《氾勝之書》中的水分生理知識(shí)和科學(xué)思想

韓占江

(塔里木大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,阿拉爾 843300)

《氾勝之書》是我國現(xiàn)存最早的一種農(nóng)書,是中國古代四大農(nóng)書之一,也是世界上最早、最權(quán)威、影響最大的農(nóng)書之一?！稓飫僦畷返闹饕獌?nèi)容包括耕、播、種、收等七個(gè)項(xiàng)目,總結(jié)了兩千多年前西漢黃河流域中上游地區(qū)(西北地區(qū))的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)操作,代表著當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技的最高水平。作者氾(fán)勝之,是大約生活在公元前一世紀(jì)西漢末期的一位優(yōu)秀農(nóng)學(xué)家,氾勝之的祖先本姓凡,后來為了躲避秦亂,遷往氾水,因此改姓氾。氾水是濟(jì)水的支流,流經(jīng)今天山東省曹縣和定陶縣,現(xiàn)在一般認(rèn)為氾勝之是山東省曹縣人。氾勝之在家鄉(xiāng)的時(shí)候,對(duì)農(nóng)作物的種植等非常精通,有著豐富的農(nóng)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。后來,他被朝廷派到三輔,也就是今天陜西省的中部地區(qū),管理農(nóng)業(yè),教農(nóng)民種田,取得了很好的效果。在總結(jié)前人農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,氾勝之結(jié)合自己在三輔教田的實(shí)踐,寫就了這本農(nóng)學(xué)著作——《氾勝之書》。

一、趣時(shí)、和土、務(wù)糞澤的系統(tǒng)論、總體觀

《氾勝之書》開篇即強(qiáng)調(diào)了時(shí)令、水分、肥料的重要性,“凡耕之本,在于趣時(shí),和土,務(wù)糞澤,早鋤早獲”?！摆s上時(shí)令、使土壤整體狀態(tài)最佳、保持肥力與水分”三者并不是孤立存在的,而是有機(jī)聯(lián)系的并成為一個(gè)完整體系。不趕上時(shí)令,便不能使土壤狀態(tài)最佳,也沒有可供植物生長(zhǎng)所需的水和肥力。沒有最佳狀態(tài)的土壤,不會(huì)有可供植物利用的水與肥力,就是趕上時(shí)令也沒用。狀態(tài)好的土壤,不在相當(dāng)?shù)臅r(shí)令中,仍不能滿足植物的需求。總結(jié)起來,這條總原則強(qiáng)調(diào)的是人類應(yīng)盡量創(chuàng)造最適當(dāng)?shù)霓r(nóng)作物生長(zhǎng)條件,土壤結(jié)構(gòu)、土壤含水量、土壤溫度等各方面要協(xié)調(diào),也即是“天時(shí)”+“地利”+“人和”。

《氾勝之書》中多次提到的“和”,其實(shí)是受先秦哲學(xué)思想的影響,尤其是《道德經(jīng)》。老子在《道德經(jīng)》中說“道生一,一生二,二生三,三生萬物。萬物負(fù)陰而抱陽,沖氣以為和”,認(rèn)為萬物是在陰陽二氣交互適合的狀態(tài)中產(chǎn)生、發(fā)展的。這里面提到的“和”是目的,是結(jié)果,是狀態(tài),是“和諧、平衡、均衡、和平”的意思,“沖氣”就是實(shí)現(xiàn)“和”的過程或方法。

“和”應(yīng)用到社會(huì)上,成為作為社會(huì)規(guī)范的“禮”的基本要求之一,所謂“禮之用,和為貴”。這里的“和”即恰到好處的意思。“和”應(yīng)用到土壤上,則是指土壤整體性狀的一種理想狀態(tài)。土壤以松緊適度、形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)者為好,古人雖無團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的概念,但對(duì)此已有所認(rèn)識(shí),而用“和”這樣一個(gè)模糊的概念來表達(dá)這種認(rèn)識(shí)。抽象模糊的哲學(xué)概念和具體細(xì)致的感性經(jīng)驗(yàn)的相結(jié)合,正是中國古代農(nóng)學(xué)的特色之一。

