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作者:邢春如

出版社:辽海出版社

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古代农学综论(上)

古代农学综论(上)试读:

前言

中国的科学技术有着自己的发展道路,成就辉煌,举世瞩目,对人类文明产生过巨大的影响。

一、石器时代的科技萌芽

工具的制造是原始技术启始的标志。原始社会时期,人类征服自然界的物质基础十分薄弱,因而,这一时期科学技术的萌芽和发展非常缓慢。工具的制造与火的使用,农业、畜牧业、手工业的起源,原始医药水平的提高,交通工具和居所的建造等都是科学知识与技术萌芽的表现,都给自然界打上了越来越多的人为烙印。这是人类理性曙光的初现,它昭示了那大放异彩的科技发展的未来。

二、青铜时代的科技幼苗

这一时期的科学技术在原始社会的基础上有了巨大进步,在世界文明史上占有重要的地位。青铜器是这一时期最具代表性的标志物。夏、商、西周的科技进步,促进了中国早期国家的形成和发展,成就了青铜文化的辉煌,为此后科学技术的发展开辟了道路。

三、铁器时代的科技奠基

春秋战国是中国科技知识进一步积累与奠基的重要时期。这一时期所取得的科技成果在中国科技史上占有重要地位,为秦汉及其后的科技发展奠定了坚实的基础。

四、壮大成型中的秦汉科技

秦汉科技最显著的特点是科学建制完整、技术体系统一。在这一时期,传统的农、医、天、算四大学科体系框架已基本形成,冶炼、纺织、土木建筑、造纸、船舶制造等主要技术体系及风格也大体确立,从而为此后近两千年的中国科技发展确定了大方向。

五、魏晋南北朝的科学技术

这一时期战乱频仍,政局动荡,科学技术以其强大的生命力在曲折中进步着,有些学科甚至获得了突破性进展,主要体现在农业、机械、数学、天文历法、地理、化学等领域所取得的成就。

六、隋唐科技

综观随唐科技,可谓是全面推进,重点突出。这一时期既是对先前的诸多科技领域的成就进行了继承与发展,又开创了多方面的世界之最。中国科技在随唐时期获得了蓬勃发展,而且随着中外交流的增强,科技成就不仅促进了中国社会的进步,对世界文明的进展也产生了极大影响。

七、鼎盛的宋元科技

这一时期虽说一直战火纷飞,社会也动荡不安,但中国科学技术的发展却进入了一个前所未有的黄金时代。这一时期,可谓人才辈出,硕果累累,取得了一系列极其辉煌的成就,其中包括许多堪称是划时代的创造发明,这些都使宋元科技在世界文明史中占有重要地位。

八、传统科技的成熟和集成

明清时期是中国科学技术发展历史上一个重要的转折时期。在明代,中国传统科学技术趋于成熟,中国在大部分科技领域仍居于世界领先地位,各方面的成果得到总结,出现了一批集大成式的著作。

明末清初,中国的科学技术却裹足不前,开始落伍于世界科学技术发展的滚滚洪流。

九、西学东渐与国人回应

自明末万历年间开始,西方科技知识开始源源不断地传入中国,这股“西学东渐”的潮流前后持续了上百年的时间,成为推动中国科学技术发展的重要因素。这是一个复杂的过程,其中充满了矛盾和斗争。在这个过程中,国人逐渐由被动到主动地走进了西方人的认识视野,开始接触新的科学知识。

十、近代科技的引进和传播

近代中国的落后与贫弱促使许多有识之士开始积极探索中华民族的富强之路,开眼看世界一时间成为时代的潮流。而这股看世界的风气则肇始于林则徐和魏源二人。随之而来的洋务运动的开展则展开了向西方学习的热潮,开启了中国的近代化。

十一、中国现代科技事业的开创

辛亥革命的爆发,使中国社会发生了重大转折,现代科技教育体制开始建立。继来之而来的新文化运动,极大地推动了科学精神在中国的启蒙。同时,大批从国外留学归来的新一代科学家纷纷在中国建立科学社团,以及设立高等院校中的理、工、农、医等学科和院系,使现代科学技术得以在中国生根发芽。

十二、新中国的科技事业

中华人民共和国的成立,揭开了中国历史新的一页,也开始书写科学技术的新篇章。经过五十多年的风风雨雨的拍打锻炼,如今中国的科技事业蒸蒸日上,一日千里。更多的科技新成就,必将汇聚成一盏盏明灯,发出更加耀眼的光!《中国科技史话》以全景式眼光,生动地勾画出了中国科技成长壮大和发展演变的轨迹,描绘出科学家探索自然奥秘、造福华夏的奋斗经历,以及在西学东渐背景下所作出的回应和为追赶世界科技潮流所进行的不懈追求过程。《中国科技史话》全书共分48册,它简明扼要,通俗易懂,生动有趣,图文并茂,体系完整,有助于读者开阔视野,深化对于中华文明的了解和认识;有助于优化知识结构,激发创造激情;也有助于培养博大的学术胸怀,树立积极向上的人生观,从而更好地适应新世纪对人才全面发展的要求。

因时间和水平所限,尽管我们作了很大努力,书中的疏漏、错误和不妥之处在所难免,恳请广大读者批评指正。本书编委会2007年5月

一、古代农学(上)

中国原始农业的分布

到距今4000~5000年前,我国的原始农业已遍布祖国大地。由于我国幅员辽阔,地理条件复杂,所以原始农业一开始就具有不同的特点。大致来说,可以分为以下四大类型。黄河流域原始旱地农业

黄河流域是我国原始农业发生最早、生产最发达的地区。这一地区是我国主要的黄土地带。这里地势平坦,土壤疏松,土地肥沃,适宜木石农具开垦,很适宜于农作物的生长。但这里气候比较干燥,降雨量年平均只有400~750毫米左右。适宜需水量较少的旱作物生长。因而决定了这一地区种植的作物,又只能以旱作物为主。

