——我国古代的农业科学技术
我国是世界上发明农业最早的国家之一，也是世界农业作物起源中心之一。黄河流域地区的原始农业，以种植耐旱的粟为主。在距今有7000多年的河南新郑裴李岗遗址出土了较多数量的农业生产工具，从土地开垦到农作物收割以及谷物加工工具，应有尽有。半坡遗址还出土了一个带盖的陶罐，其中有保存完好的粟粒，这是六七千年前黄河流域种粟的实物例证。
浙江余姚河姆渡遗址发现大量稻谷、稻壳、稻秆、稻叶，这是7000年前长江流域种植水稻的见证。河姆渡遗址的稻与半坡遗址的谷，经鉴定都是经过相当长时间人工栽培的品种。3000多年前的甲骨文中，已有稻、禾、稷、粟、麦等农作物，又有等整治土地的文字，说明了商代的农业水平。
在长期的农业实践中，我们的先人对土壤研究、改造，加以多方利用，创造了世界上最先进的农业工具，用精耕细作取得了古代世界各国第一流的产量和最优良的品种。毛泽东主席总结我们的经验时说：“中国就是靠精耕细作吃饭。”是的，我们祖先在农业科学技术方面创造的成就，确实可以称得上“精耕细作，巧夺天工”。
阴谋家与最早的农业科学论文
河南阳瞿的大商人吕不韦，贩贱卖贵，已经家资千金。他不仅是一个大商人，还是一个大阴谋家。他进行了一次策立国君的政治大投机。
秦的安国君宠爱华阳夫人，华阳夫人无子。安国君的儿子子楚，生母夏姬不被钟爱，子楚作为人质住在赵国，不被安国君重视。吕不韦认为被弃于赵国做人质的子楚是“奇货可居”。吕不韦将怀孕的爱姬献给子楚，子楚为其美貌所迷，不知吕不韦的爱姬已有身孕。安国君继位一年而死，子楚继为秦王，立华阳夫人为太后，吕不韦被封为丞相、文信侯，食邑为河南洛阳十万户产。吕不韦爱姬生下的是一个男孩，又被子楚（秦庄襄王）立为太子，他就是后来统一六国的秦始皇。统治国家的已不再是嬴姓的子孙，而是吕不韦的骨肉了。大阴谋家吕不韦还做过一件好事，那就是他请了一大批文人食客，于秦始皇3年（239）编撰了《吕氏春秋》一书。此书中的《上农》、《辩土》、《任地》、《审时》4篇文章，是我国历史上最早的很有价值的农业科学论文。《上农》阐述的是农业理论与政策，提出农业是国家的根本，要想国富民强，就必须重视农业，奖励耕桑。这一思想指导了中国两千多年的国计民生，至今仍有借鉴意义。
《辩土》与《任地》两篇谈的是改造土壤的科学技术。《辩土》篇对耕地提出了“先垆后靹”的原则，这符合土壤的结构与墒情。即先耕黏性较大的“垆土”，以免水分散失变得坚硬，耕种不便；后耕比较松散的“靹土”，不影响靹土的保墒。《任地》对耕地也有论述，它指出耕地深浅以见墒为度。这样，才能达到“大草不生，又无螟蜮”的效果，还规定了始耕的时候及耕作的次数。这些原则与方法对传统农业一直有指导意义。
《辩土》篇还提出了要充分利用土地合理密植的主张，并配合以相应的技术措施。指出种地要消灭“三盗”，即沟垄小为一盗，苗无行而又太密为二盗，苗无行而又太稀为三盗。除“三盗”的技术措施有整地的“（垄）欲广以平，（沟）欲小以深”，这样就可以防止第一盗的沟大垄小了，又利于涝时排水，旱时保墒。播种与定苗的技术措施是对植株的行列有一定要求，以保证竖行通达，横行间错，达到通风的目的。播种要适量，播种后覆土，厚薄要均匀。覆土太厚，苗不易破土而生；覆土太薄，种子难得湿润，不易发芽。定苗时，要“长期而去其弟”，即要留大去小，而且，肥地苗要密些，瘠地苗要稀些。这样，就保证能够防止第二、三盗了。
