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[古代科技] 先秦時期土壤與植物生態關係利用研究

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沙坡 發表於 2010-8-20 10:44 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
  來源: 網絡博客
植物與土壤是人類賴以生存和發展的重要物質基礎。我國幅員遼闊,地形複雜,氣候殊別,蘊藏有十分豐富的植物資源。在漫長的人類發展過程中,人們主要靠採集和漁獵野生動、植物來獲取食物。在爲期二、三百萬年以上的採集生活中,他們積累了相當豐富的有關植物的知識。不僅知道哪些植物可以吃,哪些植物有毒不能吃,而且知道某些有毒植物經過處理後仍然可以吃,這些長期積累起來的有關植物的知識,正是原始人類得以馴化植物的先決條件。一旦由於社會經濟條件或自然條件的變化引起開闢新的食物來源的需要,原始種植業就會應運而生。由於栽培植物的出現,自然加深了人們對植物與土壤關係的認識,『萬物土中生』,土壤提供了地面植物生長所需的水、肥、氣、熱和賴以生存的環境條件,而植物本身也參與著土壤的生物循環。植物與土壤關係緊密,相輔相成,形成不可分割的統一體。
  
    一、土壤含義反映出土壤與植物的生態系統觀
  
    殷墟出土的甲骨文中,就有『土』字,許慎【說文解字】云:『「土」者,是地之吐生物者也;「二」,象地之上,地之中;「頡物出形也』。馬融亦曰:『「土」猶吐也』。按照古人造字的象形表示:『「二」,象地之上,地之中』,說明土壤具有層次性,上一橫代表表土,下一橫代表底土,兩橫中間代表土壤中部;『「頡,物出形也』。這一豎表示植物從工中生長出來,直立向上的形態,以一直、二橫創立出『土』字,形象地說明了『土』的邏輯:『土』能生長植物,有『土』的地方,就有植物生長,有植物生長的地方,就有『土』的形成。表明了『土』與植物的自然存在,是『土』與植物相互間的自然規律。
    隨著人們對『土』認識的深入,又逐漸萌發了『壤』的概念。『土』和『壤』是有區別的,『厥土惟白壤』、『厥土惟壤』 [1],就表示土的範圍較大,壤的範圍較小,顯然壤是土的一種。西漢經學家孔安國云:『無塊曰壤』[2],表明『壤』是比較疏鬆的,沒有固結的土塊。【禹貢】馬融注曰:『「壤」天性和美也』。許慎【說文解字】曰:『壤,柔土也。』說明『壤』是由『土』熟化變來的,是『土』的質變,柔軟而不板結。【農雅】則指出:『「壤,是「腺」也,「腕」是肥意也。』因『晾』左旁的『月』是肉義,故『壤』言『腋』。壤的肥力比土好。又『壤』,是在『土』右旁加一『襄』字,『襄』是助意(人工培育意),指出『土』變成『壤』,是由外力協助,與人爲條件有關。這是古人寓意於『壤』,形象『壤』的邏輯。【周禮】鄭玄注則更加精確一些,『萬物自生焉則曰「土」,以人所耕而樹藝焉則日「壤』」。所謂『樹藝』就是栽培植物,通過耕作栽培植物,使『土』的物理、化學和生物等性質發生質變,肥力得到了提高。由此可見,『壤』與植物更加密切相關,提供更多豐富的營養元素,植物直接參與了『壤』的形成過程,二者相互依存,構成農業生產的統一系統。
    從上面『土』、『壤』的含義說明,它的科學概念,蘊蓄著樸素的辯證唯物主義觀點。也引出了認識『土壤』的規律:『萬物自生焉則日「土」,以人所耕而樹藝焉則曰「壤』」(樹藝,種植技術意),『土壤』合『土』和『壤』二者之成而命名,與植物關係密不可分。『凡草土之道,各有谷造,或高或下,各有草土。……凡彼草物,有十二衰,各有所歸』 [3]道出了『草』與『土』之間的規律性,土壤所處的地理位置不同,土壤性質也不同,其所生長的植物也有差異。有什麼土,就有什麼草;有什麼草,就有什麼土,各有它自己所在的位置。土壤提供了植物生長所需營養元素和環境條件,而植物木身也參與著土壤的生物循環。對於土壤與植物,先民已經懂得運用系統的生態觀去看待二者之間的關係,正如英國著名學者李約瑟在評價中國古代土壤學時認爲,『土壤學連同生態學和植物地理學,確實都好象發源於中國。』 [4]先秦對土壤與植物關係的認識,實質上就是一種生態系統觀。
  
