中國科學家發現“粉壟農業”潛能:有望保障4億人口“飯碗”
2020-04-13 10:35:04   來源:互聯網
內容摘要
核心提示:中國和世界有無“利器技術”來助力保障糧食和生態安全?近年來,列身農村農業部“主推技術”、被人民日報、光明日報、中國改革報等重點篇幅報道的“粉壟技術”,在社會各界引起良好反響。這是由中國科學家發明創造的尖端技術及科學體系,其可應用于耕地和各種鹽堿地改良,讓作物增產10-150%、品質提升5%…

核心提示:中國和世界有無“利器技術”來助力保障糧食和生態安全?近年來,列身農村農業部“主推技術”、被人民日報、光明日報、中國改革報等重點篇幅報道的“粉壟技術”,在社會各界引起良好反響。這是由中國科學家發明創造的尖端技術及科學體系,其可應用于耕地和各種鹽堿地改良,讓作物增產10-150%、品質提升5%、保水量增加1倍以上。結合粉壟技術10年在全國應用實踐及新近研發出的高效耕作“立空鉆頭”等耕具,中國科學家大膽繪制中國“粉壟農業”挖掘新增食物可養活人口4億、陸地增貯天然降水1000億立方等的“46135”藍圖——該技術體系,能撬動如此巨大的潛能,在于其發明的“鉆頭”替代“犁”而超深耕深松不亂土層,喚醒土地生產力和保水力的“極限性”規律,昭示了人類可進一步向地、向天、向江河水體、向自然,要糧、要肉、要魚、要水資源、要宜人生態環境的“人依自然生”境界;粉壟農業,是一次國土立體空間資源統籌友好活化利用,可助力中國實現糧多、肉多、魚多、環境好、生態美、人健康,國安寧。

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廣西黨委書記鹿心社(右)關注粉壟技術,聽取韋本輝匯報

中國是世界第一人口大國,吃飯問題歷來是“頭等大事”。假如中國人口再增加4億人,很多人可能心里會犯嘀咕:“耕地家底擺在這兒,糧產本來就緊張,再多出幾億張嘴咋養活?”“不靠國外進口,不受制于人,咱老百姓的飯碗還能不能端得穩?”

放在過去,這樣的假如難有答案。然而現在,隨著“粉壟農業”的誕生,猶如一聲春雷,向世人昭告著這樣的潛能:中國再增4億人,端牢飯碗也不愁。

這張藍圖,由中國的科學家團隊繪就,其核心主創人,是年至66歲的廣西農業科學院在崗二級研究員韋本輝先生。

干的是田間地頭活,想的是悠悠民生事,追的是農業興國夢。在中國抗擊新冠肺疫的幾十天中,韋本輝這位家國情深的老人,經過苦苦思索,反復推敲,運用跨時代的“5.0粉壟技術”,試圖一改傳統農業和食物來源方式,為中華大地繪制了一幅直接或間接倍數增用土、水、氣、光等“天地資源”讓農業增產提質和讓生態環境改善,向地向天向江河水體向自然要糧、要肉、要魚、要水資源、要宜人生態環境的“人依自然生”的宏偉藍圖。

近日,廣西科技廳專門召開了有自治區多部門參加的座談會,研究進一步落實廣西壯族自治區黨委書記鹿心社對農業粉壟耕作技術的批示,表明廣西對粉壟技術的高度重視。

針對粉壟技術引發的“粉壟農業”及其“41635”發展前景,記者們紛紛進行了釆訪。

吹哨“41635”發展前景:每年新增效益萬億元

有句話叫“牽一發動全身”,用在“粉壟農業”身上最合適不過了。

由韋本輝苦心研究設計的粉壟農業“41635”發展目標是——粉壟改良耕地10億畝、鹽堿地2億畝、退化草原10億畝及間接活化利用江河水體漁業,每年新增糧食、肉類、魚類等食物來源養活4億人口,陸地土壤增貯天然降水1000億立方,3億畝減釆地下水600億立方,挖掘的物理肥力可減用化肥農藥30%以上,增產、提質、節水、節肥、生態、減災等綜合效益提高50%以上,每年新增效益不下萬億元,讓復雜農業簡單化、生態化。

