古埃及的角牛犁地。塞内杰姆墓室中的绘画，约公元前 1200 年。/图片来源：约克项目，维基共享资源

小规模种植食用草类的最早证据是在公元前 21000 年左右。

马修-麦金托什（Matthew A. McIntosh）策划/审核

公共历史学家

农业起源于全球不同地区，包括多种多样的分类群。作为独立的起源中心，新旧世界至少有 11 个不同的地区参与其中。大约 12000 年前，农业的发展改变了人类的生活方式。他们从游牧狩猎采集的生活方式转变为永久定居和耕作[1]。

至少在 10.5 万年前，人们就开始采集和食用野生谷物。公元前 21000 年左右，加利利海沿岸的奥哈罗二世（Ohalo II）人就开始小规模种植食用禾本科植物，这是最早的证据。[3]到公元前 9500 年左右，新石器时代的八种创始作物--小麦、小麦、带壳大麦、豌豆、扁豆、苦矢车菊、鹰嘴豆和亚麻--在黎凡特得到了种植。大约 11000 年前，猪在美索不达米亚被驯化，随后是羊。牛是公元前 8500 年左右在现代土耳其和印度地区从野生牛驯化而来的。公元前 3000 年，高粱在非洲萨赫勒地区被驯化。骆驼的驯化较晚，可能在公元前 3000 年左右。

在南美洲，农业早在公元前 9000 年就开始了，最初种植的是几种植物，后来只成为次要作物。在南美洲的安第斯山脉，马铃薯在公元前 8000 年至公元前 5000 年间被驯化，同时被驯化的还有豆类、南瓜、西红柿、花生、古柯、骆马、羊驼和豚鼠。木薯在亚马逊盆地被驯化的时间不晚于公元前 7000 年。玉米（Zea mays）是从中美洲传到南美洲的，大约在公元前 7000 年，野生茶籽被驯化，并经过选择性繁殖成为家种玉米。公元前 4200 年，棉花在秘鲁被驯化；另一种棉花在中美洲被驯化，成为现代纺织业中最重要的棉花品种。当时种植了几种植物，后来被玉米、南瓜和豆子三姐妹种植所取代。

公元前 7000 年左右，甘蔗和一些根茎类蔬菜在新几内亚被驯化。在同一时期，香蕉在巴布亚新几内亚被种植和杂交。在澳大利亚，农业的发明年代目前尚不明确，最古老的鳗鱼诱捕器Budj Bim可追溯到公元前6600年[8]，从山药[9]到香蕉[10]等几种作物都有种植。

青铜时代（约公元前 3300 年）见证了美索不达米亚苏美尔、古埃及、印度次大陆印度河流域文明、古代中国和古希腊等文明中农业的强化。在铁器时代和古典古代时期，古罗马（共和国和帝国）在古地中海和西欧的扩张建立在现有农业体系的基础上，同时也建立了成为中世纪农业基石的庄园制度。在中世纪，欧洲和伊斯兰世界的农业都随着技术的改进和作物植物的传播而发生了变化，包括通过阿尔-安达卢西亚将糖、稻米、棉花和橘子等果树引入欧洲。1492 年克里斯托弗-哥伦布远航后，哥伦布交流将玉米、土豆、西红柿、红薯和木薯等新大陆作物带到欧洲，将小麦、大麦、水稻和萝卜等旧大陆作物以及马、牛、绵羊和山羊等牲畜带到美洲。

灌溉、轮作和化肥在新石器时代革命后不久就被引入，在过去 200 年里，从英国农业革命开始，这些技术得到了进一步发展。自 1900 年以来，随着机械化取代人类劳动，以及合成肥料、杀虫剂和选择性育种的辅助，发达国家的农业生产率大幅提高，发展中国家的农业生产率也有一定程度的提高。哈伯-博施工艺实现了硝酸铵肥料的工业化合成，大大提高了作物产量。现代农业引发了社会、政治和环境问题，包括人口过剩、水污染、生物燃料、转基因生物、关税和农业补贴。为此，有机农业在 20 世纪发展起来，成为使用合成杀虫剂的替代品。

起源假设

斯金纳-普鲁特（Skinner Prout）创作的澳大利亚土著营地，1876 年。/图片来自维基共享资源

学者们提出了许多假设来解释农业的历史起源。对从狩猎采集向农业社会过渡的研究表明，农业社会的前身是一个集约化和日益定居化的时期；例如，黎凡特的纳图菲文化和中国的早期新石器时代。目前的模型表明，以前被采伐的野生植物开始被种植，但并没有立即被驯化[11][12]。