凡耕之本,在于趣時(shí),和土,務(wù)糞澤,早鋤早獲。

“早鋤早獲”也是《氾勝之書》強(qiáng)調(diào)的重要原則?！霸玟z”強(qiáng)調(diào)是要在間苗、除草等農(nóng)務(wù)上早行動(dòng);“早獲”說的是有些農(nóng)作物要早收獲,不然會(huì)遭受損失,比如大豆,容易落花落莢,要是等豆粒掉落的時(shí)候再收割,產(chǎn)量就要受到影響,所以大豆是收獲之后,在谷場(chǎng)上成熟的。

二、“保澤”之重要

西漢時(shí)期的西北地區(qū)降水量少,分布又不均勻,人工補(bǔ)水困難,因此必需以最大的努力,讓土壤保持和供應(yīng)植物生長(zhǎng)所需的水分,《氾勝之書》稱之為“保澤”(即為“保墑”)。做到了“保澤”,便可以滿足旱地農(nóng)作物生長(zhǎng)條件中大部分因素。“保澤”基本的操作是盡可能地收納并保留降水,《氾勝之書》對(duì)于保留各種形式的降水有詳細(xì)的記錄。

首先,在春夏雨季下雨后,酌情趕著耕種。一般春天土地溫度和墑情適宜的時(shí)候,就要趕著耕地,下小雨后,再耕地;但是如果溫度和墑情不適,一定不要耕地,因?yàn)楦酥笸寥辣２蛔劇７N麻,一般選擇二月下旬、三月上旬,趁著有雨的時(shí)候下種。三月份,榆樹結(jié)莢時(shí)如果有雨水,高處的“強(qiáng)土”地就可以種禾、種豆;如果此時(shí)雨水大,需要等土壤干得發(fā)白的時(shí)候再鋤地。

其次,雪也是極為重要的“澤”,甚至有時(shí)候露水也是“澤”。冬季雪停后,用工具將雪堆壓到麥田,不讓風(fēng)吹走,有利于春天土壤保墑。種麥季節(jié)如果沒有雨,可以將催芽的種子在天亮之前播種,讓露水和種子一起下到土里,增加土壤墑情。

最后,旱到極致,可用井水澆灌,但要將井水曬暖去掉“寒氣”再澆灌。三月種瓠時(shí),一般需要每區(qū)澆水二升;干的地方,再澆數(shù)次。種麥時(shí)遇到秋旱,一般在桑葉落的時(shí)節(jié)澆麥;如果秋雨適合,墑情夠,就不要再澆灌了。種芋時(shí),區(qū)內(nèi)放好糞肥后澆水,然后腳踩使其保墑;旱的時(shí)候,要多次澆灌。

《氾勝之書》強(qiáng)調(diào),無論降水、井水,應(yīng)用時(shí)都必須注意結(jié)合其他生產(chǎn)條件,才能使土壤結(jié)構(gòu)、植物生長(zhǎng)得到最大的益處。春夏小雨后耕翻,就可以把雜草連同翻下作為綠肥,同時(shí)也能達(dá)到除草的目的,效果好,耕一次當(dāng)五次。井水要曬熱才能澆,避免土壤溫度驟然下降,而引起植物吸水困難,而且“雨澤時(shí)適勿澆”、澆不欲數(shù)。

土壤結(jié)構(gòu)不同,保水力供水力不同,對(duì)植物生長(zhǎng)的影響也不同,同時(shí)間接地從肥力方面影響作物生長(zhǎng)。這種復(fù)雜的關(guān)系,我們的祖先很早就注意到了,《氾勝之書》提出了“強(qiáng)土弱之”“弱土強(qiáng)之”兩條主要原則。

(1)耕后勞摩。一方面碾碎土塊,在地面做成一層平整的較均勻的細(xì)粒覆蓋;同時(shí)切斷上升的毛管水,減少蒸發(fā)。

(2)調(diào)整耕翻時(shí)間。春季土壤墑情適宜,可耕;如果干旱,一般不耕地,待到墑情適宜的時(shí)候(如小雨后),抓緊時(shí)間耕地。這里主要是強(qiáng)調(diào)土壤水分和耕作質(zhì)量的相關(guān)性,水分適宜時(shí)耕地,土地質(zhì)量才高,適墑耕地和搶墑耕地是非常必要的,春季適宜墑情的持續(xù)時(shí)間可能很短暫,一旦條件滿足,就要抓緊時(shí)間開展春耕、適期播種。

