“粉垄大科学”: 利于民族永续发展的创造伟力

——2017农业部主推技术粉垄破译人与自然和谐发展密码

核心提示：

“我为中国人民迸发出来的创造伟力喝彩!”习近平主席在2018年新年贺词中关于科技创新、重大工程建设的回顾与总结，句句铿锵有力，字字饱含民本情怀，让中华儿女备感喜悦与振奋。2017年，对中国广袤的耕种土地来说，对数亿依靠种地吃饭 的农民来说，粉垄及“粉垄大科学”的重大突破性进展，都是前所未有的福音。这一年，明确了粉垄深旋耕为一种绿色高效 “第四代农耕模式”，广适于旱地、稻田及物理性改造盐碱地、砂姜黑土和退化低产草原、“海绵”城市绿地等;明确粉垄集聚天然降水构成“土壤水库”形成高效 “雨养农业”破解旱地农业难题，全国各地小麦、玉米、马铃薯、甘蔗等增产幅度达20-50%;“粉垄大科学”支点是可发挥“藏粮水气于土”优势，活化大幅增加农业资源和非成本建造庞大“耕地水库”，持久利用，实现作物“以根为本”高效利用光能，具有绿色和提质的零施肥自然增产10%、零增施肥农药灌溉作物增产10-50%和农产品品质提高5%以上等“七大定律”，利民利国，农田化肥农药可减施30-40%、灌溉用水减少20-30%而食物总产不减，促进生态文明和人的健康，可助力中华民族永续发展。

由广西农科院韦本辉教授团队研究推进的粉垄及“粉垄大科学”，在2017年尤显不平凡：“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，成为载入史册的划时代农业事件;粉垄旱地作物雨养种植、作物减肥种植、水稻直播及物理性改造盐碱地、砂姜黑土等捷报频传，增产10-50%明确了其应用的可行性;明确了粉垄为一种继人力、畜力、拖拉机耕作之后的“第四代农耕模式”和绿色高效“粉垄雨养农业”优势技术属性;承载着“中国创造”特色的粉垄机械获得广西政府资金支持并正式定型量产，已进入市场推向生产一线;国家科技部领导了解陕西佳县玉米增产逾40%表示“振奋”，赞扬单项技术如此效果“了不起”;国家最高科技奖获得者李振声院士给予“祝贺”肯定。

此外，韦本辉教授团队阐释“粉垄大科学”理论和技术体系的研究性文章发表，备受科学界关注和点赞，发表的论文被联合国机构转载;中科院专家涉及粉垄的研究论文在《tillage and soil research》(土壤科学)发表“粉垄对中国黄淮海地区夏玉米干物质积累和籽粒产量的影响”(影响因子3.6);人民日报、中央电视台、中国科学报等主流媒体以不同主题和视角，多次深入报道播发粉垄及“粉垄大科学”……

“我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。”在事关人民群众切身利益的诸多矛盾中，粮食的产量和质量安全任何时候都不容小觑。然而，粮食生产使用化肥农药的“化学模式”尚难改变、不得不为之，让人头疼和难堪。好在，应运而生的粉垄可减施化肥农药和灌溉用水，成为难题破解者和生态高效耕种模式的拓荒者,为保障大国粮仓安全及构建“天人合一”环境，开垦出一条金光大道。

　　

 

第四代农耕粉垄：创造神话的绿色高效耕作方式

有道是：“外行看热闹，内行看门道。”许许多多从事农业生产的人都懂得，土地是骗不了人的，有啥样的耕种方式，有啥样的土壤环境，就会有啥样的收获。粉垄为何能独秀一枝?事实作出有力的回应。

粉垄耕作是“十年磨一剑”的产物，凝聚着农业科学家团队的汗水和智慧。他们挚爱科研岗位，情系脚下的土地，关注着农民的喜怒哀乐，多年如一日甘于把“农把式”当成伟大事业来干，终于在不厌其烦的实验中、一点一滴的进展中，托举出粉垄这块“和氏璧”，让农业生产颠覆传统、告别陈旧，迈进新天地、新境界、新时代。

粉垄，实现了深耕深松而不乱土层，活化土地资源，扩建了土壤养分、水分、氧气和微生物等“四库”，带动农作物(植物)增用天然降水和太阳光能等而促进增产提质保水生态。

实践证明，粉垄除在旱地、稻田应用比传统耕作深耕深松1-3倍外，还可应用于改造盐碱地、砂姜黑土和退化低产草原。适耕领域的拓展和深耕又深松的土壤质量上，破解了农耕史上一直无法突围、不得不依赖增施化肥农药来维持粮食增长需求的世界性重大科学与技术难题。

