戰(zhàn)略農(nóng)業(yè)科學家韋本輝“粉壟”助力中國夢

韓東起

他，曾被《人民日報》譽為“站在泥土上的科學家”；中國科學院《科學新聞》在“粉壟綠色農(nóng)耕進化”等8篇系列刊文中，稱他為“極為‘接地氣的農(nóng)學家”、“農(nóng)民科學家”。他就是粉壟農(nóng)耕新方法發(fā)明人、粉壟物理改造鹽堿地創(chuàng)始者、淮山藥定向結(jié)薯輕簡栽培方法發(fā)明人、廣西農(nóng)業(yè)科學院二級研究員韋本輝。

不懈追求結(jié)出累累碩果

1978年，韋本輝畢業(yè)于廣西大學農(nóng)學院 ，大學期間就在學術(shù)期刊發(fā)表論文“提高雜交水稻結(jié)實率的經(jīng)驗調(diào)查”。從事過10年農(nóng)業(yè)期刊編輯和10年機關(guān)科技管理，曾任廣西農(nóng)業(yè)科學院院長助理兼科技處處長，至今已獲國家、省部級科技獎13項（9項排名第1），育成推廣淮山藥、木薯、紅薯等新品種26個（21個排名第1），獲授權(quán)發(fā)明專利11項（排名第1），重要技術(shù)標準獎1項（排名第1），出版學術(shù)專著9部（排名第1），發(fā)表學術(shù)論文125篇，被引用 963次；獲國務院特殊津貼專家、全國優(yōu)秀科技工作者、廣西優(yōu)秀專家、廣西突出貢獻科技人員等榮譽，是科學中國人（2016）年度人物獲得者。

早在2001年，他轉(zhuǎn)任研究所所長時，就創(chuàng)建了淮山、馬鈴薯、木薯、紅薯、芋頭、葛根、牛蒡等一體化的“薯類研究團隊”，主持選育審定推廣的新品種26個，其中淮山12個，木薯6個（實現(xiàn)了亞熱帶地區(qū)木薯有性雜交育種零的突破）；發(fā)明淮山“定向結(jié)薯”等輕簡化系列栽培技術(shù)，創(chuàng)建“南薯北移、北種西擴”品種調(diào)配與“21111”共性關(guān)鍵技術(shù)等“經(jīng)緯性”技術(shù)體系，使全國種植面積由2008年前的300萬畝發(fā)展到目前的800多萬畝，昔日“奢侈品”變成百姓日常佳肴；選育審定6個紅薯弱感光型品種實現(xiàn)了“冬種春收”和“春種復收”，讓國人每年有5-7個月可以吃上新鮮紅薯。

韋本輝于1998年從我國臺灣省引進“新臺糖22號”甘蔗新品種，推廣占廣西甘蔗面積60%以上，至今累計超1億畝，增值超千億元；廣西甘蔗占全國60%以上，國人都分享到了它貢獻的蔗糖。

被譽為“粉壟之父” 的韋本輝，成功地突破了千年世界農(nóng)耕難題——發(fā)明了螺旋鉆頭粉壟機械、粉壟農(nóng)耕新方法、粉壟農(nóng)業(yè)發(fā)展技術(shù)體系，統(tǒng)稱“粉壟綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)”（簡稱“粉壟技術(shù)”），農(nóng)業(yè)部已將其列為2017年“生態(tài)環(huán)保類”主推技術(shù)，可應用于旱地、稻田、鹽堿地、草原、林果地等，破解了土地等自然資源新一輪活化利用的前沿科學問題，為農(nóng)耕進化翻開新的一頁。

針對我國北方地區(qū)霧霾污染頻繁，2014年以來，韋本輝還在多家期刊或媒體上發(fā)表論文，分析這一污染是由于農(nóng)業(yè)淺耕、化肥農(nóng)藥過量施放和地下水資源過度抽用而引起環(huán)境“上吐下瀉”，造成土壤惡化塵泥遇風上揚和氨、氮釋放而對 “霧霾”起了推波助瀾的作用，提出粉壟綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)可深墾“貯水增氧”提高肥料利用率、減施化肥農(nóng)藥能增產(chǎn)并控“塵泥和氨、氮” 而減輕霧霾災害的重大學術(shù)與應用觀點，為治理霧霾污染提供了重要的理論支撐。

