施肥和改良土壤技术的发展
明代已把积肥列为农家的头等大事，并认为一切残渣废物都是好肥料。如《月令广义》指出：“田家首务，在于积粪。积粪之方不一，自人粪、六畜粪及尘埃粪、杂物浸渍臭泥及各草木叶皆是粪也。”广泛使用无机肥料是明代的一大特点，《月令广义》提到：“种茄子时，初见根处，掏硫磺一钱，以泥培之，结子多而倍大”。“山阴会稽有田，灌盐卤或壅盐草灰，不然不茂”。开始把硫磺、砒、黑矾、卤水等用作肥料。绿肥和农产品加工的副产品也是当时的主要肥料，其中有棉籽饼、脂麻饼、豆饼、桕饼、麻饼、楂饼，还有酒糟、糖渣、豆渣、果子油渣、青靛渣、小麻油渣等。制造堆肥的方法多种多样，如袁黄《宝坻劝农书》记载：“有踏粪法、有窖粪法、有蒸粪法、有酿粪法、有煨粪法、有煮粪法……”明代继宋、元之后在施肥方面已具有较系统的经验和理解。首先，认识到肥料是决定作物产量的重要因素，从而概括出了“惜粪如惜金”，“粪田胜如买田”的农谚。第二，《农政全书》指出举凡落叶腐草、沟泥和豆苗绿肥等皆能做肥料，改良土质，并有利于作物根系的生长，从而加强作物抗风兼耐水、旱的能力。并特别强调施用生泥对于冷浆田的好处。这是明人的又一宝贵见解。第三，袁黄《宝坻劝农书》指出，对不同土壤要用不同肥料来加以改良，如用灰和浮沙改良紧土，用河泥改良缓土，用焚草和石灰改良寒土等等。第四，《宝坻劝农书》还指出，基肥能改良土壤，追肥有滋苗的作用，说：“化土则用粪于先，而瘠者以肥;滋苗则用粪于后，徒使苗枝畅茂而实不繁。”第五，认识到施肥量“多寡量田肥瘠”;施肥还必须与深耕相结合，以避免肥料集中于土表而遭致流失或引起作物徒长。除施肥改土的方法外，还有通过耕作来改良土壤。在明代值得注意的，一是盐碱地的改良和利用。在我国历史上早就不乏化斥卤为良田的事例，但到明代以后，生齿日繁，农民千方百计地找地种，盐碱地改良利用的意义就不同于过去了。如位于海河流域的曲周县农民为了求生，总结了多年探索的经验，采取了一些办法来改良和利用盐碱地：(1)赶盐，在有水利条件的地方，用水冲刷，把盐赶走;(2)压盐，在田里打围埝，蓄存雨水，用来压盐下沉;(3)躲盐，通过耕作，切断土壤毛细管作用，减少蒸发，并施用有机肥来改善土壤结构，设法尽可能避开盐碱之害①;(4)挑沟筑岸，用造田来改良利用滨海盐碱地。还有就是分布在以今兰州为中心的陇中地区的石砂田，也源于明代。它是一种独特的改良利用土地的创造。砂田建设是先将土地深耕，施足底肥，耙平，墩实，然后在土面上铺上粗砂石和卵石或片石的混合体。每铺一次可有效利用三十年左右。以后再重新起砂、铺砂，实行更新。因砂石覆盖具有增温、保墒、保土、压碱的综合性能，所以砂田产量超过一般田地百分之十至五十。
新作物的引种和良种选育
明代中后期从海外引进了番薯、玉米、马铃薯三种粮食作物和花生、烟草两种经济作物。经过多年的传播，这些都逐渐成为我国广泛栽培的重要作物。1.番薯。异名很多，以番薯和山芋两名比较普遍。《闽小记》记载，番薯“万历中闽人得之外国，……初种于漳郡，渐及泉州，渐及莆”。据《金薯传习录》记载，福建长乐商人陈振龙于万历二十一年(1593)从菲律宾带回薯蔓，在家乡试种，次年由福建巡按金学曾加以推广。据《东莞县志》和《电白县志》记载，大致在此同时，广东也从越南引进种薯。番薯引进一二十年后就已在闽、粤部分地区普遍栽培，并在救荒中起了一定作用。