古代抗旱耕作与当代节水型农业应用(选修课《中国科学技术史》期末论文)

中国科学技术史期末论文 古代抗旱耕作与 当代节水型农业应用 古代抗旱耕作与当代节水型农业应用 摘要：本文主要介绍了古代抗旱耕作技术产生的原因与具体实施方法，分析其能够流传至 今的原因，进一步了解当代的节水型农业的具体应用。 Abstract：This thesis mainly introduced the reason of the ancient times combated drought which is the cultivation technique and the specific methods. Analyzes the reason why it can spread until now to understand contemporary the water-preservation agriculture concrete application further. 关键词：北方、农业、水利、抗旱、保墒、技术应用 Key Words: North、 Agriculture、 Water Conservancy、 Combated Drought、 Keep Water、Technical Application 古代最重要的生产部门是农业，农业受自然因素的影响极大，经常面临干旱的危机。 可见，水利便是农业的命脉，为了促进农业发展，中国人民同大自然斗争了几千年，修建 了无数大大小小的水利工程：都江堰、龙首渠、芍陂、黄河大堤、灵渠、大运河等皆为著 名的水利工程。淮河以北的中国北方地区，由于降雨量稀少，农业生产经常面临干旱，水 利工程似乎成为了最佳选择。但是，在以户为单位的小农自然经济的条件下，水利工程要 覆盖到家家户户，显然是不可能，所以改变耕作的方法，增强抗旱的能力更为具有可行性。 自农业诞生以来，北方农民在抗旱耕作方面取得了巨大成就，为当代所借鉴。 北方的抗旱耕作主要以蓄墒保墒为中心，墒就是指土壤里的湿度。 最早出现的一种抗旱耕作法可能是畎亩法，主要实行在先秦以前。畎亩法，由畎和亩 两部分组成。畎是沟，亩是垄，所以，畎亩法又名垄作法。 这种耕作法对于土地的利用包括“上田弃亩，下田弃畎”两种方式。它的特点是：在高 田里，将作物种在沟里，而不种在垄上，这就叫“上田弃亩”。在低田里，将作物种在垄上， 而不种在沟内，这就叫“下田弃畎”。高田种沟不种垄，有利于抗旱保墒；低田种垄不种沟， 有利于排水防涝，且有利于通风透光。抗旱主要体现在“上田弃亩”之中。干旱的原因在于 缺水，尤其是土壤中水分的缺乏。俗话说，水往低处流。沟低于垄，自然土壤中的水分含 量就比垄上高。这就是畎亩法抗旱的道理。西汉的代田法便将“上田弃亩”的抗旱原理发扬 光大。这项技术也一直沿用至今。 到了汉武帝刘彻末年，为了增加农业生产，任赵过为搜粟都尉。赵过把关中农民创造 的代田法加以总结推广，即把耕地分治成甽（同畎，田间小沟）和垅，甽垅相间，甽宽一 尺（汉一尺约当今 0.694 尺） ，深一尺，垅宽也是一尺。一亩定制宽六尺，适可容纳三甽三 垅。种子播在甽底不受风吹，可以保商，幼苗长在甽中，也能得到和保持较多的水分，生 长健壮。在每次中耕锄草时，将垅上的土同草一起锄入甽中，培壅苗根，到了暑天，垅上 的土削平，甽垅相齐，这就使作物的根能扎得深，既可耐旱，也可抗风，防止倒伏。第二 3 年耕作时变更过来，以原来的甽为垅，原来的垅为甽，使同一地块的土地沿甽垅轮换利用， 以恢复地力。 在代田法的推广过程中，赵过首先令离宫卒在离宫外墙内侧空地上试验，结果较常法 耕种的土地每汉亩（大亩，约合 0.69 市亩）一般增产粟一石（大石，合今二市斗）以上， 好的可增产二石。随后，赵过令大司农组织工巧奴大量制作改良农具耦犁、耧犁，又令 关中地区的郡守督所属县令长、三老、力田和里父老中懂农业技术的使用改良农具，学习 代田法的耕作和养苗方法，以便推广。