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粉垄科学|国际领先的粉垄绿色农业生态技术

2019-01-22 来源:  浏览:    关键词:粉垄科学

 ——记国际领先的粉垄绿色农业生态技术10年实践应用

不乱土层的深耕深松可达50-60厘米,打破了自古以来浅耕画地为牢、突破无望的“魔咒”,创造了世界农耕史新神话;粉垄作用于重度盐碱地改造获得空前成功,若我国粉垄3亿亩盐碱地,增收的粮食可多养活2亿多人口;若全国10亿亩耕地粉垄,又可多养活人口2亿多,“仓廪实而天下安”,意义重大而深远。

来自中国的科学家、粉垄技术,用具象且确凿的事实使“超级深耕深松的哥德巴赫猜想”之谜得到破解,开创了影响中国乃至世界发展的新纪元。

伟大创造始于发明,盖世功勋源自坚守。——世界科技发展史中有许多先鉴:牛顿看到苹果落地现象发现了万有引力定律,莱特兄弟为了人类像鸟一样飞翔天空创造了飞机,瓦特研究成功蒸汽机掀开了世界工业革命新篇章……不论是出于好奇还是源自对科学的热爱,不论是意外发现还是刻苦求索而来,这些“发明达人”“科技牛人”,以匪夷所思的想象力、创造力,果敢的行动,为世界带来神奇的改变力量。发明,就是这样的不拘一格、不同寻常,开阔而洒脱。

木匠的钻头,跟耕地的犁头,原来是风马牛不相及的事。可是,在有心人的眼里却能看出不同的门道。就是有这样一个醉心于科研的人,在钻头与犁头间来迸发出了灵感,思维的翅膀不断在超现实与现实之间回旋……有志者,事竞成。他成功了,在2008年发明出包括“螺旋型钻头的粉垄机械及旱地、水田作物粉垄栽培方法”,配套形成全新的农业生产技术体系——“粉垄技术”。世界农耕超深耕深松不乱土层的哥德巴赫猜想之谜,就这样有了确切答案。

他,就是广西农业科学院韦本辉教授。

国际领先的粉垄绿色农业生态技术

粉垄科学

陝西粉垄种植油葵效果(左)

新年新贺礼,粉垄创佳绩。中国现代农业重大科技成果粉垄2019“开门红”:1月16日,广西科技厅组织专家团队来到广西隆安县那桐镇实施1850亩中的旱地粉垄雨养甘蔗超高产示范现场,查验结果令人振奋,“粉垄雨养甘蔗平均每亩原料蔗达10.6吨,比对照7.5吨增产40%以上!”这意味着,广西农业科学院韦本辉主持的广西创新驱动重大专项“粉垄雨养甘蔗栽培示范及增产提质生态机理研究”, 又取得重大突破性成果——破解了我国南方地区甘蔗等作物“三旱一低”(春、秋、冬旱和冬春低温)制约单产提高的“瓶颈”问题,同时也为我国中央“一号文件”连续多年聚焦三农,再添新注脚、再增新内涵。

粉垄技术也叫作粉耕技术,就是用钻头等耕作工具,代替犁头,超深耕深松不乱土层、一次性完成整地任务,比传统加深1-2倍,一次耕作可同时完成犁、耙、碎、起垄等全套耕作程序。

粉垄这一系列漂亮的“组合拳”,不容小觑——10年时间,经25个省(含10个省盐碱地)35种作物应用,稳定增产10-50%、保水1倍;建立起比传统耕作加深1-2倍的“全层耕”、“底层耕”的全新“粉垄耕作技术体系”,有望可对现有耕地,及盐碱地、退化草原、荒漠化土地生态重建、宜耕果树行间、宜耕林木行间、海绵城市草坪和土地整治工程等,进行全覆盖的耕作利用,突围现行农业以杂种优势利用的“良种化”、肥料农药薄膜等应用的“化学品化”、农地灌溉的“水利与设施化”、肉鱼等养殖业的含有化学品的“饲料化”等为主体的农业生产内涵与生产方式。

