古代肥料积制manure collecting andmaking in ancient China

肥料一般要经过加工才能施用，中国古代在这方面有不少发明创造，同时对积肥和保肥的设施也有一定的认识。
肥料的积制 中国古代在肥料的积制方面有很多经验，在肥料来源逐渐扩大、种类逐渐增多的同时，创造出了许多的积制方法。
踏粪法 早在《齐民要术》卷首的“杂说”中就载有踏粪法：“凡人家秋收治田者，场上所有穰、谷𥢧等，并须收贮一处，每日布牛脚下，三寸厚；每平旦收聚，堆积之；还依前布之，经宿即堆聚。计经冬一具牛，踏成三十车粪。”这是有关积制堆肥的最早记载。以牛粪尿加上秸秆等经牛践踏而成的堆肥，是完全肥料，肥效显著，对改良土壤提高地力有很大作用，故这种方法一直流传于后世。此法至清代更加发展，利用的家畜增加，方法更为精细。如《教稼书》在“造粪法”中介绍在夏季芟青草置牛脚下，微洒水并草上垫土，垫草土之时要用扒扒平，一则便牛起卧，一则便草土践熟。而冬日则不用洒水，粪也不用出，常使匀平而已。这样一牛可得好粪20车，而且对牛的饲养有利。至于马、骡、驴、猪则又有不同的方法。这类记载在古代不少，是积制畜粪的常法。
聚糠稿法 一种沤肥，陈旉《农书》“种桑之法”中首先提出“聚糠稿法：于厨栈下深阔凿一池，结甃使不渗漏。每舂米，即聚砻簸谷壳及腐稿败叶沤渍其中，以收涤器肥水与渗漉泔淀。沤久自然腐烂浮泛。”明代《沈氏农书》也载有多种沤肥，如在“逐月事宜”中载有“窖花草”、“窖蚕沙梗”、“窖蚕豆拇”等农事安排，就是将花草，即紫云英、蚕粪及残余的桑叶枝梗，或蚕豆壳及茎秆与河泥、畜粪等一起，在田内挖潭加水沤制，并多次进行翻潭。这种做法就是现在江南沤制草塘泥的开始。清代湖南、湖北的不少地方志中均有“凼肥”的记载，也是同类的沤肥。在田内就地挖潭沤肥，较为方便，并可减少运肥的距离，而且这些沤肥的肥效也很高。
人粪的“煮”、“蒸”、“煨”、“窖” 古代对人粪的加工很重视。有“煮粪”、“蒸粪”、“煨粪”、“窖粪”等法，早在汉代《氾胜之书》中就提出要用“溷中熟粪”。陈旉《农书》“善其根苗”篇中也指出：“若不得已而用大粪，必先以火粪（熏烧的土杂肥）久窖罨乃可用。”明代徐光启还介绍了明代袁黄的“煮粪法”，就是将人粪放在锅内煮熟，并要在人粪内加人发同煮。同时将田里的土取出后晒至极干，再用鹅黄草、黄蒿、苍耳子等烧成的灰，并同煮熟之粪三者拌和而晒干。以后又洒上熟粪水再晒干。据徐光启说用此肥作种肥而“依法播种，则一亩可收三十石”。徐光启本人又在袁黄“煮粪”法的基础上，提出两种方法。第一是蒸馏法，就是他所说的“用烧酒法”，即将粪来蒸。据说蒸过的粪，肥力同“金汁”。所谓“金汁”，就是指将人粪尿放在缸罐等容器内密封后长期埋于地下，经过腐熟后的清汁。又认为“蒸粪”时的蒸馏水的肥效还“百倍金汁”。第二是锅煮法，即用三四个缸砌成连灶，缸内放纯粪后盖严，灶下燃火浇数沸，并不时搅拌。徐光启认为这种“煮粪”的肥效也很高。清代《教稼书》也载有一种“蒸粪法”，与上述徐光启的方法大同小异，但它强调指出：“俟水将滚时，然后将倒好碎粪，徐徐装满。候气酣透至顶上，覆以土，勿泄气，再候片时取出。”在取出粪后，再“以木𣔙培成堆。堆上仍以故席或土盖好，亦勿泄气。盖经此一闭，则粪愈熟而粪中草子亦死矣”。 它还指出“若用𣔙一扬，再不聚堆，使热气大泄，不惟不熟，而粪中精壮之气亦随涣散，薄劣无力矣。紧要在此，慎之慎之”。