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人类食品技术的历史回顾与未来展望(二)

2023-07-04张以恒编辑易可

科学生活 2023年4期
关键词:蝗灾人类农业

文/张以恒 编辑/易可

第一次农业革命——新石器革命

第一次农业革命大约发生于1万年前,从采集野生小麦、粟和水稻的种子,发展为有意识的栽种,从游牧逐步到半定居等待收获的农耕生活方式。新石器革命是指人类发明了农业和畜牧业,人类由旧石器之寄生者变成新石器之生产者,开始制造和使用磨制石器和陶器。农业的产生是人类历史上的一次巨大革命,人类由食物的采集者变为了食物的生产者,生产力大大提高。

世界各地区的人民各自独立地发明了不同的农业形式。人们在长期的生产实践中,逐步观察和熟悉了某些植物的生长规律,慢慢懂得了如何栽培作物和收集种子。由于各地的地理条件、植物种类和经济发展的差异,农业出现的时间很不一致,大约从公元前8 000年到公元前3 500年。世界上主要的早期农耕中心有三个地区,西亚的新月沃土、东亚(包括南亚)和中南美洲。新月沃土指两河流域(幼发拉底河和底格里斯河)、西亚和北非地区的一连串肥沃的土地,是世界上最早的农业发源地,也是大麦、小麦、小扁豆等栽培作物的原产地。中国最早在黄河中上游种植粟,在长江中下游和珠江流域种植水稻,大豆也原产于中国。中南美洲的墨西哥、秘鲁、玻利维亚分别是玉米、豆类(不包括大豆)、马铃薯等作物的原产地。新石器时代还出现了畜牧业。早在中石器时代或更早些时候,人们已开始驯养与人类经济活动和生活关系较密切的某些小动物。狗和绵羊是最早被人驯养的动物,如伊拉克的帕勒高拉洞穴遗址内发现公元前1万年家养狗的骨骼。

刀耕火种是新石器时代残留的农业经营方式,是原始生荒耕作制。先以石斧,后来用铁斧砍伐地面上的树木等枯根朽茎,草木晒干后用火焚烧。经过火烧的土地变得松软,不翻地,利用地表草木灰作肥料,播种后不再施肥,种一年后易地而种。由于经营粗放,亩产很低,俗称“种一偏坡,收一萝萝”。黄河中游的仰韶文化区早在公元前5 000至前3 000年就采用刀耕火种、土地轮休的方式种植粟(北方通称“谷子”,去皮后称“小米”)、黍(去皮后称“黄米”,比小米稍大)。由于这种方式是直接以破坏地表植被为主要工作对象,导致物种灭绝和减少生物多样性,加剧水土侵蚀,减少水源涵养,加剧洪涝灾害,产生气候异常。中南美洲玛雅文明的毁灭就与这种落后的耕作方式有关。

农业和畜牧业的产生,使人类的经济从旧石器时代以采集、狩猎为基础的攫取性经济转变为以农业、畜牧业为基础的生产性经济。这一获得食物方式的转变,改变了人与自然的关系。(1)农业和畜牧业的发生标志着人类在生活资料的生产方面,从较多地依靠、适应自然转为利用、改造自然。农业畜牧业的全部生产活动要求人类更多地认识、改造自然界,利用自然资源为人类的经济服务。在农业生产的基础上,人们开始对日月星辰的活动、对水土的特点、气候现象进行观察,积累经验,从而产生初步的天文地理和数学知识,把人类对客观世界的认识推到一个新的高度。(2)农业革命促使人类生活方式发生根本性的变化。周期性农业生产要求人们较长时间居住在一个地方,以便播种、管理、收获。这样,人类从旧石器时代的迁徙生活逐渐转为定居生活。(3)农业革命为以后一系列的社会变革创造了物质基础。在狩猎采集经济下,人们难以获得超过维持劳动力所需的食物,即使在短暂时期内获得,也无法长期储存。人类从事农耕和畜牧后,才可能比较稳定地获得较丰富的食物来源,而且第一次有可能生产出超过维持劳动力所需的食物并储存它。这就使人口得以较大的增长,并可使一部分人去从事维持生存以外的活动,从而产生新的社会分工和物品的交换。

第二次农业革命——耕锄农业

人类逐渐学会了制造和使用石耜、骨耜和石犁以及用青铜器材料或铁器材料制成的农具,并认识到经过人为耕锄的土地会明显改善作物的生长,增加收成。于是,原始农业就发展成为“耕锄农业”。随着生产工具由石刀、石凿、石斧、木棒进化到铁制刀、锄、犁,种植作物由单一的稻谷演变为稻、玉米、豆、杂粮、甘蔗乃至油料经济作物,耕作方式也随之由刀耕火种、撂荒发展到轮耕、轮作复种和多熟农作制。耕锄农业的基本特征是:金属农具和木制农具代替了原始的石器农具,铁犁、铁锄、铁耙、耧车、风车、水车、石磨等得到广泛使用;畜力成为生产的主要动力;一整套农业技术措施逐步形成,如选育良种、积肥施肥、兴修水利、防治病虫害、改良土壤、改革农具、利用风能和水能、实行轮作制等。