如此匪夷所思的目標,如果不是“天大的玩笑”,那怎樣才能實現?原來,粉壟農業極大拓寬農業內涵且實現的路徑獨特,是將國土立體空間的土地資源、江河資源及其空域的空氣氧氣、雨水雪水空氣水分、太陽光能、氣溫等可利用的資源,統籌挖掘其巨大的自然力、物理肥力、生產力,自然性地增產糧、肉、魚等食物來源,并對洪澇、干旱等自然災害可以龐大的“土地土壤水庫”貯水之力“還治其災害性的自然之身”,而實現減災、少災。

韋本輝構勒出“41635”發展愿景:讓國人嘴巴能吃得好、吃得健康,鼻子能呼吸新鮮空氣,眼睛能看到藍天白云,中華民族能強盛與永續發展。 ?????????

據了解,韋本輝是粉壟技術發明人,被人民日報、光明日報、《科學新聞》分別譽為“這位教授像農民”、“農業科學家”、“接地氣的農學家”,其粉壟研究成果受到政府層面及多位院士專家的關注和支持。

“5.0粉壟技術”:列身農業農村部主推技術

為“5.0粉壟技術”?原來,由“鉆頭”替代“犁頭”的粉壟耕作,是世界農業史上里程碑式的科學發現,它的耕作相對于人力、畜力、拖拉機機力耕作分別為“1.0”、“2.0”、“3.0”、且比“3.0”的拖拉機加深1倍以上并增貯天然降水100%以上、增產10%~150%而跳升至“5.0”等級,屬“第四套升級版”農耕技術。

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新近研發具知識產權的“立空鉆頭”粉壟耕具耕作的土壤質量效果

據了解,粉壟技術體系的誕生,凝結著廣西農科院韋本輝研究團隊歷時10年的智慧和汗水。首先是發明的粉壟耕具“螺旋鉆頭”垂直深旋耕,可在30~50厘米深度耕作土層不亂且一次性完成整地任務,比美國深耕專利耕具(US20110192618A1 Tillage system)深耕5~12英寸即12.5~30厘米增深33.3%~66.7%,具世界領先地位。

不僅如此,“5.0粉壟技術”,其“鉆頭粉壟耕具+粉壟耕作技術+粉壟栽培水稻玉米等多項技術標準”構成,在世界上首創的具農業生產、資源利用和生態改善等耦合互作的“共性關鍵技術”,具有“大科學”屬性,讓復雜的農業簡單化,也可稱之為“中華粉壟科技體系”。

粉壟“真金白銀”地挖掘了10大“自然定力”,是未來“人依自然生” 的發展基礎平臺。一是使地球表層宜耕土地再加深耕作1~2倍,其松土量增加1~2倍;二是土壤保水量增加1~2倍(除供作物利用外可減少洪澇、干旱災害);三是土壤溶入氧氣量增加1倍、土壤溫度提升1~2度;四是土壤有益微生物量增加1倍;五是土壤速效養分量增加10%~30%;六是土壤降鹽量20%~40%(土壤中有害物質凈化作用有待觀察);七是作物凈光合效率提高5%~30%;八是土壤甲烷等氣體減排10%左右;九是地面空氣濕度提升10%以上;十是作物強根壯體生物量增加20%~30%、經濟產量增加10%~150%、品質提升5%以上、經濟效益提高15%以上。這些“自然定力”,不僅給人類予恩賜食物,還能“還治自然之身”,減輕洪澇、干旱及高溫、低溫甚至氣候變暖之災。

“粉壟耕作機+掛件”(如開廂、壟、畦或播種、施肥)可同機一次性作業完成整地、播種、施肥等任務,替代了拖拉機“深翻+耙碎+起廂(壟、畦)”等多工序而與之投入成本相當,但效率高、松土加深1~2倍松土、可減用化肥農藥和灌水量、無需繁雜技術培訓等投入,就能最大量地發揮土壤生產能力,獲得增產、提質、保水、生態等“自動生成”效果。

