中國通史（第八卷） · 第二十七章　生物學

在元代，生物學知識又有了新的積累，尤其是關於動植物生長規律的認識更為豐富和深化，並被廣泛應用於農業、園藝等生產活動，收到了良好的效果。這些進展相當集中地反映在元代三大農書：元政府大司農司編《農桑輯要》、王禎《農書》和魯明善《農桑衣食撮要》等著作中。 第一節　植物生態知識 植物的生長發育情形與其生存環境（包括陽光、水分、土壤、氣候以及植物相互間的狀況等）有著十分密切的關係。元代以前已有大量論述，元代又提出了一些新的見解，並積累了很有特色的實踐經驗。加王禎《農書》指出：「天下地上，南北高下相半。且以江淮南北論之，江淮以北，高田平曠，所種宜黍稷等稼；江淮以南，下土塗泥，所種宜稻秫。又南北漸遠，寒暖殊別，故所種早晚不同。惟東西寒暖稍平，所種雜錯，然亦有南北高下之殊。」對於南北不同緯度、東西不同海拔高度、氣溫、土質等與所宜作物及種植時機作了簡要的總結。元代大司農司編撰的《農桑輯要》對於植物形成的生態影響，也有類似的論述。該書新添栽木棉法說：「穊則移栽，稀則不須。每步只留兩苗，稠則不結實。」①表明當時對陽光強弱與棉花生長的關係已有明確的認識和深切的體驗。 動植物生活都離不開水。元末婁元禮《田家五行》記有「稻秀水澆」，稻在「將秀之時，得雨則堂肚大，谷穗長；秀實之後，得雨則米粒圓，見收數」。「將秀之時」實際上是指水稻生長的抽穗期。近代植物學研究證實，水稻抽穗期其生殖器官正在形成，莖葉生長旺盛，如缺水會使葉肉細胞失去膨壓，破壞植株水分平衡，抑制植株上部節間生長，妨礙花粉和子房的正常發育，最後穗小而粒少以致減產。「秀實之後」則是指灌漿期，也是水分充足才有利於將莖葉製造的有機物質輸送到籽實，使得「米粒圓，見收數」。說明當時人們對於水稻在抽穗期和灌漿期必須充足供應水分已有較清楚的觀察和認識。雪水對植物生長有促進作用。《氾勝之書》、《齊民要術》等著作早已記載了古人對雪水的利用。元代魯明善指出：「雪者，天地之氣，五穀之精，浸諸色種子，耐旱，不生蟲。」②俞貞木也提到：「麥最宜雪，諺云：冬無雪，麥不結」（《種樹書》）等，對於用雪水處理各種種子使其耐旱和不生蟲，以及雪水對冬小麥增產的重要性等作了更為精當的記述。雖然雪水與普通水的不同及其影響植物生長的機理是現代科學才揭示清楚的，當時人們還不能正確解釋雪水促進增產的原因，但他們通過生產實踐總結出來的一些經驗之談和雪水浸種、積雪于田等方法，無疑是十分可貴的科學見解和實用技術，有著重要的實際價值。 植物生長與土壤狀況密切相關。為滿足植物生長需要和保持地力而採取的最重要的措施就是施肥。據王禎《農書》記載，當時已有踏肥（廄肥）、火糞、苗糞、草糞、泥糞等多種肥料，其中較早地提到了苗糞和草糞兩個概念，並指出綠肥在江南地區已普遍應用。此外，元代已施用含有各種礦質元素的特種肥料，這也是特別值得稱道的。如《農桑衣食撮要》載，種皂莢「有不結莢者，鑿一孔，入生鐵三五片，用泥封之，便開花結子」。金元之際成書的《種藝必用》，以筆記形式記載了許多寶貴的民間生產經驗，明代很流行的《種樹書》，其很多內容就來源於這部著作。