在中国古代农书中,《氾胜之书》第一次把施肥纳入耕作栽培的总原则之中,并记述了具体的施肥方法。因此,《氾胜之书》是研究我国早期施肥原理与方法的最重要的文献。
上编曾经谈到,先秦时代,尤其是战国以前,没有独立于播种之外的土壤耕作,因此,最早的施肥方法很可能是在播种时把肥料和种子一起下到地里,与后世的种肥相似。到了《氾胜之书》时代,随着牛耕的推广,“耕、摩、蔺”耕作体系代替了“耕—耰”体系,施肥方法也发生了相应的改变,主要在播种前结合土壤耕作施之于土壤,这就是基肥。
具体方法,一种是大田撒施。如:
种枲:春冻解,耕治其土。春草生,布粪田,复耕,平摩之。
这是初耕后复耕前,把粪撒布在田中,然后和春草一起翻到地里,作为肥料。这种肥料可以较长时期供给从事生长的需要。又如种芋:
宜择肥缓土近水处,和柔,粪之。二月注雨,可种芋。
这也是基肥,因为它是与耕作相结合的。“和柔粪之”,可理解为通过耕作和施肥使土壤达到“和柔”的目的;“粪”即施肥是“和土”的重要手段之一。
另一种是集中穴施,主要实行于蔬菜种植和“区种法”:
种瓠法,以三月耕良田十亩。作区方深一尺。以杵筑之,令可居泽。相去一步。区种四实。蚕矢一斗,与土粪合。浇之,水二升;所干处,复浇之……(1)
种芋,区方深皆可三尺。取豆箕内区中,足践之,厚尺五寸。取区上湿土与粪和之,内区中箕上,令厚尺二寸,以水浇之,足践令保泽。取五芋子置四角及中央,足践之。旱数浇之。箕烂。芋生子,皆长三尺。一区收三石。(2)
区种瓜:一亩为二十四科。区方圆三尺,深五寸。一科用一石粪,粪与土合和,令相半。……(3)
区种大豆法:坎方深各六寸,相去二尺,一亩得千二百八十坎。其坎成,取美粪一升,合坎中土搅和,以纳坎中。临种沃之,坎三升水……(4)
集中施肥可以更有效地利用有限的肥料。其中有几点是值得注意的。第一,虽然是集中穴施,但差不多每一条材料都交待要把肥料与土壤充分混合;这样做有利于土壤对肥料的吸收,从而使肥效得以保持。第二,当时蚕矢是精肥,肥效较快,土粪是粗肥,肥效较迟。种瓠时以蚕矢与土粪合(1),即精肥与粗肥、速效肥与迟效肥相结合,是比较合理的施肥方法。第三,水肥结合。每条材料都揭示了施肥后的浇水;其中引文(3)紧接着谈到渗灌问题,因文字过长,没有全引。对穴施肥料充足的水分尤其必要。没有水肥的结合,肥料的肥效就无法充分发挥出来。第四,区种芋时,在三尺深的区中,先垫上一尺五寸的豆秸(箕),后放一尺二寸的湿土与粪的混合物,浇水;再在上面种芋(3)。垫底的豆秸浇水腐烂发热,起到了温床的作用,有利于芋子的早种(据《氾胜之书》,当时种芋在二月);豆秸腐烂后,又能为逐渐长大的芋子(芋子前期需肥可由上层土粪供应)提供后续的肥料和疏松的土壤环境。这是一种颇有价值的提高大田播种而丰产的施肥法。[1]第五,区种大豆也施基肥(4)。这是合理的。现代农业科学表明,大豆虽然有根瘤菌的固氮作用,但这种作用需要待大豆长到一定程度后才比较明显,因此,施用基肥以供大豆苗期生长的需要,仍然是必要的。[2]上引材料(3)表明,汉代人们已经考虑到作物生长期间不同阶段对肥料的需求。
为了作物生长期间所需肥料,又有追肥的出现:
种麻,豫调和田。二月下旬,三月上旬,傍雨种之。……树高一尺,以蚕矢粪之,树三升;无蚕矢,以溷中熟粪粪之亦善,树一升。
上引种枲材料,强调了基肥的施用;这里的“豫调和田”是否包括施肥在内,不明确,但“树高一尺”时施肥显然是为了供应麻晚期生长的需要,以期长出更加丰盛的麻子。从中可以看出,《氾胜之书》是根据生产目的不同,来合理安排施肥方法的。由于这里施用的是追肥,所以要用速效肥料,《氾胜之书》提出两种可供选择的肥料,一是蚕矢,二是“溷中熟粪”。“溷”或作“圂”,俱训“厕”。《释名·释宫室》:“厕或曰溷,言溷浊也。”《说文》:“圂,厕也,从□,象豕在□中会意。”《汉书·燕刺王刘旦传》 “厕中群豕出”,注谓“厕,养豕圂也”。但“厠”也是人们便溺之地,《左传》成公十年载:“晋侯将食,张(胀),如厕,陷而卒。”即其一例。“圂”“厕”互训说明当时的厕所和猪圈是结合在一起的。这种情况在考古文物中获得充分的证明。各地汉代遗址出土的猪圈模型的重要特点之一,就是往往与厕所连在一起,与解放前农村中的连厕圈相仿。圈厕结合为积肥提供了方便。不晚于汉代,人们确实已经利用圈厕中的粪便了。《氾胜之书》“溷中熟粪”,是指“溷”中猪粪尿、人粪尿和垫圈物充分混合了的腐熟了的肥料。就不但是使用厩肥的最早明确记载,而且表明人们已经懂得生粪要经过沤制腐熟后才能在农田中施用。[3]
