“粉壟”：托起健康飯碗和生態文明的“大國重器”

——兼記粉壟發明延伸出的“韋本輝科研現象”

編者的話:在慶祝中華人民共和國成立七十周年之際,我們高興地介紹我國自主研發的全層耕和底層耕(遁耕)“粉壟技術”,不但可讓現有耕地倍增土氣水光等“天地資源”而具“增產、提質、保水、生態”定力,而且能應用於改造各種類型鹽堿地、退化草原、果園、荒漠化土地生態重建及土地整理等,可戰略培育成“大格局農業”,走糧優、肉好、魚多等綠色發展之路,助力我國高質量發展和中華民族永續發展。同時,首次報道粉壟發明人韋本輝,在大豆、甘蔗、馬鈴薯、淮山藥、木薯、紅薯、粉壟等及軟科學研究,均獲成果獎勵,值得稱道的是他1998年負責從台灣規模引進的甘蔗新品種“新台糖22號”,曾占廣西甘蔗麵積70%以上,已累計推廣超過1億畝,全國人民吃到的糖製品至少有50%來自於這一品種的貢獻。

韋本輝研究稻田底層耕(遁耕)種植的水稻長勢

人民日報 6月24日在要聞頭條、光明日報在8月13日頭版頭條,分別發表 《這個教授像農民》《一位農業科學家的泥土情懷》的長篇通訊,講的都是“粉壟技術”及其發明人韋本輝。這兩篇文章,很快入編中央宣傳部的《學習強國》學習平台。黨報和中央宣傳部門如此重視,這標誌著粉壟技術非一般性技術,這一“大國重器”的研發成功和對土、氣、水、光等“天地資源”的進一步高效利用,不僅對我國農業增長和生態文明將產生重大而深遠的影響,而且有利於助力中國人的“健康飯碗”和中華民族永續發展。

“農為國本”“食為政首”,古來貫之。黨的十八大以來,以習近平同誌為核心的黨中央高度重視糧食安全保障和生態文明建設,提出了“讓中國人的飯碗裝滿優質中國糧”“掌握糧食安全主動權才能掌控經濟社會發展大局”“糧食生產的出路在科技”“生態文明建設是關係中華民族永續發展的根本大計”等,可見,農業生產和糧食安全、生態文明建設,關係“健康飯碗”,關係國家長治久安和中華民族永續發展,時刻小覷不得。

看前景可以用“望遠鏡”,看問題就得用“顯微鏡”。事實上,由於中國人口多,人均耕地資源、可利用水資源少,近幾十年為保障糧食和肉類等農產品的有效供給,發揮作物良種和畜禽魚的增產潛力,農業上不得不大量投用化肥農藥農膜,在養殖業的飼料上使用大量添加劑,造成這幾十年來國民食用的食品及飲用水,或多或少含有“化學品”,身體健康受到影響,導致各種疾病病人增多、生育能力下降等。長此以往,有可能發生如一位醫學院士所預言的“50年後中國人生不出娃” ,那將是災難性的。

中國的耕地,祖宗留給我們的是無汙染、健康的土地,而幾十年來良田被大量化肥農藥等“圍攻”,每畝投入的少則1-2噸,多的達3-4噸,使中國的良田在呻吟,土壤蚯蚓、螻蛄等有益昆蟲在減少,農田青蛙在減少,田溝小溪魚蝦在減少,土壤板結,生產能力衰退,甚者水資源包括地下水也被嚴重汙染,昔日小溪、江河成群結隊魚蝦遊弋的場景已不複存在,子孫“後路”被切斷的風險在加劇。這必須要引起國人的高度警醒,亡羊補牢。

“天無絕人之路”。值得欣慰的是,在這一關鍵時刻,中國自主發明創造了一種可改變上述農業生產被動格局的全層耕和底層耕(遁耕)“粉壟技術”。未來已來“粉壟”,完全可助力中國人的“健康飯碗”和中華民族永續發展。

