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集约时空的多熟种植

2024-01-24陈巍

中国科技教育 2023年12期
关键词:间作轮作农作物

陈巍,理学博士,现为中国科学院自然科学史研究所副研究员。主要研究科技知识在古代世界的传播并把世界连为一体的历程。喜爱“上穷碧落下黄泉”,品鉴各个文明在應对相似问题时展现出的智慧。

对于中国传统农业社会来说,对一年内时节的感受不仅来自官方颁布的历法,还源于与乡村生活紧密相连的农作物耕种时令。《史记》曾说:“春生夏长,秋收冬藏,此天道之大经也。”人们对“秋天是个收获的季节”这一习语耳熟能详,很自然地把秋天和作物收获联系起来。既然有“秋收”,有没有“春收”“夏收”“冬收”呢?一个不太冷的知识点,就是冬小麦是在初夏时节收获的。让秋天以外的其他季节也成为收获季,是在人们长期摸索下积累的智慧,这也涉及到多熟种植这项传统科技成就。

一岁再获

多熟种植是指一年内在同一块土地上种植两种或者两种以上的农作物。自然界生物本来就存在先后成熟的现象,而人类社会安居乐业一段时间后,往往遇到人多地少的矛盾。为了在时间和空间上更高效地利用土地,先民根据了解的作物习性进行搭配,不断试验和改良,发展出多熟种植技术,从而得以支撑更大的人口规模。

多熟种植包括套作、间作、轮作等多种形式。套作指在前一季农作物生长后期播种后一季农作物,前后两季农作物的行间、株间、畦间存在一定种植距离。间作是指在同一块土地上同时隔株、隔行或隔畦种植不同种类农作物,充分利用阳光、地力以提升单位面积产量。轮作是指在一定时期内,在同块土地上按照一定顺序轮换不同农作物进行种植。它们都具有相同本质,即服务于提升土地生产效率、缓解人口密度压力、释放农业种植潜力的目的。

多熟种植在我国已至少有两千多年发展历史。先秦文献提供了这项技术的一些线索。如《吕氏春秋·任地》说“今兹美禾,来兹美麦”,讲的是今年种禾、明年种麦的禾麦轮作。《荀子·富国》中提到“一岁而再获之”,《管子·治篇》有“四种而五获”,很可能说的是一年两收和四年五收的农业实践。

汉代农业著作里的多熟种植更加体系化。西汉时的《汜胜之书》记录了大豆、瓜、麦、粟等十余种不同农作物,详细说明了栽种它们的行株距离、复土深度等信息。有些植物就可以间作,如瓜可以与韭菜(薤)、豆相配。五月瓜长熟,韭菜能拔下来卖,豆子每亩也可收获四五升。当时在平地上这样种,每亩可有万钱收益。

东汉时禾—麦—豆的复种轮作在黄河中下游地区也已很常见。经学大师郑玄在对《周礼》的注释里提到人们收获粟时,在田里种植小麦,收获小麦时,又种植粟和豆,从而避免田地在冬季抛荒无所产出的状况。粟和麦子前后相继种植,形成了两年三熟制度。在禾谷类的植物插进豆类作物种植,既能够维持和增进地力,也可以在不多占用耕地的前提下为人们提供蛋白质食品,丰富人们的营养结构。

北魏农学家贾思勰对轮作方式进行了系统总结。他在《齐民要术》里说,如果反复在同一块田里种植同种作物,会出现野草丛生、产量下降、病虫害蔓延等缺陷,轮作不同作物可以避免以上情况。而轮作绿豆、小豆、麻等作物,更可以把它们翻入土中,作为肥料或改良土壤。把绿肥作物纳入轮作,实行用养结合、以田养田,开我国生物养地的先河。

隋唐以后,中国经济重心逐渐南移,水稻的多熟种植得到更多关注,出现各种形式的双季稻和稻麦轮作二熟制。到宋代长江下游不但能“刈麦种禾,一岁再熟”,有时还加上种春花,实现了一年三熟。不同高度的作物合理搭配,更加充分利用阳光和空气。明清时期人多地少成为全国性矛盾,多熟制得到大力提倡,从美洲传入的新作物则为农民提供了更多搭配选择。南方双季稻、三熟制和北方的两年三熟制等都是在这一时期成为惯例的。