这里所说的“精壮之气”，实际上就是氮素，因加热后就变成氨而挥发，故“勿令泄气”确是关键。“煨粪”是《劝农书》最早提出：“干粪积成堆，以草火煨之。”清代《潘丰裕庄本书》也说“若不得已要用人粪，须先拌泥烧用，以解热毒”。方法是“先用浓粪拌泥，筑一土堆，空了这当中，放柴草在内尽烧，烧得四周都有热气便住”，实际上也是一种煨粪。另外清代《多稼集》还提出一种“窖粪法”：“人粪虽肥而性热，多用害稼，暴粪尤酷，故于秋冬农隙时深掘大坑，投入树叶乱草糠秕等物，用火煨过，乘热倒下粪秽垃圾，以河泥封面，谓之窖粪。”这是先煨而后窖。该书又说：“如窖粪不及备而用热粪者，其法将柴草砻糠作堆，用火煨过半，以稠粪拌泥覆之，令其中外蒸透，以郁毒解而以滋生发也。”以上这些方法中也有不合理之处，如以粪和灰相混，但总的来说这些方法都能促使人粪比较快速地腐熟，并能增加速效性养分。
“土粪”、“火粪”和河泥的积制 陈旉《农书》“耕耨之宜”篇指出：“山川原隰多寒，经冬深耕，放水干涸，雪霜冻冱，土壤苏碎。当始春，又编布朽薙腐草败叶以烧治之，则土暖而苗易发作，寒泉虽冽，不能害也。若不能然，则寒泉常浸，土脉冷而苗稼薄矣。”这是有关在田间熏土的最早记载，当时在冷浸田内使用。同时该书又提出“种萝卜菘菜，……烧土粪以粪之，霜雪不能凋”，还有在桑树地内“以肥窖烧过土粪以粪之，则虽久雨，亦疏爽不作泥淤沮洳。久干，亦不致坚硬硗埆也。虽甚霜雪，亦不凝凛冻冱”。这里所说“烧土粪”，也就是在窖内熏烧的土杂肥。王祯《农书》“粪壤”篇也说：“积土同草木堆叠烧之。土热冷定，用碌碡碾细而用之。江南水多地冷，故用火粪，种麦种蔬尤佳。”这里的“火粪”是在地面上熏烧的土杂肥。明清时大有发展，如《群芳谱》“花谱”中介绍了一种草土相杂，堆积火烧沟泥的方法，即取沟内肥泥曝干，罗细备用。或取山上可烧处，用水冲浮泥，再找蕨叶待枯后，以前泥薄覆草上，再铺草再加泥，如此三四层，以火烧之。干则用粪浇之，以后又烧又浇数次，待干取用。这样多次浇粪烧土，肥分有很大损失，故不尽合理。《国脉民天》介绍山东寿光、临淄一带砌窖烧土的方法；“将上好土团成块，砌成窖，内用柴草将土烧极红，待冷碾碎，与柴草灰拌匀，用水湿遍，放一二日，出过火毒。每烧过土一石，加细粪五斗为之。”又说：“如不砌窖，止随便用火将土或烧或炒极熟，俱可代粪也。”这是烧土或炒土。《农政全书》在“吴下人种油菜法”中还说：“先于白露前，日中锄连泥草根晒干，成堆，用穰草起火将草根煨过，约用浓粪搅和，加河泥复堆起，顶上作窝如井口，秋冬间将浓粪再灌三次，此粪灰泥为种菜肥壅也。”这是将土煨过后，再多次加浓粪，故肥效很高，能使油菜高产。清代《教稼书》也介绍了陕西高寒山区熏烧土肥的方法，主要是就地将大土块堆砌成窑，内放柴草熏烧数日，再打碎使用。但此法“惟可引于山田，不能遍施平地”，原因是“平地土松，无草根交锁，掘不成片”。此法与上述烧窑式方法基本相同，不同的是只“择闲地掘地洞”为灶，于“农隙刈草，和泥托寸半厚、一尺长小坯，晒干”后，层垛地洞上如窑，再以“火徐熏之，久之与炕土无异”。此法主要是靠烟熏土，故积累的氮素也较多。
古代在河泥积制方面也很讲究。王祯《农书》“粪壤”篇说：“又有泥粪，于沟港内乘船，以竹夹取青泥，锨泼岸上。凝定，裁成块子，担去同大粪和用，比常粪得力甚多。”《沈氏农书》还指出河泥要于“晴天罱在大地，阴天罱在埂地，雨天罱在潭里，候干挑在远地。泥干趁晴倒，晒曝如菱壳样，敲碎如粉方肥”，要求在晴、阴、雨时河泥各有放处，精细之至。特别是要使河泥“凝定”、“晒曝如菱壳样”，是说明才罱取的河泥不能就用，需经风化处理后才用，这样做到利于排除泥中的有害物质和释放养分，也便于远送。因河泥肥效长，与速效的人粪和用，则肥效更好。
