犁、耧的发明
古语云：“工欲善其事，必先利其器。”先进的农业，必须有先进的农具作保证。中国古代的农具，在相当长的时间里，一直处于世界领先地位。
中国古代农业特别重视土壤耕作，作为土壤耕作的主要农具——犁就格外受到重视。犁是由耒耜发展演化而来的。传说神农氏“斫木为耜，糅木为耒”。耒耜在全国各地的出土文物中曾大量发现，类似现代还使用的铁铲、铁锹，也有叫或锨的。当人们设法利用兽力助耕时，耒耜就向犁转化了。据说，牛耕是后稷的侄子叔均发明的，如果此说确实，则犁的发明应在尧舜禹时代。西周，仍行人耕，可能因为铜犁头价值贵，畜牛之费亦昂，而且犁的构造简单，质量笨重，效率不高，反不如人耕合算，故没有推广应用。另外，在奴隶制社会，奴隶主贵族宁肯把千百头牛闲置不用，也不愿将之投入生产以减轻奴隶的劳动负担。这可能也是牛耕在当时未推广的原因之一。
在战国中、后期，冶铁在技术上获得突破性发展。冶铁业在广大地区普遍建立起来，成为手工业最重要的部门之一。大量的考古发掘证明，当时铁农具在农业生产中已逐渐取得主导地位。“一农之事，必有一耜……然后成为农。”战国铁犁的重要构造由呈等边三角形的犁铧、便于人扶的犁梢、任捻曲翻转之劳的犁壁等部分组成。牛耕和铁犁结合，耕作效率大为提高。此后，“跖耒而耕”的现象逐渐为其所代替。铁犁的出现标志着人类社会发展的新时期，也标志着人类改造自然的斗争进入一个新的阶段。
汉代大力推广先进的生产工具和耕作方法，耕犁也得到了进一步的发展，并且在全国各地广泛使用。汉代的耕犁已经基本定型，有犁辕、犁梢(犁柄)、犁底(犁床)、犁衡、犁箭等部件。犁壁(又叫犁镜或犁碗)在汉代已广泛使用。犁壁的出现是耕犁的一个重大的发展。自此以后，耕犁不仅能翻土碎土起垅作亩，而且能把杂草埋在土下面作肥料，同时还有杀虫的作用。我国耕犁有犁壁装置的时间比欧洲要早1000多年。美国农学家雷赛指出：“构成近代犁的特征部分，就是具有和犁铧结合在一起的呈曲面状的铁制犁壁。它是东亚(中国)古代发明的，并在18世纪传入欧洲。”汉代的犁有双辕的和单辕的，基本上是二牛抬杠式的。由于是直辕长辕犁，耕地时回头转变不够灵活，起土费力，效率不很高。尽管如此，它比战国时期的耕犁已有了很大的进步。
经过汉到魏晋四五百年的历史，犁的构造达到定型的地步。犁箭纵贯于犁底。犁辕以曲木与犁箭为垂直的联系，而与犁底作平行状，其一端嵌入犁梢，其末为犁盘以系轭。
犁梢则为斜木柄，其末与犁底相接，其中则与犁辕相连，使人能掌握之以进行深浅的耕作。
当时，犁的种类有长辕犁和蔚犁，长辕犁用于平地，蔚犁则用于山涧地。
唐代，为了适应南方的水田耕作，产生了新的曲辕犁，又叫江东犁。当时陆龟蒙《耒耜经》
中详细记述了它的部件、尺寸和作用。这种犁由铁的犁壁，木制的犁底、策额、犁箭、犁辕、犁梢、犁评、犁建、犁舵等11个部件组成。整个耕犁相当完备、先进，也很轻巧，耕地时回头、转弯都很方便，而且出土深浅容易控制，起土省力，效率也比较高。江东犁是中国耕犁发展到比较成熟阶段的典型。它的构造要比秦汉时期的犁完备且复杂得多，和现代的耕犁基本相同。这是广大劳动人民在长期的生产斗争实践中不断摸索创造的成果，是劳动人民智慧的结晶。
宋代又在犁前配置用于垦荒的刀。至此，作为中国主要农耕工具的犁，已完全成熟。