徐光启是最早把番薯从岭南引种到长江流域来种植的人，并著有《甘薯疏》。黄河流域大约是在十八世纪前期从福建和长江流域引种的。2.玉米。最早提到玉米的是田艺蘅的《留青日札》(1573)，说它“旧名番麦”，“秆叶类稷，花类稻穗，其苞如拳而长，其须如红绒，其实如黄实，大而莹白，花开于顶，实结于节，真异谷也。吾乡(指杭州)传得此种，多有种之者”。玉米在我国广泛种植大约是十七世纪中后期开始的，主要种在山区。十八世纪中叶以后已相当普遍。《植物名实图考》称：“陕、蜀、黔、湖皆曰包谷，山氓恃以为命，大河南北皆曰玉露秫秫。”3.马铃薯，也叫洋芋、土豆、山药蛋。约在十七世纪前期传入中国。 1650年荷兰人斯特勒伊斯(Henry Struys)访问台湾，曾见到栽培的马铃薯，称之为“荷兰豆”。内地栽培马铃薯大约在十七世纪后期，清康熙《松溪县志》记载：“马铃薯，……掘取之，形有大小，略如铃子，色黑而圆，味苦甘。”根据《植物名实图考》和其他文献的记载，十九世纪中期以来我国西南的云、贵、川和西北的山、陕都已广泛种植马铃薯。4.花生。过去一般人认为我国花生是直接或间接从南美洲传来的。最早记载花生的是江苏太湖地区的一些著作，如嘉靖《常熟县志》、万历《嘉定县志》和苏州人黄省曾写的《种芋法》。十九世纪后期美国大粒花生品种引种于上海和山东蓬莱。由于它的产量较高，逐渐代替了小粒种的地位。5.烟草，也叫“淡巴菰”。十六世纪中后期到十七世纪前期由两路传入我国。南线，自菲律宾传入。《景岳全书》记述：“烟草自古未闻，近自我明万历时，出于闽广之间，自后吴、楚地土皆种植之，……今则西南一方，无分老幼，朝夕不能间矣。”此外，还有自吕宋先传入澳门，再经台湾，于十七世纪初进到内地，以及自南洋或越南传入广东。另一路北线，也在明末由朝鲜引进我国东北。《露书》记载：“[烟草]关外人相传，本于高丽国。”烟草传入我国，很快传遍大江南北。十八世纪末，全国各省已遍植烟草了。十七世纪到十八世纪中期，是我国选种技术发展的新阶段。宋应星《天工开物·乃粒》所说“种性随水土而分”，这一关于作物品种产生变异的论断是符合科学原理的。谷类作物的选株、选穗和混合繁殖相结合的方法，奠基于六世纪以前，而到明代就更完善普及了。如耿荫楼《国脉民天》讲到“必先仔细择种”，然后选取条件特别好的田地，加倍上粪，播种株行距“比别地又须宽数寸”;中耕除草俱“加数倍”，并及时灌水，收获的种子要特别注意保藏“晒种”。这是当时留种地的种植技术要求。再从这样的种子田挑选“上”、“极大者”作为第二年留种地的种子，照样繁殖。 “如此三年三番后， 则谷大如黍矣……其妙难言”。耿荫楼把这套办法称为“养种之法”。稍后《知本提纲·农则》进一步指出选择种子田固然不应瘠薄，但也不可太肥，必须多上底粪;在管理上要加强中耕培土，按期浇灌;成熟时继续穗选;收获后再行粒选。反映出混合选种在我国传承愈久，愈臻完善。单科选择、系统繁殖的方法在生产实践上可能早已有之，但最早的文献记载见于清康熙的《几暇格物编》，其一是关于从“丰泽园”中单株选育出“御稻米”的经过;另一是记述“白粟”的选育情况。这两个优异品种，都是选取了与众不同的“一科”，单独繁殖，“生生不已”形成的。“御稻米”曾被“颁其种于江、浙织造，令民种之”。以后还推广到浙、皖、赣，苏北等地种植。