урожая. Здесь же можно отследить местонахождение и состояние машин, узнать, какие работы завершены и сколько урожая собрано.
С каждым днем сельскохозяйственные технологии только совершенствуются, а возможности людей растут. Можно сказать, что мы живем в эпоху второй зеленой революции и в ближайшем будущем станем свидетелями появления еще более впечатляющих устройств.
До неолитической революции – так называют зарождение сельского хозяйство – популяция людей на планете была ограничена количеством пищи, которую можно было найти. Поэтому на протяжении долгого времени на Земле могло жить не более 6-10 миллионов человек. К моменту появления Римской Империи 2000 лет назад это число выросло в 25 раз, а сейчас на Земле проживает более 7,5 млрд человек.