中国古代的肥料种类繁多。在长期的农业生产中，人们为培肥土壤和提高产量，注意开辟肥源，凡是可以利用的东西，都用来作肥料。中国古代的肥料，不仅有众多的有机肥料，而且还有相当数量的无机肥料，在总体上形成了以有机肥料为主，无机肥料为辅的格局。

有人认为商代已将人畜粪作肥料。西周时田间杂草亦作肥料。春秋战国时，除人畜粪溺等废弃物外，还有草木灰。汉代肥料种类又增加蚕粪、羊粪、麋鹿粪、杂草、豆萁、动物骨汁及缫蛹汁等。魏晋南北朝期间旧墙土、蹄角等已用作肥料，特别是出现了人工栽培的绿肥。南方有栽于稻田的苕草，北方有栽于旱地的绿豆、小豆、胡麻（芝麻）等。隋唐宋元时期肥料种类增加很多，如有麻饼、豆饼等饼肥，河泥、火粪、熏土等泥肥，燖猪毛及汤、禽畜毛羽下脚、马蹄羊角灰、洗鱼煮肉汁水、稻麦糠、绿豆壳、窖烂粗谷壳、米泔、黑豆皮等杂粪，以及人畜禽粪等粪肥。值得指出的是宋元时石灰、石膏、硫黄等也开始作为肥料使用。据不完全统计，宋元时已有人畜禽粪13种、饼肥2种、土肥2种、灰肥3种、熏肥3种、泥肥4种、绿肥4种、秸秆肥3种、渣肥2种、杂肥21种、无机肥料5种，共计60余种。明清时期肥料种类的增加更为迅速，特别是绿肥，泥、土肥及饼肥的种类不断增加。对于饼肥，明代《天工开物》还作过肥效的比较：“枯者，以去膏而得名也。胡麻、莱菔子为上，芸薹次之，大眼桐又次之，樟、桕、棉花又次之。”此看法基本上是正确的。特别是对绿肥的栽培更是重视。明代《沈氏农书》强调：“若花草（指紫云英）亩不过三升，自己收子，价不甚值，一亩草可壅三亩田，今时肥壅艰难，此项最属便利。”清代《抚郡农产考略》也说：“红花草比萝卜、菜子尤肥田，为早稻所必须，可以固本助苗，其力量可敌粪草一二十石，无草者虽以重本肥料壅之，其苗终不茂，故乡人种红花草者极多，不敢于籽种贵而稍吝也。”同时在绿肥的栽培技术上也有重大发展。明代《沈氏农书》就指出要把“猪灰”，即猪圈肥“取撒于花草田中，一取护草，二取松田”。《抚郡农产考略》也谈到江西抚州地区的经验，如说：“种草（紫云英）之田，必先时犁一次，耙一跟，然后下种。下种宜漫撒，宜用猪骨灰拌，其田有豆有麦，用长锄拖沟，溜撒草种于沟内。夹沙有水田，则漫撒之，不拖沟。天旱须车水灌溉之，雨水太多，应开沟泄水不使淹坏。肥料宜乌灰一二石，大肥十余石。”《三农纪》也说：“有薄田不能起苕者，以粪拌点之。”以上经验中最突出的是绿肥田仍施肥料，且多骨灰拌种，说明古代已有类似现在的小肥养大肥及以磷增氮的方法。明清时期肥料种类之多是空前的。仅《徐光启手迹》中记载的就有100多种。清代《知本提纲》对肥料作过总结，归纳为人粪、牲畜粪、草粪（天然绿肥及秸秆）、火粪（熏土等土杂肥）、泥粪、骨蛤灰粪、苗粪（栽培绿肥）、渣粪、黑豆粪、皮毛粪等10类，约有130多种，实际不止此数。以上情况说明古代的肥源不断扩大，肥料的种类也不断增多，特别自宋元明清时期更是迅速发展。

中国古代在长期实践的基础上，在施肥方面产生了一些杰出的认识和理论。

陈旉《农书》“善其根苗”篇中强调要“用粪得理”，即要求施肥合理。同时在“粪田之宜”篇中说施肥要“相视其土之性类，以所宜粪而粪之，斯得其理矣。俚言谓之‘粪药’，以言用粪犹用药也”。认为施肥要根据不同性状的土壤，施以它所适宜的肥料，就像给人治病时，要根据病情，对症下药一样。王祯《农书》“粪壤”篇中也说“粪田之法，得其中则可，若骤用生粪，及布粪过多，粪力峻热，即烧杀物，反为害矣”，认为施肥要达到适宜的程度，这同用药的要求一样。这种“粪药”论对于经济合理地施肥，改良土壤和保证作物的良好生长，都有重要意义，这是中国古代在施肥认识上的一次重大发展，并为合理施肥技术奠定了理论基础。

