纵观中华悠久历史，农具作为人类操作农事过程中改变劳动对象的器具，已有上万年的发展历程。在原始时期，农具仅能利用石、木、骨和蚌壳等材料，冶铁业的兴起，使农具发展出现了大的变革，铁制农具代替了木、石材料农具，从而使农业生产力开始了质的飞跃。中华农业，地域广阔，民族众多，农业生产工具丰富多彩，农具的类型从简单田间作业工具到用于农产品的运输、储藏、加工、提水及灌溉器具，无一不反映中华民族的聪明和智慧。农具的变革跟随时代的发展，在农业生产中起到了举足轻重的作用，它提高了劳动生产率，降低了人们的劳动强度，同时在提高农产品的产量和质量方面也是功不可没。中国是世界上农具发明改进时代最早的国家，但从农具发展到农业机械仅有不足100年的历史，原则上讲没有机械动力的生产工具称不上农业机械，直到20世纪50年代，新中国的成立才有了我国自有的农业机械。近半个世纪以来，我国农业机械得到了快速的发展，已从最初的半机械化工具发展成为具有全程化、自动化、智能化的机械装备。
本章主要介绍我国从远古时期的农具发展到21世纪初期的现代化农业机械的变化进程，以及农具和农业机械的种类、特点。
5.1古代的农作工具
中国是一个农业大国，中国的农业拥有五千年悠久的发展历史。长期以来，为了提高农事操作的生产效率和节省劳动力，农业生产者一直致力于劳动工具的改革，在历史的发展进程中，众多的农具发明家及能工巧匠在农业生产实践中发明创造了适应于不同地区和不同类型的生产工具用于农业生产，并不断得到创新、改造，为人类文明进步做出了贡献。古代农具可分为石器时代和有了冶金技术的铁器时代，其特点是人畜力驱动为主，后期有些机具借用风力、水力为动力，农具制造就地取材，使用轻巧灵便，表现出我国先民的聪明智慧和创造才能。
5从农具到农业机械科普通鉴·农业科技5.1.1石器时代的农具农具的使用可以追溯到公元前9000～前8000年，人类开始从狩猎为主转向农事操作，将植物的果实加以播种，并把野生动物驯服以供食用。人类不再只依赖大自然提供食物，有了农业和养畜业的萌芽，农事的需求使人们开始制作劳动工具。在原始农业时期，农业生产粗放，农具的材料以石、骨、蚌、木为主；种类可分为农耕用、收割用和加工用三类。农耕类大体有铲、耒、锄等；收割类包括刀、镰等；加工类最普遍的是石磨盘和石磨棒。此外，还有用鹿角制成的农具。
在中国，原始农具起源于仰韶文化时期（公元前5000～前3000年），劳动者发明了耕地工具——耒耜，主要用来翻整土地，播种庄稼，进行农业生产。耒耜的原始是两种工具，耒的元祖是尖木棒，它的主要用途是为播种戳穴，即在戳成的穴中放入种子，使之发芽生长；耜是用石料或骨料制作的表面积比较大，用以掘地、挖土。将耒捆绑在耜上，使耜有一个较长的柄，不仅可以站立操作，使受力方式发生了变化，而且使之同时用上手和脚的力量成为可能，甚至还利用上了杠杆的省力原理。同时由于工作部分是坚硬的石质或骨质材料，既锋利又牢固，于是耒和耜互相取长补短，结合成了复合农具。为了满足生产和生活需要，石器农具的种类在不断增加，除整地用的石器农具外，还有骨耜、石锄、石铲、石犁、石镰、蚌镰、骨镰和石斧、石刀等。石锄和石铲用于田间碎土、平地和消灭杂草，石镰、蚌镰、骨镰用于农作物的收割。农作物收获后脱粒、清选用的器具有连枷、石攀磷、扇车等。连枷用来拍打谷物，使籽粒掉下来，木制的扇车用来清除谷物中的草屑瘪粒等杂质。
谷物收获脱粒以后，要加工成米或面才能食用。仰韶文化时期出土文物中发现有用于加工粮食的碓、磨、碾、罗等。碓为舂米的工具，有一个石臼，外加一根杵或木槌，用脚连续踏动木杠后端，前端石头一起一落，舂砸下面石臼中的米粮（使谷成米或使米成粉）。磨，最初叫硙，汉代才叫作磨，是把米、麦、豆等加工成面的机械。石磨用两块有一定厚度的扁圆柱形的石头制成，这两块石头叫作磨扇。下扇中间装有一个短的立轴，上扇中间有一个相应的空套，两扇相合以后，下扇固定，上扇可以绕轴转动。两扇相对的一面，留有一个空膛，叫磨膛，膛的外周制成一起一伏的磨齿。上扇有磨眼。磨面的时候，谷物通过磨眼流入磨膛，均匀地分布在四周，被磨成粉末，从夹缝中流到磨盘上，过罗筛去麸皮等就得到面粉。