13]最后一个冰河时期（约公元前 11000 年）之后，气候发生了重大变化，地球上大部分地区开始出现漫长的旱季。大量易于储存的野生谷物和豆类使一些地区的狩猎采集者在此时形成了最早的定居村庄[15]。

早期发展

公元前 3000 年，苏美尔收割者的镰刀，由烘烤过的粘土制成。/图片来源：菲尔德博物馆，维基共享资源

早期人类很早就开始通过火棍耕作和森林园艺等方式改变动植物群落，为自己谋福利[16][17][18] 至少在 10.5 万年前，人们就开始采集和食用野生谷物，甚至可能更早[2]。

准确的日期很难确定，因为人们在驯化种子之前就已经采集和食用了，而且在此期间，植物的特性可能在没有人类选择的情况下发生了变化。例如，新月沃土黎凡特地区全新世早期小旱期刚过（约公元前 9500 年）时，谷物的穗轴半硬，种子较大。单系特征是在没有任何人类干预的情况下获得的，这意味着谷物轴的明显驯化可能是很自然地发生的[19]。

一位印度农民手持由两头牛拉动的岩石重划犁。古代一直在使用类似的犁。/图片由 Anand S 提供，维基共享资源

农业起源于全球不同地区，包括多种多样的类群。至少有 11 个新旧世界的不同地区作为独立的起源中心参与其中[20]。家猪在欧亚大陆（包括欧洲、东亚和西南亚）有多个起源中心，[21] 其中野猪在大约 10,500 年前首次被驯化。[22] 绵羊在公元前 11,000 年至公元前 9000 年期间在美索不达米亚被驯化。[23] 牛是在公元前 8500 年左右从现代土耳其和巴基斯坦地区的野生驼鹿驯化而来的。

尼古拉-瓦维洛夫在 20 世纪 30 年代确定的原产地中心。3号地区（灰色）不再被认为是原产地中心 ，巴布亚新几内亚（红色，"P"） 是 最近才确定的。

直到公元前 9500 年之后，才出现了所谓的八种农业创始作物：首先是小麦和小麦胚，然后是去壳大麦、豌豆、扁豆、苦薇菜、鹰嘴豆和亚麻。这八种作物或多或少同时出现在黎凡特的陶器前新石器时代 B（PPNB）遗址中，但小麦是最先大规模种植和收获的作物。大约在同一时期（公元前 9400 年），孤雌生殖的无花果树被驯化。

驯化的黑麦少量出现在（小亚细亚）土耳其的一些新石器时代遗址中，如Çatalhöyük 附近的陶器前新石器时代 B（约公元前 7600 - 约公元前 6000 年）Can Hasan III，[29] 但直到中欧青铜时代（约公元前 1800-1500 年）才出现驯化的黑麦。 [30]关于叙利亚北部幼发拉底河谷 Tell Abu Hureyra 上石器时代遗址更早种植黑麦的说法仍然存在争议。

到公元前 8000 年，尼罗河两岸的农耕已经根深蒂固。大约在这个时期，远东地区（中国）的农业得到了独立发展，主要作物是水稻而不是小麦。到公元前 6700 年，玉米在墨西哥南部从野生草 Teosinte 中驯化而来。[33] 马铃薯（公元前 8000 年）、番茄、胡椒（公元前 4000 年）、南瓜（公元前 8000 年）和几个品种的豆类（公元前 8000 年以后）在新大陆被驯化。

在巴布亚新几内亚，香蕉种植（包括杂交）可追溯到公元前 5000 年，也可能是公元前 8000 年。

公元前 7000 年左右，中东地区开始饲养蜜蜂采蜜。[39] 来自伊比利亚半岛不同遗址的考古证据表明，动植物的驯化可追溯到公元前 6000 年至 4500 年。[40]爱尔兰的塞德田园（Céide Fields）由石墙围成的大片土地组成，可追溯到公元前 3500 年，是世界上已知最古老的田园系统。 [公元前 4000 年左右，马在波罗的海草原上被驯化。[43] 在西伯利亚，大麻在中国新石器时代就已开始使用，并可能在那里被驯化；公元前 2350 年左右，大麻在古埃及被用作绳索制造的纤维和药物。

