上面我们介绍了先秦时代人们对土地和土壤的分类；当时还有另一种分类的方法，这就是“土”和“壤”的区分。例如《周礼·大司徒》的“土宜之法”，就把“十二土”和“十二壤”并列在一起，两者的内涵显然有所区别。据郑玄的解释；
壤，亦土也，变言耳。以万物自生焉则言土；土，犹吐也。以人所耕稼树艺焉，
则言壤；壤，和缓之貌。
这就是说，土是自然生成的，用现在的话说，就是自然土壤；壤则是经过人类的耕作活动而形成的，用现在的话说，就是耕作土壤（农田土壤）。郑玄的解释大体符合《周礼》的原意。在先秦秦汉古籍中，“壤”有时和“土”通用，有时则包含“肥美、和缓”等意义，以至作为代表一种优良的土壤类别 [1]；“壤”源于“土”而优于“土”。这表明，两千多年前我国人民已经知道自然土在人力作用下，可以熟化为“壤”。这和现代土壤学所揭示的原理是一致的。
事实上，在古代以至现代生产力条件下，作物生长的外部环境条件中，气候是人们难以改变的，但土壤在很大程度上则是可以改变的，地形在一定程度上也是可以改变的。因此，我国古代人民总是把改善农业环境条件的努力侧重在土地上。对于这一点，先秦时代的人们已经有了明确的认识。例如，《管子·乘马》云：
春秋冬夏，阴阳之推移也，时之短长，阴阳之利用也，日夜之易，阴阳之化也。
然则阴阳正矣，虽不正，有余不可损，不足不可益也。天地（也），莫之能损益也；
然则可以正政者，地也，故不可不正也。
《管子·乘马》的作者虽然是从为政的角度立论的，但其中的道理无疑是从农业生产中获得并推衍开来的。
作为我国人民改造土地环境的实践的结晶，并为之提供理论根据的就是“土脉论”。它在西周末年已经形成了。《国语·周语上》载虢文公云：
夫民之大事在农。……古者太史顺时（韦注，视也）土，阳瘅（厚也）愤（积
也）盈，土气震发，农祥晨正（农祥，房星也。晨正谓立春之日，晨中于午也。农事
之候，故曰农祥也），日月厎于天庙（厎，至也；天庙，营室也。孟春之月，日月皆
在营室），土乃脉发（脉，理也。《农书》曰：“春土冒橛，陈根可拔，耕者急发。”），
先时九日，太史吿稷曰：“自今至于初吉（按，初吉指每月上旬的吉日，这里指立春
而言[2]），阳气俱烝（升也），土膏其动（膏，土润也；其动，润泽欲行），弗震弗
渝（变也），脉乃满眚（灾也），谷乃不殖。”
这是中国农学史上十分重要的一段文字，其中第一次提到了“土气”、“土脉”、“土膏”等概念。“气”在我国古代人的心目中是一种具有广泛功能的、能够流动的、精微物质；是一个笼统的、内涵丰富的概念。人们在反复的农业实践中发现，每当春暖解冻，土壤中的水分和养分开始流动，土壤呈松解状态，这正是春耕的适宜时节。土壤温湿度的变化，水分、养分、气体的流动的综合性状，被概括为“土气”。“膏”的原义是猪等动物的脂肪，是我国上古主要的食用油脂，人们又用它来调制化妆品，润滑车毂等；于是又取得甘美、润泽等意义[3]，有时也表示物之精华。[4]“土膏”则是指土壤中某种肥沃润泽的精华之物[5]。“土气”就其主要成分和内容来说，可称为“土膏”。“脉”是气血相互连贯的通道，并用以喻指象血脉那样相互连通自成系统的事物。“土脉”是指“土气”或“土膏”有规律的博动和流通。所以“土气”、“土膏”、和“土脉”是相互依存、三位一体的。
在这里，还应该谈一谈古人对水与土关系的认识。先秦时代的人们很早就把水和土联系在一起。认为人们赖以生存的财富都是水土所演生的。如《国语·周语上》说：“夫水土演而民用也，水土无所演，民乏财用，不亡何待！”《管子·禁藏》则说：“夫民之所生，衣与食也；食之所生，水与土也。”但水和土是一种什么关系呢？《管子·水地》：云；
地者，万物之本原，诸生之根菀，美恶、贤不肖、愚俊之所生也。水者，地之气
血，如筋脉之流通者也。[6]
这里把水视为“地”之血脉，与上引《国语·周语》文把“土气”“土膏”和“土脉”相联系，是十分相似的。“土膏”，韦昭把它释为土之润泽；或释“膏”为“神之液”；可见“土膏”是离不开水的。而“土膏”或“土气”之流通与博动就是“土脉”。当然，“土膏”不光指土壤中的水分，它也包括了土壤中可供作物生长需要的各种养分在内；因为这些养分只有融解或融混于水中，才能被土壤所吸收利用，所以人们把水突出出来。所以《水地》所论与土脉论是相通的。
