農業土壤知識的積累
自從我們先民利用土壤肥力，刀耕火種以獲得農作物收成的時候起，便不斷地積累起有關農業土壤的知識。春秋戰國時期以前，人們已認識到“百谷草木麗乎土”，對“土”和“壤”尚無明確區分。而到春秋戰國時期，“土”和“壤”的概念開始形成，《周禮?地官?大司徒》：“以土宜之法，辨十有二土辨十有二壤”，把土和壤作了明確區別；還說前者是為了“以相民宅，而知其利害，以阜人民，以蕃鳥獸，以毓草木，以任土事”；后者是為了“知其種，以教稼穡，樹藝”。由此可看出“土”是泛指土地，“壤”指的則是農田土壤。
土壤分類、分級的概念到春秋戰國時期已形成，還有按質地、色澤、肥力等為標準的劃分辦法。記載這方面成就最系統的著作是《禹貢》和《管子?地員》。如《禹貢》中把全國“九州之土”劃分為白壤、黑壤、白墳、赤埴墷、涂泥壤、墳壚、青黎（黎，黑色）、黃壤九類。
從《詩經》中反映出西周時期人們已認識到施肥能使作物生長良好。
戰國時期進一步提出了“地可使肥，又可使棘（瘠）”的土壤生產力可以變化的辯證觀點，為合理利用土壤，改良土壤和培肥土壤奠定了理論基礎。《管子?治國》：“五谷不宜其地，國之貧也。”春秋戰國時期不僅在農業生產中提出了“因地制宜”的思想，而且在實踐中已總結出了具體的技術要求：一是因土耕作，要因地勢高低，定耕地措施；因土質不同，定耕地先后；因土壤水分，定耕地時宜。二是根據地勢的高下、土壤的肥瘠來安排農作物的種植，《管子?立政》：“相高下，視肥，觀地宜使五谷桑麻，皆安其處”；《荀子?王制》中也說：“相高下，視肥，序五種。”因地布局農、林、牧、漁生產的思想春秋時已出現，公元前548年，楚國掩提出要“功土田，度山林，鳩藪澤，辨京陵，表淳鹵，數疆潦，規堰潴，町原防，牧隰皋，井衍沃”。
《周禮?地官?大司徒》中的“土會之法”也是一種因地制宜發展農、林、牧、漁生產的設想。耕作制度和耕作技術的發展先秦農業耕作制度的發展變化經歷了三個階段。最早是刀耕火種的“生荒耕作制”，人們用石刀、石斧砍倒樹木，然后放火焚燒，既開辟了土地，灰燼又是天然肥料，種植幾年后，肥力完了，就丟荒另開辟新地。根據浙江余姚河姆渡和陜西西安半坡、臨潼姜寨的氏族村莊遺址看，人們已過著較長期的定居生活。據此分析，大約五六千年前，我國有些地區已進入了耜耕的階段。
這時，可以在幾塊土地上輪流倒換種植，不必經常流動到別處去新開荒。夏、商、周時期，熟荒耕作制普及盛行，而且技術上得到進一步發展，有計劃地耕種和休閑，地力不像以前那樣完全靠自然的過程來恢復，采取了“肖田”、“灌茶”、“燒薙行水”的措施，在休閑地里災殺草木，以助地力的恢復。
這種熟荒耕作制，《詩經》中有比較明確的記載：“薄言采芑，於彼新田，於此葘畝”；“嗟嗟保介，維莫（暮）之春，亦有何求，如何新畬？”《爾雅?釋地》：“田，一歲曰菑，二歲曰新田，三歲曰畬。”指出這是一塊農田在三年中所經過的三個不同利用階段，即第一年休耕長草，任其恢復地力；第二年清除草木，復墾為田，故謂新；第三年整治成熟，繼續利用。春秋戰國時期，耕作制已開始從菑、新、畬的休閑制逐步向土地連種制過渡。《周禮?地官?大司徒》：“凡造都鄙，制其地域而封溝之。以其室數制之，不易之地家百畝，一易之地家二百畝，再易之地家三百畝。”鄭玄《注》引鄭司農云：“不易之地，歲種之”；“一易之地，休一歲乃復種”；“再易之地，休二歲乃復種”，這是根據土壤肥瘠劃分的。說明在肥沃的土地上當時已采用連年種植的方式。《呂氏春秋?任地》：“今茲美禾，來茲美麥”，指的是禾、麥輪作復種制。戰國晚期在我國有的地方輪作復種技術已開始萌芽，它為合理利用土地，增加復種指數，提高單位面積產量開辟了一條新路。