實現(xiàn)農(nóng)業(yè)新一輪的增產(chǎn)提質(zhì)和保水生態(tài)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展迅猛。如何利用自然資源，打破目前農(nóng)業(yè)增長的“天花板”效應悶局，開拓綠色發(fā)展之道，是當今世界難題。

韋本輝2008年在研究作物種植期內(nèi)耕層土壤疏松、耕層土壤板結(jié)和耕層土壤表皮結(jié)膜等三種狀態(tài)土壤類型與作物產(chǎn)量關(guān)系等方面獲得啟示，跨界研究發(fā)明新的耕作工具——螺旋型鉆頭粉壟機械，并對粉壟技術(shù)進行系統(tǒng)開發(fā)研究。

韋本輝發(fā)明的“粉壟技術(shù)”，是繼刀耕火種、人力、畜力和拖拉機整地之后的一種顛覆性農(nóng)耕新方法——以發(fā)明的粉壟機“螺旋型鉆頭”替代拖拉機的 “犁頭”，垂直入土30—50厘米，高速旋磨切割粉碎土壤，一次性完成傳統(tǒng)耕作的犁、耙、打等作業(yè)程序達到播種或種植作物整地標準的技術(shù)。

粉壟的總體功能，可“動地”（對現(xiàn)有耕地耕層再加深1倍），連著“驚天”（增量利用天然降水、太陽光能等），活化自然資源（可改良鹽堿地、退化草原及應用于“海綿”城市建設和間接應用于江河水體等），不需增施化肥農(nóng)藥、灌溉用水量，就能“一肩挑起”增產(chǎn)10%—30%、品質(zhì)提升5%、保水量增加1倍、碳排放減少10%和改善生態(tài)環(huán)境綠色發(fā)展“重任”， 直接提高糧食品質(zhì)和國民生存空間“雙安全”的技術(shù)。

粉壟一次之后，作物7年持續(xù)增產(chǎn)。2017年7月12日，專家對廣西北流市民安鎮(zhèn)興上村7年前的2011年粉壟連片28畝稻田（當季粉壟的水稻增產(chǎn)20%左右，其后多年持續(xù)增產(chǎn)，至第六年仍增產(chǎn)4.2%以上），選取春鐘瑞志農(nóng)戶的同一塊分別設有粉壟和拖拉機耕作兩個處理的稻田進行驗收，結(jié)果顯示：粉壟深度20-22厘米處理的區(qū)域7年后仍達20—22厘米，對照區(qū)（拖拉機耕作）區(qū)域耕層為14—16厘米，對比粉壟的保持增厚6—8厘米，增幅40%以上；粉壟區(qū)域7年后的水稻平均畝產(chǎn)干谷501.6公斤，比拖拉機耕作區(qū)486.0公斤增產(chǎn)15.6公斤，增幅3.2%。

中國科學院農(nóng)業(yè)資源研究中心張正斌研究團隊，在河北石家莊市欒城區(qū)進行不同耕作措施種植小麥產(chǎn)量試驗，結(jié)果顯示：粉壟之后笫三茬，粉壟采用農(nóng)戶種植模式比常規(guī)旋耕農(nóng)戶種植模式增產(chǎn)率達30%以上，粉壟不施肥模式比常規(guī)旋耕不施肥模式增產(chǎn)達19%。這表明粉壟在我國北方地區(qū)有望節(jié)肥節(jié)水增產(chǎn)增收和改善生態(tài)環(huán)境、減輕霧霾災害程度。

首先，粉壟作物生理生態(tài)極大改善。粉壟種植作物，根系增長、增多20—30%，植株增高、增大5—10%，生物量增加10—30%；生理活性加強，如春玉米中后期籽粒灌漿速率提高10%，冬小麥籽粒灌漿速率提高8—10%，夏玉米籽粒灌漿速率提高9—10%；光合效率提高10%以上，“庫、源”關(guān)系更加協(xié)調(diào)；生長后期后勁足，可延緩早衰3—5天。