《氾胜之书》记载了以骨汁或雪水调粪溲种的种子处理法,这是该书一项突出的内容。石声汉据古文献记载,称该法为“粪种”;万氏则力斥其非,认为应正名为“溲种”。“溲种”一词遂被普遍使用,几至约定俗成。我们认为,从这种方法所使用的手段看,称之为“溲种”自无不可,但从其渊源及其与施肥之关系看,则仍以“粪种”之称为宜。为了说明有关问题,先把该法原文引述如下[4]:
取马骨,剉;一石以水三石煮之。三沸,沥去滓,以汁渍附子五枚。三四日,去附子,以汁和蚕矢羊矢等分,挠,令洞洞如稠粥。先种二十日时,以溲种,如麦饭状。──常天旱燥时溲之,立干。──薄布,数挠,令易干。明日,复溲。──天阴雨,则勿溲。六七溲而止。辄曝,谨藏,勿令复湿。至可种时,以余汁溲而种之。则禾稼不蝗虫。无马骨,亦可用雪汁。雪汁者,五谷之精也,使稼耐旱。常以冬藏雪汁,器盛埋于地中。取雪汁,渍原蚕矢。五六日,待释,手挼之;和谷(如麦饭状)种之,能御旱。治种如此,则收常倍。(1)
尹择取(减)法神农,复加之骨汁粪汁种种 [5]。剉马骨,牛、羊、猪、麋、鹿骨一斗,以雪汁三斗。煮之三沸。以汁渍 [6]附子;──率:汁一斗,附子五枚。渍之五日,去附子。捣麋鹿羊矢等分,置汁中,熟挠,和之。候晏,温,又溲曝,状如“后稷法”。皆溲汁干乃止。若无骨,煮缲蛹汁和溲。如此则区种,大旱浇之,其收至亩百石以上,十倍于后稷。(2)
以上两种方法的要点是,以马骨等煮水,去渣,浸泡附子,然后加上蚕矢、羊矢等,搅拌成稠粥状,用它拌种,使种子包裹上一层由蚕矢、羊矢、骨胶等组成的粪壳。后法与前法比较,兽骨、兽粪种类有所增加或有所变化,但以骨汁和粪拌种这一基本点并无二致。这两种方法中的骨汁均可用他物替代,前法是雪汁,后法是缲蛹汁。兽骨煮出的骨胶,不但起粘合作用,而且它含有丰富的磷和其他元素,粘附在种子外面,也不易走失,特别是磷不致被土壤中的铁和铝固定;蚕粪、羊粪等都是优质有机肥,包裹在种子周围有利于幼苗对肥料的吸收;附子辛热有毒,可能有驱虫杀虫作用。它类似今日的“种子肥料衣”,而兼有供肥与防虫之效。根据近人的试验,该法具有催芽作用,使种子提早出苗,生长良好而分蘖多,株高、穗长、穗重、小穗数和种子重量等增产因子都有增加。[7]从世界范围看,包衣种子的试验和推广是现代的事情,而我国早在两千多年前就有了“包衣种子”的雏形,这是了不起的事。
《氾胜之书》指出雪水浸种能使作物耐旱增产,这也是一项天才的发现。这大概是由于人们在实践中认识到,雪水浸种能促进作物的根系发达,故能耐旱。据近人试验,用雪水浸稻种,催出的芽粗壮而根长;播后竖芽快,秧苗素质好;移栽后分蘖多,生育期提早二三天,株高、穗长、每穗粒数均优于用井水浸种的,且空壳率低,千粒重增加,增产19.2%。据研究,雪水浸种增产的机理,一是雪水中重水含量比普通水少1/4,而重水对各种生命活动有抑制作用;二是雪水经过冰冻,排除了其中的气体,导电性能发生了变化,密度增加,变得更“稠”了,表面张力增大,水分子内部压力和相互间作用的能量都显著增加,表现出与生物细胞内的水的性质相似的强大的生物活性,因此,植物吸收雪水能力比吸收自来水能力大2—6倍。三是雪水中所含氮化物比普通水要高得多。[8]当时人们当然不可能懂得这些道理,但确实知道雪水能够促进农作物的生长,所谓“雪汁者,五谷之精也”,包含了人们在实践中得来的这种正确认识。[9]
