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農業的起源
人類於社會的最初階段主要依靠狩獵及採集野生植物的果實為生，狩獵是男性的任務，而採集是女性的任務。隨氏族制的發展、人口的增加和分佈地域的擴大，人們開始需要穩定的生活資源，採集和狩獵經濟開始滿足不到人們所需要。婦女在長期從事採集的過程中，發現了這些植物的種子在土壤、水份和氣候等自然條件適宜，便能發芽、開花和結果，慢慢掌握了一些植物的生長規律，便在住所周圍有意識地栽培這些植物，這就是農業的起源。後來又經過長時間的摸索及實踐，逐漸把植物的栽培擴大到田野上去，於是，農業便漸漸成了人類主要的謀生手段。
在原始農業的最初階段，人類對土地的利用方法稱“生荒耕作制”。這方法是指人們播種後遷徙到另一個地方，待他們看到當地植物成熟時，才回到原來播種過的地方去收獲穀物，等到來年播種時，又再遊牧到另一個新的地方。後來人們發現原來遺棄的土地，荒廢一段時間後又恢復肥沃，於是人們就在居住地附近利用幾塊土地輪流播種，以得到所需要的糧食，於是原始的生荒耕作制便逐步發展到“熟荒耕作制”階段。其耕作方法最初為“刀耕火種”，即用石斧砍伐土地上的雜草和樹木，經日曬後用火焚燒，土地經過火耕不僅土質鬆軟，且能增加肥沃性，不需翻耕便能播種。用尖木棒和木手鋤播種，用石刀和陶刀收割穀穗，隨生產工具的改進和生產經驗的積累，中國的原始農業便從火耕過渡到耜耕階段。
農業制度
農作制度是指農作物栽培中土地利用方式和保證農作物高產、穩產而有關農業技術措施的總體，在歷代農業生產中都佔有重要地位。它的核心是正確處理用地和養地的矛盾，使土地保持肥沃。中國古代的勞動人民在幾千年的農業生產實踐中，對土地利用和保養的方式，取得了非常豐富的經驗。據研究，中國古代的農作制度大體經歷了西周至戰國時期的撂荒農作制、秦漢至隋唐時期的輪作復種制、宋元至明清時期的輪作復種制和間作套種制三個發展階段。
考古資料表明，中國人民的農耕歷史已有七千多年，但農耕制度的文獻記載卻始見於西周時期。當時人們對土壤的利用是採取撂荒農作制。由於生產工具落後，耕作較粗，生產水平低下，土地被開墾後，連續耕種幾年，待地力耗盡，收成減少，只好將已耕地廢棄，等土地依靠自然力恢復地力後，再重新開墾耕種，這種農作方式被稱為撂荒農作制。而撂荒農作制包括生荒農作制和熟荒農作制兩個階段。春秋時期已實行熟荒農作制，即將已耕地和撂荒地定期輪換耕作，是撂荒農作制的高級階段。於一般情況下，耕作一年，撂荒一年，或耕作一年，撂荒兩年。由於鐵農具和牛耕的推廣，大大便利了人們耕作工序。到戰國中後期，荒地被大量開墾，人們遂漸廢棄了撂荒農作制，而推行土地連種制，並在連種制的基礎上，開始採用輪作復種制，“精耕細耨”和“多糞肥田”等養地措施亦被廣泛使用。人們養地已由依靠自然力發展到利用勞動培肥，從而進一步提高了用地的程度。
