“粉壟定律”的確立及其科學(xué)意義初探

摘要 基于“粉壟耕作技術(shù)”10年來在中國26個省水稻、玉米、小麥、馬鈴薯、棉花、甘蔗、青稞等36種作物及10個省鹽堿地、退化草原等方面的應(yīng)用實踐，首次論述宜耕的各種土地資源在合理深度區(qū)間粉壟深淺程度與“天地資源”利用程度、轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)產(chǎn)出量、生態(tài)環(huán)境改善效應(yīng)經(jīng)濟產(chǎn)出量等成正比的“粉壟定律”，并給出其公式和8個“效應(yīng)定律”及其科學(xué)意義。闡釋粉壟“超深耕深松不亂土層”的“全層耕”或“底層耕”（遁耕），創(chuàng)造了再倍數(shù)增量利用“天地資源”途徑，應(yīng)用于宜耕各種土地資源并實現(xiàn)對自然資源的一次“大爆炸性”深度利用。指出“粉壟定律”的確立有利于人類深度享用自然恩賜的同時實現(xiàn)人與自然和諧共生;中國若含耕地、鹽堿地、退化草原等粉壟14 700萬hm2，新增糧食、肉類等可養(yǎng)活4億人，陸地水資源增貯880億m3。

關(guān)鍵詞 粉壟定律;粉壟效應(yīng);天地資源;耕作技術(shù)

Abstract Based on the application of “Fenlong Farming Technology” for 10 years in 36 crops such as rice， corn， wheat， potato， cotton， sugarcane， barley， etc. in 26 provinces in China， and salinealkali land and degraded grasslands in 10 provinces， this is the first time to discuss the "The Law of Fenlong" that has a “proportional relationship” between the depth of Fenlong and the utilization degree of "heaven and earth resources"， the output converted into agriculture， the economic output of the ecological environment improvement effect， etc.，and give its formula and 8 “Effect laws”and its scientific significance. This paper expounds the“Full layer”or “Bottom layer”of “Super deep ploughing， deep loosening and undisturbed soil layer” in the Fenlong， which creates the way of re multiple incremental utilization of “Air and earth resources”， and applies it to the cultivation of various land resources and realizes a “Big explosive” deep utilization of natural resources. It is pointed out that the establishment of "The law of Fenlong" is conducive to the deep enjoyment of natural gifts and the realization of harmonious coexistence between human and nature. 400 million people can be fed by new grain and meat， and 88 billion cubic meters of land water resources can be stored if there are 147 million hectares of Fenlong including cultivated land， saline alkali land and degraded grassland in China.

Key words The Law of Fenlong;Effect laws of Fenlong;Air and earth resources;Farming technology

廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院韋本輝研究團隊在世界上首創(chuàng)的農(nóng)耕新方法“粉壟耕作技術(shù)”[1-4]（簡稱“粉壟”，也被稱為“深旋耕技術(shù)”或“優(yōu)耕技術(shù)”）是基于“超深耕深松不亂土層”的 “全層耕”或“底層耕（遁耕）”，構(gòu)建新的“超級耕作層”和“超級土壤水庫”的技術(shù)?！胺蹓拧闭氐淖铒@著特點是“超深耕又超深松且不亂土層”，完全顛覆傳統(tǒng)犁翻碎土、耕層淺薄的耕作模式，10年來在中國26個省（自治區(qū)）水稻、玉米、小麥、馬鈴薯、棉花、甘蔗、青稞等36種作物，以及10個省不同類型不同等級的鹽堿地、退化草原等方面應(yīng)用，均取得不增肥水條件下的自然性10%～50%增產(chǎn)并增貯天然降水100%以上效果，其產(chǎn)生的重大學(xué)術(shù)意義、應(yīng)用價值和對人類生存空間拓寬的深層影響，均已基本明確。

