Плуг
Тысячелетиями древние люди возделывали землю мотыгой. Но мотыгой удавалось обработать слишком мало земли, и урожай не мог прокормить земледельцев. Приходилось подкармливаться охотой и кочевать со скотом. Изобретение плуга изменило жизнь людей — плугом человек возделывал в 20 раз больше земли, чем мотыгой. Обширные поля стали давать урожай достаточный, чтобы жить возле них оседло, питаясь плодами земли.
Бороздовое орудие
Зерно нельзя просто бросить на землю — оно прорастёт, только если попадёт в рыхлую почву, через которую пробьются его нежные ростки и корешки. Рыхлением, перекапыванием почвы также уничтожались сорняки, мешающие росту культурных растений. Люди заметили, что взрыхлить верхний слой почвы проще волочением заостренной палки. Так наряду с мотыгой появилось бороздовое орудие — палка с острым суком, направленным вниз, которую волочили, вспахивая землю. Эта палка была предшественником плужного дышла, а сук на ней был прообразом лемеха (сошника).
Давить и волочить
Для эффективной вспашки лемех надо глубже вдавливать в землю. Над лемехом укрепили ручки-держаки, на которые давил пахарь, — получился примитивный плуг или соха (на Руси это орудие называли «рало»). Но пахарь не мог одновременно давить на орудие и волочить его. Нужна была тягловая сила — то, что будет тянуть плуг. В Древнем Египте плуг тянули коровы или рабы.
Вспахать и засеять
За плугом шёл сеяльщик, разбрасывая семена на свежераспаханную почву. После сева на поле выгоняли баранов, чтобы стадо втоптало семена в почву. Присыпанные землёй семена не выгорали на солнце, их не склёвывали птицы, и они лучше прорастали. Шумеры придумали, как равномерно высеивать семена в борозду - около 1500 г. до н.э. они соединили плуг с сеялкой. Вероятно, у лемеха крепили семяпровод - длинную коническую банку с маленьким отверстием на узком конце. Засыпанные в банку зёрна по одному высыпались из отверстия точно в борозду.
Ассирийцы снабдили свои плуги сеялкой с несколькими семяпроводами. Но эти изобретения не получили распространения ни в Египте, ни в Греции, ни в Риме. Сеялку забыли на многие века, и в Европе сеялки появились лишь в XVI в. Считается, что их заимствовали из Китая. Китайцы, придумавшие свой плуг в I тыс. до н. э., во II в. до н. э. изобрели удобную сеялку с двумя семяпроводами.
Плуг против мотыги
В Шумере в плуг впрягали быков (волов), прикрепив к дышлу ярмо. Быков шумеры приручили в VI тыс. до н. э., вероятно, тогда же появились и первые плуги. Но несовершенные плуги не могли вытеснить мотыгу. Об этом говорит шумерская поэма, написанная на глиняной табличке в IV тыс. до н. э.: в споре плуга и мотыги шумерский бог Энлиль присудил первенство мотыге. Но Энлиль ошибся — плуг усовершенствовался и ко II тыс. до н. э. вытеснил мотыгу.
Полоз по земле ползёт
Египтяне снабдили лемех плуга широкой подошвой — полозом. Полоз шёл параллельно земле и подрезал верхний слой почвы, перерубая корни сорняков. Он неглубоко вспахивал землю и годился лишь для мягких плодородных почв. Плугом с полозом пользовались и древние греки, делая полоз из твёрдого дуба. Позднее полоз оковывали бронзой или железом.
Развитие идеи
Шумерские, египетские и греческие плуги были примитивными, такой тип орудий чаще называют сохой, или ралом. Настоящий плуг не только поднимает слой почвы, но и переворачивает его, вынося на поверхность глубокий плодородный слой. Для этого плуг должен быть снабжён отвалом. Такой плуг изобрели римляне, когда стали осваивать степную целину. В степи травы глубоко врастают корнями в почву, а полоз не проникал глубже дернины - густого переплетения корней - и не доставал до плодородного слоя. Римляне прикрепили к лемеху доску-отвал - треугольную «лопату», поставленную под углом к поверхности земли. Отвал врезался глубоко в почву, поднимал слой и, проходя дальше, переворачивал её широкими лопастями. Но широкий пласт плохо распадался, крошился и засыпал дно борозды. Тогда к дышлу плуга перед отвалом прикрепили длинный нож - отрез. Отрез взрезал почву, отвал поднимал разделённый надвое пласт и переворачивал его половинки, аккуратно ложившиеся вдоль образующейся борозды.
Однако управлять плугом с отвалом оказалось трудно, борозды получались неровными и разной глубины. И людей выручило... колесо. Поставив плуг на передок с двумя колёсами, пахарь добился устойчивости - плуг больше не вилял из стороны в сторону. Колёса удерживали отвал на определённом уровне, не давая ему врезаться в почву глубже, чем нужно. Римский колёсный плуг I в. до н. э. так легко управлялся, что пахать им мог даже подросток. Принцип колёсных плугов не менялся веками, совершенствовался только отвал, и добавлялись дополнительные лемехи.