在近8000年前,这一地区已经有了相当发达的原始农业。河南新郑裴李岗、河北武安磁山、甘肃秦安大地湾等新石器时代的遗址中,都发现了7000~8000年前的农业生产工具。如石铲、石斧、石刀、石锛、石镰、石磨盘、石磨棒等。还发现了猪、羊、狗、鸡等家畜家禽遗骸。在磁山遗址中发现了大量的粮食(粟)堆积。大地湾遗址中,还发现了糜子和菜籽。到距今5000~6000年前,黄河流域的原始农业有了进一步的发展,出土的粮食有粟、黍、糜等,还有大麻子(古人也将大麻子作粮食)。农具的制作比以前更精致、更进步,并出现了石耜、木耒等新耕作农具和牲畜的拦圈、夜宿场,著名的西安半坡遗址和临潼的姜寨遗址,便是这一时期原始农业遗址的代表。

随着农业的发展,黄河中下游一带的人口日渐繁衍起来,并形成了一个经济、文化中心。为后来夏、商、周等奴隶制国家和汉唐等封建帝国在这里建都奠定了基础。长江流域的原始水田农业新石器时代我国 原始社会农

长江流域,气候温暖湿润,雨量充业遗址的分布沛,土地肥沃,湖沼众多,特别适宜于水稻的栽培,在距今一万年前后,在湖南道县玉蟾岩遗址、澧县彭头山遗址都开始有水稻种植。在7000年前著名的浙江余姚河姆度遗址和浙江桐乡罗家角遗址,都发现了距今7000年左右的大量稻谷(粳稻和籼稻),以及骨耜、木耜、骨镐等农具和猪、水牛等家畜。长江下游地区就已形成水田农业。5000~6000年前,水田农业发展到长江中游的四川、湖南、湖北部分地区。湖北京山屈家岭遗址,便是这一时期水田农业的代表,在遗址的红烧土中,发现有大量的稻谷遗存,经鉴定是粳稻。到4000~5000年前,水田农业扩大到整个长江流域,在江苏、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、四川等省发现的几十处新石器时代的遗址中,都有稻谷、稻米的遗存,同时还发现有芝麻、蚕豆、花生、甜瓜籽、菱角、桃核等,以及石斧、石锛、石铲、石耜、石刀、石镰、石杵、石磨盘等农具和猪、水牛、羊、狗、鸡等家畜。在浙江湖州钱山漾新石器时代的遗址中,又发现了距今5000年前的绢片、丝带和丝线,说明当时已有了养蚕业。长江流域的原始农业发生很早,而且也是相当发达的。

过去人们往往把黄河流域视为哺育中华民族农耕文化的摇篮,现在,从考古资料来看,长江流域同样是我国农耕文化的发祥之地,只是农耕文化的类型不同而已。绢片华南地区的原始农业丝带

华南地区的原始农业是以捕捞和种植相结合为特点的。这一地区,气温高,湿度大,雨量充沛,有利于农业的发展,但境内山脉连绵,丘陵起伏,河深水急,又影响到这一地区的开发。这一地区牲畜的驯化和饲养历史很早,广西桂林甑皮崖的新石器时代遗址中,已发现有距今约9100年前的家猪遗骸。但种植业出现较迟,在一些新石器晚期的遗址中,才出现有水稻等作物。由于这一地区自然条件比较优越,野生资源比较丰富,所以除经营农业外,采集和渔猎业在该地区的原始经济中仍占有相当大的比重。例如,在广东翁源青塘的两处新石器时代的洞穴遗址中,曾发现有大量的螺壳、烧骨和炭骨。在云南滇池周围发现的十几处新石器时代的遗址中,除谷壳和谷穗外,同时还发现了大量的螺蛳壳,反映了这一地区的原始农业具有区别于其他地区的特点。北部和西部地区的原始农业

北部和西部地区是农牧混合型原始农业。这一地区包括东北、内蒙、新疆、西藏的全部和甘肃、青海、宁夏、河北的一部分。除近海地区外,均是大陆性气候,这里降雨稀少,土壤发育不良,一些地区形成为草原和沙漠。与中原地区相比,这里的原始农业发展较晚,大致在距今5000~6000年时才有原始农业出现。例如,在内蒙昭乌达盟地区的新石器时代的遗址中,发现有石耜、石铲、石锄、石刀、石磨盘、石磨棒等农具,表明这一地区有种植业存在。同时又发现有猪、牛、羊等家畜遗骸,表明又有畜牧业。此外还发现鹿、獐等野兽遗骸,说明还同时存在着狩猎业。又如,在黑龙江省嫩江流域和松花江中游发现的昂昂溪类型和白金宝类型的遗址中,出土的实物既有农业的遗存,又有畜牧业的遗存,其中畜牧业占有重要地位,渔猎业也有相当比重。在吉林西南部的红山文化和富河文化中,则是以农为主兼营牧业。在青海都兰的诺木洪塔里他里遗址,则是畜牧业为主同时兼营农业。

上述材料说明,黄河中游和长江下游的原始农业,发生要早于其他地区,也要比其他地区进步。因此,可以说黄河流域和长江流域是我国农耕文化的摇篮;在不同地区的原始农业中,存在着一个共同的特点,即种植业和畜养业是紧密结合在一起的。也就是说,我国的农业,一开始就是农牧结合的,不存在所谓跛足农业问题。

中国古代的土地利用方式

丘陵山地的利用

畲田 这是一种不设堤埂,顺坡而种的坡田。这种山地的利用方法,广泛使用于唐代。由于顺坡而种,不设堤埂,农田的水土流失相当严重,而且使用的寿命很短,一般只能种三年,就不能再种了。正如唐代的诗人杜甫所说:“历三岁,土脉竭,不可复树艺。”这是山地利用的初期。后来,随着生产技术的发展和水土流失的危害为人们所认识,到宋代这种土地利用方法就被人们淘汰。但在一些地多人少的少数民族地区,直到清代,仍在使用。例如,据《广东新语》记载,在广东东部,清朝初年,那里的人民“当四、五月时,天气晴霁,有白衣山子者,于斜崖陡壁之际,杀阳木,自上而下,悉燔烧,无遗根株,俟土脂熟透,徐转积灰,以种禾及吉贝绵,不加灌溉,自然秀实,连岁三、四收,地瘠乃弃,更择新者,所谓畲田也。”就是一例。