秦漢至隋唐時期，北方土地連種制已經定型，並在此基礎上廣泛推行了輪作復種制。輪作復種制是中國古代耕作制度的主要組成部份。輪作是在一定的年限內，於一塊田地上，按預定的次序輪流種植不同的農作物，合理輪作可以提高和恢復土壤的肥沃性，提高農作物的產量及品質。復種是指在同一塊土地上，一年內種植農作物一次以上。一年種農植作物兩次或三次的復種，稱一年兩熟或三熟。兩年內種植作物三次的復種稱兩年三熟制。中國古代各種復種次數的多少，主要根據各地的自然條件和生產條件的不同而異，一般是北方少而南方多。這一時期，中國北方發展了兩年三熟的輪作復種制，南方則發展了一年兩熟的輪作復種制。從而將中國的土地利用率提高到百分之一百五十以上。在提高用地的同時，人們積極加強了養護措施。首先人們進行豆類作物和穀類作物的合理輪作，充分利用豆科作物在生物固氮方面的養地作用，同時採取綠肥作物與糧食作物輪作復種，充分發揮綠肥的養地作用，提高土壤肥沃性。在賈思勰的<<濟民要術>>中記載了作物的輪作方法達十二種之多，這都是古代勞動人民進行輪作復種經驗的總結。其二是不斷提高精耕細作的水平，加強土壤耕作的物理因素的養地作用。例如人們總結的“凡耕之本，在於趣時、和土、務糞澤、早鋤早獲”。“代田法”、“區種法”等因地制宜的耕作法的推行；南北朝以來的“凡耕高下田，不問春秋，必須燥濕得所為佳”；“秋耕欲深，春夏欲淺”等經驗的總結，都是提高耕作水平以達到養地目的所採取的措施。另外，增積糞肥，合理施肥，加強化學與生物化學因素的養地作用。漢代基肥的施用得到推廣，發展了種肥，開始追肥。南北朝以後肥料的種類不斷增加。人們採取深耕細鋤、厚加糞壤等人工培肥土壤的養地措施，為輪作復種制的發展奠定了基礎。
宋元至明清時期，南方與北方的用地程度都有顯著提高。南方普遍推行一年兩熟制，部份地區實行了一年三熟制，使南方部份地區最高土地利用率提高了三倍。而北方廣泛實行兩年三熟制，部分地區推行一年兩熟制。同時南北兩方都在輪作復種制的基礎上大力推廣間作套種制。套種是指於前季作物生長的後期，將後季作物播種或栽種在前季作物的株、行間或畦間的種植法，以解決茬口的矛盾，提高復種指數，增加面積單位產量。如麥行間套種棉法，稻行間套種綠肥。在加強生物因素養地方面，除廣泛應用豆穀輪作和肥糧作物輪作復種外，還發展了許多不同的新方法。到了清朝，不但豐富和發展了間作套種制，而且間套復種綜合運用，全面發展，遂步形成了三位一體的農作制度。
由此看來，我們不難看出中國古代農作制度的發展史實際上是用地和養地矛盾鬥爭的歷史。而於中國古代勞動人民長期從事農業生產的實踐中，不斷解決用地和養地的矛盾，推動了農作制度的發展。
農具及灌溉工具
古代的主要農具
中國古代人民在長期從事農業生產過程中，創造發明瞭多種農具，使農業生產技術不斷提高。原始社會的農具主要是用石質、木質及骨質材料製成的，人們用石斧等砍伐樹木和雜草，進行整地；用尖木棒鬆土播種；用石刀、陶刀和蚌收割莊稼；用石磨盤、磨棒和石臼加工糧食。