該研究依據(jù)粉壟存在通過超深疏松土壤耕作和作物種植生產(chǎn)潛能的“相融”利用，能夠整體帶動農(nóng)業(yè)新一輪對土壤養(yǎng)分、氧氣、水分、氣溫和天然降水、空間沉降物、太陽光能等“天地資源”的增量利用，帶來人類所需要的糧食及其他農(nóng)產(chǎn)品的大幅增量產(chǎn)出;并能以其龐大“土壤水庫”等產(chǎn)生的“自然力”來減少洪澇、干旱等災(zāi)害以及甲烷等氣體，生物量增加的固碳減排等促進生態(tài)環(huán)境走向良性化等多方面正效應(yīng)。對“粉壟定律”進行深度闡釋，以期為人類進一步認識自然、遵循自然，并在此基礎(chǔ)上培育農(nóng)業(yè)增長和生態(tài)文明新一極，為未來千年全球人口增長和綠色發(fā)展需求提供新的理論與技術(shù)支撐。

1 粉壟的基本科學(xué)理念，為“粉壟定律”創(chuàng)造條件

1.1 粉壟遵循“依地靠天”的綠色發(fā)展理念，是傳統(tǒng)耕作的“升級版”

人類的生存發(fā)展史至20世紀80年代，基本上是一部“依地靠天” 的“自然農(nóng)業(yè)”發(fā)展史;近幾十年來，人口不斷增長對糧食供給提出更高要求，為追求單產(chǎn)提高，實施農(nóng)作物的良種化與施肥的“化學(xué)品”化、多量化，造成土壤板結(jié)和土、水、氣等被污染，可持續(xù)和綠色發(fā)展受到了嚴重挑戰(zhàn)。

粉壟，在此背景下問世。應(yīng)該說，粉壟遵循自然規(guī)律，統(tǒng)籌“以人為本”和“以自然為本”相兼容的“人依自然生” 新理念，摒棄現(xiàn)行農(nóng)業(yè)靠化肥農(nóng)藥方能增產(chǎn)的“唯化學(xué)品”生產(chǎn)方式，被譽為是繼人力、畜力、拖拉機犁翻碎土模式之后的“第四套”耕作模式，形成了有別于傳統(tǒng)耕作的耕作工具、耕作方式、耕作效果和耕作范圍的耕作技術(shù)體系;更可喜的是，可活化利用人類尚未完全利用的各種土地資源和多種空間資源，提升單位面積上的自然性生產(chǎn)能力，可開闊人們視野，突破現(xiàn)有對自然尤其是農(nóng)業(yè)自然資源的認識度和學(xué)術(shù)研究范圍度及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的思維度，可擺脫農(nóng)業(yè)依靠化肥農(nóng)藥方能增產(chǎn)的環(huán)境污染型的生產(chǎn)套路，由此形成新的技術(shù)“拐點”而走上一條全新的“依地靠天”的綠色發(fā)展之路。

1.2 粉壟遵循無生態(tài)區(qū)域、無作物限制的普適性農(nóng)耕理念

粉壟，作為繼人力、畜力、拖拉機犁翻碎土模式之后新的農(nóng)耕成員的“第四套”升級版耕作模式[5]，10年來，經(jīng)過中國低緯度的海南、廣西，高緯度的黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆及高海拔的西藏地區(qū)等，以及在水稻、玉米、小麥、馬鈴薯、青稞等近40種農(nóng)作物中的應(yīng)用實踐，表明與傳統(tǒng)的人力、畜力、拖拉機犁翻碎土模式相似、但與之相比令作物增產(chǎn)10%～50%的物理性技術(shù)[6]，適于中國全域甚至全球性推廣應(yīng)用，是一種更多地回歸自然、良性活化利用自然資源、遏制土壤生產(chǎn)力退化、人與自然和諧共生的技術(shù)。

2 粉壟的科學(xué)本質(zhì)與特征為“粉壟定律”奠定了基礎(chǔ)

2.1 農(nóng)業(yè)的本質(zhì)與特征

歷史上是“一把鋤頭”“一條犁頭”讓人類養(yǎng)育繁衍至今。農(nóng)業(yè)的本質(zhì)與特征是依據(jù)人類生存與發(fā)展需求，遵循自然規(guī)律，通過農(nóng)耕耕作進行土壤疏松和利用作物品種生產(chǎn)潛能，帶動對土壤養(yǎng)分、氧氣、水分、溫度和天然降水、空間沉降物、太陽光能等利用，通過作（植）物體內(nèi)轉(zhuǎn)化，變成人類所需的糧食及其他農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)出。