梯田 梯田是在畲田基础上发展起来的一种山地利用方式,它是沿着山的坡度,按等高线筑成堤埂,埂内开成农田。由于埂内的农田呈水平状,田外由堤埂包围,因而它有很好的防止水土流失的作用。在有水源的地方,又将垦山同挖塘、筑堰、叠坝结合起来,使“水无涓滴不为用,山到崔嵬犹力耕”,巧妙地将垦山、用山同治水、治土结合起来,使我国的山地得到了比较好的利用。

梯田的名字最早见于南宋范成大的《骖鸾录》中,“袁州(江西宜春)岭板上皆禾田,层层而上至顶,名曰梯田”。梯田在宋代不只袁州一地有,不少有山的地区,亦都有梯田。例如,在诗人杨万里的诗中就有“翠带千镮束翠峦,青梯万级搭青天。长淮见说田生棘,此地都将岭作田”的诗句。宝庆《四明志》中说:“当地右山左海,土狭人稠,旧以垦辟为事,凡山颠水湄,有可耕者,累石堑土,高寻丈而延袤数百尺,不以为劳。”方勺在《泊宅编》中说:福建“垦山陇为田,层起如阶级然,每远引溪谷水以灌溉。”另外,据叶廷珪《海录碎事》记载,在四川的果州(南充)、合州(合川)、戎州(宜宾)也都有梯田,当地称为磳田。所有这些都反映了梯田在宋代是相当普遍的。

关于梯田的修筑技术,元代的王祯《农书》中有详细的描绘,其要点是:①先依山的坡度“裁作重蹬”,修成阶梯状的田块;②再“叠石相次包土成田”,修成石梯阶,包围田土,以防水土流失;③如果上有水源,便可自流灌溉,种植水稻,若无水源,也可种粟麦。这些梯田修筑技术,说明时至元代,我国修建梯田,利用山地已积累了相当丰富的经验。由于梯田既能利用山地,又能防止水土流失,所以至今仍是我国利用山地的一种主要方法。

山地分层利用 这是针对垦山造田容易造成水土流失而设计的一种山地利用方法。这一方法出现于清代,见于包世臣《安吴四种·齐民四术·农一上》,其法是:“择稍平地为棚,自山尖以下,分为七层,五层以下,乃可开种。就下层开起,先就地芟其柴草烧之,即用重尖锄一劚两敲开之。初开无论秋冬,先遍种萝卜一熟,此物最能松土,且保岁,根充蔬粮,叶可饲猪及为粪,乃种玉黍、稗子,杂以芦稷、粟,且土膏自上而下,至旱不枯。上半不开,泽自皮流,限于下层,润足周到,又度涧壑与所开之层高下相当,委曲开沟于涧,以石沙截水,渟满乃听溢出,既便汲用,旱急亦可拦入沟中,展转沾灌也,至第五层,上四层膏日下流下层,又可周而复始,收利无穷。”离居住区远的,则可根据土壤的不同,种植不同的树木,赤白土阴面可种茶,阳面可种竹,或种油桐、松、杉等;黑黄土阴面可种松杉,阳面宜种漆。这虽然“收利略远”,但可“计入十倍”。这个设计,在清代究竟实施了没有,因缺于记载,现已不得而知,但这种分层用山,以防水土流失的设想,却不能不说是很巧妙的,也是很有见地的。对河湖滩地的利用

圩田 是人们利用濒河滩地、湖泊淤地过程中发展起来的一种农田。它是一种筑堤挡水护田的土地利用方式。南宋诗人杨万里在《圩丁词十解》中说:“圩者,围也。内以围田,外以围水”,集中地说明了圩田的特点。

圩田是长江流域人们与水争地的一种农田,它的历史可追溯到春秋战国时代,《越绝书·记吴地传》中所记的“大疁”、“胥主”、“胥卑墟”、“鹿陂”、“世子塘”、“洋中塘”等,都是我国早期的一种圩田。如元代王祯《农书》的圩田梯田图图。起初的圩田建筑比较简单,只是筑堤挡水而已。到五代时,圩田的修建技术有了很大的发展,形成了堤岸、涵闸、沟渠相结合的圩田,而且规模宏大,建设完善。据《范文正公集·答手诏条陈十事》记载,当时的圩田“每一圩方数十里,如大城,中有河渠,外有门闸,旱则开闸引江水之利,潦则闭闸,拒江水之害”,能取得“旱涝不及,为农美利”的良好效果。所以入宋以后,圩田在长江中下游发展甚为迅速。据《宋史·河渠志》记载,北宋末年,太平州(今安徽当涂县)沿江圩田“几三百顷至万顷者凡九所,计四万二千余顷,其三百顷以下者又过之”。当涂和芜湖两县的田地,十至八九都是圩田,圩岸连接起来,长达240余公里。宋淳熙三年(1176),太湖周围的圩田,多达1498所。这对当时扩大耕地面积,起了相当大的作用。

淤田 是对河边淤滩地的一种利用方式。其法是“秋后泥干地裂,布撒麦种于上”,利用枯水期播种,抢在夏季涨水前再收一熟。

柜田 是一种小型的围田,王祯《农书》说它是“筑土护田,似围而小,四面俱置瀽穴,如柜形制。”圩田图

沙田 是对江淮间沙淤地的一种土地利用方式。王祯《农书》说:“南方江淮间沙淤之田也,……四围芦苇骈密以护堤岸,……或中贯潮沟,旱则频溉,或傍绕大港,港则泄水,所以无水旱之忧,故胜他田也。”滩涂的利用

筑堤挡潮 这一措施,见于唐代。唐时李承于楚州筑常丰堰,便是这一办法。《新唐书·李承传》:“李承,……淮南西道黜陟使,秦置常丰堰于楚州,以御海潮,溉屯田塉卤,收常十倍它岁。”宋代范仲淹在通、泰、楚、海地区筑海堤,用的也是这种办法。《宋史·河渠七》:“至本朝天圣改元(1023),范仲淹为泰州西溪盐官日,风潮泛滥,淹没田产,毁坏亭灶,有请于朝,调四万余夫修筑,三旬毕工,遂使海濒沮洳斥卤之地,化为良田,民得奠居,至今赖之。”