其次，粉壟作物抵御干旱、高溫、低溫環(huán)境。粉壟深耕和建立“耕地水庫”，水肥“均衡供應”效應，根系深扎，作物可抵御各種環(huán)境不利因素，保障穩(wěn)產(chǎn)豐收。如甘蔗，在持續(xù)干旱低溫40天條件下，丙二醛含量降低23.88%，該時段平均每畝增產(chǎn)231.3公斤，比傳統(tǒng)耕作79.4公斤增產(chǎn)191.3% ；值得強調(diào)的是，廣西雨養(yǎng)種植甘蔗“三旱一低”（春旱、秋旱、冬旱和冬春低溫）制約其單產(chǎn)提高、蔗糖業(yè)發(fā)展難題，粉壟就可有效地解決。endprint

笫三，粉壟當季增產(chǎn)增效，多年持續(xù)增產(chǎn)。已在全國21個省、市、自治區(qū)示范推廣應用。經(jīng)廣西、湖南、河南、甘肅、陜西、內(nèi)蒙古、河北、山東、吉林等10個省區(qū)29個試驗點的專家測產(chǎn)驗收數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其中：水稻7個點平均畝增94.74公斤，增幅18.65%；玉米7個點平均畝增130.43公斤，增幅20.54%；小麥3個點平均畝增126.90公斤，增幅31.42%；馬鈴薯6個點平均畝增883.31公斤，增幅36.25%；甘蔗5個點平均每畝增產(chǎn)1566.86公斤，增幅28.57%。廣西北流市民安鎮(zhèn)興上村定點試驗，粉壟第1—6季平均每季每畝增產(chǎn)59.85 公斤，增幅11.10%，凈效益平均每季增加21.82%；甘肅定西粉壟馬鈴薯，第一年每畝純收入891.86元，比對照增收263.48元、增幅41.93%；三年合計增收639.07元、增幅23.14%；湖南沅江粉壟種植早稻、晚稻，粉壟雙季稻凈效益比傳統(tǒng)栽培增加21.33%。

第四，粉壟“化學農(nóng)業(yè)”程度降低。中國農(nóng)科院、廣西農(nóng)科院等多單位對水稻、玉米、小麥等試驗結(jié)果顯示，每產(chǎn)出100公斤糧食，其化肥使用量減少了0.35—4.29公斤，“化學農(nóng)業(yè)”程度降低減幅達10.81%-30.99% 。

第五，作物零施化肥能增產(chǎn)或平產(chǎn)。具有比拖拉機耕作增產(chǎn)10%以上的定律。粉壟耕地擴建“四庫”使“天地資源”利用增量10%—100%，零施化肥增產(chǎn)10—20%：廣西農(nóng)科院在賓陽縣，2010年利用發(fā)明首臺粉壟機等，進行人力、畜力、拖拉機、粉壟等4種耕作方式整地種植玉米、花生，零施肥。上述耕作方式后者比前者增產(chǎn)8%—10%，但粉壟玉米、花生比拖拉機耕作增產(chǎn)率分別達13.4%、17.9%；中國科學院張正斌研究團隊，2016年在河北進行拖拉機、粉壟等整地種植玉米試驗，零施肥。粉壟比拖拉機耕作整地增產(chǎn)18.3%；甘肅省農(nóng)科院，2012年在甘肅省定西市的粉壟零施肥種植馬鈴薯，增產(chǎn)26.55%。

一個新品種能增產(chǎn)5%—10%就是“重大突破”——粉壟技術(shù)為何這么牛？“粉壟技術(shù)的耕作松土深度為40—50厘米，比傳統(tǒng)技術(shù)加深了一倍，而且使土壤長時間保持細疏松軟狀態(tài)，使‘土壤四庫擴容翻倍。”韋本輝解釋說。