在土壤耕作方面，西周時出現了壟作。《詩經?小雅?大田》：“以我覃耜，俶載南畝，播厥百谷”；《小雅?信南山》：“我疆我理，南東其畝”。這些記載表明西周時畝已普遍存在。“畝”是高出地面的一種畦疇，也就是壟。隨著壟作法日漸普及，畝逐漸趨向于規格化，一般以寬六尺，長六百尺為一畝。由于畝的大小逐漸固定，以畝為單位來計算面積也較方便，便由耕作方式演變成了一種地積單位。春秋戰國時期，畝又叫“畎畝”，并形成了“上田棄畝，下田棄畎”的耕作法。就是說，在高田里將作物種在畎（溝）內，而不種在畝上，有利抗旱保墑；在低田里將作物種在畝上，而不種畎內，有利于排水防澇。對畎和畝的作法有一定的技術規格要求，即“畝欲廣以平，畎欲小以深”。這樣的畝能“下得陰，上得陽”，使作物生長發育良好。至于畝的耕層構造也要求上虛下實，即所謂“稼欲生于塵，而殖于堅者”。由于春秋戰國時期鐵器和畜力的使用，為深耕準備了條件。
《呂氏春秋?任地》：“其深殖之度，陰土（濕土）必得。大草不生，又無螟蜮；今茲美禾，來茲美麥。”前二句講的是對土壤深耕的深度要求，后面四句講的是深耕的作用。這時還提出了“疾耰”、“熟耰”的整地要求。“疾耰”就是在耕地翻土后及時將土塊打碎；“熟耰”就是將土塊打得很碎。這一技術要求是適應了黃河流域春多風旱，水分蒸發量大的氣候特點而出現的。耕地翻土后把土塊及時打碎可切斷土壤毛細管的蒸騰作用，減少水分蒸發，以利播種。《呂氏春秋?任地》中還提出“凡耕之大方：力（堅密）者欲柔（疏松），柔者欲力；息（休閑）者欲勞，勞者欲息；棘（瘠薄）者欲肥，肥者欲棘；急（保肥力強）者欲緩（保肥力弱），緩者欲急；濕者欲燥，燥者欲濕”的耕作五大原則。反映出春秋戰國時期在土壤耕作方面已積累了相當豐富的經驗。
農田水利技術
史稱禹“盡力乎溝洫”，說明夏代已開始有田間溝洫。《尚書?梓材》：“若稽田，既勤敷葘，唯其陳修，力厥疆畎”；《詩經?大雅?綿》：“乃疆乃理，乃宣乃畝，自西徂東，周爰執事。”“宣”是宣泄，即開溝排水。這種溝洫當時主要用于排除田間積水。
人工灌溉，西周時也已出現，《詩經?小雅?白華》：“滮池北流，浸彼稻田”，意即利用滮池之水灌溉稻田。又《詩經?大雅?泂酌》：“泂酌彼行潦，挹彼注茲，可以濯溉”。“挹彼注茲”就是取水灌溉之意。以上說明西周時已掌握引水灌溉和取水灌溉兩種人工灌溉方式。水源的利用，除河水外，泉水也已被利用。《詩經?大雅?公劉》：“觀其泉流”，就是考察泉源，利用泉水進行灌溉。
春秋戰國時期，由于井田制的破壞和土地私有制的出現，農田溝洫制度遭到破壞，代之而起的是農田水利工程設施及其灌溉渠系。這時期農田水利工程建設的特點是：工程規模從中小型突破到大型；工程技術開始從單純泄洪和灌溉走向防旱、防沙、填淤、洗堿，以至航運等綜合利用；水源則從地面水利用發展到地下水的開發；以及因地、因水制宜發展成多種類型水工建設。這時期先后出現的著名農田水利建設工程有：最大的陂塘蓄水工程芍陂，至今仍有效益的防洪灌溉分水工程都江堰，大型渠系灌溉工程鄭國渠和多首制引水工程漳水渠等。
關于灌溉技術，古文獻中只有零星的記載。《呂氏春秋?任地》中有“甽（畎）浴土”，可能是一種深溝灌水法，除浸潤作物外，并有浴洗鹽堿土壤，溶解帶走有害鹽分的作用。《周禮?地都江堰工程布置示意圖圖十八官稻人》中有關于灌溉渠系分水、配水和排水情況的記載：“稻人，掌稼下地，以潴蓄水，以防止水，以溝蕩水，以遂均水，以列舍水，以澮瀉水。”即修筑陂塘等蓄水工程為水源（以潴蓄水）；挖渠筑堤束水導入干渠不使水流失（以防止水）；由干渠分流支渠，再到斗渠，水平緩而暢流（以溝蕩水）；通過溝渠平均地把水分流到田頭小溝（以遂均水）；然后再由小溝流入田間，四圍筑起田埂留住水（以列舍水）；有澇情時則通過大澮排泄到川中（以澮瀉水）。圖十九桔槔井灌在戰國時相當普遍，而且已從抱甕灌溉發展到使用簡單的提水機械——桔槔進行灌溉。
