第二章 精耕细作天人相参——中国传统农业科学技术
第三节 盗天地之时利——对环境条件的适应和改造
从农业的总体来分析，农业技术措施可以区分为两大部分：一是适应和改善农业生物生长的环境条件，二是提高农业生物自身的生产能力。我国农业精耕细作技术体系包括了这两个方面的技术措施。在本节中，我们先谈第一方面的措施。
(1)“食哉唯时”和“勿失农时”
《尚书·舜典》中有一句话，叫“食哉唯时”，意思是解决民食问题的关键是把握时令、发展生产。历代统治者总是把“敬授民时”作为施政的首务。春秋战国诸子百家尽管有诸多分歧，但在主张“勿失其时”、“不违农时”、“使民以时”方面，却是少有的一致。
为什么“时”受到如此的重视？这是因为农业是以自然再生产为基础的经济再生产，受自然界气候的影响至大，表现为明显的季节性和紧迫的时间性。这一特点，中国古代农业更为突出。中国古代农民和农学家农时意识之强为世所罕见。他们认为从事农业生产首先要知时顺天。《吕氏春秋·审时》提出“凡农之道，厚(候)之为宝”的命题，并以当时主要粮食作物为例，详细说明了庄稼“得时”和“先时”、“后时”的不同生产效果，指出“得时之稼”籽实多、出米率高、品质好，味甘气章，服之耐饥，有益健康，远胜于“失时之稼”。西汉《氾胜之书》讲旱地耕作栽培原理以“趣(趋)时”为首，明马一龙《农说》阐发“三才”理论以“知时为上”，等等。作为农时观念的产物，形成了中国特有的月令体裁农书，特点是根据每月的星象、物候、节气等安排农事和其他活动。它在中国农书和农学文献中中不但占有相当大的比重，而且是最早出现的一种，如《夏小正》。在其他体裁的农书中，也往往包含类似月令的以时系事的丰富内容。
中国古代农时意识之所以特别强烈，与自然条件的特殊性有关，也和精耕细作传统的形成有关。
黄河流域是中华文明的起源地之一，也是中国农学的第一个摇篮。它地处北温带，四季分明，作物多为一年生，树木多为落叶树，农作物的萌芽、生长、开花、结实，与气候的年周期节奏是一致的。在人们尚无法改变自然界大气候的条件下，农事活动的程序不能不取决于气候变化的时序性。春耕、夏耘、秋收、冬藏早就成为人们的常识。黄河流域春旱多风，必须在春天解冻后短暂的适耕期内抓紧翻耕并抢栽播种，《管子》书中屡有“春事二十五日”之说，春播期掌握成为农时的关键一环。一般作物成熟的秋季往往多雨易涝，收获不能不抓紧；冬麦收获的夏季正值高温逼熟，时有大雨，更是“龙口夺食”。故古人有“收获如盗寇之至”之说。黄河流域动物的生长和活动规律也深受季节变化制约。如上古畜禽驯化未久，仍保留某些野生时代形成的习性，一般在春天发情交配，古人深明于此，强调畜禽孳乳“不失其时”。大牲畜实行放牧和圈养相结合，一般是春分后出牧，秋分后归养，形成了制度，也是与自然界牧草的荣枯相适应。
随着精耕细作技术的发展和多种经营的开展，农时不断获得新的意义。如牛耕推广和旱地“耕、耙、耢”及防旱保墒耕作技术形成后，耕作可以和播种拉开，播种期也有更大的选择余地，而播种和耕作最佳时机的掌握也更为细致了，土壤和作物等多种因素均需考虑。如《氾胜之书》提出“种禾无期，因地为时”。北魏《齐民要术》则拟定了各种作物播种的“上时”、“中时”和“下时”。施肥要讲“时宜”，排灌也要讲“时宜”。如何充分利用可供作物生长的季节和农忙以外的“闲暇”时间，按照自然界的时序巧妙地安排各种生产活动，成为一种很高的技巧。南宋陈旉《农书·六种之宜》说：“种莳之事，各有攸叙。能知时宜，不违先后之叙，则相继以生成，相资以利用，种无虚日，收无虚月，一岁所资，绵绵相继。”他认为农业生产是“盗天地之时利”，这种道家的语言出自这位农学家之口，带有主动攘夺、巧妙利用天时地利的意义。明清一些地方性农书的作者(多为经营地主)，在他们的农事时间表上，农忙干什么，农闲干什么，晴天干什么，雨天干什么，都有细致的安排。