涂田 是将海涂开垦为农田的一种方法。据王祯《农书》记载,其方法是“沿边海岸筑壁,或树立桩橛,以抵潮泛,田边开沟,以注雨潦,旱则灌溉,谓之甜水沟”,即包括筑堤挡潮,开沟排盐,蓄淡灌溉等措施。其中田边开沟,则是有关中国滨海盐地,使用沟洫条田耕作法的最早记载,但是海涂一般含盐分很高,所以一开始还不能种庄稼,必须先经过一个脱盐过程,其方法是“初种水稗,斥卤既尽,可为稼田。”这是我国盐碱地治理中利用生物脱盐的创始。经过这样处理以后,“其稼收比常田,利可十倍。”柜田图

筑坡蓄水养鱼 这是明清时期的一个创造,首见于明代黄省曾《养鱼经》的记载,“鲻鱼,松之人于潮泥地凿池,仲春潮水中捕盈寸者养之,秋而盈尺,腹背皆腴,为池鱼之最。”清初,广东已大规模利用。《广东新语》说:“其筑海为池者辄以顷计”。乾隆时,福建也用这种方法利用海涂,乾隆《漳州府志》:“滨海筑坡为田,其名为棣。初筑未堪种艺,则蓄鱼虾,其利亦溥,越三五载,渐垦为田”。台湾筑坡蓄水养鱼更为发达,《台湾通史》载:“台南沿海素以蓄鱼为业,其鱼为麻萨末(虱目鱼),番语也。……自道光以来,流沙日积,淤蓄不行,人民给以为塭,税轻利重,继起经营,其大者广百数十甲,区分沟画,以资蓄泄,……南自凤山,北至嘉义,莫不以此为务。”以至“岁之凶稔,视鱼丰啬,故其衣食之源,皆资于此。”其海涂养鱼之发达,由此可见。

除养鱼而外,还有养殖贝类。种类有蚝、蚶、蠕等,流行的地区主要在浙江、福建、广东等省。在福建,养蛏的叫蛏田、蛏荡;在广州养蚝的叫蚝田,养蠕的叫蠕田;在浙江养蚶的叫蚶田。清人王步青在《种蚶诗》中说:东南美利由来擅,近海生涯当种田,反映了海涂养贝在东南地区已相当发达,并成了当时农业生产中一个重要组成部分。水面利用涂田图

水面的利用主要是架田,这是一种与水争地的方法。架田与圩田有所不同,圩田是利用滨河滩地,作堤围水而成,架田则是利用水面,它是通过架设木筏,铺泥而成,因而它可以称得上我国古代创造的一种人造耕地。架田是由葑田发展而来的,所以有时也叫葑田,葑田是因泥沙淤积茭草根部,日久浮泛水面而成的一种天然土地。早在晋代郭璞的《江赋》中已有利用葑田的记载。五代的《玉堂闲话》中载有这样一个故事,在广东番禺“海之浅水中有荇藻之属,风沙积焉,其根厚三、五尺,因垦为圃以植蔬,夜为人所盗,盗之百里外,若浮筏故也。”这种浮于水面,能为人盗走的蔬圃,就是葑田。可见,五代时,葑田已在广东浅海一带发展起来,到了宋代,葑田又发展到长江流域。在南宋诗人范成大的诗中,有“小舟撑取葑田归”之句,陆游在《入蜀记》中也记有“筏上铺土作蔬圃,或作酒肆”的大架田。不过这时的架田,已不是天然的葑田,而是人工建造的架田了。南宋的农学家陈旉在其《农书》中,对此还作过详细的介绍:“若深水薮泽,则有葑田,以木缚为田丘,浮系水面,以葑泥附木架上而种艺之。其木架田坵,随水高下浮泛,自不淹溺。”这种架田,一能自由移动,二能随水上下,所以被元代的农学家王祯称之为活田。这种田,当时在江浙、淮东、两广等地都有,分布的地区是相当广泛的。

除了木架铺泥的架田外,还有一种用芦苇或竹篾编成的浮田。但不铺泥,只用来种蔬菜,其历史要比架田早得多。晋代的《南方草木状》中,就有记载:“南人编苇为筏,作小孔,浮于水上,种子于中,则如萍根浮水面,及长,茎叶皆出于苇筏孔中随水上下,南方之奇蔬,按指蕹菜也。”清代的《广东新语》中亦记有这种蕹菜田:“蕹无田,以篾为之,随水上下,是曰浮田。”这是我国人民在土地利用上的一个新创造。干旱地区的土地利用架田图

砂田是在半干旱地区使用的一种特殊的土地利用方法。主要流行于甘肃以兰州为中心的陇中地区,这种田的特点,主要是用砂石覆盖,所以人称为砂田或石子田。据当地人说:有一年,甘肃大旱,赤地千里,四野无青,有一位老农在寻找野菜度荒时,在一个鼠洞旁的石缝中,发现了几株碧绿葱青、生长健壮的麦苗,扒开乱石,见下面的地相当湿润,这一偶然的发现,使这位老农悟出了一个压石保墒的道理,第二年这位老农依法仿效,果然长出了麦苗。后来,经过不断改良,便形成了砂田这种土地利用方式,经考证,这一技术大约产生于明代中叶,至今约有四五百年历史了。砂田图

砂田有旱砂田和水砂田之分,建造的办法是:先将土地深耕,施足底肥,耙平、墩实,然后在土面上铺粗砂和卵石或片石的混合体。砂石的厚度,旱砂田约8~12厘米,水砂田约6~9厘米,每铺一次可有效利用30年左右。播种时,再拨开砂石点播或耔播、条播,然后再将砂石铺平,一任庄稼出苗生长。砂田由于有砂石覆盖,可以直接防止太阳照射,雨水能沿石缝下渗,又可避免水分流失,蓄储的水分又可因此减少蒸发,除此之外,还能压碱和保温。可见,砂田是我国土地利用上一项独具匠心的创造,由于砂田能有效地利用干旱地区的土地,所以至今还在甘肃中部的皋兰、靖远、榆中、永登、兰州一带使用。中国古代在土地利用上的经验与教训

