韦本辉带你深入了解粉垄技术

科技日报发表于2015年08月27日10:53:21 | 必威精装版官网下载草树 | 标签(tags):粉垄技术 韦本辉

粉垄小麦土壤剖面

粉垄小麦土壤剖面

粮食、生态的安全问题,始终是人类社会发展的头等问题。粉垄深旋耕技术“简称粉垄”,已问世几年来,备受各界关注,它究竟能给中国和世界带来怎么样的影响呢?

水稻粉垄后第六造仍增产10%以上

水稻粉垄后第六造仍增产10%以上

“粉垄,是一项顺应自然、内涵丰富、简单易行的绿色农业“牛鼻子”战略平台技术,能使作物增产10-30%,品质提升5%以上,效益增加15%以上,贮水量增加100%。在中国,如推广10亿亩,可新增1.5-2亿亩耕地生产能力、节省化肥500万吨、增存农业用水300亿立方(相当于增建大型水库300座及其灌溉系统),增产粮食可供 2-3 亿人食用,加之用于西北裸地生态重建、部分低产草原改造等建设绿色屏地,还可改善北京等华北地区环境气候,会带来粮食和生态乃至国民身体健康的安全;在全球,如有三分之一耕地应用推广,也同样可给世界粮食、生态乃至和平带来安全的希望”。

粉垄技术发明人、广西农业科学院二级研究员韦本辉,接受记者釆访时如此道来。他表示,“粉垄农耕,有神奇般的效果,出乎人们的意料,也有自然性的增产提质保水之功效,具绿色农业特色,希望更多人来了解粉垄,认识粉垄,研究粉垄,应用粉垄。”

粉垄技术开启农耕新的“里程碑”

土壤是万物之本、生命之源。人类文明源于农耕、源于土壤;土壤的利用状况,在一定程度上决定其土地农产品产出率的高低;农耕的本质,就在于对土壤的科学激活与利用。

人类农耕,历经了刀耕火种、人力整地、畜力整地和拖拉机整地,其土地农产品的产出率和生产水平,大体上也是随着这几种耕作模式的演变进步而相应提高的。现有的耕地形成的耕作层,是人类数千年耕作与利用累加的结果,它的生产能力,经过现行良种化种植和几十年化肥施用的“掠夺式”运营,其增产空间再进一步扩张已是十分有限,这是众所周知的事实。

粉垄可以说是农耕上新的“里程碑”。它是利用发明的粉垄机械螺旋钻头旋磨深垦而不乱土层,一次性完成耕作整地,旱地深松40厘米、水田30厘米(均比拖拉机耕作加深1倍左右),充分调动土壤等资源的高效利用,形成和扩建养分、水分、氧气“三库”,在不增施化肥条件下,能使低产田变成中产田、中产田变成高产田、高产田更高产,走出一条协调环境—资源—农产品—健康之间关系的科学耕作新方式。

玉米粉垄

玉米粉垄

粉垄,也正如李克强总理2015年7月22日在国务会上提出“土地深耕40厘米可缓解过度使用化肥问题”的道理那样。 如果将传统耕作千年以来所形成的现有耕地为第一个层级耕地, 那么,粉垄比拖拉机耕作加倍旋磨深垦之后所形成的土壤深厚耕地,就可谓之为“第二个层级质量耕地”,可更多地利用土壤养分、水分、氧气和光能的“天地资源”,它在单位面积上产出更多的农产品,增贮更多的天然降水,以统筹自然资源的优势,服务于农业持续增长和生态环境改善。

粉垄种植花生表现

粉垄种植花生表现

粉垄,在农耕上的重大突破与颠覆传统耕作模式,是人类农耕历史上一件划时代的大亊,开创了人类拓展生存与发展空间新的伟大战略捷径。首先,它是人类历史上,继从刀耕到机耕的耕作浅层松土的造田造地之后,在现有浅耕耕层的基础上实施,充分激活尚未被利用的犁底层及其以下土壌资源,进行一次最重要、最有意义的深垦造田工程;其二,通过粉垄深旋耕,将耕地现有浅薄松土土壤和耕地下尚未利用的土壤,在不打乱主体土层结构的基础上,进行全耕层粉垄疏松,从而给农作物带来土壤养分、水分、氧气和光能等方面带来最大化的科学利用,而实现新一轮的增产、提质、保水;其三,对增产粮食、改善生态,既功于当代,又利在千秋,福泽人类。