粉垄能改变什么?据韦本辉介绍,首先,挖掘了“自然力”,通过对土地及天然降水、太阳光能等自然资源的高效活化利用,直接或间接挖掘了“土地资源活化力、自然治水力、自然肥力、自然改善生态环境力和自然活化利用江河水体力”等,带来的效应是,可增产食物来源而实现“一方水土养一方人”,以“自然之力还治自然之身”减少旱涝灾害。其理论依据:土地松土量增加1-2倍;单位面积土壤保水增加1倍;土壤氧气增加1倍;单位面积土壤速效养分增加10-30%;土壤降盐20-40%(土壤中有害物质净化作用有待观察);作物根系增加30%以上、生物量增加20-30%;作物净光合效率提高5-30%;土壤甲烷等气体减排10%左右;干旱地区(甘肃定西)地面空气湿度提升10%以上。

从现实上看:可改变目前不合理生产方式所造成土壤、水体、空气及食物被污染,影响农业可持续发展和国民健康的被动局面,从全局性和战略性高度,转变为通盘考虑国土立体空间的科学布局,以“超深耕深松不乱土层”的科学耕作理念,以“四两拨千斤”之力,活化利用多种宜耕土地资源,以及盐碱地、退化草原资源、江河水体渔业资源等,来有效补足目前难以补齐的农业资源、水资源等严重不足的“短板”,为满足我国空间承载人口不断增长(15-16亿)、经济社会发展需求和破解生态环境恶化难题,提供重大路径和全新的技术支撑及物质基础。

实践是检验真理的唯一标准。纵观人类农耕史,粉垄以独特的技术原理和非凡的功效,开辟了继人力、畜力、拖拉机耕作方式后的“第四代农耕新模式”。粉垄得到了许多院士专家的关注和肯定,“杂交水稻之父”袁隆平院士看好粉垄的前景,向国家建议“可在全国推广了”。2017年,“粉垄绿色生态农业技术”被农业部列入全国100项主推技术之一。2018年,农业部科技发展中心组织粉垄成果评价,认定“粉垄是一种非常重大的发明”,是“土壤耕作技术上的重大创新,达到同类研究国际领先水平”。

数字是简单的,却又是精确的。今天,我们以数字的“大道至简”奥妙,去领略到了粉垄为天下农耕做出的引领及相关科学的博大内涵。

最深耕达60厘米,突破万年局限

韦本辉教授发现,研究人类农耕耕作工具、耕作方式、耕作效果,以及农耕进化效果与规律,无非都是在做“土”的文章——随着刀耕火种、人力锄地、畜力犁地、拖拉机整地的进化,是一种对耕层不断在加深和松土量增加的过程,耕地生产能力不断提高的过程。然而目前,人类对土壤的利用,已几乎是处于一种“尽头”状态——拖拉机应用的近百年,至今大马力的所谓深耕深松、耙平,由于拖拉机轮子往返多次重力碾压,耕地松土层也不外乎为20厘米左右,最终做不到深耕又深松,“天花板”的增产限制因素仍无法突破。

农业的发展有赖于土,其突破点也在土;做好“土”的文章,路径在“超深耕、深松”。

韦本辉教授基于这一深刻认识,从木匠螺旋钻头对木头钻孔出屑得到启发,发明螺旋型钻头耕作工具,经实践证明其可以做到“超深耕深松不乱土层”,且一次性完成整地任务——旱地粉垄深度30-60厘米,比传统耕作15-20厘米加深1-2倍;稻田粉垄30厘米,比传统耕作15厘米加深1倍。

 “春天深耕一寸土,秋天多打万石谷”。这是祖祖辈辈庄稼人跟土地打交道错不了、假不了的实理儿、死理儿。粉垄突破了深耕难的万年局限。不仅如此,粉垄还能持续发力,经科学测试,深旋耕一次目前已实现可持续8年增产增效。这简直又一次刷新了人们的想象。 

2种耕作“利器”、3种类型耕作与栽培技术体系

粉垄科学

中国土壤学会专家考察粉垄技术效果

韦本辉教授与相关企业联合攻关,经多年努力研制出“螺旋型钻头”垂直深旋耕和“上旋下犁”双层松土的系列粉垄耕作机械,这将成为未来农业的“耕作利器”。

关于耕作方式,基于 “超深耕深松不乱土层、一次性完成整地任务”,以及构建“超级耕作层”和“超级地下水库”的重大科学耕作理念,目前已经形成“全层耕”、“底层耕”的耕作技术体系,它包括:粉垄全层超深耕及其耕作与栽培技术体系、局部(条状)全层超深耕与栽培技术体系、底部区域松土耕(遁耕)”等3种类型耕作与栽培技术体系等。

