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《王祯农书》中《农器图谱》部分最有特色和价值。这一部分卷帙最重,
占全书篇幅的4/5,是农书的重点内容。
王祯在研究农学的过程中,深感农具的重要意义,认为“田非器不成”,
没有好的农具,就不能发展农业生产。因此他以“至纤至细”的精神,极其
详尽地介绍了当时和古代的以及他自己创制的各种农具、农业机械和生活用
具,共达257种,并且逐一绘制成图谱306幅,图后附有文字说明,介绍各
种农具的构造、发展演变的过程、使用方法和功效,并且做诗吟咏。这种内
容丰富、特色鲜明的农学巨著,在元朝以前没有哪一部农书可以和他相比。
元朝以后的一些重要农学著作中,农器图谱部分也多转录或引据《王祯
农书》。
我国劳动人民在长期的生产实践中,新农具的创制和发明层出不穷,但
是往往不能推广,甚至年久失传。这除了社会原因以外,另一个重要原因是
没有图谱和缺乏文字记载。
王祯利用图文并茂的表达形式,把这样浩繁的农器,分门别类,绘成图
谱,这对交流和推广先进农具,的确是一件十分有意义的工作,并且为我们
今天了解和研究我国古代农具发展情况,提供了极其珍贵的资料。
《农器图谱》共分田制、耒耜、䦆臿、钱镈、铚艾、杷枺А⑺蝮摇⒐q箦、
杵臼、仓廪、鼎釜、舟车、灌溉、利用、 麦、蚕缫、蚕桑、织纴、纩絮、
麻苎等20门。不仅仅工具的种类繁多,而且还包括了土地利用、农舍建筑、
灌溉工程、运输工具和纺织机等方面的内容。
(犁)刀:这是一种形似短镰而刀背比较厚的工具。在开荒的时候和
耕犁配合使用,先用 刀把草根割断,然后再用耕犁翻耕,这样就可以节省
人力、畜力,是我国农业机械史上一项别出心裁的发明。
铁搭:适应南方水田土壤的耕垦工具,一般具有4—6个铁齿。
秧马:能坐在上面行于泥中,便于水田作业的插秧专用工具。
耘荡:适于水田中耕除草的耕耘工具。
耘爪:用竹管加上铁尖套在手指上,用以耘田的工具。
耧锄:华北平原用于畜力耕耘的器具,一天可耘田20亩,工效很高。
镫锄:用于中耕除草的工具,由于它没有两刃角,在锄草时不容易伤到
禾苗。
粪耧:在耧车上附加施种肥的装置,用来施种肥。
瓠 (hù)种:在瓠上安木柄,瓠下安木嘴,用于垄畔播种的工具。
砘车:在耧车后面配上石制砘车,能沿耧角所开的沟进行镇压,能使种
土相亲,有利于发芽出苗。
汉朝赵过发明的耧车,下有三个开沟器,播种时,用一头牛拉着耧车,
耧角在平整好的土地上进行条播。到元朝,人们对古代耧车作了两项大的改
进;一是在耧车上附加上粪耧,把播种同施种肥结合起来;二是在耧车后面
配上砘车,把下种同镇压结合起来,使土和种子紧密接触,有利于保墒和种
子发芽。这种播种工具结构简单,使用方便,一直延续到今天才逐渐被现代
播种工具所淘汰。
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十五、新创制的收获农具
推镰:这种用木做成横架及长柄,并安上小轮,收获荞麦用的农具,在
割前可以把禾秆聚拢,割倒后能使禾秆向左摊成一行,便于捆束,而且不损
籽粒,比一般的镰刀可提高工效好几倍,是当时一种很先进的收获工具。
麦绰:是将长镰形的麦衫装置在一个簸箕形的麦绰上面,在木柄和轴上
系以绳索,一手执绳,一手执轴,收割麦子既整齐又快。在麦绰的后面带着
4个小轮的麦笼及拖把。使用这种收割器,一人一天可以收麦十几亩,也是
一种节省人力、功效很高的收获工具,并且很适合在较大的地块上工作。
䥽:收割水稻的工具。
捃刀:割麦稻用的工具。
鉴刀:割谷穗用的工具,半月形,北方也称“爪镰”。
这些农具对提高收割工效也起了重要作用。
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十六、新创制的灌溉机具
在《王祯农书·农器图谱》中,可以看到几种新创制的灌溉机械:
翻车:又叫龙骨水车,是一种重要的往高处提水的灌溉工具,也称为脚
踏翻车。
水转翻车:这是王祯在前人设计的翻车基础上设计的。王祯在编绘《农
器图谱》的过程中,不是简单地对农机具进行临摹,而是本着“既述旧以增
