除了农业生产工具的机械化外，北美农业现代化的另外一个重要内容就是农业生产技术的改良。美国农业在很长一段时间里，主要采取粗放型的经营形式，靠增加资源投入和机械化来增加总产量，而不是靠增加技术投入来提高单位面积产量。即便到了19世纪后半期，“因为土地便宜而且容易获取，商业性的农场经营仍然是一种‘广种薄收的形式’(extensive farm operation)”^[1]。好的农场会施加一些动物粪肥，但“大部分没有采取什么措施来保持，更不用说提高他们土地的品质了”^[2]。随着19世纪后期边疆的逐渐关闭、土地价格的上涨和农产品价格的回升，美国农场主开始从原来粗犷的“广种薄收”模式逐渐向着精细生产模式转变。为了降低生产成本，农场主有三种选择：一是采用机械化，用机器代替较昂贵的人力资源投入;二是通过技术改良增加单位面积产量;第三种办法就是增加资本投入。

虽然真正意义上的农业科技的发展是在19世纪后期以后，但美国农场主们很早就注意到了技术改良的重要性。他们所采取的最重要的农业技术改良措施首先是广泛引入国外优良的动植物品种。其实，早在殖民地建立之初，欧洲殖民者就纷纷把欧洲的动植物种类引入美洲，不过当时他们引入欧洲物种的主要动机还是再造一个欧洲环境，而不是品种改良。随着农业科学知识的逐渐推广和农业技术的改善，走出边疆的许多社区开始注意农场动植物品种的改良。

牛一直是美国最重要的家畜，也是较早引入优良品种的家畜之一。早在1783年，一些品种优良的英格兰的帕顿牛(Patton Strain)就被引入到了肯塔基的蓝草地带。1816年，亨利·克莱和刘易斯·桑德斯(Lewis Sanders)又向这里带入了赫拉夫德牛(Hereford)和短角牛(Shorthorn，又称德拉姆牛)。^[3]短角牛很快就在东部其他地区盛行起来，以至于到1839年，“引入的数量是那么的多，据说几乎每艘在纽约停靠的船舶上都有从英格兰输入的纯种牛”^[4]。除了牛之外，其他家畜品种也被大量引进过来，那些引入良种牛的先驱者同样也是良种猪引入的积极鼓吹者和实践者，如刘易斯·莫里斯、理查德·埃伦和伊利诺伊家畜改良协会的约翰·温特沃斯(John Wentworth)等。而美国驻西班牙公使威廉·贾维斯(William Jarvis)则抓住时机，打破西班牙政府的封锁，在1811—1812年引入了6650只美丽奴羊。此外，1788年，英国纯种的信使马(Messenger)被引入美国，从而推动了养马事业的发展。

除了家畜和家禽等动物良种的引入外，植物良种的引进在19世纪初也占据着非常重要的地位。最早的植物品种的引进始自政府或私人资助的科学探险。比如1803—1806年的刘易斯和克拉克的探险，就带回了许多西部植物品种。甚至美国财政部也训令其海外使领馆人员收集外国种子和植被并运回国内。如1819年的一个训令中就明确要求引入那些“适宜用作木材的森林树种;各种谷物品种;果树，蔬菜和可食用根茎;总之，任何可供人和家畜食用或者可用于制造业或其他用途的植物品种”^[5]。虽然当时还缺乏适当的途径将海外运回的作物品种分发给农场主去耕种，但到1815年许多地区的植物园都已经初具规模。如1814年由哥伦比亚大学指导建立的埃尔金(Elgin)植物园，其植物种类达到2200余种。这些植物品种和标本的收集与引进对于推动美国植物学的发展发挥了重要作用，同时也为农作物品种的改良准备了条件。

在引种的众多农作物品种中，最值得一提的有如下几种：第一，长绒棉。美国最初的高地棉不仅绒短，而且开口小，不易收获，容易腐烂。1805年，美国从墨西哥引入长绒棉，棉绒长且棉桃开口大，容易收获。“经过仔细选种后被称为‘小海湾棉’(Petit Gulf)的墨西哥棉花的引种，是仅次于轧棉机的发明而导致下南部棉花广泛种植的最重要进步。”^[6]第二，小麦。美国原来的小麦品种是颗粒较软的小麦，这种小麦的生产需要较多的水分，而且易受锈病侵害，其优点是容易研磨，面粉较白。1841年，安大略的丹尼尔·法伊夫(Daniel Fife)将硬粒冬小麦引入美国。^[7]除此之外，著名的冬小麦品种“土耳其红”，也在19世纪60—70年代由来自俄国的蒙诺派教徒带到了美国的堪萨斯。该品种最大的特点就是耐旱和高产，尤其适合北美干旱的草原地区种植。后来，美国农学家在此基础上培育成功了“堪萨斯红”。^[8]

