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战略农业科学家韦本辉“粉垄”助力中国梦?

作者:管理员   发表时间:2017-09-12 11:13:15
《祖国》杂志记者韩东起   编者按:常言道,民以食为天。农业,是国家繁荣昌盛、人民幸福安康的头等大事。而农业的振兴发展,需要一代又一代的农业科学技术人员的辛勤耕耘、开拓创新。本期杂志,我们要介绍一位几十年如一日从事农业科研专家,他用自己的科研成果和辛勤汗水,为国家的战略农业发展做出突出贡献,也为人类与自然更加和谐共生提供了优秀解决方案。在习近平主席提出“中国梦”精神的引领下,这位被人称为祖国骄子的农业科学家,也定位了自己的矢志不渝却又很接地气的奋斗梦想:要让人们嘴上能吃到健康食物、鼻子能呼吸到新鲜空气、眼睛能看到蓝天白云,实现粮食品质、生存空间质量“双安全”。

    他,曾被《人民日报》誉为“站在泥土上的科学家”;中国科学院《科学新闻》在“粉垄绿色农耕进化”等8篇系列刊文中,称他为“极为‘接地气’的农学家”、“农民科学家”。他就是粉垄农耕新方法发明人、粉垄物理改造盐碱地创始者、淮山药定向结薯轻简栽培方法发明人、广西农业科学院二级研究员韦本辉。


    不懈追求结出累累硕果
    1978年,韦本辉毕业于广西大学农学院 ,大学期间就在学术期发表论文“提高杂交水稻结实率的经验调查”。从事过10年农业期刊编辑和10年机关科技管理,曾任广西农业科学院院长助理兼科技处处长,至今已获国家、省部级科技奖13项(9项排名1),育成推广淮山药、木薯、红薯等新品种26个(21个排名1),获授权发明专利11项(排名1),重要技术标准奖1项(排名1),出版学术专着9部(排名1),发表学术论文125篇被引用 963次;获国务院特贴专家、全国优秀科技工作者、广西优秀专家、广西突出贡献科技人员等荣誉,是科学中国人(2016)年度人物获得者。
    早在2001年,他转任研究所所长,就创建了淮山、马铃薯、木薯、红薯、芋头、葛根、牛蒡等一体化的“薯类研究团队”,主持选育审定推广的新品种26个,其中淮山12个,木薯6个(实现了亚热带地区木薯有性杂交育种零的突破);发明淮山“定向结薯”等轻简化系列栽培技术,创建“南薯北移、北种西扩”品种调配与“21111”共性关键技术等“经纬性”技术体系,使全国种植面积由2008年前的300万亩发展到目前的800多万亩,昔日“奢侈品”变成百姓日常佳肴;选育审定6个红薯弱感光型品种实现了“冬种春收”和“春种复收”,让国人每年有5-7个月可以吃上新鲜红薯。
    韦本辉于1998年从台湾引进“新台糖22号”甘蔗新品种,推广占广西甘蔗面积60%以上,至今累计超1亿亩,增值超千亿元;广西甘蔗占全国60%以上,国人都分享到了它贡献的蔗糖。
    被誉为“粉垄之父” 的韦本辉,成功地突破了千年世界农耕难题--发明了螺旋钻头粉垄机械、粉垄农耕新方法、粉垄农业发展技术体系--统称“粉垄绿色生态农业技术”(简称“粉垄技术”),农业部己将其列为2017年“生态环保类”主推技术,可应用于旱地、稻田、盐碱地、草原、林果地等,破解了土地等自然资源新一轮活化利用的前沿科学问题,为农耕进化翻开新的一页。

    针对我国北方地区雾霾污染频繁,2014年以来,韦本辉还在多家期刊或媒体上发表论文,分析这一污染是由于农业浅耕、化肥农药过量施放和地下水资源过度抽用而引起环境“上吐下泻”,造成土壤恶化尘泥遇风上扬和氨、氮释放而对 “雾霾”起了推波助澜的作用,提出粉垄绿色生态农业技术可深垦“贮水增氧”提高肥料利用率、减施化肥农药能增产并控“尘泥和氨、氮” 而减轻雾霾灾害的重大学术与应用观点。为治理雾霾污染提供了重要的理论支撑。