     二、因地制宜,選種植物
  
    因地制宜,先秦稱『地宜』或『土宜』,其概念的產生相當早,相傳周族先祖棄就曾『相地之宜,宜谷者稼穡焉』 [5]。【詩經】中也有『地宜』的記述:
【鄭風.山有扶蘇】:『山有扶蘇,隰有荷華。……山有喬松,隰有游龍。』
【秦風.晨風】:『山有苞櫟,隰有六駁。……山有包棣,隰有樹糙。』
【唐風.山有樞】:『山有樞,隰有榆。……山有栲,隰有耙。……山有漆,隰有栗。』
【秦風.東鄰】:『阪有漆,隰有六駁。……阪有桑,隰有楊。』
    上面所引詩句表明,在【詩經】時代人們已經明確地認識到,有些植物,如松樹、郁李、漆樹、樞樹、栲樹……等,適宜生長於較干的山上或阪地。而另一些植物,如六駁(梓榆)、柏樹、栗樹、楊樹等,則適宜生長低濕的地方。
    由於土壤在物理結構和生化性能上存在著特殊性,由此形成了不同類型和等級的土壤,它們在生產力上存在著高低之別,這就要求在調查掌握各類土地資源及土壤特性的基礎上,因地制宜,選種植物。『以土宜之法,辨十有二土之名物,……以毓草木,以任土事;辨十有二壤之物,而知其種,以教稼穡樹藝』,【周禮】依其自然條件和土壤特點,對各州的作物栽培作出了具體安排:冀州,其谷宜黍、櫻;兗州,其谷宜稻、麥、黍、稷;青州,其谷宜黍、稷、菽、麥、稻;梁州,其谷宜黍、稷、菽、麥、稻;雍州,其谷宜黍、稷。【呂氏春秋】也總結了『土宜』的經驗,如【適威篇】云:『若五種之於地,必應其類而藩息於百倍』,栽培作物必須依據各種土壤條件進行栽培,才能高產,獲得百倍於用種量的產量。【管子.地員】則要求根據地勢的高下、土壤的肥瘠來安排農作物種植。『山之上,命之曰懸泉,其地不干,其草如茅與走,其木乃橢,鑿之二尺,乃至於泉。山之上,命之曰復呂,其草魚腸與蕕,其土乃柳,鑿之三尺而至於泉。山之上,命之曰泉英,其草蘄、白昌,其木乃楊,鑿之五尺而至於泉。山之材,其草兢與菖,其木乃格,鑿之二七十四尺而至於泉。山之側,其草菖與萎,其木乃區榆,鑿之三七十二十一尺而至於泉。』這種劃分方法揭示了植物按地勢高下垂直分布的特點,【地員】將土壤的這一生態結構概述爲『每土有常,而物有次』,這本質上是一種土壤與植物生態學。【管子.地員】還把全國的土壤劃分爲3等]8類
90種,記述了土壤肥瘠與植物生長的內在關係。『群土之長,是唯五粟(息)』,『粟土之次,曰五沃』,『沃土之次,曰五位』。即在上等一類土壤中,五粟爲天下第一的土壤,五沃次之,五位第三。如下表:
  
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    (引自王雲森【中國古代土壤科學】)
  