粉壟的巨大“發力點”和“突破口”

美國國家科學院、工程院和醫學院,於今年初聯合發布了題為Science Breakthroughs to Advance Food and Agricultural Research by 2030的研究報告,描述了美國科學家眼中農業領域亟待突破的五大研究方向。第一個領域,亟待突破是實現農業科技整體思維和係統認知分析技術的突破,指出“農業係統是複雜巨係統,已經很難再依靠‘點’上的技術突破實現整體提升”,必須從資源利用、運作效率、係統彈性和可持續性的整體維度進行思考——從土地資源的治理修複、提升利用入手。

廣西農業科學院二級研究員、粉壟耕作技術發明人韋本輝,具有這一戰略眼光,已率先在這一領域作了探究和實踐,並取得了重大成功。在韋本輝看來,在更深層次上要實現“健康中國”、生態文明建設,保障中華民族永續發展,那麼中國未來所生產的糧食,從數量上必須要保持供給充足,從質量上必須要讓人吃得好吃得健康,包括糧食、肉奶、魚類、水果等食物必須要安全優質,還有飲用水源、空氣等必須幹淨新鮮,生態環境必須優美宜人,這是“硬杠杠”。

粉壟耕作技術,在農業首要整體思維、係統認知和自然資源的利用上,創造了巨大的“發力點”和“突破口”。十年漫長研發期,在攻克一個又一個難題後終於破繭化蝶——使現有耕地中的旱地和稻田生產能力提高10-50%;可物理性、低成本改造尚未被完全利用的重度鹽堿地等多種類型鹽堿地,生產能力釋放可使作物增產提高50-100%;退化草原,生態豐草,增草率超過1倍;陸地土壤可增貯天然降水1倍以上,可以“自然之力還治其自然之身”促進生態環境的改善。可見,中國重新定位農業,統籌規劃利用上述這些土地資源,就能滿足全國優質糧食、肉奶等有效供給;與此同時,江河水體,通過粉壟間接活化利用,優質魚類產品也將獲得更多的有效供給。

粉壟技術,有人說是一項千載難逢的偉大技術。它對人類的貢獻,首先在於顛覆千年淺耕型耕作模式,實現了“超深耕深鬆不亂土層”並實行“全層耕”和“底層耕(遁耕)”,倍數地增用土壤、空氣氧氣、天然降水及太陽光能等“天地資源”,可在減少化肥農藥和灌溉用水量等條件下,使農作物實現新一輪的增產提質;其二,就是通過構建“超級耕作層”和“超級土壤水庫”,讓每年白白浪費的天然降水實現1倍以上就地留貯在陸地耕地上,讓空氣中的水分在夜晚更多的被吸納到土壤中被作物利用(粉壟土壤深厚、地表疏鬆細碎表麵積大,吸納利用空氣中的水分相對也多),這“兩個自然水”的就地增多,既可解決農作物生長發育對水分的需求,又能減緩洪澇和幹旱災害,還能改善生態環境;第三,通過發明創造的“粉壟耕具”對自然資源利用的巨大“發力點”,由現行單一的“耕地農業”,可轉變為“耕地+鹽堿地+退化草原+江河水體(間接)”的“大格局農業”,自然資源活化利用多、人人可吃飽吃好飯,天下太平;第四,粉壟 “大科學”及其諸多技術,可開創一個人類生存空間拓展、綠色可持續發展的粉壟農耕新時代。

未來已來,將至已至——突破深耕深鬆世界性難題、創造人類農耕史增收奇跡、改變具“自滅性”風險農業生產格局的粉壟技術,已無可爭議地矗立於全球科技之巔,造福於神州大地和民生需求。

粉壟耕作登上“世界屋脊”