围湖造田中的经验教训 围湖造田,应以不破坏水系安全和环境生态为准则。如果滥围滥垦,将带来严重的危害。这方面,宋代的围湖造田留给后世的经验和教训是十分深刻的。

首先加剧了水旱灾害。太湖被围,造成“旱则……民田不占其利,涝则远近泛滥,不得入湖,而民田尽没。”故《宋史·食货志》说:“苏、湖、常、秀,昔有水患,今多旱灾,盖出于此。”鉴湖被围,“春水泛涨之时,民田无所用水,……至夏秋之间,雨或愆期,又无潴蓄之水为灌溉之利,于是两县(山阴、会稽)无处无水旱。”《宋史·食货志》说:“明、越之境,皆有陂湖,大致湖高于田,田又高于江海,旱则放湖水溉田,涝则决田水入海,故无水旱之灾。……政和以来,废湖为田,自是两州之民,岁被水旱之患。”当时,绍兴知府史浩说:“然则非水为害,民间不应以湖为田也。”一针见血道出了症结所在。

其次,造成农田失收。绍兴九年(1139)周纲到明州调查广德湖被废后的情况说:“臣尝询之老农,以为湖水未废时,七乡民间,每亩收谷六七硕,今所收不及前日之半,以失湖水灌溉之利故也。计七乡之田,不下二千顷,所失谷无虑五六十万硕。”蔡襄在《乞复五塘劄子》中说,自宝元(1038~1040)中先后废决五塘以后,“收得塘内田一百余顷,丰赡得官势户三十余家”,从此,“沿海碱地(千余顷)只仰天雨,有种无收。”经济损失之大,难于数计。

第三,导致国家失赋。陈橐在《夏盖湖议》中说:“建炎元年(1127),湖田课租,除检放外,两年共纳五千四百余石,而民田缘失陂湖之利,无处不旱,两年计检放秋米二万二千五百余石。只上虞一县如此,以此论之,其得失岂不较然。”鉴湖的情况,亦复如此。徐次铎在《复镜湖议》中说:“夫湖田上供,岁不过五万余石,两县岁一水旱,其所损所放赈济劝分,殆不啻十万余石,其得失多寡,盖已相绝。”永丰圩修成以后,岁收“不过米二万余石,而四周岁有水患,所失民租何翅十倍。”可见围湖造田,田赋不但没有增加,反而加重了政府的财政困难。

第四,加剧了社会矛盾。湖泊被围以后,争田、争水的矛盾不断发生,民事纠纷不断,广德湖被围,“无佃人民,词讼终无止息”,“争占斗讼愈见生事。”五塘被围,“旧日仰水灌注之地,尽皆焦旱,百姓争讼”(《蔡忠惠公集》)。木兰陂被围,“乡民至有争水而死者”。从而给社会增加了新的动荡不安的因素。

此外,还有水生资源及交通运输遭到破坏等,可见宋代围湖造田,其利甚少,其弊甚多,这个历史教训至今仍是值得我们吸取的。

垦山造田的经验教训 在山区,由于人们盲目垦山,结果造成了严重的水土流失。例如,宋代四明山区,本是“巨木高森”,“竹木茂密”的地方,即使“暴雨湍急”,沙土也为“木根盘固”,无水土流失之忧,后来因为伐木开山,山区因而“靡山不童”,结果造成了“沙随流而下,淤塞溪流”的严重后果。清代帅承瀛在《浙西水利备考》中说:“于潜、临安、余杭等地,因为开山种植,结果“一遇霪霖,沙随水落,倾注而下,溪河日淀月淤,不能容纳,辄有泛滥之虑”,使湖区备受洪涝之灾。梅曾亮在《记棚民事》中,将开山和不开山的不同后果,作了鲜明的对比,他说:“未开之山,土坚石固,草树茂密,腐叶积数年可二三寸,每天雨,从树至叶,从叶至土,石历、石罅滴沥成泉,其下水也缓,又水下而土不随其下,水缓故低田受之不为灾,而半月不雨,高田犹受其浸溉。今以斤斧童其山,而以锄犁疏其土,一雨未毕,沙石随下,奔流注壑涧中,皆填污不可储水,毕至洼田中乃至,及洼田竭而山田之水无继者,是为开不毛之土,而病有谷之田。”充分说明盲目开山垦田的危害。

我们祖先用付出了重大代价换来的这些经验教训,对我们今天的土地利用,仍有着重要的启发作用和借鉴意义。

中国古代的土壤改良

中国古代对土壤的认识

春秋以前,我们的祖先已认识植物对土地的依赖性,《周易·离·彖辞》中已有“百谷草木丽乎土”之说,不过当时对土的概念还非常模糊、笼统。到春秋战国时,我国开始有了土和壤的概念。《周礼》的“土宜之法”中,已有“辨十有二土”和“辨十有二壤”的说法,明确将土和壤作了区分。据《周礼》记载,“辨十有二土”是为了“以相民宅,而知其利害,以阜人民,以蕃鸟兽,以毓草木,以任土事”,而“辨十有二壤”则是为了“知其种以教稼穑树艺”,由此可知,前者所说的是为了因地制宜安排农林牧渔生产,所说的土是泛指土地。后者说的是种植业内部的因土种植,所说的壤,指的则是农田土壤。东汉时郑玄对土和壤的本质又作了说明,他在注《周礼》中说:“以万物自生焉,则言土。土,吐也。”即万物自生自长的地方叫土,用现在的话来说,就是自然土壤,“以人所耕而树艺焉,则言壤,壤,和缓之貌。”意思是说人们进行耕作栽培的地方叫壤,用现在的话来说,就是耕作土壤,亦即农业土壤。