  下文又說,其他土壤只是這三種土壤肥力的十分之幾。各種土壤又有各自所宜的植物種類,而且長勢和產品質量、產量也都有明顯的差異。
  因地制宜,選種植物,還被作爲國家制度固定下來。【周禮.草人】載『草人,掌土化之法,以物地,相其宜而爲之種。』『草人』是職官的名稱,職責是掌握土壤的改良方法,鑑別土壤的類型並選擇所適宜栽種的農作物。【周禮。司稼】又載:『司稼,掌巡邦野之稼,而辨房之種,周知其名,與其所宜地,以爲法,而縣於邑間。』司稼是考察農業的職官,職責是巡視近郊和遠野的莊稼,弄清品種的名稱和所宜的土地,然後發布告示,懸掛於城鄉,令農人仿效。說明早在距近二三千年以前,不僅專門設有相地之宜,改良土壤,辨別農作物相宜栽培品種的官員,而且也有向農人宣傳、推廣的制度。
  
    三、精耕細作與糞肥改土,改善植物生長環境和營養結構
  
    精耕細作的土壤利用模式,是我國勞動人民偉大創造,發端於先秦時期。精耕細作,是一種力學手段,它沒有增水,也沒有添肥,但它在耕作過程中改變了土壤孔隙度,引起土壤的物理、化學和生物性能發生改變,向著有利於作物成長的方向發展,多方面創造作物生長的良好環境。土壤的精耕細作,內容豐富:在耕鋤技術上,『易其田疇』[6] 『深耕易耨』[7],『深耕疾梗』[8],中根除草鬆土,擁土培根以創造根系生長適宜的環境條件。在土壤耕作原則和任務上,【呂氏春秋。辨土】概括爲:『力者欲柔,柔者欲力;息者欲勞,勞者欲息;棘者欲肥,肥者欲棘;急者欲緩,緩者欲急;濕者欲燥,燥者欲濕』,有效平衡作物生長所需要的水、肥、氣、熱。在土地利用方式上,【呂氏春秋.辨工】提出『上田棄畝,下田棄畎,五耕五耨,必審以盡』:在高田裡,將作物種在溝內,而不種在壟上,稱爲『上田棄畝』;在低田裡,將作物種在壟上,而不種在溝內,稱爲『下田棄畎』。高田種溝不種壟,有利於抗旱保墒;低田種壟不種溝,有利於排水防澇,且有利於通風透光。以上耕作時間、耕鋤技術、耕作原則和任務、利用方式與技術,共同構成『精耕細作』土壤利用方式思想和技術體系的一部分,爲保持、改善與提高土壤質地、水分、溫度、有機質提供了新的思想和技術方法,爲作物生長提供了良好的環境。
除了精耕細作,還可以通過糞肥改土,維持、平衡和提高土壤營養結構,以滿足作物的生長需要。【荀子.富國】云,『田瘠以穢則出實不豐』,『多糞肥田』,『積力于田疇,必且糞灌』,明確提出土壤要多施肥才能奪作物高產。這是因爲作物生長需要大量的礦物質元素,需要施肥才能保證作物的茁壯成長與豐產。【周禮.地官.草人】載:『掌土化之法,以物地,相其宜而爲之種。』所謂土化之法,依據鄭玄注釋,就是『化之使美』,既用糞肥改良土壤的意思,增加土壤所需要的有機質。篇中還記載了具體的土化方法:『凡糞種,辟剛用牛,赤緹用羊,墳壤用麋,渴澤用鹿,咸舄用Z,勃壤用狐,埴壚用豕,……』雖然某些土化之法未必適宜可行,但它反映人們已經開始按照農業生產的需要,試圖通過施用糞肥對不利稼穡的土壤加以改良,以求通過人工的干預,改善土壤營養結構,促進作物生長。
  
