從魏以後到宋，我國的農業生產有巨大的發展；然而記述這一階段農業生產情形的書，卻頗為稀少。雖然據文獻上說唐代有《演齊民要術》、《兆民本業》、《陳氏月錄》、《四時纂要》等等，但遺憾的是這些書都已散佚。到宋紹興十九年，農學家陳敷寫成《農書》三卷，計二十二篇。陳氏在家鄉穩居，親自參加耕作，簡明扼要地記載了當時農作的經驗，是我國古代重要的農書之一。據陳書的記載，宋時耕作者對土壤的肥力和植物營養，又較前人有了進一步認識。陳氏農書中有專講施肥問題的“糞田之宜篇”，開宗明義即寫道：“土壤氣脈，其類不一，肥沃磽埆，美惡不同，治之各有宜也。”因而對於各種不同的土壤，能認真對待，施以不同的肥料；對於黑土，不能光看到其肥厚的一麵，須知“然肥沃之過，或苗茂而實不堅”，因此“當取生新之土，以解利之，即竦爽得宜也”尤其人的主觀能動性對於改造土壤的決定意義，被充分肯定了，指出盡管“磽埆之土信瘠惡矣，然糞壤滋培，即其苗茂盛而實堅栗也”；任何一種土壤，隻要“治之得宜，皆可成就”。這正是我國古代勞動人民的人定勝天的思想，在改造土壤上的反映。特別可貴的是陳氏在《農書》中駁斥了一種在某種程序上類似近代“土壤肥力遞減律”的謬論：“或謂土敝則草木不長，氣衰則生物不遂；凡田土種三五年，其力已乏。”陳氏指出：“斯語殆不然也，是未深思也。若能時加新沃之土壤，以糞治之，則益精熟肥美，其力當常新壯矣，抑何沿海何衰之有。”遠在810年前，我國勞動人民對土壤肥力的認識就達到如此深刻精辟的地步，真是令人驚異！也正在這樣的基礎上，宋代民間流行“糞藥”的說法，把用糞當作用藥一樣，可以想見其重視與精細的程度。宋人十分重視糞便的儲置，差不多農居之側，都專門設有糞室，並且“低為詹楹，以避風雨飄浸；且糞露星月，亦不肥矣。糞屋之中，鑿為深池，瓷以磚甓，勿使滲漏”。陳敷在《農書》中還記載了當時製造混合肥料的事實，把“掃除之土，燃燒之灰，簸揚之糠秕，斷稿落葉，積而焚之，沃以糞汁”陳氏《農書》中還記載了這樣的事實：“今夫種穀，必先修治秧田，於秋冬即再三深耕之……又積腐稿敗葉，劃雄枯朽根菱，遍鋪燒治，即土暖且爽。”這種方法，實際上就是今天的“地麵堆熏法”。江蘇省1958年農業積肥造肥的經驗總結中，就曾介紹了建湖縣的與此類似的熏肥方法，證明效力很好。宋時人們對肥料的製作和使用，真是十分精細，例如秧田，地麵堆熏之後，又“轉以糞壅之”，並知道若用麻枯尤善。但麻枯難使，須細杵碎，和火糞窖罨。如作曲樣，候其發熱生鼠毛即攤開，中間熱者置四傍，收斂四傍冷者置中間，又堆窖罨。如此三、四次，直待不發熱乃可用，不然即燒殺物矣：在肥料的種類上，糠也被用作基肥。在分期施肥方麵，宋人也更精細了。以種桑來說，種前先施基肥，苗長到三、五寸高時就每隔五、七天，澆以小便。樹逐漸長大後，再施以熟糞，並用一個竹筒插入樹根旁，時以小便灌下。到次年正月後，將桑苗移植，在預先作好的洞穴中。用熟糞三、兩石作基肥。陳敷將此法“自本及末，分為三段”，不能不算認真、周到了。同時，也正由於人們對肥料非常珍視，所以使用時頗能注意節約，力爭發揮肥效。如桑往往就和芋種在一起，“因糞芋即桑亦獲肥益矣，是兩得之也”。
元代的農學著作中，以《農桑輯要》、《農書》、《農桑衣食撮要》為最重要。而記載施肥成就的，還以《農書》為最全麵係統二這部農書是王禎所撰，所以後世每稱之為《王禎農書》。王氏曾做過江西的縣尹，據清顧嗣立編《元詩選》的記載，他“每歲教民種桑若幹株，凡麻、芋、禾、黍、牟、麥之類所以蒔藝芟獲，皆授之以方，又圖畫所為錢、簿、授、耬、耙、孰諸雜用器，使民為之”。可見他對農業生產是十分重視並頗有研究的。王氏書中記載了當時的民間農諺“糞田勝如買田”、“惜糞如惜金”等，生動地說明了當時農民對肥料認識與重視的程度。王氏強調“田有良薄，土有肥磽，耕農之事，糞壤為急。糞壤者，所以變薄田為良田，化磽土為肥土也”。