新、复随宜以制物”的精神,进行了大量创造性的工作。水转翻车以水力作
为动力,由一套复杂的机械装置组成。当水冲击立轴下面的大卧轮的时候,
和卧轮同轴的上面的大齿轮同时转动,并且拨动水平轮轴上的小齿轮,这样
就带动翻车,使它连续刮水而上,既节省了人力、畜力,又大大提高了工作
效率。
牛转翻车:在没有流水的地方使用。下轮安置在车傍岸上,用牛拽转轮
轴,翻车就会随着转动。这种翻车的工效大于人力翻车一倍。
驴转筒车:就是水转筒车,但由于转轴外端另行制造竖轮,竖轮旁边的
岸上再安置卧轮,和牛转翻车的原理一样。这种水车适合于在“临坎井”或
“积水渊潭”处使用。
高转筒车:是王祯设计的另一种灌溉机械。它适用于田高水低的地方,
一般用人力或畜力转动,可以把水提高33米多,如果两台接运,提水高度可
以到66米多。
水转高车:遇到流水岸边,需用高车时使用,这种车也是高转筒车的制
做原理,但是要在下轮的轴端另外制做一个竖轮,旁边用卧轮拨动竖轮。“绝
胜人牛所转”,效率更高,是一种很先进的灌溉机械。
刮车:是一种用上水轮的水车,它的水轮高度为 1。67米,幅头宽0。2
米,在水陂下田处使用。
这几种水车的原动力:翻车和刮车用人力;水转翻车、水转高车和高转
水车用水力;牛转翻车和驴转翻车用畜力。可见在元代不仅已经利用人力、
畜力以及水力进行灌溉,更为难得的是,这一时期已经比较广泛地利用机械
原理,特别是对齿轮轮系的利用。
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十七、新创制的农产加工机械
《王祯农书·农器图谱》中,对元代新创制的连二水磨、水转连磨、水
击面罗、水轮三事等高效率的农产加工机械进行了记载,如水转连磨:
“水转连磨,其制与陆转连磨不同。此磨须用急流大水,以湊 (凑的异
体字,聚合、奔赴)水轮 (意指聚水冲击水轮),其轮高阔,轮轴围至合抱
(两臂围拢),长则随宜。中列三轮,各打大磨一槃(同盘,此处用作量词)。
磨之周匝俱列木齿,磨在轴上,阁以板木 (用木板载着,磨傍(通“旁”)
留一狭空,透出轮辐,以打上磨木齿,此磨既转,其齿复傍打带齿二磨,则
三轮之力,互拨九磨。其轴首一轮,既上打磨齿,复下打碓(duì,一种春米
谷的设备,也可用于捣碎茶叶等物品)轴,可兼数碓。或遇天旱,旋(随即)
于大轮一周,列置水筒,昼夜溉田数顷。此一水轮,可供数事,其利甚博。
尝到江西等处,见此制度,俱系茶磨,所兼碓具,用捣茶叶,然后上磨。
若他处地分间有溪港大水,仿此轮磨,或作碓碾,日得谷食,可给千家,诚
济世之奇术也。陆转连磨,下用水轮亦可。”
王祯这种一机多用的设计思想是十分可取的。
“水轮三事”是王祯创制的。他在普通水磨的基础上,通过改变它的轴
首装置,使它兼有磨面、砻稻、碾米三种功用。他在说明中指出:
“夫一机三事,始终俱备,变而能通,兼而不乏,省而有要,诚便民之
活法,造物之潜机。今创此制,幸识者述焉。”表明这是由他创制的,希望
别人推广。
以上这些创造和革新,是我国古代劳动人民的智慧和在生产斗争中所取
得的伟大成就的反映。
《农器图谱》用图文并茂的形式,对这些新创制的农业机具进行了积极
的宣传和推广,对当时的农业发展起了促进作用。
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十八、复原古代机械
为了传播先进的生产技术,对于一些当时已经失传的古代机械,王祯搜
集资料,刻苦钻研,千方百计加以复原。
史书中记载古代有人做过一种磨,只用一头牛就可以拉动八盘磨同时工
作,可惜已经失传。
王祯“寻绎搜索”,反复研究,终于复原出来,“既图于前,复叙于后”,
供人们效法。
王祯看到《后汉书》记载,东汉南阳太守杜诗,曾经制作过水排。
所谓“水排”就是利用水力推引鞴鞴鼓风的器具,用于冶金。
生铁的早期发明,是中国对世界冶金技术的杰出贡献。要获得液态生铁,
就需要较高的炉温。有风就有铁,鼓风技术对于生铁冶铸的发展有着极重要
的意义。
从商周以来,都用皮囊鼓风。子继父业,年轻工匠必须学会缝制皮囊的
技巧。说明早期冶铸匠师高度重视鼓风器具的制作。
鼓风装置由人力驱动 (人排)发展到用畜力和水力驱动(马排、水排)
是东