在摩亨佐-达罗（Mohenjo-daro）用粘土和木头制作的牛车模型，用大锅运输农产品。该遗址于公元前 19 世纪被遗弃。/ 索班拍摄，维基共享资源

在中国北方，大约在公元前 8000 至 6000 年，粟被早期汉藏语系人驯化，到公元前 5500 年成为黄河流域的主要作物。

按时间顺序排列的南岛民族在印度洋-太平洋地区的分布情况[47]/ Pavljenko绘制的地图，维基共享资源

在中国南方，大约在公元前 11500 年到公元前 6200 年，随着湿地农业的发展，早期的南岛民族和苗族人在长江流域驯化了水稻。公元前 3500 年至 2000 年左右，水稻种植随着奥斯特罗尼西亚人的扩张传播到东南亚岛屿。在这次迁徙中，台湾、东南亚岛国和新几内亚的栽培和驯化食用植物也作为独木舟植物传入了太平洋群岛。奥斯特罗尼西亚水手与斯里兰卡和印度南部的接触也导致了食用植物的交流，这也是后来珍贵的香料贸易的起源[50][51][52]公元一千年，南岛-奥斯特罗尼西亚水手还在马达加斯加和科摩罗定居，将东南亚和南亚的食用植物带到了东非海岸，包括香蕉和大米。 [53][54]大约在公元前 2000 到 1500 年间，水稻也随着早期奥斯特罗西亚语和克拉-傣语的迁徙向南传播到东南亚大陆。

在非洲萨赫勒地区，苏丹在公元前 3000 年[55] 就驯化了高粱，马里在公元前 2500 年[56] 就驯化了珍珠粟。 [57]在新几内亚，古代巴布亚人在公元前 7000 年左右开始从事农业生产，驯化了甘蔗和芋头。[58] 在印度河流域，从公元前 8000 年起，在梅尔加尔就开始种植 2 行和 6 行大麦，以及小麦、埃默尔小麦、杜伦小麦和椰枣。在梅尔格尔最早的时期，人们捕猎羚羊、沼泽鹿、黑野鸭、奇塔尔、野驴、野山羊、野绵羊、野猪和尼勒盖等野生动物作为食物。到公元前五千年，这些食物相继被驯化的绵羊、山羊和驼背犎牛所取代，这表明人们逐渐从狩猎和采集过渡到农业[59]。

中美洲驯化了玉米和南瓜，南美洲驯化了马铃薯，北美东部林地驯化了向日葵[60]。

苏美尔

公元前 2500 年，苏美尔圆筒形印章上的驯养动物。/照片由 Wolfgang Sauber 提供，古代近东博物馆，维基共享资源

苏美尔农民种植大麦和小麦，大约从公元前 8000 年开始有了村庄。由于该地区降雨量少，农业依赖底格里斯河和幼发拉底河。从这些河流引来的灌溉渠使谷物得以大量生长，足以支持城市的发展。最早的犁出现在公元前 3000 年左右乌鲁克的象形文字中；公元前 2300 年左右的印章上出现了将种子漏入犁沟的播种犁。蔬菜作物包括鹰嘴豆、扁豆、豌豆、豆类、洋葱、大蒜、莴苣、韭菜和芥末。他们种植的水果包括椰枣、葡萄、苹果、甜瓜和无花果。

除了农耕，苏美尔人还捕鱼、狩猎家禽和羚羊。绵羊、山羊、奶牛和家禽的肉主要供精英阶层食用。鱼类通过风干、盐腌和烟熏等方法保存。

古埃及

古埃及的农业场景：脱粒、谷仓、用镰刀收割、挖掘、砍树和犁地。纳赫特古墓，公元前 15 世纪。/图片来自维基共享资源

古埃及文明得益于尼罗河及其可靠的季节性洪水。河流的可预测性和肥沃的土壤使埃及人得以在巨大农业财富的基础上建立起一个帝国。从旧石器时代末期进入新石器时代的前王朝时期（约公元前 1 万年至公元前 4000 年）开始，埃及人是最早进行大规模农业生产的民族之一。 [64] 他们的主食作物是小麦和大麦等谷物，以及亚麻和纸莎草等工业作物。[63]考古证据还表明，农业的传播得益于 6500年前热带撒哈拉地区农耕族群的涌入。

南亚

公元前 8000-6000 年，大麦和小麦的种植以及牛（主要是绵羊和山羊）的驯化在迈尔加尔文化中随之出现[67][68][69]。 [公元前 5-4000 年，印度开始种植棉花。

[68]到公元前 4500 年左右，灌溉技术在印度河流域文明中得到了发展。[72]印度河流域文明的规模和繁荣是这一创新的结果，它导致了使用排水系统和下水道的更全面规划的定居点。