隨農業的發展，生產工具不斷改進，以適應生產的需要。如在尖木棒下端綁上一短橫木，稱為"耒"，便於用腳蹬踏翻地。在生產過程中，人們感到用這種單齒耒翻耕，面積小，效率低，於是將其改良為雙齒耒，後來又演進成板狀刃，稱為"耜"。耜冠最早是木製的並與耜柄呈一體，後耜改為以石質與骨質製成，耜柄仍為木質，似現代的鐵?，這種複合工具堅實耐用，大大提高了翻地的效率。在陜西西安半坡發現的石耜，以及在浙江余姚河姆渡發現的骨耜，都證明瞭當時的黃河流域以石耜為主。長江流域除用石耜外，還用骨耜。這種骨耜的耜冠用個體較大的偶蹄類動物的肩胛骨製成，柄部則木製的。耜冠的形狀是上端厚且窄，下端刃部薄而寬，耜面正中有一道淺槽，槽旁有兩個長孔，用以綁耜柄，耜冠上端裝一腳踏橫木，便於腳踏翻耕。骨耜結構完善，刃部鋒利，適宜翻耕南方的水田。耒耜的操作原理大體相同，耕者手握耜柄，向下推耜，同時用腳蹬踏橫木，合力將耜冠推入土中，耜冠入土後，將耜柄下壓，耜冠抬起，將土翻出。這複合農具大大提高了翻土效率。
到奴隸社會的夏、商和西周時期，農具仍以石、木、骨、蚌器為主，同時使用了少量的青銅農具，主要有钁、鏟、鋤、鐮等。在河南鄭州商前期鑄銅作坊遺址中出土的近二千件陶模具裏，鑄銅钁用的模具數量很多，顯示銅钁是當時農業生產的重要工具之一。青銅農具雖不普遍，但其在中國農具史上具有重要意義，為鐵製農具的出現奠定了基礎。春秋戰國時期，鐵器逐步推廣到各社會生產領域，並逐漸普遍起來。到戰國中晚期，鐵器已成為生產和生活中不可缺少的工具。鐵農具代替了過去的石製、骨製農具和青銅農具，大大提高了農業生產效率，對中國傳統的農業生產技術有重大意義。戰國時代的鐵農具種類繁多，常見的有钁、鏟、鋤、鍤、鐮、犁鏵和耙等。這些鐵農具大都是用可鍛鑄鐵製成的，堅硬而鋒利。但當時不少鐵農具只是按上鐵口或鐵刃，並不是全鐵質的，如鐵犁鏵，是將一"V" 字形的鐵鏵冠套在木製的犁床上，外側為刃，但已具備了鐵犁鏵的基本形態，稱為鐵口犁。這種形狀的鐵犁鏵一直沿用到西漢時期。鐵钁呈長條形，橢長圓形孔，厚重而堅實，使用時雙手握钁柄，揮動雙臂，自上而下刨翻土地。漢代鐵農具種類逐漸增多，漢代劉熙<<釋名•釋器>>中記載的已有十二種。全鐵製農具慢慢代替了鐵口農具，新型農具不斷出現，如在全鐵制的犁鏵上裝上了鐵犁鏡，提高了耕犁的破土及翻土能力。宋代的鐵農具已成配套，有開墾整地的酈刀，耕地的鐵犁鏵和耕播一體的耬鏵，中耕鋤草的彎鋤和耘耙，收割的大鐵鐮等，引證了宋代的耕作程式比較完備。元代王禎<<農書>>中記載農具一百零五種，並繪有圖譜。圖中農具在種類和用途方面都大大超越前代，居於當時世界的領先地位。
灌溉工具是古代農具重要的組成部分。中國原始的灌溉工具可能是甕和尖底瓶的陶製容器。春秋戰國之際，人們普遍採用桔槔和轆輪提水灌田。桔槔是用簡單的杠杆原理製成的，前輕後重，"引之則俯，舍之則仰"，吸水既怏又省力，可日灌百畝。但桔槔只活用於淺井低岸，對深井高岸就無能為力了。後又發明利用輪軸製成的轆轤和滑車提水灌田，其原理在於在輪軸上緯繞繩子，系上提水容器，通過滑輪的轉動提水灌溉。用一根繩子系一個桶，從一個方向轉動一次能提一桶水，如用兩根繩子系兩個桶，以相反方向繞於輪軸上，向一個方向轉動提一次水，向另一方向轉動時，又提一次水，滿桶上空桶下，提高了灌水效率。這種傳統的灌溉工具至今在中國北方一些農村仍使用。三國時期，馬鈞對東漢畢嵐創制的翻車(又稱龍骨車)加以改進，製成了更加完備實用的翻車。