《種藝必用》載，種茄子時「初見根處劈開，掐硫磺一匕大，以泥培之，結子大如盞，味甘而宜人」，種芥子「治園可令土極細，以硫磺調水潑之，撒芥子於其上，經宿已生一兩小葉矣」，種竹「擇大竹，就根上去三、四寸許截斷之，去其上不用，只以①石聲漢：《農桑輯要校注》卷二，農業出版社1982年版。 ②魯明善：《農桑衣食撮要》，王毓瑚校注本，頁132，農業出版社1979年版。竹根截處打通節，實以硫磺末，顛倒種之地」。《種藝必用》又載，「鑿果樹，納少鍾乳粉，則子多且美。又，樹老，以鍾乳末和泥，於根上揭去皮抹之，樹復茂」。以上這些記載表明，早在十三、十四世紀，我國勞動人民已經認識到鐵、硫、鈣等礦物元素是植物生長過程中不可缺少的物質，並設法用來促進植物的生長發育和開花結果以及防治植物病害，顯然這是經過長期摸索和研究所獲得的很有特色的突出成就①。 王禎《農書》載：「凡墾闢荒地，春曰『燎荒』（如平原草萊深者，至春燒荒，趁地氣通潤，草芽欲發，根荄柔脆，易為開墾），夏曰『■青』（夏月草茂時開，謂之■青，可當草糞，但根須壯密，須借強牛乃可，蓋莫若春為上），秋曰『芟夷』（其次秋暮草木叢密時，先用刀，遍地芟倒，暴於放火，至春而開，根朽省功）。」在不同的季節要採取不同的除草開荒措施，說明人們對雜草的生長習性已有相當清楚的認識。 ①周肇基：《植物生態生理知識的發展》，見苟萃華、汪子春、許維樞等著《中國古代生物學史》，科學出版社1989年版。 第二節　植物生理知識 我國很早就已發現植物的頂端優勢現象，並在實踐中加以利用，以控制植物的定向生長。《農桑輯要》卷二指出，木棉「苗高二尺之上，打去沖天心，旁條長尺半，亦打去心，葉葉不空，開花結實。」《農桑衣食撮要》也記載種木棉要「常時掐去苗尖，勿要苗長高，若苗旺者則不結。」這是棉花整枝時打去頂芽破除頂端優勢的技術措施，以促進分枝，多結棉桃。現在修剪樹木和花卉仍然根據不同情況常常採用這種方法。 植物營養生長到一定程度就會轉向生殖生長。由於所要達到的目的不同，人們有時需要植物作充分的營養生長，因此就必須設法限制其轉入生殖生長。如《農桑衣食撮要》栽種大蒜法：「候苗高尺余，頻鋤，澆灌，拔去苔則結實肥大。」拔去蒜苔就是不讓花苔繼續生長消耗養分，使營養集中供給鱗莖（蒜頭），結實就會肥大。《種藝必用》指出：「凡果木未全熟時，宜摘。若熟，則抽過筋脈，來歲必不盛。」這實際上也是一種控制生殖生長的方法，藉以避免由於果實全部成熟而過多消耗營養成分，以至影響樹木來年的長勢和結果。 隨著嫁接技術在植物繁育生產實踐中的廣泛應用，元代一些農書中出現了有關接木生理知識的進一步論述。如王禎《農書》指出：「一經接博，二氣交通，以惡為美，以彼易此，其利有不可勝言者。」元初的《士農必用》也有類似的記載：嫁接之後「使之功相附麗，二氣交通，通則變，變則化，向之所謂鄙惡者，而潛消於冥冥之中。」近代園藝學研究表明，植物嫁接後，砧木和接穗在營養物質供應上和新陳代謝方式上都發生相互交換和同化的關係。