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得到袁隆平等农业院士肯定 粉垄为何这么神奇

科普小知识2022-07-27 22:58:39
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得到袁隆平等农业院士肯定 粉垄为何这么神奇

制图:蔡华为

红粉垄机后面的螺旋钻深深地扎进地下,黑色坚硬的土层立刻被踩成颗粒,脚下发软。与一面坚硬的土地如沙子和姜形成鲜明对比的是,这种农业“人工制品”极大地打开了安徽省涡阳县陈达镇农民的眼界,让他们欣喜不已。

快乐的不仅仅是陈达镇的农民。日前,由中科院等专家组成的测产小组对黄河三角洲农业高新技术产业示范区滨海盐碱地玉米种植示范工程进行了现场测产验收。结果令许多人吃惊:每亩玉米产量为492公斤,比对照增产26.8%。几个月前,河北省固原县“粉垄高效马铃薯种植”项目验收结果也十分喜人:粉垄地块平均亩产马铃薯4773.72公斤,比对照地块增产52.95%。

为什么袁隆平等许多农业学者肯定的粉垄技术如此神奇?记者们进行了实地考察。

使用钻头代替犁头可用于垂直深旋耕,耕作层疏松土壤的量是现有耕作方法的两倍以上。

近年来,过度使用化肥和农药导致土壤板结、土壤酸化和地下水污染。掠夺性管理不仅使作物生产达到“上限”,还破坏了生态环境,损害了农产品质量,最终影响了人们的健康。因此,发展绿色高效农业势在必行。

"春天,一英寸的土地被犁得很深,秋天,许多芒果谷被挖出来."土壤是农业之母。深耕和深松是谷物更多更好脱粒的基本条件,而传统的两种耕作方式难以实现。拖拉机犁,可用土层一般不超过20厘米,犁后有大块土块,必须用耙子碾碎;旋耕机可以割碎土块,但耕作深度一般不超过15厘米。

粉垄技术的最大特点是“深耕深松”。所谓的“粉末”是指使用螺旋钻头代替犁、锄头和耙子,这些工具已被使用了数千年,用来将土壤粉碎成颗粒。“垄”是指在种植过程中土壤自然悬浮在垄上,可以直接播种作物。

螺旋钻头可垂直打入土壤中进行深层旋耕,一次完成整地任务粉垄技术发明者、广西农业科学院研究员魏本辉说:“耕层疏松土壤的深度是现有耕作方法的2倍多——拖拉机深耕农田,呈“V”形,从耕层顶部到底部达到40-50厘米或以上,但耙平后疏松土壤层仍超过20厘米。”

耕作方法的改变提高了耕作质量。螺旋钻头对土壤进行均匀研磨,原土的上、中、下土层基本不乱,底层约80%的生土没有翻起,上层约80%的成熟土没有下沉,上、中、下土层20%的土壤垂直均匀交换和混合,促进了表层土壤养分的合理分布,微生物的繁殖生长和根系对养分的吸收利用。同时,钻头的高速旋转带动空气中的氧气进入土壤,释放出被土壤颗粒包裹的养分和微量元素。即使在水浸条件下,土壤也不容易粘结和变硬。

魏本辉与中国农业科学院其他单位开展的合作研究表明,粉垄技术可增加土壤有效养分10%-30%,增加含氧量和蓄水量约2倍,提高作物光合效率10%以上。此外,粉垄技术可一次性完成秸秆粉碎、深松、碎土整平作业,粉垄一次可使用3-5年。粉垄每亩成本为40-60元,可广泛应用于现有耕地、盐碱地、蒋莎黑土、退化低产草地、甚至果树林地、中药基地等。

在不增加化肥、农药和灌溉用水的情况下,农作物一般增加10%-30%

目前,粉垄技术已在21个省的20多种作物上应用。与常规耕作相比,在不增加化肥、农药和灌溉用水量的情况下,取得了良好的增产效果-

水稻7个试验点平均亩产增加94.74公斤,增长18.65%;玉米,7个试验点平均亩产130.43公斤,增长20.54%;小麦,三个试验点平均每亩增产126.9公斤,增产31.42%;马铃薯,6个试验点平均亩产增加883.31公斤,增长36.25%;甘蔗,5个试验点平均每亩增产1566.86公斤,增产28.57%...在许多省份和各种作物上的试验已经证明,粉垄可以活土、保水、透气,并能显著促进作物的生长发育。

