От римского плуга к ротердамскому

Могущественная империя Рима рухнула, как подточенное дерево. На ее развалинах образовались новые государства: германцев, фанков и англосаксов. В то время они еще не занимались земледелием, а вели полукочевой образ жизни. Поэтому они не могли полностью перенять у римлян совершенных приемов обработки почвы. Основным занятием их было скотоводство, военные набеги и грабежи захваченных земель. Все это разрушительно подействовало на земледелие, на сотни лет затормозило его развитие. Даже тогда, когда покорившие Рим племена стали оседлыми земледельцами, наблюдался застой и упадок в ведении сельского хозяйства.

Постоянные войны, регулярные набеги степных кочевников, голодовки и эпидемии часто опустошали целые города и районы. Тогда "редко пахари перекликалися", но часто "зато граяли враны, трупы между собой деля".

Города окружали мощными укреплениями. Такое обособление и отчуждение городов подрывало торговлю и ремесло. Торговали в основном хлебом, и то в незначительном объеме. Крестьянские дворы были вынуждены изготовлять для себя орудия труда и домашнюю утварь. Сельское хозяйство в целом носило натуральный характер. Расширять посевы и поднимать культуру земледелия в этих условиях не было необходимости.

Такое положение не способствовало развитию и усовершенствованию техники.

Только через несколько столетий появляется огнестрельное оружие, развиваются металлургия, чугунолитейное дело. Правда, в сельском хозяйстве еще господствовали устаревшие приемы и крайне примитивная техника вплоть до середины XVIII в. В земледелии преобладало двухполье, хотя в развитых хозяйствах монастырей и крупных поместьях уже в XIII в. применяли трехполье. Постепенно трехполье стало распространяться по всей Европе и стало основной системой земледелия вплоть до XIX в. (обычная последовательность культур в трехполье: пар, озимые, яровые).

Для двоения и троения пара применяли малый легкий плуг с длинными лемехами, без ножа и колес. Для глубокой вспашки использовали тяжелый колесный плуг. Судя по описаниям и изображениям на миниатюрах средневековья, этот плуг имел лемех, нож, простенький отвал, грядиль, дышло, ярмо, рукоятки. Большим прогрессом в VIII - IX вв. стало широкое применение железа для изготовления основных частей плуга. Об этом мы узнаем, например, из литературных памятников. В частности, в "Житии святого Колумба" рассказывается, что "когда однажды один из монахов, по имени Франмер, пахал землю плугом, чтобы посеять пшеницу, неожиданно от твердости почвы поломалась рукоять плуга. Пытаясь исправить повреждения, названный брат, неожиданно, ударившись о железо, срезал себе палец". Железные части делали съемными, на ночь их уносили.

Легкий плуг

Об одном интересном случае рассказывает "Житие святого Галла": "Некто прибыший, как позднее было ясно - не без злого умысла, увидев, что несколько монастырских рабочих, прекратив дневную сельскую работу, оставили на ночь в плугах железные части, решил, что темное время удобно для махинаций, и украл столько железных частей, сколько думал, что сможет снести".

В некоторых королевствах даже существовали законы, предписывающие крестьянам в обязательном порядке оберегать и каждую весну проводить ремонт железных частей плуга. За кражу какой-либо части плуга предусматривалось самое суровое наказание, вплоть до отсечения головы. Интересно, что в то время крестьяне впервые стали объединяться в кратковременные союзы для совместной обработки земли. Тяжелый и громоздкий плуг, оставленный римлянами, требовал большой запряжки животных. Нередко в него необходимо было впрягать по десять, а на тяжелых почвах и по двенадцать лошадей. Одной семье держать такое количество рабочего скота было не под силу, и поэтому крестьяне стали объединяться в так называемые супряги. Такой союз был кратковременным; после вспашки он распадался.

Пахотная техника земледелия, созданная еще римлянами, оставалась без значительного изменения вплоть до XVII в.

Начиная с открытия в конце XV столетия Колумбом Америки, в Западной Европе начинает развиваться торговый капитал. Города из крепостей превращаются в торговые и ремесленные центры. Спрос на хлеб сильно возрастает. Потребовалась коренная перестройка системы ведения хозяйства и техники того времени.

Первыми это почувствовали государства, расположенные по побережью Северного (Немецкого) моря: Голландия (Фландрия) и Брабанта (Бельгия). В то же время развивается торговое земледелие. Крестьяне начинают выращивать хлеб специально для продажи, что послужило мощным стимулом для поисков путей интенсификации земледелия и обработки почвы. Изучаются приемы и изобретения, введенные в практику предыдущими поколениями земледельцев. Многие знания черпаются из книг римских писателей.