雖然當時人們還不可能在理論上有這樣深入的了解，但從王禎《農書》和《士農必用》的論述可見，當時人們確已初步認識到嫁接後砧木與接穗之間有「氣」互相交流和互相影響，從而促進嫁接體的形質改變，使原來不良性狀「潛消於冥冥之中」，所謂「功相附麗」，「二氣交通」也是相當簡練和精彩的概括。《士農必用》還指出；「令接頭之骨與樹之骨相著，肌肉與樹之肌肉相著。木之津液行於肌肉之間，如不相對著，又不緊密，多不活。」①這種解釋也是符合砧木和接穗通過各自的本質部和韌皮部的營養輸送而達到嫁接成活的機理。以上這些論述突出地反映了元代在關於嫁接成活生理機制和植物品質改良方面的樸素理論認識，並且這種認識已經有了明顯的深入和提高。 開花是高等植物的正常生理現象，而根據不同目的，採取各種措施以控制植物開花的時間和數量，後世稱為「變花催花法」，這是我國古代勞動人民的又一項傑出創造，其中也體現了對於植物生命活動規律的了解和掌握。如早在《齊民要術》中就已記載促進甜瓜多開雌花以便多結瓜的具體措施。金元之際的《種藝必用》指出：含苞欲放的花卉，「用馬糞浸水澆之，當三、四日開者，次日盡開。」除促進開花法外，《種藝必用》還記載了抑制開花法：「八九月間菊含蕊時，和根取掘一坑，將菊倒垂在內，用竹架起，密鋪竹葉片，以角屑放根中，四傍卻用土埋之，築緊。於來年取，以水灑暖取根，漸開花如初埋，每一二日，以水灑少許養之。」這實際上就是改變菊花的外界環境條件，有意識地控制生命活動，儘可能降低其生理代謝水平，並採取①引自石聲漢《農桑輯要校注》卷三，農業出版社1982年版。 防干、防凍和施肥等適當的保護措施，待次年春季取出後，灑水使它漸漸恢復生機，開放花朵，供人觀賞。這種延遲菊花生長和開花的方法，確實是一種別具匠心的發明①。《種藝必用》還指出：「竹有花輒槁死。花結實如稗，謂之『竹米』，一竿如此，則久久舉林皆死。其治之法，於初米時擇一竿稍大者，截去近根三尺許，通其節，以糞灌而實之，則止。」竹子開花往往導致竹林成片死去，其主要原因在於缺乏足夠的營養，而及時施肥則是防治竹類開花和死亡的切實有效的措施，《種藝必用》提出的方法是有實際意義的。《農桑輯要》引《博聞錄》（南宋陳元靚輯錄，已佚）說：「銀杏，有雌雄。雄者有棱，雌者有二棱，須合種之。」銀杏是雌雄異株的，這裡的「棱」指的是果實（白果）的棱道。這一記載是現在已知的發現銀杏有雌雄二性及其判別方法的最早資料。此外，如《農桑輯要》所載甘蔗種植的選取種苗法，苧麻栽培的有性繁殖和無性繁殖法等也都具有一定的植物生理學價值。 ①周肇基：《植物生態生理知識的發展》，見苟萃華、汪子春、許維樞等著《中國古代生物學史》，科學出版社1989年版。 第三節　養蠶 隨著蠶桑業的發展，到了元代對蠶的生活習性有了更充分和深入的了解，並相應總結出更為科學的飼養方法。如元初《務本新書》說：「蠶必晝夜飼，若頓數多者，蠶必疾老，少者遲老」，「若寒熱不均，後必眠起不齊」①，最早論述到營養和溫度對蠶的發育的影響。該書還指出：「牆壁濕潤，多生白醭、貼沙之病」②，「白醭」是蠶的硬化病中危害最嚴重的白僵病，「貼沙」是指病蠶體小質弱，行動遲鈍，往往呆伏於桑沙中而死，這裡說明了濕度對蠶的發病的影響。王禎《農書》在這方面的記載也很多。