石器时代的后期，不但农具的品种越来越多，作业范围越来越大，而且加工工艺不断改进，在公元前5500~前4900年的文化遗址中，就发现有锯齿刃石镰出土，石斧和石刀上已有用硬质砂子磨削而成的孔，提高了作业效率和多用型，逐步由单式农具向复式农具发展，为后期的铲、锹、锨、犁、耧车等农业工具的进一步改进提供了基础，从而打开了农具新品种发展的大门。
5.1.2铁器时代的农具
铁制农具的发展始于冶金技术的发明，人类最早的铁矿石冶炼起源于公元前1000年~前800年的古埃及，中国的铁矿石冶炼开始于约公元前500年的春秋战国时代，铁农具的使用是农业生产上的一个重要转折点，铁制农具代替了木、石材料农具，坚硬耐用，相对减轻了人力的劳动强度，并大大提高了生产效率，使大面积开垦农田成为可能，甚至使农业生产关系、土地耕作制度和作物栽培技术等也发生一系列的变化。
（1）耕整地机具
铁制农具首先是用在耕整土地作业中，在河南辉县的战国魏墓中，曾发现58件铁农具，有铁制的犁铧、锄、镰、斧等，构造虽然还很原始，没有翻土的镜面装置，但已能起破土划沟的作用。战国时期的农具绝大多数都是木心铁刃的，即在木器上套了一个铁制的锋刃，其入土作用加强，相比石器时代的木、石质农具，明显提高了生产效率。用于农田耕整土地的铁制农具有铁犁铧、铁锸和铁耨，铁犁铧具有V字形的犁头，碎土时有利于减少阻力，铁锸可增加翻土深度，铁耨则用于除草、松土和培土。秦统一中国以后，特别是两汉时期，由于冶铁业的大发展，不但铁制农具更加普及，成为“民之大用”，而且随着农业生产发展的需要，农具的种类增加，质量也大为提高。西汉中期以后，木心铁刃农具已被全铁农具所代替。随着牛耕的推广，耕犁也有所革新，除犁铧是全铁外，还创造了犁壁，从而更加有利于深耕和碎土。东汉时开沟用的巨型铧，重达15千克、长达40厘米左右。唐代《耒耜经》中记载的曲辕犁，构造更加复杂和完备，由犁底等11个部件组成，已能根据需要进行深耕和浅耕，以及调节耕地的宽窄，操纵便利。从汉代起，如磨碎磨平土壤用的耱，中耕用的锄和铲，收获用的钩镰等农具都已出现，并逐步得到改进。至魏、晋、南北朝又有新的增益，如碎土保墒、平整土地用的耙就是在此时出现的。另一种农具耖也为这时所创。由石磙和木框架两部分构成的碌碡、陆轴，则是一种碎土压实器，到隋、唐、五代时，它又发展成为磙上带刺。同时期还出现了犁床或犁辕上附有改进的犁，可以清除芦苇杂草，便于垦耕。在水田生产中，则有平土用的刮板和中耕农具耘荡的应用。砘是一种土壤镇压器，它与耧车结合可以在播种后压实土壤。宋代秧马的发明，则可减轻稻田生产中拔秧的劳动强度。
（2）播种机具
公元前475~前221年谷物播种机具得到了快速发展，其中耧车堪称是现代播种机的始祖，其结构精巧，制作方便，由耧架、耧斗、耧铧等部分组成。耧车分为一脚耧和二脚耧，三脚耧耧架用木头制成，供人扶牛牵。耧斗是放种子的木箱，分大小两格。大格储种子，小格相当于播种调节门，有一个带闸板的出口，可以控制下种速度，均匀地播撒。耧铧则是开沟的铲子，由铸铁制成。汉武帝时，赵过在一脚耧和二脚耧的基础上，发明了能同时播种三行的三脚耧。它的入土部分有三个铸铁式耧铧，播种时，用一头牛拉着耧车，耧铧在平整好的土地上开沟播种，在耧后边的木框上，用两股绳子悬挂一根方形木棒，横放在播种的垄上，随着耧前进，自动把土耙平，把种子覆盖在土下，这样一次就把开沟、下种、覆盖的任务完成了。再另外用砘子压实，使种子和土紧密地附在一起，发芽生长。这一时期还出现了高效率的联合作业农具如播种和施肥相结合的下粪耧车，一日可中耕20亩的耧锄等。
