С изобретением способов обработки металлов в сельскохозяйственном обиходе появились палки и мотыги с бронзовыми и железными рабочими частями. Рукоятки этих орудий оставались деревянными. В таком виде мотыга дошла до наших дней. Она по-прежнему остается одним из главных орудий поля.
Барельефы античных зданий, гравюры средневековья и картины художников нашей эпохи, воспевающие труд хлеборобов, неизменно изображают женщину, склоненную к земле с мотыгой.
Мотыга, тяпка, сапа, кетмень — так называют в разных местах это бесхитростное орудие, пережившее несколько цивилизаций. Главное назначение мотыги — вырубить сорняк вместе с корнями в посеве культурных растений.
Мотыжение, несомненно, большой шаг вперед по сравнению с ручной прополкой. Это орудие подрезает если не все, то хотя бы часть корней сорного растения, и если последнее и будет отрастать, то не сразу и не так сильно.
С помощью копалки и мотыги земля рыхлилась, в ней дружнее прорастали высеянные семена, а сорняков оказывалось меньше, чем на нетронутом поле. Земледельцы стали замечать, что там, где удавалось глубже взрыхлить землю, культура росла лучше, а сорняки меньше ей докучали. Поэтому еще в пору развития так называемого мотыжного земледелия человек стал пытаться обработать землю более основательно. Так появились первые ручные бороздовые орудия. Изготовлялись эти орудия — прообраз будущего плуга — из одного куска дерева, взятого от нижней корневой части. Большая ветвь при этом превращалась в дышло, за которое потом люди тянули орудие по земле, отрезок ствола становился рабочей частью, его передняя часть — лемехом, а боковые ветви — рукоятками для управления ходом и глубиной обработки.
Одомашнивание животных произвело переворот в технике обработки земли. В плуг стали впрягать волов, которые не только тащили его намного быстрее людей, но и делали возможным более глубокое рыхление. Плуги, рассчитанные на мышечную силу человека, стали недостаточно производительными и прочными, поэтому их конструкции начали быстро меняться. Сначала просто увеличивали размеры орудий, а позднее меняли уже и расположение отдельных их частей. Основную рабочую часть — лемех — стали изготовлять отдельно из твердых пород дерева, а с освоением техники обработки металлов — из железа, чугуна, стали.
В Египте уже в IV тысячелетии до нашей эры начали изготовлять медные орудия, в том числе и лемехи для плугов. Примерно в то же время начали использовать и тягловую силу: волов для обработки почвы плугом.
В последующие века после изготовления плугов с металлическими лемехами конструкция этих сельскохозяйственных орудий менялась незначительно и была близкой к античной форме, лишь постепенно «одеваясь в металл».
В некоторых провинциях Индии деревянные плуги сохранились до XX века, а русская соха, в которой лемех так и остался единственной частью, изготовленной не из дерева, а из железа, оставалась в дореволюционное время основным орудием обработки земли в крестьянских хозяйствах.
В течение тысячелетий пахота была главной сельскохозяйственной работой при выращивании большинства растений. Слово «пахарь» стало синонимом земледельца, сельского хозяина, хлебороба, ибо, прежде чем что-либо посеять, посадить, возделать, нужно каждое поле вспахать.
Для чего же земледельцы веками затрачивали столько труда, усилий для того, чтобы ежегодно, а порой и несколько раз в год, проводить эту тяжелую работу?
Дело в том, что обработка земли плугом — вспашка — оказалась тем санитаром, который лечил самые главные «болезни» земледелия. В течение года под влиянием дождей, перемены погоды от тепла к холоду, и наоборот, почва слеживается, уплотняется. Через нее плохо проходит воздух и из-за его нехватки страдают мельчайшие ее обитатели — полезные микроорганизмы, перерабатывающие питательные вещества для растений. Трудно просачивается и вода. Она стекает по поверхности земли, не только не принося никакой пользы, но и смывая тысячи тонн плодородной почвы.
Однако самая главная неприятность в том, что в верхних слоях земли скапливаются яйца и личинки вредных насекомых, семена сорняков, готовые прорасти. Вспашка в ее современном виде не только довольно глубоко разрыхляет почву, но и частично оборачивает верхний «уставший», обедненный питательными веществами, разрушенный ветром и начиненный зачатками вредных организмов слой, сбрасывая его вниз.
Преимущества обработки земли плугом были оценены еще в древние времена. Поэтому, например, в египетской мифологии плуг считался даром Осириса — бога растительности, великого покровителя земледелия. В Древней Греции также считали, что плуг — дар богов.