明代后期粮食生产能力的提高，本文主要内容关键词为：明代论文,生产能力论文,后期论文,粮食论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、人口和耕地
1、人口突破一亿
由于复杂的原因，时至今日，学者们对明代人口数量仍众说纷纭。据明代官书记载，明初人口峰值为6000余万；经历180多年之后，至明后期万历初年，人口峰值仍为6000余万（注：《诸司职掌·户口》；万历《大明会典》卷一九《户口总数》。）。对于这样的数据，无论是当时还是现在，都有许多学者提出异议，认为它低于实际人口数量；明后期人口应该高于明前期。
官方统计的在籍人口，是否包括妇女、老年男子、未成丁（16岁以下）男子、军卫人口、匠户、灶户等，以及是否有脱漏隐匿，学者们有不同见解，因此推算出的明初人口最高值也不尽相同。大体有以下几种主要观点：1亿以上；7000万以上；6690万以上；6500万以上；6500万—8000万之间。我们虽然还难以断定确切的数值，但明初人口最高值在7000万左右是可信的。它已分别超过北宋和元代的人口最高额，而与南宋与金的合计最高额相当（注：北宋徽宗大观四年（1110年）人口总量为4600万余；南宋光宗绍熙元年（1190年）与金章宗明昌元年（1190年）人口总和为7300万余。参见梁方仲《中国历代户口、田地、田赋统计》甲表1.续。）。
在经过将近两个世纪的休养生息之后，万历六年（1578年）的人口总量仍停留在洪武二十六年（1393年）的水平，这显然是不可能的。当时的人们就指出，“何生息久而反凋零”，“有司之造册与户科、户部之稽查，皆仅儿戏耳！”（注：王世贞：《抶山堂别集》卷一八《户口登耗之异》。） 为了求得明后期的人口峰值，当代学者一般皆以明初人口数据为基数，选取有价值的参照系，推算出人口年平均增长率，进而推算出明后期的最高人口总量。学者们大都认为，明后期的人口巅峰出现在万历中期，即16世纪末、17世纪初，但由于选取的基数和相比数据不一，因此推算出的人口总量也不相同，大体有以下几种主要观点：2.3亿～2.9亿；2亿；1.97亿～2亿；1.9亿；1.5亿；1.2亿～1.3亿（注：关于明初及明后期人口最高额参见：《范文澜历史论文选集》、王其榘：《明初全国人口考》（《历史研究》1988年第1期）、葛剑雄主编《中国人口史》、葛剑雄著《中国人口发展史》、葛剑雄、曹树基著《对明代人口总数的新估计》（《中国史研究》1995年第1期）、田培栋著《明代社会经济史研究》、高寿仙：《明代人口数额的再认识》（《明史研究》第七辑）、王毓铨主编《中国经济通史·明代经济卷》、王育民著《中国人口史》、吕景琳：《明代耕地与人口问题》（《山东社会科学》1993年第5期）、何炳棣著《明初以降人口及其相关问题》、 珀金斯著《中国农业的发展（1368～1968）》等。）。即使以1.4亿而论，那么从明初（14世纪末、15世纪初）至明后期（16世纪末、17世纪初），人口总量也翻了一番，中国人口已经突破一亿大关，达到历史最高值。
在全国15个省直行政区中，江南南直隶、浙江、江西的人口密度最高，在全国人口中所占比重最大。据洪武二十六年的统计资料，这3个省的人口约占全国人口的49.92％。而其土地面积只占全国总面积的14.25％。明初全国平均人口密度为19人，而浙江为114人，江西为58人，南直隶为48人（注：梁方仲：《中国历代户口、田地、田赋统计》甲表72。）。
长江以北地区，自东汉末年、特别是中唐以后，直至元末，战乱不息，致使户口下降，耕地荒芜，社会经济转而落后于南方。明朝开国以后，通过移民、额外垦荒永不起科、迁都，修通南北大运河等对北方的开发和优惠政策，北直隶、河南、山东、山西、陕西等省的人口迅速增长，耕地面积大幅度增加，从而扭转了北方社会经济的衰退趋势。河南布政司，洪武二十四年（1391年），人口257万余； 成化十八年（1482年），增至476万余，增长85％；万历六年（1578年），增至519万余，比洪武时增长一倍以上（注：康熙《河南通志》卷一一《户口》。）。山东布政司，洪武二十六年，人口525万余； 弘治十五年（1502年），增至762万余，增长45％；嘉靖二十一年（1542年），增至771万余，比洪武时增长47％。北直隶，洪武二十六年，人口192万余；弘治四年，增至343万余；万历六年，增至426万余，比洪武时增长122％。山西布政司，万历六年比洪武二十六年增长30％。陕西布政司，万历六年比洪武二十六年增长95％（注：山东、北直、山西、陕西之数值皆参见梁方仲《明代户口田地及田赋统计》，《梁方仲经济史论文集补编》，中州古籍出版社，1984。）。
人是社会生产活动的主体，既是生产力的构成要素，又是物质资料的消费者。一定的人口数量是社会经济向前发展的必要条件之一。特别是在手工农业为主体的时代，人口的适度增长是推动社会进步和经济发展的重要动力。就全国范围而言，明代的人口增长幅度，即使在明后期，仍然处于土地总量的承受界限之内，经济增长状况的容许界限之内。人口的增长，促进了农业生产集约化程度的提高，多种经营和家庭手工业的发展，农业人口向手工业、商业转移和工商业市镇的兴起，人口密集地区向人多地少地区移动和华北、西北、华南、西南等不发达地区的开发。因此人口增长并非明代社会经济发展的阻碍因素，正如何炳棣所说：“中外学人一向以为人口过多是朝代衰亡的基本因素。但是明朝的覆亡却肯定不是由于人口过多。”（注：何炳棣：《明初以降人口及其相关问题》第11章，三联书店，2000。）
