紅色粉壟機后面的螺旋形鉆頭深深地直扎進土地,又黑又硬的土層瞬間被粉碎成顆粒狀,腳踩上去十分松軟。對比一旁砂姜塊似的板結土地,這一耕作“神器”讓安徽省渦陽縣陳大鎮(zhèn)的農(nóng)民們大開眼界、喜笑顏開。
高興的不只是陳大鎮(zhèn)的農(nóng)民。日前,由中國科學院專家等組成的測產(chǎn)組,對黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范區(qū)的濱海鹽堿地玉米種植示范項目進行現(xiàn)場測產(chǎn)驗收,結果出乎很多人的意料:利用粉壟技術,畝產(chǎn)玉米492公斤,比對照田塊增產(chǎn)26.8%。幾個月前,河北省沽源縣的“粉壟高效種植馬鈴薯”項目驗收結果也十分喜人:粉壟地塊的馬鈴薯平均畝產(chǎn)4773.72公斤,比對照田塊增產(chǎn)52.95%。
得到袁隆平等多位農(nóng)業(yè)院士肯定的粉壟技術,為何這么神奇?我們進行了實地探訪。
用鉆頭代替犁頭,可垂直入土深旋耕,耕層松土比現(xiàn)行耕作方式加深了2倍多。
近年來,化肥、農(nóng)藥等過量使用導致土層板結、土壤變酸、地下水污染,掠奪式的經(jīng)營不僅使作物增產(chǎn)碰到“天花板”,還破壞了生態(tài)環(huán)境、損害了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量,*終影響人們的身體健康。因此,發(fā)展綠色高效農(nóng)業(yè),勢在必行。
“春天深耕一寸土,秋天多打萬石谷。”土壤是農(nóng)業(yè)之母,深耕深松是多打糧、打好糧的基本條件,而傳統(tǒng)的兩種耕作方式均很難做到。拖拉機犁頭翻耕,可利用土層一般不超過20厘米,而且翻耕后存在大塊的土坷垃,必須用耙粉碎;利用旋耕機可以切削、打碎土塊,但耕作深度一般不超過15厘米。
粉壟技術的*特點,就是“深耕深松”。所謂“粉”,就是利用螺旋形鉆頭替代使用了千百年的犁頭、鋤頭、耙,把土壤粉碎成顆粒物;“壟”,就是在耕作過程中讓土壤自然地懸浮成壟,可直接播種作物。
“螺旋形鉆頭可垂直入土深旋耕,*性完成整地任務。”粉壟技術發(fā)明人、廣西農(nóng)科院研究員韋本輝介紹說,“耕層松土比現(xiàn)行耕作方式加深了2倍多——拖拉機犁頭深耕犁地,在田間表現(xiàn)為‘V’狀,從翻土高端至底部可以達到40—50厘米甚至更多,但碎耙之后其松土層仍是20多厘米。”
耕作方式的改變帶來的是耕作質(zhì)量的提升。螺旋形鉆頭將土壤均勻粉碎,原土的上中下土層基本不亂,底層生土80%左右不上翻, 上層熟土80%左右不下沉, 上中下土層的20%土壤垂直均勻交換混配, 促進耕層土壤養(yǎng)分合理布局、微生物的繁殖增長和根系對營養(yǎng)的吸收利用。同時,鉆頭的高速旋轉(zhuǎn)帶動空氣中的氧氣進入土中,被土壤顆粒裹住的養(yǎng)分和微量元素被釋放出來,即使在水浸泡的條件下,土壤也不易黏結、板結。
韋本輝和中國農(nóng)科院等單位開展的合作研究表明,粉壟技術使土壤速效養(yǎng)分增加10%—30%,氧氣含量、貯水量增加1倍左右,作物光合效率提高10%以上。而且,粉壟技術*就能同時完成秸稈粉碎、耕層深松、土壤粉碎平整作業(yè),粉壟*可持續(xù)3—5年利用。粉壟每畝成本40—60元,可廣泛應用于現(xiàn)有耕地及鹽堿地、砂姜黑土、退化低產(chǎn)草原甚至果樹林地、中藥材基地等。
在不增加化肥、農(nóng)藥和灌溉用水量的條件下,農(nóng)作物普遍增產(chǎn)10%—30%。
目前,粉壟技術已在21個省份的20多種作物上應用,在不增加化肥、農(nóng)藥和灌溉用水量的條件下,與常規(guī)耕作相比,均取得了不錯的增產(chǎn)效果。
水稻,7個試驗點平均畝增94.74公斤,增幅18.65%;玉米,7個試驗點平均畝增130.43公斤,增幅20.54%;小麥,3個試驗點平均畝增126.9公斤,增幅31.42%;馬鈴薯,6個試驗點平均畝增883.31公斤,增幅36.25%;甘蔗,5個試驗點平均畝增1566.86公斤,增幅28.57%……多個省份、多種作物的試驗證明,粉壟可以活土、保水、透氣,能顯著促進作物的生長發(fā)育。
我國有6000多萬畝砂姜黑土中低產(chǎn)田,主要分布在黃淮南片地區(qū),如何改造這些中低產(chǎn)田,是當?shù)剞r(nóng)民*揪心的難題。
“雖然粉煤灰等改造砂姜黑土有一定的作用,但大面積推廣不現(xiàn)實。”中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心研究員張正斌表示。2016年,張正斌的課題組在安徽省渦陽縣示范粉壟技術30畝,在比常規(guī)玉米晚種一星期,且玉米花期遭遇嚴重高溫脅迫、常規(guī)耕作田大部分玉米穗部頂端不育的情況下,深旋耕示范地玉米穗部頂端不育卻很少,畝產(chǎn)達到591公斤,與常規(guī)耕作相比,產(chǎn)量增幅達12%。
