7月16日,杂交水稻之父、中国工程院院士袁隆平,在湖南长沙会见粉垄技术研究者后接受媒体采访时称:“粉垄技术可在全国推广”。
由广西农科院研究提出的粉垄技术,又称深旋耕技术,是一种自然资源高效友好利用型农业新技术,该技术在玉米、小麦等作物应用后可使其增产30%、使水稻增产20%,使马铃薯、红薯等增产30%以上。同时,应用该技术后,稻米蛋白质可提高10%以上,马铃薯淀粉、甘蔗蔗糖分含量可增加5%以上,大豆蛋白质、木薯淀粉含量可增加10%以上。
该技术研究者、广西农科院研究员韦本辉介绍说,“粉垄”能大幅增产粮食、所产粮食品质高可改善人们的身体健康,又能改善水资源和生态环境。如在我国10亿亩耕地粉垄耕作层再深松1倍,可增贮天然降水400亿立方,盘活土壤原生养分后可减少化肥施用量70多亿公斤,按每亩增产50公斤计,新增粮食可多养活3亿多人。
创造“224511”效应
韦本辉介绍,粉垄技术,是在拖拉机上配装螺旋型钻头耕具,已改进为整机履带式粉垄机,钻头垂直入土30—40厘米,高速旋转横向切割粉碎土壤,一次性前行完成传统犁、耙、打的耕作程序,达到作物直接种植需求并大幅增产而命此名。其被誉为继人力、畜力、拖拉机耕作之后的农耕革命,已获得了国家发明专利授权3项。
“粉垄,变革现行落后耕作模式,重构农田翻倍耕作层,创造了‘224511’效应,”韦本辉说,即:“两增”——增加翻倍松土量、增加土壤原生养分利用量;“两库”——形成良好的土壤水库、土壤氧库;“四减”——减少水土流失,减低耕层土壤含盐量、土壤重金属含量、减低碳排放量;“五抗”——耕层加深增强作物抗干旱、高温、低温、病害、倒伏等能力;“一提”——促进作物光合效率提高10%以上;“一增”——作物增产10%—30%以上。
据了解,粉垄可更友好高效地利用土壤、天然降水、土壤氧气等自然资源,促使作物根系发达和植株健壮生长,更有效利用土壤中的原生养分和提高肥料利用率及植株光合效率,建立更理想的“库、源”代谢关系,促进作物自然性大幅提高单产和产品品质。
经过6年9个省区13种作物持续大幅研究发现,粉垄具有大面积推广的重大潜能。
韦本辉说,粉垄翻倍构建的耕层可纵向利用被长期沉睡的大量土壤资源,有扩大耕地面积之效,利用土壤中的原生养分和氧气,减少化肥施用量,所构建深厚的“耕地水库”能够就地增存大量天然降水,减少洪涝、干旱和水土流失、污染等灾害;可拓宽改造利用盐碱地等土地资源、增加食物来源;涉及的土壤学、栽培学、生态学、农机农艺学及社会学、政治经济学等进行研究创新,创造适于现代农业发展的新理论、新观念;可在不增加化肥、人工等条件下,有效增加粮食生产总量、提高农产品质量。
增产提质
韦本辉说,该技术具有“深耕、活土、释肥、保水、增氧、增温、淡盐”等功效,在广西、辽宁、甘肃、宁夏、河北、河南、湖南、广东、海南等9个省(区)水稻、玉米、小麦等13种作物上应用,增产10%—30%,品质提升。
袁隆平早在2011年对粉垄技术予以关注,当他得知粉垄栽培不增甚至降低投入,并可使玉米、小麦、水稻和马铃薯等作物增产后,便派湖南杂交水稻研究中心专家到广西实地考察调研。随后,拨出经费支持中心对粉垄技术应用展开研究,并于2013年在三亚进行杂交水稻超高产粉垄栽培示范。