2.2 粉壟的本質(zhì)與特征

全球人口將由70億發(fā)展到100億，“一把鋤頭”“一條犁頭”的耕作將難以適應(yīng)未來需求。粉壟發(fā)明了“螺旋鉆頭”深旋耕等耕具，屬破天荒、顛覆千萬年的農(nóng)耕淺犁翻耕碎土方式，首次實行在“不亂土層”條件下，超深耕深松，即比傳統(tǒng)耕作加深1～2倍。其本質(zhì)與特征是耕作的土壤細碎呈懸浮狀態(tài)，在松土數(shù)量上增加100%～200%，質(zhì)量上除了土壤速效養(yǎng)分增加10%～30%，還有土壤氧氣增加1倍以上、土壤溫度提升1～2 ℃[6-12]，僅這些土地土壤中的自然資源活化利用指標(biāo)，就大幅超過傳統(tǒng)農(nóng)耕模式，在種植作物適當(dāng)減施化肥和節(jié)約灌溉用水時仍能增產(chǎn);如果將傳統(tǒng)耕作模式的數(shù)量與質(zhì)量定為2.0版，那么粉壟就可視為3.0版或4.0版。

2.3 粉壟農(nóng)業(yè)的本質(zhì)與特征

粉壟，不僅僅一次性耕作整地就能活化尚未被利用的現(xiàn)有耕地犁底層以下土壤資源，還能擴大到鹽堿地、退化草原等各種尚未完全利用的其他多種土地資源利用，這一粉壟重要農(nóng)業(yè)本質(zhì)與特征帶來的結(jié)果是土壤與環(huán)境的健康，讓人不僅可以吃得飽，還能吃得好、吃得健康，使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?？梢哉f，粉壟是農(nóng)業(yè)上的永久型“真科學(xué)”“硬科技”。

粉壟的農(nóng)業(yè)本質(zhì)與特征，雖然只是在耕作層面發(fā)生變化，但是其深層影響以及廣泛的作物適應(yīng)性和環(huán)境適應(yīng)性，使其又遠遠高于耕作層面，可以延伸探究到土壤、水域、空間等立體層面的衍生影響和對現(xiàn)在狀況的潛在改善，甚至影響到人類活動空間的四維區(qū)域，活躍土壤微生物、優(yōu)化土壤、大氣水循環(huán)，通過改善植物品質(zhì)進而影響人類的健康并為其子孫后代創(chuàng)造福祉。

3 粉壟的科學(xué)理論為“粉壟定律”提供了支撐

3.1 粉壟的核心科學(xué)理論 粉壟的核心科學(xué)理論，是“天地資源”的倍數(shù)增量利用促進人類生存與發(fā)展空間的拓展。

研究粉壟科學(xué)理論的目的，是通過粉壟特有耕作方式，創(chuàng)造再倍數(shù)增量利用“天地資源”途徑，培育農(nóng)業(yè)增長和生態(tài)文明新一極，使人類更多實現(xiàn)“依自然生”的目的。粉壟是唯一能通過改良土壤的立體結(jié)構(gòu)，進而影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)、土壤及大氣的水循環(huán)、地球生物圈構(gòu)建等，間接地改善人類健康并造福子孫后代的廣適性原理。

3.2 粉壟的若干效應(yīng)理論

基于粉壟特有耕作方式和“天地資源”倍數(shù)增量利用核心科學(xué)理論，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出有別于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與栽培的粉壟效應(yīng)理論。

3.2.1 土壤“四庫理論”。由于松土數(shù)量增加、質(zhì)量提升，構(gòu)建新的土壤養(yǎng)分、土壤水分、土壤氧氣、土壤微生物等“四庫”，助力作物自然性增產(chǎn)。

3.2.2 作物栽培“以根為本理論”。根系特別發(fā)達、活力強，深扎而毛根多，最大限度解決作物生長周期內(nèi)養(yǎng)分吸收利用的“胃口”問題。

3.2.3 作物栽培“營養(yǎng)均衡供給理論”。由于較傳統(tǒng)耕作擴建了土壤養(yǎng)分、土壤水分、土壤氧氣、土壤微生物等“四庫”庫容，土壤中營養(yǎng)對作物生長周期內(nèi)能均衡供給，使作物生長發(fā)育協(xié)調(diào)而茁壯。

