農(nóng)作物粉壟栽培及在旱作農(nóng)業(yè)中的作用

呂軍峰，韋本輝，侯慧芝，張國平

（1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，廣西南寧 530007）

中國目前耕地紅線為1.2億hm2，其農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)出量供應(yīng)了13億人口的需求，促進和保持了社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展。預(yù)計到2050年中國人口將突破15億，世界人口將增至90億，所以，在耕地面積有限的條件下，如何滿足不斷增長的人口需要是擺在農(nóng)業(yè)科研人員面前的一個重要課題，糧食安全始終是全球不可回避之頭等大事。耕地有限，今后糧食總產(chǎn)的增加在于單產(chǎn)的有效提高，而單產(chǎn)提高的根本出路在良種、良田、良法的合理配套。

粉壟栽培技術(shù)是利用粉壟機械的1個或1組（多組）螺旋型鉆頭，一次性垂直前行對土壤橫向快速旋磨切割粉碎、自然懸浮成壟；之后在形成的壟面上直接種植作物的新型技術(shù)。應(yīng)用粉壟栽培的作物在正?？茖W(xué)管理條件下可增產(chǎn)10%～30%，具有較好的自然性增長而非增加肥料等投入的增產(chǎn)作用，而且其產(chǎn)品質(zhì)量也將得到改善或提高。粉壟栽培的發(fā)明與應(yīng)用，摒棄了現(xiàn)行的機耕模式，實現(xiàn)了農(nóng)藝與農(nóng)機的有機結(jié)合，對進一步解決耕地的良田化和耕種的良法化問題，提高耕地農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出率，保障糧食安全和經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展將發(fā)揮積極作用。

1 粉壟耕作技術(shù)的特征

表1列出了粉壟耕作與傳統(tǒng)耕作的主要區(qū)別。傳統(tǒng)耕作是由犁頭型翻耕機械對土壤進行耙碎（縱向碎土），深度一般為15～20 cm，由于翻耕或縱向旋耕容易打亂耕作層土層，土壤呈塊狀和粉狀。而粉壟耕作由螺旋型鉆頭垂直旋磨土壤（橫向快速旋磨切割碎土），使之粉碎自然懸浮成壟，深度可根據(jù)作物種植需求達22～50 cm，甚至更深，可全田旋磨深耕或間隔性條帶狀深耕，不打亂土層，并有U型松土槽及槽底的W型小槽（可有效集聚和利用天然降水），具有活土、保水、透氣、保肥及節(jié)能減耗等功效。

2 增產(chǎn)效果

近年來，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院和全國多個省級農(nóng)科院、農(nóng)業(yè)院校在10多種作物上應(yīng)用粉壟栽培技術(shù)，均表現(xiàn)出大幅增產(chǎn)效果，增產(chǎn)幅度可達10%～30%。采用粉壟耕作技術(shù)，水稻廣西第1季增產(chǎn)23.87%，其后第2季免耕增產(chǎn)9.25%、第3季增產(chǎn)8.88%、第4季增產(chǎn)5.50%，再生稻（第4季）較晚稻早收20～30 d，產(chǎn)量超過7 500 kg/hm2，廣東優(yōu)質(zhì)稻增產(chǎn)1 050 kg/hm2以上；玉米寧夏增產(chǎn)1 803 kg/hm2，遼寧增產(chǎn)1 500 kg/hm2以上，第2年持續(xù)增產(chǎn)；小麥河南增產(chǎn)26.25%，第2季輪種水稻持續(xù)增產(chǎn)；馬鈴薯甘肅增產(chǎn)35.48%，第2年增產(chǎn)15.6%；其農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)也得到改善或提高。按全國水稻0.32億hm2、玉米0.27億hm2、小麥0.13億hm2、馬鈴薯0.05億hm2，紅薯0.06億hm2、大豆0.03億hm2、油菜0.03億hm2計，如這幾種作物有30%面積應(yīng)用粉壟栽培，則共0.27億hm2，平均折合增產(chǎn)稻谷750 kg/hm2，可增產(chǎn)糧食200億kg（新增效益500億元），相當(dāng)新增加水稻播種面積266.7萬hm2，增產(chǎn)的糧食可養(yǎng)活1億多人口。

3 粉壟栽培在旱作農(nóng)業(yè)中的作用

3.1 緩解旱情，減少水土流失

粉壟耕作技術(shù)具有耕地“土壤水庫”之效，流域性的大面積推廣應(yīng)用，部分雨水將有效的被貯藏下來，一方面供作物生長發(fā)育所需，干旱時起到緩解旱情的作用。另一方面，大面積采用粉壟耕作技術(shù)，降雨后部分雨水被就地攔蓄，減少了徑流，減輕了洪澇災(zāi)害。

3.2 有利于旱作農(nóng)田蓄水保墑

2011年，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院在甘肅省定西市對粉壟栽培的旱地馬鈴薯田于7月、8月先后兩次測定不同處理的土壤含水量，結(jié)果粉壟0～60 cm土層，土壤含水量比露地（對照）增加1.12%～17.63%，其中8月30日0～60 cm土層，粉壟土壤含水量比露地（對照）增加16.84%～25.75%。表明在西北干旱缺水地區(qū)采用粉壟耕作，蓄集和保持天然降水能力增強，對作物生長和增產(chǎn)有利。2012年3月25日，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院對在海拔2 000 m的甘肅省定西市2011年粉壟栽培馬鈴薯田塊的越冬土壤貯水量進行測定的結(jié)果表明，粉壟越冬休閑期0～100 cm土壤平均含水量為160.5 g/kg，而同一塊地的傳統(tǒng)耕作（對照）土壤平均含水量為126.0 g/kg，相比之下，粉壟越冬休閑其土壤含水量提高了27.38%；粉壟耕作地土壤的貯水量為1 605 m3/hm2，對照為1 512 m3/hm2，增幅6.15%。

表1 粉壟耕作特征與傳統(tǒng)耕作特征對比

3.3 改善生態(tài)環(huán)境

3.3.1 改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 粉壟栽培使土壤環(huán)境得到改善，土壤中的微生物含量增加，在微生物的作用下，土壤中的含碳有害物質(zhì)容易被分解。同時，由于粉壟栽培的作物根系發(fā)達，植株健壯，代謝功能旺盛，光合效率提高，在光合過程中大量消耗空氣中的碳源，同時放出大量的氧氣，對改善空氣中的碳源濃度比例，提高空氣質(zhì)量有利。3.3.2 有利于干旱區(qū)生態(tài)重建和草原改造 在我國西北干旱地區(qū)，通過合理設(shè)計和試驗，利用粉壟技術(shù)種草和耐旱樹木，經(jīng)過3～5 a或8～10 a甚至更長時間，就會形成一定的植被。

草原是自然性形成的植物群落，長期以來缺乏人工耕作，草地土壤硬化，聚水性能差。采用間隔性粉壟栽植，有利于提高草原水的利用率，促進草原生態(tài)良性循環(huán)和畜牧業(yè)發(fā)展。

3.3.3 有利于鹽堿地改造 我國鹽堿地面積，多達0.33億hm2?？梢栽O(shè)想在越冬前進行粉壟耕作，0～15 cm的土壤在次年冰雪溶解時利用水分沖洗鹽分，讓鹽分下沉，土壤得到相對淡化。由于粉壟耕作橫向切割粉碎土壤，土壤中毛細管被切斷，下層土壤的鹽分上浮程度相應(yīng)減輕。