指出隻要對土地能夠很好地肥，“則地力常新壯而收獲不減”，反映了對土壤肥力的科學認識在肥料的種類上，王氏說除了一般的糞肥外，“又有苗糞，草糞、火糞、泥糞之類。”“一切禽獸毛羽，親肌之物，最為肥澤，積之為糞，勝於草木。”這又廣辟了肥源，打破了前人對肥源的一些保守觀點。對於泥肥，王氏詳細記載道：“於溝港內乘船，以竹夾取青泥，核潑岸上，凝定裁成塊子，擔去同大糞和用，比常糞得力甚多。”今天，河泥已被我國民間廣泛地用作肥料，特別是做基肥了。魯明善的《農桑衣食攝要》一書，曾分別對一年十二個月的農作物詳予闡述，尤其是農家的基本作物，如稻、麥、麻、豆等等，如何培植施肥，都有比較係統的記載。在記述“種葡萄”時說：“預先於去年冬間截取藤枝旺者，約長三尺，埋窖於熟糞內，候春間樹木萌芽發時取出，牽藤上架，根邊常以煮肉肥汁放冷澆灌，三日以後以清水解之。”可見元時把肉湯也當作肥料了。
明末愛國科學家徐光啟，寫成一部輝煌的科學著作《農政全書》，書凡60卷，五十餘萬言，是我國古代農業科學的集大成之作。陳子龍在是書《凡例》中稱徐氏“其生平所學，博究天人而皆主於實用；至於農事，尤所用心……故嚐躬執耒耜之器，親嚐草木之味，隨時采集，兼之訪問，綴而成書。”可見徐光啟不僅重視古代農學的經驗，進行輯述研究，更重要的是能親自參加農業實踐，搜求民間老農的經驗，使《農政全書》的編纂能建立在比較科學和實用的基礎上。徐氏在書中曾引用邱睿的話說：“地土高下燥濕不同，而同於生物，生物之性雖同，而所生之物則有宜不宜焉。土性雖有宜不宜，人力亦有至不至，人力之至，亦或可以回天，況地乎？”這再次說明了我們的先輩對於土壤的可改造性的正確認識。在施肥技術上，徐氏認為應分清不同對象，以具體對待，如“凡棉田，於清明前先下壅，或糞，或灰，或豆餅，或生泥，多寡量田肥瘠”。不能盲目地濫用肥料。徐氏很強調運用肥料須恰如其分，施肥太多，則莊稼“虛長不實”，還易生蟲，有害而無益。明代另一部有關農業，手工業等方麵的科學著作《天工開物》，也同樣記載了不少施肥方麵的可貴經驗，作者宋應星，此書分為18卷，而關於農業生產方麵的“乃粒”“乃服”篇，則冠為首篇。書中記肥力對植物健全發育的影響，頗為精辟，如說：“種胡麻法，或治畦圃，或壟田畝，土碎草淨之極，然後以地灰微濕，拌勻麻子而撒種子。其色有黑、白、赤三者，其結角長寸許，有四棱者房小而子少，八棱者房大而子多，皆因肥瘠所致，非種性也。”說明植物因營養不同，其生長狀況與收獲量亦不同。在肥料的種類上，書中記載南方用綠豆粉漿作基肥，證明效力很高。在根據不同土壤的特性，“因地製宜”方麵，宋應星對種稻技術，尤多闡發。謂“凡稻土脈焦枯，則穗實蕭索，勤農糞田，多方以助之。人畜穢遺、榨油枯餅、草皮、木葉以佐生機，普天之所同也；土性帶冷漿者宜骨灰蘸秧根，石灰淹苗足，向陽煖土不宜也；土脈堅緊者，宜耕隴疊塊，壓薪而燒之，植墳鬆土不宜也”。所論相當細致、精辟。清代的許多農學家，在前人研究的基礎上，加以輯佚考訂以及根據自身的實踐，寫出很多出色的農學著作。在施肥的研究上，比此前任何一個時期都更全麵、更係統了。在肥料的區別施用與製造方麵，尤為突出。清初陝西興平農學家楊岫指出，施肥時應注意時宜、土宜、物宜之分。“時宜者，寒熱不同，各應其候。春宜人糞、牲畜糞，夏宜草糞、泥糞、苗糞，秋宜火糞，冬宜骨蛤、皮毛之類是也。”將一年中在各不同季節應施以何種肥料，說得很清楚。對於不同性質的土壤施以不同的肥料，楊氏指出了“因物試驗反複實踐”的重要，隻要能“相地曆驗，自無不宜”。“七宜者，氣脈不一，美惡不同，隨土用糞，如因病下藥。即如陰濕之地宜用火糞，黃壤宜用渣糞，沙土宜用草糞、泥糞……高燥之處宜用豬糞之類是也。”所謂“物宜”者，即“物性不齊，當隨其性。即如稻田宜用骨蛤蹄角糞皮毛糞……油渣之類是也”。這種對施肥的認識，比之前人確是更為全麵和深入。