《沈氏农书》根据浙江湖州地区，在单季晚稻施用追肥的实践基础上，总结性地提出来的一种正确的科学认识。《沈氏农书》指出：“盖田上生活，百凡容易，只有接力一壅，须相其时候，察其颜色，为农家最要紧机关。”说明“下接力”，即施追肥是农家最难拿握的关键性技术，必须“相其时候”，即掌握作物的生长发育阶段，和“察其颜色”，即观察作物的营养状况。并把这二者结合起来考虑而后才能决定在什么情况下追肥最好。同时《沈氏农书》还具体介绍了如何贯彻这种看苗施肥的原则，指出“下接力，须在处暑后，苗做胎时，在苗色正黄之时”。所谓“做胎”，即孕穗，正属幼穗分化期。至于所察的“颜色”，指从苗色变化，观察稻苗的营养状况，标志是“苗色正黄”。此为正确的认识，因谷类作物在幼穗分化时期是需水肥最多最切的时期，故此时施追肥可为增产奠定基础。《沈氏农书》还强调虽“苗做胎时”，而“苗色不黄”，也“断不可下接力”，要是“到底不黄”，就“到底不可下”。只能在“若苗茂密，度其力短”的情况下，当“俟抽穗之后，每亩下饼三斗，自足接其力”。需要注意“切不可未黄先下，致好苗而无好稻”，否则就会减产。同时《沈氏农书》还指出：“无力之家，既苦少壅薄收；粪多之家，每患过肥谷秕。究其根源，总为壅嫩苗之故。”说明不论肥料多少，都要根据这个原则来施肥。《沈氏农书》所提出的“相其时候，察其颜色”的看苗施肥指导思想，是陈旉《农书》中“粪药”论的发展，对后世影响深远。

清代杨屾在其《知本提纲》中提出“化土渐渍之法，必使余气相培”的论点。他的学生郑世铎对此解释说：“土有良薄、肥硗、刚柔之殊，所产亦有多寡、坚虚、美恶之别；使不能化硗为肥，何以浸渍其苗，令之发荣滋长乎？故欲耕道克修，不可不先明化土渐渍之法，以畜其粪壤也。粪壤之类甚多，要皆余气相培。即如人食谷、肉、菜、果，采其五行生气，依类添补于身；所有不尽余气，化粪而出，沃之田间，渐渍禾苗，同类相求，仍倍禾身，自然强大壮盛。又如鸟兽牲畜之类，及猪骨、蛤灰、毛羽、肤皮、蹄角等物，一切草木所酿，皆属余气相培，滋养禾苗。”这里“余气”的“气”，不指虚无的东西，而是指物质而言。他们着重说明肥料中含有作物所需要的营养物质，施肥可以“化土”，即改良土壤、提高肥力，而肥料在土中又“渐渍禾苗”，即逐渐释放养分供作物吸收，使作物发荣滋长、强大壮盛，从而提高产量。同时，他们又指出作物的可食部分经人畜食用后，粪便又成为作物的营养物质，而一切草木，包括农作物在内，也含有这种“同类相求”的“余气”，故腐烂后就能成为“化土”和“渐渍禾苗”的肥料。说明作物、肥料和土壤之间有着一种互相循环和转化的关系，反映了朴素的辩证法思想。

在中国古代的农业生产中，非常重视因时、因地、因物制宜，不仅贯穿于整个农业生产中，也体现在各个生产环节中，在施肥方面也不例外。在施肥中如何因时、因地、因物制宜，在明清以前的不少古农书中多有论述，但都分散而未成体系。明清时期在施肥的三宜方面的经验有很大发展。杨屾的《知本提纲》根据历史传统，并以陕西兴平的当地经验为基础，进行了总结，全面地提出了“生熟有三宜之用”说。他的学生郑世铎具体地论述了三宜的原则：生粪除栽植木果外，其他不可用。熟粪均可施用，但有时宜、土宜、物宜之分。时宜即不同的季节施不同的肥料。如春季宜施人粪、牲畜粪，夏季宜施草粪、泥粪、苗粪，秋季宜施火粪，冬季宜施骨蛤、皮毛粪。土宜即随土用粪。如阴湿之地宜用火粪，黄壤宜用渣粪，沙土宜用草粪、泥粪，水田宜用皮毛蹄角及骨蛤粪，高燥之处宜用猪粪。物宜即不同作物施用不同的肥料。如稻田宜施骨蛤蹄角粪、皮毛粪，麦粟宜施黑豆粪、苗粪，瓜菜宜施人粪、油渣之类。“三宜”原则整体是正确的，此原则至今沿用。

中国古代的施肥理论，都有其长期的实践基础，并对以后产生深远影响，尤其是“粪药”论的出现为其他的认识和理论奠定了基础。

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。

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，创造出了许多积制方法。

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”中介绍在夏季割青草置于牛脚下，洒水微量并在青草上垫土，垫土后要扒平，一则便于牛起卧，一则便于草土践熟。但是冬天则不用洒水，粪也不用出，经常匀平牛圈即可。这样一头牛可得好粪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。

一种沤肥法。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》也载有多种沤肥法，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。此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，也是同类的沤肥法。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。

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。蒸过的粪，肥力同“金汁”。所谓“金汁”，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，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，但强调：“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“以木掀培成堆。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“若用掀一扬，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”是其关键。

“煨粪”在《劝农书》中最早提出：“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。

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“农隙别草，和泥托寸半厚、一尺长小述，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”，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，需经过风化处理后才可用，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。

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、砒信和硫黄等无机物。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，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》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“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性，是“务农之本”而不能忽视。

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，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，瓷以砖甓，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”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。