《氾胜之书》的这两种种子处理法,《中国农学史》分别称之为“后稷法”和“伊尹法”。前者是有根据的,后者却没有根据。上述引文(2)自称取法“神农”,其增产效果比“后稷”如何如何;则引文(1)是以“后稷法”为基础的,引文(2)则是“尹择”在“神农法”的基础上加以改进的[10]。《论衡·商虫》:“《神农》《后稷》藏种之方,煮马屎以汁渍种者,令禾不虫。”[11]看来,《氾胜之书》的这项技术渊源于古法而有所改进。《周礼·草人》“粪种”郑玄注:“凡所以粪种者,皆谓煮取汁也。……郑司农云:‘用牛,以牛骨汁渍其种也,谓之粪种。’关于“粪种”的意义,本书第一编第五章已经有所论述。而《氾胜之书》上述记载与二郑所说基本上一致。石声汉据此称之为“粪种法”,是有根据的。万国鼎也认为“溲种法”相当于今日所说的种肥,这基本上不错;但既然如此,就没有理由否认“溲种”与“粪种”的联系了。正如夏纬瑛指出的:《氾书》的“溲种”与《周礼》的“粪种”大意一致。“言‘粪种’者,直接道出其目的,言‘溲种’者,只取其处理过程中之一事耳。”“‘溲种’和‘粪种’原为一事,都是为了给种子初发的芽苗增加肥力,一切猜测,就可以焕然冰释了。”[12]
我们说过,“种肥”或“类种肥”是比较原始的施肥方式;“粪种”是由它发展而来的。在《氾胜之书》中,还保留了比较古朴的种肥施用方法。如:
薄田不能粪者,以原蚕矢[13]杂禾种种之,则禾不虫。
这种方法相当接近原始的施肥法(或称原始粪种法),但当时是在地瘦肥缺,不能普遍施用基肥的情况下使用的。直接将肥料“杂禾种”播种,在肥料未经处理情况下,有可能损伤种子,于是原始粪种法向“渍种”的方向发展。
当种麦,若天旱无雨泽,则薄渍麦种酢浆(醋)并蚕矢。夜半渍,向晨速投之,令与白露俱下。酢浆令麦耐旱,蚕矢令麦忍寒。
这是小麦的抗旱播种法,从施肥角度看,仍属种肥的范畴,但肥料(蚕矢)已经经过了处理,种子也经过了处理。在这里,我们已经看到“粪种”从肥料直接混合种子播种到以肥料渍种然后播种的变化。引文(1)中用雪水替代骨汁的办法:“取雪汁,渍原蚕矢。五六日,待释,手挼之;和谷(如麦饭状)种之,能御旱。”在一定程度上也反映了上述同一趋向的发展。在这个基础上,演变为骨汁和粪渍种的“粪种法”或“溲种法”就只有一步之遥了。
原始粪种法的另一个发展方向是从穴施到撒施演变为基肥施用法。区种法的“上农夫区”,“区种粟二十粒,美粪一升,合土和之”。这和原始的粪种法是相当接近的。《氾胜之书》把“区田”和“粪种”相连 [14],应该是有一定的根据的。
与《氾胜之书》相比,《齐民要术》肥料种类增加,制肥和用肥的方法也有进步;其中最突出的是绿肥的栽培利用和蔬菜栽培上施肥水平的提高。
我国古代人民很早就发现田间杂草腐烂以后有利于庄稼的生长,《诗经》中已有“荼蓼朽矣,黍稷茂矣”的诗句;《礼记》载季夏至之月在休闲田地“烧薙行水”,也是利用田间杂草肥田的一种方式。到了汉代,人们已经有意识地把田间青草翻压到地里充当肥料;就就是后来所说的“青”。如《氾胜之书》就明确指出春天初耕后,要“待草生”复耕,这样趁雨播种,才能达到“土相亲,苗独生,草秽烂,皆成良田”的目的。这可以说是利用绿肥的前奏。这是天然绿肥。至于人工种植绿肥,最早记载见于晋张华撰写的《广志》:“苕草,色青黄,紫华,十二月稻下种之,蔓延殷盛,可以美田。”[15]这里讲的是南方(更确切说,应该是岭南)的冬种春翻的绿肥。[16]当时的中原人是把它作为一种新鲜事看待的。
在这以后,我国北方地区长期战乱,人少地多,牲畜虽然不少,但受进入中原的游牧族的影响,多采取放牧的方式,肥料的积攒比较困难。在《齐民要术》的字里行间,我们可以深深地感到当时肥料的缺乏。例如论述主要粮食作物谷子时,没有只字提到“粪”,在大田作物中,只有在讲到种麻时说“地薄者粪之”,但马上又说:“无熟粪者,用小豆底亦得。”(《种麻第八》)肥料的紧缺与农业生产发展的要求形成尖锐的矛盾。正是在这种情况下,绿肥作为对传统肥料的一种替代,广泛地发展起来了。这在《齐民要术》获得了充分的反映。
《齐民要术》继承了《氾胜之书》利用天然绿肥的方式,并有所发展。当时普遍实行秋耕,则为这种利用创造了良好的条件。《耕田第一》说:“秋耕者青为上。(比至冬月,青草复生者,其美与小豆同也。)”[17]
