萬歷三十五年（1607年）初，徐光啟結(jié)束了作為翰林院庶吉士的三年學(xué)習(xí)生活，正式步入仕途。由于他一向勤奮學(xué)習(xí)，畢業(yè)成績(jī)優(yōu)異，因而被授予翰林院檢討的官職。能在體面、尊貴的翰林院工作，可謂前途一片光明。

當(dāng)徐家上下還沉浸在喜悅中時(shí)，一件不幸的事發(fā)生了。這一年的四月二十八日，徐光啟的父親徐思誠(chéng)在京城病逝。承受著巨大悲痛的徐光啟向皇帝遞交了解職還鄉(xiāng)的奏折。這是為什么呢？原來按照中國(guó)古代的禮制，父母去世，做官的兒子要解職回鄉(xiāng)守喪，閉門謝絕應(yīng)酬，以二十七個(gè)月為期，通稱為“三年在籍守制”。于是，這一年的八月十六日，徐光啟護(hù)送父親的靈柩南下，回到家鄉(xiāng)上海縣，直到萬歷三十八年（1610年）才回京復(fù)職。

這時(shí)的徐光啟作為“京官”，在上海縣城內(nèi)的社會(huì)地位已經(jīng)很高了，當(dāng)?shù)氐墓賳T、鄉(xiāng)紳們都等著一睹他的風(fēng)采。然而，每一次當(dāng)?shù)孛鞯木蹠?huì)中都找不到徐光啟的身影，人們紛紛猜測(cè)他的行蹤。而在上海縣城南門外康衢里一處名為“雙園”的地方，人們時(shí)常會(huì)看到一位身穿麻布孝服的中年人，肩挑糞桶，手拿鋤頭，赤著雙腳，在田地里施肥、鋤草，勞作不休，忙得滿頭大汗。每當(dāng)鄉(xiāng)親們走過，看到茂盛的莊稼，不禁會(huì)投來羨慕、尊敬的目光。偶爾路過的行人，怎么也不能想象，在這里勞作的莊稼漢，竟是貴為翰林院檢討的徐光啟！

徐光啟務(wù)農(nóng)，并不是他的一時(shí)興起，更不是為了標(biāo)榜清高，而是基于他清醒的認(rèn)識(shí)——興盛農(nóng)業(yè)，而興盛農(nóng)業(yè)是富國(guó)強(qiáng)兵之本。徐光啟出身貧寒，從小就跟著父親參加過農(nóng)業(yè)勞動(dòng)，加上在青少年時(shí)期，家鄉(xiāng)頻遇災(zāi)荒，他深刻體會(huì)到農(nóng)民忍饑挨餓的痛苦，因此他立志改革農(nóng)業(yè)，任何時(shí)候都不忘對(duì)農(nóng)業(yè)和農(nóng)學(xué)進(jìn)行研究。他為自己取了個(gè)號(hào)，叫“玄扈”，因?yàn)槲覈?guó)古代把督促農(nóng)桑的候鳥稱作扈，他選這個(gè)字為號(hào)即表示要重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。早在20歲左右時(shí)，他就注意農(nóng)田水利的興修，關(guān)注家鄉(xiāng)水道的流向，還親自測(cè)量過家鄉(xiāng)周圍河道的寬窄以及河底的深淺。這時(shí)的徐光啟還善于經(jīng)營(yíng)規(guī)劃，曾有一塊長(zhǎng)滿雜草的水淹地，鄉(xiāng)親們都認(rèn)為是沒有利用價(jià)值的荒地，徐光啟把它略加修筑，種上柳樹，竟得到不少柴火，除了供自己家燒用，還有多余的可以賣出，收獲相當(dāng)不錯(cuò)。

42歲那年，徐光啟整理了自己歷年的測(cè)量結(jié)果和水利設(shè)想，擬訂了一份《量算河工及測(cè)量地勢(shì)法》，呈送給當(dāng)時(shí)的上海知縣，供測(cè)算河工及測(cè)驗(yàn)地勢(shì)時(shí)參考。這份水利工程計(jì)劃書為修建龍華港及周邊農(nóng)田蓄水排水工程提供了很大幫助。

熱心于農(nóng)業(yè)、水利的徐光啟早就想抽出些時(shí)間，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利工程進(jìn)行系統(tǒng)的研究，這次回鄉(xiāng)守制便給了他這樣一個(gè)機(jī)會(huì)。他打算將自己家的田地和園子用作試驗(yàn)場(chǎng)，把自己在書本上看到的學(xué)問付諸實(shí)踐，如果成功了，也可告慰操勞了一生的父母。