廣西北流市民安鎮(zhèn)興上村村民鐘瑞志*有感觸的是粉壟技術給耕作方式帶來的變化:“以前種植水稻都是在泥漿地里插秧,沒辦法穿鞋,但現(xiàn)在的種植方法是粉壟干田拋秧,可以穿著鞋種植。”
“穿著鞋子插秧種稻”,是很多農(nóng)民沒見過的新鮮事兒。興上村的100畝示范田早就使用了粉壟技術。粉壟30厘米后,農(nóng)民在干土上穿鞋拋秧,然后再回水軟土定植。如此,土壤呈海綿狀,吸水納氧,在化肥減施20%左右的情況下,水稻產(chǎn)量仍后勁很足。2015年,“水稻粉壟干土拋秧種植技術”經(jīng)過測產(chǎn),平均畝產(chǎn)干谷620.23公斤,比對照田塊增產(chǎn)126.07公斤,增產(chǎn)幅度超過25%。去年,在使用粉壟技術7年之后,該區(qū)域再次測產(chǎn),水稻畝產(chǎn)干谷501.6公斤,仍然比拖拉機耕作區(qū)增產(chǎn)3.2%。
“實踐證明,這是一個綠色提質(zhì)增產(chǎn)增效的農(nóng)耕新技術。”張正斌表示,粉壟技術使“化學農(nóng)業(yè)”的程度明顯降低。據(jù)中國農(nóng)科院、廣西農(nóng)科院等測算,粉壟種植的水稻、玉米、小麥等,每產(chǎn)出100公斤糧食化肥用量減幅達10.81%—30.99%。
粉壟技術還有助于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的提高。比如,水稻“Y兩優(yōu)1號”稻米整精米率增幅15.95%,稻米蛋白質(zhì)增幅14.61%,稻谷硒、鋅元素含量均增加了15%以上;甘蔗“新臺糖22號”蔗糖分達15.67%,增幅5.17%;大豆“桂早2號”粉壟蛋白質(zhì)達39.2%,增加率為12%;馬鈴薯“隴薯3號”粉壟粗淀粉含量增加率為7.19%。
“藏糧于土”,增加農(nóng)業(yè)可利用資源,改善生態(tài)環(huán)境。
近年來,粉壟技術在鹽堿地、退化低產(chǎn)草原等改造方面應用拓展,增加了農(nóng)業(yè)的可利用資源。在黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范區(qū),經(jīng)粉壟改造后,濱海中度、重度鹽堿地土壤鹽分分別下降8%和31%,玉米每畝增產(chǎn)26.8%;甘肅定西鹽堿地粉壟鹽分濃度下降30%,馬鈴薯增產(chǎn)30%—50%;新疆尉犁粉壟土壤堿化度下降40.7%,棉籽畝產(chǎn)422.52公斤,比對照田塊增產(chǎn)48.8%。在內(nèi)蒙古通遼的粉壟退化低產(chǎn)草原現(xiàn)場測定,耕作深度40厘米,生長130天,鮮草增產(chǎn)116.57%。
在韋本輝看來,粉壟對鹽堿地的改造主要在于重新構建了疏松深厚的耕作層,降低土壤容重和緊實度。以對土壤中鹽分的控制為例,一方面粉壟改善了土壤蓄水能力,提高田間水分利用效率,增強土壤通透性。另一方面,土壤里的“毛細管”被切斷,對土壤水鹽運動產(chǎn)生影響,鹽分下沉而不容易上升,減少了“返鹽”現(xiàn)象。由此,鹽堿地土壤改善了作物根系的生長條件和根系吸收能力,有利于促進植株地上部分的生長發(fā)育。
“粉壟可以進一步激活尚未利用的自然資源,以‘活土’協(xié)調(diào)帶動作物對太陽光能的高效利用。”韋本輝解釋,這樣可以活化土壤,向地下拓寬增容國土立體空間,進一步挖掘“藏糧于土”的潛力,為現(xiàn)有的耕地“減壓”。
“活土”外,粉壟技術還能“保水”。我國天然降水分布不均,影響作物對水分的需求。粉壟土壤較傳統(tǒng)耕作土壤地面天然降水下滲速率提高30%—50%,水土不易隨著地面徑流流失,土壤的貯水量大幅度提升,粉壟農(nóng)田建立起來的“土壤水庫”可減少地下水資源抽取,緩解農(nóng)業(yè)與工業(yè)、城鎮(zhèn)用水的矛盾。
粉壟技術自2009年發(fā)明至今,得到多位農(nóng)業(yè)專家的充分認可。2012年,以中國農(nóng)科院副院長劉旭院士為主任的專家委員會對粉壟技術現(xiàn)場鑒定后認為,粉壟技術“具有原創(chuàng)性,可應用于各種農(nóng)作物”。袁隆平院士自2011年起關注粉壟技術,并在自己的常規(guī)稻和超級稻試驗田中試用,增產(chǎn)效果明顯,他認為該技術“活土、保水、透氣,明顯促進作物生長發(fā)育”,是“增加糧食產(chǎn)量、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)的根本之策”。
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