2、耕地突破十亿亩
明朝开国后，太祖朱元璋便将“田野辟，户口增”确定为恢复和发展经济、特别是复兴北方的首要任务。通过移民垦荒、减免赋役、遍设军屯等奖励政策和措施，全国耕地面积快速增长。洪武十四年（1381），在册田亩366.7万余顷，比洪武元年增长1.3倍（注：《明太祖实录》卷一四○。）；洪武二十四年，在册田亩387.4万余顷，比洪武十四年增长5.6％（注：《明太祖实录》卷二一四。）。
明代各朝官方的田土统计数字在空间地域上只包括南北直隶和十三布政司，而不含东北、西北边疆地区；在覆盖面积上，只是登记在册的纳税田亩，而不包括豪强隐漏田亩及未耕荒田，在相当时期内也不包括“永不起科”的垦殖田亩。因此，洪武二十四年将近400万顷的数额应是在册的纳税田亩。官书又记载，洪武二十六年，各省直共有田土849.6万余顷（注：《诸司职掌·田土》。），时隔仅两年，即增长1.2倍。对于这个数据，学者们有不同的解释。一种观点认为，将近850万顷之数， 乃是额田（即纳赋田）与可垦荒地的总和（注：田培栋：《明代社会经济史研究·明初耕地数额考察》，北京燕山出版社，2002。日本学者清水泰次认为，洪武二十六年数据不仅包括田、地，而且包括山、荡（《食货》半月刊第3卷第10期）。中国和日本有的学者认为， 洪武二十六年数据“虚增”三百万顷（林金树、张德信《关于明代田土管理系统问题》，《历史研究》1990年第4期）。），因此明初最高耕地额应为400万顷左右。这种观点，是比较接近实际的。
明中期以后，随着荒田垦耕及不发达地区的开发，耕地面积继续增长。但由于法度废弛，富豪欺隐，册文讹误，以及因循照征、恪守祖宗常额等原因，在册田地往往仍保持在明初的400万顷上下。万历年间，改革家张居正抱着“苟利社稷， 死生以之”的决心和气概对全国土地进行清丈，以求解决“田粮不均，偏累小民”的尖锐矛盾。万历六年统计，全国各地田亩701万余顷（注：万历《大明会典》卷一七《田土》。）。万历十年至十一年， 全国清丈基本完成，新增田亩182万余顷（注：张海瀛：《张居正改革与山西万历清丈研究》第四章，山西人民出版社，1993。），加上万历六年田亩数，此时共有耕地达883万余顷，比明初洪武二十四年增长一倍。由于荒田和山区的进一步开发，耕地面积进一步扩大，至万历三十年，共有官民田土11618948顷余，屯田籽粒地635343顷余，两项合计12254291顷余（注：《明神宗实录》卷三七九。）。这是有明一代耕地面积的最高额，比明初翻了两番，是宋代最高田额的2.33倍（注：梁方仲：《中国历代户口、田地、田赋统计》甲表1.续：宋真宗天禧五年（1021年），地亩总额524.7万余顷。）。
明初耕地400万顷左右，以人口7000万左右计，人均耕地5～6亩；万历三十年耕地1225万余顷，以人口1.4亿左右计，人均耕地9亩左右。人口翻了一番，耕地翻了两番，人均耕地增加接近一倍。土地是当时最主要的生产资料和经济资源，耕地增长率大于人口增长率，由此保障了社会经济的全面增长。
直至明后期，京畿地区、淮河流域、黄河流域、湖广平原、西南山区仍存在大量未垦荒地，尚有较大发展空间。弘治年间丘浚说，“以今日言之，荆湖之地，田多而人少；江右之地，田少而人多，江右之人大半侨寓于荆湖。”（注：丘浚：《江右民迁荆湖议》，《明经世文编》卷七二。） 嘉靖年间，山东济南、东昌、兖州三府已“颇称殷庶”，但“登莱二郡，沂济以南土旷人稀，一望尚多荒落”（注：嘉靖《山东通志》卷七《风俗》。）。万历年间，左光斗说：“西北不患无地，而患不能垦”，“京以东，畿以南，山以东，两河南以北，荒原一望，率数十里，高者为茂草，洼者为沮洳，岂尽其地哉！不垦耳。”（注：左光斗：《题为足饷无过屯田、屯田无过水利疏》，《明经世文编》卷四九五。）
二、农业生产基本要素投入的加大
中国传统农业长期以来形成精耕细作的农业技术体系。明代后期，农业集约化程度进一步提高，不仅劳动投入增多而且资本投入和技术投入加大，充分有效地利用土地，提高土地生产率，与同期欧洲粗放式农业形成鲜明对比。
1、农业生产工具的改进