2017年,粉壟技術已被農業農村部列為主推技術。

突破增產“天花板”:新增4億人口食物

韋本輝繪制大國“粉壟農業”新增4億人口食物、陸地增貯天然降水1000億立方等“41635”藍圖,充分考慮了粉壟的優勢與中國國情的科學有機融合與升華。

首先,是粉壟突破農業再增產和喚醒耕地生產力“瓶頸”,構建出“粉壟農業”的“育種(種業)+粉壟+新農機+適量水利+適量化肥農藥”等五大技術支撐體系。

將我國現行的“育種技術(種業)+拖拉機(犁翻、深松和淺旋耕技術)+水利(人工灌溉、地下水抽用灌溉)+化學品(化肥農藥農膜等)” 的四大農業技術與資源支撐體系,調整為“育種(種業)+粉壟(活化各種土地資源和倍數增用水氣溫光資源)+新農機(粉壟機超深耕松深和信息化、智能化+部分拖拉機耕作)+適量水利(粉壟利用天然降水,減少人工灌溉和地下水抽用灌溉)+適量化肥農藥(中高產田減用20%~30%化肥農藥農膜等)” 等五大技術支撐體系,突破農業再增產和喚醒耕地生產力的“瓶頸”。其核心是利用粉壟農機和粉壟耕作技術,將全國耕地耕層從平均16.5厘米深墾到36.5厘米,粉壟1次后可3~4年持續免耕或輕耕利用,節耕省能,使低產田變成中產田、中產田變成高產田、高產田更高產,倍數增用“天地資源”而創造“良田+良法+良態(生態環境增用了光、溫、水、氣等)”,補齊目前良種增產潛力發揮的“短板”,也是利用挖掘的“物理肥力”實現化肥用量銳減的先決基礎。

第二,是擴建“粉壟農業”的“耕地+鹽堿地+退化草原+邊際土地+荒漠化土地+江河水體”的大格局農業。

將現行淺耕型耕地農業(深12~20厘米),統籌國土立體空間資源盤活科學利用,擴建“耕地+鹽堿地+退化草原+邊際土地+荒漠化土地+江河水體”的“大格局農業”,即以“粉壟”擴充調整“占50%~60%耕地(10億畝加深至30~40厘米)+鹽堿地(2億畝)+部分退化草原(10億畝)+部分邊際土地改良+荒漠化土地生態重建+江河水體活化自然養魚利用(在全國化肥農藥減用30%以上情況下)”的“大格局農業”,農業資源可增加30%以上、水資源增加50%以上,其高產、高質、節水、節肥、生態、減災等綜合效益可提高50%以上,新增糧食、肉類、魚類可養活人口3億~4億,做到“一方水土養一方人”。

第三,在“粉壟農業”中建設高標準農田和發展旱地雨養、稻田環保、經濟林果、中藥材等農業,促進種植制度良性變革發揮作用。

國家要建設8億畝高標準農田,利用粉壟優勢,對旱地粉壟40厘米、稻田28~30厘米,深耕保持深松,一次性耕作即呈“海綿狀”,結合綠肥和秸稈還田,3~5年內生產能力提升能維持在30%~15%;土地復墾亦可按此實施。

對華北、西北、東北平原,旱地粉壟40厘米零灌溉畝節水300立方且增產10%~20%,廣西甘蔗零灌溉增產20%以上,減釆地下水資源、維護地下生態。

稻田粘土、壤土等類型粉壟不漏水漏肥,水、土、肥不外流而環保,零施肥可增產15%以上。粉壟干土施肥拋秧和施肥回水軟土拋秧,化肥減施20%仍可增產15%以上。粉壟稻田耕層加深重構后效3~5年,可連帶對油菜、綠肥、蔬菜、馬鈴薯等節肥豐產增收15%以上,油菜、綠肥冬春花開還能“花海旅游”,提高農民經濟收入。