天有不測(cè)風(fēng)云，就在徐光啟回到上海后的第二年，江南地區(qū)連降大雨，江河湖水暴漲，松江、蘇州、常州等地的農(nóng)田多被淹沒，糧食顆粒無收。洪水退去，緊接著便是饑荒，糧價(jià)飛漲，無數(shù)農(nóng)戶斷了炊煙，災(zāi)民無以果腹，只好外出討飯。目睹嚴(yán)重的災(zāi)荒，徐光啟沒有一蹶不振，而是立即采取行動(dòng)。他利用自己的身份地位，向萬歷皇帝遞上奏折，請(qǐng)求朝廷撥付稅金二十五萬賑濟(jì)江南地區(qū)。這筆錢款解決了災(zāi)民們的燃眉之急。可徐光啟明白，這并沒有解決根本問題，他渴望找到一種能幫助農(nóng)民度過荒年的高產(chǎn)糧食作物，這樣，即使將來再遇到災(zāi)害也不怕了。

正當(dāng)徐光啟為此苦苦思索的時(shí)候，從福建莆田來了一位姓徐的客商。他告訴徐光啟，福建有一種叫甘薯的農(nóng)作物，不怕干旱，不怕臺(tái)風(fēng)，產(chǎn)量比稻麥高出幾倍，可替代農(nóng)民半年的口糧，閩廣一帶農(nóng)民賴以為生。徐光啟聽后，十分高興，決心在家鄉(xiāng)試種。

甘薯在我國(guó)又稱番薯、山芋、紅薯或地瓜，原產(chǎn)于中美洲，適宜在熱帶和亞熱帶地區(qū)栽種。大約在明代后期，也就是16世紀(jì)八九十年代由菲律賓傳入我國(guó)福建、廣東等地。由于甘薯產(chǎn)量高，食用方便，很快就成為我國(guó)南方農(nóng)民的重要糧食來源。而在溫帶的上海，當(dāng)時(shí)還沒有人種過。

要把甘薯從亞熱帶的嶺南地區(qū)移植到溫帶的長(zhǎng)江下游地區(qū)，關(guān)鍵是要解決甘薯秧的安全越冬問題。最初的幾次試驗(yàn)都失敗了，那位莆田客商帶到上海的薯秧在冬天被凍壞了，栽到地里無法存活。后來，徐光啟想了個(gè)辦法，他請(qǐng)莆田客商買好薯秧后在秋天栽到裝有泥巴的木桶里，開春時(shí)從福建連桶帶泥運(yùn)來上海，然后再剪下藤枝栽到地里。這次試種終于成功了，入夏，田里長(zhǎng)滿薯藤，一片碧綠。秋收時(shí)，挖出的甘薯大如碗口，一畝可收數(shù)十石，比稻谷產(chǎn)量不知高出多少倍。收獲的甘薯既可生吃，又可蒸煮、火烤、油煎，還可曬干后長(zhǎng)期保存，更可磨粉、制酒，用處頗多。

徐光啟的親戚友鄰聞知這一新品種后，紛紛前來品嘗，還要求他介紹種植甘薯的經(jīng)驗(yàn)。徐光啟也認(rèn)為這是救災(zāi)度荒的最佳高產(chǎn)粗糧作物，應(yīng)該在更大范圍內(nèi)宣傳、推廣。于是，他編寫了《甘薯疏》一文，系統(tǒng)地總結(jié)了在上海試種甘薯的經(jīng)驗(yàn)，“疏”是分條說明的意思。在文章中，徐光啟詳細(xì)介紹了甘薯的種植時(shí)令、剪藤方法、生長(zhǎng)特點(diǎn)、施肥技巧以及采收方法、食用方法、副食利用等方面，概括了種植甘薯的若干條好處。徐光啟苦口婆心地勸說：“農(nóng)人之家，不可一歲不種。”“決可令天下無有餓人也！”《甘薯疏》問世后，流傳極廣，影響遍及日本、朝鮮等國(guó)。

甘薯引種成功，在徐光啟看來，是一個(gè)重大突破。他進(jìn)一步預(yù)言，這種作物在黃河以北地區(qū)也大有發(fā)展前途。徐光啟認(rèn)為，倘若在地窖中收藏薯秧，應(yīng)比江南留種更方便。果然，18世紀(jì)中葉以后，黃河流域也普遍種植甘薯，證實(shí)了徐光啟的預(yù)言。

《甘薯疏》寫成后的第二年，徐光啟又寫了《蕪菁疏》。蕪菁，俗稱大頭菜，由于其產(chǎn)量高，也可以用作度荒作物。蕪菁性喜陰涼，原產(chǎn)中國(guó)北部和歐洲北部，明代以前只限于在北方種植。《唐本草》等傳統(tǒng)農(nóng)書認(rèn)為，如果把蕪菁種在南方，不出兩三年就會(huì)退化變成白菜。徐光啟認(rèn)為不能盲目相信古書，他離開京城的時(shí)候，特意帶了蕪菁的種子回鄉(xiāng)，準(zhǔn)備在上海試著種植。可第一年長(zhǎng)出來的蕪菁?jí)K根很小，真的像白菜一樣。

