科學(xué)史話

漢武帝征和4年，也就是公元前89年的時(shí)候，漢武帝非常后悔自己早年發(fā)動(dòng)征戰(zhàn)，導(dǎo)致國庫空虛、百姓生活貧困，于是決定休養(yǎng)生息、富民養(yǎng)民。為了表明自己的決心，他不僅把當(dāng)時(shí)的丞相田千秋封為富民侯，還下了“方今之務(wù)，在于農(nóng)力”的詔令，指出當(dāng)時(shí)最大的任務(wù)就是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。同時(shí)，漢武帝還設(shè)置了一個(gè)官職，叫搜粟都尉，主要掌管農(nóng)耕和屯田等事宜。這個(gè)官職并不是常置，在當(dāng)時(shí)，它幾乎和管理農(nóng)業(yè)的最高官職——大司農(nóng)平行，被漢武帝任命為搜粟都尉的人叫趙過。

史籍中關(guān)于趙過的生平和家世的記載非常少，我們甚至無法知道他的籍貫和具體生卒年，但他對中國早期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作出的貢獻(xiàn)卻被史籍詳細(xì)記載了下來。根據(jù)《漢書·食貨志》記載，趙過上任后，在農(nóng)業(yè)耕作方法、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和播種工具三方面都作出了貢獻(xiàn)。

在農(nóng)業(yè)耕作方法上，趙過推廣了代田法。所謂代田法，就是在一畝田上挖三甽，甽就是溝，寬一尺，深一尺；甽與甽之間的土地叫做隴，也就是我們今天說的壟，壟地比較寬大。把農(nóng)作物種在溝里，每年將溝和壟的位置進(jìn)行互換，所以稱為代田。代田法最明顯的優(yōu)點(diǎn)是將土地分為利用和休閑兩部分，每年進(jìn)行交替，在肥料不足的情況下，能夠使地力得到自然的恢復(fù)，保持土地的肥沃。此外，代田法對御風(fēng)、抗旱都有著很好的效果。將農(nóng)作物種植在溝里，相當(dāng)于為幼苗構(gòu)建了天然屏障，使其不容易受到風(fēng)吹；溝還有保持溫度和水分的作用，把種子種在其中，不僅能夠?yàn)榉N子出苗創(chuàng)造好的環(huán)境，也能夠在幼苗生長的過程中減少葉面的水分蒸發(fā)，使其茁壯生長。當(dāng)農(nóng)作物需要除草、松土的時(shí)候，就把田壟上的土逐次推到溝里，保護(hù)農(nóng)作物的根系，促進(jìn)它們的生長、培養(yǎng)。到了夏天的時(shí)候，田壟上的土就都推入溝中，溝和田壟就齊平了，這就使得農(nóng)作物的根扎得很深，不僅能夠吸收更多的水分，也有著更強(qiáng)的耐風(fēng)和抗旱能力。

代田法相傳在后稷時(shí)就有，并不是趙過發(fā)明的，但趙過對其進(jìn)行了大力推廣。他的推廣工作有著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)劃和步驟。首先，他讓人在離宮，也就是人們在國都之外為皇帝修筑的宮殿的空地上用代田法耕種，通過試驗(yàn)證實(shí)每畝代田確比其他田多收一斛以上；其次，在使人們認(rèn)識到代田法能夠提高糧食產(chǎn)量之后，趙過又通過各個(gè)郡的郡守下令，對縣令、鄉(xiāng)村中的鄉(xiāng)官“三老”、農(nóng)官“力田”以及善于耕種的農(nóng)民進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，通過他們將代田種植技術(shù)傳播開來；第三，讓三輔地區(qū)，也就是今天陜西中部地區(qū)的公田，以及那些有爵位封賞之家的田地用代田法耕種，樹立典型，然后再逐步擴(kuò)大范圍，讓邊郡、居延城，也就是今天內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟(jì)納旗東南這些較為偏遠(yuǎn)的地方用代田法，最后讓河?xùn)|郡（大概是今天山西省）、弘農(nóng)郡（大概是今天河南?。?、三輔地區(qū)這些離都城比較近的地方都用代田法。