韦本辉与中国杂交水稻之父 合影

    实现农业新一轮的增产提质和保水生态
    现代农业发展迅猛。如何利用自然资源,打破目前农业增长的“天花板”效应闷局,开拓绿色发展之道,是当今世界难题。
    韦本辉2008年在研究作物种植期内耕层土壤疏松、耕层土壤板结和耕层土壤表皮结膜等三种状态土壤类型与作物产量关系等方面获得启示,跨界研究发明新的耕作工具--螺旋型钻头粉垄机械,并对粉垄技术进行系统开发研究。
    韦本辉发明的所谓“粉垄技术”,是继刀耕火种、人力、畜力和拖拉机整地之后的一种颠覆性农耕新方法--以发明的粉垄机“螺旋型钻头”替代拖拉机的 “犁头”,垂直入土30-50厘米,高速旋磨切割粉碎土壤,一次性完成传统耕作的犁、耙、打等作业程序达到播种或种植作物整地标准的技术。
    粉垄的总体功能,可“动地”(对现有耕地耕层再加深1倍),连着“惊天”(增量利用天然降水、太阳光能等),活化自然资源(可改良盐碱地、退化草原及应用于“海绵”城市建设和间接应用于江河水体等),不需增施化肥农药、灌溉用水量,就能“一肩挑”起增产10%-30%、品质提升5%、保水量增加1倍、碳排放减少10%和改善生态环境绿色发展“重任”, 直接提高粮食品质和国民生存空间“双安全”的技术。
    粉垄一次之后7年作物持续增产。2017年7月12日,专家对广西北流市民安兴上村7年前的2011年粉垄连片28亩稻田(当季粉垄的水稻增产20%左右,其后多年持续增产,至第六年仍增产4.2%以上),选取春钟瑞志农户的同一块分别设有粉垄和拖拉机耕作两个处理的稻田进行验收,结果显示:粉垄深度20-22厘米处理的区域7年后仍达20一22厘米,对照区(拖拉机耕作)区域耕层为14一16厘米,对比粉垄的保持增厚6-8厘米,增幅40%以上;粉垄区域7年后的水稻平均亩产干谷501.6公斤,比拖拉机耕作区486.0公斤增产15.6公斤,增幅3.2%。
    中国科学院农业资源研究中心张正斌研究团队,在河北石家庄市栾城区进行不同耕作措施种植小麦产量试验,结果显示:粉垄之后笫三茬,粉垄采用农户种植模式比常规旋耕农户种植模式增产率达30%以上,粉垄不施肥模式比常规旋耕不施肥模增产达19%。这表明粉垄在我国北方地区有望节肥节水增产增收和改善生态环境、减轻雾霾灾害程度。
    首先,粉垄作物生理生态极大改善。粉垄种植作物,根系增长、增多20-30%,植株增高、增大5-10%,生物量增加10-30%;生理活性加强,如春玉米中后期籽粒灌浆速率提高10%,冬小麦籽粒灌浆速率提高8-10%,夏玉米籽粒灌浆速率提高9-10%;光合效率提高10%以上,“库、源”关系更加协调;生长后期后劲足,可延缓早衰3-5天。
    其次,粉垄作物抵御干旱、高温、低温环境。粉垄深耕和建立“耕地水库”,水肥“均衡供应”效应,根系深扎,作物可抵御各种环境不利因素,保障稳产丰收。如甘蔗,在持续干旱低温40天条件下,丙二醛含量降低23.88%,该时段平均每亩增产231.3公斤,比传统耕作79.4公斤增产191.3% ;值得强调的是,广西雨养种植甘蔗“三旱一低”(春旱、秋旱、冬旱和冬春低温)制约其单产提高、蔗糖业发展难题,粉垄就可有效地解决。

    笫三,粉垄当季增产增效,多年持续增产。已在全国21个省、市、自治区20多种作物示范推广应用。经广西、湖南、河南、甘肃、陕西、内蒙古、河北、山东、吉林等10个省29个试验点的专家测产验收数据统计,其中:水稻7个点平均亩增94.74公斤,增幅18.65%;玉米7个点平均亩增130.43公斤,增幅20.54%;小麦3个点平均亩增126.90公斤,增幅31.42%;马铃薯6个点平均亩增883.31公斤,增幅36.25%;甘蔗5个点平均每亩增产1566.86公斤,增幅28.57%。广西北流市民安镇兴上村定点试验,粉垄第1-6季平均每季每亩增产59.85 公斤、增幅11.10%,净效益平均每季增加21.82%;甘肃定西粉垄马铃薯,第一年每亩纯收入891.86元,比对照增收263.48元、增幅41.93%;三年合计增收639.07元、增幅23.14%;湖南沅江粉垄种植早稻、晚稻,粉垄双季稻净效益比传统栽培增加21.33%。