今年以來,關於粉壟的喜訊連番上演,引起社會各界的熱切關注乃至轟動效應,其中包括:8月13日《光明日報》以重點典型的規格在頭版頭條大篇幅報道了粉壟技術及其發明人韋本輝,並預言粉壟時代的到來;繼粉壟技術在全國25個省份、36種作物上成功應用之後,今年首次用在“世界屋脊”西藏地區,經科學檢驗表明粉壟青稞折幹畝增幅達20.03%,粉壟栽培青稞秸稈生物量畝達1408公斤,比常規栽培增幅高達41.38%,經濟產量和生物量大幅“雙增”,又書寫了一個科技改變世界“真實的神話”……

是應該相信“看天吃飯”“聽天由命”,還是應該相信“人定勝天”“改天換地”?顯然應該相信後者。如今,填補世界農耕史空白的粉壟,在“世界屋脊”西藏又填補了一個增產增收的空白,成了一個鮮活的“改天換地”事例。

據了解,“青稞粉壟高產栽培與示範”項目,是在國家雜交水稻工程技術研究中心袁隆平院士技術團隊和湖南省第八批援藏工作隊共同協調實現的。該項目實施之初,首席專家、湖南省農科院白德朗研究員在實地察看了粉壟耕作層後,表示有望實現青稞增產15%以上。如今,事實已證明,借助內地的粉壟耕作技術,青稞每畝能增產20%多,超出預期。

韋本輝(左一)在西藏與藏族同胞一起研究粉壟種植的青稞

青稞是西藏最重要的糧食作物,2018年西藏青稞播種麵積為210多萬畝,占糧食播種麵積的75%;總產量約80萬噸,占糧食總產量的77%。隨著西藏人民生活水平的提高,對青稞的需求量也日益增加。增加青稞產量、提高青稞質量,成為西藏當下急需解決的問題。“十三五”期間,西藏實施青稞總產提高和單產提升的“雙增長”行動,確保到2020年青稞總產超過80萬噸,單產增加25公斤;粉壟青稞畝增63.6公斤,是這一計劃目標2倍的增產。

湖南省第九批援藏工作隊總領隊、山南市委副書記吳巨培現場調研了青稞粉壟栽培技術。他認為,對山南市而言,該技術使青稞生物量和經濟產量實現了巨大的飛躍,值得大範圍推廣。他建議進一步發揮粉壟栽培技術的應用潛力,推動該技術應用領域從青稞向小麥、油菜等其他農作物延伸,兼顧經濟作物與糧食作物協同發展。

據悉,山南市接下來將加快推進粉壟栽培技術在該市糧食主產區試點,創建高產典型示範片3～5個,示範規模1000畝以上,輻射帶動青稞產區增產提效。

有專家指出,粉壟是農業生產力和生態文明可持續演進的最新最大增長極,更是世世代代吃得健康的“飯碗科學”。粉壟栽培技術首次在西藏應用意義重大,有利於造福於廣大藏族同胞。

最近,廣西科技廳黨組書記、廳長曹坤華看到粉壟的一係列報道後,與韋本輝及團隊進行座談,他談到,韋本輝長期奔波於全國查驗收,遊走於田地裏看長勢,是一名勇於堅持、不辭辛苦、淡泊名利、開拓創新的帶著泥土情懷的科學家。當前,廣西正大力實施“三百二千”科技創新工程,著力打造九張產業創新發展名片,全麵加快建設創新型廣西。廣西比以往任何時候都更需要像韋本輝這樣勤奮實幹的科技專家全身心投入創新型廣西建設。

粉壟可改變帶“自滅性”風險的農業生產格局

相關媒體報道顯示,中國一直是世界化肥使用增加的重要貢獻者,亞洲的化肥消費增長速度超過世界任何其他地區。但是,這對環境和農業都有嚴重後果。因為氮等肥料往往最終進入水源,並導致土壤酸化。它們還會導致全球變暖,導致土壤微生物排放出人意料的高水平一氧化二氮。一氧化二氮是溫室氣體,其吸熱能力是二氧化碳的300倍。