3.2.4 作物栽培“抗逆性強理論”。根系特別發(fā)達、深扎，作物生長周期內(nèi)最大限度減少干旱、低溫、高溫等影響和制約，對不良自然環(huán)境抗性增強，有利于穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)。

3.2.5 土壤“水分盈余理論”。粉壟耕作土壤細碎、深厚，“土壤水庫”儲水功能和表面積夜間吸納空氣水分效應(yīng)，形成“粉壟土壤水分盈余效應(yīng)”，可減少灌溉用水量且有利于作物生長。利用這一理論意義重大。

3.2.6 土壤“淡鹽理論”。粉壟土壤團粒結(jié)構(gòu)表面光滑、空隙度大、毛細管容易被切斷，耕層上層土壤中的鹽分下沉不易上移而實現(xiàn)“淡鹽”。這對于物理性、低成本改造鹽堿地實踐意義重大。

4 “粉壟定律”的內(nèi)涵、定義及其科學(xué)意義

4.1 “粉壟定律”依“定律”定義而確立的理論基礎(chǔ)

關(guān)于“定律”的描述和定義，是已被實踐所證明，反映事物在一定條件下發(fā)展變化的客觀規(guī)律論斷。

艾薩克·牛頓爵士提出的宇宙中最基本的法則——萬有引力定律和三大運動定律（慣性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律），是在1687年7月5日發(fā)表的不朽著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》里用數(shù)學(xué)方法闡明的[13]。這四條定律構(gòu)成了統(tǒng)一的體系，被認為是人類智慧史上最偉大的成就，由此奠定了之后3個世紀中物理界的科學(xué)觀點，并成為現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。

粉壟農(nóng)耕的科學(xué)核心，是在“不亂土層”之下的高質(zhì)量“深耕又深松”，形成新的“超級耕作層”和“超級土壤水庫”?！胺蹓哦伞币郎鲜觥岸伞贝_立的理論基礎(chǔ)是基于粉壟農(nóng)耕的獨特耕作方式，激活利用土壤礦物質(zhì)養(yǎng)分、空氣中氧氣、天然降水、太陽光能等，可大幅度提供人類所需的食物來源;與傳統(tǒng)耕作相比，粉壟耕作在土壤數(shù)量、質(zhì)量與其他自然資源利用上均存在內(nèi)在規(guī)律變化的現(xiàn)象，且定律性明顯。

4.2 科學(xué)實驗結(jié)果對“粉壟定律”的支撐

4.2.1 “五千年”耕作模式增產(chǎn)規(guī)律的支撐。2010年，我們在廣西賓陽縣鄒圩鎮(zhèn)馬腳塘村實施了“五千年”耕作模式試驗——人力耕作深度12 cm、畜力耕作15 cm、拖拉機耕作20 cm和粉壟耕作40 cm，分別種植玉米、花生，均零施肥、雨養(yǎng)條件下管理，就玉米產(chǎn)量而言，粉壟耕作整地分別比拖拉機耕作、畜力耕作、人力耕作增產(chǎn)13.36%、15.08%、18.59%;花生產(chǎn)量則依次增產(chǎn)17.91%、23.76%、27.21%。隨著對土地耕作深度的加大，作物單產(chǎn)水平提高，其中粉壟耕作40 cm種植玉米、花生，分別比拖拉機耕作20 cm增產(chǎn)13.36%、17.91%[8]。

4.2.2 大區(qū)域、多作物應(yīng)用增產(chǎn)規(guī)律的支撐。10多年來，在中國18°～46°N的26個?。▍^(qū)）36種作物中的應(yīng)用實踐表明，粉壟稻田耕作30 cm左右（比傳統(tǒng)15～18 cm增厚1倍左右）[7，10，14-15]、旱地耕作40 cm左右（比傳統(tǒng)12～20 cm增厚1倍以上）[8-9，11，16-17]，不僅可在耕地（旱地、稻田）、鹽堿地[18-19]、退化草原、荒漠化土地等中改造利用[3-4]，而且具有自然增產(chǎn)10%～50%（高的超過100%，如中國科學(xué)院南京土壤研究所彭新華對紅薯測試增幅達103%）、提質(zhì)5%、保水1～2倍、淡鹽20%～40%和改善生態(tài)等效果[2，20-23]?！胺蹓诺赘保?019年首次在廣西隆安縣那桐鎮(zhèn)稻田實施，水稻產(chǎn)量6 842.25 kg/hm2，比傳統(tǒng)耕作產(chǎn)量增加1 317.75 kg/hm2，增幅達23.85%。