古代中国

云南元阳县的古代水稻梯田。/图片来自维基共享资源

战国、秦朝和汉朝的记载展示了公元前 5 世纪至公元 2 世纪中国早期农业的情况，其中包括全国性的粮仓系统和蚕桑的广泛使用。贾思勰于公元 535 年撰写的《齐民要术》是中国早期一部重要的农书。贾书的篇幅也很长，有十多万个汉字，书中引用了许多以前写成但已失传的其他中国书籍[75]。该书还包括与农作物贸易和烹饪用途相关的外围内容。[76]事实证明，这部著作及其写作风格对后来的中国农学家（如王祯及其 1313 年出版的开创性著作《农书》）影响深远。

北宋时期（公元 960-1127 年）的中国水车，用于水平水车脱粒。/图片来自维基共享资源

在农业方面，中国人在公元前 1 世纪就发明了水力驱动的绊锤[77]。虽然绊锤还有其他用途，但其主要功能是碾压、脱粒和抛光谷物，而这些工作原本需要人工完成。公元 1 世纪时，中国人也开始使用方形托盘链条泵，由水车或牛拉着机械轮系统提供动力。[78]虽然链条泵被用于为城市和宫殿管道系统供水的公共工程，[79]但它主要用于将水从低处提升到高处，为农田灌溉水渠和渠道注水。

到 2 世纪晚期的汉朝末年，人们已经开发出了带有铁犁铧和模板的重型犁。(不过，托马斯-格里克（Thomas Glick）认为中国犁的发展可追溯到 9 世纪，这意味着中国犁是在 7 世纪时从意大利的类似设计向东传播的）[83]。

亚洲水稻于 8200-13500 年前在中国被驯化，其单一基因来源于中国珠江流域地区的野生稻Oryza rufipogon[6]。水稻种植随后扩展到南亚和东南亚。

古希腊和希腊化世界

大麦穗，Magna Graecia（即意大利南部的希腊殖民地）Metapontum 城中财富的象征，盖有印章的大麦穗，约公元前 530-510 年。/图片来自维基共享资源

古地中海地区的主要谷类作物是小麦、埃默麦和大麦，常见的蔬菜包括豌豆、豆类、蚕豆和橄榄，乳制品主要来自绵羊和山羊，肉类对大多数人来说很少食用，通常包括猪肉、牛肉和羊肉。 [85]古希腊的农业受到希腊大陆地形的限制，只有大约 10% 的土地可以正常耕种，因此需要专门出口油和葡萄酒，并从色雷斯（位于现在的保加利亚）和黑海附近的希腊殖民地波罗的海希腊人那里进口谷物。

在希腊化时期，托勒密帝国控制着埃及、塞浦路斯、腓尼基和昔兰尼加，这些都是希腊本土人赖以生存的主要谷物产区，而托勒密的谷物市场在罗马共和国的崛起过程中也发挥了至关重要的作用。在塞琉古帝国，美索不达米亚是小麦生产的重要地区，其他地区也有游牧畜牧业。

罗马帝国

来自比利时罗马城墙上的罗马收割机（vallus），比利时当时是比利时高卢省的一部分。/图片来源：DieBuche，维基共享资源

在古典古代的希腊罗马世界中，罗马农业是建立在苏美尔人首创的技术基础上的，这些技术由后来的文化传播给他们，特别强调种植用于贸易和出口的作物。罗马人为中世纪盛行的农奴制庄园经济制度奠定了基础。

罗马的农场规模可分为三类。小型农场为 18 到 88 iugera（1 iugerum 约等于 0.65 英亩）。中型农场为 80 至 500 iugera（单数 iugerum）。大型庄园（称为 latifundia）超过 500 iugera。罗马人有四种农场管理制度：农场主及其家人直接工作；奴隶在奴隶管理者的监督下工作；农场主和佃户瓜分农场产品的佃农或佃户制；以及将农场租给佃户的情况。

美洲

美洲的农业历史走上了一条不同于旧大陆的道路，因为美洲缺乏大籽、易于驯化的谷物（如小麦和大麦）和可用于农业劳动的大型家畜。史前美洲的农业通常不是在旧大陆发展起来的在一块田地里播种单一作物的做法，而是利用手工劳动在相邻的地方种植多种作物。此外，美洲的农业区也不像欧洲南部和亚洲西南部的地中海和半干旱气候区那样东西走向一致，而是南北走向，有各种不同的气候区，这促进了许多不同植物的驯化[88]。

总之，在欧洲人和美洲人首次接触时，欧洲人实行的是 "以犁和役畜为基础的粗放型农业"，而美洲土著人实行的是 "以人力为基础的集约型农业"[89]。南美洲印加帝国的人民种植了大量剩余粮食，印加人将这些粮食储存在名为 Qullqas 的建筑中。[91]经过几千年的选育，南半球最重要的作物玉米的产量超过了旧大陆的粮食作物，每英亩产生的热量是小麦和大麦的 2.5 倍。

