向水库争取的耕地，有利的条件是水分经常充足，即使不够，也还可以从水库中取得补充。可是天然水库，往往是天然水道自己调节蓄泄的枢纽。开垦之后，水库容量降低，就会损害原来的蓄泄作用。如果蓄泄作用遭到严重损害时，则洪泛期可能酿致上下游地区的重大水灾。从南宋到清代，江、浙滨海一带已吃过不少亏。另一方面，湖滨边缘的芦苇带，常是飞蝗产卵的地方。如果只是芦苇，则掘蝻掘卵，甚至引水淹灌浸杀，不必有所顾忌。但种上庄稼之后，便会有种种矛盾出现。长远利益与眼前利益，局部利益与大地区利益之间，如何正确处理，值得周详考虑。
耕地可以从平地向低洼处扩展，也可以向高处扩展。低洼地的问题是排除积水和土壤中过多的水分，高处则必须先有蓄水与灌溉的设施，所以同样也要靠农田水利工程来创造所需要的条件。《泛胜之书》的种稻方法，要求稻田中的水流动交换，各畦之间必定有高低差别。这就说明，当初在坡地上已创制了雏形的“梯田”，一级比一级高，最上一级从小型蓄水库或水源引水灌溉以后，逐渐向下方流递。这种梯田，在秦岭以南也曾发展过。公元四世纪的《华阳国志》和五世纪的《水经注》，都记有早期四川丘陵地带的梯田。后来，长江的中游和下游也接受了上游的经验，作成梯田，让水稻上山。到了南宋初，连陡峻的山坡也开成了梯田。陈旉《农书》中记有江、浙两省的种稻梯田。范成大《骖鸾録》所记江西的稻田，已开到和地面成很大角度的陡坡上，才正式提出了“梯田”的名称。这种高山田，有蓄水条件，靠各种大小的水库来灌溉的，可以种水稻；无蓄水条件的，可能种些耐旱的杂粮；地力过薄，肥料和水都缺乏的，往往就培植一些药材等类半野生经济植物。开辟山田，必须有蓄水拦泥的措施，防止水土流失。种水稻，因为必须建成真正的梯田，水土保持得较好，才不会造成水土流失的问题。其余蓑衣田、鱼鳞田等，不但收获没有把握，而且破坏天然植被后，会引起严重的水土流失，极为有害。这类山地，只能“还林还牧”，发展适合于山区性质的生产。否则，应当修成带有水库的梯田来保持水土，作长远的顾全大局的打算。
旱田里要维持定量的水，让作物能够生长，灌溉也还不是惟一的办法。大气愈干燥，蒸发量也愈大，土壤里能保持下来不蒸发的水也愈少，这是干旱的基本现象。向土地里灌下少量的水，往往作物没有来得及吸收，就已经蒸发掉了。还有，大气愈干燥，昼夜温差（包括气温和地面温度）也愈大，土壤温度变化也就愈剧烈，常常增加根部夜间吸水的困难。因此，干旱环境中作物的生长，困难原因很多。可是甘肃的农民所建造的“沙田”，在耕地的地面上先铺一层粗沙，再逐层铺上小石子和大石块，作成一个保护层，庄稼种在保护层以下的泥土里。这个保护层，一方面能从稀少的降水里保存断续的补充，同时也可以减少裸露地面直接蒸发的损失；另一方面，它是一个很好的保温层，使地面白天不至于太热，夜间也不致于由于辐射而散热过快。更有意义的是，这些粗细颗粒，夜间气温降低到“露点”时，却供给了最好的凝聚表面，可以结露，反而从大气里面收回水分，还给土壤。用这种办法，解决了许多学理上技术上的难题，能在较短的无霜期中，取得一般认为难有希望的收获，这在农业技术史上创造了一个奇迹【8】。
（三）维持地力