對東北黑土地來說,粉壟1次可多年實施免耕或輕耕的“保護性耕作”,保土保水保肥,既能增產又可恢復其黑土生態優勢,應該是一種科學行為。

粉壟對北方地區農藝重大變革帶來了可能——免筑護水地埂擴容“粉壟耕、種一體化擴地節水節工高效技術”。北方地區旱地現行種植農藝,拖拉機旋耕或深翻耙平甚至鎮壓,設埂護水播種,全生育期灌溉澆水2~3次,畝用水300立方左右,占地多、耗水多、土壤緊實板結、肥料利用率低、水源又多采自地下水??商剿鞅狈降貐^旱地粉壟前灌水、施基肥、不設護水地埂(提高耕地利用率)、小麥玉米等種子浸種、深松40厘米,粉壟耕作與播種、蓋土同機一體化技術,不僅可土地擴容、節水、生態、增效,耕、播同機讓作物提前成熟,搶占空間、時間,還可探索由單季改為雙季,倍增年內復種面積,實現種植制度的重大變革。

南方地區旱地甘蔗農藝重大變革——粉壟與免耕相間貯水型生態增產技術。南方地區旱地甘蔗,傳統種植壟松土層只有20厘米左右,根系到底層硬土即橫向分布生長,遇旱即減產,“三旱一低”(春、秋、冬旱和冬春低溫)“瓶頸”制約單產提升而多年畝產僵持在4.5噸上下。粉壟深松40厘米即可破解這一難題,尤其發展旱地種植甘蔗“145”模式,第1年種植,窄行0.9米粉壟深0.5~0.6米,寬行2米左右免耕;宿根4年,五年累計畝增原料蔗5噸。第二輪的“145”模式,在免耕的寬行中進行,如此交替,推動南方地區旱地可持續發展,甘蔗可每畝每年增產1噸左右。

緩坡林地高效利用——發展粉壟林果產業。全國適于粉壟耕作的緩坡林地面積大,可利用粉壟貯水和釋放土壤各種養分包括多種微量元素的優勢,發展包括果樹、油茶、茶葉等高效經濟林果產業。

適應中國健康戰略——利用粉壟貯水和釋放土壤各種養分包括多種微量元素的優勢發展粉壟中藥材產業農業。中醫藥是中華民族的生命安全保護神。支撐中醫藥的重要基礎是高藥效的中藥材,只有藥材好,藥才好。例如:內蒙古、甘肅、寧夏等粉壟種植黃芪、柴胡等名貴藥材,前期研究表明,示范基地的藥材產量高、品種好,依此可在無任何外在農藥及化肥施用的情況下,發展規?;?、綠色、安全、高藥效的仿野生中藥材產業種植,造福中國中醫藥產業。

助力北方地區減緩霧霾災害——讓粉壟農業發揮獨特作用。推行上述粉壟農業,可保水、增濕、節肥等,減少農田干燥塵土和氣體污染物如氮氧化物、氨等裏“pm2.5”助推成霧霾而減緩霧霾災害。

農業大數據——粉壟應用。粉壟一次性作業可同時完成耕作和播種、施肥等任務,可借助“北斗”衛星導航和相關數據收集應用。

第四,探討基于“粉壟農業”建立相應農業生產組織實體(公司)方式。

隨著全國農村務農人員的減少,粉壟機械的智能化、信息化和耕作、施肥、播種、覆土、覆膜等一體化一次性作業的成熟,以及北斗衛星導航系統的應用,可探索利用國家部分支農資金和國家治理制度優勢,在農民勞務參與、保證農民土地權益、保證農民原來收入水平的前提下,從國家到地方建立粉壟農業生產組織實體(公司)方式,在條件允許的地方,將已確權的耕地按照種植作物優勢區域,進行統一規劃,統一粉壟耕作,并在確保國家糧食安全的前提下,以市場需求為導向,統一安排作物種植,統一包括控制化肥農藥施用量、田間灌溉用水量等的科學標準管理,統一收獲糧食及農產品,實行政府指導與市場調配相統一。

