農作物粉壟栽培及在旱作農業中的作用

呂軍峰，韋本輝，侯慧芝，張國平

（1.甘肅省農業科學院旱地農業研究所，甘肅 蘭州 730070；2.廣西農業科學院經濟作物研究所，廣西南寧 530007）

中國目前耕地紅線為1.2億hm2，其農產品的產出量供應了13億人口的需求，促進和保持了社會穩定和經濟發展。預計到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業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，今后糧食總產的增加在于單產的有效提高，而單產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。應用粉壟栽培的作物在正常科學管理條件下可增產10%～30%，具有較好的自然性增長而非增加肥料等投入的增產作用，而且其產品質量也將得到改善或提高。粉壟栽培的發明與應用，摒棄了現行的機耕模式，實現了農藝與農機的有機結合，對進一步解決耕地的良田化和耕種的良法化問題，提高耕地農產品產出率，保障糧食安全和經濟社會持續發展將發揮積極作用。

1 粉壟耕作技術的特征

表1列出了粉壟耕作與傳統耕作的主要區別。傳統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、保肥及節能減耗等功效。

2 增產效果

近年來，中國農業科學院和全國多個省級農科院、農業院校在10多種作物上應用粉壟栽培技術，均表現出大幅增產效果，增產幅度可達10%～30%。采用粉壟耕作技術，水稻廣西第1季增產23.87%，其后第2季免耕增產9.25%、第3季增產8.88%、第4季增產5.50%，再生稻（第4季）較晚稻早收20～30 d，產量超過7 500 kg/hm2，廣東優質稻增產1 050 kg/hm2以上；玉米寧夏增產1 803 kg/hm2，遼寧增產1 500 kg/hm2以上，第2年持續增產；小麥河南增產26.25%，第2季輪種水稻持續增產；馬鈴薯甘肅增產35.48%，第2年增產15.6%；其農產品品質也得到改善或提高。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%面積應用粉壟栽培，則共0.27億hm2，平均折合增產稻谷750 kg/hm2，可增產糧食200億kg（新增效益500億元），相當新增加水稻播種面積266.7萬hm2，增產的糧食可養活1億多人口。

3 粉壟栽培在旱作農業中的作用

3.1 緩解旱情，減少水土流失

粉壟耕作技術具有耕地“土壤水庫”之效，流域性的大面積推廣應用，部分雨水將有效的被貯藏下來，一方面供作物生長發育所需，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，降雨后部分雨水被就地攔蓄，減少了徑流，減輕了洪澇災害。

3.2 有利于旱作農田蓄水保墑

2011年，甘肅省農業科學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，對作物生長和增產有利。2012年3月25日，甘肅省農業科學院對在海拔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耕作特征對比

3.3 改善生態環境

3.3.1 改善農業生態環境 粉壟栽培使土壤環境得到改善，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容易被分解。同時，由于粉壟栽培的作物根系發達，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，提高空氣質量有利。3.3.2 有利于干旱區生態重建和草原改造 在我國西北干旱地區，通過合理設計和試驗，利用粉壟技術種草和耐旱樹木，經過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，促進草原生態良性循環和畜牧業發展。

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減輕。