因此，2017年业界正式将“粉垄”定位命名为继人力、畜力、拖拉机耕作之后的“绿色高效第四代农耕”模式，已使用中、英文在《农业科学与技术》等公开发表，其重大意义不言而喻。

明确“粉垄”这一科学定位和技术可行性，昭示着“粉垄”为人类创造了一个既可“撬动”松耕地球表层土壤30-50厘米增产提质保水生态，又可向地下拓宽立体空间2-3倍、非成本投入建造了可容纳天然降水1倍以上的地球陆地庞大“土壤水库”，解决人类现代化社会发展中诸多粮食安全、防灾减灾、生态平衡和保障人体健康等深层问题，提供了“螺旋形钻头”替代传统“犁头”的耕作工具“利器”和最佳的耕作技术方案，为人类共同建造美好的地球家园和可持续发展生态环境，提供了强大的力量支撑。

“粉垄大科学”：给自然资源高效利用以广阔天地

“大科学”(Big Science)，属非一般学术研究，它由美国科学家普赖斯于1962年6月提出，其特征是多学科交叉、研究目标宏大等。

韦本辉教授团队2017年正式研究提出“粉垄大科学” 这一重大学术高度，是基于粉垄耕作提高了农耕质量并拓宽了农耕耕作领域(包括盐碱地、砂姜黑土、退化低产草原、“海绵”城市绿地等)范围，更高效率地利用“天地资源”服务于农业可利用资源、水资源和优良食物来源的大幅增加及生态环境改善，以及它牵涉到与农学、农艺、农机、粮食、生态、环境、气候甚至社会学、人口健康等功能与学科的关联交融，而且其科学与技术行为可导致人与自然和谐的“互利”、而不是目前农业靠化肥农药和人工灌溉(过度抽用地下水)等往往造成人与自然“两伤”的被动态势，它将给科学与技术带来更多的领域开拓研究与应用，让世界和人类食物更加富有、自然环境更加优美、人的身体更加康健。

韦本辉研究提出“粉垄大科学”，基本理论是：顺应自然、活化利用自然资源，人类与自然“互利”和谐。其科学功能具有自然性的“七大平台定律”:

——研究探明零施肥自然增产10%平台定律。经试验，零施肥条件下粉垄与拖拉机耕作(对照)结果对比显示，广西、甘肃、河北等玉米、花生、马铃薯等增产13.4%-26.55%。

——研究探明零增施肥、零增灌溉作物增产10-50%平台定律。在广西、广东、海南、河北、河南、山东、宁夏、甘肃、湖南、新疆、陕西、内蒙古、黑龙江、辽宁、吉林、安徽、云南、四川、北京、湖北、贵州等21个省(市、自治区)20多种作物应用，不增施化肥农药、灌溉用水量，经专家验收，零增施肥和灌溉增产10-30%(块茎作物增产20-50%)。

——持续多年(7年)3%以上增产定律。粉垄土层加深、质量提升有利于微生物活动和种地养地肥地，粉垄深旋耕一次可持续多年增产增效。经定点观察研究时间最多的一个点——广西北流市民安镇兴上村，2011年早稻稻田粉垄深22厘米左右一次之后，持续观察，结果，第7年13季粉垄稻田耕作层22厘米，对照为15厘米，土层加深7厘米、增厚46.7%，水稻亩增稻谷15.6公斤、增幅3.2%。河北吴桥粉垄耕作一次，第三季玉米最高亩增254.65公斤、增幅38.19% ，第四年小麦仍增32%。广西农业科学院展示区，粉垄甘蔗第2年宿根蔗亩增1.9吨。

——研究探明农产品品质提高3-5%以上平台定律。广西北流市民安镇兴上村粉垄稻米整精米率提高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);南宁市粉垄稻谷硒( Se )、锌( Zn )元素含量分别增加了 78.14% 和15.99%;大豆桂早2号粉垄蛋白质增加12%;马铃薯陇薯3号粉垄粗淀粉含量增加7.19%;牧草白花扁豆，粉垄的粗蛋白增加18.8%。广西宾阳旱地粉垄雨养种植甘蔗蔗糖分提高0.22度。农产品“化学农业”含量程度降低,中国农科院、广西农科院等粉垄种植水稻、玉米、小麦等，每产出100公斤粮食其化肥用量减少0.35-4.29公斤，减幅达10.81%-30.99%。