犁是耕锄农业中的最重要发明。犁耕的主要目的是翻松土壤,可使土质更适合种子发芽;同时,土壤经过翻转,可以覆盖杂草,控制杂草生长,维持地力;增加土壤的透水性,减少雨水或灌溉水的流失;深层土壤经过翻松,利于作物根部的生长和穿透,提高水利用率;提供种子发芽、发根所需温度;减少作物的许多天敌(如蛞蝓、大蚊、果蝇、蛀虫等),增加土食性蚯蚓的数量。有了犁,人类能播撒更多种子,收获更多粮食。定期犁田允许大规模单一作物的种植。

犁耕的发明使个体经营农业终于成为现实,为封建农业最后取代奴隶制农业奠定了坚实的技术基础。中国最早可能在商朝末期就发明了犁,最早的犁是用人力来拉动。后来发现用动物来驱动会更加有效率,到春秋战国时期,牛犁耕才渐渐普及起来,后来有许多地区改用马及骡。在工业化国家中,最早带动犁的机械是用蒸气驱动的犁田机或蒸汽拖拉机,而后来渐渐的被内燃机所取代。农业“机械革命”是第三次农业革命的技术基础之一。

传统农业是在自然经济条件下,采用人力、畜力、手工工具、铁器等为主的手工劳动方式,靠世代积累下来的传统经验发展,以自给自足的自然经济居主导地位的农业。传统农业是一种生计农业,男耕女织,农产品有限,家庭成员参加生产劳动并进行家庭内部分工,农业生产多靠经验积累,生产方式较为稳定。传统农业生产水平低、剩余少、积累慢,产量受自然环境条件影响大。

16世纪至18世纪,英国(英格兰地区为主)采用新农法(如套种技术、新品种)使农产品产量大增,劳动力效率不断提高,并且在它的殖民地发展出第一个商品化农业——蔗糖种植。1650年之后,英国就没有发生过饥荒,而其他欧洲国家(如法国)因为“小冰河时期的蒙太极小期”遭受严重的饥荒。英国的农业革命的核心技术是一系列技术改良和新技术发明,其中影响最大的有三项。(1)推广“三田轮作制”,即将耕地分成秋播、春播和休耕地,逐年轮换;与以前的两田轮作相比,不仅提高的土地利用率和粮食产量,而且增加农作物的多样性,可以有效防止饥荒。(2)发明“草-田轮作制”,这是一种适合畜牧为主的农业技术。将永久性牧场分成二部分,一部分用铁犁开垦作农田,另一半用作短期牧场。数年之后,两者交换用途,短期牧场积累大量的牲畜粪便,十分肥沃,能大幅提高粮食产量。(3)引入肥田作物,通过在休耕地种植豆科作物,如蚕豆、豌豆、三叶草,以增加土壤的肥力。种植优质牧草,又进一步大幅提高牲畜饲养量,生产更多牲畜粪便,能生产更多粮食产量。到了18世纪中期,英格兰地区的农业已经能够支持大量的非农业人口。同时,圈地运动导致大量非农业人口,需要大量劳动力的纺织工厂、煤矿和炼铁工厂才能开张,这是第一次工业革命在英国发生的重要因素之一。

人类农业生产一直在被虫害支配的恐惧当中。其中,蝗灾是世界范围内的最严重农业灾祸。蝗灾有着悠久的历史,在《圣经》中《出埃及记》记录了古埃及的十灾,第八灾就是蝗灾。人们很早就注意到严重的蝗灾往往和严重旱灾相伴而生,中国古书上就有“旱极而蝗”的记载。中国历史上蝗灾迭起,受灾区多集中于河北、河南、山东三省,严重时可能遍及整个黄土高原。邓云特《中国救荒史》统计,秦汉蝗灾平均8.8年一次,两宋为3.5年,元代为1.6年,明清两代均为2.8年,受灾范围、受灾程度堪称世界之最。蝗虫飞过时,太阳都看不见,天上一片黑黄。20世纪初的时候,可用的杀虫剂有两类,一种是来自天然植物的提取物,通常见效慢,并且多数需要害虫吞食才有效果;另一类就是人工合成的剧毒物质,这种杀虫剂毒性强成本低见效也快,但其毒性对所有生物几乎一视同仁,对人体的危害大。(未完待续)

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