粉垄全层超深耕及其耕作与栽培技术体系,是利用发明的“螺旋钻头深旋耕”、“上旋下犁双层超深耕”的耕具,构建了“全层超深耕”耕作模式。其中,“螺旋钻头深旋耕” 耕作模式,已经相应地在稻田、旱地、盐碱地等建立了耕作与栽培技术体系,在全国25个省35种作物应用取得成功。

局部(条状)全层超深耕与栽培技术体系,是利用发明的“螺旋钻头深旋耕”、“上旋下犁双层超深耕”的耕具。构建的“局部(条状)全层超深耕”模式,在果树、林地、荒漠化土地(生态重建)等建立了耕作与栽培技术体系,在多省核桃、柑橘等应用取得成功,初产期增产幅度达50%以上。

底部区域松土耕(遁耕)等耕作与栽培技术体系,是利用 “深土圆锯(齿)耕具”,依据保护性耕作与充分粉垄活化底层土壤,地面土壤(作物)非耕、地下深层松土,建立地下庞大“土壤水库”,构建 “底部区域松土耕(遁耕)”模式,将可产生一系列的遵循自然、依靠自然“正能量”的重大效应,可望成为继粉垄全层超深耕之后,又一次重大耕作革命。

“底耕”耕作,可应用于:旱地作物播种至苗期耕作、退化草原保护性生态耕作、宿根甘蔗保护性生态耕作、林果地行间保护性生态耕作及“底耕”与“全层耕”交替耕作等5种类型模式。

神奇的“以自然之力治其自然之身”

粉垄耕作挖掘 “自然力”主要体现在:(1)地球表层宜耕土地松土量增加1-2倍;(2)土壤保水增加1倍; (3)土壤氧气增加1倍;(4)土壤速效养分增加10-30%;(5)土壤降盐20-40%(土壤中有害物质净化作用有待观察);(6)作物强根壮体生物量增加20-30%;(7)作物净光合效率提高5-30%;(8)土壤甲烷等气体减排10%左右;(9)地面空气湿度提升10%以上。

增量利用土壤及天然降水、太阳光能等天地资源,所产生的“自然力”种类“数字”:(1)土地资源活化力;(2)自然治水力;(3)自然肥力;(4)自然改善生态环境力;(5)自然活化利用江河水体力。

物理肥力让增产实打实、看得见

粉垄基础肥力(物理肥力):中科院农业资源中心和广西农科院测试,在零施肥条件下水稻、玉米、小麦等增产15-30%。

大面积应用效果:10年来,经25个省(含10个省盐碱地)35种作物应用,稳定增产10-50%(中国科学院南京土壤所彭新华测定红薯增产100%),多省经专家验收:水稻,7个点平均亩增94.74公斤、增幅18.65%;玉米,7个点平均亩增130.43公斤、增幅20.54%;小麦,3个点平均亩增126.90公斤增幅31.42%;马铃薯,6个点平均亩增883.31公斤、增幅36.25%;甘蔗,5个点平均每亩增产1566.86公斤、增幅28.57%。

盐碱地改造成功:9年来,在宁夏、陕西、甘肃、河北、河南、新疆、吉林、黑龙江、内蒙古、山东等10省试验,低度、中度盐碱地“淡盐”20-40%、增产20-40%(新疆尉犁县棉花增产48.8%)。山东东营含盐9.2‰的重度盐碱地,经粉垄三次三次处理,各土层土壤盐含量比例:0-20厘米为21.03%,20-60厘米达70%以上(表明0-20厘米耕作层土壤盐分已下移,有利于作物发芽出苗与生长),2018年9月经专家验收玉米鲜重亩产810公斤、增产73.0%,玉米籽粒盐(钠)减少20.81%;高粱生物总量平均每亩8220公斤、增产287.9%;冬种小麦目前长势良好。

退化草原改造:内蒙古测定粉垄后130天,增草116%。 

驱动我国“六大工程”实施,助力中华民族永续发展

粉垄耕作技术体系,韦本辉教授认为创建了 “131”。所谓“131”,即:“1”,挖掘一种体系性“自然力”;“3”,是解决了活化各种土地包括退化草原、江河水体等资源面、增加可利用的农业资源,将天然降水的洪害部分水变为陆地可被农业、工业、地下水补给的可利用的水资源,可利用的农业资源、水资源转化为增加的优质粮、肉、奶、鱼等食物来源;“1”,是为丰富和创新农业科学理论与技术、转变农业生产理念与方式,总体为绿色可持续发展和人与自然和谐共生,开拓了1条全新的路径。

粉垄科学

旱地粉垄雨养甘蔗专家验收亩产达10.66吨,创纪录

粉垄“全层”、“底层”耕作模式可驱动我国“六大工程”实施,助力我国高质量发展和中华民族永续发展.