Римские крестьяне выгоняли скот на поля и таким способом унавоживали почву. Голландцы пошли дальше римлян: они удобряют поля навозом. Для этого голландские земледельцы стали держать скот на привязи в коровнике-хлеве. Это потребовало перестройки системы кормления скота: возникла необходимость заготовлять сено трав и злаков и свозить его к коровникам.

Переход скотоводства от лугового, пастбищного к стойловому вызвал дальнейшее развитие полевого кормосеяния. На корм скоту высевают специальные кормовые растения: клевер, вику, люцерну, репу и кормовую свеклу. Земледельцы выводят специальные крупноплодные сорта этих корнеплодов.

Именно тогда впервые в Голландии - стране передового земледелия - трехполье сменяется четырехпольем. Поля разбивают на четыре клина. Первый засевают озимой пшеницей, второй - бобами, третий - ячменем, а четвертый оставляют под паром. Поэтому ежегодно пустует не треть, а только четвертая часть пашни. На эту пашню вывозят навоз, разбрасывают и запахивают.

Брабантский плуг

Внесение навоза требовало хорошего оборота почвы и перемешивания ее с навозом. Отвал римского плуга был плоский или имел форму очень слабо вогнутой лопаты, изготовлялся целиком из дерева. Почва, отрезанная лемехом, плохо скользила по дереву, часто прилипала к поверхности, что затрудняло пахоту. Плоский отвал не столько оборачивал пласт, сколько отбрасывал его и разрушал.

В то время ремесленники Голландии и Бельгии уже знали в совершенстве секреты кузнечного и литейного мастерства. Имя первого мастера, сделавшего отвал целиком из железа, неизвестно, но его изобретение явилось огромным шагом вперед в дальнейшей эволюции пахотной техники. Произошло это в середине XVII столетия.

Новый материал позволил ремесленникам придавать поверхности отвала любую изогнутую форму. Цельнометаллический отвал мог хорошо оборачивать пласт. Плуги с металлическим отвалом появились одновременно в Голландии (Ротердаме) и Бельгии (Брабанте). Различие конструкции плугов этих стран отражало специфические условия сельского хозяйства Голландии и Бельгии.

У брабантского плуга металлический лемех был прикреплен к изогнутому концу грядиля. Отвал, изготовленный из отдельного куска железа, присоединялся к лемеху, как и в римском плуге, сбоку, что затрудняло скольжение пласта.

Брабантские ремесленники снабдили плуг двумя приспособлениями: полозком и регулятором, с помощью которых можно было изменять глубину вспашки и ширину отрезаемого почвенного пласта.

Полозок изготовляли в виде небольшой деревянной лодочки, которая скользила по поверхности поля. К лодочке была прикреплена вертикальная стойка. Верхний конец стойки полозка вставляли в специальную прорезь на грядиле, находящуюся около упряжного крюка. Переставляя полозок по высоте, изменяли глубину вспашки. Если полозок поднимали вверх, то передний конец грядиля опускался и глубина пахоты увеличивалась. Наличие опорного полоза придавало устойчивость ходу плуга.

На переднем конце грядиля закреплялась горизонтально поперечная планка с рядом отверстий, в которые можно было вдевать упряжной крюк. Планка служила регулятором ширины отрезаемого почвенного пласта. Когда крюк цепляли за среднее отверстие, то лемех шел ровно, без перекоса, и ширина отрезаемого пласта была обычной. Если же крюк зацепляли за планку правее или левее грядиля, то плуг разворачивался и ширина отрезаемого пласта увеличивалась или уменьшалась. Такой регулятор в измененном виде применяется и в современных прицепных плугах.

В Голландии преобладали неровные поля, покрытые кочками, пнями, камнями и толстыми корневищами. Передковый плуг с опорным полозком был неудобен и совершенно не приспособлен к этим условиям. Голландские ремесленники создали беспередковый плуг, вошедший в историю под названием ротердамского плуга. В разработку этого плуга много внес И. Фольжамб. Цельнометаллический лемех-отвал во время работы не залипал и не забивался почвой в местах стыка лемеха с отвалом, как это было у брабантского плуга.

Ротердамский плуг

Быстрое развитие торговли и рост промышленности вызвали обильный обмен информацией. Достижения голландских и брабантских мастеров распространились в другие страны. Их изделия пересекли Ла-Манш и попали в Англию. Английский механик Пас-лей усовершенствовал ротердамский плуг.

Он подытожил наблюдения и практику голландских кузнецов и создал в 1730 г. более совершенный беспередковый плуг, получивший название английского плуга.

С усовершенствованием плуга и увеличением площади распашки возникла необходимость в новой тягловой силе - рабочих лошадях (в то время лошадь использовали лишь как транспортное средство, а в плуг запрягали волов). Так, в конце XVI в. английские и французские крестьяне вывели новую породу лошадей. Появилась плужная упряжка, возросла дневная выработка.

В это же время делаются первые попытки отойти от привычной схемы пахоты: плуг соединяли упряжкой с волами или лошадью, и он неотступно следовал за ними.