犁耕能疏松和改良土壤结构，延长土地使用年限，扩大耕地面积，提高粮食作物产量。据史料记载，在整个古代社会，我国耕犁的发展水平一直处于世界农业技术发展的前列。比起地中海的勾辕犁、日耳曼方形犁、俄罗斯对犁、印度犁、马来犁，它的优点是：操作时犁身可以摆动，富有机动性，便于调整耕深、耕幅，且轻巧柔便，利于回转周旋，适宜在小面积地块上耕作。随着我国对外交往的密切，中国耕犁的优点被世界各地吸收，对世界犁具改革产生了重大影响。
在远古时代，长期从事采集活动的妇女们掌握了一些野生植物的生长规律，进行人工栽培的尝试，开始了原始的农业活动。最初，先民们用尖头木耒等工具掘洞点播或用手撒播，此法大约沿用几千年。
公元前1世纪，在播种上，出现“瓠种”或名“点葫芦”。窍瓠内装种子，系在腰间拉着走，其上有木柄，下有木嘴，播时下端入土开穴，然后稍加震动，种子即落于耕垄畔，为点播大豆等作物之用。
汉武帝时，穷兵黩武，农民应征参加战争者多，参加田间生产者少。然而“农为国本”、“食乃民天”，提高劳动生产率已刻不容缓。应时代的呼唤，播种农具——耧车出现，据说是汉武帝时的搜粟都尉赵过发明的。播种时，一牛牵耧，一人扶耧，种子盛在耧斗中，耧斗通空心的三个耧脚，且行且摇，种乃自下。它能同时完成开沟、下种、覆土三道工序。一次能播种三行，行距一致，下种均匀，大大提高了播种效率和质量。此后，撒播就退居次要地位了。据《齐民要术》记载，东汉时，耧车传到敦煌，劳动力节省了一半多，产量增加了五成。
宋元时，施肥养地以增产甚见重视，于是有下粪耕种之制，耧斗后另置筛，过细粪或拦蚕沙，耩时随种而下覆于种上，兼收下种施肥之效。这样，开沟或开穴，播种覆土、施肥都节省了人力、畜力，而且，一功收三效，工作效率大为提高。
我国古代耧车设计之精巧，历来为国内外农史研究者所赞叹。宋代王安石专门写过一首诗称颂耧车：“富家种论石，贫家种论斗。贫富同一时，倾泻应心手。”
现代最新式播种机的全部功能，也不过是把开沟、下种、覆盖、压实四道工序接连完成，而我国两千多年前的三脚耧，已把前三道工序连在一起由同一机械来完成了。在当时能够创造出这样先进的播种机，确实是一项重大的成就。就是我国古代在农业机械方面的重大发明之一。
我国古代的水车
在古代社会，中国农业的发展水平居世界前列。除了历朝历代重视沟洫和水利工程的建设之外，灌溉工具起着举足轻重的作用。由于地形的限制，自流灌溉毕竟是少数，大多数的农田水利必须借助工具才能实施。
最早的灌溉方式是“负水浇稼”，所用的灌溉工具自然是陶罐了。《庄子·外篇》有记载：
“凿隧而入井，抱瓮而出灌。”瓮为陶器，在虞舜时已开始制造。用瓮取井水灌园田，为思维中应有之联想。然而此法很笨拙。
利用机械起水灌溉的最初工具当推公刘的戽斗。公刘为公元前13世纪左右周族的首领，其子孙后代建立了周朝。戽斗构造简单，由柳条编成桶穿上长绳。其掣动只用两人之力，从低水面向高处往复掏水。此法虽较抱瓮灌田有一定的进步性，汲水较多，又较省力，但是仍很原始。
战国时，农业技术有了进一步发展，灌溉已成为农田管理中的重要一项，桔槔乃应需而生。桔槔是利用杠杆原理制成的起水器，由一根直木、一根横木及水桶(盛水器)、重石块、长绳材料组成。“引之则俯，舍之则仰。”子贡在汉阴游历时，向当地老农推荐此物说“挈水若抽，数如泆汤。”这种借助简单机械的提水方式，比起全靠人力提水灌溉，显然是进了一步，故桔槔在战国时得到推广。但是，桔槔汲水费时多，起水少，仍有待进一步改进。从抱瓮灌溉地极原始状态到桔槔汲水的初步利用器械，“民逸而利多”，在灌溉工具发展史上具有划时代的意义。
