古代黃河流域的抗旱種植技術

《孟子·告子下》：“舜發于畎畝之中。”《論語·泰伯》也提到夏禹“致力于溝洫”。早在堯舜時代我國北方地區就出現了一種以保持土壤在適合種子發芽和作物生長的濕度為核心的抗旱耕作方法——畎畝法。畎是溝，畝是壟（挖掘溝渠時泥土翻到兩旁行成高于地面的埂），有溝必有壟，兩者密不可分。畎畝法也就是一種壟作法，這種耕作法對于土地的利用包括“上田棄畝，下田棄畎”兩種方式。一般高地都比較旱，將作物種在溝里，便于抗旱。在低田或雨季里，將作物種在壟上，便于排水防澇，通風透光，是一種因地制宜的耕作方式。抗旱主要體現在“上田棄畝”之中。

《呂氏春秋》中還對畝和畎提出了具體的要求：壟應該寬而平，溝應該窄而深，而且要創造一個“上虛下實”的耕層結構，這樣才能為農作物生長發育創造良好的土壤環境。另外，畎畝的修治方向要根據地形具體情況而定，特別是要考慮水流和陽光的方向。比如，南北向或者東南向的畎畝就比較有利于接受陽光照射，增強光合作用;反之，東西向的畎畝，陽光就不能照射到作物根部，不利于作物的生長。

畎畝法的推行對當時的農耕技術和農業工具也產生了深遠的影響。在實行壟作之前，作物一般都是漫田撒播，莊稼散亂生長，沒有固定的株距和行距，這樣不但不利于作物的采光和通風，也沒有辦法中耕和除草。實行壟作之后，只要畎畝方向合適，陽光就可以照射到作物的根部，有利于光合作用，可以提高產量。田里的作物有了行距，同時也方便了人們下田除草，中耕技術就隨之出現，是我國傳統農業生產技術的一大進步。隨著中耕技術的產生，六角形銅鋤等中耕農具也開始推廣。壟作這種耕作方法至今在旱地上仍然有很高的實用價值，在我國華北、東北和內蒙古等地多用于栽培玉米、高粱、甜菜等旱地作物，其他地區主要用于栽培甘薯、馬鈴薯等薯芋類作物。

畎畝法還是一種相對比較原始的耕作方法，土地沒有得到輪休，當土地肥力用盡以后，就需要讓土地休養一段時間才能重新種植。肥沃的田需要休養一年，一般的要兩年，貧瘠的土地需要三年才能恢復肥力，這樣的耕作方法使土地大部分時間都處在休養狀態，大大降低了使用效率。到了漢代，農業科學家趙過在總結前人經驗的基礎上加以改進，畎畝法發展成為更加先進的代田法。由于北方黃河流域是旱作區，雨水較少，而且春天常有大風，春季時候將幼苗種在溝里，能夠保持一定的溫度和水分，有利于防風抗旱，這時壟處于休息狀態，任其自生野草培養肥力。夏季作物已經生長到一定高度，這時把壟上的養過雜草有肥力的土壤培到作物的根部，肥沃的壟土不但可以壯苗，還可以使作物的根基更加牢固，可以抵御黃河流域夏季的大風，經過多次中耕除草、培土之后原來的溝成了壟，作物由于不斷培土，變得根深苗壯，能夠抵御大風和干旱。到下一個生產周期，由于壟和溝已經互換了位置，而幼苗總是在溝里播種，于是就產生了休閑輪作的效果。在代田法耕作下，作物產量“超出常田一斛以上，善者倍之”。

當時，趙過為了推廣代田法等先進的農業技術，下令全國的郡守所屬地的縣令、三老（縣的下一級官員，類似鄉長，主要工作是收稅）、力田（一種鄉官）以及鄉里有經驗的老農到京城學習，這也是我國歷史上最早的全國農業技術推廣培訓班。使用代田法，雖然每季只有一半的土地在進行耕種，但省下了休田的時間，并且壟上的土壤仍然可以為正在耕作的土地提供肥料，加上趙過當時還發明了只需要兩人一起協作的耕作方法“耦犁”和以牛為動力的播種工具“耬車”，使得生產效率更加提高，我國的農業生產發展上了一個新的臺階。西漢曾經把代田法推廣到今天的河套、甘肅西北部、關中地區、山西西南部以及河南西部等地區。但代田法這種特殊的耕作方式卻沒有延續下來，到了西漢晚年就看不到代田法的使用。原因有兩方面，一方面是代田法對牛和農具的要求較高，適合大規模種植，不適合以小農經濟為主的中國封建農業;另一方面，在黃河流域旱作技術發展史上，代田法只是防風抗旱的多種農法之一，很快以“耕、耙、耱”為核心的北方旱地耕作體系逐步形成。雖然代田法沒能長時間普遍流行，但是它所包含的一些技術因素，仍然被不斷繼承吸收，對我國農業科技的發展產生了深刻影響。