百姓們運(yùn)用代田法耕作，糧食產(chǎn)量大增，“超出常田一斛以上，善者倍之”，能超出用平常耕作方式耕種的田地一斛以上，耕種好手還能超出一倍。

為了使代田法發(fā)揮出更高的效率，趙過還推廣了一種被稱為耦耕的牛耕方法。耦耕在戰(zhàn)國時(shí)期就已經(jīng)存在，當(dāng)時(shí)由于人們駕馭耕牛的技術(shù)不熟練，工具也比較落后，所以馭牛犁田這項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)并不能由一個(gè)人獨(dú)立完成，需要兩人或三人進(jìn)行協(xié)作。趙過推廣的耦耕，特點(diǎn)是“二牛三人”，大概是由兩人各牽一牛在前，兩牛共挽一犁，第三個(gè)人在犁后扶犁。趙過還改造了耕田所用的犁，原先的犁非常笨重，大概有14斤到18斤左右，不適合牛耕，而通過改造后，減輕為不到3斤。但牛在漢代非常珍貴稀少，老百姓往往因?yàn)闆]有牛，錯(cuò)過雨后土潤的耕種時(shí)機(jī)，這時(shí)，平都縣令教給趙過一個(gè)解決辦法，那就是用人拉犁。趙過就奏請漢武帝，讓平都縣令來幫助自己，組織缺少耕牛的農(nóng)戶通過換工互助的方式來拉犁。這樣一來，人多的大概一天能耕30畝，少的能耕13畝，大量的田地得到了開墾。

發(fā)明三腳耬車是趙過在播種工具上的一大貢獻(xiàn)。根據(jù)史書記載，耬車在戰(zhàn)國時(shí)期就已經(jīng)很普遍，但當(dāng)時(shí)的耬車一次只能播種一行，被稱為獨(dú)腳耬。后來，隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，人們對獨(dú)腳耬進(jìn)行了改造，制作了一次能夠播種兩行的耬車，也就是二腳耬。趙過在總結(jié)、吸收前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)明了三腳耬。三腳耬的主要部件有三把鐵鏵，也被稱為耬腳，以及裝種子的耬斗、控制耬腳入土深淺的耬柄、用于系牛的轅木等。根據(jù)東漢崔寔在《政論》中的記載，播種的時(shí)候，讓一頭牛拉著耬車前行，一個(gè)人在后面扶著耬柄，耬腳在土地上開溝，人通過搖動(dòng)耬柄，使得耬斗內(nèi)的種子經(jīng)過子粒槽，分成三股，經(jīng)過耬腿（耬腿為中空的木棒，在耬腳后部各嵌有一根，上端與子粒槽相通），順著耬腳落入開出的溝中。耬車后還懸掛著一塊方形的木棒，隨著耬車前進(jìn)，在種子落入溝中后，能夠自動(dòng)把壟上的泥土推入溝中，覆蓋住種子。這樣一來，耬車一次性就能完成開溝、下種、覆蓋三道播種工序，大大地提高了播種的效率，使百姓可以日種一頃。

經(jīng)過趙過的努力，百姓“用力少而得谷多”，不僅在一定程度上復(fù)蘇了當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)，而且對我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。他所推廣的代田法中的技術(shù)被漢代另一位偉大的農(nóng)學(xué)家氾勝之所吸收，發(fā)明了區(qū)田法；他所發(fā)明的三腳耬，在東漢時(shí)期還被廣泛應(yīng)用；他所推廣的牛耕，不僅大大提高了百姓的勞動(dòng)效率，也為牛在農(nóng)業(yè)上的廣泛運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)，導(dǎo)致后世很多人把他當(dāng)作牛耕的發(fā)明者，比如賈思勰在《齊民要術(shù)》中就說過“趙過始為牛耕，實(shí)勝耒耜之利”。

作者系濟(jì)南中華文化學(xué)院（濟(jì)南市社會主義學(xué)院）講師