(3)利用多次輥壓,甚至“以牛羊踐之”。土壤“軟”“弱”時(shí),可以通過輥壓、牛羊踐踏等方式,使土變“強(qiáng)”(可增加毛細(xì)作用)。

經(jīng)過一段時(shí)期的植物生長(zhǎng),土壤結(jié)構(gòu)與水分狀況會(huì)發(fā)生一定的變化:耕過的地,經(jīng)過播種的操作,土壤表面與耕層土壤處已經(jīng)緊密接觸、連接,便有毛管水的上升。苗小時(shí),地面裸露較多,蒸發(fā)量大,所以應(yīng)當(dāng)早鋤,一方面可以除掉雜草,減少蒸騰水分消耗,另一方面可以切斷土壤毛細(xì)管,減少水分蒸發(fā)消耗。到了暮春初夏,氣溫高而相對(duì)濕度低,又多干風(fēng)時(shí),要勤于淺鋤。大雨之后,不可立即鋤地,必須等地面發(fā)白才可以,以免造成土壤板結(jié)。以上操作可以用“初夏有水也有火”來概括:鋤得正確,既可以調(diào)節(jié)水分,又可以調(diào)節(jié)溫度(火)。到了秋末,在西北多是干旱季節(jié),麥田要鋤秋草,還要實(shí)行“黃金覆”,用棘柴把干土拖著壅覆麥根,除用以保存水分外,還可使根節(jié)不直接暴露在空氣中,減少外界因素的侵害,同時(shí)可以減少地面蒸發(fā)。

由耕翻、輥壓摩平、鋤壅到澆灌,如此種種操作,目的都是“保澤”(保墑)。保住澤,也就保住“糞氣”(肥力)。這些操作必須與一定的季節(jié)、氣候、土壤條件相結(jié)合,這就是所謂的“趣時(shí)”。

《氾勝之書》給出了耕的原則和具體操作方法,雖然文字不多,但體系完整、嚴(yán)密。關(guān)于耕的條件,各條文字中多次提到“氣”,有“地氣”“天氣”“陰氣”“寒氣”“和氣”等五種稱謂。這些“氣”就是中國古代哲學(xué)思想的體現(xiàn),既代表著一種籠統(tǒng)的性狀、狀態(tài),又蘊(yùn)含著這些狀態(tài)的變化特性。所謂“陰氣”,是指低溫而多水的情形;所謂“寒氣”,是指低溫的狀態(tài);所謂“地氣”,是指土壤結(jié)構(gòu)、水分、溫度等的綜合狀態(tài);水分適當(dāng),溫度夠高而不太高,土壤有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)而無大土塊,是“地氣最好”“最通”的情形,則稱為“和氣”;“和氣”很明顯是“地氣”與“天氣”十分調(diào)和的狀態(tài)。在今天,“和氣”一詞含義更加廣泛,但也不離其“調(diào)和”本意。“天氣”就是今天我們所說的“天氣”。

綜合起來,耕作必需注意時(shí)令、地氣、天氣,做到“和氣”,便可以保住足夠的墑和肥力,獲得好的收成。

三、以水調(diào)溫,促進(jìn)作物生長(zhǎng)

水稻生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境、溫度有較嚴(yán)格的要求,過冷或過熱都不利于它的生長(zhǎng)?！稓飫僦畷纷⒁獾秸{(diào)節(jié)好稻田溫度的問題,并創(chuàng)造出了相當(dāng)高水平的灌溉技術(shù)。種水稻之初,天氣尚冷,田里的水需要溫暖些才會(huì)有利于稻苗的生長(zhǎng)。但是稻田必須時(shí)常換水,把入水口和出水口開在稻田的同一側(cè),水出入基本呈一直線,灌溉水從田塊的一端緩緩流過,使整個(gè)田塊換水過程變慢,避免稻田水溫驟降,免除了稻苗受低溫之害。夏至以后,天熱酷暑,稻田水溫曬得過高,把入水口和出水口位置錯(cuò)開,使清涼流水橫斜穿越田中,把積熱迅速排出,使稻苗少受水溫過高之害。這種灌溉法符合水稻生理特性。