《辩土》篇对中耕除草指出要严防伤根。《任地》对除草提出功夫要精细，次数要加多，遇到干旱时，更要锄地，可使土壤疏松，减少水分流失。
《任地》篇对土壤改良提出了5条原则，即“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，燥者俗湿。”即坚硬与黏合的土壤应互相转化，休闲与连作的土壤应互相轮作，肥沃与贫瘠的土壤应互相补充，紧密与疏松的土壤应互相转化，潮湿与干燥的土壤也应互相转化。这5条措施对合理使用土地，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、施肥保墒等技术内容，具有可贵的朴素辩证法思想。
《任地》篇中还记述了一些地区出现的“上田弃亩，下田弃田川”的栽培方法，这是一种“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，可以防风，减少水分的蒸发。“下田弃田川”是指低田湿地水分过多，要把庄稼种在高而干燥的垄上，保证水分的适度，不致涝死。这样，根据不同地势，通过合理的田间布置，保证旱涝高低的土地得到科学的利用。汉代的“代田法”与“区田法”就是在此基础上，逐渐发展起来的。《审时》篇提出：“夫稼，为之者人也，生之者地也，养之者天也”。把天时、地利、人力定为农业生产的三大要素，并且认为人力是第一重要的。这意义十分重大，说明我国的农业技术已从顺乎自然，向有意识地改造自然的方向发展了。
《审时》篇具体论述了及时耕种、收获的重要性。讨论了禾、黍、稻、麻、菽、麦的耕作及时与不及时的成败得失。耕作及时的小麦，生长发育良好，植株健壮，害虫难以侵害，穗大色深，粒重皮薄，出粉率高，吃后耐饥；耕种不及时的小麦，早者易遭虫害，晚者苗弱穗不丰满，皮厚出粉率低，吃后不耐饥。《审时》篇认为抓紧农时，是取得丰收的必备条件，“得时之稼兴，失时之稼约”；“稼就而不获，必遇天灾”。这些长期实践中总结出来的经验，是十分可贵的。最后，《审时》篇的科学结论是“凡农之道，候之为宝”。
《上农》等四篇农业科技论文，总结了先秦时代劳动人民的生产经验，反映了春秋战国时期我国的农业科学技术水平。与同期的罗马农学家伽图所写的农书相比较，《上农》等所论述的科学原理更深刻、更广泛。
西汉的《氾胜之书》
《氾胜之书》是氾胜之写的一本农学专著。氾胜之是山东省曹县人。汉成帝（前33—7年）时曾任郎官，在京城附近的三辅地区指导过农业生产，取得了很好的成绩，被升为御使。
《氾胜之书》靠《齐民要术》等书的引文，保存了一些零碎的片断，收集起来，有3000多字。但是，这存在的3000多字，却包含许多值得注意的农业科学技术成就。
氾胜之总结了我国北方，特别是他任官的长安、关中地区的耕作制度，对耕作原理提出了一些科学的见解。主要有以下4项：第一，“趣时”：抓住农时，要赶上雨前雨后最合适的耕种时间；第二，“和土”：耕地、锄草、磨平，尽一切努力使土壤松软；第三，“务粪泽”：保持土壤的肥沃与湿润；第四，“早锄早获”：及时中耕、锄草，庄稼成熟后立即收获。
