在古代农业生产中，反常气候造成的自然灾害，如水、旱、霜、雹、风等，一般是难以抵御的，但人们还是想出了各种避害的办法。其中之一就是暂时地、局部地改变农田小气候。例如，果树在盛花期怕霜冻，人们在实践中懂得晚霜一般出现在“天雨新晴(湿度大)、北风寒切(温度低)”之夜，这时可将预先准备好的“恶草生粪”点着，让它暗燃生烟，藉其烟气可使果树免遭霜冻。这种办法在《齐民要术》中已有记载。清代平凉一带还施放枪炮以驱散冰雹、保护田苗。

(4)土宜论与土脉论

土地是农业生产的基本要素之一。土地对农业的重要性是不言而喻的。如前所述，中国古代农学把土地视为万物之所由生，财富之所由出，因此，“尽地利”成为农业生产的基本要求之一。在长期与土地打交道的过程中，人们积累了有关土地和土壤的丰富知识，逐步形成科学的体系。我国传统土壤学包含了两种很有特色而相互联系的理论，这就是土宜论和土脉论。

土宜或地宜的概念出现颇早。相传周族先祖弃就曾“相地之宜，宜谷者稼穑焉”(《史记·周本纪》)。春秋战国时期的许多古书中都谈到了土宜，难以遍举，从中可以看出，“相高下、视肥硗〔qiao 敲〕、序五种”已成为农夫的常识，同时也是政府有关官员的职责。土宜的概念包括了不同层次的内容。《周礼·大司徒》：“以土宜之法，辨十二土之名物，以相民宅而知其利害，以阜人民，以蕃鸟兽(畜牧业)，以毓草木(农林业)，以任土事(郑注：就地所生，任民所能)；辨十有二壤之物而知其种，以教稼穑焉。”古人把黄道周天划分为12次，每次各有其分野。所以，“十二土”非指12种土壤，而是指12个地区的不同土壤。土宜的第一层含义是重视农业的地区性，根据地区特点安排生产与生活。在同一地区内，则应按照不同土地类型(如山林、川泽、丘陵、坟衍、原隰〔xi 习〕，古所谓“五地”)全面安排农牧林渔各项生产，这是土宜的第二层含义。按照不同土壤类别，安排不同的作物，则是它的第三层含义。土宜的概念，在后世农业中获得继承和发展，内容不断深化。就因土种植而言，不但作物选择，而且播种时间，耕作深浅和方式，施肥种类和方法等等，都要考虑土宜。

土宜论是建立在对不同土壤、不同地类及其与动植物关系的深刻认识的基础上的。中国在春秋战国时期已对土壤作出细致的分类。被李约瑟称为“世界最早的土壤学著作”的《尚书·禹贡》，根据土壤的颜色和质地把九州土壤分为十种，如黄土高原肥沃而疏松的原生黄土称黄壤；河北一带黄土因含盐碱物质较多呈白色，故称白壤；山东半岛丘陵地区富含腐殖质、肥沃而松隆的土壤称黑坟；土性坚刚的称垆[lu炉]；黏土称埴[zhi 直]；下湿土称涂泥等，据近人考证，其所述大体符合我国土壤分布状况。《管子·地员》则按肥力的高低把九州土壤为三等18类，每类五种，共90种。中国古代土壤分类的知识远远超出同时代的西欧。尤其值得注意的是，中国古代农学并非孤立地进行土壤分类，而是十分注意不同土壤、不同地类与不同的动植物的相互依存。《禹贡》在论述九州土壤类别地势高下的同时，也胪列了九州的植被和物产。《地员》更详列了各类土壤所宜生长的作物品种、果品、草木、鱼产和牲畜。它首次揭示了植物依地势高下垂直分布的特点，指出“凡草土之道，各有谷造，或高或下，各有草物”。《周礼·大司徒》还记载了辨别五类土地(山林、川泽、丘陵、坟衍、原隰)上生长的不同动植物的“土会之法”。不妨说，中国传统土壤学本质上是一种土壤生态学。