粉垄后稻田第六季土壤剖面

粉垄后稻田第六季土壤剖面

粉垄机械为新农耕带来重大变革

传统耕作,是犁翻式纵向碎土,工具主要为犁头或耙,就是拖拉机也是犁头翻耕,也不容易深层入土耕作,旋耕的机械耕作就更浅了,因此传统耕作很难突破现有的耕地犁底层,犁底层及其以下土壤资源就很难被激活利用。

广西五丰公司研制的自走式粉垄机在粉垄耕作

广西五丰公司研制的自走式粉垄机在粉垄耕作

粉垄,其耕作工具,改为螺旋形钻头,耕作时垂直入土,根据作物种植需求进行深浅调节,可达30-60厘米。高速旋磨碎土,土壤在螺旋形钻头刀片快速切割中获得瞬间高温处理而悬浮,一次性耕作形成的整地,可以直接播种或种植。粉垄不仅可深垦利用犁底层及其以下土壤资源,而且经过粉垄处理的土壤在水泡条件下也不容易粘结,具有透气和吸水纳氧功能,其具有“4453” 特点:即“四增”——增加耕层松土量,增加土壤原生养分利用量,增大“土壤水库”,增大“土壤氧气库”;“四减”——减少水土流失、碳排放量,减低耕层土壤含盐量、重金属含量;“五抗”——增强作物增产稳产抗干旱、高温、低温、病害、倒伏等能力;“三提高”——促进作物光合效率提高10%以上,产量提高10%-30%,品质提高5%以上。

粉垄的应用,关键是粉垄机械。广西五丰机械公司首创了系列自走式粉垄机械,大马力的已达325匹、耕幅2米,功能多, 可粉垄深40-60厘米并同时将秸杆打碎入土还田,可快速浅耕除草减少除草剂使用,可智能化配套成耕作、施肥、播种一体化;2015年4-5月赴北方多省粉垄作业,深松40厘米,每小时粉垄10多亩、亩均油耗30多元。在李克强总理的联系点——内蒙古赤峰市桥头镇太平庄村粉垄种植近200亩的玉米,大旱之年长势特好。

粉垄玉米耐寒

粉垄玉米耐寒

粉垄机械,也可以说是农业机械的一场革命,颠覆了现行拖拉机耕作与运行理念。根据其可一次性耕作完成整地直接进行施肥、播种等,而且是自走式,可利用现代科学技术和材料进行现代化配置和装备,相信总有一天会形成智能化、信息化、自动化新型粉垄机械,为现代农业提供农机与农艺更加科学结合的支撑。

粉垄技术已在全国尽显异彩

7年来,粉垄技术在未立项的情况下,已在广西、湖南、河南、河北、海南、广东、甘肃、宁夏、辽宁、吉林、湖北、四川、北京、内蒙古等14个省(市)进行水稻、玉米、小麦等近20种作物的试验与应用,结果表明耐干旱、耐高温、耐低温,生产性能稳定,在不增施化肥条件下,可增产10-30%。

河南粉垄小麦表现

河南粉垄小麦表现

由于作物充分利用自然资源,粉垄栽培的农产品,在一定程度上降低了“化学农业”程度,经中国农业科学院等多单位对水稻、玉米、小麦等试验结果显示:每产出100公斤粮食其化肥用量减少0.35~4.29公斤、减幅10.81~30.99%,显然,这对提高国民身体健康水平带来新的希望。

粉垄后第四造小麦仍增产30%左右

粉垄后第四造小麦仍增产30%左右

粉垄耕作比较效益高,增收15%以上。据湖南省沅江市陈建宏提供,2014年粉垄直播水稻,两季扣除粉垄耕作等生产成本,平均比传统耕作每亩增收237.6元,增幅21.33%;广西北流民安镇农技站调查测算,水稻粉垄栽培,粉垄第一季后轻耕或免耕,第一季至第六季平均每亩每季增收154.72元,增幅21.82%。