据史书记载，东汉以后，出现了利用机械原理的灌溉工具。东汉时有个叫毕岚的巧匠，制造过一种叫“翻车”的机械，“用洒南北郊路，以省百姓洒道之费”。这种翻车，是否就是后世的龙骨水车，不得而知。
半个世纪以后，曹魏有一位大机械发明家马钧，被人称为“巧思绝世”。他刻苦自学，不尚空谈，专心致志地钻研机械设备，在机械制造方面取得杰出的成就。他制造的翻车结构精巧，“灌水自覆，更入更出”，可连续不断地提水，效率比其他提水工具高很多。“其巧百倍于常”，运转轻快省力，儿童都可以操作。据专家考证，这是一种与后世龙骨水车类似的非灌工具。所以，人称马钧是供农业上排灌之用的龙骨水车的发明者，至少可以说他是断毕岚之后，对翻车做了极重要的改革，并用于农业排灌的创新者。
翻车问世后，受到社会的普遍欢迎，到唐代得到进一步推广。太和二年(828年)，唐文宗令人做水车样式，命京兆尹监造，分配给郑、白渠附近的百姓，以灌溉农田。当时，在北方有以木桶相连，汲于井中的水车，长江流域出现了半机械化的筒车。筒车形似纺车，四周缚有竹筒，利用水流冲力，冲击轮子而旋转，把水由低处提到高处。此后，永车样式虽然形形色色，但其基本原理不外如此，在近代水泵发明以前，翻车是世界上最先进的提水工具之一，对于灌溉农田，发展农业生产发挥了巨大作用。
翻车可用人力、畜力或水力转动。其用人力者为龙骨车。在行道块上下，通周由龙骨板叶一节一节地用木销子连接起来，很像龙的骨架，故名之龙骨车。此车由人凭架上，踏动拐木，使龙骨板随转循环行道板刮水上岸。也有用手摇的。可以两个人同时摇，也可以只一个人摇。它的汲水量不够大，但是凡临水的地方都可以使用，很方便，深受人们的欢迎，是应用很广的农业灌溉机械。直到今天，在一些僻远的地方，犹可见到这样的水车。人们对它的偏爱可以从文人骚客的诗咏中得到反映：“踏车激湖水，车众湖欲竭。”描写出它从河湖池塘中起水入田的动态；“妇女喜秋凉，踏蹈车多笑语。”田家踏转水车的喜悦心情跃然纸端；“下田戽水出江流(圩田用车)，高垄翻江逆上沟(山田水车)。地势不齐人力尽，丁男常在塌车头。”
由此可看出水车排水和灌溉之功用。
其用畜力者，如牛转翻车、驴转翻车，则在龙骨车蹬基础上外加齿轮，系于转轴外端，加上互相衔接的带齿竖轮与卧轮，使用牛、驴或马来拉动。这种水车在南宋末年才出现。从人力转动的翻车到畜力转动的翻车，是为一大进步，殷为畜力比较大，能把水抽上比较大的高度，汲水量也比较大。
其用水力者，如水转筒车、高转筒车，则利用链和唧筒结合水力运动之齿轮，以兜水、放水，日夜不息。筒车构造的完成曾经简单至复杂的过程。北宋时，吸水、运水、覆水仅以一轮为之。这可从水轮咏诗中看出来；“孤轮运寒水，无乃农者营。随流转自速，居高还复倾。
利才畎浍间，功欲霖雨并。不学假混沌，忘机抱瓮罂。”
但孤轮运水灌田，其载运量自然有限，为了适应湖湘山溪之地，其地溪涧既多，复饶竹产，乃系以若干竹筒于轮上，增加输灌水量，乃有筒车或竹车的名称，这项增益在南宋时开始推行。人们写诗颂赞说：“像龙呼不应，竹龙起行雨。神机日夜运，甘泽高下普。瞬息了千亩……”
至13世纪元代，高转筒车得到发展。高转筒车是把大的立式水轮直接安装在水车的转轴上，带动水车转动。利用高转筒车，田高岸深或田在山上，都可以灌溉。这是元代机械制造方面的一个巨大进步，也是人们利用自然力造福于人类的一项重大成就。
为了把水引到远处，还有连筒和架槽的发明。连筒是把粗大的竹竿，去掉里面的节，一根一根连接起来。随地势高下，用木石架起，跨越涧谷，把水引到很远的地方。架槽的设计基本上同连筒一样，只是用以引水的是木槽而已。这类器具，正如王祯所说：“大可下润于千顷，高可飞流于百尺，架之由远达，穴之则潜通，世间无不救之田，地上有可兴之雨。”反映出中国古代这方面的创造发明之巧妙，高效而又实用。
中国古代文明，在很长时间内异彩纷呈，是以农业发达为基础的。千百年来，劳动人民在灌溉工具方面的巧思妙想，为先进的农业提供了保障，老百姓靠天吃饭的状况有很大改观。芍陂灌溉农田多至万顷，西门豹发民凿十二渠，为农业丰产创造条件；李冰父子使四川成为天府之国；郑国渠、白公渠滋养肥田沃土，成为百姓的衣食之源。自汉朝开始，经过唐、元、明、清历代的努力，宁夏平原终于变成沙漠中的绿洲、塞外江南……先民的这些丰功伟绩无不借助灌溉工具得以建树。水车的出现和日臻完美使农业的命脉——水利得以流畅，趋利避害，化瘠为沃，使我们这个“水是龙世界，云是鹤故乡”的国度获得江河的灌溉之利，天公水旱交乘，灾害频仍已不能对影响国计民生的农业施展淫威，使我们自古以农业立国，并在相当长的时间内走在世界的前列。
直到蒸汽机发明之前，水车的纺织、切割石木、造纸、带动风箱等方面还一直作为各种产业部门的动力使用。12世纪左右，中国发明了世界上最早的装水车的船。这种水车船是用水车产生的动力来推动船，即在船的外侧装上三个水车，在船上载三头牛，靠牛转动水车，靠水车力推动船前进。
我国古代的送水天使——辘轳
自古以来，我国勤劳的劳动人民就很注意灌溉技术。远古时候，人们就已开始在沿河周围肥沃的土地上进行引水灌溉，挖渠引水，浇沃农田。后来，随着人口的繁衍以及活动范围的扩大，人们开垦的土地越来越多了。这样，灌溉就成了一个更为迫切的问题，最初，人们是利用水位高于农田的水源来灌溉，这样水借助于自身的重力作用，就可以被引入农田。但是，当灌溉水源的水位低于农田的时候，水总不会“由低往高处”流吧？于是，人们开始想法子。
在原始社会末期，除了利用方便的河流进行漫溢灌溉外，人们抱着汲水陶瓶到河边汲水去浇灌农田，这种原始的灌溉方法，其效率是很低的。
到了商代，人们开始采用桔槔进行灌溉。正如《淮南子》卷十三《汛论训》说：“古者抱(zhui，坠，即小口瓮容器)而汲，后世桔槔而汲。”那么，桔槔到底是一种什么样的工具呢？
先看一看《庄子》中关于桔槔的描述吧。《庄子》外篇天地第十二中说：“凿木为机，后重前轻，挈水若抽，数如氵失汤，其名为槔。”天运第十四说：
“……引之则俯，舍之由仰。”由此可以看出，桔槔是利用杠杆原理而制成的汲水工具。桔槔又叫吊杆、拔杆、架斗、桥。其结构虽然很简单但很科学，是在河边或井边(主要适宜浅井)用一根长杠横支在树丫杈里，或支在木架上，在横木杠的一端结绑上较重物体如大石块，另一端用汲器或水桶，需要汲水时，利用杠杆原理将绳一拉使汲器浸入水中装满水，把绳一放由于另一端重物下压或再用很小的力气，就能把汲器提上来。《庄子》中还生动地记载了孔子的学生子贡南游于楚国，并传播推广桔槔的故事。有趣的是，一次子贡向一位抱瓮汲水老人宣讲桔槔这种工具多么的省劲儿。可是老人却不屑一顾，并视桔槔为“奇技淫巧”，用它会使人变懒。看来，先进工具的推行在我们老祖先那里很早就吃了“闭门羹”。