其次，除了引入动植物良种外，从19世纪中期开始，美国农业经营中的另一项重要技术改良就是对土地肥力问题的逐渐关注和化肥的使用。美国早期农业经营中最典型的特征就是掠夺性地开发土地，不注意水土保持，不讲究作物轮作，也不给土地施肥，许多家畜粪便被扔进地沟或弃置路旁而没有作为土地肥料。19世纪60年代以后，随着农业科技的进步、一系列农业科研机构的建立和完善，农学院和农业试验站的专家们的忠告、农业组织的呼吁以及农业杂志的宣传，农场主们逐渐接受了科学种田的一些知识。其一是作物轮作制的逐渐推广。《草原农场主》杂志建议农场主实行玉米—燕麦—小麦—牧草轮作;对较南部的农场则建议牛豆—燕麦—小麦轮作等。到19世纪后期，轮作制逐渐为大多数农场主所接受。其二，农业耕作方式的改进。根据西部干旱、降水稀少而又较为集中的特点，北美西部发展了一套旱作农业方式。各地的农业试验站和农业技术人员建立示范农场，有条件的地方还发展灌溉农业。其三，农田施肥。除了种植绿肥和利用动物粪便外，当时美国农田用肥的其他来源还有：(1) 鸟粪的进口。自1850年代开始，美国对秘鲁鸟粪的进口一直不断上升，1853—1854年进口达到了17.5849万吨，价值875万美元。^[9]为了廉价、持续得到海外的鸟粪供应，美国的皮尔斯和布坎南总统都积极行动，不惜派遣海军船只去保护美国商船装运鸟粪。(2) 磷肥。在用化学方法制造磷肥以前，美国农用磷肥的主要来源是动物骨头尤其是西部野牛骨头。疯狂屠杀野牛的一个副产品除了牛皮制革业的繁荣外，就是牛骨加工工业的一度兴旺。东部公司以每吨4—12美元的价格购买野牛骨头，然后加工成骨粉，作为农用磷肥出售。北达科他的牛骨公司每年都能收集成千上万吨的牛骨，铁路每年要向东运出5000车皮牛骨。^[10](3) 化肥使用的增加。1849年，化肥首次在巴尔的摩出售。从19世纪后期开始，美国农业化肥的用量持续增加。仅仅中北部各州从1880到1900年的化肥用量就从200万美元上升到727.4万美元。^[11]1909年，整个国家一年用于肥料的开支达到1.2亿美元，消费化肥554.7万短吨，石灰94.6万短吨;而到1949年，总开支达到了8.95亿美元，消费化肥1854.2万吨，石灰2790.2万吨，美国农业越来越向着无机化肥农业的方向前进。

不过，需要指出的是，关于农业技术的改进，各地差别很大，相比较而言，广阔的西部，由于地多人稀，精耕农业技术的推广相对较慢。一位西部农场主的观点就是这种情形的典型代表：“谈论给我们那么大的农场施肥是荒唐的，照目前这种短缺而又高昂的劳工状况，农场主怎能找出时间、金钱和劳力为他的160—1500英亩大的土地施肥!”^[12]而农业生产技术较为成熟的东部生产带，较早就重视作物轮作、精耕和农田用肥。

再次，农业教学、科学研究和农业知识的推广相结合的三位一体体系的建立和逐渐完善，以及生物科学的兴起，为美国农业向着生物农业和化学农业的方向的转变奠定了坚实的基础。

(1) 各级政府支持下农业教育体系和科研体系的建立。早在1822年，加德纳就在缅因建立了一所专门培养农业技术人才的专科学校——加德纳家园。1853年，纽约州通过了建立农业学院的法案，并在怀特斯巴诺、奥奈达建立农业学校。美国历史上第一所农学院是密歇根在1855年建立的。美国联邦政府除了制定土地政策、税收政策和专利保护政策外，也积极推动农业科学知识的推广普及，它所做出的最重大的举措当属1862年通过的《莫里尔土地法》和农业部的建立。根据《莫里尔土地法》和后来的《第二莫里尔法》，以政府拨地的形式资助和支持各地(州)农业学院的建立和发展，鼓励它们开展对农业问题的教育和研究工作。《莫里尔土地法》的通过不仅开创了美国高等教育发展的一种崭新模式，而且也刺激了其他传统高校的教育理念和方法的民主化变革。与此同时，根据农学院的呼吁和要求，联邦政府在1887年又通过了资助建立农业试验站的《海契法案》(Hatch Act)。试验站的任务是：“开展有利于美国永久和高效的农业产业的建立和维持或与之直接相关的原创性或其他研究、调查和试验。”^[13]正是由于政府的不断支持，农业试验站雇佣人数从1889年的402人逐渐增加到1920年的1968人;试验站数目也从最初的数十个增加到130个，遍布全国各州。据统计，从内战结束到1900年，农业试验站有1.2万项农业技术发明获得了专利。^[14]