——耕地绿色修复与地力培肥工程。如全国10亿亩耕地粉垄,每亩每年可增产粮食100公斤,可年增粮1000亿公斤,多养活人口2亿多。

——盐碱地物理改造利用工程。我国现有可利用的盐碱地5.5亿亩,其中3亿亩粉垄,每亩每年产粮300多公斤,可年增粮1000亿公斤,多养活人口2亿多。

——退化草原聚水丰草生态工程。我国有草原60多亿亩,对其中10亿亩宜耕性退化草原采取保护性措施粉垄,每年将有20-25亿亩产出量,所增产的肉、奶等产品,可极大缓解全国养殖业压力,解决乡村环境污染问题,还可改善北方地区生态环境。

——国土整治和耕地休耕工程。粉垄深耕30-40厘米,可“锦上添花”,使土壤疏松、保水力增强、有利微生物活动、接纳天然营养物质回馈,形成良好的土壤生态环境,可在国土开垦整治和耕地实行“休耕”制度上发挥特殊作用。

——“海绵”城市绿地工程。“海绵”城市绿地工程,可减少内涝和吸纳空气中污染物,一举多得。

——江河水体及近海水域渔业利用工程 。由于粉垄活化各种土地资源、减施化肥农药,实施“够吃就好”政策,建设庞大的“地下水库”,净化环境、增加水源,并实行人工鱼苗放养,可提供大量优质水产品来源,且净化江河水体生态环境,还可促进航运、发电和保障饮水。

打造粉垄产业发展“广西样板”

粉垄科学

重度盐碱地粉垄改造种植玉米增产73%后第二茬冬小麦长势良好

韦本辉教授表示,在广西,可应用粉垄技术产业发展“1231”:在广西,应用粉垄技术产业发展可实现“1231”:

“1”,是指1个传统经济产业——甘蔗产业,通过粉垄解决“三旱一低”(春、秋、冬旱,冬春低温)和配套良种,非增投入,实现平均每亩原料蔗增加1吨以上,应用1000万亩增产1000万吨,农民增收50亿元。

“2”,是指水稻、果业2大产业:水稻应用500万亩,每亩每年增产100公斤,新增粮食50万吨,农民增收15亿元;柑橘、香蕉等100万亩,每亩增收150元,增收1.5亿元。

“3”,是指稻田通过上述粉垄改造500万亩,用地肥地,产生3个产业:1是秋冬绿肥、油菜、油葵等肥田与蔬菜、油料利用产业,绿肥肥田、化肥“减施”节本、油菜打顶菜用解决蔬菜春淡、油葵油料利用等增加农民收入;2是利用秋冬绿肥、油菜、油葵等开花养蜂,结合春夏果树开花,培育蜂蜜产业;3是利用绿肥、油菜、油葵等花开诱人,盘活冬春旺季旅游,培育振兴乡村与旅游扶贫产业。

“1”,是利用粉垄机械制造、运输、服务及粉垄技术开发,培育千亿元新产业(广西自主发明的粉垄机械产品已定型量产)。

“春种一粒粟,秋收万颗子。”科学需下实实在在的工夫,是用智慧和汗水浇灌来的。解开超深耕哥德巴赫猜想之谜,承载着世世代代不同国家和种族人的期待,现在我们可以自豪地宣言:中国的科学做到了!

习近平总书记在2019年新年贺词中表示,“我要向每一位科学家、每一位工程师、每一位“大国工匠”、每一位建设者和参与者致敬!”而对许许多多受益于粉垄的地域和生产经营者来说,向粉垄科学及研究团队致敬,心意满满,诚意满满。

“我们都在努力奔跑,我们都是追梦人。”当粉垄的巨大价值,与农业供给侧结构性改革、乡村振兴战略、国家粮食安全保障、全面建成小康社会及推进国家和民族高质量、可持续发展等,产生直接联系,相融相促时,我们有理由梦想:物华天宝科技造,改变世界看粉垄。哥德巴赫若犹在,当惊人类新征程。(作者:徐国信)


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