农业生产工具的改进主要表现在两个方面。一是随着冶铁业的发展，铁制农具犁、铧、耙、镪、搭、锄等的数量增多，质量提高；二是根据不同的自然环境和畜力条件，因地制宜，因户制宜，除使用牛、马、骡、驴等耕畜外，还创制了一些新的人耕农具，保障了农业生产的有效进行。用牛耕田，南北皆较普遍，“中国耕田必用牛，以铁齿耙土”（注：朱国祯：《涌幢小品》卷二《农蚕》。）。在南方，“上农多以牛耕”（注：顾炎武：《天下郡国利病书》原编第六册《苏松》。）；在北方，种麦之“镪”，以牛牵引，靠“牛行摇动”的机械动作播种（注：宋应星：《天工开物》卷上《乃粒》。）。但也有许多地方用人力耕具者。成化年间，陕西有创“木牛”耕犁者，二三个人驾驶，“一日可耕田三四亩”（注：谈迁：《枣林杂俎》中集。）。嘉靖年间，湖北郧阳山区，使用人耕农具，“力省而功倍”，“百姓赖焉”（注：同治《郧阳县志》卷五。）。江南地区，有一种人力耕具，“一人一手之力，足敌两牛”（注：徐光启：《农政全书》卷一六《水利》。）。还有两人以杠悬耜起土，可敌一牛之力；两人以磨耙耙轧，可敌三牛之力（注：《天工开物》卷上《乃粒》。）。太湖地区的稻田，许多都用铁搭翻地，而不用牛耕。这一方面是由于该地土质黏重，一般先用人力铁搭深翻一次，再倒翻一次，而且在晴天操作，以达到深、透、晒的功效，此乃牛耕所不能胜任，故张履祥说“吾乡田不宜牛耕”；另一方面，用牛耕则成本较高，因此“吴郡力田者，以锄代耜，不借牛力”，“贫农之家，会计牛值与水草之资，窃盗死病之变，不若人力亦便。”（注：《沈氏农书·运田地法》、《补农书后》，《天工开物》卷上《乃粒》。） 江南耘水田，原皆“匍匐水中，以手耘之，故农人惟耘田为尤苦”；明后期出现耘水田的工具“耘躺、耘爪”，乃“江浙间新制也、古无此器”，“今得此器，劳逸不啻天壤”（注：陆世仪：《论区田》。）。由此可见，是否用牛耕田，并不一定是“进步”与“倒退”的标志。
2、施肥技术的新发展
施肥在农业生产的投入中占有重要地位。明后期，无论对施肥的认识，还是积肥的方法、施肥技巧及新肥的研制都比以往有了新的进步和发展，达到了传统农业的顶峰。一些农书总结道，“用地”必须与“养地”相结合，施肥是增产的重要保障，因此要“惜粪如惜金”、“积地莫如积粪”。制肥、积肥的方法增多，肥料种类扩大，除人畜粪肥、绿肥及一切浸渍废物、河泥积尘等外，由于农产品加工业的发展，其副产品各种肥饼和酒糟、糖渣、豆渣、油渣等成了优质肥料，尤其在江南被广泛使用。除麻饼等外，豆饼、棉饼等的使用都始于明代。广泛使用多种无机肥是又一特点，明后期已开始把硫磺、砒霜、黑矾、卤水及螺蚬壳灰、蚌蛤蚝灰等用作肥料。农学家徐光启创造了一种由植物性有机肥料与动物性无机肥料、动物性有机肥料混合炮制的合成种肥——“粪丹”，“每一斗可当大粪十石”，是肥料史上的一大发明（注：《徐光启手稿》（存上海历史博物馆）。）。宋应星、徐光启介绍的用骨灰蘸秧根，即磷肥在酸性土壤中的施用（注：《天工开物》卷上《乃粒》、《徐光启手稿》。），也具开创性，早于欧洲用兽骨作肥料的历史。在施肥方法上更注意针对性，讲究宜时、宜土、宜物，不同季节、不同土壤、不同作物，所施肥料亦不同。根外追肥（“接力”），看地施肥，看苗施肥，都是明后期的新发展（注：参见：邝璠《便民国纂》、王象晋《群芳谱》、徐光启《农政全书》、宋应星《天工开物》、《沈氏农书》、张履祥《补农书》、袁黄《宝坻劝农书》等农书。）。
3、栽培技术的进步
我国是世界粮食和蔬果栽培植物起源中心之一。明代后期作物栽培和管理技术比以往有了较大提高。在药用植物性状研究的基础上，对栽培作物性状的研究也开始有了进展。王象晋在《群芳谱》中考察了大麦、小麦、玉米、甘薯等作物的性状，开栽培作物特征研究的先河。对水稻密植的认识和实践已经达到相当成熟的程度，农史专家据《沈氏农书》等农书提供的资料估算，明末浙西太湖地区水稻栽插密度甚至超过“解放以前和解放初期”（注：中国农科院中国农业遗产研究室编著《中国农学史》（下册）第十五章，科学出版社，1984。）。北方北直灵寿县试验的“亲田法”，高度密植种粟，其密度也高出现在的水平（注：耿荫楼：《国脉民天》。）。徐光启在《农政全书》中对棉花栽培技术作了系统总结，即精拣核、早下种、深根、短干、稀科、肥壅，这是植棉技术史上的巨大贡献（注：《农政全书》卷三五《木棉》。）。在我国粮食作物中，甘薯最早应用无性繁殖，将无性繁殖技术推进一步（注：《农政全书》卷二七《甘薯》、《群芳谱·蔬谱》。）。在太湖流域等平原水网地区，综合利用自然资源，水利、种植业（粮食作物、桑树等）、畜牧业（猪、羊、禽等）、渔业、农副加工业联为一体，多种经营，互促互荣，形成生态农业（注：参见《沈氏农书》、张履祥《补农书》。）。种子对于作物“犹人之有父也，地则母耳。母要肥，父要壮”，因此必须选育良种。耿荫楼在《国脉民天》中讲的“留种田”，即种子田，在选种理论和方法上都有新的发展。此外，在深耕、中耕、光照、除草、土壤、嫁接、移植、杂交、播种、浸种、育秧、温室以及防治病虫害等方面也都有不同程度的发明和进步。
4、水利的兴修
明代水利，从投资兴办来说，可分为官府督办和民间自修两类，而以官府督办为主。官办水利的主要范围，一是对南北大运河的疏通；二是对黄河、淮河及泇河、卫河、漳河、沁河、滹沱河、桑干河、胶莱河等北方区域性河流的治理；三是对江南和其他地区水利工程的修复和兴建。官办水利的主要实施方式是，或朝廷拨银招募民夫，或督率民夫以工代赈；为了鼓励北方垦殖水田，官府有时还向农民配发农具、耕牛、种子，减免赋役。“终明水政屡修”，水利工程的规模超过前代，从而保证了农业生产的发展和水路交通的运行。