在安第斯山脉严酷的高海拔环境中，农业梯田过去（现在）也很常见。/图片来自维基共享资源

美洲已知最早的农业区可追溯到公元前 9000 年左右，位于哥伦比亚的佩雷拉（今佩雷拉附近）和厄瓜多尔圣埃莱娜半岛上的拉斯维加斯文化。栽培（或由人类操作）的植物有薏仁（Calathea allouia）、芦根（Maranta arundinacea）、南瓜（Cucurbitaspecies）和匏瓜（Lagenaria siceraria）。]在另一项研究中，南美洲的这一地区与新月沃地、中国和中美洲一起被确定为四个最古老的农业起源地之一，其年代介于公元前 6200 年至公元前 10000 年之间[95]（为便于读者理解，上述资料中经放射性碳校准的公元前年代已转换为公元前）。

在安第斯地区，包括印加文明在内的主要农作物是马铃薯，驯化时间为公元前 8000 年至公元前 5000 年。可可至今仍是安第斯地区的主要农作物，花生、番茄、烟草和菠萝也是如此。[58] 公元前 4200 年，棉花在秘鲁被驯化。[99][100] 动物也被驯化，包括骆马、羊驼和豚鼠。

使用人力脚踏犁的印加农民。/图片来自维基共享资源

在亚马逊盆地和热带低地驯化的最重要的作物可能是木薯（Manihot esculenta），它在公元前 7000 年之前就被驯化了，很可能是在巴西的朗多尼亚省和马托格罗索省。[102]现代智利的瓜伊特卡斯群岛是前西班牙时期农业的南部极限，靠近南纬 44°，[103]1557 年的一支西班牙探险队提到了奇洛埃马铃薯的种植。

从teosinte（上图）、玉米-teosinte 杂交种（中图）到玉米（下图）的形成过程。/ 维基共享资源 John Doebley拍摄的照片

大约公元前 7000 年，在中美洲，野生茶树经过人类的选择，变成了现代玉米的祖先。它逐渐传遍了北美洲和南美洲，在欧洲人探险时是美洲原住民最重要的作物。[105]其他中美洲作物包括数百种当地驯化的南瓜和豆类，而可可也是该地区驯化的一种主要作物。[58]火鸡是最重要的肉食鸟类之一，可能是在墨西哥或美国西南部驯化的。

在中美洲，阿兹台克人是活跃的农民，经济以农业为主。特斯科科湖周围的土地肥沃，但不足以生产其不断扩张的帝国人口所需的粮食。阿兹台克人开发了灌溉系统，在山坡上修筑梯田，对土壤进行施肥，并开发了人工岛（又称 "漂浮花园"）。公元前 400 年到公元 900 年间的玛雅人在尤卡坦半岛使用了大量的运河和高架田系统来耕种沼泽地[107][108]。

美国玉米田环绕的威奇托草屋村。/图片来源：史密森学会国家人类学档案馆，维基共享资源

美国东部的原住民驯化了许多作物。向日葵、烟草、[109] 各种南瓜和陈皮，以及不再种植的作物，包括沼泽接骨木和小麦[110][111] ，包括野生稻和枫糖在内的野生食物也被收获。 [112]被驯化的草莓是智利种和北美种的杂交种，由欧洲和北美育种发展而来。[113]两种主要作物山核桃和康科德葡萄在史前时代就被广泛利用，但似乎直到 19 世纪才被驯化。

在现在的加利福尼亚和西北太平洋地区，原住民在森林、草地、杂木林地和湿地进行各种形式的森林园艺和火棍耕作，以确保所需的食物和药用植物持续供应。当地人在区域范围内控制火灾，以创造一种低强度的火灾生态，从而防止发生更大的灾难性火灾，并以松散的轮作方式维持低密度农业；这是一种 "野生 "生态农业。

北美开发了一种名为 "三姐妹 "的伴生种植系统。三种作物互为补充，一起种植：冬瓜、玉米和攀缘豆（通常是蝶形豆或普通豆）。玉米为豆子提供了攀爬的结构，省去了杆子。豆子为土壤提供其他植物所需的氮，而南瓜则沿着地面蔓延，遮挡阳光，有助于防止杂草生长。南瓜叶还能起到 "活地膜 "的作用[120][121]。

