农业科研领域重育种、轻耕作的“偏好”,令耕作和栽培领域的增产潜力得不到充分发挥,但只有在育种、耕作、水利等方面实现整体协调,粮食生产才能达到较好的产量。 

11月5日,广西农业科学院经济作物研究所研究员韦本辉心里的一块石头落了地。

当天,他领导课题组开展的粉垄栽培技术种植超级稻示范项目通过年终“考核”——对玉林市福绵区辛仓村示范田的晚稻测产表明,粉垄栽培晚稻亩产达614.3公斤,比对照常规栽培田增产52公斤,增产率9.25％。

验收组组长、湖南农业大学教授邹应斌指出:“从早、晚造测产结果看,粉垄栽培稻不仅当造增产显著,后造增产幅度也较大,是一项好技术。”　　至此,粉垄栽培稻早、晚两造亩产1296.8公斤,比对照田增产183.5公斤,增产16.48％。

两年多来,这项农耕技术已经在11种旱地作物的种植试验中取得了明显的增产效果。

在其他条件保持不变的情况下,仅通过播种前使用粉垄机整地,就能实现产量的较大提升,一般比传统种植方式增产10％,高者可增产30％。

然而,就是这样一项屡获进展、“颇有前景”的研究,一路走来备受经费支持缺位的困扰。实际上,这项研究一直没有获得来自国家和地方的经费支持,还不算是“正式”项目。

连胜纪录　　

测产前,韦本辉对晚稻的增产并不担心,他在意的是增产幅度。经粉垄栽培的晚稻此前在外观上已比对照组显出优势,稻杆儿粗壮,分枝多,稻叶颜色更为青绿,说明“后劲足”。

在过去两年多的粉垄栽培试验中,一次次的增产结果,已经让他习惯于这种成竹在胸的感觉。

发明粉垄栽培技术的灵感始于2008年。广西农村在种植木薯时,常用一种专用工具松土,以实现高产。

受此启发,韦本辉课题组发明了一种专用旋磨机械,委托有关厂家加工生产。此机械装置以拖拉机带动,通过垂直旋磨,粉碎、深松土壤,一次性完成犁、耙、起垄、开沟等田间作业程序,具有操作简便,省工省时,以及活土、保水、透气的功效。

从2009年起,韦本辉课题组陆续对玉米、花生、木薯、淮山、红薯、甘蔗、桑树、牧草、木瓜、旱稻、马铃薯等11种旱地作物开展试验,经广西壮族自治区农业厅等组织专家验收,增产达10％-30％。同时,农作物品质也得到提高或改善,其中大豆蛋白质增加12％,甘蔗糖分增加5.17％,木薯淀粉含量最高增加18.62％。

2010年3月,韦本辉将此技术正式命名为“粉垄栽培技术”,并以“旱地作物粉垄栽培方法”申请国家发明专利。

随后,经过近一年的谋划,韦本辉最终将下一个实验作物锁定为超级稻。“如果粉垄栽培在粮食主要作物水稻上也能显著增产,那么对于保障粮食安全具有重要价值。”韦本辉说。

一项农业技术在大规模推广前,都要经历示范种植这一关。通常来讲,100亩的连片种植面积即达到了示范规模。

在玉林市农业技术推广站推广研究员陈耀福的协作下,韦本辉选定了玉林市福绵区新桥镇和北流市民安镇来实施这一项目。

两地试验田面积分别为150亩和30亩,其中用粉垄栽培的面积分别为82亩和20亩,其余为对照组。超级稻品种为湖南杂交水稻研究中心研制的Y两优1号。今年1月和2月,项目组在两处试验点分别完成粉垄作业。

7月22日,福绵区新桥镇辛仓村,“超级稻粉垄栽培示范”项目现场验收在此进行。

尽管此前粉垄栽培在旱地作物上取得了一系列成功,但并不代表其在水稻种植上也能增产,所以韦本辉心里还有些忐忑。

测产结束后,广西农业厅组织的九人测产验收专家组宣布:同一中等肥力稻田,粉垄栽培平均每亩干谷产量为682.5公斤,比对照常规栽培的亩产551公斤,增产23.9％;土壤肥力中等偏下田块,粉垄栽培平均亩产干谷603.7公斤,比对照亩产498.9公斤,增产21％。而且米质经检验,整精米率、蛋白质单项质量比对照的提升两个等级。

