植物的生长发育情形与其生存环境（包括阳光、水分、土壤、气候以及植物相互间的状况等）有着十分密切的关系。元代以前已有大量论述，元代又提出了一些新的见解，并积累了很有特色的实践经验。加王祯《农书》指出：“天下地上，南北高下相半。且以江淮南北论之，江淮以北，高田平旷，所种宜黍稷等稼；江淮以南，下土涂泥，所种宜稻秫。又南北渐远，寒暖殊别，故所种早晚不同。惟东西寒暖稍平，所种杂错，然亦有南北高下之殊。”对于南北不同纬度、东西不同海拔高度、气温、土质等与所宜作物及种植时机作了简要的总结。元代大司农司编撰的《农桑辑要》对于植物形成的生态影响，也有类似的论述。该书新添栽木棉法说：“穊则移栽，稀则不须。每步只留两苗，稠则不结实。”①表明当时对阳光强弱与棉花生长的关系已有明确的认识和深切的体验。
动植物生活都离不开水。元末娄元礼《田家五行》记有“稻秀水浇”，稻在“将秀之时，得雨则堂肚大，谷穗长；秀实之后，得雨则米粒圆，见收数”。“将秀之时”实际上是指水稻生长的抽穗期。近代植物学研究证实，水稻抽穗期其生殖器官正在形成，茎叶生长旺盛，如缺水会使叶肉细胞失去膨压，破坏植株水分平衡，抑制植株上部节间生长，妨碍花粉和子房的正常发育，最后穗小而粒少以致减产。“秀实之后”则是指灌浆期，也是水分充足才有利于将茎叶制造的有机物质输送到籽实，使得“米粒圆，见收数”。说明当时人们对于水稻在抽穗期和灌浆期必须充足供应水分已有较清楚的观察和认识。雪水对植物生长有促进作用。《氾胜之书》、《齐民要术》等著作早已记载了古人对雪水的利用。元代鲁明善指出：“雪者，天地之气，五谷之精，浸诸色种子，耐旱，不生虫。”②俞贞木也提到：“麦最宜雪，谚云：冬无雪，麦不结”（《种树书》）等，对于用雪水处理各种种子使其耐旱和不生虫，以及雪水对冬小麦增产的重要性等作了更为精当的记述。虽然雪水与普通水的不同及其影响植物生长的机理是现代科学才揭示清楚的，当时人们还不能正确解释雪水促进增产的原因，但他们通过生产实践总结出来的一些经验之谈和雪水浸种、积雪于田等方法，无疑是十分可贵的科学见解和实用技术，有着重要的实际价值。
植物生长与土壤状况密切相关。为满足植物生长需要和保持地力而采取的最重要的措施就是施肥。据王祯《农书》记载，当时已有踏肥（厩肥）、火粪、苗粪、草粪、泥粪等多种肥料，其中较早地提到了苗粪和草粪两个概念，并指出绿肥在江南地区已普遍应用。此外，元代已施用含有各种矿质元素的特种肥料，这也是特别值得称道的。如《农桑衣食撮要》载，种皂荚“有不结荚者，凿一孔，入生铁三五片，用泥封之，便开花结子”。金元之际成书的《种艺必用》，以笔记形式记载了许多宝贵的民间生产经验，明代很流行的《种树书》，其很多内容就来源于这部著作。《种艺必用》载，种茄子时“初见根处劈开，掐硫磺一匕大，以泥培之，结子大如盏，味甘而宜人”，种芥子“治园可令土极细，以硫磺调水泼之，撒芥子于其上，经宿已生一两小叶矣”，种竹“择大竹，就根上去三、四寸许截断之，去其上不用，只以① 石声汉：《农桑辑要校注》卷二，农业出版社1982 年版。
② 鲁明善：《农桑衣食撮要》，王毓瑚校注本，页132，农业出版社1979 年版。竹根截处打通节，实以硫磺末，颠倒种之地”。《种艺必用》又载，“凿果树，纳少钟乳粉，则子多且美。又，树老，以钟乳末和泥，于根上揭去皮抹之，树复茂”。以上这些记载表明，早在十三、十四世纪，我国劳动人民已经认识到铁、硫、钙等矿物元素是植物生长过程中不可缺少的物质，并设法用来促进植物的生长发育和开花结果以及防治植物病害，显然这是经过长期摸索和研究所获得的很有特色的突出成就①。
王祯《农书》载：“凡垦辟荒地，春曰‘燎荒’（如平原草莱深者，至春烧荒，趁地气通润，草芽欲发，根荄柔脆，易为开垦），夏曰‘■青’（夏月草茂时开，谓之■青，可当草粪，但根须壮密，须借强牛乃可，盖莫若春为上），秋曰‘芟夷’（其次秋暮草木丛密时，先用䥽刀，遍地芟倒，暴于放火，至春而开，根朽省功）。”在不同的季节要采取不同的除草开荒措施，说明人们对杂草的生长习性已有相当清楚的认识。
① 周肇基：《植物生态生理知识的发展》，见苟萃华、汪子春、许维枢等著《中国古代生物学史》，科学出版社1989 年版。
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