我国北方人工栽培绿肥的记载也始见于《齐民要术》。该书关于绿肥栽培有以下记载:
凡美田之法,绿豆为上,小豆、胡麻次之。悉皆五六月中种。七月、八月犁杀之,为春谷田,则亩收十石,其美与蚕矢熟粪同。(《耕田第一》)(1)
区种瓜法;六月雨后种菉豆,八月中犁杀之;十月又一转,即十月中种瓜。(《种瓜第十四》)(2)
若粪不可得者,五、六月中穊种菉豆,至七、八月犁掩杀之,如以粪粪田,则良美与粪不殊,又省功力。(《种葵第十七》)(3)
其拟种之地,必须春种绿豆,五月掩杀之。(《种葱第二十一》)(4)
从以上记载可以看出,当时对栽培绿肥的利用已经相当广泛,并且对其原理和原则有所总结了。一,指出利用栽培绿肥的好处是:其肥效与蚕矢、熟粪等精肥相同,有明显的增产效果(种植绿豆翻压后种春谷,亩产十石,比通常亩产增加三四倍),而且节省劳力。(1)(3)二,对各种绿肥的肥效作了比较,并评定了它们的等次,其中以绿豆为最好,小豆、胡麻为次;可能还有其他绿肥。当时栽培绿肥的种类已经不少。它们一般都是具有根瘤固氮作用的豆科作物。三,对绿肥的利用方式也有明确的论述。当时一般是把绿肥翻压到地里充当基肥,书中以绿豆为例,记载了其播种和耕翻的时间,一般是五、六月播种,七、八月耕翻,以备秋冬种蔬菜或明春种谷物;也可以春种夏翻,用以种葱(4)。不管什么时候播种,从播种到翻压大概都是两个月,这时正是绿豆的生长盛期,故肥效最高。[18]
从《齐民要术》记载看,魏晋南北朝时期大田作物,除麻以外,很少施用粪肥;地力的恢复和培养主要依靠绿肥栽培和禾豆轮作;但在蔬菜方面,用肥的数量和用肥的讲究,都是空前的。
以种葵为例,《齐民要术》强调“地不厌良,故墟尤善,薄即粪之,不宜妄种”。种葵实行畦种,作畦时,要求“深掘,以熟粪对半和土覆其上,令厚一寸,铁齿杷耧之,令熟,足踏使坚平;下水,令彻泽(按,这是基肥)。水尽,下葵子,又以熟粪和土覆其上,令厚一寸余(按,这相当于种肥)。葵生三月,然后浇之。(浇用晨夕,日中便止。)每一掐,辄杷耧地令起,下水加粪。(按这相当于追肥)三掐更种,一岁之中,凡得三辈。”这种栽培法在蔬菜生产中带有普遍性。所以《齐民要术》指出:“凡畦种之物,治畦皆如种葵法。”(《种葵第十七》)
把这些记载和《氾胜之书》有关记载相比较,在强调施肥,强调粪土混和、水肥结合等方面两书是一致的。但《氾胜之书》中的蔬菜施肥只谈到基肥,《齐民要术》则不但谈到基肥,而且谈到种肥和追肥。这不独种葵为然。如“区种瓜法”,既要种菉豆犁作基肥(参见前节引文),又要在下种后“以粪五升覆之(亦令均平);又以土一升,薄散粪上,复以足微蹑之”。这相当于种肥。种瓜还有一种方法:
冬天以瓜子数枚,内热牛粪中,冻即拾聚,置之阴地。(量地多少,以足为限。)正月地释即耕,逐布之。率方一步,下一斗粪,耕土覆之。肥茂早熟,虽不及区种,亦胜凡瓜远矣。(《种瓜第十四》)
这似乎可称为基肥与种肥的特殊结合。种椒突出种肥:
四月初,畦种之(治畦下水,如种葵法)。方三寸一子,筛土覆之,令厚寸许;复筛熟粪,以盖土上。旱辄浇之,常令润泽。(《种椒第四十三》)
又如种韭,种苜蓿,“治畦,下水,粪覆,悉与葵同”。而特别强调追肥,韭,“一剪一加粪”,“一岁之中,不过五剪(每剪,杷耧,下水,加粪)”(《种韭第二十二》);苜蓿“亦一剪一上粪,铁杷耧土令起,然后下水”(《种苜蓿第二十九》)等等。
施肥量或重或轻,视作物而异。如“姜宜白沙地,少与粪和”。蘘荷“微须加粪,以土覆其上”。
《齐民要术》所载绿肥以外的肥料,除一般称粪者外,还提到了以下几种:
旧墙土 如种蔓菁,“种不求多,唯须良地,故墟新粪坏墙垣乃佳”(《蔓菁第十八》)。意思是说,连作地新近施用过坏墙土的种蔓菁最好。这是旧墙土用作肥料的首次记载。旧墙土经过非共生固氮细菌和硝化细菌群的长期作用,积累了大量的氮化物和硝酸盐,有较高的肥效;是北方农村中易得而常用的肥源。
