Энергия и цивилизация - читать онлайн книгу. Автор: Вацлав Смил cтр.№ 17

Процесс выращивания злаков задает определенный шаблон последовательности полевых работ. Культивация одинаковых растений ведет к изобретению или освоению очень похожих агрономических практик, инструментов и простых машин. Некоторые из этих инноваций появились рано, распространились быстро, а потом сохранялись по большей части неизменными на протяжении тысячелетий. Другие изобретения оставались долгое время привязанными к регионам возникновения, но затем, единожды распространившись, подвергались быстрому усовершенствованию. Серп и цеп принадлежат к первой категории, а отвальный плуг из железа и сеялка – ко второму. Инструменты и простые машины облегчали полевые работы (то есть давали механическое преимущество), позволяли выполнять их быстрее, увеличивали продуктивность, что давало возможность меньшему количеству людей вырастить больше еды, и возникший в результате энергетический избыток мог быть вложен в другие действия. Без серпа и плуга не было бы готических соборов или эпохи Великих географических открытий. Я сначала коротко перечислю полевые операции, инструменты и простые машины, а затем опишу доминирование злаковых культур и особенности сельскохозяйственного цикла.

Традиционное хозяйство по большей части требовало напряженной работы, но периоды тяжелого труда обычно сменялись периодами, когда активность резко снижалась – паттерн существования, совершенно отличный от постоянной нагрузки охотников и собирателей. Переход от охоты и собирательства к сельскому хозяйству оставил четкие физические свидетельства в наших костях. Оценка скелетов примерно 2000 человек в Европе, живших на протяжении 33 тысяч лет, от верхнего палеолита до XX века, показала уменьшение сопротивления на изгиб у костей ног по мере того, как наши предки переходили ко все более оседлому образу жизни (Ruff et al. 2015). Процесс завершился примерно два тысячелетия назад, и с тех пор данный параметр не менялся, несмотря на то что производство еды стало куда более механизированным. Это доказывает, что переход от охоты и собирательства к сельскому хозяйству, от кочевого образа жизни к оседлости был на самом деле эпохальным в человеческой эволюции.

Время полевых работ в традиционном сельском хозяйстве диктовали императивы окружающей среды, их требования подчеркивались в De agri cultura, старейшем из сохранившихся до нашего времени сборников советов по растениеводству. Написал его Марк Порций Катон во II веке до н. э., и в тексте есть такие слова: «Следи за тем, чтобы все полевые работы совершались вовремя, поскольку дело здесь обстоит так: если ты опоздал в чем-то одном, то ты опоздал во всем». Посев тысячелетиями выполнялся вручную, но все другие полевые работы требовали инструментов, ассортимент которых расширялся со временем, и хотя существовали достаточно ранние образцы сельскохозяйственных машин, они начали распространяться только при наступлении Нового времени (1500–1800).

Обзоры традиционных сельскохозяйственных инструментов, упряжи и механизмов доступны в книгах, посвященных истории сельского хозяйства отдельных регионов и стран. Эти книги я буду цитировать в данной главе, а за подробностями можно обратиться к следующим работам: White (1967) для Римского мира, Fussell (1952) и Morgan (1984) для Британии, Lerche (1994) для Дании, Ardey (1894) для США и Bray (1984) для Китая. Я использовал все эти источники, описывая важные приспособления и ключевые практики культивации, а также их прогресс; упряжь для животных будет представлена в разделе, посвященном традиционной тягловой мощности.

Во всех высоких культурах Старого Света цикл работ начинался со вспашки. Словами классического китайского трактата: «Ни царь, ни правитель государства не может освободить от этого». Необходимость вспашки отражена в древней письменности. В шумерской клинописи и в числе египетских иероглифов имелись особые знаки для плугов (Jensen 1969). Вспашка готовит землю к посадке намного более тщательным образом, чем обработка мотыгой: плуг вспарывает слежавшиеся слои земли, разрывает корни сорняков, так что после него остается рыхлая, хорошо аэрированная почва, в которой могут расти и развиваться семена. Первые примитивные плуги были широко распространены в Месопотамии после 4000 года до н. э., и они представляли собой остроконечные куски дерева с рукояткой.

Позже наконечники стали оковывать металлом, но столетиями они оставались симметричными (отбрасывали землю на обе стороны) и очень легкими. Такие простые плуги, которые проделывали неглубокую борозду для семян, а срезанные сорняки оставляли на поверхности, были основой как греческого, так и римского земледелия (aratrum по латыни). Они использовались на обширных пространствах Ближнего Востока, Африки и Азии вплоть до двадцатого века в беднейших регионах, и тянули их люди. Только в самой легкой песчаной почве такая работа была быстрее, чем обработка земли мотыгой (Bray 1984). Присоединение к плугу отвала до нашего времени остается наиболее важным его усовершенствованием. Отвал направляет вспаханную почву в одну сторону, переворачивает ее (частично или целиком), погребая под ней срезанные сорняки, и освобождает дно борозды. Благодаря отвалу появилась возможность обработать поле за один проход, а не идти второй раз поперек, как требовали плуги без отвала. Вначале отвалы были простыми кусками дерева, но уже до первого века до н. э. в Китае придумали изогнутые металлические пластины, присоединяемые к лемеху (рис. 3.1).

Рисунок 3.1. Эволюция изогнутых плугов с отвалом. Традиционный китайский плуг (сверху) имел небольшой, но плавно изогнутый отвал из нехрупкого чугуна. Тяжелый европейский плуг Средневековья, прикрепленный к тележке (снизу слева), имел остроконечный нож перед сошником, чтобы резать корни. Эффективный американский лук-балка (снизу справа) мог похвастаться тем, что сошник и отвал у него соединялись в слегка изогнутый треугольник из стали. Источники: Hopfen (1969), Diderot and D'Alembert (1769–1772) uArdey (1894)

Тяжелые плуги средневековой Европы имели деревянный отвал и нож, который, собственно, и резал почву, прикрепленный спереди к лемеху из кованого железа. Во второй половине XVIII века западные плуги все еще сохраняли тяжелые деревянные колеса, но зато у них появился изогнутый отвал из железа (рис. 3.1). Такие плуги с отвалом стали общими для Европы и Северной Америки только с появлением недорогой стали, которую начали получать с изобретением бессемеровского процесса в 1860-х, а вскоре и в куда больших количествах с помощью мартеновских печей (Smil 2016) (рис. 3.1). В большинстве почв вспашка оставляет после себя сравнительно большие комья, которые необходимо разбить перед началом посева. Все это можно сделать мотыгой, но очень медленно и очень трудозатратно. Именно по этой причине бороны использовались в тех культурах, где издавна применялся плуг. Их эволюция началась с примитивных щеточных борон и привела к появлению деревянных или металлических рам, к которым крепились деревянные колышки или металлические зубцы или диски. Перевернутые бороны или катки часто использовали для того, чтобы разровнять поверхность еще лучше.