  
    四、有效利用植物,改善和提高土壤肥力,加強水土保護
  
    輪作作物,施用綠肥,改善和提高土壤肥力。輪作,即在同一片地和一定時限內、依次輪換栽種不同作物(前後作)。輪作在中國起源相當早,【呂氏春秋.任地】所說『今茲美禾,來茲美麥』,是指禾麥的輪作,如果禾收割後種的是冬麥,而次年冬麥收穫後再種一茬莊稼,就是兩年三熟的複種制。『讀田悉徙』,『草土之道,各有谷造』 [9]等說法,指的也可能是輪作。輪作複種有利於平衡土壤的營養結構,改善土壤性狀,可以提高土地單位面積產量,『一歲而再獲之』 [10],不至於因種植單一作物而造成土壤某種養分枯竭的現象。中國施用綠肥的歷史至少可以追溯到春秋戰國時代。『茶寥朽止,黍稷茂止』 [11]把腐爛在田裡的荼寥和黍稷的生長茂盛聯繫起來,雖然還不能證明人們有意識地利用綠肥,但已知道草爛可以肥田的道理。【禮記.月令】載:『工潤褥暑,大雨時行,燒}行水,利以殺草,如以熱湯,可以糞田疇,可以美土疆。』【呂氏春秋】中亦有相同的記載,『}』是把雜草鋤下,『行水』是指用水浸飽。這兩部古書的記載表明,當時人們已經知道利用野生雜草或鋤掉的雜草來漚肥養地,而且『掩田表畝,刺草殖穀,多糞肥田,農夫眾庶之事也』 [12]說明把野草割來漚肥用以肥田養地,已是農民常用的措施了。由此可見,先民在清除田間雜草過程中,發現鋤掉的雜草可以肥田,因而廣泛採用了『鋤惡草,當肥料』的措施,並且逐漸發展到有目的地利用野生綠肥漚糞養田的農作制,爲恢復和提高地力,保證土壤的持續利用作出了重要貢獻。
    種植耐鹼作物,改良鹽鹼土,提高土壤性能。【管於.地員】記述了『黃唐』、『斥埴』、『黑埴』、『舄工』、『桀土』等鹽鹼土及其適宜的作物,反映人們在農業生產中已初步探索到不同作物間耐鹽性的差異性,並以此作爲改良利用鹽鹼土的重要理論依據之一。同時,【管於.地員】按照肥力等級排列的18種土壤中非鹽鹼土所宜穀物絕大多數爲旱地糧食作物,唯獨『舄土』、『桀土』兩種鹽鹼土所宜穀物均系水稻。這與戰國魏文侯時(公元前445一公元前396年)西門豹引漳灌鄴,種植水稻改良鹽鹼土的記載是一致的』[13]顯示至遲到戰國時,古人已知水稻的耐鹽特性,並將它作爲改良利用鹽鹼土的重要糧食作物之一。利用水稻等耐鹽作物來改良鹽鹼土,是中國古代改良土壤的偉大實踐,拓展了土壤利用的空間。
    保護森林,造林種草,維持水土,合理利用土壤。『堯禪天下,虞舜受之,命益爲虞』 [14]帝舜時已有『虞人』的護林官制,可見中國古代森林保護的歷史淵源流長。到了春秋戰國時期,森林保護更加重視。管仲治理齊國,主張『山林雖廣,草木雖美,禁發必有時』 [15]在其施政方針強中調了對山林的保護。秦國商鞅變法時也曾頒布『一山澤』[16]的法令,禁止私人採伐山林。【呂氏春秋】則對『以時禁發』作出了明確規定:如孟春『禁止伐木』;仲春『無焚山林』;仲夏『無燒炭』;季夏『樹木方盛,命虞人人山行木,無或斬伐』。春秋戰國時,諸侯國的統治階層營造宮室、台閣,揮霍的生活,都離不開山林、藪澤,因而『度山林、鳩藪澤』[17]是合乎統治者利益的。而保護山林、藪澤,從自然的客觀效果看,卻產生了調節、保持水土的作用,成爲實現『土歸其宅,水歸其壑……草木歸其澤』目標的重要措施。造林種草,主要是改善土壤植被,增大地表粗糙率,增加土壤下滲,減少地面徑流量,滯緩地表水的流速,削弱其沖刷力,可有效維持水土。依據【佚周書】三十九載:『坡溝、道路、避(草從,即荒地)、丘陵不可樹谷者,樹以材木。』不宜種植五穀的坡溝、道路、荒地、丘陵,應栽植林木。在荒山、荒坡等水土流失較爲嚴重的地方,栽種林木可有效防止土壤的侵蝕。【管子.度地】曰:『大者爲堤,小者爲防,夾水四道,禾稼不傷,歲埤增之,樹以荊棘,以固其地,雜之以柏楊,以備決水。』在堤岸上栽種荊棘,堅固堤基,雜種柏樹和楊樹,防止大水衝決,這是防範水土流失、保護良田的有效措施。
  