В конце XVI столетия в Италии впервые попытались применить для перемещения плуга ворот. В то время он уже был неотъемлемой частью техники горного дела и применялся для подъема из шахт бадьи с рудой и рудокопов.

Для пахоты использовали два ворота, располагая их по краям поля. Ворот вращали рабочие. Плуг соединяли упряжным крюком с концом каната, намотанного на ворот. Вращая ворот, один рабочий наматывал канат, а другой, держа плуг за ручки, шел за плугом и тянул за собой канат, разматывая его с другого ворота. После прохода до конца поля плуг разворачивали в другую сторону и соединяли с концом размотанного каната. Третий рабочий начинал вращать второй ворот, и плуг перемещался в обратном направлении. Пахарь же, идя за плугом, вновь разматывал первый канат и т. д.

Однако попытка механизировать пахоту с помощью ворота оказалась неудачной, и от нее пришлось отказаться. Но сама идея еще не один раз станет предметом поисков последующих изобретателей.

Первую попытку заменить для перемещения плуга мускульную силу человека или животных силой ветра предпринял французский фермер Лассиз. В 1726 г. Лассиз установил ветряной двигатель на одну, а специальный блок на другую колесную тележку, которые передвигались по противоположным краям пашни конной тягой. К ветряному двигателю была присоединена лебедка, на барабан которой наматывался канат, перекинутый через блок натяжной тележки. Чтобы тележки не стянуло канатом, Лассиз снабдил их металлическими якорями. Поэтому тележки получили название анкерных (от французского слова "анкер" - якорь).

Реверсивный привод для изменения направления вращения барабана лебедки Лассиз позаимствовал от привода механического катка, предназначенного для отжимания окрашенных тканей, изобретенного в 1565 г. немецким механиком Бессоном.

Плуг присоединяли к канату и с помощью лебедки перемещали в прямом и обратном направлении. Однако громоздкий аппарат ветряного привода не получил распространения.

Расширение посевных площадей и нехватка рабочих рук заставили фермеров искать пути механизации и других сельскохозяйственных работ. В этот период появляется ряд важных изобретений, положивших начало многим сельскохозяйственным машинам.

В начале XVI в. была построена первая сеялка. Создал ее итальянский ремесленник Джиовани Кавалина. Стремясь механизировать сев, он решил использовать воронку, применявшуюся для подвода зерна к жерновам мельницы. Изготовив воронку в виде длинного ящика с щелевидным дном, Кавалина укрепил его на полозья и произвел сев прямо на поверхность поля. Так рассевали и вручную, а потом запахивали и заделывали бороной. Первый опыт был неудачным. Распределение семян было слишком неравномерным, а семян уходило очень много. От сеялки пришлось отказаться. Но сама идея осталась.

Только через полтораста лет, в 1636 г., тирольский фермер Жозеф Локателли построил сеялку с примитивным высевающим аппаратом. Свое изобретение он назвал "высевающий прибор". В отличие от Кавалины Ж. Локателли в дне семенного ящика проделал ряд круглых отверстий, выше которых установил вал с лопатками. При вращении вала от опорного колеса лопатки то закрывали, то открывали отверстия, а семена высыпались порциями и рассыпались широкой полосой. Сеялку изобретатель установил на плуг и получился своеобразный комбинированный агрегат.

В то же время итальянский инженер Джиовани Бранка разработал проект ветряной молотилки. К середине XVI в. широкое распространение получили мельницы с поворотной крышей с ветряком, изобретенной в 1500 г. великим ученым Леонардо да Винчи.

Молотилка Бранка представляла круг-карусель с закрепленными на ней шестью рифлеными валиками, которые перекатывались по колосьям снопов и вымолачивали зерно. Привод карусель получала от вала ветряного колеса.

В 1655 г. русские крепостные мастера Андрей Крик и Моисей Терентьев, жившие в селе Измайлово под Москвой, придумали механическое устройство для обмолота хлеба с приводом от водяного колеса. Свое изобретение они назвали "как хлеб водою молотить".

Об этой молотилке узнал царь Алексей Михайлович и велел выдать Терентьеву 10 рублей. Ему было приказано сделать еще три механических устройства: "как провести воду из пруда к виноградному саду", "как молотить колесами и гирями без воды" и "как воду выливать из рек гирями и колесами".

По свидетельству очевидцев, все эти устройства были созданы руками русских мастеров и приводили в восхищение приезжавших к царю иностранцев.

Даже эти громоздкие и примитивные устройства значительно облегчили ручной обмолот зерна. Один хороший и опытный молотильщик цепом мог за день обмолотить всего лишь 60 снопов весом 7,5 кг каждый, а подавая снопы в молотильное устройство, можно было довести число обмолоченных снопов до 200 - 500 в день.