如其中第一次記載了蠶的齡期因地區而不同，「北蠶多是三眠，南蠶俱是四眠」；蠶在各個齡期中體色的變化；蠶病的起因，「凡葉，不可帶雨露，及風日所干或涓臭者，食之令生諸病」；以及調節溫濕度的方法，「自初生至兩眠，正要溫暖。蠶母須著單衣，以為體測。自覺身寒，則蠶必寒，使添熟火。自覺身熱，蠶亦必熱，約量去火。一眠之後，天氣晴明，巳午之間，暫揭起窗間簾薦，以通風日。南風則卷北窗，北風則卷南窗。」 ①石聲漢：《農桑輯要校注》卷四，農業出版社1982年版。 ②石聲漢：《農桑輯要校注》卷四，農業出版社1982年版。 第四節　養蜂 我國古代對於蜜蜂和蜂蜜的了解是比較早的。據考證，甲骨文中已有「蜜」字，可能還有「蜂」字，《詩經》和《禮記》也都提到了蜂和蜜，《神農本草經》已把蜂蜜和蜜蠟列為醫藥的「上品」。晉皇甫謐《高士傳》和張華《博物志》則分別有關於東漢姜岐養蜂和蜂蜜收集方法的記載等。但總的說來，由於資料所限，中國早期養蜂史還不是很清楚。在唐宋時期及以後的著作中，關於蜜蜂、蜂蜜及養蜂業的記載逐漸增多，如宋代羅願《爾雅翼》、程大昌《演繁露》、王元之《蜂說》，元代大司農司編《農桑輯要》、王禎《農書》、魯明善《農桑衣食撮要》，明代徐光啟《農政全書》、宋應星《天工開物》以及清代郝懿行的養蜂專著《蜂衙小記》等，對於蜂的種類，蜜蜂的形態、生活習性、社會組織、飼養技術、分封方法，蜂窠的清潔衛生，天敵的驅除，以及蜂蜜的收取和提煉，蜜的色味與蜜源植物的關係等，都作了比較科學的記述和討論①。 《農桑輯要》新添「蜜蜂」一節載：「人家多於山野古窯中收取。蓋小房，或編荊囤，兩頭泥封，開一二小竅，使通出入。另開一小門，泥封，時時開卻，掃除常淨，不令他物所侵。秋花凋盡，留冬月可食，蜜脾割取作蜜、蠟。至春三月，掃除如前。常於蜂窩前置水一器，不致渴損。春月蜂成，有數個蜂王，當審多少、壯與不壯。若可分為兩窩，止留蜂王兩個，其餘摘去。如不壯，除舊蜂王外，其餘蜂王盡行摘去。」王禎《農書》的記載基本與此相同，僅增加一句話：「於家院掃除蛛網，及關防山蜂、土蜂，不使相傷。」中國古代食用的蜂蜜，一直到明末還是野蜜多而家蜜少，如宋應星《天工開物》所說：「蜂造之蜜，出山岩土穴者十居其八，而人家招蜂造釀而割取者，十居其二也。」《農桑輯要》的「蜜蜂」一節則是我國關於養蜂法最早較詳細的記載。其中提到招收野生蜂群進行家養的蜂巢設置：箱式（「蓋小房」）和簍式（「編荊囤」）養蜂，清掃管理，過冬，割取巢脾，飼水，根據工蜂多少和群勢強弱決定是否選留蜂王和分蜂等，說明當時人們已經相當清楚地掌握了蜜蜂的生活習性和種群生態等生物學知識。 元代生物學知識的積累除載於各種農書者外，一些動植物譜錄著作也是值得重視的。如李衎《竹譜詳錄》記有多種竹子的品種、形態、生態、產地、用途等，並且附有很多插圖，是竹類研究的重要文獻。柳貫《打棗譜》記有73種棗名及其性狀、產地。王惲《宮禽小譜》，介紹了17種鳥的形態和別名，是我國最早的一部論鳥類的專著。 ①周堯：《對昆蟲的認識和利用》，見苟萃華、汪子春、許維樞等著《中國古代生物學史》，科學出版社1989年版。