    五、先秦時期土壤與植物生態關係認識與利用意義
  
    先秦時期已經認識到土壤與植物系統的生態關係,一方面,因地制宜地,選種植物,改造土壤,提供植物所需水、肥、氣、熱,以求高產高質;另一方面,有效利用植物,改善和提高土壤肥力,加強水土保護。這種對土壤與植物關係的認識與利用,實際上是一種生態農學,並在中國古代生態農學體系中占有極其重要的地位,爲傳統農業的長久發展注入了無限活力,具有重要的歷史意義。
先秦土壤與植物關係認識及利用還具有現實價值。當今農業發展狀況堪慮,由於無償占有與掠奪性開發,造成土壤資源損毀,植被破壞嚴重,水土流失惡化,過量化肥、農藥的施用,還造成地力衰竭,這些都對生態環境造成了極大的破壞,削弱了經濟發展的基礎。利用現代農業科技成果,在充分科學論證的基礎上,參考先秦時期處理土壤與植物關係的思想與措施,因地制宜,施用綠肥,改善和提高土壤肥力,保護植被,造林種草,維持水土平衡,有效處理土壤與植物的關係,爲農業生產的長期可持續發展作出貢獻。
  
    參考文獻:
[1]郭文韜:【中國古代的農作制和耕作法】[M].北京:農業出版社,1981.
[2]梁家勉:【中國農業科學技術史稿】[M].北京:農業出版社,1989.
[3]林莆田:【中國古代土壤分類和土地利用】[M].北京:科學出版社,1996.
[4]王雲森:【中國古代土壤科學】[M].北京:科學出版社,1980.
    [5]中國植物學會:【中國植物學史】[M].北京:科學出版社,1994.
[6]E.W.臘塞爾(英):【土壤條件與植物生長】[M].譚世文等譯.北京:科學出版社,1979.
[7]焦彬:【論我國綠肥的歷史演變及其應用】[J].【中國農史】,1984,(1).
[8]劉忠義:【我國古代水土保持思想體系的形成】[J].中國水土保持,1987,(6).
[9]陶希聖:【古代的土壤及其所宜的植物的記載】[J].【清華學報】,1935,(1).
[10]咸金山:【中國古代對鹽鹼土發生發展規律的認識】[J]。【中國農史】,1991,(1).
    [11]趙敏:【略論中國古代的土地生態管理】[J].【中州學刊】,2005,(7).
    [12]李約瑟(英),魯桂珍:【中國古代的地植物學】[J].董愷忱,鄭瑞戈譯.【農業考古】,1984,(1)


    注釋:
  [1]【尚書.禹貢】。
[2]【尚書註疏.卷六】。
[3]【管子.地員】。
[4]李約瑟、魯桂珍著:【中國古代的地植物學】。
[5]【史記.周本紀】。
  [6]【孟子。盡心】。
[7]【孟子.梁惠王】。
[8]【國語.齊語】。
[9]【管子.地員】。
[10]【荀子.富國】。
[11]【詩經.周頌.良耜】。
  [12]【荀子.富國】。
[13]【呂氏春秋】、【史記.河渠書】。
[14]【國語。齊語】。
  [15]【管子.地員】。
  [16]【商君書.墾令】。
  [17]【左傳。襄公二十五年】。

    南京農業大學人文社會科學學院  何紅中  惠富平     來源:【農業考古】2010年第1期

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