粉垄内涵与外延将令世界更美好

粉垄,科学内涵十分丰富,可驱动解决传统耕作不容易解决的农业、生态乃至社会发展中存在的深层次问题。

粉垄,重新构建的深厚耕作层比拖拉机耕作深度加倍易于作物创高产,单位面积可利用土壤养分增加15%以上,经粉垄快速旋磨后的土壤速效养分可提高10%以上,解决了作物丰产靠堆施化肥和污染土壌水体的问题;土壤疏松,下雨时雨水从地表下渗到耕作层中下部其速度提高30%以上,有利于集聚天然降水,单位面积贮水量增加1倍,加之粉垄土壤持水性能高,在较大程度上解决了耕地缺水、少雨即旱,影响作物均衡协调生长问题;土壤疏松空隙度大,氧气可增加1倍以上,土壤有益微生物增加,解决了耕地土壤板结、缺氧而影响土壤养分被作物均衡协调利用,提高肥料利用率和促进增产增收的问题。此外,土壤温度有所提升,对于提高作物抗寒能力大有裨益;盐分下沉浓度可降低20%以上,对于改造利用盐碱地增添了新途径。

粉垄创造出这种土壤生态环境,给作(植)物以土壤中大量氧气带动和协调养分、水分等高效利用,使根系特别发达,促进植株增高增大,光合作用可提升10%以上,是传统耕作所难以比拟的。这样一来,粉垄就给农作物实现对土壤、水分、氧气和光能等“天上和地下”的自然资源的最大化利用。这就是粉垄促进作物自然增产、提质和土地自然性增贮天然降水的原因所在。

粉垄的内涵活土、保水、增氧、增温、淡盐,可为人类提供食物来源和生态改善,是一种高效农业模式创建,已经为在全国14省近20种作物应用所证明。

其实,粉垄的外延,更值得我们去研究和发现。

所谓“粉垄外延”,就是基于粉垄耕作的基本原理、特性和功能,开拓人类生存与发展新的空间。比如,利用粉垄深旋耕40-60厘米,在一些缺水、干旱半干旱、土地植被裸露的地区,进行“集雨式”的区间间隔性粉垄,种草种树,把地面上有限的天然降水(如西北地区年降水300-400毫升的地方)集中到粉垄种植带上,让树木或草能够源源不断获得水分和养分而得以快速生长,经过3-5年或8-10年,就会变成树成林,草成坪。如西北和华北地区,采用这个方法,无疑对北京及华北地区生态环境和空气质量带来重大变化。这就是粉垄外延所进行生态重建的优势所在。

粉垄种植的中药柴胡表现

粉垄种植的中药柴胡表现

第二,粉垄改造利用盐碱地。粉垄深旋耕耕作,土壤疏松,部分毛细管被切断,土壤中盐分下沉,经宁夏、甘肃等地试验,粉垄松土层土壤盐分浓度下降20%以上,种植的玉米、马铃薯增产10%以上。

甘肃粉垄后第二年马铃薯仍增产15%以上

甘肃粉垄后第二年马铃薯仍增产15%以上

第三,部分低产宜疏耕的草原改造利用。结合保护草原生态,可考虑对部分低产宜疏耕的草原进行粉垄保水丰草。具体可以采用井字形方式进行间隔性粉垄,让草原中粉垄带活土保水,既促进粉垄带上草能够恢复生机,又使未粉垄的草原区的天然降水不外流,能够就地贮存利用。

第四,粉垄可在中草药、花卉、部分经济林木种植利用。如2015年4-5月,由广西五丰机械公司派出的机组,在内蒙古赤峰市和通辽市,进行粉垄耕作40-60厘米,种植中药柴胡和黄芪,至8月初观察,生长量均分别比拖拉机耕作种植的多出2-3倍。