——研究探明土壤天然降水增贮保水1倍平台定律。粉垄加深2-3倍建立了耕地“土壤水库”，土壤雨水下渗速率提高30-50%，昼土壤水分蒸腾和夜土壤细碎表面积增大“土壤水分盈余”效应，年际间土壤增贮天然降水1倍和1倍以上。

——研究提出因土壤天然降水增贮保水1倍而使洪涝、干旱灾害减轻平台定律。由于粉垄土壤增贮水分1倍以上，流域性遇到干旱、洪涝灾害等可以减轻，并减少地下水资源抽用压力。

——研究探明多因素促进生态环境改善平台定律。粉垄减施化肥能增产提质、水土流失减少、土壤水体空气污染得以改善;单位面积土壤贮水量倍增，地面作物生物量增加20-30%，导致空气湿度提高5%以上;土壤疏松其微生物活动增强，甲烷等气体和地面生物量等固碳减排10%以上;多因素综合作用促进生态环境向好改善。

“粉垄大科学” 的技术体系是“1+N”。“1” 为粉垄耕作工具;“N”为耕作对象旱地、稻田及盐碱地、砂姜黑土、退化草原、“海绵”城市绿地等。“粉垄大科学” 技术体系 “1+N” 衍生出内生功能技术体系“N-n”，“n” 可衍生出丰富多形的技术方式，如稻田，改为干田粉垄，可干土回水软土移栽、干土直接抛秧后回水、直播种植等技术，可增产10-25%。

据了解，盐碱地物理性低成本改良盐碱地仍属世界难题之一。前几年在甘肃、宁夏、内蒙古等9省不同类型盐碱地粉垄改造取得成效基础上，2017年，在山东、河南、吉林、新疆等省又取得重要突破。如山东黄河三角洲农高区与广西农科院合作，共同在山东东营市实施低、中、重度三种盐碱地类型粉垄物理性改造的试验，经法定机构检测，中、重度两种盐碱地类型土壤，粉垄物理性改造后，其土壤盐分浓度分别下降8%、31%，中度盐碱地粉垄种植玉米，9月29日经中科院等专家验收，粉垄玉米亩产492公斤，比对照388公斤增产26.8%，受到中科院专家的高度肯定。吉林洮南粉垄重度盐碱地，9月17日经中科院专家现场考察认定，生物量增加1倍以上。因此，至今明确了粉垄物理性改造盐碱地取得成功。

粉垄改造砂姜黑土的可行性，是一项重大的突破。2017年12月3日，由中科院农业资源研究中心在安徽省涡阳县组织召开粉垄改造砂姜黑土现场会，会议透露2015年以来砂姜黑土经粉垄2年3季种植玉米、小麦、大豆等，增产12%-18%，有的超过20%，且粉垄后砂姜黑土土壤疏松，能正常耕种(拖拉机耕作遇水浆黏、干旱板结不易整地)，得到各界领导专家的肯定。

粉垄改造砂姜黑土的可行性, 可促进改造我国属中低产土地的6000万亩砂姜黑土。

“雨养农业”：粉垄破解旱地农业世界难题

中国和世界旱地占耕地面积比例大，多为“靠天吃饭”，靠雨养种植，是制约农作物单产提高和农业进一步发展的客观因素之一，也是世界旱地农业难题之一。如广西旱地甘蔗等作物，常被“三旱”(春旱、秋旱、冬旱)困扰和制约其单产的进一步提升，解决其土壤就地储存天然降水提高农业生产水平，将是国家和全球农业发展战略问题。

由于粉垄深旋耕增贮天然降水构成“土壤水库”，解决了干旱半干旱和季节性干旱地区农业难题。各地旱地小麦、玉米、马铃薯、甜菜、甘蔗等增产幅度30-50%。

粉垄应用的关键是粉垄耕作利器——螺旋形钻头粉垄机械。经过多年的研究完善，广西五丰机械公司研制的自走式粉垄机械及其产品标准，已通过法定机构审定批准。2017年，在广西党委和政府重视支持下，产品进入正式定型量产，推向粉垄技术推广一线。