根據聯合國糧食及農業組織預測,2014年至2018年間,全球化肥使用量將每年增長1.4 %,其中中國占18 %。實驗報告指出,中國農民在改變他們的正常耕作方法之前,需要一些令人信服的證據。看到作物產量的增加,現在應該給中國農民減少化肥使用的動力。

實踐證明:粉壟在零增加或適量減用化肥農藥的條件下可增產10-30%以上,作物品質提高5%,貯水量增加1倍,能使糧食增產提質有保證了,世界杯賽程預測有保證,這無疑是一次改變“自滅性”農業生產格局的完美逆襲。

我國耕地占全球的7%,淡水資源占全球的6%,在這樣的基礎條件下我們卻養活了占全球接近22%的人口。從統計顯示,我國糧產滿足了人們的基本中糧需求量。然而,我國每年進口糧食總量超億噸,原因是我國糧食供給存在著結構性矛盾,比如玉米、大豆存在產需缺口,小麥絕大多數是低筋品質,不適合用來製作高端麵包等。

粉壟的誕生,實現了可利用農業資源大幅增加,可利用水資源大幅增加(可增加天然降水和晚上吸納利用更多的空氣中的水),農田大幅減施化肥農藥數量,農業生產機械化程度大幅提升,農產品優質化程度提高,農業可持續發展能力大幅增強,猶如給眾多問題解決提供了一個“標準答案”。

有專家用數字作了精確闡述,中國近14億人口的主要糧食來源,說到底是靠18億畝耕地的平均16.5厘米耕作層的1981億立方土壤。如果將耕地10億畝粉壟平均加深到36.5厘米、鹽堿地2億畝粉壟深40厘米、草原10億畝粉壟深35厘米,可粉壟活化土壤總共達6482億立方,比現行農耕方式增加4502億立方,增幅達1.27倍。激活增加這些土壤,不僅為增加食物來源提供土地產出基礎,同時向地下拓寬增容了國土立體空間6482億立方。

10億畝耕地粉壟,僅僅在地麵上裝入現有的良種,平均每畝每年就可增產糧食(農產品)100-150公斤,按此照計算,每年可增產糧食1000-1500億公斤;3億畝鹽堿地粉壟,按照平均每畝每年增產糧食(農產品)300公斤,每年可增產糧食900億公斤;10億畝草原粉壟,按照平均每畝每年草產量增產1.5倍,每年可增產大量的優質肉、奶產品。述新增糧食和其它農產品,至少可增加養活4億人口以上,這對時局安穩和人類發展的貢獻,是具有重大意義的。

另外,粉壟對影響環境的重大殺手霧霾展現出“釜底抽薪”之妙計。傳統的耕作方式,存在淺旋耕、犁底層堅硬、天然降水很難下滲利用、作物根係難以深紮、秸稈難以還田入土肥土、化肥農藥殘留累加等一係列問題,當表土鬆化遇風“塵土”飛揚,加之土壤中過量氮氧化物和氨氣釋放,與工業汙染物融合再加上氣候等條件的耦合,就容易促進生成了令人可怕的霧霾和沙塵。有專家認為,如能在華北、西北、華東等地大麵積推廣應用粉壟綠色農業,結合工業治汙等措施,既可治理我國北方地區頻繁發生的霧霾氣候災害,又能促進該地區綠色生態農業發展和農業供給側結構轉型,可謂一舉多得。

更值得期待的是,今年河北省鹽山縣粉壟小麥全生育期零灌溉每畝節水370.9立方,比常規傳耕作、常規灌溉大幅增產的實踐,華北平原可探討推行粉壟少灌水或不灌水、減肥擴地(消除護水地埂)發展之路,以解決該地區地下水超采、減少洪澇災害和生態節本增效問題,尤其是能解決首都北京用水和生態安全保障問題,意義重大。