草木灰 《齐民要术·蔓菁第十八》又谈到如果如果没有“故墟新粪坏墙垣”,可以施用草木灰作为替代办法:“若无故墟粪者[19],以灰为粪,令厚一寸;灰多则燥不生也。”
陈屋草 如榆树“于堑坑中种者,以陈屋草布堑中,散榆荚于草上,以土覆之。烧亦如法(陈草速朽,肥良胜粪,无陈草者,用粪粪之亦佳。不粪,虽生而瘦……)”(《种榆》篇)
骨肥 我国古代对骨质磷肥在农业生产上的应用颇早,骨头除煮汁渍种外,也可以直接用作肥料。《安石榴第四十一》载:
栽安石榴法:……掘圆坑深一尺七寸,口径尺。竖枝于坑畔(环圆布枝,令匀调也。)置枯骨、礓石于枝间,(骨石,此是树性所宜。下土筑之,一重土,一重骨、石,平坎止。)(其土令没枝头一寸许也。)水浇常令润泽。既生,又以骨石布其根下,则科圆枝茂可爱。
稻麦糠 稻麦糠用作肥料见于《种竹第五十一》:“稻麦糠粪之(二糠各自堪粪,不令和杂)。”
蚕矢 如桑田中耕时,“不用近树(伤桑,破犁,所谓两失)。其犁不著处,斸地令起,斫去浮根,以蚕矢粪之”(《桑柘第四十五》)。
此外,还有上引《种瓜》篇提到的牛粪。
由此可见,魏晋南北朝时代肥料的种类比前代有所增加,人们开辟了更多的肥源。
文献中提到上述几种肥料时,都明确指出其内容,可见其不同于一般所称的“粪”。那么一般所称的“粪”究竟是指什么呢?它似乎是指人畜粪溺与人们生产生活中的其他废弃物混合物。为了这个问题,要从“熟粪”谈起。《齐民要术》强调使用“熟粪”。如上引种葵,就要求施用熟粪。又如种兰香,下种后要“徙熟粪,仅得盖子便止”;种青桐,下子后,“少与熟粪和土覆之”;等等。上编谈到,《氾胜之书》已提出要使用“溷中熟粪”,《齐民要术》中的“熟粪”应与此相类。《齐民要术》不但强调使用“熟粪”,而且第一次对生粪和熟粪的性质和施用效果作了比较:
凡生粪粪地无势;多于熟粪,令地小荒矣。(《种瓜第十四》)
这里指出施用生粪的缺点是肥效不高,而且容易滋生杂草。使用“生粪”之所以容易长草,是因为生粪中含有草籽,一是牲畜粪便中留下没有消化的草籽,二是垫圈的杂草秸秆中带来的草籽,它们没有经过发酵腐熟,施用到地上就会长出各种杂草。可见,一般所谓“粪”,是由人畜粪便、垫圈物、废弃物混合堆制而成的。
既然当时强调使用熟粪,就必然已经出现沤制肥料使之腐熟的方法;可惜这一时期现存农书资料中未见有关记载吧了。但《齐民要术》卷首中载有“踏粪法”:
凡人家秋收治田后,场上所有穰,谷[20]等,并须收貯一处。每日布牛脚下,三寸厚,每平旦收聚堆积之;还依前布之,经宿则堆聚。计经冬一具牛,踏成三十车粪。至十二月、正月之间,即载粪粪地。
这是把经过践踏的秸秆、谷壳和牛粪溺的混合物,长时期的堆沤,在微生物作用下而成的腐熟了的肥料;是积肥与制肥相结合的方法。这段文字虽然不是出于贾思勰之手,但应是长期经验积累的产物;其中也包括了秦汉魏晋南北朝时期的经验在内。
战国以前,我国农田水利的重点在于防洪排涝,主要方法是建立全书农田沟洫系统,与沟洫系统相适应的农田形式是畎亩农田。战国以后,农田水利的重点转移到农田灌溉上来,各种水利灌溉工程相继兴起,农田形式也因而发生了相应的变化。低畦农田逐渐取代了以前的畎亩农田。
“畦”字始见之于战国文献。《庄子·天地》载子贡“过汉阴,见一丈入,方将圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌”。《释文》引李巡曰:“菜蔬曰圃,埒中曰畦。”畦是田埂围护的农田多用作菜地。《楚辞·招魂》“倚沼畦瀛遥望博”,王逸注:“畦,犹区也。”《急就篇》“ 顷町界亩畦埒封”,颜师古注:“田区谓之畦,今之种稻及菜为畦者,取名于此。一说五十亩曰畦。埒者,田间堳道也。”《篇海类篇·地理类·田部》:“畦,区也。”这里的“区”,当即“区田”的“区”。“区”,据石声汉的考证,读音为“ou”(欧),原义是掊成的“坎窞”[21]。这些都表明,战国秦汉的“畦”,相当于现在所说的低畦(有时又用以指称低畦四周的田埒[22]),而不同于后世的高畦[23]。这种畦,是便于灌溉的农田形式,与便于排水的畎亩农田正好相反。