在作物生长的外界环境中，气候是人们难以控制和改变的，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。作为这种实践的结晶并为之提供理论根据的就是土脉论。《国语·周语》有这样的记载：古时候，大史顺应时令观察土壤动态，每年立春，当房宿(农祥星)晨悬中天，日月相会于“营室”所在天宇时，大地的气脉开始搏动，这时就要进行春耕。把土壤中的温湿度、水分、养分和气体的流动等性状概括为“土气”或“地气”这样一个笼统的概念，把土壤看成是有气脉的活的机体。这可视为战国时人对西周以来经验的总结。土壤气脉，在一定意义上可以理解为土壤的肥力，或土壤肥力的基础。这种土脉论为后世农学家所继承和发展，并把它和土宜论结合起来。如陈旉说：“土壤气脉，其类不一，肥沃硗埆[que 却]，美恶不同，治之各有宜也。”(《农书·粪田之宜篇》)明马一龙径说：“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。

既然土壤有气脉，气脉有盛有衰，可损可益，那么，土壤的肥力状况就不是固定的，而是可以在人力的影响下变化的。《吕氏春秋·任地》：“地可使肥，又可使棘(瘠)。”上引《周礼·大司徒》职文分言十二土与十二壤，郑玄在其《周礼注》中解释说：“壤，亦土也，以万物自生焉，则言土；以人所耕而树艺焉，则言壤。”用现代土壤学术语说，土是自然土壤，壤是耕作土壤。当时人们已经认识到，通过人类的农业活动，可以使自然界土壤发生适合人类需要的变化。这在土壤学史上应是一个了不起的发现。《周礼·草人》还谈到“土化之法”，这是指使土地变得肥美而适合农作需要。具体办法是什么呢？《周礼》谈得比较模糊，东汉王充却回答了这个问题。《论衡·率性》：“夫肥沃硗埆，土地之本性也。肥而沃者性美，树稼丰茂；硗而埆者性恶，深耕细锄，厚加粪壤，勉致人功，以助地力，其树稼与彼肥沃者相似类也。”在这里，作物产量的高低是衡量土壤肥力的综合指标，它不但肯定土壤肥瘠是人力可以改变的，而且明确指出“深耕细锄、厚加粪壤”是瘠土转化为沃土的条件。在这个基础上继续发展，孕育出著名的“地力常新壮”的理论。南宋陈旉批判了“地久耕则耗”的观点，他指出有人说田地种三五年地力就消乏，土敝气衰，草木不长，这是不对的；如果能经常添加新沃的土壤，施用肥料，田地就会越来越肥美，地力就能经常保持“新壮”的状态。这和西方古代的土地肥力递减论形成鲜明的对照，是中国传统农学最光辉的思想之一。陈旉又指出：“虽土壤异宜，顾治之如何耳。治之得宜，皆可成就。”(《农书·粪壤之宜篇》)这和近代土壤科学所说的，“没有不好的土壤，只有拙劣的耕作方法”是一致的。

(5)巧借秋墒济春旱

中国古代农学对土地环境的改造是综合的，主要措施有耕作、施肥、排灌、农田结构改良和合理的耕作栽培制度等等。下面略作介绍。

耕作改土的理论基础正是土脉论与土宜论。《吕氏春秋·任地》：“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。”这是土壤性状的五对矛盾，其中力柔是指土质的硬软，急缓是指土壤肥力释放的快慢。处理这些矛盾要求适度，防止偏颇。西汉《氾胜之书》进一步把上述要求概括为“和土”这样一个总原则。“和”是古人心目中自然界和社会秩序和谐的理想状态。“和土”就是力求土壤达到肥瘠、刚柔、燥湿适中的最佳状态。如坚固的土壤要反复“耕摩”，所谓“强土而弱之”，松软的土壤要反复“耕蔺(镇压)”，以至驱牛羊践踏，所谓“弱土而强之”。土壤以松紧适度、形成团粒结构者为佳。古人诚无团粒结构之概念，但在实际经验中懂得何种土壤状态最利于作物生长，他们用“和”这样一个笼统的概念来表达这种认识。抽象模糊的哲理性概念和具体细致的感性经验的结合，正是中国传统农学的特点之一。