在推广过程中，发现有些农民因缺牛而无法趁雨水 及时耕种，于是赵过又接受前平都令光的建议，令农民以换工或付工值的办法组织起来用 人力挽犁。采用这样的办法，人多的组一天可耕三十亩，人少的一天也可耕十三亩，较旧 法用耒耜翻地，效率大有提高，使更多的土地得到垦辟。后来代田法不仅行于三辅地区， 也推广到河东、弘农、西北边郡乃至居延等地，都收到了提高劳动生产率和增产的效果。 确实起到了“用力少而得谷多”的好效果。 氾胜之书是西汉晚期的一部重要农学著作，一般认为是我国最早的一部农书。书中 记载了当时一种抗旱高产的栽培技术方法，这就是区种法。 “汤有旱灾，伊尹作为区田，教 民粪种，负水浇稼。 ”、 “区田以粪气为美，非必须良田也。诸山陵近邑高危倾阪及丘城上， 皆可为区田。 ”、 “区田不耕旁地，庶尽地力。 ”、 “凡区种，不先治地，便荒地为之。 ” 区种法，又称区田法，是专为抗旱而设计的。区种有两种形式，一种是宽幅区种法， 一种是小方形区种法。无论是宽幅区田，还是小方形区田，它们都具有以下的一些特点： （1）作区深耕，不耕小区以外的土地，以充分挖掘区内土地的增产潜力。 （2）等距点播，区田内所种作物的行距、株距都有一定的规格，呈等距点播形式，这 样可以保证作物有良好的通风透光条件。 （3）便于管理，因为区田不耕旁地，故施肥、灌溉，以及中耕除草都在区内进行，便 于充分发挥人力和物力的作用，同时等距点播也便于区内操作。 （4）由于区田不耕旁地，只是着眼于区内深耕，起到抗蚀保土的作用。这个特点使得 “诸山陵、近邑高危、倾阪及丘城上，皆可为区田”，在提高单位面积产量的同时，还扩大 了耕地面积。 然而，不论是畎亩法、代田法，还是区种法，也不论是垄作法还是平作法，都必须面 临如何减少土壤水分的散失，以及如何解决翻耕后，平整地面和破碎土块等问题。汉代采 用的是耕摩结合的方法，即在翻耕后用“摩”来摩平地面和摩碎土块，以减少土壤水分的散 失，魏晋时期，则在耕摩之间又加上了“耙”，形成了耕、耙、耱三位一体的旱地耕作技术 体系。从此以后，中国北方旱地耕作技术形成了。 中国历史上虽然有较为发达的水利事业，但却长期滞后于农业的发展，加上自然方面 的原因，使得干旱成为中国农业发展的最大的不利因素。中国历史上的自然灾害，以旱灾 占首位。中国的北方旱地又是发生旱灾的主要地区。解决干旱问题首先在于兴修水利，而 在水利事业滞后的情况下，采用抗旱耕作则不失为一种更为行之有效的办法。 当代，主要衍生出以下几种较为行之有效的抗旱耕作方法： 一、垄作法：是一种行之有效并长期沿用的防旱防涝耕作法，有着提高地温、防止风 蚀作用。据测定，垄作比平作增产 14.2，土壤风蚀量减少 90以上。 二、砂田法：是一种用砂为覆盖物的特殊耕作法。能大大减少土壤水分蒸发，提高土 壤含水量。据调查测定，春旱时砂田土壤含水量 13.8，能够播种出苗，而不覆砂的土壤 含水量仅为 7.2，不能播种。 三、深松耕法：是用无壁犁或松土铲只松土而不翻转土层的抗旱耕作法，曾在宁夏和 黑龙江等省广泛应用。据测定，应用局部深松，耕层有效水分增加 4.55.6，渗透率提 高 1340。 四、蓄水聚肥改土耕作法：近年来，在山西省晋中地区进行推广。它吸取了抗种、沟 垄种植，聚肥聚水耕作之长，增产效果明显。特别是在坡地上，可有效地减少径流，控制 水土流失。 五、机械化旱作农业体系：包括机械深耕、镇压、精耕播和茎秆粉碎还田的一套行之 有效的玉米机械化旱作体系。 六、覆盖抗旱耕作法：可用作物残茬覆盖、草把铺盖、塑料薄膜覆盖等做法，再配合 翻耕、旋耕、深耕等不同耕作手段将更好。其中作物残茬覆盖，就是利用作物本身桔秆或 残茬覆盖，既能秸秆还田，又能达到蓄水、保墒、保土、增产的效果。 古人的智慧给了我们无限的启示，为当代节水型农业打下了理论与实践的基础。为了 克服干旱少雨的气候条件及恶劣的自然环境，不断提高该地区的农业产量，人们在实