(2)物候、星象、节气
那么，中国古代人民是如何掌握农时的呢？
这有一个发展过程。对气候的季节变化，最初人们不是根据对天象的观测，而是根据自然界生物和非生物对气候变化的反应(如草木的荣枯、鸟兽的出没、冰霜的凝消等)所透露的信息去掌握它，作为从事农事活动的依据，这就是物候指时。在中国一些保持或多或少原始农业成分的少数民族中，保留了以物候为农时主要指示器的习惯，有的甚至形成了物候计时体系——物候历。我国中原地区远古时代也应经历过这样一个阶段。相传黄帝时代的少昊氏“以鸟名官”：玄鸟氏司分(春分、秋分)，赵伯氏司至(夏至、冬至)，青鸟氏司启(立春、立夏)，丹鸟氏司闭(立秋、立冬)。玄鸟是燕子，大抵春分来秋分去，赵伯是伯劳，大抵夏至来冬至去，青鸟是鸧鴳〔cangyan 仓宴〕，大抵立春鸣，立夏止，丹鸟是鷩〔bi 必〕雉，大抵立秋来立冬去。以它们分别命名掌管分、至、启、闭的官员，说明远古时确有以候鸟的来去鸣止作为季节标志的经验。甲骨文中的“年”字是人负禾的形象，而“禾”字则表现了谷穗下垂的粟的植株，故《说文》讲“谷熟为年”。这与古代藏族“以麦熟为岁首”(《旧唐书·吐蕃传》)、黎族“以藷蓣之熟，以占天文之岁”(《太平寰宇记》)如出一辙，都是物候指时时代留下的痕迹。物候指时虽能比较准确反映气候的实际变化，但往往年无定时，“月”无定日，同一物候现象在不同地区不同年份出现早晚不一，作为较大范围的记时体系，显得过于粗疏和不稳定。于是人们又转而求助于天象的观测。据说黄帝时代已开始“历法日月星辰”(《史记·五帝本纪》)。当时测天活动是很普遍的，其流风余韵延至三代，顾炎武就有“三代以上，人人皆知天文”的说法。人们在长期观测中发现，某些恒星在天空中出现的不同方位，与气候的季节变化规律吻合，如北斗星座，“斗柄东向，天下皆春；斗柄南向，天下皆夏；斗柄西向，天下皆秋，斗柄北向，天下皆冬”(《鹖〔he和〕冠子》)，俨然一个天然的大时钟。有人研究发现，我国远古时代曾实行过一种“火历”，就是以“大火(即心宿二)昏见”为岁首，并视“大火”在太空中的不同位置确定季节与农时。但以恒星计时适于较长时段(如年度、季度)，有时观测也会遇到一定困难；较短时段纪时的标志则莫若月相变化明显。于是又逐渐形成了朔望月和回归年相结合的阴阳合历。所谓朔望月是以月亮圆缺的周期为一月，所谓回归年是以地球绕太阳公转一次为一年。但回归年与朔望月和日之间均不成整数的倍数，十二个朔望月比一个回归年少11天左右，故需有大小月和置闰来协调。又，朔望月便于计时，却难以反映气候的变化。于是人们又尝试把一个太阳年划分为若干较小的时段，一则是为了更细致具体地反映气候的变化，二则也是为了置闰的需要。探索的结果最后确定为二十四节气。二十四节气是以土圭实测日晷为依据逐步形成的。不晚于春秋时已出现的分、至、启、闭是它的八个基点，每两点间再均匀地划分三段，分别以相应的气象和物候现象命名。二十四节气的系统记载始见于《周髀算经》和《淮南子》。它准确地反映了地球公转所形成的日地关系，与黄河流域一年中冷暖干湿的气候变化十分切合，比以月亮圆缺为依据制定的月份更便于对农事季节的掌握。它是中国农学指时方式的重大创造，至今对农业生产起着指导作用。