这就是说,土是自然形成的,而壤则是通过人力加工的,这便是土和壤的本质区别所在。

对于地力与作物生长的关系,汉代也开始有了认识。《史记·乐书》中说:“土敝则草木不长……气衰则生物不育。”《汉书·贾邹枚路传》也说,“地之埆者,虽有善种,不能生焉。”后来,王充在《论衡》中进一步指出了地力高低与作物生长和产量的关系,他说:“地力盛者草木畅茂,一亩之收,当中田五亩之分。苗田,人知出谷多者地力盛”,反映了在汉代人们已经认识到地力对提高产量的作用。

此外,我国古代还认识到土壤是可以改良的,不同的土壤只要采用不同的改良措施,是可以改良成功的。宋代的农学家陈旉在《农书》中说:“土壤气脉,其类不一,肥沃硗确,美恶不同,治之各有宜也。……治之得宜,皆可成就。”我国古代在土壤改良中取得的成就,可以说是这种观点的具体体现。盐碱地改良

种稻洗盐 这是一种很古老的治理盐碱地的方法。战国时,西门豹治邺,就已运用这种方法,并取得了“终古斥卤,生之稻粱”的成效。明代万历时,保定巡抚汪应蛟,在葛沽、白塘盐碱地上开荒用的也是这种办法。据记载,当时“垦田五千余亩,其中十分之四是稻田,当年亩收四五石”,比原来“亩收不过一二斗”提高了几十倍。清代康熙时,天津总兵监理,引海河水围垦稻田二万余顷,亩收三四石。水田漠漠,景象动人,被人称为“小江南”。雍正时,清政府在宁河围垦,使这一地区“斥卤渐成膏腴”。咸丰时,科尔沁亲王僧格林沁在大沽、海口一带围垦,垦得稻田四千二百余亩,斥卤变成沃壤。可见种稻洗盐一直为人们所重视,并在改良盐碱土中取得过明显的成效。不过在北方引水种稻改良盐碱土,一定要注意引得进,排得出,排得畅,否则容易造成次生盐碱的严重后果,这在历史上是有过教训的。据《永年县水利续志·惠民闸》记载:“雍正七年(1729)营治水田,当事者又以为东关等处终宜种稻,于是绘图上请发帑修治,而北闸复兴,未几,东关厢上下马头、裴家屯、史家堤、宋家堤、南大堡等村,合词哀恳,谓未营治水田之先,秋麦尚可丰收,既营水田之后,沃壤尽成碱土,则此地之不宜稻可知。”这可能同当地的稻田布局不够合理,排水工程不够健全有关,因而引起了“此地不宜稻”的错觉。像这类教训,至今也仍应吸取。

开沟排盐 这一方法出现于战国,《吕氏春秋·任地》中就有“子能使吾土靖而圳浴土乎”的记载,已将开沟排盐作为当时发展农业生产的十大问题之一。开沟排盐措施比较简单,因而这一方法一直为后世所沿用。乾隆二十八年《济阳县志》载:“碱地四周犁深为沟,以泄积水,如不能四面尽犁,即就最低之一隅挑挖成沟,或将碱地多开沟弯为泄水之区,以卫承粮地亩,是以无用之抛荒,而为永远之利益矣。”这便是其中之一例。

淤灌压盐 这一方法也出现于战国,秦王嬴政元年(前246),在修建郑国渠时,就使用了这种方法,“用注填阏之水,溉泽卤之地。”结果关中变成沃野,被人称为“天下陆海之地”。在我国历史上规模最大的淤灌压盐,是宋神宗熙宁时期,地域遍及河南、河北、山西、陕西一带。宋朝政府还专门成立了淤田司来管理这项工作。据记载,熙宁淤灌即得了巨大的成效;一方面改良了大片盐碱地。宋代沈括在《梦溪笔谈》中说:“深、冀、沧、瀛间,惟大河、滹沱、漳水所淤,方为美田,淤淀不至处,悉是斥卤,不可种艺。”

另一方面又提高了产量。《宋史·河渠志》载:绛州正平县的“南董村,田亩旧直三两千,所收谷五七斗,自灌淤后,其直三倍,所收至三两石”。熙宁淤灌,还留下不少技术经验:

一要掌握好淤灌季节,因为不同季节,水流含淤的成分和浓度不一样,不是任何时候淤灌都能收到改土的效果。《宋史·河渠志》说:“夏则胶土、肥腴,初秋则黄灰土,颇为疏壤,深秋则白灰土,霜降后皆沙也。”因此,淤灌一般都宋代淤灌地区分布图要抓住水流中含淤量最丰富的季节进行。二要处理好淤灌同航行的矛盾,否则容易发生上游放淤,下游阻运的事故。《续资治通鉴长编》说:熙宁六年(1073)放淤,“汴水比忽減落,中河绝流,其洼下处才余一、二尺许,访闻下流公私重船,初不预知放水淤田时日,以致减剥不及,类皆搁折损坏,致留滞久,人情不安”,造成了航运事故。三要处理好淤灌同防洪的矛盾,淤灌一般都在汛期或涨水时期,这时流量大,水势强,如不注意,就会造成决口,泛滥成灾,危及生命财产的安全。《梦溪笔谈》载:“宋熙宁中,濉阳界中发汴堤淤田,汴水暴至,堤防颇坏陷将毁,人力不可制,部水监丞候叔献,时溢其役,相视其上数十里有一古城,急发汴堤,注水入古城中,下流溢涸,急使人治堤陷,次日,古城中水盈,汴流复行,而堤陷已完矣。”这是一次惊心动魄的抢险斗争,要不是候叔献当机立断,及时处理,就会酿成一场大祸。可见放淤时,这个问题是一点也麻痹、疏忽不得的。

绿肥治碱 这是利用绿肥来提高盐碱地的有机质以防泛碱的一种方法。初见于《增订教稼书》,书中记载,在无水种稻的地方,可“先种苜蓿,岁荑其苗食之,四年后犁去其根,改种五谷、蔬果无不发矣。苜蓿能暖地也。”道光《扶沟县志》说:“种苜蓿之法最好,苜蓿能暖地,不怕碱,其苗可放牲畜,三四年后,改种五谷,同于膏壤矣。”明清时期,不少地方已使用这种方法治理盐碱地。