用人力搖動杠杆，通過木齒輪的運轉，拖帶輪間的鏈板引水灌田。翻車是中國古代引水機械的重要發明，在相當長的歷史時期內都發揮了良好的灌溉作用。唐宋時期，除繼續使用桔槔、轆輪和翻車進行灌溉以外，還發明以水為動力的筒車和以畜力牽引的高輪筒車。據王禎<<農書>>中關於筒車的記載是：在河流湍急之處，立一木架輪，輪高於岸，輪輞上斜裝竹筒若干，隨輪轉動，急流沖擊輪板，帶動水輪旋轉，輪下竹筒浸入水中，灌滿水後隨輪上升，升至最高處開始下行，筒口傾斜向下，水流入高高架起的木槽中，便可灌溉良田。這種筒車輪徑的大小，竹筒的多少，取決於河岸的高度和水流的緩急。歷代灌溉工具的發明，對農業生產的發展都起了重要作用。
水利設施
水利是農業的命脈，早在5000年左右的龍山文化時期，中原地區的先民們就開始了用水灌田。到了4000年前時，開溝洫（水溝、水渠）以灌溉的水利工程已出現。商代，田間已有了簡單的水渠。西元前605年，楚國期思（今河南淮濱縣南期思集）的孫叔敖，主持修建了淮河流域的渠系工程──期思雩婁灌區。魏國的鄴縣（今安陽縣）縣令西門豹主持興建漳河十二渠，引漳灌鄴。戰國時魏惠王十年，即西元前360年，組織勞力從今榮陽縣古滎鎮到中牟縣西的圃田澤，開挖了一條人工運河──鴻溝，引黃河水東流。魏惠王三十一年，又從圃田澤挖河，把水東引至今天的開封市。以後又從開封開挖兩條河道，分別向南向東入淮河。漢代，興修水利的高潮在中原仍方興未艾。隨著興修水利，中國最早的灌溉機械也在中原應運而生。春秋時衛國一帶出現的最早灌溉工具──桔槔，開創了我國灌溉機械的先河﹔到了漢代，一種更為先進的灌溉工具──轆轤廣泛使用﹔曹魏時期，馬鈞在洛陽發明河道、池塘向上汲水的灌溉機械──翻車。回首古代中原農田水利建設的歷史，不難看出，中原人民對中國古代農業文化的發展和進步，做出了不可磨滅的重大貢獻。
農學著作
悠久的農業歷史，積累了豐富的農業技術經驗，產生了傳統的農學制識理論。很久以前，我國就出現了農學論文專著，反映了我們祖先在農業上的偉大成就。據不完全統計，中國古代的農學著作，包括現存的和已經散失的，總數約有三百七十多種，內容十分豐富。
牛耕法和曲轅犁
中國古代農業傳統的耕作方法，大體經歷了火耕、耦耕和犁耕的演變過程。火耕是在撂荒農作制時期，人們按"燒薙殺草"、 "耕田反草"兩道工序進行耕作，即燒掉肥沃土地上的雜草，進行播種耕作。收獲完後，將不再肥沃的土地廢棄不耕，等其依靠自然力恢復肥沃後，再燒掉雜草進行播種耕作。耦耕，歷來的學者對其有不同的解釋，有二人並耕說；一人耕一人耰說；二人對耕說；一人扶犁一人拉犁說。據研究，這幾種不同的耦耕方式，是耦耕由低級到高級、由簡單到複雜發展過程中的幾個階段。耦耕經過一個漫長的年代後發展為犁耕。犁耕經歷了由人耕向畜耕的演變，在這一演變中，由間歇動作的人耕發展為連續向前運動的人耕，由人耕再發展為畜耕，即牛耕或馬耕。牛耕的出現是中國農業技術史上使用動力的一次革命，具有重要意義。