徐光啟沒有灰心，經(jīng)過仔細(xì)觀察，再參考自己以往的種植經(jīng)驗(yàn)，他找到了癥結(jié)所在。原來，南方種蕪菁，結(jié)子多在芒種以后，正逢梅雨季節(jié)，日照不足，濕度大，影響光合作用。蕪菁籽生長(zhǎng)不結(jié)實(shí)，先天不足，加上種植密，肥料少，難怪長(zhǎng)出的塊根瘦小，外形像白菜了。針對(duì)這些問題，徐光啟對(duì)蕪菁作了改良，摘去一些蕪菁的花蕾，使田里蕪菁開花結(jié)子的時(shí)間有先有后，這樣就總有一批蕪菁結(jié)子的時(shí)間能避開梅雨，可以結(jié)出壯實(shí)的種子。同時(shí)，他又對(duì)栽種方法進(jìn)行了改進(jìn)，稀種植，厚施肥，勤松土。這樣下來，蕪菁果然在南方栽種成功了，而且塊根越種越大，甚至大過小孩的頭，蕪菁便被人們稱為大頭菜了。徐光啟為了糾正古人的觀念，推廣自己的經(jīng)驗(yàn)，便寫了《蕪菁疏》。

甘薯北移成功，蕪菁南移成功，在短短兩三年間取得的這些成就，有力地駁斥了當(dāng)時(shí)盛行的所謂任何地方生產(chǎn)的作物都是不可變動(dòng)的保守觀念。徐光啟在文章中指出，各地有各種優(yōu)良品種、高產(chǎn)作物，若能互相交流、廣泛種植，社會(huì)上就可以不必?fù)?dān)心食物不足，百姓也就不會(huì)餓死了。他認(rèn)為，有些人局限于習(xí)慣和保守思想，動(dòng)不動(dòng)就搬出“風(fēng)土不宜”的借口，反對(duì)農(nóng)作物的推廣，這種言論“大傷民事”。徐光啟懇切地勸告農(nóng)民切不可誤信傳聞，放棄利益。

除了試驗(yàn)引進(jìn)江南地區(qū)迫切需要的高產(chǎn)糧食作物外，徐光啟還嘗試著推廣種植有利于增加農(nóng)民收入的經(jīng)濟(jì)作物。他逢人便勸說他們種植女貞樹（又名冬青樹）、烏桕樹，認(rèn)為女貞樹可用來采集白蠟，解決照明問題；烏桕樹可以榨油以作燃料，還可用于染發(fā)、造紙，極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值。而且，徐光啟尚且不滿足于已經(jīng)做的這些，他還把探索的目光投向了棉花。

棉花是宋末元初才在我國(guó)推廣種植的經(jīng)濟(jì)作物，種植棉花要求的技術(shù)性很強(qiáng)，沒有豐富的經(jīng)驗(yàn)，一般收成不佳。另一方面，自從元代松江府人黃道婆向黎族人學(xué)習(xí)紡織技術(shù)并將之傳回家鄉(xiāng)后，上海地區(qū)的棉紡織業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。到了明代，松江府已成為全國(guó)棉紡織業(yè)中心之一，松江的棉布暢銷全國(guó)，甚至作為貢品獻(xiàn)給皇帝。這么一來，市場(chǎng)上對(duì)棉花的需求量更大了，迫切需要增加棉花產(chǎn)量。鑒于此，徐光啟在自己試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，撰寫了《吉貝疏》。

吉貝是我國(guó)古人對(duì)棉花的稱呼。為了幫助農(nóng)民掌握更好的技術(shù)，徐光啟把他的經(jīng)驗(yàn)編成了《吉貝疏》這本小冊(cè)子。他分析了當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)、土壤條件，詢問了農(nóng)民們植棉的情況，自己又動(dòng)手進(jìn)行耕作、鋤草。最后，徐光啟指出了棉花低產(chǎn)的四大原因：種子不佳，播種太密，施肥不足，鋤地不勤。為了讓農(nóng)民更好理解、更易操作，他把棉花豐產(chǎn)的條件總結(jié)為通俗的口訣：“精撿核，早下種，除根短干，稀料肥壅。”這些經(jīng)驗(yàn)為我國(guó)棉花栽培技術(shù)的提高和種植業(yè)的發(fā)展，作出了重要貢獻(xiàn)。

《甘薯疏》《蕪菁疏》和《吉貝疏》這三“疏”，是徐光啟在上海務(wù)農(nóng)的心得與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是他的學(xué)識(shí)與實(shí)踐能力的結(jié)晶。更為難能可貴的是，徐光啟并未染上當(dāng)時(shí)知識(shí)分子的通病，為炫耀學(xué)問而將文章故意寫得深?yuàn)W難懂，而是采用通俗易懂的形式，向農(nóng)民宣傳科學(xué)知識(shí)，讓人易于、也樂于接受。這正是徐光啟的過人之處。后來，這三“疏”被徐光啟收入自己的農(nóng)業(yè)巨著《農(nóng)政全書》中，繼續(xù)發(fā)揮著它們的作用。