澳大利亚

澳大利亚土著居民在澳大利亚中部偏东地区种植和收获土生小米（Panicum decompositum）。/照片由马克-马拉松拍摄，维基共享资源

澳大利亚原住民主要是游牧狩猎采集者。由于 "无主地"政策，原住民被认为不具备持续农业生产的能力。不过，目前的共识是，土著人曾使用过各种农业方法[9][122][10]。

在澳大利亚中部的两个地区，即澳大利亚中部西海岸和澳大利亚中部东部，人们从事各种形式的农业。居住在超过 200 人的永久定居点的人们大规模播种或种植，并储存收获的食物。中西海岸的 Nhanda 和 Amangu 种植山药（Dioscorea hastifolia），而澳大利亚中部东部（角地区）的不同族群则种植和收获灌木葱（yaua-Cyperus bulbosus）、本地小米（cooly、tindil-Panicum decompositum）和一种孢子果实--ngardu（Marsilea drummondii）[16]: 281-304 [12] 。

20 世纪 70 年代和 80 年代，维多利亚州西南部的考古研究证实，贡迪杰马拉人（Gunditjmara）和其他族群在近 5,000 年的时间里发展出了先进的鳗鱼养殖和捕鱼系统。这些概念促使历史学家比尔-加梅奇（Bill Gammage）认为，实际上整个澳大利亚大陆都是一个被管理的景观。

目前已知托雷斯岛民种植过香蕉。

概述

从公元前 100 年到公元 1600 年，世界人口随着土地使用量的增加而持续增长，牛群和水稻种植产生的甲烷排放量迅速增加就是证明[126]。

欧洲

中世纪，农业得到进一步改善。修道院遍布欧洲，成为收集农业和林业相关知识的重要中心。庄园主制度允许大地主以农民或农奴的形式控制自己的土地和劳动力。除了运输大量农作物，他们还向欧洲介绍了夏季灌溉的概念，并通过使用奴隶进行集约化种植，发展了甘蔗种植园系统的雏形[128]。

农业日历，约 1470 年，出自 Pietro de Crescenzi 的手稿。/图片来源：康德博物馆，维基共享资源

到公元 900 年，冶铁技术的发展使欧洲的产量增加，从而带动了犁铧、手工工具和马蹄铁等农具生产的发展。carruca重型犁改进了早期的划痕犁，并采用了中国的模板犁，以翻耕北欧湿重的土壤。这导致了北欧森林的清除和农业产量的提高，而农业产量的提高又反过来导致了人口的增加。轮作方式的改变使豌豆、扁豆和豆类等固氮豆科植物得以生长，从而提高了产量和营养价值。

水磨是由罗马人引进的，在整个中世纪得到了改进，同时还有风磨，用于将谷物磨成面粉、切割木材以及加工亚麻和羊毛[133]。

作物包括小麦、黑麦、大麦和燕麦。从 13 世纪起，豌豆、豆类和维特菜成为常见的牲畜饲料作物，它们还具有固氮施肥的特性。尽管中世纪农业的局限性一度被认为是中世纪人口增长的上限，但最近的研究表明，中世纪的农业技术在正常情况下总是能够满足人们的需求，只有在异常严酷的时期，如 1315-17 年的恶劣天气，人们的需求才无法得到满足。

阿拉伯世界

中世纪伊斯兰世界通过安达卢西亚传入欧洲的技术之一，是用于灌溉和家庭用水的诺里亚轮。/图片来源：the-time-line，维基共享资源

从 8 世纪开始，中世纪伊斯兰世界经历了一场农业实践的变革，历史学家安德鲁-沃森（Andrew Watson）将其称为阿拉伯农业革命[139]。推动这场变革的因素有很多，包括许多作物和植物沿着穆斯林贸易路线传播、更先进的耕作技术的传播以及促进产量和效率提高的农业经济体系。

农业实践的转变改变了整个伊斯兰世界的经济、人口分布、植被覆盖、农业生产、人口水平、城市发展、劳动力分布、烹饪、饮食和服装。穆斯林商人的足迹遍布旧大陆的大部分地区，贸易使许多农作物、植物和耕作技术得以在整个地区传播，同时也使伊斯兰世界以外的农作物、植物和技术得到了改造[139]。

这种传播通过阿尔-安达卢西亚将主要农作物及其种植和烹饪技术引入欧洲。甘蔗、水稻和棉花是传入的主要作物，此外还有柑橘和其他果树、坚果树、茄子、菠菜和芥菜等蔬菜，以及小茴香、香菜、肉豆蔻和肉桂等进口香料。集约灌溉、轮作和农业手册被广泛采用。灌溉技术部分借鉴了罗马的技术，使用了诺里亚水轮、水磨、水坝和水库[139][140][141]。