《氾胜之书》记载了栽培作物10多种。粮食作物有谷子、黍子、宿麦（冬小麦）、旋麦（春小麦）、水稻、小豆、大豆；油料作物有苴麻（雌株大麻）、油苏子（白苏）；纤维作物有台木（雄株大麻）、桑树；蔬菜类有瓜、瓠、芋等。对每种作物都分选种、播种、收获、储藏，加以叙述。如选种，提出了麦子、谷子的穗选法，保证良种的纯洁；播种水稻，用控制水流来调节水温；培育桑苗采用截干法，将第一年生桑苗贴地割去，促使第二年桑苗生长旺盛。书中的“保泽”技术也值得重视，提出视雪情、雨情、旱情、季节、土质的不同情况，而采取镇压、拖压、抹平等不同的保墒方法，这些来自气候干旱的黄河流域的经验，十分宝贵。
代田法与区田法
在精耕细作思想指导下，为了提高单位面积产量，在西汉时期，我国先后出现了代田法与区田法。这是汉代农业科学技术的重要成果，它代表了我国古代劳动人民运用智慧和经验向土地夺高产的光辉业绩。
西汉的“文景之治”，为汉代恢复和发生产创造了一个安定平静的环境，农业生产也得到了一定的发展。汉武帝时，开展了更大规模的发展农业生产，推广先进农具与农业科学技术的措施。为此，封丞相田千秋为富民侯，封赵过为搜粟都尉。
代田法正是赵过总结当时的生产技术而加以推广的。《汉书·食货志》说：“过能为代田，一亩三田川，岁代处，故曰代田。古法也。”古法是指春秋时代的畎亩法。《国语·周语》解释“畎亩”说：“下曰畎，高曰亩。亩垄也。”“一亩三畎”就是在一亩地里作3条沟、3条垄。“岁代处”是指垄和沟每年位置要互换一次。这种将土地利用和休闲互相交替的做法，是在当时肥力不足的情况下，恢复和增进地力的一种技术措施。
代田法相比畎亩法，在栽培管理方法上有很大改进，“播种于田川中，苗生三叶以上，稍耨垄草，因聩其土，以附苗根……苗稍壮，每耨则附根，比盛暑，垄尽而根深，能风与旱。”这个方法很适于北方多风少雨地区的抗旱保苗。第一，种子播在沟里，能较好地保持温度与水分，有利于出全苗；第二，幼苗出土后在沟里，便于防风防旱，减少叶面水分蒸发；中耕锄草时将垄上的土不断培向根部，直至垄平，植株根深叶茂，能抵抗倒伏。
这种代田法，经过实践，产量确有提高。《汉书·食货志》说：“一岁之收，常过缦田（不用代田法的田地）亩一斛以上，善者，倍之。”汉代1斛等于10斗，种植好的代田可以增产20斗以上，这个增产数值是很可观的。
区田法比代田法略晚，它见于《氾胜之书》的记载。如果说代田法是北方多风干旱地区在平原上大面积推广的种田技术。那区田法就是在北方干旱地区向山地、坡地要田的一种小面积增产的技术。
西汉晚期，土地日益集中到大地主的手中，又常常出现战乱与自然灾害，广大农民缺少耕地的危机日益严重，解决这种危机的主要方法便是提高耕作技术，争取最大限度地利用土地。区田法就是在这种背景下产生的。
区田法的田间布置，有两种形式，即有开沟点播的区田和坑空点播的区田。区田法的特点是作区。以方形点播的区田为例，先深挖地区，方形区田的大小、深度、区田之间的距离，各有不同。一般情况下，肥沃的土质，区的长、宽各6寸，深也6寸，区田相距9寸；稍差的土质，区的尺寸增大，深度增加，区间距离也增大，更差的土质，各种数据还会加大。总之，土壤肥沃，作区数就多，土壤贫瘠做区数就少。区做成后，再下种，加肥，精耕细作，以求丰收。
区田法比代田法的优越之处，在于区田不受地形的限制，不受土质的影响。山陵、高危的坡地，城丘边地，皆可作区田。瘠贫地、沙土地皆可利用，它以粪肥来夺得高产，对水土保持也有一定的优越性。区田法的另一特点不同于一般田地的广种薄收，它是将一切人力、物力都用于所挖区内，浇水施肥，中耕除草都限于区内，是在小范围内提高作物产量的一种方法和尝试。