4.2.3 粉壟挖掘了十大“自然定力”的支撐。粉壟能使地球表層宜耕土地松土量增加1～2倍;土壤保水增加1～2倍;土壤氧氣增加1倍;土壤有益微生物量增加1倍;土壤速效養(yǎng)分增加10%～30%;土壤降鹽20%～40%（土壤中有害物質(zhì)凈化作用有待觀察）;作物強根壯體生物量增加20%～30%;作物凈光合效率提高5%～30%;土壤甲烷等氣體減排10%左右;地面空氣濕度提升10%以上。

4.3 “粉壟定律”確立的理論屬性、定義與公式

4.3.1 “粉壟定律”確立的理論屬性。依照上述“定律”定義要求，根據(jù)上述兩點的粉壟增產(chǎn)規(guī)律具有“粉壟定律”屬性，再與千年以來人力耕作、畜力耕作、拖拉機耕作這3種耕作模式疊加總和相聯(lián)系的進行相比，在“超深耕深松不亂土層”的“全層耕”和“底層耕”條件下，耕作深度和松土量倍數(shù)增加，且在深耕深松的合理區(qū)間內(nèi)，其活化的土壤數(shù)量、土壤養(yǎng)分和帶動氧氣、溫度、土壤微生物、天然降水、空間沉降物、太陽光能等“天地資源”的利用量（以下簡稱“天地資源”），與作物生物量、經(jīng)濟產(chǎn)量及土地貯水量等存在良好的正比關(guān)系。即在合理區(qū)間內(nèi)，粉壟耕作的深度越深，“天地資源”的利用量越大，作物生物量、經(jīng)濟產(chǎn)量及土地貯水量越大，反之則越小。這一規(guī)律現(xiàn)象為“粉壟定律”的確立奠定了基礎(chǔ)依據(jù)。

4.3.2 “粉壟定律”確立的定義?！胺蹓哦伞笨啥x為：宜耕各種土地資源深耕深松不亂土層，在合理深度區(qū)間內(nèi)的粉壟加深度與“天地資源”利用程度、轉(zhuǎn)化增加部分的總農(nóng)業(yè)產(chǎn)出量、生態(tài)環(huán)境改善效應(yīng)經(jīng)濟產(chǎn)出量等成正比，這一規(guī)律被稱為“粉壟定律”。

4.3.3 “粉壟定律”確立的公式。由上得出，“粉壟定律”公式簡要表達為：

式中，α為粉壟耕作的合理深度區(qū)間，如旱地粉壟深度60 cm為底線，稻田粉壟深度底界30～35 cm;θ為傳統(tǒng)耕作層深度;Y為粉壟耕作“天地資源”利用量;ncn為粉壟耕作增加部分的總農(nóng)業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)出量、生態(tài)改善效應(yīng)經(jīng)濟產(chǎn)出量等（如人類所需要的糧食及其他農(nóng)產(chǎn)品自然性增加的產(chǎn)出量，就地貯存天然降水增加為補充陸地蒸發(fā)量而形成良好的水汽與降雨循環(huán)量，土壤有害氣體減排和生物量增加而固碳減排促進氣候良性調(diào)節(jié)量等）;cn為粉壟耕作深度和利用“天地資源”所產(chǎn)生：糧食產(chǎn)量增加量、其他生物量增加量、土壤相關(guān)因子改變量（如對天然降水的增貯量，N、P、K等元素速效養(yǎng)分改變量，洪澇干旱等災(zāi)害減輕量，地面空氣濕度增加量，土壤甲烷等有害氣體減排量等）。

“粉壟定律”，簡言之是以粉壟耕作為介體，增用“天地資源”，增產(chǎn)、提質(zhì)、保水、生態(tài)、淡鹽等，不僅為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)出量、生態(tài)改善效應(yīng)經(jīng)濟產(chǎn)出量等提供科學(xué)依據(jù)，而且為進一步開拓農(nóng)耕研究領(lǐng)域和拓寬自然科學(xué)研究領(lǐng)域提供廣闊的研究前景。

4.4 支撐“粉壟定律”確立的若干“效應(yīng)定律”及其科學(xué)意義

4.4.1 粉壟3～5年持續(xù)增產(chǎn)提質(zhì)效應(yīng)定律。粉壟耕作活化各種自然資源形成相對于“化肥肥力”的“物理肥力”（基礎(chǔ)肥力）[6]，在不增加水肥條件下，當(dāng)季作物增產(chǎn)10%～50%，品質(zhì)提升5%以上。此后，3～4年持續(xù)增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度10%～20%，如廣西北流市民安鎮(zhèn)粉壟水稻第6季增產(chǎn)1 832.70 kg/hm2、增幅22.65%[10]，第7年第13季粉壟水稻增產(chǎn)234.00 kg/hm2、增幅3.2%[7];河南蘭考縣固陽鎮(zhèn)范寨村范彥堂粉壟一次第4年種植玉米，產(chǎn)量12 324.00 kg/hm2，比對照增產(chǎn)1 927.50 kg/hm2、增幅 18.54%;河北吳橋粉壟耕作一次，第2年第3季玉米最高增產(chǎn)3 819.75 kg/hm2、增幅38.19% ，第4年仍增32%[9]。

4.4.2 粉壟作物抗高溫低溫效應(yīng)定律。粉壟耕作較傳統(tǒng)超深1倍以上，養(yǎng)分下移而形成“上減下增”的分布格局，根系具有“隨肥走”特性，根系實現(xiàn)新的深扎;土壤厚度加深對外部氣候影響減弱。在此情況下，粉壟農(nóng)作物對高溫、低溫抵御能力提高而穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。如廣西甘蔗冬春低溫條件下，由于甘蔗根系深扎，甘蔗葉片葉綠素含量增加14.69%、丙二醛含量降低23.88%，持續(xù)低溫41 d仍增加產(chǎn)量2 278.50 kg/hm2、增幅191.31%[17];粉壟春玉米、冬小麥籽粒灌漿速率分別提高10.45%～11.28%、8.84%～11.40%;春玉米葉片SOD 、POD、CAT活性分別高出22.81%、17.60%和13.33%，MDA降低12.33%[9]。

4.4.3 粉壟土壤水分盈余效應(yīng)定律。對于土壤中的水分，白天為被動性蒸騰、夜晚則從空氣中吸納水分形成露水或濕潤狀態(tài)。粉壟耕作土壤深厚，“土壤水庫”貯備天然降水量比傳統(tǒng)耕作多，且土壤中毛細管多被切斷，應(yīng)對白天蒸騰能力增強，深層土壤的水自然保持充足;與此同時，粉壟土壤細碎，晚上接觸空氣的土壤表面積大，吸納空氣中的水分亦多。這“兩多”的結(jié)果即形成粉壟土壤貯水量在作物生長期內(nèi)始終增加1倍以上、水分利用效率提高19.1%～50.6%[2-4]，意義巨大。如河北鹽山縣粉壟（耕深40 cm）小麥全生育期零灌溉節(jié)水5 563.50 m3/hm2，卻較傳統(tǒng)耕作（耕深20 cm）并灌溉的增產(chǎn)20%，這就是其“粉壟土壤水分盈余效應(yīng)定律”的體現(xiàn)。

4.4.4 粉壟自然力效應(yīng)定律。粉壟超深耕深松構(gòu)建了“土壤水庫”，粉壟土壤容重小、“庫容”大（耕地“土壤水庫”擴建1～2 倍），地面雨水下滲速率提高30%～50%，年增貯天然降水量超過1倍，有效貯存天然降水;大面積、大區(qū)域乃至國土空間應(yīng)用，形成龐大的土壤水庫，就地留貯天然降水，使之“自然之力還之自然之身”力增強，有效減少洪澇、干旱等災(zāi)害，這一粉壟自然力效應(yīng)的作用可在一定程度上實現(xiàn)“人定勝天”宿愿。

中國的南方旱地，粉壟耕作40 cm深上、中、下層土壤，平均蓄水量分別增加14.93%、15.60%、18.03%，地表徑流量減少42.03%，土壤流失量減少44.62%，N、P、K養(yǎng)分流失量分別減少49.61%、31.22%、42.29%[16];黃淮海北部地區(qū)，粉壟土壤總耗水量比旋耕和深松分別減少12.2%～16.4%、10.2%～14.5%，產(chǎn)量、水分利用效率則分別提高28.3%～50.6%、19.1%～39.7%[3];西北地區(qū)，粉壟越冬0～100 cm土壤平均含水量為160.5 g/kg，比對照高27.38%，增貯105 m3/hm2、增加6.15%;粉壟40 cm貯水量分別比深松40 cm、旋耕20 cm增加19.33%和145.77%[3]。

4.4.5 粉壟固碳減排、增加空氣濕度效應(yīng)定律?，F(xiàn)行農(nóng)業(yè)固碳減排、增加空氣濕度仍是難題。粉壟土壤疏松甲烷等氣體減排10%，作（植）物生物量增加20%～30%，地面空氣濕度提升10%。這有利于固碳減排，減緩氣候變暖。此外，綠肥、化肥合理配施對粉壟耕作下水稻溫室氣體CO2和N2O減排有一定積極作用，綠肥壓青下粉壟耕作是一種減少和遏制溫室氣體排放的有效措施[24]。甘肅省定西市粉壟馬鈴薯，干旱23 d后測定田間空氣濕度提高28.3%～62.5%，干旱51 d后測定田間空氣濕度提高19.6%～56.7%[3]。

4.4.6 粉壟土壤鹽分下移淡鹽效應(yīng)定律。粉壟使土壤團粒結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，表面光滑、空隙度大、毛細管容易被切斷，土壤中的鹽分下沉而不易上移，實現(xiàn)“淡鹽”。新疆尉犁縣重度鹽堿地粉壟耕作土壤，經(jīng)清華大學(xué)王淑娟實驗室測定堿化度下降41.0%，當(dāng)年種植棉花增產(chǎn)48.80%，第4年棉花增產(chǎn)81.70%;山東省東營地區(qū)重度鹽堿地首次粉壟耕作土壤鹽分下降31.98%，3次間隔性粉壟處理0～20 cm土層鹽分濃度下降57.41%有利于作物正常發(fā)芽出苗，種植的玉米增產(chǎn)73.00%，第二茬小麥增產(chǎn)154.22%;粉壟中度鹽堿地鹽分下降40%～54%[18]。“粉壟土壤鹽分下移淡鹽效應(yīng)定律”為物理性、低成本改造重度、中度鹽堿地提供了良好應(yīng)用前景。

4.4.7 底層松土與植被無害化耕作促草原生態(tài)豐草等效應(yīng)定律。在宜耕退化草原，在保護草原現(xiàn)有生態(tài)的條件下，采取草原底部區(qū)域松土耕（底耕）模式，在距地面15 cm以下區(qū)域土層進行底層粉壟松土，底層松土厚度15～20 cm，可周年耕作（凍土期除外），實現(xiàn)草原“底層松土與植被無害化”;“粉壟底耕”還可在甘蔗宿根種植，玉米、小麥、大豆等苗期前實行兼底層化肥深施，增產(chǎn)提質(zhì)，可破解一些地區(qū)作物收種季節(jié)時間緊來不及深翻整地的難題。

