中原春耕刚过，晁盖便带着农官与朱停，再次前往开封郊外的农庄。田地里的小麦刚冒出青苗，却比往年矮了半截，叶片还带着些许黄斑。老农张老汉蹲在田埂上，眉头紧锁地拨弄着麦苗，见晁盖前来，连忙起身：“陛下，这麦苗不知怎的，长得慢还发黄，俺们按农官教的法子浇水施肥，也不见好转。”
晁盖蹲下身，仔细观察麦苗根部，又捻起一把泥土放在鼻尖轻嗅。他记得现代农业中，土壤肥力不足、病虫害初期都会导致作物生长异常。“朱停，把带来的‘土壤检测仪’拿来。” 晁盖吩咐道。这是他根据现代简易检测仪原理，让朱停用铜片、石墨与陶管制作的装置 —— 将铜片与石墨插入土壤，通过陶管内溶液的颜色变化，可初步判断土壤的酸碱度与氮磷钾含量。
朱停连忙取出检测仪，插入麦田土壤中。片刻后，陶管内的溶液变成浅褐色，晁盖说道：“土壤偏碱，氮含量不足，得补施腐熟的有机肥，再掺些草木灰调节酸碱度。” 他又指着麦苗叶片上的细小斑点：“这是蚜虫幼虫咬的，得尽快用艾草、辣椒煮水喷洒，既能驱虫，又不污染土地。”
张老汉半信半疑，按晁盖的方法，当天便组织农夫收集艾草、辣椒，煮水后装入陶罐，对着麦苗均匀喷洒；又将积攒的牛羊粪与秸秆混合，堆在田边腐熟，准备下周施入麦田。一周后，晁盖再次来到农庄，只见麦田里的麦苗已长高不少，叶片变得翠绿，之前的黄斑与斑点都消失了。张老汉激动地拉着晁盖的手：“陛下的法子真管用！这麦苗长得比往年还好！”
为了让更多农户掌握科学种植方法，晁盖命农官编写《农桑新法》，详细记载土壤检测、作物病虫害防治、有机肥制作等知识，印刷成册后分发到各县乡。还在开封、洛阳设立 “农桑学堂”，邀请经验丰富的农夫与懂新法的官员担任教员，定期为农户授课。农桑学堂开课当日，开封郊外的学堂挤满了农户，不少人带着自家的土壤样本与作物叶片，向教员请教问题，课堂内热闹非凡。
农业革新初见成效，晁盖又将目光投向冶铁业。中原的铁矿资源丰富，却因冶炼技术落后，铁矿利用率不足三成，炼出的铁器还易生锈。他带着朱停与冶铁工匠，前往洛阳郊外的铁矿场，实地查看冶铁流程。铁矿场内，工匠们正用土炉炼铁，炉温不足，铁矿与木炭混合后，半天才能炼出一小块铁锭，铁锭表面还附着大量矿渣。
“这样炼铁，费时费力还浪费原料。” 晁盖对工匠们说道，随后取出一张改良冶铁炉的图纸 —— 这是他结合现代高炉原理，设计的 “多层送风冶铁炉”：炉体分为三层，底层装木炭，中层装铁矿，上层装石灰石（用于除矿渣）；炉壁外侧加装三个风箱，由脚踏带动，可持续向炉内送风，提高炉温；炉底设有出铁口与出渣口，方便分离铁水与矿渣。
朱停按图纸，带领工匠们用耐火黏土与砖块，花了半个月时间，建成了第一座改良冶铁炉。开炉当日，工匠们将铁矿、木炭与石灰石按比例装入炉内，三人一组，踩着风箱向炉内送风。随着炉温逐渐升高，炉体变得通红，半天后，打开出铁口，暗红色的铁水顺着凹槽流入模具，矿渣则从出渣口排出。
“成了！成了！” 工匠们欢呼起来 —— 这一炉炼出的铁锭，比以往土炉多了三倍，铁锭表面光滑，几乎没有矿渣。负责冶铁的王工匠捧着铁锭，激动地对晁盖说：“陛下，这新炉子太神了！不仅出铁多，铁还更结实，以后打造农具与兵器，都能用好铁了！”
晁盖又教工匠们 “百炼钢” 的改良方法：将炼出的铁锭反复锻打，去除杂质，再放入炭火中加热，淬火时用不同温度的水交替冷却，可增强铁器的硬度与韧性。按此方法，工匠们打造出一把长刀，刀刃锋利，能轻松斩断铜钱，刀身弯曲九十度后还能恢复原状，在场的工匠们无不惊叹。
为了推广新冶铁技术，晁盖下旨：凡采用新冶铁炉的铁矿场，朝廷给予五成补贴；炼出的铁器若达到朝廷标准，可优先供应军队与官营工坊。消息传开，中原各地的铁矿场纷纷改造冶铁炉，冶铁产量大幅提升，不仅满足了农具与兵器的需求，还能打造更多的铁器用于水利与交通建设。
随着农业与手工业的发展，中原的人口逐渐增多，城市卫生与公共设施的问题也凸显出来。开封城内，不少街道狭窄，污水横流，垃圾堆积，每到夏季，还易滋生蚊虫，引发疫病。晁盖命沈炼牵头，对开封城进行改造 —— 拓宽街道至四丈，中间铺设石板，两侧修建排水沟，排水沟与城外的河流相连，可将污水排出城外；在街道两侧每隔五十步，修建一座 “公共厕所”，厕所底部与地下管道相连，管道通向城外的粪场，定期由农夫清理，用作农田肥料；还组织人手，每日清扫街道，将垃圾集中运至城外的洼地，填埋后覆盖土壤，防止污染环境。
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