农业部的数据显示,中国中低产田占耕地面积的70％。依靠科技提高中低产田产量,是发展粮食生产,保障粮食安全的一个重要环节。粉垄栽培超级稻的增产,给中低产田的改造带来新的思路。

国家杂交水稻工程技术研究中心研究员白德朗认为,粉垄栽培是“一项农耕史上的原始创新耕作技术”,能让水稻生长的每一个阶段都得到改善,从而产生叠加效应,大幅提高单产。

“这将为袁隆平院士提出的超级稻亩产900公斤目标提前实现做出贡献。”白德朗说。

粉垄栽培超级稻初步示范成功后,为获得更多的数据,韦本辉课题组继续在上述粉垄稻田上进行免耕抛秧种植晚稻和再生稻的试验。

再生稻是在原来收割完的稻根上直接生长出来的,一次播种实现两次收成。在9月15日进行的测产验收结果表明,再生稻平均亩产量达到400公斤。而在往常,当地的再生稻平均亩产约为250公斤。

11月5日的晚稻测产结果,让今年粉垄栽培种植超级稻示范项目圆满收官。

“深松”玄机

对于粉垄栽培实现作物增产的原因,韦本辉认为,通过粉垄机整地,实现了真正意义上的深耕深松。

深松是农业生产中一项重要的增产技术措施,可为作物生长提供良好的土壤环境,改善作物根系的生长条件,促进根系粗壮、下扎较深、分布优化,充分吸收土壤的水分和养分,促进作物生产发育,提高产量。

同时,深松可以促进土壤蓄水保墒,增强抗旱防涝能力,相当于建立了一座“土壤水库”。

自20世纪80年代以来,中国的农业机械化耕作程度越来越高,在提高效率的同时,也带来了一个严重的问题:由于常年用拖拉机带铧式犁或旋耕机进行浅翻、旋耕作业,致使在耕作层与心土层之间形成了一层坚硬、封闭的犁底层,其厚度可达6厘米-10厘米,阻碍了耕作层与心土层之间水、肥、气与热量的连通性,土壤板结严重,导致地力逐年下降。

通过深松方式整地,可以很好地解决上述问题。深松的深度一般在25厘米以上,只是将土壤用机械打碎,在疏松土层的同时不会翻转土层,是保持土层不乱的一种土壤耕作方法,肥土层也不会被翻到地下。

在中国工程院院士、东北农业大学教授蒋亦元看来,粉垄机用垂直螺旋打碎土壤也是一种深松的方式。同时,由于实现了在旱田的条件下进行水田的整地作业,简化了水稻种植流程,“是很大的成绩”。

但是,由于深松是耗能较大的整地作业,若增产不多,则得不偿失;同时,如果深松深度超过耕作层,深入心土层过多,也不利于根系的发育。因此蒋亦元表示,深松深度的最优值是值得探讨的,并非越深越好,粉垄机应该按当地的自然条件、作物的类型等进行选择性试验。

同时,粉垄机作为一种新的机型,蒋亦元认为值得在诸如能耗、效率及效益,甚至部件的结构、运动参数等方面进行测试、试验。

韦本辉认为粉垄机在深松效果上要优于已有的深松机械,其独特的垂直旋磨方式让“土壤更为细化”。

同时,粉垄栽培在同其他革新性的耕作技术对阵中,亦有不俗表现。

全膜双垄沟播技术是甘肃省政府主导推广的一项新型技术,2008年的专项推广经费达5000万元。应用该项技术,种植玉米比相同条件下的半膜平覆增产都在35％以上,种植马铃薯比露地栽培增产30％以上。