关于区田的产量，《氾胜之书》记载说可分3种情况。上田“亩收百斛”，中田“收粟五十一”石，下田“收二十八”石。据现代学者万国鼎先生的推算，“亩收百斛”，折合现代为每市亩（667平方米）产粟1949千克，这个产量显然太高，有些失真。但它说明区田法确实大幅度地提高了单位面积产量。从汉代以后，政府曾多次命令推行区田法，但是，实际效果却不好。东汉至元或者没有坚持到底，或者老百姓不愿接受。明清两代却试种较多，从山东到甘肃，从河北到江苏广大的地区内及干旱地区和水乡泽国都有区田法试种。试种品种有旱地的粟、豆，也有水田的稻谷。试种面积都比较小，先后有20多处。田间布置与技术措施与汉代有不同，但是，主要方法并无大的改变，只是产量始终也没达到“亩收百斛”。
我们的祖先，在西汉代田法与区田法的基础上，又创造了许多向山丘河流湖泊要田的方法。如引浊放淤造田的淤田，是利用黄河、汾河、滹沱河的淤泥造田；在低洼多水的地区筑圩造田，称为圩田；在湖畔、河滩筑堤耕种，称为围田；垦山为田，拾阶而上，称为梯田。梯田发展最大，后来遍及广东、福建、浙江、江西、四川等省。这多种的造田方法，也说明了我们祖先的聪明才智。
巧夺天工的农业器具
我国最初的农业工具是耒耜。河姆渡遗址上，就发现了骨耜，而且数量很多。最初的耒耜是木制的，木耒是竖起的杆，在下端加上耒吕冠，就成了复合的翻土工具——耒耜，耒耜的用法是手持木柄，脚踏柄下的横木，压耜入土，然后扳压耜柄，利用杠杆的力量把土翻起。
汉代武梁祠石刻（今山东省嘉祥县武翟山）有“神农执耒图”，长沙、西汉墓出土了“执耒木俑”，河南省宝灵县出土了“执耒陶俑”。他们手持的都是双齿木耒，双齿比单齿要更容易入土，更省力。出土文物还证明，耒耜逐渐由木质、骨质，发展为铜质和铁质，尖锐锋利的程度越来越高，使用功效越来越大。
战国时代，我国出现了牛耕和铁犁。汉代耕犁有了广泛的发展，新中国成立后出土的汉代铁犁，就有100多件。其中有铁口犁铧、尖锋双翼犁铧、舌状梯形犁铧等。从山西省平陆等地汉墓出土的几幅耕犁图，铁制的犁铧已有犁壁装置。汉代的犁，还有犁辕、犁梢、犁底、犁箭、犁横等部件组成。犁箭可调节深浅，犁壁是汉代的最重要发明。
没有犁壁的耕犁，达不到碎土、松土、起垄的目的，还必须靠铲锄类等工具帮助做垄、碎土等。犁壁不仅能翻土、碎土，而且它向一侧翻土垡，把草根、树叶埋在地下烂为肥料，又有杀死害虫的作用。欧洲的耕犁，直到11世纪才装了犁壁，比我国汉代的犁壁晚了近1000年。
唐代陆龟蒙所著《耒耜经》，记述了唐代的耕犁。洛阳大学杨荣垓教授认为这是一种曲辕犁。它由11个部件组成：①犁镵：功用是破土；②犁壁：翻转犁镵犁起的土垡；犁镵、犁壁皆为铁制，其他部件为木制；③犁底：为犁镵之导向装置，并成为整个犁架的基座，使犁能水平施力起土；④压镵：固定犁壁，并紧压犁鑱于犁底；⑤策额：固定犁镵。唐以前的犁，没有压镵与策额，那时犁壁直接安装在箭柱上，为了增强犁壁的作用，增加了这两个部件；⑥犁辕：唐犁是曲辕，既降低了耕犁的受力点，又保持犁辕、犁箭相交处距底的适当高度，这样就可以改变受力方向，达到省力的目的；⑦犁箭：作用是纵贯犁辕、策额、犁底，可以改变犁辕与犁底之间的夹角，达到调节耕地深浅的目的；⑧犁评：是套在犁箭上端。与犁辕相交处，可分级调节耕地的深浅程度；⑨犁建：是横穿犁箭上的栓钉，为避免脱出，做成中间低两头高的形状，作用是控制犁评、犁辕，使它们不致从犁箭上脱出。犁箭、犁评、犁建组成一个深浅调节系统；⑩犁梢：固定在犁辕、犁底上，功能是起执耕作用；11犁般：可以转动的犁般代替了以前固定的犁横，作用是系耕索和传递畜力于犁辕；因可转动，减轻了耕牛左右摆动时轭对牛肩部皮肉的损伤；与牛轭、耕索组成软套系统，方便了地头的转弯。唐犁的主要优点是曲辕，牲畜省力。