采用這些調控措施,既有利于國家糧食安全、國家體制安全、土地資源健康安全、水資源安全,又可改變務農農民不斷減少格局,調動農民積極性參與勞動實施,確保農民增收,值得探索。

韋本輝強調,“粉壟農業”新增4億人口食物、陸地增貯天然降水1000億立方等“41635”藍圖,是一次國土立體空間統籌資源友好活化利用,是對各種宜耕土地資源實行最好的“保護性耕作”(超深耕松土一次、構建“海綿農田”之后可多年輕耕或免耕,同時節水灌溉或零灌溉和減施化肥農藥),尤其是中國人喜歡吃魚,把目前作為漁業尚未充分利用的資源江河水體利用起來,因粉壟水資源江河水量增加20%、化肥農藥施用量減少、加上政府魚苗投入和全民管理,江河小溪處處是魚蝦.....,屆時,將可呈現“糧多、肉多、魚多,環境好、生態美、人健康、國泰民安”的美景!

26個省份40種作物彰顯粉壟“底氣”

10年來,粉壟在全國26個省的耕地、鹽堿地和水稻、玉米、小麥、馬鈴薯、甘蔗、棉花、青稞等40多種作物應用,增產率在10%~150%,具備了可全面優化我國農業及其技術體系的條件。

在多地多點測定,零施肥條件下,水稻、玉米、小麥、花生等有13%~17%的增產率,中科院專家測驗玉米零施肥增產38.2%,且能實現多季持續增產。

2019年經第三方測試或專家驗收結果,亮點紛呈,令人震撼:

——韋本輝主持的廣西科技驅動重大專項“粉壟雨養甘蔗栽培示范及增產提質生態機理研究”,在8月份后同比減少60%以上降雨量(屬大旱之年)、甘蔗普遍減產1~2成的情況下,6個“粉壟雨養甘蔗”點田間查定,比傳統耕作種植的每畝原料蔗增產710公斤至4130公斤,增幅達19.94%至62.39%。

——山東東營農高區粉壟技術改造濱海重度鹽堿地試驗示范種植小麥,每畝增收225.76公斤,增幅154.22%;

——新疆尉犁縣粉壟改造重度鹽堿地第4年種植棉花高產示范,每畝增收185.45公斤,增幅81.7%;

——中科院南京土壤所2018年首次粉壟種植紅薯平均增產103%,2019年粉壟第二年種植木薯仍增產100%;

——河北省鹽山縣種植大戶王春祥2018年10月粉壟后種植小麥零灌溉,2019年6月經當地農業局專家測產,粉壟零灌溉種植小麥比深松整地每畝灌水370.9立方米的增產20%;當年11月,專家對其第二茬零灌溉種植玉米測產,比深松整地并灌溉的每畝增62公斤,增幅10.47%;第三茬于2019年10月播種小麥零灌溉,目前出苗率和植株性狀良好,根系特別發達,有望再獲得節水增產增收。

——寧夏科技廳組織實施的增產率,鹽堿田水稻20%,玉米30%、馬鈴薯28%、蘿卜40%。

粉壟多作物檢測,品質提升5%左右。尤其是苦苦追求的植物蛋白和對人體健康有益的微量元素,如稻米蛋白質增加0.6%~1.3%、增加率5.61%~14.61%,大豆蛋白質增加4.2%、增加率12.00%,牧草粗蛋白增加2.63%、增加率18.79%;木薯淀粉含量增加4.5%、增加率18.67%,甘蔗蔗糖糖分增加0.22~0.54%,增加率為1.55%~3.63%;對人體健康的硒、鋅,每公斤稻谷含量分別達0.0978毫克、13.13毫克,比拖拉機耕作分別增加78.14%、15.99%;而有害元素砷、鉻,其含量分別為0.33毫克、1.8毫克,比拖拉機耕作降低37.74%、5.26%。