哥伦布交流

1492 年后，以前当地的农作物和牲畜品种在全球范围内进行了交流。玉米、马铃薯、红薯和木薯等主要农作物从新大陆传播到旧大陆，而小麦、大麦、水稻和萝卜等品种则从旧大陆传播到新大陆。新大陆的牲畜种类很少，马、牛、绵羊和山羊在随旧大陆定居者来到新大陆之前完全不为人知。农作物在大西洋两岸的双向交流导致了世界各地人口的增长，并对近代早期的许多文化产生了持久的影响[142]。

收割者 彼得-勃鲁盖尔 - 1565 年。/图片来源：大都会艺术博物馆，维基共享资源

玉米和木薯于16世纪由葡萄牙商人从巴西引入非洲，[143]成为主食，取代了非洲本地作物。[144] 马铃薯于15世纪晚期从南美洲引入西班牙后，到17世纪晚期已成为整个欧洲的主食作物。马铃薯使农民能够生产更多的粮食，并在初期增加了欧洲人饮食的多样性。食物供应的增加减少了疾病，提高了出生率，降低了死亡率，从而导致整个大英帝国、美国和欧洲的人口激增。

马铃薯的引入还带来了第一次大量使用肥料（从秘鲁进口到欧洲的鸟粪）和第一次人工杀虫剂（用于防治科罗拉多马铃薯甲虫的砷化合物）。在将马铃薯作为一种主要作物之前，对谷物的依赖曾在作物歉收时造成反复的地区性和全国性饥荒，其中包括1523年至1623年间英国发生的17次大饥荒。然而，对马铃薯的依赖造成了欧洲马铃薯歉收（European Potato Failure），这是一场因病害造成的灾难性歉收，导致了大范围的饥荒，仅在爱尔兰就有100多万人死亡。

英国农业革命

农业学家查尔斯-"芜菁"-汤森德（Charles 'Turnip' Townshend）引入了四田轮作和芜菁种植。/图片来源：国家肖像画廊（伦敦），维基共享资源

17 世纪到 19 世纪中期，英国的农业生产率和净产出大幅提高。圈地、机械化、四田轮作以保持土壤养分以及选育等新的农业实践使英国人口空前增长，1750 年达到 570 万，解放了很大一部分劳动力，从而推动了工业革命。

小麦的生产率从 1720 年的每英亩 19 美蒲式耳（670 升；150 美干加仑；150 英制加仑）上升到 1840 年的约 30 美蒲式耳（1,100 升；240 美干加仑；230 英制加仑），成为历史上的一个重要转折点。

杰斯罗-图尔于 1701 年发明的耧车。/图片来自维基共享资源

17 世纪中叶，塞缪尔-哈特利布、沃尔特-布利斯等作家开始在英国提出更高产的耕作技术建议。[148] 在一个地方长期维持农业生产的主要问题是土壤中的养分耗尽，其中最重要的是氮含量。为了让土壤再生，高产的土地往往被休耕，有些地方则采用轮作的方式。18 世纪，英国农业学家查尔斯-汤森德（Charles Townshend）推广了荷兰的四田轮作制度。该系统（小麦、芜菁、大麦和苜蓿）开辟了饲料作物和放牧作物，使牲畜可以全年饲养。三叶草的使用尤为重要，因为豆科植物的根可以补充土壤中的硝酸盐。

农业机械化和合理化是另一个重要因素。罗伯特-贝克韦尔（Robert Bakewell）和托马斯-科克（Thomas Coke）引入了选择性育种，并从 18 世纪中期开始启动了近亲繁殖过程，以最大限度地提高绵羊的理想性状，如新莱斯特绵羊。为了提高各种农业操作的效率，人们发明了各种机器，如杰斯罗-塔尔（Jethro Tull）在 1701 年发明的耧车，可以机械化地按正确的深度和间距播种，以及安德鲁-梅克尔（Andrew Meikle）在 1784 年发明的脱粒机。从 1730 年约瑟夫-福尔贾姆贝（Joseph Foljambe）的罗瑟勒姆铁犁[150]到 1763 年詹姆斯-斯莫尔（James Small）的改进型 "苏格兰犁 "金属犁，犁的性能在不断改进。1789 年，Ransomes, Sims & Jefferies 公司针对不同的土壤生产了 86 种型号的犁。[151] 1812 年，理查德-特雷维西克（Richard Trevithick）发明了用于驱动脱粒机的固定式蒸汽机，推动了农用机械的发展。John Froelich 于 1892 年在美国制造出第一台汽油驱动拖拉机。

