牛耕的兴起和推广，正值战国七雄割据纷争、胜负未定之际。秦国土地虽广而良田少，但位置偏僻，人口稀散，文化落后，在七国中并不占优势。秦孝公奋发图强，以耕战为中心进行改革。其中，牛耕又成为秦国强盛的一个关键因素。《战国策‧赵策》纪载：“秦以牛田、水通粮，其死士皆列于上地，令严政行，不可与战。”可见秦国战胜六国，兼并天下，牛耕起了重大作用。
西汉初年，实行“重农抑商”、“轻摇薄赋”的政策，农业生产得以长足发展，社会很快稳定下来。到了文帝和景帝时期，汉朝出现“富商大贾周游天下，交易之物莫不通，得其所欲”的繁荣景像，史称“文景之治”。
文景时期，实行私人冶铁政策，当时以冶铁为业的人很多，富商大贾有冶铁者，小商小贩有冶铁者，诸侯王侯冶铁的也很多，已经能够制造强韧耐用的铁犁了。
但是，西汉初年铁犁和牛耕的使用面仍很狭窄，局限于黄河中下游的部分地区。淮河以南，尤其是江南地区仍未使用铁犁和牛耕。《汉书‧地理志下》记载：“江南地广，或火耕水褥。”这里的耕作方式不用牛耕，而是用铲、攫、锸等。北方此时也并未普遍使用牛耕。从考古发掘来看，至今可以确认出有西汉前期铁犁的遗址只有一处，即山东滕县古薛城遗址。接近于这一时期的铁犁，发现也不多。这说明此后的铁犁和牛耕技术得到推广。
汉代较大规模的推广牛耕技术有两次：第一次是武帝末年，具体主持此事的是搜粟都尉赵过。第二次是东汉前期刘秀和中期的明帝、章帝等。
《汉书‧食货志上》记载，赵过推广牛耕，“率十二夫为田一牛一屋，故亩五顷，用耦犁，二牛三人，一岁之收常过缦田亩一斛以上，善者倍之。”十二夫为一千二百亩，合汉亩五顷。“耦犁”有人释为“二牛抬杠”，三人的分工是一人在前边牵牛，一人在后边扶犁，第三人是在辕头的一侧掌握犁辕，以控制犁头入土的深度。也有人认为“耦犁”是二犁并耕，一牛一犁。经过赵过的推广，“边城、河东、弘农、三辅、太常民皆便代田，用力少而得榖多。”
汉宣帝时，龚遂作勃海太守，“见齐俗奢侈，好末技，不田作，乃躬率以简约，劝民务农桑。……民有带持刀剑者，使卖剑买牛，卖刀买犊。……郡中皆有畜积，吏民皆富实”（《汉书‧循吏传‧龚遂传》）。
平帝元始二年，“罢安定呼池苑以为安民县，起官寺市里，募徙贫民，县次给食，至徙所赐田宅什器，假与犛牛种食”（《汉书‧平帝纪》）。
东汉牛耕的推广，得益于一批大臣的努力。《后汉书》记载，东汉明帝永平以前，庐江郡（今安徽中部）百姓不知牛耕。永平十三年，王景任庐江太守，首先修复著名的水利工程芍陂，又“驱率吏民，修起芜废，教用犁耕，由是垦辟倍多，境内丰给”（《后汉书‧王景传》）。
东汉以前，九真地区（今越南中部）还是“俗烧草种田”。光武帝建武初，以任延为九真太守。“九真俗以射猎为业，不知牛耕。……延乃令铸作田器，教之垦辟田畴。岁岁开广，百姓充给。”
东汉和帝初，鲁恭上疏说：“三辅、并、凉少雨，麦根枯焦，牛死日甚。”（《后汉书‧鲁恭传》）东汉中叶的崔寔说：“今辽东耕犁，既用两牛，两人牵之，一人将耕，一人下种，二人挽耧，凡用二牛六人。”（《全后汉文‧政论》）
和帝永元十六年，兖豫徐冀四州比年雨多。“遣三府掾分行四州，贫民无以耕者，为雇犛牛直。”（《后汉书‧和帝纪》）兖豫徐冀可看作广义的中原地区，西汉以来这一地区应该已是牛耕地区。
汉代是中国牛耕技术的成熟时期，其使用区域也由北方逐步向南方推广。@*
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