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的農民們大開眼界、喜笑顏開。
高興的不只是陳大鎮的農民。日前,由中國科學院專家等組成的測產組,對黃河三角洲農業高新技術產業示范區的濱海鹽堿地玉米種植示范項目進行現場測產驗收,結果出乎很多人的意料:利用粉壟技術,畝產玉米492公斤,比對照田塊增產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4773.72公斤,比對照田塊增產52.95%。
得到袁隆平等多位農業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,耕層松土比現行耕作方式加深了2倍多。
近年來,化肥、農藥等過量使用導致土層板結、土壤變酸、地下水污染,掠奪式的經營不僅使作物增產碰到“天花板”,還破壞了生態環境、損害了農產品的質量,*終影響人們的身體健康。因此,發展綠色高效農業,勢在必行。
“春天深耕一寸土,秋天多打萬石谷。”土壤是農業之母,深耕深松是多打糧、打好糧的基本條件,而傳統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。”粉壟技術發明人、廣西農科院研究員韋本輝介紹說,“耕層松土比現行耕作方式加深了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, 促進耕層土壤養分合理布局、微生物的繁殖增長和根系對營養的吸收利用。同時,鉆頭的高速旋轉帶動空氣中的氧氣進入土中,被土壤顆粒裹住的養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。
韋本輝和中國農科院等單位開展的合作研究表明,粉壟技術使土壤速效養分增加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,粉壟*可持續3—5年利用。粉壟每畝成本40—60元,可廣泛應用于現有耕地及鹽堿地、砂姜黑土、退化低產草原甚至果樹林地、中藥材基地等。
在不增加化肥、農藥和灌溉用水量的條件下,農作物普遍增產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、農藥和灌溉用水量的條件下,與常規耕作相比,均取得了不錯的增產效果。
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育。
我國有6000多萬畝砂姜黑土中低產田,主要分布在黃淮南片地區,如何改造這些中低產田,是當地農民*揪心的難題。
“雖然粉煤灰等改造砂姜黑土有一定的作用,但大面積推廣不現實。”中科院遺傳與發育生物學研究所農業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,在比常規玉米晚種一星期,且玉米花期遭遇嚴重高溫脅迫、常規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,畝產達到591公斤,與常規耕作相比,產量增幅達12%。
廣西北流市民安鎮興上村村民鐘瑞志*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,水稻產量仍后勁很足。2015年,“水稻粉壟干土拋秧種植技術”經過測產,平均畝產干谷620.23公斤,比對照田塊增產126.07公斤,增產幅度超過25%。去年,在使用粉壟技術7年之后,該區域再次測產,水稻畝產干谷501.6公斤,仍然比拖拉機耕作區增產3.2%。
“實踐證明,這是一個綠色提質增產增效的農耕新技術。”張正斌表示,粉壟技術使“化學農業”的程度明顯降低。據中國農科院、廣西農科院等測算,粉壟種植的水稻、玉米、小麥等,每產出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產品質量的提高。比如,水稻“Y兩優1號”稻米整精米率增幅15.95%,稻米蛋白質增幅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”,增加農業可利用資源,改善生態環境。
近年來,粉壟技術在鹽堿地、退化低產草原等改造方面應用拓展,增加了農業的可利用資源。在黃河三角洲農業高新技術產業示范區,經粉壟改造后,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26.8%;甘肅定西鹽堿地粉壟鹽分濃度下降30%,馬鈴薯增產30%—50%;新疆尉犁粉壟土壤堿化度下降40.7%,棉籽畝產422.52公斤,比對照田塊增產48.8%。在內蒙古通遼的粉壟退化低產草原現場測定,耕作深度40厘米,生長130天,鮮草增產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,對土壤水鹽運動產生影響,鹽分下沉而不容易上升,減少了“返鹽”現象。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育。
“粉壟可以進一步激活尚未利用的自然資源,以‘活土’協調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,粉壟農田建立起來的“土壤水庫”可減少地下水資源抽取,緩解農業與工業、城鎮用水的矛盾。
粉壟技術自2009年發明至今,得到多位農業專家的充分認可。2012年,以中國農科院副院長劉旭院士為主任的專家委員會對粉壟技術現場鑒定后認為,粉壟技術“具有原創性,可應用于各種農作物”。袁隆平院士自2011年起關注粉壟技術,并在自己的常規稻和超級稻試驗田中試用,增產效果明顯,他認為該技術“活土、保水、透氣,明顯促進作物生長發育”,是“增加糧食產量、改善農業生態的根本之策”。
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