2018年1月13日,农业部科技发展中心组织有关专家对广西农科院经济作物研究所、广西五丰机械有限公司等联合研发的“粉垄绿色增产提质耕作技术及应用”项目进行科技成果评估:“粉垄绿色增产提质技术是土壤耕作技术上的重大创新,先进性强、适用性广,达到同类研究国际领先水平。”
粉垄栽培技术,指按照不同作物种植需求,利用粉垄机一个或多个螺旋钻头将土壤垂直旋磨粉碎并自然悬浮成垄成厢,并在垄(厢)面上种植作物并配套相关技术。
粉垄,原是在拖拉机上配装螺旋形钻头耕具,现改为履带式全液压粉垄机,钻头垂直入土 28~40厘米(可根据作物需求调整粉垄深度),高速旋转横向切割粉碎土壤,大幅超越拖拉机耕作深度且实现深松不乱土层,一次性前行完成传统犁、耙、碎等作业程序。
红色粉垄机后面的螺旋形钻头深深地直扎进土地,又黑又硬的土层瞬间被粉碎成颗粒状,脚踩上去十分松软。对比一旁砂姜块似的板结土地,这一耕作“神器”让安徽省涡阳县陈大镇的农民们大开眼界、喜笑颜开。
目前,我国化肥、农药过量施用,比世界平均高出2倍以上。为什么会出现这一情况?土地承包到户40年来,农户很少搞深翻深松,久而久之,坚硬板结的犁底层阻碍作物根系下扎,没法利用更深层土壤的水及养分。加上农家肥施放和秸秆还田减少,土壤日渐贫瘠。为了有产出只能多施化肥多浇水,如此循环,农业污染加剧。
粉垄技术对症下药,做足“深耕”文章,活化调动尚未充分利用的深层土壤资源,促进光温水气等资源的高效利用,达到农作物的增产和绿色可持续发展的效果。粉垄技术发明人、广西农科院研究员韦本辉解释:通过粉垄机超深旋耕之后,比拖拉机耕地加深1倍而不乱土层,实现最大化友好利用土壤养分、水分和氧气。同时,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,激活了土壤的速效养分。经检测,粉垄土壤速效养分比拖拉机耕作增加10%~30%;粉垄过的土壤遇到泡水也不容易黏结,保持疏松。
粉垄机在耕作
目前,粉垄技术已在21个省份的20多种作物上应用,在不增加化肥、农药和灌溉用水量的条件下,与常规耕作相比,均取得了不错的增产效果:水稻,平均亩增94.74公斤,增幅18.65%;玉米,平均亩增130.43公斤,增幅20.54%;小麦,平均亩增126.9公斤,增幅31.42%;马铃薯,平均亩增883.31公斤,增幅36.25%;甘蔗,平均亩增1566.86公斤,增幅28.57%……
广西北流市民安镇兴上村村民钟瑞志最有感触的是粉垄技术给耕作方式带来的变化:“以前种植水稻都是在泥浆地里插秧,没办法穿鞋,但现在的种植方法是粉垄干田抛秧,可以穿着鞋种植。”兴上村的100亩示范田早就使用了粉垄技术。粉垄30厘米后,农民在干土上穿鞋抛秧,然后再回水软土定植。如此,土壤呈海绵状,吸水纳氧,在化肥减施20%左右的情况下,水稻产量仍后劲很足。
“实践证明,这是一个绿色提质增产增效的农耕新技术。” 中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员张正斌表示,粉垄技术使“化学农业”的程度明显降低。据中国农科院、广西农科院等测算,粉垄种植的水稻、玉米、小麦等,每产出100公斤粮食化肥用量减幅达10.81%~30.99%。
粉垄技术还有助于农产品质量的提高。比如,水稻“Y两优1号”稻米整精米率增幅15.95%,稻米蛋白质增幅14.61%,稻谷硒、锌元素含量均增加了15%以上;甘蔗“新台糖22号”蔗糖分增幅5.17%;大豆“桂早2号”蛋白质增加率为12%;马铃薯“陇薯3号”粗淀粉含量增加率为7.19%。
近年来,粉垄技术在盐碱地、退化低产草原等改造方面应用拓展,增加了农业的可利用资源:黄河三角洲农业高新技术产业示范区,经粉垄改造后,滨海中度、重度盐碱地土壤盐分分别下降8%和31%,玉米每亩增产26.8%;甘肃定西盐碱地粉垄盐分浓度下降30%,马铃薯增产30%~50%;新疆尉犁粉垄土壤碱化度下降40.7%,棉籽亩产422.52公斤,比对照田块增产48.8%。在内蒙古通辽的粉垄退化低产草原现场测定:耕作深度40厘米,生长130天,鲜草增产116.57%。
粉垄对盐碱地的改造主要在于重新构建了疏松深厚的耕作层,降低土壤容重和紧实度。以对土壤中盐分的控制为例,一方面粉垄改善了土壤蓄水能力,提高田间水分利用效率,增强土壤通透性。另一方面,土壤里的“毛细管”被切断,对土壤水盐运动产生影响,盐分下沉而不容易上升,减少了“返盐”现象。
粉垄耕作和传统耕作效果对照
“粉垄可以进一步激活尚未利用的自然资源,以‘活土’协调带动作物对太阳光能的高效利用。”韦本辉解释,这样可以活化土壤,向地下拓宽增容,进一步挖掘“藏粮于土”的潜力,为现有的耕地“减压”。
粉垄技术自2009年发明至今,得到多位农业专家的充分认可。2012年,以中国农科院副院长刘旭院士为主任的专家委员会对粉垄技术现场鉴定后认为,粉垄技术“具有原创性,可应用于各种农作物”。袁隆平院士自2011年起关注粉垄技术,并在自己的常规稻和超级稻试验田中试用,增产效果明显,他认为该技术“活土、保水、透气,明显促进作物生长发育”,是“增加粮食产量、改善农业生态的根本之策”。