中国农学对农时的把握，不是单纯依赖一种手段，而是综合运用多种手段，形成一个指时的系统。如《尚书·尧典》以鸟、火、虚、昴四星在黄昏时的出现作为春夏秋冬四季的标志，同时也记录了四季鸟兽的动态变化。《夏小正》和成书较晚但保留了不少古老内容的《礼记·月令》，都胪〔lu 卢〕列了每月的星躔〔chan 缠〕、气象、物候，作为安排农事和其他活动的依据，后者还实际上包含了二十四节气的大部分内容。这成为后来月令类农书的一种传统。二十四节气的形成并没有排斥其他指时手段。在它形成的同时，人们又在上古物候知识积累的基础上，整理出与之配合使用的七十二候。春秋战国时代，人们还在长期天文观测的基础上，试图依据岁星(木星)在不同星空区域中12年一循环的运行，对超长期的气候变化规律以及它所导致的农业丰歉作出预测。二十四节气作为中国传统农学的主要指时手段，是和其他手段协同完成其任务的。元人王祯在其《农书》中说：“二十八宿周天之变，十二辰日月之会，二十四气之推移，七十二候之变迁，如循之环，如轮之转，农桑之节，以此占之。”他为此制作了“授时指掌活法图”，把星躔、节气、物候归纳于一图，并把月份按二十四节气固定下来，以此安排每月农事。他又指出该图以“天地南北之中气作标准”，要结合各地具体情况灵活运用，不能“胶柱鼓瑟”。这是对中国农学指时体系的一个总结。
(3)“侔造化、通仙灵”的人工小气候
人们无法改变自然界的大气候，但却可以利用自然界特殊的地形小气候，并进而按照人类的需要造成某种人工小气候。我国人民很早就在园艺和花卉的促成栽培上利用地形小气候和创造人工小气候，从而部分地突破自然界季节的限制和地域的限制，生产出各种侔天地之造化的“非时之物”来。
早在秦始皇时代，人们已在骊山山谷温暖处取得冬种甜瓜的成功。唐朝以前，苏州太湖洞庭东西山人民利用当地湖泊小气候种植柑橘，成为我国东部沿海最北的柑橘产区。唐代官府利用附近的温泉水培育早熟瓜果。王建《宫词》说：“酒幔高楼一百家，宫前杨柳寺前花。御园分得温汤水，二月中旬已进瓜。”
温室栽培最早出现在汉代宫廷中。《汉书》说，西汉时政府的“太官园”，在菜圃上“覆以屋庑〔wu武〕”，“昼夜燃蕴火”，冬天种植“葱韭菜茹”。这是世界上见于记载最早的温室，比西欧的温室早了1000多年。类似的还有汉哀帝时的“四时之房”，用来培育非黄河流域所产的“灵瑞嘉禽，丰卉殊木”。汉代温室栽培蔬菜可能已传到民间，有些富人也能吃到“冬葵温韭”了。唐代温室种菜规模不小，有时“司农”要供应冬菜2000车。北宋都城汴梁(今河南开封)的街市上，十二月份还到处摆卖韭黄、生菜、兰芽等。王祯《农书》记载的风障育早韭、温室囤韭黄和冷床育菜苗等，也属于利用人工小气候的范围。这种技术推广到花卉栽培，有所谓“堂花术”。南宋临安(今浙江省杭州市)郊区马塍盛产各种花卉。凡是早放的花称堂花。方法是：纸饰密室，凿地为坎，坎上编竹，置花竹上，用牛溲硫磺培溉；然后置沸水于坎中，当水汽往上薰蒸时微微煽风，经一夜便可开花。难怪当时人称赞这种方法是“侔〔mou 谋〕造化、通仙灵”了。
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㊟，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。
肥料要经过沤制加工，促其发酵腐熟，以提高肥效，古称“酿造”。施肥方式与技术也很讲究，有种肥、基肥和追肥。如何施肥才能用最小工本取得最大效果？人们强调要看时宜、土宜和物宜，把施肥比作对症下药，即所谓“用粪如用药”(陈旉语)。