中國關於牛耕的歷史也是很悠久的，甲骨文中就有犁和牛的字樣，證明商代可能已有農耕。春秋戰國之際，隨鐵農具的使用變得普遍，牛耕得到了推廣，在＜國語•晉語＞中有"宗廟之犧，為畎田之勤"的記載，說當時用來祭祀宗廟的牛，已被驅趕到畝上耕作。還有人用牛或耕牛作為名字，例如孔丘的弟子冉耕，字伯牛。反映當時用牛耕田已是常事。漢代大規模推廣牛耕，當時出現了二牛三人的耦耕、二牛一人犁和一牛雙轅犁。山西平陸西漢墓的壁畫中有一幅牛耕圖，刻畫了西漢普遍採用的一人扶犁二牛抬杠式的牛耕法。西漢農官趙過還發明"自動化"耕作，運用播種三行的"三腳耬"，將開溝、下種、覆土三道工序一次完成，是一種將耕播融於一體的先進耕作法。東漢時，不僅在中原地區，牛耕還進一步推廣到了長江和珠江流域，牛耕技術也有新的進步，出現了一牛挽犁，操作時比二牛抬扛式更加靈活方便。
唐朝發明結構更加科學和完備的曲轅犁。關於曲轅犁的形狀在唐陸龜蒙的＜耒耜經＞一書中有詳細的記載。唐以前的犁為直轅、長轅，犁架大且笨重，而曲轅犁改直轅、長轅為曲轅、短轅，犁架變小，輕便靈活。曲轅犁還增設了犁秤，便於調節耕地的深淺。犁轅頭上安裝了可以轉動的犁槃，便於耕犁調頭和轉彎，提高了耕作的速度。還有翻地碎土的犁壁和保護犁壁的犁策，可起畝作壟，利於精耕。曲轅犁改變了二牛抬杠式的牽引方法，一牛即可挽拉，不但節省了畜力，而且提高了耕地的效率。中國的犁耕發展到唐代已基本定型，曲轅犁的發明是繼漢代犁耕發展之後又一次突破，在中國古代犁耕史上具有重大意義。
代田法和區種法
代田法和區種法是漢代勞動人民創造的先進的耕作方法，是對戰國時期壟作法的發展，在中國古代農業科學技術中佔有重要地位。
代田法是漢武帝時期趙過推廣的一種適宜於北方乾旱地區的耕作方法。據記載，其主要內容是在土地上開溝作壟，播種於溝中，待幼苗長出三葉以上時，進行中耕除草，並將壟上的泥土推到溝中，培壅苗根，到收獲季節，圳與壟平。第二年溝壟位置互換，溝壟輪番利用。由此可見，代田法是低作與高作相結合的耕作方式，春季播種時和幼苗階段是低作，播種在溝裏，夏季中耕除草後，就成為高作。這種耕作方法在每個生產週期中，溝與壟互相變換位置，而又總是在溝裏播種，便產生了輪番利用土地的效果，原來播種的壟溝休閑，原來休閑的壟台就被利用起來。
代田法能使幼苗得到較充足的水分而健壯成長；能使作物紮根深，有利於防風抗旱；能使莊稼直立生長，不易倒伏；能使地力得到充分的恢復和利用。代田法與精細的田間管理相結合，可以達到"用力少而得穀多"的效果。據記載，代田法推廣後，每畝田的產量增加達一至二石。
區種法是漢代耕作方法上的另一重要成就，它是在小面積的土地上，綜合運用深耕細作、增肥灌溉、精細管理等項措施，創造高產豐收的耕作方法，是中國耕作園田化的開端。據<<汜勝之書>>記載，區種法有兩種耕作形式：一種是寬幅點播區種，一種是方形點播區種。方形區種法首先是深挖作區，方區的大小、深淺及區與區之間的距離，要根據土壤的肥瘠和栽培作物的不同而有所區別。一般情況下，粟在肥沃土地上作區，長、寬和深都是六寸(漢制) ，區間距離為九寸。如若在肥沃性較差的土地上作區，區的大小和間距都要相應增大。