明太祖朱元璋视水利为农业根本，给予高度重视。仅洪武二十八年一年，在朝廷派出的国子生督率下，全国各地即修筑塘堰四万九百余处。洪武二十三年，修筑苏州府崇明、通州海门决堤，动用民夫25万人。洪武二十五年间，开凿溧阳银墅东坝，招募民夫35.9万余人。水利工程不限于财富之区江南，各地皆有兴建。南直和州铜城堰闸、山东登州蓬莱阁河、河南磁州漳河大堤、河南洛堤、陕西泾阳洪渠堰、广西兴安灵渠、四川彭州都江堰、四川永宁水道等工程，皆为明朝开国后或新建，或修复。永乐朝，不仅开始了围绕开通南北大运河而对黄河、淮河的治理，而且进一步在各地兴修水利。特别是经济不发达地区的水利工程，对于这些地区的开发具有重要意义。湖广安陆京山汉水堤岸、安陆州渲马滩堤岸、京山景陵圩岸、石首临江万石堤、广济武家穴江岸、监利车水堤；南直隶西部地区（今属安徽）安庆府潜山怀宁陂堰、和州含山崇义堰、宁国府宣城圩堰、太平府芜湖圩岸、凤阳府安丰塘等皆为永乐年间或新建，或修复。在北直隶，顺天、保定、真定、河间、大名、广平、顺德、永平诸府也都有不少水利工程。
水利设施可以较长时间发挥功能，明前期的水利建设为后期奠定了良好基础。明后期，水利虽受政治腐败的不利影响，但仍有发展。嘉靖初年，对北直隶卢沟河、琉璃河、胡良河、白沟河、沙河、唐河、滹沱河等河流及白洋淀进行竣疏。隆庆年间，开通湖广竹筒河。江南巡抚海瑞疏通吴淞江、白茆河。万历二年，修筑湖广荆州采穴、承天、泗港、谢家港诸决堤口，复筑荆州、岳州等府及松滋诸县老垸堤。六年，吴淞江中段疏浚工程完成。万历中期，特设苏松水利副使，督率治理太湖地区水利，先后“浚吴淞八十余里，筑塘九十余处，开新河百二十三道，浚内河百三十九道，筑上海李家洪、老鸦嘴海岸十八里”。万历年间，还在京畿地区设坝、建闸、引流、通渠、筑堤，开垦水田，种植水稻（注：明前后期各地水利建设，见《明史》卷八八《河渠六·直省水利》。）。
黄河、淮河历来多害。明代国家治黄、淮多与疏浚南北大运河、保障漕运相结合。永乐九年，命工部尚书宋礼征调民夫30万人，蠲免租赋110万石，修浚会通河，全长450里；同时征发民丁10万，修浚黄河故道，南人于淮，与会通河相汇，于是南北漕运畅通（注：《明史》卷一五三《宋礼传》、《明史》卷八三《河渠一·黄河上》。）。以后黄、淮屡屡改道决口，朝廷不断兴工修治。成化年间特设河道总理，专负黄淮等河的治理。
明后期，也兴办了一些较大的治河工程。嘉靖四十五年，工部尚书兼理河漕朱衡督率民夫开新河鱼台至留城140余里，浚旧河自留城抵境山、茶城50余里。又筑马家桥堤3.5万余丈，石堤30里。隆庆四年，潘季驯为河道总理，征用民夫5万人，堵塞决口11处，筑缕堤3万余丈。六年，治理徐、邳水患，修筑自徐州至宿迁长堤370里，又修缮丰、沛大堤（注：嘉靖四十五年、隆庆四年、隆庆六年皆见《明史》卷八三。）。万历四年，督漕侍郎吴桂芳开草湾河，长1.11万丈，堵决口22处，役民夫4.4万人（注：《明史》卷八四《河渠二·黄河下》。）。七年，潘季驯治两河工程，计筑高家堰堤、 归仁集堤、柳浦湾堤及徐、沛、丰、砀缕堤共310余里；徐、睢、邳、宿、桃、 清两岸遥堤5.6万余丈；堵塞崔镇等处决口130个；砀、丰大坝各一道；崔镇等处减水石坝4座；迁通济闸于甘罗城南，“淮，扬间堤坝无不修筑”，共用银56万余两（注：《明史》卷八四、《明史》卷二二三《潘季驯传》。）。
治理黄、淮，是有明一代治水的中心任务，国家投入了大量的人力、物力、财力，治理力度超越前代。虽然未能完全防止黄淮泛滥，但治河工程对于减少灾害、引水灌溉、保障漕运毕竟发挥了重大作用，而且从中积累了宝贵的治河经验。潘季驯几经起废，四奉治河之命，“前后二十七年，习知地形险易”。他倡导的筑堤防溢，建坝减水，以堤束水，以水攻沙，以及堵塞决口，滚水坝以固堤岸等治河方法都具科学性。
地方州县及民间中小型水利灌溉工程也有新的发展。明后期，北方水利设施的兴建及逐渐推广水井灌溉；南方河、泾、港、渎、湖、塘、堤堰、斗门、海塘的修浚；湖广堤垸修建的兴起，都使水利遍及于各地。正统年间，宁夏旧有的五条水渠淤塞三条，佥都御史参赞宁夏军务金濂对之加以疏浚，“溉芜田一千三百余顷”（注：《明史》卷一六○《金濂传》。）。成化年间，湖广澧州（今湖南澧县）判官俞荩“大筑陂堰，溉田可万顷”（注：《明史》卷一八七《俞谏传》。）。万历年间，陈幼学任河南确山知县，开河渠198道。后来，他调任河南中牟知县。 县内有“大泽积水，占膏腴地二十余里”，陈幼学“疏为河者五十七，为渠者百三十九，俱引入小清河，民大获利”；大庄诸里多水，为之筑堤13道（注：《明史》卷二八一《循吏传·陈幼学》。）。万历年间，北直隶磁州知州刘征国督修水利，遂使该州遍野水沟（水渠）纵横曲折，禾黍蔚然。陕西汉中知府李有实，“筑堤亘十里，灌田万顷”（注：朱国祯：《涌幢小品》卷六《堤利》。）。