古人所说的“土脉”，可以理解为土壤的肥力，或土壤肥力的基础；“土脉论”的提出，标志着我国先民在一定程度上认识到肥力（气脉）是土壤的本质。[7]人们把土壤看成是有气脉的活的机体，也就是说，把土壤及其肥力是可以变动的、运动着的物质。而人们是可以干预这种变化的。《吕氏春秋·任地》“地可使肥，又可使棘（瘠）”，就是对这种认识的一种概括。[8]《周礼·大司徒》作出“土”和“壤”的区分，也表明人们已经认识到，通过人类的农业活动，可以使自然土壤发生适合人类需要的变化。这些思想理论和方法的产生，在土壤学史上具有里程碑和转折点的意义。
在传统农学思想指导下，先秦时代对土壤环境的改造是综合性的，主要措施有耕作、施肥、排灌、农田结构的改良和耕作栽培制度等。下面只就土壤耕作和农田施肥两个方面略作介绍。
先秦时代的土壤耕作包括耕、耰、耨三个环节。春秋战时期，土壤耕作技术和理论发展到了一个新的阶段。为了正确估量这种发展，需要对就这一发展的起点有所了解。
土壤耕作并非与农业一同产生的。我国近世仍然保存原始农业遗风的一些少数民族，如云南西部的独龙族、怒族、傈僳族等，在很长时期内不知土壤耕作为何物，只是将准备垦种的土地上的林木砍倒烧光，旋即用尖头木棒挖土点种，不复翻土，年年易地，是谓“刀耕农业”。虽说播种以前不必翻土，播种以后却一定要覆土，以防种子晾晒干死和鸟兽啄食诸害。而其时的覆种，仅仅以足踩或用木锄、木耒、竹帚等拨掩，以种不外露为度。[9]即使进入锄耕农业阶段以后，土壤耕作也只是播前的简单松土。
我国中原地区上古时代也有类似情况，在很长时期内，耕依附于种，甚至可以视为播种活动的一部分；但由于黄河流域春旱多风，播后要迅速覆土摩平，以利保墒全苗，这就是“耰”。所以我国上古时代总是以播种为中心，“耕”中含种，而耕耰相连的。
今本《说文》耒部：“，犁也，从耒，井声。一曰古者井田。”但古本《齐民要术》引《说文》却作“耕，种也。”看来，《齐民要术》引用的是当时所见的古本《说文》，而今本《说文》这一条则是经过后人修改的[10]。因为耕字形成之时，大概尚未有犁耕，起码犁耕尚不普遍。而《说文》的耕字从耒从井，井字中间有一点，是用耒在井田中挖土点播的意思。[11]这表明上古时代“耕”和“种”密不可分，“耕”即是种，或包含了种。先秦古籍中以“春耕、夏耘、秋收、冬藏”（或前三者）概括全年农事活动 [12]，好象没有谈到“种”，其实，说“耕”即已包摄播种之义。[13]“耰”也可以追溯到很古老的时代，如《吕氏春秋·恃君览·长利》载尧舜时代的伯成子高“耕在野，……协而耰”。耰的本义是覆土，后兼有碎土之义，以后又出现专用的工具，也称为耰。[14]《诗经·大雅·大田》：“大田多稼，既种既戒，既备乃事（以上指备耕，包括准备和处理种子），以我覃耜，俶载南亩，播厥百谷。”孔疏：“《论语》云长沮桀溺耦而耕，即云耰而不辍。注云：耰，覆种也。是古未解牛耕，人耕即下种，故云民既炽菑，则下其众谷。”其说甚是。长沮桀溺耕耰配合的“耦耕”，实际上是一种以播种为中心的农事活动。
由于耕耰这种保墒耕作技术的发展，又出现了“解衣耕”的技术。《说文》：“，《汉令》：‘解衣耕谓之襄。’从衣，声（息良切）。，古文襄。”从襄字古文的形态看，确是农人手持耒耜耕作的象形。那为什么襄字要从衣呢？陆宗达认为，衣是指地的表皮。在天旱时，先铲除耕地的表层，把又干又硬的土皮扒开，然后用表层下湿润的土播种撒子，再用表层的土覆盖上去，以待其发芽生长。古代管这种耕作方法叫“襄”，其作用是防旱保墒。陆氏又指出：古书中多在“除土”、“反土”的意义上使用“襄”字，如《左传》定公十年：“葬定公，雨，不克襄事。”“襄事”即指除土、反土的工作；虽然不是种庄稼，但工序是一致的。所以，“襄”作为“解衣耕”的明确记载虽然始见于《汉令》，但这种技术春秋战国时代应已出现。[15]
春秋战国耕作技术和耕作理论的发展可以概括为以下两个方面：