粉垄种植黄芪表现

粉垄种植黄芪表现

第五,粉垄耕作可带动耕作制度和种植制度的重大变革。首先,粉垄后可减轻耕作强度,实现多年多季持续增产。由于耕层加深,粉垄土壤不容易再粘结,据中国农业科学院专家在河北省吴桥县连续试验,粉垄创造增产,第二茬小麦亩增128.32公斤、增幅34.2%,第三茬玉米亩增254.65公斤、增幅38.2%;广西北流市民安镇兴上村试验,粉垄后第一至第六季种植水稻,平均每季水稻增产10%以上,比较效益提高15%以上。其二,粉垄耕作可优化种植制度。在广西玉林等亚热带地区,利用其良好的气候资源,采用粉垄早造种植水稻+再生稻+晚秋蔬菜或马铃薯等水稻“一种两收”+晚秋高值种植的“粮钱双收”模式,年收稻谷产量不变又增加了一季丰厚的蔬菜(马铃薯)收入。这种制度性优化变革,各地可因地制宜探索应用。

广西粉垄玉米耐高温

广西粉垄玉米耐高温

第六,粉垄条件下的农业科学条件创新。粉垄种植作物,耐干旱、高温、低温,抗灾能力相对强,丰产性能相对稳定。可以研究探索基于粉垄条件下的农业耕作、作物栽培等新理论,制定粉垄条件下的各种农作物生产新规程。

第七,粉垄条件下如耕层加倍,土壤、水分、氧气和光能等“天上和地下”的自然资源可最大化利用,促进作物生物产量和经济产量可上新台阶,研究与之相适应的作物育种理论,制定作物育种新的技术路线,创造新的更高产量的优势品种,实现新一轮良法与良种配套的生产平台。

备受关注的粉垄技术 受到国家的高度重视

粉垄技术,于2012年通过由广西科技厅组织中国科学院、北京大学、广西农业厅等9单位专家,中国农业科学院副院长刘旭院士为主任的成果鉴定委员会鉴定,认定“具有原创性,可应用各种农作物”。戴景瑞、山仑、赵其国、谢华安、蒋亦元、李佩成等院士给予积极评价与肯定。袁隆平院士2014年7月16日接受媒体记者采访时,正式提出“粉垄技术可在全国推广”。山仑院士书面评价,“我国近代耕作技术系统研究不够,未形成可在大范围推行的新的耕作技术体系。‘粉垄耕作与栽培技术体系研究’对我国整体耕作制度的提升与发展具有重要意义,迈出了实际的关键性一步。”

国务院副总理汪洋在相关粉垄技术报导中作了批示。农业部领导在相关粉垄技术汇报材料上作了批示,组织调研组作了专门调查。广西十分重视,自治区党委书记彭清华作了多次批示,自治区主席陈武听取汇报,自治区政府召开了专题会议。

目前,粉垄技术,通过14个省示范和媒体报导,在社会上产生了较好的反响。

前不久,习近平总书记在吉林调研时特别强调,任何时候都不能忽视农业、不能忘记农民、不能淡漠农村,必须始终坚持强农惠农富农政策不减弱、推进农村全面小康不松劲,在认识的高度、重视的程度、投入的力度上保持好势头。粉垄技术是一个新生事物,关乎“三农”,关乎民生,需要深入系统研究和广泛示范推广,才能发挥其作用。粉垄毕竟是一种农耕革命,我们有理由相信,粉垄总有一天,能让中国和世界粮食、生态安全起来。

韦本辉简介:广西农业科学院二级研究员,从事耕作与栽培、薯类作物和宏观发展等研究。现是农业部薯类专家指导组成员,国家农业(淮山药)项目首席专家,国家木薯产业技术体系岗位科学家,获全国优秀科技工作者、国务院特殊津贴专家、广西优秀专家、广西突出贡献专家等荣誉。

主持承担国家、国际(美国)和省级科技项目30余项,先后取得甘蔗、淮山、马铃薯、木薯、粉垄耕作等成果21项,获奖18项,其国家科技进步二等奖1项,省部级奖一、二、三等奖10项;获授权发明专利5项;选育淮山等新品种15个;出版《中国木薯栽培技术与产业发展》、《中国粉垄活土增粮生态》、《中国淮山药栽培》等专著10部,发表论文100多篇。至今贡献效益最大的,是1998年引进甘蔗新品种新台糖22号,已推广1亿亩(年占广西甘蔗面积60%以上),新增产值逾千亿元。

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