今年,甘肃省农业科学院旱地农业研究所实施了“西北干旱半干旱区作物粉垄栽培研究与示范”项目,将粉垄栽培与全膜双垄沟播进行对照研究。

9月23日,由兰州大学、甘肃省发改委等单位专家组成的检测组进行现场测产验收,结果表明,粉垄覆膜栽培马铃薯比采用全膜双垄沟播技术亩产可增加35％。

实际上,粉垄机也在不断改进之中,如现在的整地作业效率较最初可提高30％以上,成本有望与拖拉机同等单位面积的整地作业相当或有所降低。

两难境况

截至目前,尽管粉垄栽培技术的试验进展顺风顺水,但让韦本辉苦恼的是,这一研究至今尚未立项,属于课题组的“业余”探索,而技术推广也障碍重重。

身为国家木薯产业体系岗位科学家,韦本辉承担其他项目获得的科研经费不算少,通过“拆东墙,补西墙”,才使得粉垄栽培研究不至于断炊,“累计投入应该在100万元以上了”。这显然并非长久之计。

韦本辉曾多次在广西农科院、广西农业厅疏通关系,希望能对粉垄栽培技术立项支持,但都未能如愿。

个中原因,与中国农业科研增产的主攻方向不无关系。科技主管部门将农业增产的希望更多地寄托在育种研究上,“国家在育种方面投入的科研经费比耕作栽培方面要多得多。”中国工程院院士、西北农林科技大学水土保持研究所研究员山仑说。

农业科研领域重育种、轻耕作的现象有其形成原因。广东省农科院研究员黄庆表示,首先,育种技术在研究中更容易控制,而耕作技术的研究过程则受到更多环境因素的影响;其次,育种技术的产业化机会大,可以通过卖种子获利,而耕作技术的革新,往往需要通过技术推广才能产生效果,政府同时要提供专项补贴。

“耕作技术是作物增产的基础,却往往被有关主管部门忽视,得不到有力支持。”山仑说。他认为,耕作和栽培领域应该是有增产潜力的,国家应该加强支持力度,只有在育种、耕作、水利等方面实现整体协调,粮食生产才能达到较好的产量。

国家杂交水稻工程技术研究中心研究员白德朗看出这项研究的重要性,7月下旬从广西参加完测产验收回到湖南后,他马上起草报告,于8月1日递交给袁隆平,申请资助超级杂交稻粉垄栽培高产技术体系研究,用该技术在湖南省生态条件下试验和示范推广。

当天,袁隆平即批示支持5万元。

这一消息着实让韦本辉兴奋了一阵子,毕竟袁隆平的态度本身就是一种影响力,会有利于促进粉垄栽培获得科研资助。

与此同时,国家对于深松整地的重视也开始升温。2010年中央一号文件强调,要“大力推广机械深松整地”,中央财政将深松整地作业纳入新增农资综合补贴资金支持范围,并要求在东北、黄淮及适宜地区重点实施。

今年1月11日,农业部发布《全国农机深松整地作业实施规划(2011-2015年)》,明确了农机深松整地的技术路线、发展目标和实施进度,要求到2015年将全国适宜地区的7亿亩耕地全部深松一遍,然后进入“同一地块三年深松一次”的良性循环。

韦本辉似乎看到了粉垄机光明的未来,但在当下,“由于这一技术还处于科研阶段,不能大面积推广,也享受不到补贴”。

这一说法得到了前述广西农业厅内部人士证实:一项农业技术在推广前必须要经过立项研究。

尽管现在粉垄栽培技术发表了数篇学术论文,也经过了多次专家测产验收,但专家组只能给予产量认定,无法做出推广的建议。

而且,即便得到政府的技术推广支持,如果力度不够,也往往难以发生应有的变革。

“有效果的增产技术并不缺乏,但农民没有使用积极性,有些增产技术直到过时,也没有机会得到广泛推广。”湖南农业大学教授邹应斌表示,南方农民的售粮意识普遍不强,青壮劳力大多外出打工,种田的目的基本是挣口粮,另外就是保证田里不荒,给自己留条退路,因此种田方式很粗放。

农民对增产技术积极性不高的主要原因在于收益问题。

黄庆分析道,在南方农村,通常每户的耕地面积也就一两亩,以种水稻为例,即便增产10％,增加的卖粮收入也就是100多元,扣除采用新技术多花的投入,可能纯收入增加几十元钱,很难有积极性。

“只有实现大规模种植才有较好的效益。”黄庆说。