第一是提出了“深耕、疾耰、易耨”的技术原则和具体要求。
这方面的记载很多，如“深耕而疾耰之”（《国语·齐语》）“深其耕而熟耰之”（《庄子·则阳》）“深耕易耨”（《孟子·梁惠王上》）“耕者且深，耨者熟耘”（《韩非子·外储说左上》）“五耕五耨，必审以尽”（《吕氏春秋·任地》）等等。这些记载是前代所无的。
春秋战国时代之所以能够提出上述技术原则，一方面是由于铁农具的推广应用提供了“深耕、疾耰、易耨”的可能性，另一方面则是由于人们在农业实践正反两方面的经验教训中提高了对精耕细作增产作用的认识。最有代表性的是《庄子·则阳》下面上段话：
昔予为禾，耕而卤莽之，则其实亦卤莽而报予；耘而灭裂之，其实亦灭裂而报
予。予来年变齐，深其耕而熟耰之，其禾繁以滋，予终年厌餐。
战国诸子中类似的言论颇多。[16]而《管子》甚至将是否“深耕易耨”作为判别一个国家粮食生产富余还是不足的重要标志：
行其田野，观其耕耘，计其农事，则饥饱之国可知也。其耕之不深，耘之不谨，
地宜不任，草田多秽，耕者不必肥，荒者不必硗，以人猥计其野，草田多而辟田少
者，虽不水旱，饥国之野也。（《八观》）
关于深耕的具体要求，《吕氏春秋·任地》提出“其深殖之度，阴土必得”，即要求耕到地里有湿士的地方，即现在所说的“耕地要见墒”的意思；又指出深耕能使“大草不生，又无螟蜮（）[17]”，从而达到“今兹美禾，来兹美麦”的效果。
春秋时代的耰，在许多场合下，仍然是与播种相联系的覆种和平土。如《国语·齐语》“及耕，深耕而疾耰之”，《管子·小匡》记同一件事作“深耕、均种、疾耰”，可见“耕”包括了种，而耰是覆种。又提出了“疾耰”和“熟耰”的技术原则。“疾耰”是要求在播种后迅速及时碎土覆种，不用多说。关于“熟耰”，《吕氏春秋·辩土》说：
熟有（为）耰也，必务其培，其耰也植（稹），植（稹）者其生也必先；其施
土也均，均者其生也必坚。[18]
“稹”作“致密”解。这段话的意思是，“熟耰”就是要做好覆土（“培”）的工作，覆土要致密和均匀。覆土致密，种土相亲，出苗才快；覆土均匀，庄稼的根子才能长得坚实。致密和均匀，就是“熟耰”的具体要求。耰，高诱注释为“覆种”，但从“稹”、“均”、“坚”等技术要领看，它已经包含了“摩平”之义。黄河流域春旱多风，土壤蒸发量大，“疾耰”和“熟耰”是适应这种自然环境而创造的抗旱保墒整地技术，是从早期粗放耕作向以“耕、耙、耢”为中心的旱地精耕细作技术体系过渡的环节之一。
我国开始中耕除草不晚于商代，西周时中耕备受重视。春秋战国时中耕技术和理论又有所发展。请看以下记载：
日服其镈，不解于时。（《国语·周语》上）
时雨既至，挟其枪刈耨镈，以旦暮从事于田野。（《国语·齐语》）
如农夫之务去草焉，芟夷蕴崇之，绝其本根，勿使能殖，则善者信矣。（《左
传》隐公六年）
譬如农夫，是镳是蔉，虽有饥馑，必有丰年。（《左传》昭公元年）
夏三月，天地气壮，大暑至，万物荣华，利以疾薅杀草秽（《管子·度地》）
凡禾之患，不俱生而俱死。是以先生者美米，后生者为粃。是故其耨也，长其
兄而去其弟。树肥无使扶疏，树墝不欲专生而族居。肥而扶疏则多粃，墝而专居则
多死。不知稼者，其耨也，去其兄而养其弟，不收其粟而收其粃；上下不安，则禾
多死。厚土则孽不通，薄土则蕃轓而不发。（《吕氏春秋·辩土》）
从上述记载中，可以看出当时的中耕包含了多项内容，而且每项内容都已提出了具体的技术要领。
除草 时称“耨”、“耘”、“穮”[19]。除草要“疾”、“易”（易也是速、疾之意），要“绝其本根，勿使能殖”，而且要“日服其镈，不解于时”，“旦暮从事于田野”。时雨既至即开始进行，因雨后杂草容易生长，要抓紧防除，亦有利于保墒。这已是后世“锄早、锄小、锄了、锄不厌数”的滥觞。
培土 时称“蔉”，或称“耔”。[20]培土不能太厚，也不能太薄。“厚土则孽（按即“蘖”）不通，薄土则蕃轓而不发”。意思是培土厚了，分蘖长不出来；培土薄了，分蘖太多，不足以支持禾苗向上拔节。[21]