我国蒋莎黑土有6000多万亩中低产田,主要分布在黄淮海地区。如何改造这些中低产田是当地农民最担心的问题。

虽然粉煤灰和其他材料对蒋莎黑土的转化有一定的作用,但大面积推广是不现实的中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心的研究员张说。2016年,张的研究团队在安徽省涡阳县展示了面粉垄技术。在玉米种植比常规玉米晚一周,玉米花期处于严重高温胁迫下,常规耕作田的玉米穗顶部大部分是无菌的,深松旋耕示范田的玉米穗顶部很少无菌,亩产量达到591公斤,比常规耕作增产12%。

广西北流居民、安贞杏上村村民钟瑞志对粉垄技术给耕作方法带来的变化最为感动:“过去,水稻种植是在泥地里进行的,不能穿鞋子,但现在的种植方法是在干粉垄地里播种,可以穿鞋子。”

“鞋子里插秧”是许多农民从未见过的新事物。杏上村的100亩示范田长期以来一直采用粉垄技术。当粉垄长30厘米后,农民们穿上鞋子在干燥的土壤上播种,然后回到松软的土壤上种植。这样,土壤是海绵状的,吸收水和氧气。即使施肥量减少20%左右,水稻产量仍有足够的耐力。2015年进行了“水稻粉垄旱土抛秧种植技术”试验,平均亩产干粒620.23公斤,比对照增产126.07公斤,增产25%以上。去年,在使用粉垄技术7年后,再次测量了该地区,每亩水稻产量为501.6公斤,仍比拖拉机耕种地区高出3.2%。

实践证明,这是一种提高质量、增加产量、提高效率的绿色农业新技术张说的“化学农业”已明显减少,由粉末岭技术。根据中国农业科学院和广西农业科学院的计算,每100公斤水稻、玉米、小麦等种植在面粉垄上的谷物所使用的肥料量减少了10.81%-30.99%。

粉垄技术也有助于提高农产品质量。如“Y两优1号”整米率提高了15.95%,大米蛋白提高了14.61%,大米中硒和锌的含量提高了15%以上。甘蔗“新泰糖22号”的蔗糖含量达到15.67%,提高了5.17%;大豆“桂早2号”粉垄的蛋白质含量达到39.2%,增幅为12%。马铃薯“龙薯3号”垄上粗淀粉含量增加率为7.19%。

“藏粮于土”增加农业可利用资源改善生态环境

近年来,粉垄技术在盐碱地和退化低产草地的应用和推广,增加了农业可利用资源。在黄河三角洲农业高新技术产业示范区,沿海中重度盐碱地含盐量分别下降了8%和31%,玉米亩产量提高了26.8%。甘肃定西盐碱地粉垄盐分浓度下降30%,马铃薯产量提高30%-50%。*尉犁粉垄土壤碱化度下降40.7%,亩产棉籽422.52公斤,比对照增产48.8%。对内蒙古通辽市退化低产草地的实地测量表明,种植深度为40 cm,生长期为130天,鲜草产量提高了116.57%。

魏本辉认为,粉垄改良盐碱地主要在于改造疏松深耕层,降低土壤容重和紧实度。以控制土壤盐分为例,面粉垄一侧提高了土壤的蓄水能力,提高了田间水分利用效率,增强了土壤渗透性。另一方面,土壤中的“毛细管”被切断,这影响了土壤水和盐的运动。盐下沉但不容易上升,减少了“返盐”现象。因此,盐碱地改善了作物根系的生长条件和根系吸收能力,有利于促进植物地上部分的生长发育。

“淤泥质山脊可以进一步激活未使用的自然资源,而“活土壤”可以协调和驱动作物高效利用太阳能。”魏本辉解释说,这可以活化土壤,将土地的三维空间扩展到地面,进一步挖掘“藏粮于土”的潜力,并“减压”现有的耕地。

除了“活土”,粉垄技术还可以“保水”。中国自然降水的不均匀分布影响了农作物对水的需求。与传统耕作土壤相比,粉土埂土壤表层自然降水的入渗率提高了30%-50%,土壤和水分不易随地表径流流失,土壤蓄水能力大大提高。在淤泥质山脊农田建立“土壤水库”,可以减少地下水资源的开采,缓解农业、工业和城市用水之间的矛盾。

自2009年发明以来,粉垄技术已被许多农业专家充分认可。2012年,以中国农业科学院副院长刘旭院士为首的专家委员会在对粉垄技术进行现场鉴定后得出结论,粉垄技术“具有独创性,可应用于多种作物”。袁隆平院士从2011年开始关注粉垄技术,并在常规水稻和超级水稻试验场进行了试验。增产效果明显。他认为,这项技术“促进了有生命的土壤、水源和通风的作物的生长和发展”,并且“是增加粮食产量和改善农业生态的根本战略”。

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