低畦农田在需要灌溉的园圃和稻田中首先发展起来,并逐步推广到大田中去。[24]战国时已有用“畦陌”代表农田的。如《韩非子·外储说左上》:“庸客致力而疾耕耘,尽巧而正畦陌……”[25]秦汉又有用“畦亩”作为农田代称的。如《盐铁论·水旱》:“故农民不离畦亩而足乎田器。《盐铁论·说邹》:“诸生守畦亩之虑。”畦是低畦农田已如上述;而“亩”也不是原来的高垄了。《战国策·齐策三》:“使曹沫释三尺之剑而操铫鎒,与农夫居垄亩之中,则不若农夫。”鲍彪注:“垄,田埒也。”垄既指田埒,则“亩”应是低于田埒的田面;故这时单言“亩”实际上也指的时低畦农田。所以秦汉人习称的“畦亩”,包括两类低畦农田,只是田区大小不同,种植作物各异了。这种农田形式,秦田商鞅变法后曾以法律形式固定下来。在四川青川战国墓出土的秦牍中,记载了秦武王二年(公元前309年)重修的《为田律》,从它所规定的修建农田的标准样式看,“田”已是被封埒阡陌围着的低畦,见不到甽、遂、沟、洫、浍相连通的农田沟洫系统。亩的四周是高出田面的“畛”,亩与亩之间已经没有“畎”了。上述规定反映了当时低畦农田的普遍性。战国秦汉时虽然仍有以“畎亩”称农田的,不过这很大程度上只是语言习惯上的惰性而已。
水稻的种植需要灌溉,因此一般采取低畦农田的形式,并往往与陂塘蓄水相结合。早在《周礼》中已经有这方面的记载:
稻人掌稼下地,以潴蓄水,以防止水,以沟荡水,以遂均水,以列(埒)舍水,以浍写(泻)水……
意思是要修建陂塘(潴)堤坝(防)之类的蓄水工程,用沟渠使蓄水库中的水平畅地流到农田(荡水),通过田首小沟(遂)把水均匀地分配到各畦中,并以田埂(列)使畦内保持一定的水层,并用排水大沟(浍)来排泄(写)余水。这是一个虽然是初步的、但却相当完整的稻田灌溉系统。它与《周礼》中《遂人》《匠人》诸职文中所载的沟洫系统完全不同;主要反映了南方稻作区的情况,起码是起源于南方的。
秦汉以来,随着陂塘水利的发展,这种陂塘水田的灌溉模式也在南北各地获得推广。相应的灌溉技术也也应获得发展。但当时的文献中还没有系统的总结。我们只能从《氾胜之书》的记载获得一些消息:
种稻区不欲大,大则水深浅不适。冬至后一百一十日可种稻。……始种稻欲温,温者缺其堘,令水道相直;夏至后大热,令水道错。
从这一记载中可以看出,当时的稻田灌溉采取小畦串灌的方式。采取小畦的目的是便于平整,使稻畦内的水能够深浅一致。上下田块串灌的方式比较简便,但容易引起水肥的流失。不过,当时利用串灌中水口位置的不同安排,来调节稻田的水温,却是一个很聪明的办法。由于稻田水层浅,受太阳的照射,温度一般高于灌溉水源。当时关中(《氾胜之书》反映的是关中地区的情况)种稻时间是冬至后一百一十天,即三月初,还比较冷,所以“稻欲温”;办法是把进水口和出水口对正,使进来的水成一直线流过,这样就可以尽量保持原来较高的稻田水面的温度。夏至后天气酷热,需要降低稻田田面水温,办法是把进水口和出水口错开,使进来的水成一斜线弯曲地流过,这样就可以尽量降低原来较高的稻田水面的温度,以利禾苗的生长。[26]
从出土的汉代实物模型和图象资料看,当时已经出现陂塘养鱼、种植水生作物,水田种稻的综合利用技术,由于文献记载的不足,这里只好从略。
园艺生产中的土地利用,使用“畦”的形式由来已久,但畦具体规格,直到《齐民要术》才有所总结。《齐民要术·种葵第十七》载:
春必畦种,水浇。(春多风旱,非畦不得。且畦者,地省而菜多,一畦供一口。)畦长两步,广一步。(大则水难均,又不用人足入。)
这一记载清楚地表明,畦种与水浇是密不可分的。可以说,畦这种农田形式首先是为了灌溉的需要;在春多风旱的自然条件下,蔬菜生产中更不能不采取畦的形式。同时,畦种便于提高土地利用率和土地生产率,“地省而菜多”。畦的规格是“长两步,广一步”。这是一种小畦。小畦的好处是易于平整,使浇水容易均匀。这与稻田采取小畦的作用是相似的。同时,小畦还便于作物的田间管理,因为畦小农夫就可以不用进入畦内,站在畦边的堘埒上就可进行操作了。《齐民要术》还指出,“凡畦种之物,治畦皆如种葵法”。查《齐民要术》中畦种的作物有:茄子、冬瓜、葵、蔓菁、韭、芥子、蜀芥、芸苔、蓼、芹、、堇、苜蓿、椒、蓝、种桑椹、靑桐。上面谈园圃施肥时已经指出,当时的蔬菜生产,正在这种农田形式下,采取“粪大水勤”的精耕细作技术,从而获得高产的。