明后期，民间灌溉工具也有新的改进。各地有各种水车、水轮、水碓、水磨，其动力有人力、畜力、风力、水力、机械力等。在江南，“灌水以水车”，“高乡之车曰水龙，有不用人而以牛运者曰牛车。亦有并牛不用，而以风运者”（注：顾炎武：《肇域志》江南九松江府。）。水车也有“（人）坐而踏之”者，如龙骨车（即翻车），“人凭架上，踏动拐木，则龙骨板随转，循环行道板，刮水上岸”，“足救三丈以上高旱之田”，“水具中机械功捷，惟此为最”（注：徐光启：《农政全书》卷一七《水利》。）。这种龙骨车在嘉靖、万历年间传入日本（注：田中正俊、鹤见尚弘：《龙骨车与农民》，《明史研究》第3辑。）。在浙江严州府山区，灌田之具有水轮，“水泻木槽，分流田中，不劳人力，而水利自足，盖利器也”（注：陆容：《菽园杂记》卷一二。）。在福建，水碓最多。在广东，水车“以田之高下为轮之大小，即三四丈以上田，亦能灌之，了不用人力。”（注：王临亨：《粤剑编》卷三《水车》。） 粤北山区，“居民多以树木障水为水翻车”，“高田可以尽溉”（注：屈大均：《广东新语》卷一六。）。湖广辰阳（今湖南西部沉陵），农民于溪水之旁建坝蓄水，以竹筒、车轮将水“接引入田，虽远可到，所谓农者坐而观之，无举手之劳，而田已毕溉矣”（注：许缵曾：《滇行纪程》。）。长江以北淮、扬、海地区，也有使用风力翻车车水灌溉者（注：《天工开物》卷上《乃粒》。）。河南、北直水井灌田的工具，除桔槔、辘轳外，还有龙骨木斗，水斗连接，车水快速（注：《农政全书》卷一六《水利》。）。明末王澂在《新制诸器图说》中介绍了灌溉高仰之田的引水器“虹吸”和“鹤饮”。徐光启在《泰西水法》中介绍了西方机械动力水车，即龙尾车，又称螺旋运水机；还有西方玉衡系双筒抽水机、恒升系单筒抽水机。
三、粮食作物结构和耕作制度的变革
1、新品种的引进
明后期，耐旱高产粮食作物新品种玉米、甘薯、马铃薯等的引进和传播，为增产粮食、满足人口增长和商品经济发展的需要开辟了新的途径。
玉米原产美洲。我国对玉米的记载，最早见于正德六年（1511年）所修皖北《颖州志》；明后期的农书、方志和史籍对玉米的记载逐渐增多。大约在嘉靖、万历年间，玉米的种植已传播到今天的江苏、安徽、浙江、福建、广东、广西、云南、河北、山东、河南、陕西、甘肃等南北诸省，至清代有了进一步的发展。生活在嘉靖、万历时期的杭州人田艺衡说：“御麦出于西番，旧名番麦，以其曾经进御，故曰‘御麦’。干叶类稷，花类稻穗，其苞如拳而长，其须如红绒，其粒如芡实大而莹白，花开于顶，实结于节，真异谷也。吾乡传得此种，多有种之者”（注：田艺衡：《留青日札》卷二六《御麦》。）。成书于万历初年的《本草纲目》及成书于明末的《群芳谱》、《农政全书》等都有关于玉米的记述。
甘薯亦原产美洲。16世纪末期即万历前期传入我国，一种由海路传入广东、福建、进而传入长江下游江苏、浙江；一种由陆路传入云南。甘薯具有适瘠壤、抗干旱、产量高、口味好、营养强、耐贮存等优势，因此颇受欢迎，至万历后期，已成为福建、广东劳动民众的重要食粮。“一亩种数十石，胜种谷二十倍，闽、广人以当米谷”（注：王象晋：《群芳谱·蔬谱》。）。“闽、广人收薯以当粮，自十月至四月，麦熟而止”，“闽、广人赖以救饥，其利甚大”（注：徐光启：《农政全书》卷二七《甘薯》。）。万历年间，闽人何乔远著《甘薯颂》，对甘薯救灾利民的贡献加以颂扬；徐光启总结出“甘薯十三胜”，即13项优点。徐光启指出，东南沿海高埠地区，既不堪种稻，用来种薯，“亦胜稻田十倍”，且能改良土壤，“是不数年间，邱阜将化为平畴也”，“此亦任土生财之一端耳”；长江以北，“土更高，地更广，即其利百倍不啻矣”，更应推广（注：徐光启：《甘薯疏》，《古今图书集成·草木典》；《农政全书》卷二七。）。可见，甘薯、玉米的种植，对于提高粮食亩产量、增加粮食总产量起到了革命性作用。
2、早熟稻的推广和两熟、三熟稻的种植
早熟稻品种的推广引起两熟和三熟稻的种植，从而增加了粮食单产和总产量。这是我国栽培制度史上又一次革命性的变革。中、晚稻要求生长在水量充足的平坦土地上；而早熟稻则早熟、耐旱、耐寒。早熟稻的种植，一方面可以将水稻的种植扩展到南方水量相对较少的坡地、丘陵，增大水稻种植面积；另一方面使双季稻、三季稻及稻麦、谷轮作、连作制的施行和推广成为可能，从而提高土地利用率。早熟稻自10世纪末、11世纪初，即北宋真宗时期由占城传入福建；至13世纪后期，即南宋时期，还未在南方广泛传播，栽种地区只局限于浙江、江苏（南部）、福建、江西等地；至明中后期，才在南方各省稻作区域普遍地种植。尤其是湖广（今湖南、湖北）江汉平原和洞庭平原的开发，修堤建垸，栽种水稻，使之成为稻米的重要产区和输出区。这里的堤垸“大者轮广数十里，小者十余里”，“荒芜湖渚，先世所弗田者，皆尽垦”（注：万历《荆州府志》卷三。）。由于湖广逐渐成为粮食的重要输出区，遂在我国粮食生产和贸易的格局上出现了由“苏松熟，天下足”向“湖广熟，天下足”转变。成书于嘉靖七年（1528年）的何孟春《余冬序录》有云：“湖藩辖府十四、州十七、县一百四，其地视诸省为最巨，其郡县赋额视江南西诸郡所人差不及，而‘湖广熟，天下足’之谣，天下信之，地盖有余利也。”（注：何孟春：《余冬序录》摘抄五《外篇》，《纪录汇编》卷一五二。） 可见，“湖广熟，天下足”的谚语在16世纪初即已流传。