间苗 当时称为“耨”。《吕氏春秋·辩土》首次论述了间苗问题，提出了“长其兄而去其弟”（即留大去小、留壮去弱）的间苗原则，因为庄稼不同时出苗，却同时收获，所以“先生者美米，后生者为粃”；又从正反两方面论述了“长兄去弟”和“长弟去兄”的不同后果。间苗还有一个重要的作用是使禾苗能保持适当的密度，而禾苗的稀密又要视土壤的肥瘠而定：“树肥无使扶疏，树墝不欲专生而族居”；意思是“肥沃土壤的苗要防止长得太繁茂，瘠薄土壤的苗而宜太稀而要簇居”。因为肥而繁茂会多秕籽，墝薄稀疏的苗容易死亡（“肥而扶疏则多粃，墝而专居则多死”）。这是关于“肥田宜稀，薄田宜密”的合理密植原则的最早记述。[22]
第二是提出了土地利用和土壤耕作的总原则和一些具体的原则。
《吕氏春秋·任地》云：
凡耕之大方：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。
这段话的大致意思是：刚硬的土壤要使它柔软些，柔软的土壤要使它刚硬些；休闲过的土地要开耕，耕作多年的土地要休闲；瘦瘠的土地要使它肥起来，过肥的土地要使它瘦一些；过于着实的土地要使它疏松一些，过于疏松的土地要使它着实一些；过于潮湿的土地要使它干爽些，过于干燥的土地要使它湿润些。[23]显然，这些耕作原则的提出，是建立在“土壤及其肥力是可以变动的”这样一种理论的基础之上的。文中对土壤性状这五对矛盾的处理原则，是“调和折中”四个字，使无太过，亦无不及；在《氾胜之书》中首次明确载录的“和土”的原则，在这里已经呼之欲出了。
上述土壤性状的五对矛盾，在一定意义地可以归结为一对矛盾，即“肥”与“瘠”的矛盾。而这对矛盾是可以相互转化的。所以《任地》又说：“地可使肥，又可使棘。”这里的“肥”，应作广义的理解，包括土壤中比较适合农业生产的一些性状。《任地》的作者认为，适当的土壤耕作措施是使土壤转化到比较理想状态的重要手段。例如说，“人肥（耜，即耕）[24]必以泽，使苗坚而地隙；人耨必以旱，使地肥而土缓”。这是说：耕地要在土壤尚湿润的时候进行，这样可以使土壤疏松，种上去的庄稼容易踏根；天旱时要抓紧锄地，以减少土壤水分的发散，增加土壤的持水能力和和疏松程度。[25]可见中国古代很早就认识到中耕除草的御旱改土作用。而“泽耕旱耜”只不过是通过耕作措施改良土壤的一个示例而已。[26]
对土壤的改良也可以利用自然的力量进行。《礼记·月令》：
季夏之月……土润溽暑，大雨时行，烧薙行水，利以杀草，如以热汤，可以粪
田畴，可以美土彊。（郑玄注；润溽，谓涂湿也。薙，谓迫地芟草也。此谓欲稼莱
地，先薙其草，草干烧之，至此月大雨，流水潦畜于其中，则草死不生，而地美可
稼也。粪、美互言耳。土彊，彊之地。土润溽，膏泽易行也。《薙人》掌杀草，
职曰：“夏日至而薙之，……如欲其化也，则水火变之。”）
这是说，夏天把休闲地上的草莱割除，晒干烧掉；等到季夏之月下大雨时，把热汤一样的水潦蓄在田中，草根容易烂死，等于给田畴加肥，可以使坚硬难耕的土壤变得肥美。《夏小正》“七月灌荼”，与此相似。可见其起源颇早。这些活动是在休闲地上进行的。郑玄认为《周礼·薙氏》的除草活动在休闲地（莱）上进行，这是对的。看来当时的休闲地是要采取一定的措施来改善其土壤状况的。从这一记载中，我们可以进一步理解《任地》所说“息者欲劳，劳者欲息”的意义。
除了“耕之大方”外，《任地》作者又提出了对不同地形土地利用的原则。这就是“上田弃亩，下田弃甽”。夏纬瑛指出，“上田”是高旱的田；“下田”是下湿的田。“亩”是经耕整后田中所起的垄；“甽”是垄和垄间凹下的小沟。高旱的田，要把庄稼种到凹下之处（凹畦种植），而不种在高出的亩上；下湿的田，要把庄稼种在高出的地方（高畦种植），而不种在凹下的甽里。这就叫做“上田弃亩，下田弃甽”。[27]前者是避其湿，后者是避其燥。至于上田和下田的不同的土壤耕作原则，《辩土》提出“上田则被其处，下田则尽其汙”。夏纬瑛指出，高旱的“上田”需保墒，低湿的“下田”要排水。“上田”易干，故先耕，耕后必耰摩以保墒，故说“上田被其处”；谓其得覆被以处而可保存水分。下田易湿，宜后耕以排水，故说“下田尽其汙”；言其得散尽汙水。