“料粪”、“粪丹” 高浓度混合肥料的配制，是中国肥料史上的大事。有关的最早记载，是《国脉民天》所说的“料粪”。具体的配方和制法是：“每配一料：大黑豆一斗，大麻子一斗，炒半熟，碾碎，加石砒细末五两，上好人、羊、犬粪一石，鸽粪五升、拌匀。遇和暖时，放磁缸内封严固，埋地下四十日取出，喷水令到，晒至极熟，加上好土一石拌匀，共成二石二斗五升五两之数，是全一料也。每地一小亩，止用五斗，与种子拌匀齐下，耐旱杀虫，其收自倍。如无大麻子，多加黑豆、麻饼，或小麻子，或棉子饼俱可。如无鸽粪，鸡鸭粪亦可。其各式糠皮、豆渣，俱可入粪。每亩止用五斗，一料可粪田四亩五分。第一年如此，第二年每亩用四斗，第三年止用三斗，以后俱三斗矣。如地厚再减，地薄再加，加减随地厚薄，在人活法为之。”这种“料粪”，显然是一种高浓度的混合肥料，兼有杀虫作用。略后，《徐光启手迹》中又介绍了以前王淦秋和吴云将二人分别传下的“粪丹”法，也是一种高浓度的混合肥料。徐光启本人在他们的基础上，自己又设计了一种新的配方。所用的主要原料有人粪、畜粪、禽粪、麻饼、黑豆、动物尸体及内脏、毛血等，还加上黑矾、砒信和硫磺等无机物。制法是将上述各种原料混合后放在土坑内封起来，或放在缸内密封后埋于地下，经过相当时间，待腐熟后取出，晾干后敲碎待用。据徐光启说王淦秋的“粪丹”一料，可“上地一顷，极发苗稼”，而吴云将的“粪丹”“一亩不过半升，不得多用”，他自己所配的“每一斗，可当大粪十石”。这种“粪丹”实际上与“料粪”并无实质上的不同。二者作为种肥，是会有显著肥效和防虫作用，而且用量也少。以上是明代炼制浓缩混合肥料的尝试，可能因其原料和制法复杂，以后也未传下来。
中国古代对肥料的积制加工积累了很多经验。清代《知本提纲》曾进行总结，概括地提出了“酿造有十法之详”。介绍了关于人粪、牲畜粪、草粪、火粪、泥粪、骨蛤灰粪、苗粪、渣粪、黑豆粪、皮毛粪等的积制加工方法，并强调说“以上十法，均务农之本，甚勿狃于故习而概弃其余也”，认为肥料加工的重要，是“务农之本”而不能忽视。
积肥保肥设备 古代在积肥保肥设备方面也相当注意。最早提出的是陈旉《农书》“粪田之宜”篇，它强调指出：“凡农居之侧，必置粪屋，低为檐楹，以避风雨飘浸，且粪露星月，亦不肥矣。粪屋之中，凿为深池，甃以砖甓，勿使渗漏。凡扫除之土、烧燃之灰、簸扬之糠秕、断稿落叶，积而焚之，沃以粪汁，积之既久，不觉其多。”这是中国古代最早注意到露天的粪尿受到风吹、日晒、雨浸后，就会严重降低肥效而致“不肥”的现象，故提出要建有能遮盖和可保存肥效的粪屋。但当时将粪、灰相混则是缺点。王祯《农书》“粪壤”篇也指出：“南方治田之家，常于田头置砖槛，窖熟而用之，其田甚美，北方农家亦宜效此，利可十倍。”这种砖砌的粪窖现在仍有，一般有盖，故能较好地保存肥效。明代《沈氏农书》还说“牛壅载归，必须下潭，加水作烂”，这里所说的“潭”是指在地上挖的坑，同该书所说“窖花草”时，在稻田内挖的坑都是储积和加工肥料的设施。同时《沈氏农书》还指出“潭要深大”，而且从潭里取肥后定要当日盖好，若浇人粪，尤要立即盖好。这也是为了便于保存肥效。至于“窖花草”之潭，因用河泥将口密封，故也能保存肥效。