區種法不用耕地，只需在區內深挖、澆水、施肥和中耕除草也只限於在區內，這樣可將人力物力集中在所耕方區之內，充分發揮小區內土地的生產力，以保證作物生長良好，獲得豐收。根據<<汜勝之書>>記載，實行區種法後，單位面積產量大大提高，上田"畝收百斛"，中田"收粟五十一石"，下田"收二十八石"。可見區種是一種先進的耕作技術。
糧食作物栽培
中國不僅是歷史悠久的農業古國，也是世界上栽培植物的起源中心之一。許多農作物都是中國勞動人民首先從野生植物培育成功的。
糧食貯藏與加工
據文獻記載和考古學資料表明，中國古代糧食的貯藏分為地下窖藏和地面倉貯兩種方法。早在其始社會人們就逐漸懂得了利用土壤的保溫作用挖地窖藏糧。在距今七千多年前的河北武安磁山新石器時代遺址中，發現了貯糧的地窖，有圓形和方形兩種，古代稱圓形窖為竇，方形的叫窖。窖藏有許多優點，正如如獻中記載的"既無風雨雀鼠之耗，也無水、火、盜賊賊慮"。同時糧食在低溫常溫下易於長期保存。古時歷代官府和百姓都曾使用過地窖貯糧。
中國古代地面貯糧的設施稱倉、廩和庾。倉，是指屋內藏糧，即糧倉。廩，即敞屋內藏穗。庾，即指露天堆穀處。據記載，商代甲骨文中對廩已有記載，＜詩經＞亦有倉和庾的記載，說明中國至遲在商、周時期就開始用倉、廩、庾等設施貯糧。從考古發掘的實物看，在山西襄汾陶寺龍山文化遺址中已出土了木製的"倉形器"，說明用倉貯糧可能在原始社會晚期已經出現了。河南洛陽金穀園漢代墓葬中出土了漢代陶糧倉模型，其中有大豆萬石陶倉、大麥萬石陶倉、黍粟萬石陶倉等。倉底有三足，上有圓形倉蓋，為我們瞭解和研究漢代的糧倉形狀提供了實物資料。此外，在河南密縣、四川彭縣等地出土的畫像磚上，也常常見到漢代的倉房和倉樓的圖像，充分說明在漢代以倉貯糧是非常普遍的。到了宋元時期，糧倉的建築更加科學，上有氣樓，可通風透氣，前面有簷楹可阻擋風雨，內外裸露的椽簷均用灰泥塗飾，以防火防蠹。此外中國古代對熟食、酒類、水果等的貯藏也累積了豐富的經驗。
中國古代加工糧食的工具經歷了由簡單到複雜，由原始到先進的發展過程。在河南新鄭裴裏崗新石器時代早期的遺址中，就出土了加工穀物的石磨盤和磨棒這些比較原始的加工工具。各地出土的綠釉陶磨、舂米畫像磚和杵臼人像等，形象生動地再現了漢代人民使用石磨磨面方用腳踏動石碓春米的情景。東漢時期又發明水碓，這是採用下擊水輪帶動凸輪運轉，撥動腳踏碓舂米的水利加工機械。從生產力發展的角度看，它比人力踏碓、杵臼舂米的效率高了百倍。魏晉南北朝時期，又創製了連磨和水碾。連磨是以牛牽引，通過齒輪運轉，帶動八盤石磨同時加工穀物。水碾，必先建水堰，利用水的沖力，推動水臥輪帶動石碾碾米。中國風扇車的發明也是比較早的，一九六九年在河南濟源泗澗溝出土了西漢時的陶踐碓和陶風車的模型，這是西漢發明使用風車的物證。風車是一種利用空氣流動的推力，運用流體力學、慣性、杠杆、輪軸等物理原理，將風能轉代為機械能的有效機械。古人正是運用了風車的這一特性，將所得的機械能用於分離穀物與雜質，既節省了時間，又節省了人力。河南濟源陶風車的發現，引證中國約在北宋千多年前發明風車。這些糧食加工機械的發明，充分體現了中國古代人民的智慧和偉大的創造力。