以上这些原则的提出，反映了先秦时代人民改造土壤环境，变不利为条件有利条件的努力。也体现了力图使土壤矛盾着的性状中偏颇的一面向时另一方面适度转化的思想。
总之，先秦时代耕作改土的理论基础正是土脉论和土宜论。而对这些理论作为系统记述的则是《吕氏春秋·任地》等篇。
施肥是给作物创造良好土壤环境的另一重要措施。中国何时有意识地在农田中使用肥料，学术界有不同看法。有的学者认为殷代已经开始施肥，但还难以论定。不过，战国时代施肥已经受到比较普遍的重视，则是明显的事实。当时的人们要求“积力于田畴，必且粪溉”（《韩非子·解老》），而“多粪肥田”已经成为“农夫众庶”的日常任务了（《荀子·富国》）。[28]战国时代还没有出现关于农田施肥原理原则的系统总结，但是仍然有一些线索表明，当时的农田施肥活动是以承认土壤肥力可以变化的土脉论为指导思想的。例如，《周礼·地官·草人》云：
掌土化之法以物地，相其宜而为之种。（郑注；土化之法，化之使美，若氾胜
之术也。）
所谓“土化之法”就是人为使土地变得肥美而适合农作需要的办法。这种方法的理论基础显然是“土脉论”。
中国肥料古称“粪”。在甲骨文中，“粪”字作”，乃双手执箕弃除废物之形。《说文》“粪”字作“”。“粪，弃除也，从廾推弃采也。官溥说，似采非采者矢字。”可见“粪”字的本义弃除废物，后来，人们把包括人畜粪溺在内的废弃物施用于土地，“粪”就逐渐变为肥料和施肥的专称。“粪”字字义的这种变化，说明中国人很早就懂得农业内部的废物利用，变无用之物为有用之物。
先秦时代，“粪”和“播”二字有时可以通用。如《老子》中有“却走马以粪”的话，魏源《老子本义》：“粪，傅奕（本）作播，古字通。”[29]“却走马以粪”也可以写作“却走马以播”，即把原来的战马用于耕播。[30]《孟子》中的“凶年粪其田而不足，则必取盈焉”（《滕文公上》），“耕者之所获，一夫百亩；百亩之粪，上农，夫食九人，上次，食八人……”（《万章下》），其中的“粪”字都应该读为“播”，才能文从字顺，如果按照传统的注释作“肥料”或“施肥”解，就显得窒碍难通。[31]
为什么“粪”和“播”可以相通呢？这和原始的施肥方式有关。上文谈到，我国上古没有独立于播种之外的耕作，因此最初的施肥方式大概是把肥料和种子混和在一起播种，而不可能象后来那样把基肥施放到田中，然后再进行翻耕。这有些类似于后世的所谓“种肥”。施肥和播种合二而一，所以“粪”和“播”在一定条件下也就可以通用了。
了解了这一点，对我国上古时代的“粪种”，也可以获得新的理解。《氾胜之书》说：“汤有旱灾，伊尹作区田，教民粪种，负水浇稼。”“粪种”是否伊尹所创，姑且勿论，但粪种在各种施肥方式中，如果不是最古老的，也应该是最古老的方式之一。“粪种”的方法，见于《周礼·草人》，但语焉不详，只说什么土壤用什么兽类（“凡粪种，騂刚用牛，赤缇用羊，坟壤用麋，渴泽用鹿，咸舃用貆，勃壤用狐，埴垆用豕，彊用蕡，轻爂用犬”）。郑玄注云：“凡所谓粪种者，皆谓煮取汁也。”即以不同兽类的骨汁渍种，使用于不同类型的土地上。他又引郑司农曰：“用牛骨渍其种也，谓之粪种。”这种解释受到宋以来一些学者的驳难，如清代的江永认为骨汁渍种不能使土地“化之使美”，粪应施于地中，“如用兽，则以骨灰撒诸田”，而不是用于渍种，“粪种”的“种”字应读四声（粪其地以种禾），而不是读三声（粪渍其种子）等等[32]。现代学者多从其说，已经基本上不采用二郑的说法了[33]。但二郑去古未远，郑康成又当过管理经济的大司农，他们的解释未可轻易否定。江永是用后世施肥的概念衡量上古时代的“粪种法”，也未必见得是妥当的。其实从《周礼》的原文看，分别用九类不同的兽粪或兽骨灰施用于九类不同的土地中，是无论如何也做不到的；但用九类不同兽骨渍种施用于不同类型的土壤中则是可能的。我们认为，“粪种”最初应该就是下粪和播种紧密相连的原始施肥方式，以后为了避免直接用畜粪拌种容易灼伤种子的弊病，可能发展为以动物骨汁渍种的方法，而仍然沿用“粪种”之名。这种原始的施肥方式，确实是存在过的。如，《氾胜之书》引述“伊尹”区田粪种法中，就有“区种粟二十粒，美粪一升，合土和之”的记载，多少保存了古代“粪种法”的遗意；而“取雪汁渍原蚕矢，五六日，待释，和谷（如麦饭状），种之”，不也是和骨汁渍种相似吗？其实，“溲种”也是从古老的“粪种”演化而来的，这个问题，留待下编再说。[34]
