粉垄“4453” 增产提质效应及其利民利国发展潜能

摘要

袁隆平院士接受媒体记者提出：“粉垄技术可在全国推广”。该文介绍了粉垄重构农田耕作层具“4453” 效应，即：“四增”——增加耕层松土量、土壤原生养分利用量，增大“土壤水库”、“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%以上，品质提高5%以上；指出如全国推广10亿亩，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kg，新增粮食可多养活3亿多人，产生总体效应还可以助力提升国民身体健康水平和社会稳定、国家安全。

关键词 粉垄技术；全国推广；增幅10%～30%；多养活3亿多人；“4453” 效应；发展潜能

中图分类号 S344 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）27-09302-02

2014年 7月16日，杂交水稻之父、著名农学家、中国工程院院士袁隆平，在湖南省长沙市会见粉垄技术研究者和接受记者采访时提出：“粉垄技术可在全国推广”^[1-2]。粉垄技术，又称深旋耕技术，在玉米、小麦等应用可增产30%、水稻增产20%；马铃薯、红薯等可增产30%以上；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；如在我国10亿亩耕地实施粉垄耕作层再深松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kg，按每公顷增产750 kg计，新增粮食可多养活3亿多人，其具体情况如下。

1 粉垄技术总体具有“4453”的作物增产提质功效及巨大利国利民发展潜能

粉垄，即利用发明的螺旋型钻头耕具，钻头垂直入土高速旋转横向切割粉碎土壤，一次性完成深耕、粉碎、成垄（厢），直接播（种）作物，实现深耕深松而不乱土层，耕层呈粉碎颗粒状，疏松而不易黏结，被誉为继人力、畜力、拖拉机耕作之后的农耕革命；松土量比传统耕作耕层翻1倍，一般旱地粉垄深度30～35 cm，稻田为28 cm左右。已获得了国家发明专利授权3项^[3]。

粉垄技术，粉垄重构了农田翻倍松土的耕作层，创造了神奇般的“4453”效应：“四增”——增加耕层松土量、土壤原生养分利用量，增大“土壤水库”、“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。

显然，粉垄可以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^[4]。粉垄技术可谓是高效农业的一种“升级版”，是一种友好高效利用土壌、空气（氧气）、天然降水和太阳光能等自然资源的农耕新方法。

经过6年多区域（9个省区）多作物（13种）的持续研究，初步判断，粉垄具有“牵一动（大面积推广）而利国家全局”的重大发展潜能：①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。②可拓宽改造利用盐碱地等土地资源、增加食物来源。③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。④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，助力保障国家粮食、食品、水资源、生态环境等安全。⑤所产生的总体效应，可助力提升国民身体健康水平和社会稳定、国家安全。

2 粉垄具有多方面叠加增效功能，可使农作物增加10%～30%或更多

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30～60 cm，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名。

粉垄，颠覆传统犁翻式耕作模式，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；具有“深耕、活土、释肥、保水、增氧、增温、淡盐”等多方面叠加增效功能，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^[5]。

3 粉垄耕作当季增产和后季持续增产，品质提升

3.1 北方地区后季持续增产效果

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 cm，第2季冬小麦产量7 549.95 kg/hm²，比拖拉机旋耕增产34.22%；第3季夏玉米13 127.87 kg/ hm²，比拖拉机旋耕增产31.24%^[6]。河南省温县2014年粉垄深度为30 cm以上栽培的小麦平均每公顷产量8 485.65 kg，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2季种植水稻增产9.3%。甘肃省定西市2012年粉垄种植马铃薯当季增产35.4%，第2季增产15.6%。

3.2 南方地区后季持续增产、品质提升效果

2011年起，广西北流市定点试验，水稻稻田粉垄耕作深度20～23 cm，第一季稻谷产量增加23.87%，至第6季时耕作层加深了7 cm（耕作层仍保持22 cm），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6季仍增产达1884%，第1季至第6季水稻净效益平均每季增加21.82%。

粉垄技术使农产品质量提升。广西北流市粉垄后第6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（2013-wt-2682），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，粉垄耕作可使甘蔗蔗糖分增幅达517%，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%。

4 粉垄技术与李克强总理《政府工作报告》提出深松整地计划相吻合

粉垄技术，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，无需额外增加投入，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；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。

5 粉垄技术可助力国家粮食、水资源、生态等安全

国家重视和发挥粉垄深旋耕技术，可在助力国家粮食及水资源安全，以及农业生产方式向良田、良法、良态与良种的更紧密配套转变发挥作用。

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 cm增厚至25～35 cm（即稻田增厚至26～28 cm，旱地30～35 cm），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kg。按每公顷增产750 kg计，新增的粮食可多养活3亿多人（按国家规定每人每年需要量135 kg计）^[2]。

6 粉垄技术可拓宽科学研究新领域

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^[5]，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，粉垄技术可驱动和拓宽科学研究新领域。

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。

7 领导和专家对粉垄技术高度重视和支持

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^[2]；农业部和广西壮族自治区领导分别作了批示；广西农业科学院白先进院长在2014年广西政协大会上代表农业界作了重视推广应用的提案发言。

参考文献

[1]

满家辉，赵永新.粉垄技术：既改良土壤又多打粮食[N].人民日报，2014-07-28（20）.

[2] 贺根生.期待粉垄技术在全国推广[N].中国科学报，2014-07-21（4）.

[3] 韦本辉.旱地作物粉垄栽培技术研究简报[J].中国农业科学，2010，43（20）：4330.

[4] 韦本辉，刘斌，甘秀芹，等.粉垄栽培对水稻产量和品质的影响[J].中国农业科学，2012，45（19）：3946-3954.

[5] 韦本辉.中国粉垄活土增粮生态[M].北京：中国农业出版社，2013：31.

[6] 杨雪，逄焕成，李轶冰，等.深旋松耕作法对华北缺水区壤质黏潮土物理性状及作物生长的影响[J].中国农业科学，2013，46（16）：3401-3412.