今年,该中心又分别在湖南沅江、隆回开展常规稻(早造)直播和超级杂交稻(中造)粉垄耕作新技术试验示范。7月15日,经益阳市农业局组织专家测产验收,沅江市罗阳镇示范片粉垄稻亩产稻谷469公斤,比传统耕作稻每亩增产15%。隆回超级稻示范片内的粉垄稻,目前长势也明显优于对照组。
2011年起,中国农业科学院专家在河北省沧洲市吴桥县定点持续试验,粉垄耕作30厘米后,第二季冬小麦产量每公顷7549.95公斤,比拖拉机旋耕增产34.22%;第三季夏玉米每公顷13127.87公斤,比拖拉机旋耕增产31.24%;至2014年的第四年,小麦仍亩增141.59公斤,增幅达32.57%。
同年起,广西北流市定点试验,水稻稻田粉垄耕作深度20—23厘米,第一季稻谷产量增加23.87%,至第六季时耕作层加深了7厘米,耕作层仍保持22厘米,土壤容重降低10.56%,土壤速效氮、磷、钾含量每公顷分别增加48.46%、23.85%、32.89%,土壤全氮、磷、钾含量每公顷分别增加25.03%、31.12%、25.59%,有机质含量增加21.46%,第六季仍增产达18.84%,试验发现,第一季至第六季水稻净效益平均每季增加21.82%。
2012年,甘肃省定西市粉垄种植马铃薯当季增产35.4%,第二季增产15.6%。
2014年,河南省温县粉垄深度为30厘米以上栽培的小麦平均每公顷产量8485.65公斤,增幅达30.13%;该省潢川县2012年粉垄当季栽培小麦增产26.3%,第二季种植水稻增产9.3%。
韦本辉说,粉垄技术还使农产品质量提升。广西北流市粉垄后第六季水稻稻米品质,经农业部稻米及制品质量监督检验测试中心验测,稻米整精米率提高4.35%;稻米垩白粒率降低25%,由二级升为一级;稻米垩白度下降43.75%;稻米蛋白质提高13.58%,由三级升为二级。其他相关研究结果表明,粉垄耕作可以使甘蔗蔗糖分增幅达5.17%,不同木薯品种鲜薯淀粉含量增加3.23%—18.67%,马铃薯淀粉含量增加7.19%,大豆蛋白质含量增加12.00%。
深松整地
韦本辉介绍,粉垄技术,更可实现天然降水、光能、土壤及其养分、水分、氧气、微生物等自然资源良性高效利用,不需额外增加投入,就能增加农产品产出率并兼增存天然降水和改善生态环境,这与李克强总理2014年《政府工作报告》提出“发挥深松整地对增产的促进作用,今年启动1亿亩试点”的“深松整地”增粮战略要求,不谋而合。
据测算,如果在我国的10亿亩耕地上实施粉垄深旋耕作1次,可将现有土壤耕作层再深松1倍,即松土层由目前的10—18厘米增厚至25—35厘米,即稻田增厚至26—28厘米,旱地30—35厘米,可增贮天然降水400亿立方;盘活土壤原生养分后,可减少化肥施用量70多亿公斤。按每亩增产50公斤计,按国家规定每人每年需要量135公斤计,新增的粮食可多养活3亿多人。
韦本辉说,粉垄技术,以纵向加深利用土壤、增加土壤氧气容纳利用、扩充贮存利用天然降水和作物“以根为本”“壮株健体”增加利用光能为核心的自然资源友好高效利用型的一种农耕新技术,内涵丰富而深刻,牵涉研究的面广,是对传统科学的一个重大挑战,同时也带来一系列重大科学问题,需要重新研究和定位划分。因此,粉垄技术研究体系及内容,可涉及土壤学、栽培学、生态学、农机与农艺学及社会学、政治经济学等,可驱动和拓宽科学研究新领域。
截至目前,粉垄技术,已得到袁隆平、刘旭、赵其国、戴景瑞、蒋亦元、谢华安等院士的肯定、推荐或支持。