种树治碱 这一办法出现于清代,道光十八年中有详细记载,“卤碱之地,三、二尺下不是碱土,掘沟深二尺宽三尺,将柳橛如鸡卵粗者砍三尺长,小头削光,隔五尺远一科,先以极干桑枣杏槐者,木如大馒头粗者三尺半长,下用铁尖,上用铁束,做个引橛,拽一地深翻压碱示意图眼,将柳橛插下九分,外留一分,乃将湿土填实,封个小堆,得一二个月芽出,任其几股,二年后就地砍之,第三年发生,粗大茂盛,要做梁檩,只留一二股,不消十年都成材料。其次于正月后二月前。或五、六月大雨时,将柳枝截三尺长,掘一沟,密密压在沟内,入土八分,留二分,伏天压桑也照此法,十有九活,盗贼难拔,牲畜难咬,天旱封堆不干,天雨沟中聚水,又不费浇根。入地三尺又不怕碱。十年后,沙地、碱地和麻林一般矣。”这段记载表明,清代对种树治碱在树种选择、栽种技术、管理措施、躲盐方法等方面都已积累了不少经验。

深翻压碱 这是将地表的盐碱土翻压在地下的一种方法。这种技术也出现于清代,流行于山东、河南、河北、江苏一带。其治碱的效果是相当显著的。道光十八年《观城县志》,说:“掘地方数尺,深四、五尺,换以好土,以接地气,二、三年后,则周围方丈地皆变为好土矣。”光绪《阜宁县志》说:“田之尤瘠者,卤气上腾,禾稼尽萎,名曰碱田,而其下深一、二十尺,必有黑泥,农人掘地埋碱,易黑泥覆于上,地顿饶沃,亩收数种。”冷浸田的改良

冷浸田是分布于南方的酸性土壤,其特点是土温低,缺磷钾元素,因而影响水稻的生长及产量的提高。历史上一直对冷浸田的改良很注重。其具体办法有下列几种:

熏土增温 这种方法出现于宋代,陈旉《农书》说:“山川原隰多寒,经冬深耕,放水干涸,雪霜冻沍,土壤苏碎。当始春,又遍布朽薙腐草败叶以烧治之,则土暖而苗易发作,寒泉虽冽,不能害也。若不然,则寒泉常浸,土脉冷而苗稼薄矣。”《江南催耕课稻编》载,在福州,其治理的方法是“先于立春之十五日前,或十日前,将田中稻根残藁,割务尽,田土晒干,于是始犁,每亩之土翻作二百余堆,乃用火化之法,每堆以一束干草重六、七斤者,杂树叶禾藁及土烧之。”乾隆八年《南靖县志》载:“冬则除藁聚如墩,覆以泥,火焚之,谓之灼田。”在云南,据康熙三十九年《顺宁府志》记载,当地治冷浸田的办法是“农人治秧先堆梨块如窑塔状,中空之,插薪举火,土因以焦,引水沃之,爰加犁耙,土乃滑腻,气乃苏畅,方可布种,倘烧梨少不尽善而或失时,则秧未可问矣。”

冬耕冻垡 这一方法也出现于宋代,上文陈旉《农书》中已经提到,后来一直为后世所沿用。湖南《宁乡县志》载:“秋获毕,即耕田蓄水,曰打白水,以七月八月为美,九月十月次之,有七金、八银、九铜、十铁之谚。”《桂阳县志》说:“近山田水寒者,……至冬维蓄水犁田,无复栽种,若冬干则来岁收歉。”

此外,还有用烤田的办法治理冷浸田的。明《菽园杂记》记载:“新昌、嵊县有冷田,不宜早禾,夏至前后始插秧,秧已成科,更不用水,任烈日暴,土坼裂不恤也。至七月尽八月初得雨,则土苏烂而禾茂长,此时无雨,然后汲水灌之。若日暴未久,而得水太早,则稻科冷瘦,多不丛生。”

施用石灰和骨灰 乾隆五十四年《黔阳县志》说,当地“禾苗初耘时,撒灰于田,而后以足耘之,其苗之黄者,一夕而转深青之色,不然则薄收。”道光十九年广东《长宁县志》说:“春耕必用石灰以粪田,或谓土寒,非灰苗不秀云。”道光八年湖南《永州府志》:“山田多寒,假灰性以暖其土,使苗易发而冽泉不能损稼也。”光绪元年《兴宁县志》说,当地“山高多阴,水寒而冽,……故必须用牛骨烧灰调水蘸根乃插,否则秀而少实。”

古代的农田水利工程

我国农田水利建设,历史十分悠久,从夏禹治水算起,至今已有4000年了。4000年来,我国农田水利建设的发展,大致和我国政治、经济的发展趋势相一致。春秋战国时期,随着铁农具的运用和封建制度的形成,为我国水利建设创造了前所未有的条件,因而在这一时期先后出现了一批大型的灌溉工程。秦汉时期,我国的政治经济中心都在黄河流域,特别以关中平原为最,因而这一时期的水利建设,主要都偏重于黄河流域,特别是关中平原。唐宋时期,我国的经济重点转向江南,水利建设也随着转向长江流域,特别是江南地区。明清时期人多地少的矛盾在我国相当尖锐,开发边疆成为解决这个矛盾的措施之一。为适应这一需要,水利建设也随着在边疆地区,特别是河套和新疆等地迅速发展起来。

我国农田水利建设的规模,到宋代也发生了重大的变化,宋代以前,我国的水利建设一般都以国家经办为主,以大型为主。到宋代,由于土地国有制的崩溃和土地私有制的发展,国家再难于进行大规模的农田水利工程建设。一般都以地方举办或民办为主,工程一般都趋向于中小型,当然这和南方的自然条件也有一定关系。

由于我国的地势复杂,各地所要解决的水利问题有所不同,因而在我国的农田水利建设中,出现了多种多样的水利工程,大致可以分为渠系工程、陂塘工程、陂渠串联工程、御咸蓄淡工程、塘泊工程、圩田工程、海塘工程、坎耳井工程等几种。下面就各类工程的情况作一简要的介绍。渠系工程