用地和养地相结合是我国农业的优良传统。我国古代之所以土地利用率不断提高而地力长久不衰，重视施肥、精耕细作和合理的轮作倒茬是最重要的原因。
(7)合理排灌与土壤环境的改良
农田的合理排灌对改善土壤环境也是很重要的。举例说，黄河流域先秦时代的沟洫制，就是通过开挖排水沟洫，形成长条型垄台，结合条播、合理密植、间苗除草等措施，建立行列整齐、通风透光的作物群体结构，不仅改变了涝渍返碱的土壤环境，而且创造了良好的农田小气候。战国以后，农田灌溉发展起来。人们往往用引水淹灌并改种水稻的办法洗盐，或者利用北方河流含沙量高的特点灌淤压碱。漳水十二渠和郑国渠在这方面都做得十分成功，使“千古斥卤(盐碱地)”成为亩产一钟的良田。西汉贾让曾对此总结说：“若有渠灌，则盐卤下湿，填淤加肥，故种禾麦，更种秔稻，高土五倍，下田十倍。”(《汉书·沟洫志》)北宋王安石变法期间也曾在黄河流域大规模放淤压碱。南方梯山围水，也包含了通过适当排灌，改善土壤水分状况的措施在内。南方水稻田的水浆管理，既要满足水稻生长各阶段对水的需要，又要避免稻田因长期渍水而温度不足、通气不良的弊病。陈旉《农书》记载江南水稻耘田采取“旋干旋耘”的办法，耘过的田，要在中间和四傍开又大又深的沟，把水放干，至田面坼裂为止，然后再灌水。这样做，就是为了提高地温，促进氧化。陈旉说这“胜于用粪”。这种开沟烤田的办法，至今仍流行于苏南地区，农民称之为丰产沟。为了改善水稻田土壤结构，又有犁冬晒垡，水旱轮作，在冬水田上开腰沟排水等项措施。至于秧田排灌管理，就更为细致了。
(8)高产栽培法与低产田改造
在综合运用耕作、施肥、灌溉等项技术方面，我国古代还创造了一些特殊的高产耕作栽培法。如西汉赵过创造代田法，把六尺宽的亩作成三沟三垄，种子播在沟中，出苗后锄垄土壅苗，渐至垄平，这样做可以防风抗旱。同时又采取耦犁作垄，耧车条播等措施，大大提高了劳动生产率。垄和沟的位置年年轮换，也就是耕地中利用部分和闲歇部分轮番交替，代田法由此得名。这样做，耕地得以劳息相均，用养兼顾。代田法曾在西汉都城长安所在的关中地区和西北边郡屯田区推行，收到明显增产效果。后来由于牛耕的普及和耕-耙-耱-压-锄抗旱保墒耕作技术体系的形成，黄河流域一般已不需要采用垄沟种植的形式。
始见于《氾胜之书》的区田法，是把农田作成若干宽幅或方形小区，采取深翻作区、集中施肥、等距点播、及时灌溉等措施，夺取高产丰产。它不一定要求有成片的耕地，不一定采取铁犁牛耕，但要求投入大量劳力，比较适合缺乏牛力和大农具、经济力量薄弱的小农经营。据《氾胜之书》记载，区田可以达到“亩产百石”。从历代试验包括解放后试验的材料看，区田法确能抗旱高产，但产量未必如《氾胜之书》宣传的那么高，而且费劳力太多，难以大面积推广。倒是遇到牛疫或旱灾时，不失为救急济贫的良法。
清代耿荫楼还设计过一种“亲田法”，每年轮流在全部耕地中选出部分耕地，加倍精耕细作、施肥灌水，既能旱涝保收，又能轮流培肥地力。
我国古代劳动人民在改造低产田方面是下了不少工夫的。华北多盐碱地，除上文谈到的沟洫排盐、种稻洗盐、放淤压盐之外，还有种植苜蓿、耐盐树种治盐和深翻窝盐等办法。南方多冷浸田，又有犁冬晒垡，开沟烤田，熏土暖田和施用石灰、骨灰、煤灰等办法。
甘肃干旱贫瘠山区还创造一种“砂田”。土地耕后施肥，分层铺上砂石，造成保温、保水、压盐的土壤环境，这种田收成甚好，但造田和改铺要花费大量劳力，堪称农业技术史上的一项奇迹。
中国现有的许多耕地原来的条件并不好，是历代人民加以改造才成为良田的。这样的土地国外是很少利用的。这一事实表明中国人在与大自然的斗争中是有高度智慧和毅力的。