由于传统选种技术的发展，培育新品种的进度加快，因此这一时期作物品种相当丰富。如《天工开物》记述黍、稷、粱、粟的名称很多。尤其是稻的品种特别多，质性有粘、不粘的;生育期长短有“五十日早”、“六十日稻”、“七十日即获”和“二百日方收获”者等;形状有长芒、短芒、长粒、尖粒、圆顶、扁面的;米色有雪白、牙黄、大赤、半紫、杂黑不一;有品质特别好的“香稻米”，还有“深水稻”、“咸水稻”等等。水稻品种的多种多样和适应性较强，有利于种植品种的搭配，也为改进种植制度提供了条件。
棉花栽培技术的进步
元代时棉花栽培地区日渐扩大，明朝建立后朱元璋又大力提倡植棉。由于生产上积累了比较丰富的经验，所以徐光启在《农政全书》中对棉花栽培技术作出了比较突出的系统性总结，为一巨大成就。 《农政全书·蚕桑广类》用四句话十四个字扼要地概括了棉花栽培的六个主要环节：“精拣核，早下种，深根，短干，稀科，肥壅。”精拣核 就是精选种子，不仅要“岁岁择种”，并要求做到年前选种和播种前选种。年前选种是指棉花成熟之际，到田间实地选择，其方法除王祯《农书》提出的选留初花以后、近霜以前这段时间里成熟的花以外，又强调要“取其高大繁实者，特留作种”，“旋熟旋摘”。播种前选种，用水选，将浮于水面的不良种子去掉，并结合手捻“遇壳软而仁不满”的一并淘汰，从而进一步精选。更重要的是确定了以“棉重”(指从籽棉所得到的皮棉的分量多)作为衡量品种好坏的标准。据《农政全书》介绍，当时江南农家已百分之九十选用了优良棉种。早下种 明代特别强调要早播种，“凡种植以早为良，吾吴滨海，多患风潮，若比常时先种十许日，到八月潮信，有旁根成实数颗，即小收矣”。《农政全书》还指出，所谓早播的时期也须随各地纬度不同、天气冷热相差悬殊而有所不同，如长江下游地区一般以清明至谷雨之间为合适。深根 明代人认为棉花根系入土不深是遭冻害的原因。对使棉花根系深入土中也采取了几项措施：一是“择秧”，棉种好，根系生长力就强;二是“稀”植，“密则无处行根，根不远，不远亦不深”;三是“厚壅”，多施肥料，“少壅”，再加上棉种不良，“两者皆无力可生根”;四是要“穴种”覆土，不能撒播，“漫种浮露，根不入土”;五是整地要好，“皆令地虚，苗得深远行根，便能寒，且能风雨旱，亦深耕之义耳”。短干 就是对棉株要进行整枝摘心。此项技术元代已开始运用。明代时认识更为深刻。《农政全书》就讲到：“苗高二尺，打去冲天心者，令旁生枝，则子繁也;旁枝尺半，亦打去心者，勿令交枝相揉，伤花实也。”整枝摘心时间要“视苗迟早”，灵活掌握;摘心时“不宜雨暗，恐聋灌而多空条;最宜清明，庶旺相而生”。稀科 《农政全书》特别强调要“稀科”，说“棉之于长数尺，枝间数尺，子百颗，亩收二、三石，其本性也。今人密植少收，皆其夭阏不遂者耳”。还进一步指出密植之害处，“玄扈先生曰，棉花密植者有四害：苗长不作蓓蕾，花开不作子，一也;开花结子，雨后郁烝，一时堕落，二也;行根浅近，不能风与旱，三也;结子暗蛀，四也”。肥壅 明代人很强调给棉花多施肥料，并采取“早种”、 “稀科”和“肥壅”相结合的综合技术措施来求得棉花单位面积的丰产。 《农政全书》指出：“若依吾法，岁岁择种，取其高大繁实者，特留作种，淘汰择取精核，又早种，科间三尺，科用粪数升，而遇丰年，岂不遍地花王哉，即欠岁亦数倍恒时矣。”