（3）中耕除草农具
最早用于中耕除草的农具有钱、铲和铫，这类农具需运用手腕力量贴地平铲以除草松土，也可用来翻土。另一类是耨、镈和锄，就构造说也大同小异，都是向后用力以间苗、除草和松土的农具，比钱、铲、铫要进步些，至今仍被大量使用着。春秋战国时已有了铁锄；汉朝以后的铁锄和近代使用的基本上没有什么差异。耘荡是水田用的除草、松土农具。王祯《农书·农器图谱·钱镈门》中有耘荡图。宋、元之际的《种莳直说》中第一次记载了耧锄，它是一种用畜力牵引的中耕除草和培土农具。
（4）收获农具
战国时期铁制的铚和镰代替了石器时代石制或蚌壳制的割取谷穗的石镰和骨镰，金属铁制的切割部件锋利程度及耐磨性有了较大提升。几千年来，铚和镰的基本形式一直得到延续和生产使用，在农业产品的收获作业中起到了重要作用。唐朝后期出现了拨镰、艾、翳镰、推镰、钩镰等更多形式的收获农具。王桢《农书·农器图谱》中记载的由麦钐、麦绰等组成的芟麦器，是一种比较先进的收获小麦的农具。谷物收割脱粒后，利用比重和风力把秕壳与子粒分开的办法很早就使用了。从《诗经》中可以找到证明：“维南有箕（箕斗，星名，二十八宿之一），不可以簸扬。”1973年河南济源县泗涧沟汉墓出土的陶风车模型，说明至迟西汉晚期已经发明了清理子粒，分出糠秕的有效工具。风车把叶片转动生风和子粒重则沉、糠秕轻则飏的经验巧妙地结合在同一机械中，新颖的创造反映出我国古代劳动者的聪明才智。清理子粒的风车由麦笼（收集割下谷物的笼子）、麦钐（shàn，一种长形的镰刀）、麦绰（一种竹篾编成的抄麦器，形状像簸箕而稍大，它的一边装有钐刃，当挥刃割麦穗时，麦穗自然落到绰里）三部分组合的收割作业农具，麦笼安装在下面有4个小轮的木架子上，用绳系在腰部拖着走。割麦人用钐割麦穗，麦穗跟着落向绰里去，随手把绰里的麦往后倒到笼里，笼装满了以后就拉到打麦场上。
（5）水利灌溉机械
人工引水灌溉用于农田浇灌，在我国有着悠久的历史，引水灌溉最重要的方式是把低处的水引向高处，它需要提升工具。在这方面，中国古代有过不少灵巧的发明。人们熟悉的水车，也叫“翻车”“龙骨车”“水蜈蚣”。它出现于东汉、三国之际，最初只用来浇灌园地，后来被水田区的农民广泛采用，将近2000年来，在生产上一直起着较大的作用。至220年的汉朝开始，人工引水灌溉机具有以下几种形式：
1）提水翻车。翻车是一种刮板式连续提水机械，又名龙骨水车，是我国古代最著名的农业灌溉机械之一，如图5-16所示。《后汉书》记有毕岚做翻车，三国马钧加以完善。翻车可用手摇、脚踏、牛转、水转或风转驱动。龙骨叶板用作链条，卧于矩形长槽中，车身斜置河边或池塘边。下链轮和车身一部分没入水中。驱动链轮，叶板就沿槽刮水上升，到长槽上端将水送出。如此连续循环，把水输送到需要之处，可连续取水，功效大大提高，操作搬运方便，还可及时转移取水点。我国古代链传动的最早应用就是在翻车上，是农业灌溉机械的一项重大改进。
2）水转筒车。水转筒车是唐朝出现的水力机械。它的最大贡献是由人力提水发展为水力提水。水转筒车是由竹或木制成的轮形提水机械，竹筒或木筒在水中注满水，随轮转到上部时，水自动泻入盛水槽，输入田里。水转筒车的水筒与水轮联成一体，既是接受水力的驱动构件，又是提水倒水的工作构件，其机构简明紧凑，设计构思巧妙。
3）畜力龙骨水车。大约在南宋初年，龙骨水车有了新的发展，出现了用畜力作为动力的龙骨水车，这是龙骨水车发展的一个新阶段。它的水车部分的构造和前面讲的相同，只是动力机械方面有了新的改进。在水车上端的横轴上装有一个竖齿轮，旁边立一根大立轴，立轴的中部装上一个大的卧齿轮，让卧齿轮和竖齿轮的齿相衔接。立轴上装一根大横杆，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，能把水车上比较大的高度，汲水量也比较大。