约翰-贝内特-劳斯于 1843 年在罗斯姆斯泰德试验站开始对施肥进行科学研究。他研究了无机肥料和有机肥料对作物产量的影响，并于 1842 年创建了最早的人工肥料制造厂之一。约翰-托马斯-诺斯（John Thomas North）进口了智利硝酸钠矿床形状的肥料以及鸟粪。第一个商业化的化肥生产工艺是从硫酸中溶解桡磷矿而获得磷酸盐[154]。

20 世纪

20 世纪初拖拉机犁苜蓿地的图片。/

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Dan Albone 于 1901 年制造出第一台商业上成功的汽油动力通用拖拉机，而 1923 年的 International HarvesterFarmall 拖拉机则标志着机器取代役畜（尤其是马）的一个重要阶段。从那时起，自走式机械收割机（联合收割机）、播种机、插秧机和其他设备相继问世，进一步掀起了农业革命。[155]这些发明使农活能够以以前不可能达到的速度和规模完成，从而使现代农场的单位土地产出的优质农产品数量大大增加。

转基因 花生叶片（下）中的 Bt 毒素 可防止玉米螟（上）的危害。

哈伯-博施合成硝酸铵的方法是一项重大突破，使作物产量突破了以往的限制。德国化学家弗里茨-哈伯首次申请了该方法的专利。1910 年，卡尔-博世在德国化工公司巴斯夫工作期间，成功地将该工艺商业化，并获得了更多专利。第二次世界大战后，随着世界人口的增加，合成肥料的使用也迅速增加。

自 1950 年以来，科学研究在农业领域的其他应用还包括基因操作、水培、[164] 开发乙醇等经济上可行的生物燃料。

在工业化国家，从事农业生产的人数急剧下降，从占美国人口的 24% 降至 2002 年的 1.5%。例如，1967 年到 2002 年间，美国的 100 万个养猪场合并为 11.4 万个，其中 80% 的生产由工厂化农场完成。[166]根据世界观察研究所（Worldwatch Institute）的数据，全球 74% 的家禽、43% 的牛肉和 68% 的鸡蛋都是以这种方式生产的。

然而，饥荒在 20 世纪继续席卷全球。由于气候事件、政府政策、战争和农作物歉收的影响，从 20 世纪 20 年代到 20 世纪 90 年代，至少有 10 次饥荒每次都造成数百万人死亡[168]。

绿色革命

诺曼-博洛格（Norman Borlaug）是 20 世纪 70 年代 "绿色革命 "之父，他的功绩是使全球十多亿人免于饥饿。/图片来自维基共享资源

绿色革命是 20 世纪 40 年代至 70 年代末的一系列研究、开发和技术转让活动。它提高了全世界的农业产量，尤其是从 20 世纪 60 年代末开始。这些举措包括开发高产谷物品种、扩大灌溉基础设施、实现管理技术现代化、向农民分发杂交种子、合成肥料和杀虫剂。

合成氮、磷矿石、杀虫剂和机械化在 20 世纪初大大提高了作物产量。谷物供应的增加也带来了牲畜价格的降低。此外，在 20 世纪后期，作为绿色革命的一部分，水稻、小麦和玉米等常见主粮的高产品种被引进，全球产量也随之增加。绿色革命将发达国家的技术（包括杀虫剂和合成氮）输出到发展中国家。托马斯-马尔萨斯（Thomas Malthus）曾有过一个著名的预言：地球将无法养活不断增长的人口，但绿色革命等技术却让世界生产出了过剩的粮食。

虽然绿色革命起初大大提高了亚洲的水稻产量，但后来产量趋于平稳。小麦的遗传 "增产潜力 "有所提高，但水稻的增产潜力自 1966 年以来没有提高，玉米的增产潜力 "35 年来几乎没有提高"。抗除草剂的杂草只需一、二十年就会出现，昆虫在大约十年内就会对杀虫剂产生抗药性，轮作在一定程度上延缓了这一进程。

有机农业

1972 年，加利福尼亚州，一位有机农民。/ 图片 来源：学院公园国家档案馆，维基共享资源

在历史上的大部分时间里，农业都是有机的，不使用合成肥料或杀虫剂，也没有转基因生物。随着化学农业的出现，鲁道夫-斯坦纳（Rudolf Steiner）呼吁不使用合成杀虫剂进行耕作，他在 1924 年出版的《农业课程》（Agriculture Course of 1924）为生物动力农业奠定了基础。这已成为一场世界性的运动，现在许多国家都在进行有机耕作[173]。

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