新款粉垄机械，粉垄深度30-40厘米，初次的第一年属开垦性深旋耕粉垄，需要打破坚硬的犁底层，每小时可粉垄耕作，南方地区5-7亩，北方地区可达10-12亩，第二次及以后各次粉垄耕作，坚硬的犁底层已被打破，粉垄阻力减小轻松而耕作效率大幅提升、耕作成本大幅下降，潜力目标有望达到每小时20亩;现每亩耕作成本40-60元(粉垄深40厘米以上的80元左右)，与拖拉机深翻及耙碎深度20厘米左右等整地成本相当。第二次及以后各次粉垄耕作，耕作成本将更低。这也将是粉垄有望加快全国乃至全球推广应用的优势因素之一。

外延功能：维系粮食安全和中华民族永续发展

风乍起，吹皱一池春水。一项新生事物的诞生，其意义往往不仅事物的本身，其影响和辐射的作用，也常常不可估量。

韦本辉认为，目前，中国14亿人口粮食来源，说到底就是靠18亿亩耕地的平均16.5厘米耕作层的“1981亿立方土壤”和几乎全覆盖的“良种化”，但现行农耕模式耕层浅薄与良种增产增效潜力不相匹配，靠增施化肥、农药和灌溉投入增产可又导致生态环境恶化的弊端令人堪忧，直接或间接影响中华民族的健康和永续发展;同时粮食增产提质“天花板效应”将愈来愈明显。

为此，韦本辉团队研究认为，粉垄可在贯彻落实中共“十九大”提出的建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计要求中发挥作用，助力解决中华民族的健康和永续发展的深层次问题：如果通过粉垄，将耕地10亿亩现16.5厘米耕作层进行粉垄平均加深到36厘米，同时粉垄物理改造利用盐碱地2亿亩将其粉垄深耕40厘米及草原10亿亩粉垄深耕35厘米，就可粉垄活化土壤总共达9005亿立方(相当于向地下拓宽增容了国土立体空间9000多亿立方)，比现行农耕方式增加7024亿立方米、增幅354.5%，这是万金难买的农业资源。

农业资源大幅增加了，可因地制宜、全国一盘棋的统筹科学安排，从绿色提质增效出发，从恢复生态平衡出发，从保障人的健康出发，在保障食物总产不减的情况下，农田化肥农药可减施30-40%，水利灌溉(尤其地下水)可减少压力20-30%，总产食物不减，坚持下去必能修复被污染的土壤、水体空气，总体可为我国提高粮食安全度、经济活力及减灾改善生态环境、保障中华民族永续发展等发挥巨大作用。

据了解，粉垄“大科学”其他的巨大外延功能，在我中国还体现在：带动天然降水、太阳光能等自然资源利用，缓解农业与工业、城镇化建设用水矛盾，缓解流域性干旱、洪涝灾害等，为现有耕地农业减负和国家治理减压;全国性大面积活化土壤，向地下拓宽增容国土立体空间，发挥“藏粮、水、气于土”作用;粉垄机械与农艺科学融合，提高农业耕与种的效率和解决机械替代部分人力劳作问题，有利于解放农业劳动生产力，保障国家粮食安全;可繁荣和丰富农业等科学理论与技术，转变人的发展思路、理念，促进农业与生态健康发展，以及带动粉垄农耕文化的崛起。

　　

 

　　

 

　　

 

为构建人类命运共同体呈献中国方案

多年来，粉垄得到了许多院士专家的关注和肯定。2012年由中国农科院副院长(现中国工程院副院长)刘旭院士为主任委员，对粉垄成果鉴定为“具原创性，可应用各种农作物及盐碱地改造和生态重建”的评价;“杂交水稻之父”袁隆平院士2014年给农业部科教司写信建议立项研究，在接受媒体采访时提出“可在全国推广了”;2016年广西农业厅、科技厅组织张洪成、荣廷昭院士等专家进行可行性评估认定为“粉垄技术可作为一种新的农业增产、生态改善技术加以推广应用，建议加快全国推广”。

2017年10月20日，粉垄又迎来一次特别“检阅”：国家最高科技奖获得者李振声院士，在阅看粉垄相关资料和视频之后，给粉垄发明者韦本辉教授复电表示“祝贺”肯定和期望“百尺竿头更进一步”。这不无说明粉垄及“粉垄大科学”的科学性、适用性、可行性，以及“真金不怕火炼”的本质。

“好风凭借力，送我上青云。”在“农业供给侧结构性改革”“健康中国”“精准扶贫”“一带一路”重大时代主题下，粉垄及“粉垄大科学”为构建人类命运共同体，呈献出令人叹为观止的中国方案和中国智慧。让粉垄托起现代农业，让现代农业助力大国崛起，让中华民族永续发展，不是梦! (作者：徐国信 王林强)