(2) 农业部的作用。1862年5月，林肯总统签署了《农业部组织法》，建立了农业部，首任农业部部长伊萨克·牛顿(Issac Newton)为该部所设计的活动目标包括：发布各农业学院的科学研究成果，收集和发布有关农业的统计数字，收集和发放农作物良种，同时资助开展农业化学、经济昆虫学、农业植物学、林业、经济动物学以及家禽家畜疾病防治的调查研究，建立农业图书馆和博物馆等。^[15]农业部最初的工作重点不是处理农民的经济问题，而是坚持科学研究的导向。它与赠地学院一道在1897—1933年间成为“美国现代高产农业赖以建立的科研基地”^[16]。在联邦农业部成立不久，各州也陆续建立了自己的农业管理部门，负责地方的农业研究和指导工作。

(3) 农业科学推广体系的逐渐完善。为了鼓励农民接受各种最新的农业科技知识，美国朝野建立起了一套完整的农业科学推广体系。各地除了设立奖金、鼓励农业展览会(County Fair)的发展外，还组织各种各样的农业协会。据统计，到19世纪60年代后期，美国各地共有各级农业协会1330多个。^[17]除此之外，19世纪农业知识推广的另外一个有效途径就是各种农业期刊、手册、杂志和出版物的大量发行。据统计，在内战以前，美国各地先后发行过400种农业刊物。整个19世纪，美国和加拿大总计发行过大约3600种各类农业刊物。这些以美国农场主和农业为讨论对象的期刊杂志对于农业知识的推广和普及发挥了重要作用。1914年，以向农民传授农业科学知识为目的的《史密斯—利弗法》获得国会的批准。它将农业部的推广工作和农学院、农业实验站的研究任务联系起来，“在法律上确认了此前各种形式的推广工作，并将那些分散、混乱的推广活动规范到联邦、州、县三级各有分工又密切配合的管理结构之中，加速了农业推广工作的发展”^[18]。到1917年，美国各地有农业推广员的县发展到1434个，有推广员4100多名。^[19]

(4) 遗传学和生物化学的兴起。人类自从远古时代起就认识到了遗传和变异现象，并且通过选择培育出大量的优良动植物品种。美国的农业科研工作者利用现代遗传学和生物化学的最新技术，对美国农业进行全面改造，从而引起了美国农业在20世纪向生物农业和化学农业的转变。比如，伊利诺伊大学教授爱德华·伊斯特及其学生唐纳德·琼斯成功培育出杂交玉米新品种，大大提高了玉米的单位面积产量。再如，DDT和除草剂的大面积推广和使用，解决了困扰农场主多年的害虫和杂草问题，青霉素和磺胺类药物的研制以及维生素的发现则找到了家禽和家畜养殖和增产的新途径。

加拿大农业的发展模式也紧随美国。加拿大“大部分的农业改进是美国北部农业所发生变化的一个密切反映，加拿大农场主分享着[美国农场主的]大部分知识”^[20]。从19世纪20年代开始，随着农业商业化的演进，除了生产工具机械化外，农业生产技术也不断改进。美国大部分的先进农业技术很快就被加拿大人所采用，比如，在美国引入欧洲优质的短角牛的过程中，就同时有大约100头被引入到了加拿大。^[21]与此同时，加拿大并不仅仅是被动的接受者，而且还有不少创新。加拿大所培育的最著名的优质农作物品种就是小麦了。1848年，加拿大人成功培育出了北美首种硬粒春小麦“红笛”(Red Fyfe)。该种小麦在1855年就已经为美国纽约所熟知。“红笛是北美所培育的首例硬粒春小麦，并最终奠定了明尼苏达和其他西北小麦生产区繁荣的基础。”^[22]

当美国农业向着科技农业和生化农业转变的时候，加拿大也不例外。1868年，加拿大建立联邦农业部和中央试验站。到1880年代，根据安大略农业委员会的调查，加拿大的农业科技进步“完全与美国保持同样的发展水平”^[23]。如同美国西部一样，机械化大农场和先进科技保障下的现代化种植业和畜产品生产逐渐代替传统的手工和经验成为农业的主导形式。