对圃畦中的灌溉设施,《齐民要术》也有所记载:
又冬种葵法;近州郡都邑有市之处,负郭良田三十亩……于中逐长穿井十口。(井必相当,斜角则妨地。地形狭长者,井必作一行;地形正方者,作两三行亦不嫌也。)井别作桔槔、辘轳。(井深用辘轳,井浅用桔槔)柳罐,令受一石。罐小,则用功费。(《种葵第十七》)
水井和提水设施的这种安排,目的是最合理地利用土地,发挥灌溉设施的效益。
关于灌溉技术,当时人们已经考虑到作物自身需要和周围环境的气候和土壤等因素,并据此确定灌溉的时间、水量和灌溉的方式。从《种葵篇》分析,灌溉主要有以下要点:一是下种前要把水浇透,“令彻泽。水尽,下葵子”。二是“葵生三月,然后浇之”;“浇用晨夕,日中便止”。三是“每一掐,辄杷耧地令起,下水加粪”。这种灌溉技术在蔬菜生产中带有一定的普遍性,但某些作物又有其自身的特殊要求。如“芹、并收根畦种之。常令足水。尤忌潘泔及碱水。”还有一种冬种葵,十月末地将冻时下子,至明年春暖时出芽。前期生长所需水分主要靠“堆”“劳”冬雪来供应(但“若竟冬无雪,腊月中汲井水普浇悉令彻泽”,至“正月地释,驱羊踏破地皮”,“不踏即沽涸,皮破即膏润”);至四月才开始浇水,因为“四月亢旱,不浇则不长;有雨即不须。四月以前,虽旱亦不须浇,地实保泽,雪势未尽故也”。具体方法是,“日日剪卖。其剪处,寻以手拌斫劚地令起,水浇,粪覆之”。即松土、施肥与灌溉相结合。这些灌溉方法积累和流传下来,形成了我国传统农业中看天、看地、看庄稼合理灌溉的技术原则。
还应提到的是,《氾胜之书》记载了区田法蔬菜生产中的“渗灌”技术:
区种瓜:一亩为二十四科。区方圆三尺,深五寸。一科用一石粪,粪与土合和,令相半。以三斗瓦甕埋著科中央,令甕口上与地平。盛水甕中,令满。种瓜甕四面如各一子。以瓦盖甕口。水或减,辄增,常令水满。
这种办法是通过瓦瓮的渗透作用,使土壤经常保持适量的水分供应,而不破坏土壤的结构,不产生板结的现象,较好协调土壤中的水、肥、气、热状况,并可避免水分的流失,减少蒸发。完全符合现代渗灌的原理。用渗灌与其他方法相配合,达到“瓜收亩万钱”的效果。在二千多年前有此创造,的确是难能可贵的。
《氾胜之书》又记载了区种瓠中的灌溉方法:
坑畔周匝小渠子,深四五寸,以水停之,令其遥润,不得坑中下水。
这也是与渗灌的基本精神符合的节水的灌溉方法。
我国北方许多河流含]沙量很高,《汉书·沟洫志》说:“河水重浊,号为一石水而六斗泥。”这既会带来河道的淤塞和泛滥,而本身又是一种宝贵的水土资源。春秋战国以来,我国古代人民在兴修农田水利灌溉工程的过程中,往往利用黄土地区河流含沙量大的特点,用以肥田和改造盐碱地。人们大概是从开垦被河流泛滥过的荒滩地的过程中获得启发,从而发明了淤灌和放淤的方法。不同于古埃及利用尼罗河定期泛滥来淤地,它是采取工程手段有计划进行的。《管子·轻重乙》提到“河淤诸侯,亩钟之国”。反映战国时利用河水放淤和淤灌相当普遍。而漳水十二渠和郑国渠正是这方面的成功范例。西汉末年,著名治河理论家贾让总结了春秋战国以来这方面的经验,指出:
若有渠灌,则盐卤下湿,填淤加肥,故种禾麦,更为秔稻。高田五倍数,下田十倍。
这是淤灌、种稻和改良盐碱地相结合的办法,是中国古代人民的一项伟大创造。
[1] 参阅《中国农学史》上册第171页,科学出版社,1959年。
[2] 同上。
[3] 《中国农业科学技术史稿》第199页。
[4] 下面的引文主要根据石声汉《氾胜之书今释》,但有些地方作了一些改动。
[5] 此处标点法与石声汉、万国鼎都不一样,理由见本编第二章。详见李根蟠《读〈氾胜之书〉札记》,载《中国农史》1998年第4期。
[6] 此处石声汉《今释》作“煮”,误;今从万国鼎《辑释》改。