肥料除了来源于人们生产和生活中的废弃物之外，还来源于自然界的天然物。人们很显就认识到，田间杂草腐烂以后也可以充当肥料。《诗经·周颂·良耜》说：“其镈斯赵，以薅荼蓼；荼蓼朽矣，黍稷茂矣。”上文提到，在实行休闲耕作制的时期，人们已经有意识地把休闲田中的杂草锄掉或烧掉，并配合使用自然力，以达到肥田的目的，即所谓“烧薙行水”等。春秋战国时期人们还割草烧灰作肥料。《礼记·月令》“仲夏之月……毋烧灰”，云梦秦简《田律》“春二月……毋敢夜（择）草为灰”，从这类限制性的规定看，当时烧草木灰是相当普遍的，其中相当一部分应是用于施肥。[35]
上文已经谈到，从虞夏到春秋，人们通过修建农田沟洫和建立合理的农田结构把低洼地改造为适于耕作的良田。战国时期，随着黄河流域大规模农田灌溉事业的发展，人们又创造了另一种利用自然物和自然力改良土壤的办法，这就是“淤灌”。这是利用黄土地区河流含沙量大的特点，把灌溉与肥田和改良盐碱地相结合。人们大概是从开垦被河水泛滥过的荒滩地宜的过程中获得启发，从而发明了淤灌和放淤的办法。不同于古埃及利用尼罗河定期泛滥来淤地，中国战国时代的淤灌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”，反映战国时代利用河水淤灌和放淤相当普遍。漳水十二渠和郑国渠正是这方面的成功范例。漳水发源于山西山地，在邺（今河北省磁县临漳一带）进入河北大平原，流势很急，每逢雨季，往往泛滥成灾；长期的泛滥，又形成严重的盐碱化土壤，被称为“终古斥卤”。魏文侯（前445—前396年）和魏襄王（前318—前296年）时，西门豹和史起先后兴修和改建漳水十二渠，采用淹灌洗碱和种植水稻相结合的办法，把盐碱瘠地改造成亩产一钟的良田。[36]郑国渠灌区位于陕西省关中盆地北部，那里原来是低洼积水的确盐碱地，也是古老的猎场。该渠始建于秦王政元年（前246年），引泾水灌溉，全长三百余里。史称：“渠就，用注填阏之水，溉泽卤之地四百余顷，收皆亩一钟。于是关中沃野，无凶年，秦以富强”（《汉书·沟洫志》）。
先秦时代通过耕作、施肥、灌溉等措施改良土壤的活动，其理论基础正是“土脉论”和“土宜论”。这些活动导致了土地利用率的不断提高。在原始生荒耕作制下，人们还不知土壤耕作为何物；人们利用耒耜等农具进行土壤耕作后，才由生荒耕作制进入熟荒耕作制，这一过程在原始农业时代已经完成。夏商周三代，中国从撂荒制转入休闲制，人们的耕作技术也有了相应的提高，并在休闲地上采取了某些改良土壤的措施。春秋战国时代“深耕易耨”和人工施肥技术的发展，则导致了从休闲制向连作制的过渡。战国时代的均由利用率已经远远高于同时代的西欧。
[1] 《禹贡》“厥土为白壤”，马注：“壤，天性和美也。”“咸则三壤”，孔传：“无块曰壤。”《说文》：“壤，柔土也。《释名》：“壤，瀼也，肥濡意也。”《玉篇》：“地之缓肥曰壤。”《说文句读》：“张华曰：凡土三尺以上为壤，三尺以下为土。则以上下言之，谓常耕治者为壤矣。”今人或谓“壤”字从“襄”，襄者助也，为人工培育之义。（中国科学院自然科学研究所：《中国史古代地理学史》，科学出版社，1984年）
[2] 说见金景芳《古史论集》第381──384页。韦注谓“二月朔日也”，误。
[3] 《礼记·内则》“沃之以膏曰淳煞”，《诗经·卫风·伯兮》“岂无膏沐，谁适为容”，用的是“膏”的原义。《山海经·海内经》“西南黑水之间有都广之野，后稷葬焉，爰有膏菽、膏稻、膏黍、膏稷”，《礼记·礼运》“天降膏露”，膏是甘美义；《诗经·曹风·下泉》“芃芃黍苗，阴雨膏之”，膏是润泽义，故《广雅·释言》谓“膏，泽也。”
[4] 《穆天子传》卷一：“曰：天子之，玉果、璿珠、烛银、黄金之膏。”郭璞注：“金膏亦犹玉膏，皆其精汋也。”《春秋元命苞》：“膏者神之液。”
[5] 后世习称肥沃的耕地为“膏壤”或“膏腴”。如潘岳《籍田赋》：“沃野坟腴，膏壤平坻。”