随着早熟品种的推广，双季稻在广东、云南、福建、江西、浙江等省的许多地区逐步栽种起来。“南方平原田多一岁两栽、两获者。其再栽秧俗名晚糯，非稉类也”（注：《天工开物》卷上《乃粒》。）。在岭南珠江三角洲及海南岛，三季稻也多了起来。“东粤自来多谷，志称南方地气暑热，一岁田三熟，冬种春熟，春种夏熟，秋种冬熟，故交州有三田”；琼南“若勤于耜，则一年有三熟之稻矣”（注：屈大均：《广东新语》卷一四《食语》。交州，古地名，三国·吴改番禹为交州治所。）。
稻田面积的扩大，两熟、三熟制的发展，使稻米产量大幅增加，成为当时人们的主要食粮。据明末宋应星估算，稻米在全国食用粮中占70％（注：《天工开物》卷上《乃粒》。）。万历时在华传教士利玛窦也曾这样感慨明朝大米产量之多和劳动人民之辛勤：“作为中国人的食谱上主要食品的大米产量，远比欧洲富裕得多”，“中国的这类庄稼一年两收，有时一年三收。这不仅因土地肥沃、气候温和，而且在很大程度上更是由于人民勤劳的缘故”（注：《利玛窦中国札记》，何高济等译，广西师大出版社，2001。）。
3、水稻在北方的引进
稻米产量的增加，还由于稻田扩展到了北方。大约从嘉靖年间开始，水稻被引进到淮河以北、长城以南的一些地区。在徐贞明、张国彦、徐光启、左光斗、汪应蛟等有识之士的倡导下，北直隶成为北方推广水稻栽种的令人瞩目的地区。明后期，北直隶一百多个县中，有近一半已经种植水稻。万历末年，著名东林人士邹元标说，“三十年前，都（北京）人不知稻草何物；今所在皆稻，种水田利也。”（注：《明史》卷二四四《左光斗传》。） 万历十三年，尚宝寺少卿徐贞明兼御史领垦田使，在京东密云、平谷、三河、蓟州、遵化、丰润、玉田等州县治水垦田，“东西百余里，南北百八十里，垦田三万九千余亩”，“宜稻者以渐劝率，宜黍宜粟者如故”。他还招募南方人为师，“使以一教十”，教京东农民栽种水稻（注：《明史》卷八八《河渠六·直省水利》、《明史》卷二二三《徐贞明传》。）。万历三十年，保定巡抚都御史汪应蛟在天津葛沽、何家圈、双沟、白塘等处，督率海防军丁屯垦营田，共垦田5000余亩，其中水田2000余亩，每亩收稻高达四五石；旱地种植薯、豆杂粮，每亩产豆一二石，比原产增加四五倍或七八倍（注：《明史》卷八八、《明史》卷二四一《汪应蛟传》、汪应蛟《海滨屯田试有成效疏》《抚畿奏疏》卷八）。）。万历末年，徐光启在京西房山、涞水二县，沿琉璃河、拒马河两岸，开渠种稻，亩产二三石（注：徐光启：《家书墨迹》第七通，梁家勉《徐光启年谱》。）。万历末年、天启初年，屯田御史左光斗大力倡导北直隶兴治水利，栽植水稻；并恢复天津屯田水利，开田3000余亩（注：《明史》卷二四四《左光斗传》、《明史》卷八八。）。天启二年，太仆寺卿兼御史董应举经理天津至山海关屯务，共开田18万亩，“广募耕者，界工廪、田器、牛种，浚渠筑防，教之艺稻，农舍、仓廨、场圃、舟车毕具，费二万六千（两），而所收黍、麦、谷五万五千余石”（注：《明史》卷二四二《董应举传》、《明史》卷八八。）。
除京畿地区外，北方山东、河南、山西、陕西等省亦有水稻种植，且有的地区产量可高达五六石。嘉靖年间，山西沁州开渠种稻，亩收二钟有奇（一钟为三石）（注：崔铣：《沁州水田记》，《明经世文编》卷一五三。）。山东青州府诸城等县，稻田“所获，溢陆田数倍”，丰年亩产可达五六石，一般四五石，“户户舂米”，“贸迁得高价”（注：万历《青州府志》卷五《物产》。）。陕西关中平原亦产稻，西安附近，“有稻一种，名线米，粒长而大，胜于江南诸稻，每岁人贡天储”（注：张瀚：《松窗梦语》卷二《西游纪》。）。
北方水稻种植虽然不如南方普遍，但却为北方农业的发展展现了新的方向。正像左光斗所说，只有兴治水利，才能改变“一年而地荒，二年而民徙，三年而地与民尽”（注：左光斗：《题为足饷无过屯田、屯田无过水利疏》，《明经世文编》卷四九六。） 的状况。
4、轮作制度的施行和小麦种植面积的扩大
连作、轮作、套作、间作等耕作制度的变革，扩大了复种指数，使南方和北方广泛施行了二熟或二年三熟耕作体系。
还是在15世纪中后期（明成化、弘治年间），江南即已将水稻与麦、豆及各种谷物搭配种植。著名学者丘浚说：“今世江南之民皆杂莳诸谷，江北之民亦兼种粳稻。昔之粳稻惟秋一收，今又有早禾焉。”（注：丘浚：《大学衍义补》卷二四。） 明中后期又由稻麦（谷物等）两熟扩展为稻棉两熟、麦棉两熟及其他作物的轮作倒茬。
明后期北方一些地区也开始由一熟制发展为麦——豆（或谷、玉米等）——棉（或秋杂）二年三熟轮作制。在北方旱田作物中，小麦比粟谷等产量高，经济价值也高，而且由于越冬生长，可以增加耕地复种指数，接济夏秋之间青黄不接，因此明末人说，小麦“为利甚普，故为五谷之贵”（注：《群芳谱·谷谱》。）。又有“一麦胜三秋”（注：崇祯《历乘》卷一四《方产》。） 之说。明中后期小麦在北方种植面积扩大，成为重要粮食作物，产量约占各种粮食的一半。明末宋应星说：“四海之内，燕、秦、晋、豫、齐、鲁诸道，烝民粒食，小麦居半，而黍、稷、稻、粱仅居半。”（注：《天工开物》卷上《乃粒》。） 嘉靖年间，山东东昌府武城县德王府庄田，夏麦地约占28.7％（注：嘉靖《武城县志》卷二《户赋》。）。万历中期，山东曲阜孔府张阳庄庄田，大、小二麦种植面积达41％；至清初顺治年间，已将近占60％（注：《曲阜孔府档案史料选编》第二编《明代档案史料》、第三编《清代档案史料》第11册。）。