世界农夫的共有智慧

容易发现,多熟种植的出现受到诸多方面因素影响。人口数量增长的同时耕地面积却很难成比例扩大,这一矛盾的凸显推动着这项技术的发展。区域自然环境的条件,如气候、降雨量、光照等,则是多熟种植必需的环境条件。气候寒冷、光照不足的地方,一年一熟已不容易。而热带地区除本来就具备一年两熟或三熟的自然条件以外,物种也更加丰富。这意味着温暖湿润的地方具备较强的发展多熟种植的潜力。但为多熟种植传统的建立,与寻找适宜的作物品种和耕种技术仍是很有必要的。引进生长速度快的早熟品种,或者产量更大、适合间作的新作物种类,重视能够培养地力的豆科作物或者其他绿肥作物,都有助于形成相对稳定的复种轮作制。

应当看到,世界范围内有许多地方都具备以上因素,所以多熟种植在不同文明中不算罕见,即便缺乏真正的多熟种植,间作等技术也是广泛存在的。如欧洲自古典时期到中世纪实行的小麦与黑麦混种,以及从美洲传播扩散出的相互依存促进的“三姐妹”作物:玉米、豆类和南瓜。

地处热带,无热量稀缺之虞的区域在建立较完善水利灌溉系统后,很可能就会形成多熟种植的传统。从古巴比伦、古埃及和古印度等文明中都发现了这一农业技艺的遗迹。这些文明数千年前就建立了河渠网络,并使用桔槔、辘轳、筒车等工具把水输送到农田中。虽然很难考证多熟制在这些文明的确切起源时间,但相关技术很早就已经出现应无疑问。

据楔形文字泥板记载,古巴比伦和亚述等西亚古国的灌溉技术让它们能够每年收获两次。古希腊和古罗马作家也熟悉巴比伦的农耕制度。亚里士多德的学生泰奥弗拉斯托斯称巴比伦城一年可以收获三次,而稍晚的老普林尼进一步解释道:“巴比伦人每年用镰刀收割两次作物,之后农田里还可以放牧牲畜。”这意味着当时两河流域一带采取主粮作物和牧草轮作的一年三熟制。

古埃及利用尼罗河水进行灌溉的时间很早,不过尼罗河很难在一年内稳定供水,或许出于这个原因,晚到希腊化时期的托勒密二世统治期间(前284—前246)才能看到较确切的多熟制记载。

考古研究推测古印度两熟制可追溯到印度河流域哈拉帕文明的一些公元前3 千纪的遗址。文献方面的记载最早见于成书于公元前1000 年的《泰帝利耶本集》(Taittiriya Sambita)。随后在写于公元前300 年的《政事论》里,也提到有时需要收缴年内第二次收获的作物作为赋税。

通过跨文化交往,古印度的两熟制也闻于外国。作为首位曾游历北印度并留下对其历史撰述的希腊人,麦加斯梯尼提到了印度发达的灌溉技术影响下的多熟技艺。活跃于约公元前50 年的另一位希腊作家狄奥多罗斯,更加详细地描述印度大部分地方有两个雨季,充沛的水量让这里在不同季节收获不同作物,夏季作物包括稻米、粟和芝麻,冬季主要可以收获麦子。狄奥多罗斯称赞多熟制可以有效降低灾荒风险,因为很少出现各个季节作物都歉收的情况。

在中国周边,朝鲜半岛5—7 世纪的三国时代的遗址中发现了轮作遗迹,而日本农业在9 世纪之前也受到中国绿肥、间作、轮作等技术的影响。西亚地区的农业在伊斯兰时代进一步得到发展,有学者称之为“伊斯兰农业革命”,7—11 世纪之间伊朗一些地区可以一年四熟。

通过比较,我们可以发现,尽管在世界一些具有环境优势的地方,多熟种植很容易起源。不过总体上,这种与作物种类、耕种技术相配合的农业制度得到一定程度发展,并见诸文字记载的时间,中国与其他文化相差不大,到中世纪更在很多方面取得独到成就。现代农业从机械化、肥料技术、基因育种等方面都取得许多突破,但自古流传下来的多熟种植技术是长期以来不断凝结各时期劳动人民智慧结晶所积累下来的宝贵技术经验,至今仍有广泛应用。我们应继承先人遗留下来的宝贵经验,并将这些经验运用于实践,通过不断改进提升的多熟种植技术赋能我国现代化农业的建设发展,解放土地生产效率的同时,为人们的生活增添色彩。

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