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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078140]
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三 精耕细作传统的开始形成与生物学知识
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《吕氏春秋·上农》等篇所反映的精耕细作技术
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伴随着封建制的产生，以一家一户为基础的个体小农经济逐渐发展起来。封建的自给自足的小农经济，以生产谷物为主，种植桑麻和饲养鸡犬豕等小家畜为副业。“百亩之田，勿夺其时，数口之家可以无饥矣”，“五亩之宅，树之以桑，五十者可以衣帛矣”，“鸡豚狗彘之畜无失其时，七十者可以食肉矣”。【7】这些记载所反映的正是这种情况。《管子·牧民》篇中记载的农业生产项目次序也是五谷、桑麻、六畜。这种以粮食作物生产为主、桑麻畜牧列居次要地位的农业结构，自战国时期基本形成后，在我国一直延续了两千多年。农业生产上的精耕细作等优良传统，此时也开始形成。这些都使中国农学逐渐形成了带有自己特点的体系。
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农业生产技术的提高，首先表现在耕作制度的变化方面，主要是改变了部分地区的一年一熟制，即把冬麦和一些春种或夏种的作物搭配起来，采取适当的技术措施，在一年或几年之内，增加种植和收获的次数。当时在“嵩山之东，河汝之间”，已可以“四种而五获”【8】（四年五熟）；在黄河流域有的地方，“人善治之”可以“一岁而再获之”【9】（一年两熟）。从此，我国农业生产开始走上了复种轮作的道路，这也是我国古代农民在耕作制度改革上的一项创举。
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在先秦诸子的著作中，我们都可以找到有关当时农业生产技术知识的若干章句。其中有关于肥料的使用和“深耕而熟耰之”【10】重要性的论述，有关于复种和取得禾、麦两熟的记载，有关于铁犁的使用等等。这说明诸子百家对农业生产在不同程度上均予以关注。这时还出现了专门谈“神农之学”的以许行为首的农家学派，【11】他们对农业生产及有关技术更为重视。战国时期已有专门的农书《神农》二十篇和《野老》十七篇。【12】前者为“诸子疾时怠于农业，道耕农事，托之神农”而作的，后者据东汉人应劭所说是“年老居田野，相民耕种，故号野老”，所以它们应是农家总结、研究农业生产技术的心得之作，可惜它们都散佚无存了。我国现存最古老的农学论文是《吕氏春秋》中的《上农》、《任地》、《辩土》、《审时》四篇。它们虽不是独立的专门农书，但却联成一体，较好地反映了春秋战国时期农业科学技术发展的水平。
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《上农》篇讲的是农业理论和政策，反映了新兴地主阶级的重农思想和奖励农桑的政策。《任地》、《辩土》、《审时》三篇则论述了耕地、整地、播种、定苗、中耕除草、收获以及农时等一整套具体的农业生产技术和原则。
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关于耕地，《辩土》根据土壤的结构和墒情安排耕地的先后次序，规定了先垆后靹的原则，即先耕黏性较大的“垆土”，以免水分散失后变得坚硬，耕不动它；然后再耕比较松散的“靹土”。《任地》则指出：耕地的深度要以见墒为度，即所谓“其深殖之度，阴土必得”，这样才能达到“大草不生，又无螟蜮”的效果。它还规定了始耕的时间和耕作的次数。这些原则和办法，长期以来对我国的传统农业有着指导的意义。
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《辩土》还明确地提出了要充分利用土地和合理密植的思想及相应的技术措施。其中指出种地要消灭“三盗”。所谓“三盗”一是指沟大垄小，二是指苗无行列而又太密，三是指苗无行列而又太稀。为此必须采取一系列的技术措施：整地时“畮（垄）欲广以平，甽（沟）欲小以深”，这样既可以防止第一盗，又利于涝时排水和干旱时保墒。在播种和定苗时，对植株的行列有一定的要求，以保证横行相互间错，纵行直道通达，达到通风的目的，即所谓“横行必得，纵行必术，正其行，通其风”。播种量要合适，播种后覆土，其厚薄要适度。覆土太厚，苗不易破土而出，覆土太薄，种子不得湿润，难以发芽。定苗时要“长其兄而去其弟”，即要留强去弱。而且对于肥地苗要密些，薄地则要稀些。关于中耕除草，它指出要严防伤根。在《任地》中，更提出了在既种之后要锄多次，而且一定要精细，尤其在干旱时要锄地，为的是使土壤疏松而减少水分的散失。这些技术措施的出现，表明我国农业生产已从粗放经营的阶段，进入精耕细作的新时期。
