随着北方的气候逐渐转向干冷，这无疑有利于耐旱的小麦传播 。到了秦汉时期，北方水利条件得到极大改善，统治集团非常重视灌溉渠道的建设，而且频繁的战争对粮食的需求大增，所以小麦播种面积开始迅速扩大 。当时的北方，长城以内主要种植冬小麦，长城以北则多种植春小麦 。冬小麦可以在10月播种，第二年雨季到来之前即可收割 。条件好的区域可以在收割冬小麦之后立即种植早熟的粟或者黍，在入冬前可再收割一茬 。复种技术和磨盘的推广，使得小麦开始成为北方旱作农业的主粮，到了唐朝时期，小麦的播种面积已经超过粟 。
冬小麦成熟期预测
水稻作为长久以来是我国最重要的粮食作物，他的驯化和种植技术的推广深刻影响了中国的历史发展 。在五谷中，稻的粮食亩产是远远高于黍、粟、麦、菽的 。考古学者对金华市一万年前的上山文化遗址进行了探测，他们对出土的生产工具和稻田遗迹进行评估，认为上山文化遗址时期的水稻亩产可以达到110斤！这可是10000年前的生产力水平 。
中国水稻主要种植区域
随着农业工具的改进和稻种的改良，水稻的亩产水平一直在缓慢提升，其种植技术也不断地扩散，大概在5000年前扩散到了印度 。从现有的考古资料可以判断，全国各地出土了不少5000年前的遗存，无论是长江中游的屈家岭-石家河文化还是长江下游的良渚文化，他们的社会生产力水平都领先于中原地区 。这两地都是稻作农业，稻田的产量远比北方旱田要高，意味着可以腾出更多的人口从事手工业和战争，这也为4800年左右的石家河文化向北扩散到中原一带提供了必要的经济基础 。
石家河文化的北进中原，也给中原地区带来了稻作农业 。正好这一时期，从西方传入了小麦、黄牛和山羊，中原又在同一时期驯化了大豆（菽） 。所以这一时期北方的种植业因为品类的增加，开始赶超南方 。如《史记·五帝本纪》所言：“轩辕乃修德振兵，治五气，蓺五种，抚万民，度四方......”从此中原地区经济开始加速发展，最终在4000年左右的夏朝时期超过南方区域，中原地区从此成为中华文明的核心区域 。中原地区从公元前2000年至公元1000年的这3000年之间一直是中国经济的重心，与农田的开发、粮食产量的提高息息相关 。
四体不勤，五谷不分
近代考古发现，春秋晚期的古墓葬中已有铁犁等多种铁器出现 。商鞅变法后，秦国普遍使用牛耕，粮食产量提升很大，特别是郑国渠的建设，使得关中成为天府之国（天府之国最初是形容关中的，而不是程度平原） 。牛耕的出现和铁器农具的使用，使得战国时期粟的亩产大约在80斤左右，西汉时期粟的亩产进一步提高到93斤，由于关中地区水利条件和农具、牛耕、粪肥更普及，平均亩产要超过北方其它地区至少30%，这也是秦、汉得以统一天下的经济基础 。虽然此时北方旱作农业的亩产远比水稻要少，好在中原地区多是平原，众多河流至西而东提供灌溉用水，华北平原以及黄河中下游平原地区得到很好的开发 。
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