4.4.8 粉壟作物前期發(fā)根、中期發(fā)力、后勁十足和土壤水分營養(yǎng)均衡供給植株與群體相協(xié)調(diào)效應(yīng)定律。粉壟促進作物根系垂直性深扎且特別發(fā)達、根毛增多、活性增強;由于根系發(fā)達、深扎，苗期至成熟期水肥均處于“均衡供給”狀態(tài)，植株健壯、生物量增加、生長后勁足、庫源關(guān)系協(xié)調(diào)，抵御干旱、高溫、低溫等能力提高。廣西粉壟各種作物，玉米平均每株根系增加16.1條、增幅15.57%，根長增加5.2 cm、增幅22.32%[8];桑樹根數(shù)、根長、根重分別增加64.71%、4.50%、62.50%;不同旱稻品種根長分別增加61.77%、46.41%[25];甘蔗根系干重增加86.94%～96.17%。寧夏，粉壟玉米根系干重增加43.00%。粉壟水稻、甘蔗等光合效率提高6.82%～11.94%，大豆等提高20.32%～32.08%，木薯、淮山等提高4.92%～10.61%;玉米、花生的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率增加12.25%～32.08%、45.54%～64.97%、15.28%～75.38%、37.53%～40.74%[2]。粉壟作物前期發(fā)根、中期發(fā)力、后勁十足和土壤水分營養(yǎng)均衡供給植株與群體相協(xié)調(diào)效應(yīng)定律在栽培學(xué)上意義重大。

4.4.9 “粉壟定律”在中國實踐的可能性及其效應(yīng)。按照上述“粉壟定律”效應(yīng)，在中國如果將耕地6 666.67萬hm2現(xiàn)耕層平均1.65 cm粉壟加深到36.50 cm，鹽堿地1 333.33萬hm2粉壟深40 cm，草原6 666.67萬hm2粉壟底耕深35 cm，總共活化土壤達6 482億m3，較現(xiàn)行農(nóng)耕方式增加4 502億m3。耕地粉壟6 666.67萬hm2，按平均每年增產(chǎn)糧食等農(nóng)產(chǎn)品1 500～2 250 kg/hm2，每年可增產(chǎn)糧食等1 000億～1 500億kg;鹽堿地粉壟1 333.33萬hm2，按每年增產(chǎn)糧食（農(nóng)產(chǎn)品）4 500 kg/hm2，每年可增產(chǎn)糧食600億kg;草原粉壟6 666.67萬hm2，按每年草產(chǎn)量增產(chǎn)1.5倍，每年可增產(chǎn)大量的優(yōu)質(zhì)肉、奶產(chǎn)品。這些新增的糧食和其他農(nóng)產(chǎn)品可增加養(yǎng)活人口4億。

更可喜的是，這14 700萬hm2土地資源粉壟，以增貯天然降水600 m3/hm2計，陸地每年增貯水資源達880億m3，對減少旱、澇災(zāi)害，促進全國工業(yè)、城鎮(zhèn)化和生態(tài)改善將有不可估量的作用。

5 討論與結(jié)語

5.1 關(guān)于“粉壟定律”確立的公式的應(yīng)用問題 該研究給出的“粉壟定律”公式是反映粉壟耕作與自然性產(chǎn)出的一種趨勢性、宏觀性的估算方法，具體細化的表達公式與計算應(yīng)用尚有待進一步研究。

5.2 “粉壟定律”確立產(chǎn)生的影響與意義 “粉壟”看似簡單和易行，屬一種更多的回歸自然、良性活化利用自然資源、遏制土壤生產(chǎn)力退化的技術(shù)，但其最大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造在于“超深耕深松不亂土層”的 “全層耕”或“底層耕”（遁耕），還可應(yīng)用于改造利用鹽堿地、退化草原和荒漠化土地生態(tài)重建等，可由現(xiàn)行土地資源的單一“耕地農(nóng)業(yè)”向“耕地+鹽堿地+退化草”等“大格局農(nóng)業(yè)”轉(zhuǎn)變，中國全域性乃至全球性及幾乎所有農(nóng)作物等的適用性，可綠色發(fā)展百年、千年遠行;通過特有耕作方式，創(chuàng)造再倍數(shù)增量利用“天地資源”途徑，是人類對自然資源的一次“大爆炸性”深度利用，使人類步入更多的“依自然生”發(fā)展道路，實現(xiàn)人類生存與發(fā)展空間的有效拓展。

“粉壟定律”的論述與確立對于進一步探明完善粉壟的核心科學(xué)理論和若干支撐理論，進一步確立和闡釋對人類活動空間的立體、深層、廣適性應(yīng)用與保護，促進人類進一步認識自然、敬畏自然、利用自然，并在深度享用自然賜予人類的各種動植物、美好環(huán)境的同時，實現(xiàn)人與自然和諧共生，意義深遠。

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