讓人類健康與自然和諧共生

當下，韋本輝的最大夢想和目標，就是將他發(fā)明創(chuàng)造的農(nóng)耕新方法“粉壟系列技術(shù)” 和淮山藥“定向結(jié)薯系列技術(shù)” 等，在使人類更加健康和與自然更加和諧共生中，發(fā)揮應有的作用。

淮山藥，又稱山藥、淮山，是集糧菜藥為一體的特色高效作物，也是人類重要保健性食物。韋本輝發(fā)明淮山定向結(jié)薯的縱帶定向等輕簡栽培技術(shù)，破解了種植和收獲均需深挖溝、勞動強度大的世界性難題。新近推出的畝產(chǎn)可達萬斤的“縱帶定向種植法”，今年已在廣西、福建、江西、陜西和甘肅的山坡地、草原套種試驗示范。他希望通過簡單易行的縱帶定向等技術(shù)，在中國乃至世界的廣泛應用推廣，生產(chǎn)更多的山藥產(chǎn)品，改變現(xiàn)行米、面等食物結(jié)構(gòu)比例，發(fā)揮山藥的保健功能，造福于人類。

目前，韋本輝最大宏愿是順應自然、綠色發(fā)展，讓人類與自然更加和諧共生——中國可實施粉壟“2個倍數(shù)資源”活化利用，并逐步通過“一帶一路”等向世界推廣。

韋本輝提出基于粉壟的“2個倍數(shù)資源”活化利用問題，第1個倍數(shù)深墾深松農(nóng)田土壤和增用“天地資源”，耕地擴建“四庫”（土壤養(yǎng)分庫、耕地水庫、土壤氧氣庫、土壤微生物庫）使“天地資源”利用增量10%—100%，減施10—20%化肥農(nóng)藥能增產(chǎn)提質(zhì)，開辟了一條可減施化肥和抗逆增產(chǎn)的綠色發(fā)展之路。

第2個倍數(shù)資源活化利用，是耕地+鹽堿地+退化草原等深墾松土倍數(shù)活化資源，擴張增容“國土立體空間”，綠色發(fā)展效應巨大。如果中國實施粉壟“4+1”（耕地、鹽堿地、草原、海綿城市+江河水體） 的綠色發(fā)展，其中，將現(xiàn)有耕地18億畝的10億畝松土耕層由16.5厘米粉壟加深到35厘米，鹽堿地5.5億畝中的2億畝粉壟加深35厘米，66億畝草原中的10億畝退化草原粉壟加深35厘米，粉壟共涉面積22億畝，可產(chǎn)生3大效應：

一是，活化土壤資源的松土量，粉壟涉22億畝共可增加松土達3154.91億立方，比現(xiàn)18億畝耕地耕層平均16.5厘米松土1981億立方增加159.26%，可使國土土地立體空間擴增了1.6倍。

二是，增加天然降水貯藏量，按耕地每畝每年增貯天然降水30立方，鹽堿地、草原每畝每年貯水60立方計算，可貯存水資源1020億立方，比現(xiàn)耕地貯藏540億立方增加88.89%，即陸地增留約近1倍的天然降水。

三是，這個倍數(shù)“天地資源”效應，可帶來資源活化、環(huán)境凈化、食物安全、國民健康和催生經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益數(shù)萬億元，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

近日，讓韋本輝最為興奮的是，繼2011年起在甘肅、寧夏、河北、河南、內(nèi)蒙古、新疆、吉林、陜西等8省區(qū)進行粉壟物理改造鹽堿地取得成功，增產(chǎn)效果十分明顯，其中繼新疆粉壟鹽堿地棉花增產(chǎn)48.8%之后，2017年，韋本輝的團隊與黃河三角洲農(nóng)高區(qū)管委會合作，在中度、重度鹽堿地粉壟即使土壤鹽分濃度分別下降8%和31.98%，8月15日調(diào)查，中度鹽堿地玉米生長中期生物產(chǎn)量比拖拉機耕作的增加50%以上，這些情況已引起科技部領導的重視，并計劃前往現(xiàn)場考察。這預示著簡單易行、低成本的粉壟物理改造鹽堿地，有望破解世界鹽堿地改造利用難題。endprint