这种工程主要应用于平原地区,水利多以蓄、灌为主。早在战国时期,这种工程已经出现,以后一直沿用,这是我国农田水利建设中运用最普遍的一种工程。最著名的工程,有以下几种:

关中的郑国渠和白渠 郑国渠兴建于秦王政元年(前246),原是韩国的一个“疲秦”之计。韩国派当时著名的水工郑国到秦国去帮助修渠,企图以此消耗秦国的大量人力、物力,使其无力东顾,以保关东六国的统治地位。后来“疲秦”之计为秦发觉,秦欲杀郑国。郑国进言道,修渠只能“为韩延数岁之命,而为秦建万世之功”,秦认为言之有理,命其继续施工,修成后,因郑国主持施工,故名之为郑国渠。郑国渠西引泾水,东注洛水,干渠全长约150公里,灌溉面积扩大到4万余顷由于郑国渠引用的泾水挟带有大量淤泥,用它进行灌溉又起到淤灌压碱和培肥土壤的作用,使这一带的“泽卤之地”又得到了改良,关中因而成为沃野。后来“秦以富强,卒并诸侯”。在秦统一六国中,郑国渠起了重要作用。

西汉时,关中的渠系建设进一步发展,汉武帝太始二年(前95),又在泾水上修白渠,因此渠为赵中大夫白公建议修成,故称白渠。白渠位于郑国渠之南,走向与郑国渠大体平行。西引泾水,东注渭水,全长约100公里,灌溉面积4500多顷。此后人们将它与郑国渠合称为郑白渠,当时有歌谣曰:“田于何处,池阳谷口,郑国在前,白渠起后,举锸为云,决渠为雨,泾水一石,其泥数斗,且粪且溉,长我禾黍,衣食京师,亿万之口。”由此可见,郑白渠的修建,对关中平原的农业生产和经济的发展起了重要作用。秦汉关中水利图

除此之外,在关中平原上修的灌渠,还有辅助郑国渠灌溉的六辅渠,引渭水及其支流进行灌溉的成国渠、蒙茏渠、灵轵渠、渠等。其中引洛水灌溉的龙首渠,在施工方法上又有重大的创新。龙首渠在施工中要经过商颜山,由于山高土松,挖明渠要深达40多丈,很容易发生塌方,因此改明渠为暗渠。先在地面打竖井,到一定深度后,再在地下挖渠道,相隔一定距离凿一眼井,使井下渠道相通。这样,既防止了塌方,又增加了工作面,加快了进度。这是我国水工技术上的一个重大创造,后来这一方法传入新疆便发展成了当地的独特灌溉形式——坎耳井。

临漳的漳水十二渠 漳水十二渠简称漳水渠,亦称西门渠,位于战国时魏国的邺地,即今河北临漳县一带。邺地处于漳水由山区进入平原的地带,漳水至此,经常泛滥成灾。当地的恶势力,借此大搞“河伯娶妇”的骗局,残害人民,骗取钱财。公元前445年至前396年期间,魏文侯派西门豹到邺地任地方官。西门豹到任后,一举揭穿了“河伯娶妇”的骗局,狠狠地打击了地方恶势漳水十二渠力,并领导群众治理洪水,修建了漳水十二渠。

漳水十二渠是一项多首制引水工程,它在漳水中设12道潜坝,12个渠口,12条渠道,渠口设有进水闸,这是根据漳水含泥沙量大,渠口易淤的特点设计的。漳水十二渠修成后,不仅使当地免除了水害之灾,使土地得到了灌溉,而且利用了漳水中的淤泥,改良了两岸的大量盐碱地,促进了农业生产的发展。自此以后,直到隋唐时期,这一带一直是我国重要的政治经济地区。

四川都江堰 都江堰,古称“湔堋”、“湔堰”、“金堤”、“都安大堰”,到宋代才称都江堰。都江堰位于岷江中游灌县境内,岷江从上游高山峡谷进入平原,流速减慢,携带的大量沙石,随即沉积下来,淤塞河道,时常泛滥成灾。四川都江堰

秦昭王(前306~前251)后期,派李冰为蜀守,李冰是我国古代著名的水利专家。他到任以后,就主持修建了这项有名的都江堰水利工程。工程主要由分水鱼嘴、宝瓶口和飞沙堰组成,分水鱼嘴是在岷江中修筑的分水堰,把岷江一分为二。外江为岷江主流,内江供灌渠用水。宝瓶口是控制内江流量的咽喉,其左为玉垒山,右为离堆,此处岩石坚硬,开凿困难。为了开凿宝瓶口,当时人们采用火烧岩石,再泼冷水或醋,使岩石在热胀冷缩中破裂的办法,将它开挖出来的。飞沙堰修在鱼嘴和宝瓶口之间,起溢洪和排沙卵石的作用。洪水时,内江过量的水从堰顶溢入外江。同时把挟带的大量河卵石排到外江,减少了灌溉渠道的淤积。由于都江堰位于扇形的成都冲积平原的最高点,所以自流灌溉的面积很大,取得了溉田万顷的效果。成都平原从此变成了“水旱从人,不知饥馑”的“天府之国”。都江堰不仅设计合理,而且还有一套合理的管理养护制度,提出了“深淘滩,低作堰”的养护维修办法。在技术上还发明了竹笼法、杩槎法,在截流上具有就地取材灵活机动易于维修的优点。至今,这项水利工程仍在发挥其良好的效益。这充分体现了我国古代劳动人民的聪明才智。

北京戾陵堰

三国时,曹魏嘉平二年(250),刘靖镇守蓟城(今北京),他利用湿水(今永定河)修建了戾陵堰,并凿车箱渠,引水入蓟城过昌平,东流到潞县(今通县),浇地1万多顷。刘靖修戾陵堰时,曾登梁山(今石景山)察看地形,堰址可能就在湿水过梁山处。这是历史上开发永定河最早的大型引水工程。

宁夏艾山渠 艾山渠位于宁夏回族自治区青铜峡以下的黄河西岸,由北魏刁雍主持兴建的一项水利工程。

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