中外科学家发明家丛书:王祯-第4节
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第二：氾胜之所说的方形沤田有上、中、下三种方式，而王祯的方形沤
田已经简化为一种方式，并将氾胜之时6至9寸见方的小沤改为1尺半见方
的大沤；同时缩小沤间的距离，扩大了土地利用面积。
第三：元代的沤田还增加了间套复种的内容。
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十三、南方特殊土地利用经验系统总结
南宋时，由于民族矛盾的关系，北方人民不愿在女真贵族的统治下生活，
纷纷流入南方，使南方人口大为增加。
“建炎（1127—1130年）之后，江、浙、湖、湘、闽、广、西北流寓之
人遍满”。
据1159年统计，南方有16840000人。而到1179年，南方则有29540000
人。20年间，人口增加了1000多万。由于人多地少的矛盾非常突出，迫使
人们开展了“与水争田”和“与山争地”的斗争。因此，自宋代以后，在南
方各地出现了围田、圩田、柜田、涂田、架田、沙田、梯田等几种特殊的土
地利用方式。
及至元代，王祯在他的《农书》里，首次对这些特殊的土地利用经验系
统地进行了总结，这是王祯在农学上的重要贡献之一。
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十四、新创制的耕耘器具
《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）
是东汉冶铁技术的重大创新。
由于杜诗的倡导，水排至迟在公元1世纪上半叶于南阳地区已经比较多
地使用。水排的功效不仅比人排，就是比马排也高得多。
杜诗发明的“水排鼓风技术”，到元代时，“去古已远，失其制度”。
王祯想到，“铜铁，国之大利”，用水排鼓风炼铁，不惟国用充足，又
使民铸多便。于是多方搜访，反复研究，终于搞清了“水排”的构造原理，
并绘制图，载入《农器图谱》中。
在复原过程中，王祯还把原来用皮囊鼓风，改为类似风箱的木扇鼓风。
这样改既节省了费用，减轻了劳动强度，又提高了冶炼技术。
这项复制和改革在我国古代冶铁史上有重要意义，为我们今天了解和研
究我国古代冶铁技术上的这一发明提供了重要依据。
王祯对水的功用有深刻全面的认识。他认识到水不仅可以用来灌溉农
田，畜养水产、栽种菱藕、发展航运，而且可以作为动力，推动机械装置运
转，代替人力、畜力，为人们的生产生活服务。为此，他除在“灌溉门”里
介绍了不少用水力发动的灌溉机械外，还专门列了“利用门”一节，系统总
结了我国在这方面长期积累起来的宝贵经验，介绍了14种用水力推动的农业
机械和农产品加工机械，反映了我国�
