Страница 21 из 36
Рисунок 3.5. Подгрудная упряжь, воспроизведена по иллюстрации из Encyclopedic (Diderot and D'Alembert 1769–1772). Она использовалась для легких работ вплоть до XX века
Стандартная хомутовая упряжь состоит из единой овальной деревянной (позже также металлической) рамы (то есть собственно хомута), сделанной так, чтобы она удобно ложилась на плечи лошади, часто с подушечкой-подкладкой. Тягловые веревки соединяются с хомутом прямо над лопатками лошади (рис. 3.6). Движения животного контролируются с помощью узды, металлический мундштук вставляется лошади в рот и крепится к поводьям и оголовью. Хомут обеспечивал желаемый, то есть малый угол тяги и позволял прилагать значительное усилие с помощью мощных грудных и плечевых мускулов животного. Он также позволял эффективно связывать лошадей в один или два ряда для исключительно тяжелых работ.
Эффективная упряжь была не единственным условием превосходной работоспособности лошадей, и поэтому ее введение не стало причиной сельскохозяйственной революции (Gans 2004). Занятых на тяжелых работах лошадей кормили зерном, которое обходилось недешево, и они нуждались в сравнительно дорогой упряжи и подковах, в то время как более слабых и медленных волов можно было содержать только на соломе и мякине и запрягать в ярмо. Подковы представляли собой узкие U-образные пластинки металла, прилегающие к краю копыта и прибиваемые гвоздями, которые входят в лишенную чувствительности роговую стенку копыта (рис. 3.6). Их использование предотвращает быстрое стирание мягкой ткани копыта, а также улучшает сцепление с почвой и увеличивает прочность копыта. Все это было особенно важно в холодном и сыром климате западной и северной Европы. Греки не знали подков, они обували на копыта своих лошадей кожаные сандалии, набитые соломой. Римляне делали подковы, но их soleae ferreae прикреплялись зажимами и шнуровкой, а подковы с гвоздями широко распространились только к IX веку.
Вальки, прикрепленные к постромкам и связанные друг с другом, а затем пристегнутые к полевым инструментам, уравновешивали натяжение при неравномерной тяге. Они облегчали задачу управления животными и позволяли запрячь четное или нечетное их количество. Лошади также отличались лучшей выносливостью (работая 8-10 часов в день по сравнению с 4–6 для крупного рогатого скота) и жили дольше, и хотя те и другие начинали работать в возрасте 3–4 лет, волы проживали часто только 8-10 лет, а лошади обычно 15–20. И в завершение, анатомия лошадиной ноги дает животному уникальную возможность на самом деле полностью исключать энергетические затраты в стоячем положении. У лошади есть очень мощная поддерживающая связка, идущая позади берцовой кости, и пара сухожилий (поверхностный и глубокий пальцевые сгибатели), которые могут «запирать» ногу без участия мускулов. Это позволяет животному отдыхать, даже дремать стоя, почти не затрачивая энергию, и тратить очень мало энергии на выпасе (Smythe 1967). Все другие млекопитающие расходуют на 10 % больше энергии в стоячем положении по сравнению с лежачим.
Даже более мелкие и плохо запряженные животные обеспечивают серьезную поддержку (Esmay and Hall 1968; Rogin 1931; Slicher van Bath 1963). Крестьянин, работающий мотыгой, потратит как минимум 100 часов, а в случае с тяжелой почвой и 200, чтобы подготовить гектар земли для посадки злаков. Даже с простым деревянным плугом, запряженным в пару волов, он может выполнить эту задачу всего за 30 часов. Культивация, завязанная исключительно на силу человека, никогда не может достичь масштабов, которые обеспечивает вспашка с помощью животных.
Помимо того, что он ускоряет вспахивание земли и сбор урожая, труд животных также помогает поднимать большие объемы оросительной воды из более глубоких колодцев. Животные могут приводить в движение такие обрабатывающие пищу машины, как мельницы, дробилки и прессы, со скоростями, недоступными для человеческих мышц. Освобождение от долгих часов утомительного труда ничуть не менее важно, чем более высокая эффективность, но большее количество труда животных требует больших объемов возделываемой земли для выращивания фуража. Это без труда решалось в Северной Америке и в некоторых частях Европы, где на корм для лошадей иногда отводилось до одной трети обрабатываемых земель.
Рисунок 3.6. Компоненты типичного хомута XIX века (основано на Talleen 1977 и Villiers 1976) и разнообразие подков середины XVIII века (Dideror and D'Alembert 1769–1772). Формы (слева направо) показывают типичные английские, испанские, германские, турецкие и французские подковы
Ничего удивительного, что в Китае и других плотно населенных странах Азии бык оставался предпочитаемым тягловым животным. Поскольку быки жвачные, их можно содержать только на грубых кормах вроде соломы и на обычной траве. И во время работы рогатый скот не требуется кормить зерном: концентрированная пища может поступать к ним в виде остатков от обработки растений, например, отруби и жмых от масличных культур. По моей оценке, в традиционном сельском хозяйстве Китая выращивание корма для тягловых животных требовало только 5 % от ежегодно засеваемых земель. В Индии фуражные растения тоже традиционно занимали 5 % обрабатываемых территорий, но большая часть фуража уходила молочным животным, и еще часть – на кормление священных коров (Harris 1966; Heston 1971). Корм для работающих буйволов, вероятно, занимал менее чем 3 % от всех полей. В наиболее плотно населенных регионах индийского субконтинента крупный рогатый скот выживал на комбинации подножного корма и фуража из побочных продуктов земледелия, от рисовой соломы и горчичного жмыха до нарубленных банановых листьев (OdencPhal 1972).
Индийские и китайские тягловые животные были очень удачной энергетической сделкой. Многие из них совершенно не конкурировали за урожай с людьми, а другим требовался для прокорма участок земли, пригодный максимум на то, чтобы вырастить пищу на одного человека в год. Но полезный ежегодный труд животных равнялся труду от трех до пяти крестьян, работающих 300 дней в году. Средняя лошадь XIX века в Европе или Америке могла не обеспечить столь высокий сравнительный возврат, но она тоже предоставляла энергетическое преимущество (примечание 3.6). Ее годовой полезный труд был эквивалентен труду шести крестьян, и земля, использованная для прокорма животных (работающих и неработающих), могла произвести пищи примерно для шести человек. Даже если тягловую лошадь XIX века рассматривать исключительно как заменитель утомительного человеческого труда, то оно того стоило, но сильное, хорошо накормленное животное могло выполнять задачи за пределами человеческих способностей и выносливости.
Примечание 3.6. Энергетические затраты, эффективность и производительность тягловой лошади
Взрослая лошадь весом в 500 кг требует около 70 МДж перевариваемой энергии в день, чтобы поддерживать собственный вес (Subcommittee on Horse Nutrition 1978). Если ее корм содержит много зерна, то это может подразумевать только 80 МДж валового потребления энергии; если в корме много хуже перевариваемого сена, тогда эта величина может подниматься до 100 МДж. В зависимости от трудовых задач потребности в пище во время периодов работы увеличиваются в 1,5–1,9 раза. Удалось выяснить (Brody 1945), что першерон в 500 кг, работающий с мощностью 500 Вт, потреблял около 10 МДж/ч.
Если взять 6 часов работы и 18 часов отдыха (при 3,75 МДж/ч), то всего получится около 125 МДж/сутки.
Ничего удивительного, что традиционные рекомендации по кормлению совпадают: в начале XX века американским фермерам советовали давать рабочим лошадям 4,5 кг овса и 4,5 кг сена в день (Bailey 1908), что соответствует 120 МДж/сутки. Со средней мощностью в 500 Вт лошадь будет выдавать 11 МДж полезной работы за шесть часов, в то время как средний мужчина сможет обеспечить менее 2 МДж, к тому же он не в силах работать с постоянным значением выше 80 Вт и выдерживает только краткие периоды выше 150 Вт, а лошадь может постоянно работать при 500 Вт и выдавать кратковременную тягу до 1 КВт – усилие, которое потребует напряжения дюжины мужчин.