《氾勝之書》關(guān)注灌溉水水溫的問題。干旱時(shí)建議用流水澆灌,流水與空氣接觸時(shí)間長(zhǎng),溫度適宜;如果沒有流水,就改用井水,曬熱之后再澆灌。要避免用冷涼井水澆地,否則會(huì)引起土壤溫度驟降,影響植株根系正常的吸水功能,并可能使全株都會(huì)受到傷害。后來的《齊民要術(shù)》中總結(jié)的“午不澆園”,也是這個(gè)道理。

四、滲灌、浸潤(rùn)灌溉、冬灌的早期記錄

在氣候干旱且水源不足的北方地區(qū),高效用水尤為重要?！稓飫僦畷酚涊d有區(qū)種瓜法,在地里埋一個(gè)瓦缸,透過甕壁水分源源不斷滲入土中,既可保持供水,又不致水分過多,用水經(jīng)濟(jì),這種“保澤”方法,應(yīng)該是我國滲灌的最早雛形,現(xiàn)代的農(nóng)田地下滲透灌溉法其原理與此是一致的。

《氾勝之書》的區(qū)種瓠法記載了經(jīng)濟(jì)用水的浸潤(rùn)灌溉法。瓠種在挖掘有一定尺寸的坑中,生長(zhǎng)期中不直接向坑中加水,既可避免水分過多,又可避免坑中土壤板結(jié)影響土壤通氣和增加土壤蒸發(fā)耗水量。在坑周圍掘一道小水溝,灌水在溝中,讓水慢慢浸潤(rùn)滲透,這樣使瓠根周圍土壤既保持濕潤(rùn),又不致水過多,也防止了土壤板結(jié)。這樣既提高了水分利用效率,又有利于結(jié)大瓠果。浸潤(rùn)灌溉法在北方干旱地區(qū)廣為流傳,并為《齊民要術(shù)》《農(nóng)桑輯要》農(nóng)書等所引用,《群芳譜》更將此法擴(kuò)大應(yīng)用到木本植物桑樹上。

《氾勝之書》不僅重視生長(zhǎng)季節(jié)的灌溉,還根據(jù)秋季雨水情況來考慮小麥?zhǔn)欠襁€需要冬灌。冬灌與否,決定于秋季氣候,秋旱則桑落葉時(shí)澆冬麥,補(bǔ)充田間水分,有利冬麥苗安全越冬;如果秋天雨水好,或者地里還有足墑,就不要冬灌。

五、雪的利用及作物需水量、灌溉量

《氾勝之書》最早記載了古人對(duì)雪的利用,認(rèn)為雪水能提高作物的抗旱性和增加產(chǎn)量。2 000多年來,我國北方勞動(dòng)人民一直很注重對(duì)雪的利用,及時(shí)把雪清掃集中送到農(nóng)田中去,雪層覆蓋麥田可以保暖、增墑、殺滅病蟲害。

現(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),雪水對(duì)植物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用的奧秘在于,雪水重水(氘、氚)含量少,僅為普通水的1/4,而重水、超重水對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有抑制作用。所以用雪水浸種或灌溉,能促進(jìn)種子萌發(fā),使幼苗健壯、抗逆性增強(qiáng)。

《氾勝之書》在記載灌溉技術(shù)的時(shí)候,對(duì)灌溉量進(jìn)行了明確,即按照農(nóng)作物不同生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)和對(duì)水分的需求以及天氣變化等實(shí)際情況,確定灌溉量(定量灌水),以期做到合理灌溉。如:種麻時(shí)遇到天旱,灌溉量是5升/株;種大豆時(shí),可在下種時(shí)或生長(zhǎng)期干旱時(shí)澆水3升/穴。

六、《氾勝之書》對(duì)后世的影響

《氾勝之書》中的趣時(shí)、和土、務(wù)糞澤等項(xiàng)目,在后來的農(nóng)書中都是必有的內(nèi)容。從《齊民要術(shù)》《王禎農(nóng)書》《農(nóng)桑輯要》《農(nóng)政全書》到《授時(shí)通考》,都對(duì)《氾勝之書》中內(nèi)容有所繼承(甚至原樣傳寫)和發(fā)展豐富?！稓飫僦畷匪d內(nèi)容的發(fā)展、豐富、演變的過程,生動(dòng)地說明了一個(gè)道理:凡是先進(jìn)、實(shí)用、有益的思想和技術(shù),群眾便樂于接受,這些思想和技術(shù)也因此得以傳承、發(fā)展。