通过耕作措施创造良好的土壤环境，以黄河流域旱地耕作体系最为典型。由于黄河流域春旱多风，人们很早就懂得播种后立即覆土——“耰”〔you优〕。春秋时人们明确提出“深耕疾耰”的技术要求。但早期的耕作只是即将播种时进行的简单的松土，耕和耰都是和播种不可分的。汉魏以来，随着牛耕铁犁的推广，始则出现畜力牵引的耱〔mo 莫〕和挞代替原来手工操作的耰，继之又出现了畜力耙，这样，耕作就可以在播种前反复进行。每次耕翻都要用耙把坷垃耙碎，然后用耱进一步把表土耱细耱平，切断土壤毛细管，避免水分蒸发，使土壤形成上虚下实、保水保肥性能良好的耕层结构。有了这套工具和方法，又可以通过秋耕蓄秋雨以济春旱，秋耕因而受到人们的重视。播种以后要及时镇压，这不但能使种土相亲，而且可以连通土壤的毛细管，把土壤中的水分提上来(提墒)，以利出苗。出苗后则要进行及时而细致的中耕。中耕与否，是中国传统农业与中世纪西欧农业的重要区别之一。前面曾经谈到，西周时人们对中耕已很重视，以后人们又总结了一套锄早、锄小(草小时锄)、锄了、锄不厌数(不怕次数多)和按苗情墒情定锄法的技术。民谚说：锄头中有水又有火。可见中国农民早已认识到中耕既能抗旱又能提高地温促进庄稼生长。耕-耙-耱(耢)-压-锄，这是黄河流域旱地耕作技术体系的主要环节，由于有了这一精细而巧妙的耕作体系，黄河流域春旱的威胁在相当程度上获得了缓解。

(6)惜粪如惜金，用粪如用药

施肥是给作物生长创造良好土壤环境的另一重要措施。我国农业土地利用率的不断提高，是以恢复和培肥地力技术的进步为前提的。地力的恢复，在撂荒制下，完全依靠自然的过程；在休闲制下，已有人工干预的措施，如在休闲地上芟〔shan山〕除草木，并用水淹或火烧，使之变成肥料。我国何时有意识地施用肥料，还有不同看法①，但施肥受到比较普遍的重视，显然是连种制开始代替休闲制的战国时代。当时人们要求“积力于田畴，必且粪(施肥)灌”(《韩非子》语)，而“多粪肥田”已被认为是“农夫众庶”的日常任务了(《荀子》)。汉代人又把施肥和改土联系起来。宋以后，随着复种制的发展，人们对施肥的增产作用和维持地力的作用认识更加深刻，人们认为“粪田胜于买田”(《农桑辑要》)，甚至到了“惜粪如惜金”(王祯《农书》)的地步。“勤耕多壅(施肥)，少种多收”(《补农书》)成为传统农业的基本原则。

为了多施肥料，人们千方百计开辟肥源，到了明清时代，在农书中有记载的肥料已达130多种。这些肥料，一部分来自自然界。例如，早在战国时人们就割取青草、树叶等烧灰作肥。以后又广泛利用草皮泥、河泥、塘泥等，水生萍藻也在人们收集之列。更多的来源于人类在农业生产和生活中的废弃物，诸如人畜粪溺、垃圾脏水、老坑土、旧墙土、作物的秸秆、糠秕、老叶、残茬，动物的皮毛骨羽等，统统可以充当肥料。人工栽培的绿肥是由天然肥发展而来的。汉代人们已懂得最好等待地上青草长出后翻耕，使青草烂在地里作肥。在这一启发下，人们逐步开始有意识种植绿肥。晋张华《博物志》中谈到岭南人在稻田中冬种苕[tiao 条]子，是关于人工绿肥的最早记载。绿肥出现后，被广泛种植于夏闲地，实行粮肥轮作，我国农田施肥的范围就大大扩展了。榨油后的枯饼、酿造后的渣糟，也属“废弃物”范围。陈旉《农书》首次记载用“麻[米凡]〔shen伸〕”作肥料，以后这种肥料也增至几十种。饼肥成为化肥传入以前最为优质高效的商品肥。我国传统农家肥以有机肥为主，但封建社会后期石灰、石膏、硫磺等无机肥料也开始使用。