[6] 《水地》又说：“水者何也？万物之本原也，诸生之宗室也，美恶、贤不肖、愚俊之所产也。”与上引文对“地”的表述基本一致，也反映了对水与土地之间密切关系的认识。
[7] 这种土脉论为后世农学家所继承，并把用和土宜论结合起来。如陈旉说：“土壤气脉，其类不一，肥沃硗确，美恶不同，治之各有宜也。”（《农书·粪田之宜篇》）明代马一龙径说：“土，地脉也。”（《农说》）这和我们现在所说的“肥力是土壤的本质”并不抵牾。
[8] “地可使肥”，下节谈对土壤环境的改造，就是在这种思想的指导下进行的。“地可使棘”，当时也确实存在因土地使用过度或不当而造成地力下降乃至衰竭的现象，可参看第七章第四节中关于帛书《经法》等篇“三才”理论的论述。
[9] 参见李根蟠、卢勋：《中国南方少数民族原始农业形态》，农业出版社，1987年。
[10] 《古本考》云：“涛按：《齐民要术》卷一引作‘耕，种也’，盖六朝本如此。止观《辅行传·宏决》一之四引‘耕，犁也’，是唐本已与今本同矣。”《说文解字校录》和《说文解字义证》也说《齐民要术》引《说文》作“耕，种也”。（以上均转引自丁福保《说文解字诂林》）这说明他们所看到的古本《齐民要术》是这样的。今本《齐民要术》与今本《说文》同。
[11] 现在能够识别的甲骨文中无“耕”字，表示耕作的唯一的字是“耤”字，乃一人蹠耒或扶耒而耕的形象。金文中加“昔”字作声符。这大概就是耕字的初文。后来，由于“藉（耤）田”礼制度的建立，“耤”为帝王自耕专用，于是又另造一个“耕”字来表示耕作。
[12] 如《荀子·王制》：“春耕、夏耘、秋收、冬藏，四者不失时，故五谷不绝，而百姓有余食也。”《淮南子·人间训》引魏文侯语：“民春以力耕，夏以强耘，秋以收敛。”
[13] 《易·无妄》六二爻辞：“不耕获，不菑畬。”以“耕获”代表全年农事，“耕”也就是“种”，故以“获”为对文。
[14] 学术界有人认为耰原是一种摩田器，用以碎土，亦作覆种之用，与“耰”的字义滓刚好相反，是难以成立的。说见李根蟠《说“耕耰”》，载《平准》第二集，中国商业出版社，1990年。
[15] 陆宗达：《说文解字通论》第165—166页。陆氏又认为，《说文》无墒字，土部：壤（埌），柔土也。柔土含湿度宜于耕作，壤即今墒字。张祥龄的《释襄》指出：从衣从，从畴（），含有耕作之意。又认为，襄字从衣取义于农夫的“脱衣就功”。（见《说文解字诂林》）可备一说，仍以陆氏的解释为胜。
[16] 如《荀子·天论》：“楛耕伤稼，楛耘失岁……田秽稼恶。”《富国》云：“田肥以易则出实百倍。……田瘠以秽则出实不半。”“田肥以易”是精耕细作的结果，“田瘠以秽”则是粗放耕作所致。
[17] 据夏纬瑛《吕氏春秋上农等四篇校释》校改。《说文》：“螟，虫食谷叶者”，“，虫食苗叶者。”
[18] 据夏纬瑛《吕氏春秋上农等四篇校释》校改。
[19] 《左传》昭公元年杜预注：“穮，耘也。”《说文》训“穮”为“耕禾间”，已接近于今日“中耕”的概念。
[20] 《左传》昭公元年杜预注：“壅苗为蔉。”《诗经·小雅·甫田》“或耘或耔”，毛传：“耔，雝（壅）本也。”
[21] 根据陈奇猷《吕氏春秋校释》的解释。夏纬瑛《吕氏春秋上农等四篇校释》认为这里讲的是覆种，不符合引文原意，陈奇猷已经驳正。
[22] 上述解释根据游修龄先生审阅本编初稿时提出的意见添补。
[23] 这段文字的意译主要根据夏纬瑛《吕氏春秋上农等四篇校释》。在上述五对相互对立的性状中，劳息、肥棘、湿燥的含义都比较明显；最难区分的是力柔和急缓。高注：“急者谓彊垆刚土也，故欲缓；缓者谓沙堧弱土也，故欲急。和二者之中，乃能殖谷。”夏纬瑛认为，力与柔相对，当然是指刚土，高氏现在把急和缓解释为刚和弱，没有和力与柔这对性状区别开来，故不取。夏氏根据下文“人肥（耜，即耕）必以泽，使苗坚而地隙；人耨必以旱，使地肥而土缓”，认为“隙”和“缓”义近，都有“疏和”之义；而与此相对的“急”，应指“着实”。陈奇猷从之。王毓瑚认为，高注未可轻易否定，“力”和“柔”也许是“有劲”、“没劲”的意思。《中国农业科技史稿》则以土壤肥力释放的快慢来解释“急”和“缓”。这两种解释都有道理，但训诂学上的根据不足。按“力”有强坚义，训“力土”为刚土可通。姑从夏说。但这个问题还可以进一步探索。