汉代的三脚耧，是古代的播种机。它是汉武帝时越过发明的。文献记载：三脚耧田一牛拉着，一人牵牛，一人扶犁，一天可种1顷地。由于它提高了播种效率，汉武帝下令在全国加以推广。
汉代三脚耧的复原模型，陈列在北京的中国历史博物馆。它的上部是一个方形的上大下小的漏斗，耧斗的口装着一块活动的闸板，闸板的下面是籽粒槽，粒槽与耧铧相通，3根木质中空的耧腿，3根耧腿下端是耧脚，耧脚是可以开沟的铁铧。
播种时，先将种子装入耧斗，根据种子的颗粒大小，调整好闸板，使种子的流出量适中。一人牵牛，一人扶耧，扶耧人控制耧柄的高低，来调节耧脚入土的深浅，即播种的深浅程度。耧的后边木框上，用两股绳子悬挂一根方形的粗木棍，横放在播种的垄上，随耧前进，自动把土耙平，覆盖在种子上。这样，一次就把开沟、下种和覆土3道任务都完成了。我国早在2000多年以前，就创造出了可以一次完成开沟、点种、覆土3道工序的播种机，确实是一项伟大的农业科技成就。
龙骨水车是我国古代最著名的农业灌溉机械，龙骨水车又称翻车。据《后汉书》记载它是东汉年间发明的，最初是用人力转动轮轴翻水入田。后来发展为畜力和风力带动轮轴翻水灌溉。它的基本构造是一个长木槽，以深入水中为限，宽度4—7寸不等，高1尺，槽中架设行道板一条，与槽同宽，比槽板两端各短1尺，用来安置轮轴。在行道板上下，用一套龙骨板叶片翻水，一节一节地用木销子联结起来，很像龙的骨架，所以叫龙骨水车。
在水车上端的大轮轴上，两侧各装4个木棍，作脚踏用。大轮轴前有一个木架，做踏水人的扶手。两人踏动木棍，带动大轮轴，轮轴上的木齿带动刮水的木片，木片刮水沿槽而上，流入田间。
水碓是一种古代的粮食加工机械，记载水碓的最早文献是桓谭的《桓子新论》。它大约发明于西汉末年。
水碓是由一个大水轮带动的，轮上装有2—4个叶板，轮轴长短不一，看带动碓的多少而定。轮轴上还装有彼此错开的拨板，一个碓有4个拨板，4个碓就是16个拨板，拨板的作用是拨动碓杆，每个碓用柱子架起一根木杆，杆头装一个圆锥形的石碓，下面是一个中间凹下去的石臼，放入加工的粮食。
大水轮被水流冲动，轴上的拨板就拨动碓杆的梢，使石制的碓头一起一落地舂米。水碓是利用水力，日夜加工的脱皮机械。它是人们对自然水力的巧妙利用。
磨最初叫石岂，汉代改称为磨，是面粉的加工工具。满城汉墓出土的磨，是现在发掘出土的最早实物。把两块厚为15厘米左右，直径1米左右的圆形石盘，叫磨盘。两盘相磨的石面，凿出斜纹，高低不平，以便将麦粒磨碎。下盘中间有一短轴，上盘的中间有一石眼，套入下盘轴中，绕轴转动。中间有一个磨膛，粉从磨膛转出。磨上有圆眼，以便装入麦粒。
磨，最初是由人力、畜力带动，后来又发明了以水力带动的磨。中国以水力带动的磨，大约是晋代发明的。水转的连磨，最多的有9个磨盘同时工作，效率是很高的。水碓和水磨比欧洲同类机械早了有1400多年。
我国古代的农业科学技术，内容丰富多彩，从改土造田到机械工具，从科学论文到技术专著，都蕴藏着深刻的科学道理。它具有无限的生命力，是我们取之不尽，用之不竭的宝藏与源泉。