[7] 南京农学院植物生理教研室:《二千年前的有机物溲种法的试验报告》;张履鹏等:《溲种法试验报告》。载《农业遗产研究集刊》第二册,中华书局,1958年。朱培仁:《中国包衣种子的发生和发展》,《中国农史》1983年第一期。
[8] 参阅林蒲田:《中国古代土壤分类和土地利用》第143—144页,科学出版社1996年。
[9] 雪水浸种的技术,从西汉一直延续至近世。如明代耿荫楼的《国脉民天》说:“如遇冬雪,多收在缸内化水,至下种时先将雪水浸种一日夜每浸一炷香时,捞出滴干了些,又浸又捞,如此五六次,吃雪水既饱自然耐旱,腊雪更妙。”明代万历年间成书的《诸城县志》载:“农人取雪融水,以浴五谷种,晒干,来春播之。”直到现代,太行山地区涉县、武安、辉县、林县等地,在冬至后用雪水拌种,共拌49天,称作“七七小麦”。转引自钱伟长《我国历史上的科学发明》第3页,重庆出版社1989年。
[10] 石氏谓此段文字所述方法手续较繁杂,不类前段之简明,疑非《氾书》原文,是颇有道理的。其实这一段正可理解为氾胜之引述的“尹择法”。这段引文谈到了“后稷法”,并自许比“后稷法”为优。据此,称《齐民要术》所引《氾书》“溲种法”前一段文字为“后稷法”,固无不可。其实前段是氾胜之在后稷古法基础上改进的方法。就其渊源说,可以分别称之为“后稷法”和“神农法”,就其发展看,则宜称之为“氾氏法”和“尹氏法”
[11] 《论衡·商虫》所说“渍种”与《氾胜之书》同,但所用原料,一为“马屎”,一为“马骨”。“马屎”渍种,可能是古时渍种之另法,也可能是传闻或传抄之误。
[12] 夏纬瑛:《周礼书中有关农业条文的解释》第42—43页。
[13] “原蚕矢”是指二化性或多化性蚕的屎。万国鼎《氾胜之书辑释》把把“原蚕矢”解释为蚕屎的原粒,根据似乎不足。至于为什么要用“原蚕”的屎,不详。
[14] 《氾胜之书》:“汤有旱灾,伊尹作为区田,教民粪种,负水浇稼。”
[15] 《齐民要术》卷10“苕”引。
[16] 苕草即紫云英,是一种与根瘤固氮菌共生而在种子中含有较丰富蛋白质的植物,不但植株本身沤入土中可以增加土壤的氮肥,而且种过紫云英的土地,固氮能力也必将增加。
[17] 参阅本章第二节。
[18] 绿豆生长到两个月左右,正值花期,翻压作肥,肥效最佳。《群芳谱》引《法天生意》说:“(菉)豆有花,犁翻豆秧入地,麦苗易茂。”(转引自《中国农学史》上册第255页)
[19] 石声汉《齐民要术今释》和缪启瑜《齐民要术校释》均说:“故墟粪”中的“墟”字疑为“垣”字之误。实际上,“故墟粪者”正是上文“故墟新粪坏墙垣”的简化形式,无须改“墟”为“垣”。
[20] “谷”是指谷壳及断茎残叶之类。见缪启瑜《齐民要术校释》第19页,农业出版社,1982年。
[21] 石声汉《氾胜之书今释》第38—39页。
[22] 唐玄应《一切经音义》卷17引《苍颉篇》:“畦,埒也。”《集韵·齐韵》:“畦,田起堳埒也。”
[23] 后世的畦,或指垄。清魏源《吴农备荒议》云:“畦广丈许,中高旁下,畦间有沟。”这就是高畦。有些农史学家囿于后世这种“畦”的概念,把战国以前的畎亩农田称作“畦种法”,是不符合历史实际的。
[24] “畦”渊源于井田制下的“圭田”,“圭田”原是国中零星不井之地,没有完整的沟洫体系。井田的基本形式是□,百亩为一田;圭田的基本形式则是△,五十亩为一田。由于供应城中居民副食的需要,圭田多用以种菜,菜地要求能灌溉,由此形成低畦农田的形式,以后这种农田就习惯称为“畦”(“畦”字合圭田二字而成,故又有五十亩为畦的说法)了。详见李根蟠《井田制及其相关诸问题》,载《中国经济史研究》1989年第2期。
[25] 引文据《韩子集释》校改。
[26] 水温调节技术,不但适用于水稻栽培,而且适用于其他旱作物。例如《氾胜之书》谈到种麻时说:“天旱,以流水浇之,树(株)五升。无流水,曝井水,杀其寒气以浇之。”夏日炎热而井水冷凉,如直接浇地,作物会因土温骤降而降低根系呼吸和吸收水肥的能力,从而发生生理萎蔫。