36種作物見證粉壟“自然力”神奇

10年來,粉壟技術已在全國26個省(自治區)36種作物進行實踐,取得了巨大成效。其中,在寧夏、陝西、甘肅、河北、河南、新疆、吉林、黑龍江、內蒙古、山東等10省低度、中度、重度等三種類型鹽堿地試驗,實現“淡鹽”20-40%、增產20-40%(新疆尉犁縣棉花增產48.8%)。山東東營含鹽9.2‰的重度鹽堿地,經粉壟三次處理,0-20厘米耕作層土壤鹽分已下移, 2018年9月經專家驗收,第一茬玉米鮮重畝產810公斤、增產73.0%;高粱生物總量平均每畝8220公斤、增產287.9%;2019年6月專家驗收,第二茬小麥增產154.2%。2019年河北鹽山縣粉壟春小麥,零灌溉比常規灌溉每畝節水370.9立方米,增產20%以上,這意味著華北平原農業可走節水發展之,意義現實而深遠。2019年1月,在廣西隆安縣那桐鎮實施的1850畝中的旱地粉壟雨養甘蔗超高產示範現場,廣西科技廳組織的專家團隊檢驗結果是:“粉壟雨養甘蔗平均每畝原料蔗達10.6噸,比對照7.5噸增產40%以上!”這意味著,粉壟雨養甘蔗栽破解了我國南方地區甘蔗等作物“三旱一低”(春、秋、冬旱和冬春低溫)製約單產提高的“瓶頸”問題。

韋本輝在河北觀察粉壟小麥全生育期零灌溉的節水增產效果

粉壟挖掘了“自然力”,通過對土地及天然降水、太陽光能等自然資源的高效活化利用,直接或間接挖掘了“土地資源活化力、自然治水力、自然肥力、自然改善生態環境力和自然活化利用江河水體力”等,帶來的效應是,可增產食物來源而實現“一方水土養一方人”,以“自然之力還治自然之身”減少旱澇災害。

粉壟耕作挖掘“自然力”主要體現在:地球表層宜耕土地鬆土量增加1-2倍;土壤保水增加1倍;土壤氧氣增加1倍;土壤速效養分增加10-30%;土壤降鹽20-40%(土壤中有害物質淨化作用有待觀察);作物強根壯體生物量增加20-30%;作物淨光合效率提高5-30%;土壤甲烷等氣體減排10%左右;地麵空氣濕度提升10%以上。

耕地土壤經粉壟一次,目前已達到9年持續增產!由廣西農科院、中國農科院、中國科學院等多單位,在多省多作物進行試驗顯示,粉壟田在減少化肥施用量的情況下也能增產提質,每產出100公斤糧食其化肥用量跟對照田相比減少0.35-4.29公斤,減幅達10.81%-30.99%。新疆尉犁縣農民李強說,他2015年10月粉壟耕作改造的重度鹽堿地,每畝每年增產棉花150公斤左右,每畝每年增收700元,今年為第四年,棉花最高畝產有望達到500公斤。粉壟技術,於2009年由韋本輝教授科研團隊研究成功,多年來得到了眾多院士專家的力挺,劉旭院士等鑒定為“具原創性”,“雜交水稻之父”袁隆平院士看好粉壟的前景並給予研究經費資助,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“革命性技術”。農業部科技發展中心組織張洪程院士等專家作粉壟成果評價,認定“粉壟是一種非常重大的發明”,是“土壤耕作技術上的重大創新,達到同類研究國際領先水平”。

2017年5月,“粉壟綠色生態農業技術”被農業部列入全國100項主推技術之一。2018年1月22日,中國政府網轉發源自《廣西日報》的消息:廣西粉壟技術達同類研究國際領先水平。

粉壟時代,未來已來,擘畫“人類命運共同體”新圖景,讓中國創造給世界一個驚歎!