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現任四川省委書記、廣西黨委原書記彭清華(右)現場考察粉壟技術并聽取韋本輝匯報

農產品百公斤化肥量減幅10%~30%。每產出100公斤糧食,可少用化肥0.35~4.29公斤,減幅達10%~30%,相對效益增收20%~50%。據廣西、甘肅、新疆等統計分析,粉壟比傳統耕作加深1倍以上且可3~4年實行免耕或輕耕,正常每畝耕作費120元(傳統耕作60元),產量增加20%~50%,效益增收20%左右,高的超過50%,如新疆尉犁縣興平鄉哈拉紅村東干渠種植大戶李強粉壟改造新疆重度鹽堿地每畝每年實際增益765元左右,增收53.85%。

促進“粉壟農業”全國普及,贏在中華民族永續發展

近日,韋本輝的研究論文《“粉壟定律”科學意義闡釋》刊發在英文期刊《亞州農業研究》(Asian Agricultural Research)上?!胺蹓哦伞钡恼撌雠c確立,對于進一步探明完善粉壟的核心科學理論和若干支撐理論,對于進一步確立和闡釋對人類活動空間的立體、深層、廣適性應用與保護,對于促進人類進一步認識自然、敬畏自然、利用自然,并在深度享用自然賜予人類的各種動植物、美好環境的同時,實現人與自然和諧共生,意義深遠。

對于粉壟農業,國家最高科技獎獲得者袁隆平院士高度評價肯定、給農業部寫信推薦和研究資助,李振聲院士寫信給予祝賀;劉旭、張洪程作成果鑒定“具原創性”、“國際領先”;趙其國、榮廷昭、戴景瑞、山侖、蔣亦元、謝華安、李佩成、張新友、鄭皆連等院士給予肯定和支持。

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多年來,“雜交水稻之父”袁隆平院士關心支持粉壟技術發展應用,認為“粉壟技術可在全國推廣”。

韋本輝(左圖右1、右圖左1)多次向袁隆平匯報介紹粉壟科學。

粉壟技術在全國實施“粉壟農業”挖掘“41635”潛能的關鍵,是粉壟機械的高效和低成本耕作,是一流的粉壟耕作機械產品的有效供給。據了解,粉壟此前推廣存在問題,主要是粉壟機械研發與產品生產屬起步階段,粉壟農機產品和耕作尚未列入國家農業補貼目錄,因長途運輸等成本,代耕粉壟40厘米有的地方連同機械運費每畝取費偏高一些,在一些地區造成一定負面影響。

值得令人高興的是,繼2009年發明“鉆頭”粉壟耕具(企業已生產粉壟耕作機械),以及“上橫旋下犁”等耕具,投入全國各地“超深耕深松”應用之后,韋本輝目前正在研發具有知識產權的“立空鉆頭”、“立式半空鉆頭”等多款粉壟耕具,有望成為粉壟農機“共性關鍵核心技術”,可作配件裝置在現有大型拖拉機上掛件使用,也可組配成特大型(耕幅3~6米)、大型(耕幅2~3米)智能型粉壟農機。這為“粉壟農業”對“41635”潛能挖掘,將可提供關鍵技術體系支撐。

現在全球努力構建人類命運共同體。我們的地球生病了,除了現在遇到新冠病毒產生世界災難,遠謀者都知道,還有我們人類賴以生存的土壤、水、空氣和食物被污染了,氣候變暖了,等等;如不遵循自然,不加以善待自然和利用自然,人類的未來,難以想象。

眼下,偉大的中國人民抗擊冠肺病疫,已經取得重要勝利。謀長遠之策建久安之勢,這是國人共同心愿?!胺蹓呸r業”的“41635”潛能挖掘的最新藍圖,已無比震撼地鋪展在世人面前……順應歷史發展的滾滾車輪,讓中國創造贏得世界尊重,助推民族永續發展進程,需舉國策之勢、萬眾之力,我們惟愿相信:中國偉大、中國必勝!

(徐國信報道/文)









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