施肥技術的出現
《詩經?周頌?良耜》：“荼蓼朽止，黍稷茂止。”西周時人們已認識到腐爛在田里的雜草，能使作物生長茂盛。我國施肥技術明確見于文獻記載的還是在戰國時期。《荀子?富國》：“掩地表畝，刺草殖谷，多糞肥田，是農夫眾庶之事也”；《韓非子?解老》：“積力于田疇，必且糞溉”；《呂氏春秋?季夏紀》：“燒薙行水，利以殺草，如以熱湯，可以糞田疇”。這些記載說明戰國時期農田已普遍使用肥料而且同培肥田土聯系在一起。《周禮?地官?草人》記載說：“草人，掌土化之法，以物地，相其宜而為之種”；同時，指出了具體的土化方法。所謂“土化之法”，據鄭玄注釋，就是“化之使美”，即用糞肥改良土壤的意思。以肥改土技術在我國不僅發明得早，而且成為我國以后農業生產中的一個優點。
選種和播種技術
當人們把野生植物加以馴化栽培時就需要有所選擇，所以選種的歷史很悠久。我國古代農作物選種和品種概念的文字記載最早見于《詩經》。
《詩經?大雅?生民》：“誕降嘉種，維糜維芑，維糜維芑”。“嘉種”，孔穎達《疏》：“善谷之種”，即良種。《毛傳》解釋秬、秠、糜、芑分別為黍和菽中的二個不同品種。反映出周代已有作物品種和良種的概念。關于作物的不同類型也有記載，《詩經?幽風?七月》：“黍稷重穋，禾麻菽麥”；《詩經?魯頌?閟宮》：“黍稷重穋，稙穉菽麥”。《毛傳》：“后熟曰重，先熟曰穋”；“先種曰稙，后種曰穉”。可知這些是指收獲期的遲早和播種期的先后各不相同的類型而言。事實上，西周時的作物種類和品種之多遠超過這些詩句中所列舉出來的。
播種前的選種工作，西周時也已出現。《詩經?大雅?生民》：“誕后稷之穡，有相之道，茀厥豐草，種之黃茂，實方實苞”其中“種之黃茂”、“實方實苞”講的就是選種。“種”在這里作動詞用，為選種之意；“黃茂”是光潤美好之意：“方”和“苞”為大而飽滿之意。總起來的意思就是說要選擇色澤光潤美好和大而飽滿的籽粒為種子。
春秋戰國時期，人們對播種很重視，播種技術也相當進步。在播種方法上提倡條播，認為條播有“莖生有行，故遬（速）長；弱不相害，故遬（速）大”的優點。在播種密度上指出“慎其種，勿使數（密的意思），亦無使疏”：并注意到“樹肥無使扶疏，樹磽不欲專生而族居”，即肥地宜密，薄地宜疏，要合理密植的意思。在覆土要求上是“于其施土，無使不足，亦無使有余”。在株行距上則要求“衡（橫）行必得，縱行必術”，做到“正其行，通其風”⑥，即要求縱橫成行，保證田間通風。出苗后還要“長其兄而去其弟”，即留強苗間去弱苗。
田間管理技術
原始農業生產中只有播種、收割和產品加工三個環節。到了商、周時期，田間管理已發展成為農業生產中的一個重要環節。甲骨文中的“遬”，古文字學家認為是雙手壅土培苗的形象。那么，田間管理中的除草、培土技術當萌芽于商代，《詩經?小雅?甫田》：“今適南畝，或耘或籽，黍稷薿薿。”《毛傳》：“耘，除草也；籽，（壅）本也”。《詩經?周頌?良耜》：“其镈（鋤類）斯趙，以薅荼蓼；荼蓼朽止，黍稷茂止。”這兩段詩反映出西周時已用金屬制的镈來除去田間雜草，并認識到中耕除草對作物生長所起的良好作用。春秋戰國時期進一步提出了“易耨”、“熟耘”，即多除草，除干凈的要求。《呂氏春秋?任地》中提出的“五耕五耨，必審以盡”，就是這個要求的具體化。
“秉畀炎火”，以火治蟲的技術
在三千多年前的西周時已采用。戰國時期還用深耕的辦法來消除或減輕草害和蟲害，《呂氏春秋?任地》：“其深殖之度，陰土必得；大草不生，又無螟蜮”。