[24] 据俞樾意见校改。转见夏纬瑛《吕氏春秋上农等四篇校释》。
[25] 夏纬瑛说，这里的“肥”字是广义的，土地能保住水分，也就是所谓“肥”了。
[26] 夏纬瑛说：“人肥（耜，即耕）必以泽，使苗坚而地隙；人耨必以旱，使地肥而土缓”，是承“地可使肥，又可使棘。”来说的。这一语，并非只是说“棘肥”问题，舨实在代表着上文“棘者欲肥，肥者欲棘；急者欲缓，缓者欲急；湿者欲燥，燥者欲湿”等原则的意义而言的；“耜泽耨旱”也不过是举的一个例子而已。
[27] 夏纬瑛《吕氏春秋上农等四篇校释》第37页。
[28] 《说苑·建本》：“孟子曰：人知粪其田，莫知粪其心，粪其田莫过利苗得粟，粪心易行而得其所欲。”用农田施肥比喻修心养性，亦可见“粪田”已较普遍。
[29] 《说文》的“粪（）”字亦与“播”字有关，“粪”所从之“”，官溥说是“矢（屎）”字，似乎不对。《说文》中有“”字，谓系兽爪之形，训为“辨”；或说其后或演变为“番”。但《说文》中又有古文“番”作“”，从“”从手形。段注：“按《九歌》‘（）芳椒兮成堂’，王注：‘布香椒于堂上也。’一作播，丁度、淇兴祖皆云‘，古播字’。”《隶释》载《汉幽州刺史朱龟碑》“播芳馨”，《魏横海将军吕君碑》“遂播声兮芳表”，播均作“”。《说文》：“播，穜（种）也，一曰布也。”“”从“”从手形，疑即以手在阡陌纵横的田中点播或是撒布种子之形；乃“播”字之初文。《说文》“粪”字所从之“”，或与“播”有关。“播”有时也象“粪”一样，可以训为“弃除”。如《楚辞·思古》“播规榘以背度兮”，注：“播，弃也。”这也从一个侧面说明“粪”与“播”可以相通。
[30] 若把“粪”释为肥料，是以马粪为肥料呢？还是用“走马”拉肥料呢？还是稀里糊涂的；不如把“粪”解释为播清楚。
[31] 上引《孟子·滕文公上》文是讲“校数岁之中以为常”的贡法的弊端的，如果把“粪”作施肥解，就很别扭。《孟子正义》引孔广森说，以为“粪其田而不足”，是指“其所获不足之处以偿今年粪田之费”，似乎当时已经流行使用商品肥，尤觉牵强。但如把“粪”解作“播”，则这句话的意思只是说，凶年农民连播种的种子都不够，还要按常额纳“贡”，是很不合理的。上引《孟子·万章下》文，若释“粪”为肥料，“百亩之粪”直译就是“一百亩的肥料”或明或暗“一百亩的施肥”，这和“上农，夫食九人”，如何连得起来呢？赵歧注：“百亩之田，加之以粪，是为上农夫，其所得谷，足以食九口”，痛快倒是痛快，但显然是增字解经。而且，用粪的叫“上农夫”，难道中农和下农就一定不施肥吗？其实，这里的“粪”应作播解，而它又是与上文的“耕者之所获，一夫百亩”，相呼应的。意指百亩播种之所获，能供养多少人吃饭。
[32] 见孙诒让《周礼正义》引江永说。孙诒让指出江说本于南宋项安世。项安世说：“粪种者，积壅秽以培毓之，今南方田皆然。郑司农以为以兽骨汁渍其种，失矣。”（《周礼订义》卷27引）其实对郑注持异议者，还可以追溯到北宋王安石的《周官新义》和刘执中的《周官中义》。刘氏说：“……又取九兽之粪，以化其土，然后种之。非特用其粪，以令其民薙草而灰之，以和其粪，则地有可化之理……”转引自萧璠《“粪种”试释》，台湾《食货》月刊第16卷第9、10期，1987年12月。
[33] 如黄中业《“粪种”解》，载《历史研究》1980年第5期。又见《中国农业科技史稿第》129页。但谓“粪种”系用兽粪施之于田。
[34] 《淮南子·泰族训》：“后稷垦草发菑，粪土树谷，使五种各得其宜，因地之势也。”《人间训》有类似的记载。后稷时是否已经懂得施肥，尚无其他证据。说后稷时已“粪土种谷”，显然是把历史现实化了。但它反映了汉代重视施肥的事实，而且当时已“粪种”，而且“粪土”了。
[35] 烧灰不一定都用于施肥，也可能用作染媒或用以藏物。
[36] 据《史记·河渠书》、《汉书·沟洫志》、《论衡·率性》、左思《魏都赋》等。