為科研拚命的“韋本輝現象”

記者了解到,粉壟發明人韋本輝,被人戲稱“工作狂”,在四十多年的農業科研生涯中,少享節假日,除了睡著幾乎“都在工作”,科研效率之高罕見。

韋本輝1998年從台灣引進甘蔗新品種“新台糖22號”至今推廣一億多畝

他在從事十多年農業科技期刊編輯工作之後,於1992年主持完成的“廣西農業科學技術發展戰略研究”獲廣西科技進步三等獎,這是廣西農業軟科學研究獲獎成果零的突破;此後,他主持的大豆育種、甘蔗良種良法配套研究和馬鈴薯、淮山藥、木薯、紅薯等研究,均獲省部級一等獎或二等獎或三等獎,有的獲國家科技進步二等獎;近十年來,他主持研究的粉壟技術,至今已獲省部級一等獎、二等獎等獎項3項。至今,獲國家發明專利13項,選育審定新品種26個,出版學術專著10部,在國內外期刊發表論文170多篇。值得稱道的是,他少有對外宣稱、1998年在廣西財政廳的支持下,他負責從台灣規模引進的甘蔗新品種“新台糖22號”,曾占廣西甘蔗麵積70%以上,已累計推廣超過1億畝,全國人民吃到的糖製品至少有50%來自於這一品種的貢獻。

韋本輝可稱得上是典型的科研“拚命三郎”,都年過花甲了仍那麼執著、那麼忘我,僅在2019年7月28日-8月25日不到一個月時間裏,他的行程就達數萬裏,其工作強度、忘我拚搏精神可見一斑。

——7月28日-8月3日,韋本輝赴西藏參加“山南市粉壟青稞示範”驗收項目活動,親自挖土壤剖麵,講解粉壟增產原理,專家驗收粉壟青稞增產20.03%、青稞生物量增加41%,粉壟在“世界屋脊”這一“雙增”,讓他感到高興不已。

——8月7日-14日,韋本輝應內蒙古自治區農牧業科學院的邀請,到該院作了“粉壟全層耕、底層耕培育農業與生態增長新一極”的報告,並深入農區和草原對當地耕地、鹽堿地、退化草原進行調研,也同樣親自挖草原剖麵、仔細觀察,尋找突破出路。

——8月21日,韋本輝冒著高溫到廣西隆安試驗基地,他在他首次在稻田利用“底層耕(遁耕)”的試驗田進行調查,卷起褲子下田,仔細觀察,發現稻田遁耕種植的水稻,在生長前期就具有根係發達、分蘖旺盛、植株粗壯的特點,在他眼裏,又將醞釀一種全新的、簡單的、高效的、應用極其廣泛的耕作新模式,它將解決稻田耕層土壤增厚為水稻、油菜、綠肥等作物增產提質尋找到新途徑,更有望應用於旱地作物幼苗期和草原等的“底層耕作”,促進各種作物(牧草)貯水增氧和根係深紮而增產提質增效。

——8月23日-25日,韋本輝赴新疆尉犁縣,考察指導粉壟改造重度鹽堿地種植棉花,並與多位粉壟改造重度鹽堿地的種植大戶進行座談交流,當他了解到一些重度鹽堿地棉花幾乎無收、而粉壟改造重度鹽堿地的棉花可增產、增收“雙增”超過30%,感慨萬分,自己怎麼苦怎麼累也值得。

每當看到粉壟給一片片土地帶來綠油油希望,每當看到農民臉上掛滿豐收的喜悅,每當“粉壟大科學”在學術和實踐上不斷取得新進步,韋本輝就備感欣慰——科技決勝未來,改革影響時代,科學家當自強。

“粉壟能有今天,對我而言是鼓勵更多是鞭策,我感到肩上的擔子更重了。為黨和政府分憂,為百姓幹實事,把論文寫在大地上,是我們這些科學工作者的使命。”這是韋本輝的心聲。

在中央高度重視糧食和農業生產,不斷完善強農惠農政策的今天,在現代農業、脫貧攻堅、“健康中國”等時代背景下,韋本輝這位全國優秀科技工作者,如同不鬆套的“拓荒牛”,負軛前行,揚鞭奮蹄,展現出科學家的寬闊胸襟與不屈脊梁,譜寫了新時代勞動者的讚歌。(徐國信/文)