小麦种植面积的扩大，不仅增加了产量，改善了民众食粮质量，而且为二年三熟制的施行提供了前提条件，是我国耕作制度史上的又一次革命性变革。小麦产量的增加还有力地支持了国家财政。明代朝廷实征本色田赋为夏麦、秋粮。自明初以来，北方一直是夏麦的主要缴纳者。北直隶、山东、山西、河南、陕西五省直，万历六年实征麦占全国总数的63.71％（注：《中国历代户口、田地、田赋统计》乙表37。）。
四、农业土地生产率的提高
一些中外学者力图将现代统计学的办法应用于明代土地生产率、农业劳动生产率乃至国民经济生产总值的计算，推导出全国性的平均数据。这种努力无疑是很有价值的，但由于明朝留给我们的相关资料甚为缺乏、零散，加之各地经济发展差距较大，土地肥瘠不等，复种指数各异，粮食品种不同，亩、石、斤等度量衡大小不一；以及学者们对全国人口总数，粮食耕地总面积，人口构成比例，年人均粮食消费量，人均土地占有量等认识不同，因此计算出准确的全国性的平均率是十分困难的，而且易生歧义。
余也非提出，北方折合今制，每市亩平均产麦，两宋为0.694市石，明清为1.302市石；南方每市亩平均产稻米，两宋为1.387市石，明清为2.604市石（注：余也非：《中国历代粮食平均亩产量考略》，《重庆师院学报》1980年第3期。）。吴慧提出，北宋全国南北平均每市亩产原粮325.8市斤， 明代中后期全国南北平均每市亩产原粮346市斤（注：吴慧：《历史上粮食商品率商品量测估》，《中国经济史研究》1998年第4期。）。唐启宇提出，明代较宋代亩产提高50％（注：唐启宇：《中国农史稿》第七章第十三节，农业出版社，1985。）。曹贯一提出，明后期，折今制，常年稻谷亩产488市斤，旱地麦粟亩产157.3市斤；宋代，折今制，稻谷亩产286市斤，麦粟亩产100市斤（注：曹贯一：《中国农业经济史》第二十三章第十一节、第十九章第十二节，中国社会科学出版社，1989。）。明较宋，稻谷亩产提高70％，麦粟提高57％。姜守鹏提出，宋代亩产量约为165斤，明代为245斤，增长48.5％（注：姜守鹏：《明清北方市场研究》卷二，东北师大出版社，1996。）。李伯重提出，明末江南水稻亩产量约为1.7石（米），南宋江南平均亩产量应仅为1石左右（米）（注：李伯重：《中国经济史研究新探》第104页、109页，清华大学出版社，2002。）。郭松义提出，明后期全国南北水旱粮食平均亩产256市斤， 每个粮农平均生产粮食6510市斤。他还对每个农业劳动力所产粮食扣除各种开销后所能供养的人数及生活水平作出推算：明后期，平均每个粮农劳动力可养活8.3口人；清乾隆中期，可养活8.9口人；清乾隆末，6口；清末，4.6口。明后期， 平均每个粮农人口除自身粮食消耗外，可向社会提供粮食458市斤，清乾隆中期，提供441市斤；清嘉庆中期，121市斤，清末，50市斤（注：郭松义：《明清时期的粮食生产与农民生活水平》，《中国社会科学院历史研究所学刊》，社会科学文献出版社，2001。）。
以上数据虽然很难说是精确的，且众说不一，但从这些概数中仍可看到明代粮食生产的总体发展趋势，即粮食总产、单产，明后期较明前期提高，明代较其前代提高；在农业劳动生产率、养活人口数量、向社会提供粮食数量方面，除乾隆中期外，总体上明代高于清代。
以上是今人对平均值的估算，下面让我们看一看史籍对明后期南北某些地区粮食产量的具体记述。明代长江流域，特别是太湖地区为主要产稻区。其中苏州、松江、常州、嘉兴、湖州五府输送京师的漕米几乎占江西、湖广（今湖南、湖北）、南直隶（今江苏、上海、安徽）总和的一半。松江府，嘉靖年间，松江西乡土地肥沃、田低水丰，易于灌溉，夫妻二人可种田25亩，勤者可至30亩，每亩可产稻米三石，即使以每亩产米二石五斗计，则每年也可收米七八十石。按此，如果把妻子（妇女）也同她的丈夫（男子）一样视为壮劳力，那么每个农业劳动力可种田12～15亩，若每亩产米二石五，则年产米30～37.5石；若每亩产米三石，则年产米36～45石。其劳动生产率是相当高的，因此该地农民生活水平也较高，可以“吃鱼干、白米饭种田”。而同样是松江地区，其东乡，则田高岸陡，浇水困难，宜种植棉花，若种稻，夫妻二人，“止可五亩”，丰年每亩收一石五斗，共收粮七石五斗，纳租之后，所剩不多，“至夏中，只吃粗麦粥”，东、西乡之间“高下悬绝”（注：何良俊：《四友斋丛说》卷一四。）。苏州府，明后期，亩产稻米高者三石，低者一石多（注：顾炎武：《日知录》卷一○《苏松二府田赋之重》）。嘉兴府桐乡，丰收之年，每亩产稻米三石，另收春花小麦一石五，共四石五；平常之年，每亩产稻米二石，春花小麦一石，共三石（注：张履祥：《补农书后》。）。湖州府涟川，《沈氏农书》的作者沈氏之田亩产稻米三石多。湖州府、嘉兴府有的地区，亩产稻米可高达四五石（注：张履祥：《补农书后》。）。可见，明后期太湖地区，亩产稻米一般在二、三石左右，高者可达四五石，低者一石多。据农学史家计算，折成今制，亩产米二石，折合米337.5市斤，折合稻谷450市斤；亩产米三石，折合米506.25市斤，折合稻谷675市斤；最高亩产米五石，折合米842.625市斤，折合稻谷1123.5市斤（注：中国农业科学院中国农业遗产研究室：《中国农学史》（下册）第十五章第三节，科学出版社，1984。）。此外，还有连作之春花小麦的收获每亩一石至一石五，单产大大高于全国平均水平。