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针对土地质地的坚硬或松软，使用的程度，肥力的强弱，土壤的致密或松散，湿度的大小等五个方面的差异，《任地》篇提出了“力者欲柔，柔者欲力；息者欲劳，劳者欲息；棘者欲肥，肥者欲棘；急者欲缓，缓者欲急；湿者欲燥，燥者欲湿”五项处理原则，从而为合理地使用土地，使土壤保持适于农作物生长的最佳状态，以最大限度地发挥地力，指出了要遵循的基本原则。它包含了土质改良、轮作制度、施肥保墒等丰富的技术内容，而且具有可贵的朴素辩证法的思想。
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《任地》等篇中，还反映了一些地区已出现的“上田弃亩，下田弃甽”的栽培方法——“畦种法”。“上田弃亩”，是说在高田旱地或雨水稀少的地区，土壤墒情往往不足，因此要把庄稼种在沟里，可防风并减少水分的蒸发，这是一种“低畦栽培法”。“下田弃甽”，是指低湿田，水分多，要把庄稼种在比较高而干燥的垄上，这是一种“高畦栽培法”。它们是根据不同的地势特点，通过比较合理的田间布置，以保证“上田”、“下田”都能得到充分利用的科学方法。它可视为上述基本原则的灵活应用，使原先看来无用的土地得到合理的利用。汉代的“代田法”和“区田法”，就是在这一方法的基础上逐步发展起来的。
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《审时》篇则具体地论述了及时地进行耕种、收获等农事的重要性，讨论了六种农作物禾、黍、稻、麻、菽、麦的耕作及时和不及时，或先或后的得失成败。如小麦，耕作及时的，生长发育良好，植株健壮，虫害少，穗子大，色泽深而麦粒重，皮薄而出粉率高，人吃了耐饥。假如耕作不及时，过早的，苗生太早，容易遭受虫害的侵袭；过晚的，苗生脆弱，结穗不丰满，二者色泽都不好。总之是“得时之稼兴，失时之稼约”。关于收获，指出“稼就而不获，必遇天菑”，把及时收获作为农业生产的重要一环。这些显然都是从长期的经验中总结出来的，令人信服地论证了“凡农之道，候之为宝”的科学结论。
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《审时》篇还指出：“夫稼，为之者人也，生之者地也，养之者天也。”在农业生产的三大要素中，把人的因素放在首位，这是有十分积极意义的。这说明我国的农业技术，已从顺乎自然，向有意识地改造自然迈步了。
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植物生态学和动植物分类学知识
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随着对农业生产有关问题研究的不断扩大和深入，人们对动植物及其同周围事物的联系的认识不断得到积累和丰富，从而产生了许多生物学的宝贵知识。
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《管子·地员》中就载有极可宝贵的植物生态学知识。它是经实地考察而来的。它记述了在土质优劣、地势高低和水泉深浅不同的土地上，所宜生长的各种不同植物的大量素材的基础上，得出了“凡草土之道，各有谷造，或高或下，各有草物”的重要结论。这里有两层意思：一是植物的生长同土壤的性质有关，不同质地的土壤，其所宜生长的植物各不相同；二是植物的分布与地势的高下有关，已注意到植物垂直分布的现象。《管子·地员》还考察了一个山地的情况，依高度不同，把山地分为“悬泉”、“”、“泉英”、“山之”和“山之侧”五部分，各列出所宜生长的植物名称。这是由于山地高度不同，温度各异而造成的植物垂直分布现象的一个例子。经研究，其树木的名称已大致可知，即“悬泉”生有可成纯林的落叶松；“”生有灌木性的山柳；“泉英”生有山杨，也常成为纯林；“山之”当有杂木树林，生有槚楸之类；“山之侧”生有刺榆。这些情况，与现在华北地区的山地并无差异。《管子·地员》还举出了一个小地区内植物垂直分布的例子，指出“凡彼草物，有十二衰，各有所归”，这十二衰为；茅、萑（蓷）、薜（薛）、萧、、、雚（）、苇、蒲、苋（莞）、、叶。这同实际情况也是相符的。这是由于小地区内地势高低不同，水分的分布各异所致。这些都是对植物生长与地理环境之间存在的关系作了深入观察的结果。
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图3－3 《管子·地员》关于植物垂直分布现象示意图
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人们为了生产和生活的需要，必须对动植物的不同种类加以辨别和分类。殷墟甲骨文字中有不少关于动物和植物的名称，根据这些动植物名称的字形特征来加以考察，可以看出当时人们已经产生了依据动植物的外部形态特征进行分类的认识。
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