作物在消耗地力方面，同天然植被有很大的差别。作物的产量，比一般天然植被高（这是作物之所以成为作物的基本条件），从而构成它们的体质，也就必须消费更多的无机养分。这些无机养分，成为作物的体质后，主要地都集中在人类所需要的子粒和叶或块根块茎里面，作物成熟之后，这些东西即以收获物的形式被人类采收走了，不像天然植被那样，绝大部分在原地点还给了土壤。这就是说，土壤里面矿物性营养成分，大量地从原地点搬走，并没有还给土壤。再从质的方面说，作物的种类（包括方式比较复杂的轮作或套种），总比天然植被要单纯一些，因此，从土壤里所吸收的物质，不论从种类或各种物质所占的分量比例看，都比较单一。同一套作物，继续在同一块土地裹面播种多次之后，当地矿物质供应中的某些缺陷，便会表现得愈来愈明显：本来不很够的某些成分，愈来愈少；本来过剩时会有害庄稼的物质，也就愈积累愈多。总的结果是“地力”衰退，收获的质与量降低。最初人们从事农业生产时，不了解这种原因，更没有什么补救的方法，所以产量下降的现象出现得特别快。那时候只能轮流撂荒，依靠自然过程来恢复地力。从经验和观察中，不难发现居住地附近，地里有过人粪尿和家畜粪尿，或抛弃过草木灰的地方，作物生长结实的情形比较良好。从实践经验出发，便会有意识地把这些东西撒到田地里去，也就是“上粪”，这就是施肥的开始。人类靠自己的劳动，主动维持地力，干预自然，取得了一个新的胜利。
但是，知道上粪的好处之后，并不是在所有农田里立刻都应用了这个新的发现，而抛弃了原来轮流撂荒的方法。普遍上粪，首先必须有可以利用的肥源，此外，还要有积累，搬运和使用这些肥料的工具与技术知识。
“粪”字原来的意义是从住处清理出来而不能再作其它用途的一切有机无机物质，也就是今日口语中所谓的“垃圾”。凡吃剩或已经变质不能吃的食物，农产品加工所得的各种副产品，灶灰，扫除所得的尘土等等，总之，清洁卫生中应当搬出去（古来称为“粪除”）的束西。动物的粪尿，所谓“矢溺”（现在写成“屎尿”），只是其中的一项。《左传》、《论语》等春秋末年文献中，已出现过“粪土”这个名称，但没有明确地提到用它们去“上地”。战国末，《韩非子·解老》才明确地说：“积力于田畴，必且粪灌”（努力去种地的，必定会加肥灌水）。《泛胜之书》中，所举上地的肥料，共有豆萁、“蚕矢”（即蚕粪）、“土粪”、“溷中熟粪”（猪圈裹面人粪尿和猪粪尿的混合腐熟物）。同时，还提出用休闲的办法来恢复地力：“田，二岁不起稼，则一岁休之”（田地，连续种了两年，收成减少时，就休闲一年）。可见，肥料来源还不够充裕。崔寔《四民月令》有“正月粪畴”一条，注明是向大麻田里上粪。《齐民要术》所记肥料来源，除有蚕粪、熟粪、土粪外，还加上了旧墙土，和先在地里播种一批绿豆或小豆，再翻入地襄去作“绿肥”等新项目。《齐民要术》现有版本中，前面附有一篇《杂说》，是后来人搀进去的；其中有一段“踏粪法”，用藁秸或干土，铺在牛舍地下，吸收粪尿，即今日所谓“垫圈”，估计可能是我国廐肥的最详细的记録，可惜作者时代无从确定。南宋陈旉《农书》中，增加了“麻帆【9】”，烧土粪、灶灰，并且提出两种积肥方法：一种是在有屋顶遮蔽的“粪屋”里，积下“扫除之土，簸扬之糠粃，断藁（破碎的藁秸）、落叶，积而焚之，沃以粪汁（即将粪水浇在灰土上），积之既久，不觉其多”；长江流域各省，至今还用相类似的方式积肥。一种是湿制堆肥，即将一切无用的有机物质在水面以下沤到腐熟，也是长江以南各处至今通用的办法。
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