通过19世纪到20世纪初期美国农业教育、农业科学研究和传播体系的发展，以及全世界生物科学的不断进步，北美农业逐渐向着生物农业和化学农业的方向转化。通过农业科学技术的进步，美国农学家们培育出了大量的优质动植物良种，如杂交玉米、高粱、小麦、马、牛等等，从而大大提高了它们的单位面积产量。比如，从1943到1959年，杂交玉米的种植面积占全国玉米种植面积的比例从50%上升到了95%^[24];通过品种改良，美国奶牛的平均产奶量从1850年的2371磅/牛增加到1900年的3352磅/牛。^[25]1935年以后，美国农作物的单产量更是迅速增加，玉米从1935年的20.5蒲式耳/英亩增加到1970年的80.8蒲式耳/英亩;土豆从6630磅/英亩增加到18820磅/英亩，“这是美国生物学和化学技术革命的结果”^[26]。生物化学的发展为农牧业病虫害的防治提供了可靠的保证。在1952年，有11%的玉米田和5%的棉田使用除草剂;到1982年，上述两类农田使用除草剂的比例达到了95%和93%。^[27]

总之，到20世纪上半期，农业科技和生物化学工业的发展极大地改变了北美农业的生产技术，传统的粗放型生产逐渐转化为高度机械化、高能耗和严重依赖现代高科技的生化农业，而且这一模式还呈加速发展变化的势头。如果按1967年美国的农业投入指数为100的话，那1930年的机械投入就是39，1940年为42，1945年增加到58;而农业化肥的投入1930年只有10，1945年20，1955年为39。这说明，农业化肥的大规模应用是在二战以后的事情。^[28]不过，到60年代以后，著名海洋生物学家蕾切尔·卡森的《寂静的春天》发表，该书振聋发聩般地令美国朝野意识到了严重依赖化学制剂尤其是DDT给美国农牧业和环境所造成的危害，开始重新检讨食品安全和环境安全问题，此后，生态农业和可持续发展而不是生化农业成为人们谈论和研究的重点。

[1] 威拉德·考克兰:《美国农业发展》,第184页。
[2] 斯坦利·恩格尔曼、罗伯特·高尔曼:《剑桥美国经济史》,第2卷,第260页。
[3] 韦恩·D.拉斯马森编:《美国农业史资料集》(Wayne D. Rasmussen, ed., Readings in the History of American Agriculture),厄巴纳1960年版,第64页。
[4] 保罗·盖茨:《农场主时代》,第203页。
[5] 保罗·盖茨:《农场主时代》,第298页。
[6] 同上书,第301页。
[7] 小基斯·L.布赖恩特、亨利·C.戴斯洛夫:《美国商业史》,第84页。
[8] 参见J.T.施莱贝克尔《美国农业史1607—1972》,第279—281页。
[9] 保罗·盖茨:《农场主时代》,第327页。
[10] 安德鲁·C.爱森伯格:《野牛的消亡:一部环境史》(Andrew C. Isenberg, The Destruction of the Bison: An Environmental History 1750—1920),纽约2000年版,第160页。
[11] 弗雷德·A.香农:《农场主最后的边疆》,第171页。
[12] 弗雷德·A.香农:《农场主最后的边疆》,第170页。
[13] 英格尔夫·沃格勒:《家庭农场神话》,第198页。
[14] 刘万翔:《关于美国近代农业的兴盛与农业教育的发展》,《西北大学学报》,2006年第5期,第48页。
[15] 威拉德·考克兰:《美国农业发展》,第96页。
[16] 同上书,第106页。
[17] 罗伊·V.斯科特:《不情愿的农场主:1914年以前的农业扩张》(Roy V. Scott, The Reluctant Farmer: The Rise of Agriculture Extension to 1914) ,厄巴纳1970年版,第11页。
[18] 王莹:《联邦财政投入与美国农业教育、科研、推广体系》,《比较教育研究》2003年第5期,第2页。　
[19] 威拉德·考克兰:《美国农业发展》,第250页。
[20] 斯坦利·恩格尔曼、罗伯特·高尔曼:《剑桥美国经济史》,第2卷,第80页。
[21] 保罗·盖茨:《农场主时代》,第205页。
[22] 罗伯特·莱斯利·琼斯:《安大略农业史1613—1880》,第104页。
[23] 同上书,第327页。
[24] 斯坦利·恩格尔曼、罗伯特·高尔曼:《剑桥美国经济史》,第3卷,第709页。
[25] 斯坦利·恩格尔曼、罗伯特·高尔曼:《剑桥美国经济史》,第2卷,第260页。
[26] 威拉德·考克兰:《美国农业发展》,第128页。
[27] 布鲁斯·L.加德纳:《20世纪的美国农业》(Bruce L. Gardner, American Agriculture in the 20^th Century: How It Flourished and What it Cost),坎布里奇2002年版,第24页。
[28] 威拉德·考克兰:《美国农业发展》,第130页。

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