湖广长沙地区，嘉靖年间，一般上等田亩产稻米二石五，中等田二石，下等田一石（注：嘉靖《长沙府志》卷三。）。广东珠江三角洲地区南海县，明后期，每亩产稻谷“十石为上功，七石为中功，五石为下功，灾不在此限”（注：霍韬：《霍渭涯家训·田圃》。）。如以50％出米率计，则上、中、下田每亩产米分别为五石、三石五、二石五；如以75％出米率计，则分别为七石五、五石二斗五、三石七斗五。考虑到亩积及容器大小等因素，珠江三角洲地区的水稻亩产已经达到太湖地区的水平，这里的农业经济正以较快的速度发展。南直隶西部徽州地区，水田亩产大致在200～300斤，即一石三至二石；个别田块丰年可达亩产四石余（注：周绍泉：《明清徽州亩产量蠡测》，《明史研究》第2辑，黄山书社，1992。）。
北方在元末明初战乱破坏严重，经过大约一个世纪的休养生息，至弘治、正德年间才走上繁荣发展之路。北方虽有稻田，但以旱作为主，总体上亩产量低于南方。但在一些经济比较发达的地区，明后期亩产量也有明显提高。山东、河南、北直隶三省交界地区乃黄河故道冲积平原，水利灌溉比较充足，又有南北大运河从中穿过，为经济发展提供了有利条件，成为北方粮食产量较高、棉花种植普遍、商业贸易活跃的经济“金三角”地区。山东东昌府，嘉靖年间，已成“平衍丰乐”之地，“颇称殷庶”。该府濮州、范县，享有“金濮、银范”之誉。濮州亩产可达七八斛（三、四石）（注：万历《东昌府志》卷二《物产》。）。河南彰德府、沃衍平坦，有漳水、卫河之利，旱地亩产十斛或八斛（五石或四石）（注：嘉靖《彰德府志》卷二《地理志》。）。河南怀庆府，有黄河、丹水、沁水之利，上等田地亩产不下两石，多或三、四石（注：何瑭：《均粮私议》，《明经世文编》卷一四四。）。陕西关中泾阳、三原、高陵、富平、咸阳等县粮食亩产也比较高，高者可达三四石（注：田培栋：《明清时代陕西社会经济》第二章第三节，首都师大出版社，2000。）。不过，北方各地经济发展的不平衡性更为明显，“下田亩收不及一石，少或至三、四斗”（注：何瑭：《均粮私议》，《明经世文编》卷一四四。），“瘠薄沙碱，每亩收入不过数斗”（注：万历《兖州府志》卷一五《户役志》。）。北方一些地区还未摆脱广种薄收的状态，每户占有或租种土地较多，甚至“广墟之地，数口之家辄田二三百亩”，但却经营粗放，单位产量不高。
无论是平均值的推算，还是个例典型叙述，都还难以完整充分地反映明后期粮食产量和劳动生产率的真实情况。人们在考察粮产时，南方往往以水稻单季亩产为对象，北方以小麦或谷物单季亩产为对象；但正如前文所述，明后期粮食作物种植结构和制度发生了历史性变化，远非如此单纯。南方早稻、双季乃至三季稻的推广，稻麦（或其他旱作）连作双熟制的施行；北方水稻的引进、小麦的扩种、三年二熟轮作制的施行；高产耐旱、适应性强的甘薯、玉米等新作物的引进和推广等，都使同一单位面积土地的年产量大力提高。如果再将棉、桑等经济作物普遍种植的因素列入，那么，单位面积的产值就会更高。据《沈氏农书》和《补农书》提供的数据（注：《沈氏农书·运田地法·蚕务》；《补农书后》。参见陈恒力《补农书校释》（增订本）。），嘉兴、湖州地区一位长年雇工可耕种稻田八亩，舍去春花小麦不计，每亩产稻米三石，共得24石。该长工同时管理桑地四亩，一亩桑地产桑叶一百个（每个20斤）或八、九十个，以每亩产桑叶80个计，值银八两，四亩可卖银32两，折成稻米32石。八亩水稻田、四亩桑地合计每年共可得米56石，这即是这位长工的劳动生产率，比前面讲的松江西乡农夫年产米三、四十石的劳动生产率又高出许多。农业发展史告诉人们，即使在农业生产工具尚未使用机械的状况下，只是由于作物结构和种植制度的重要变革及投入的加大，也会提高土地利用率、土地生产率和劳动生产率，推动社会生产的向前发展和民众生活状况的改善。因此有的学者将早熟稻的广泛种植称之为一场农业革命；两熟、三熟栽培制度是“中国人民创造了世界已知的最惊人的变革之一”（注：董恺忱：《从世界看我国传统农业的历史成就》，《农业考古》，1983年第2期。）。那种认为，明后期的中国，由于人口、土地和粮食的压力，社会经济没有发展的观点是没有根据的。
明后期粮食生产能力的提高是历史事实。它为将更多的粮食作为商品投入市场提供了可能，并激励一部分土地经营者从事商品粮的生产；为将更多的耕地从耕地总面积中切割出来种植经济作物提供了可能，经济作物的推广不仅促进了商业性农业的发展，而且为手工业的发展提供了原料，为商业的发展提供了商品；为将更多的劳动人口从农业中分离出来转向工商业提供了可能；为城镇人口的增加，工商业市镇的兴起提供了可能。这些都促使明后期的社会和经济产生了结构性变异。而越是农业生产力高的地区，手工业、商业、城镇越发达。这些地区代表了那个时代社会经济发展的最高水平，具有很强的先导和示范作用。
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