韦本辉与中国杂交水稻之父合影

    第四,粉垄“化学农业”程度降低。中国农科院、广西农科院等多单位对水稻、玉米、小麦等试验结果显示,每产出100公斤粮食,其化肥使用量减少了0.35-4.29公斤,“化学农业”程度降低减幅达10.81%-30.99% 。
    第五,作物零施化肥能增产或平产。具有比拖拉机耕作增产10%以上的定律。粉垄耕地扩建“四库”使“天地资源”利用增量10%-100%,零施化肥增产10-20%:广西农科院在宾阳县,2010年利用发明首台粉垄机等,进行人力、畜力、拖拉机、粉垄等4种耕作方式整地种植玉米、花生,零施肥,上述耕作方式后者比前者增产8%-10%,但粉垄玉米、花生比拖拉机耕作增产率分别达13.4%、17.9%;中国科学院张正斌研究团队,2016年在河北进行拖拉机、粉垄等整地种植玉米试验,零施肥,粉垄比拖拉机耕作整地增产18.3%;甘肃省农科院,2012年在甘肃省定西市的粉垄零施肥种植马铃薯,增产26.55%。
    一个新品种能增产5%-10%就是“重大突破”--粉垄技术为何这么牛?“粉垄技术的耕作松土深度为40-50厘米,比传统技术加深了一倍,而且使土壤长时间保持细疏松软状态,使‘土壤四库’扩容翻倍。”韦本辉解释说。
    让人类健康与自然和谐共生
    当下,韦本辉的最大梦想和目标,就是将他发明创造的农耕新方法“粉垄系列技术” 和淮山药“定向结薯系列技术” 等,在使人类更加健康和与自然更加和谐共生中,发挥应有的作用。
    淮山药,又称山药、淮山,是粮菜药兼用特色高效作物,也是人类重要保健性食物。韦本辉发明淮山定向结薯的纵带定向等轻简栽培技术,破解了种植和收获均需深挖沟劳动强度大的世界性难题。新近推出的亩产可达万斤的“纵带定向种植法”,今年已在广西、福建、江西、陕西和甘肃等山坡地、草原套种等试验示范。他希望通过简单易行的纵带定向等技术,在中国乃至世界的广泛应用推广,生产更多的山药产品,改变现行米、面等食物结构比例,发挥山药保健性功能,造福于人类更加健康。
    目前,韦本辉最大战略宏愿, 是顺应自然、绿色发展,让人类与自然更加和谐共生--中国可实施粉垄“2个倍数资源”活化利用,并逐步通过“一带一路”等向世界推广。

    韦本辉提出所谓基于粉垄的“2个倍数资源”活化利用问题,第1个是倍数深垦深松农田土壤和增用“天地资源”,耕地扩建“四库”(土壤养分库、耕地水库、土壤氧气库、土壤微生物库)使“天地资源”利用增量10%-100%,减施10-20%化肥农药能增产提质,开劈了一条可减施化肥和抗逆增产的绿色发展之路。


    第2个倍数资源活化利用,是耕地+盐碱地+退化草原等深垦松土倍数活化资源,扩张增容“国土立体空间”,绿色发展效应巨大。如果中国实施粉垄“4+1”(耕地、盐碱地、草原、海绵城市+江河水体) 的绿色发展,其中,将现有耕地18亿亩的10亿亩松土耕层由16.5厘米粉垄加深到35厘米,盐碱地5.5亿亩中的2亿亩粉垄35厘米,66亿亩草原中的10亿亩退化草原粉垄35厘米,粉垄共涉面积22亿亩,可产生3大效应:
    一是,活化土壤资源的松土量,粉垄涉22亿亩共可增加松土达3154.91亿立方,比现18亿亩耕地耕层平均16.5厘米松土1981亿立方增加159.26%,即国土土地立体空间扩增了1.6倍。
    二是,天然降水贮藏量,按耕地每亩每年增贮天然降水30立方,尚末利用盐碱地、草原贮水60立方可贮存水资源1020亿立方,比现耕地贮藏540亿立方增加88.89%,即陆地增留的天然降水约近1倍。
    三是,这个倍数“天地资源”效应,可带来资源活化、环境净化、食物安全、国民健康和催生经济、生态、社会效益数万亿元、中华民族永续息息向前等绿色持续发展。

    近日,让韦本辉最为兴奋的是,继2011年起在甘肃、宁夏、河北、河南、内蒙古、新疆、吉林、陕西等8省进粉垄物理改造盐碱地取得成功,增产效果十分明显,其中新疆粉垄盐碱地棉花增产48.8%之后,2017年,与黄河三角州农高区管委会合作,中度、重度盐碱地粉垄即时土壤盐分浓度分别下降8%和31.98%,8月15日调查,中度盐碱地玉米生长中期生物产量比拖拉机耕作的增加50%以上,已引起科技部领导的重视,计划前往作现场考察。这预示着简单易行、低成本的粉垄物理改造盐碱地,有望破解世界盐碱地改利用难题。

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