李旺

首页 >科教 >科技英才 > 正文

粉垄“天下第一耕”改变世界造福人类

——访“粉垄大科学”缔造者韦本辉

中华英才 作者:张欣浪 王炜 2018-06-18 10:21

核心提示: 韦本辉被《人民日报》誉为“站在泥土上的科学家”,被《科学新闻》杂志称之为“极为‘接地气’的农学家”和“农民科学家”,被《祖国》杂志认为是我国“农业战略科学家”。

671087
科技部副部长徐南平(左三)在时任广西壮族自治区党委副书记侯建国陪同下考察粉垄机械并听取韦本辉(右一)粉垄技术汇报

他,一副不知疲倦的农民模样,过人的勤奋和智慧,站在全局视野之上,创造出多项原创性的重大成果,有的已让国民所分享,有的正以其遵循自然,增量利用“天地资源”让作物增产提质和陆地保水生态之定力改变现行农业生产方式,造福人类。

他,被《人民日报》誉为“站在泥土上的科学家”,被《科学新闻》杂志称之为“极为‘接地气’的农学家”和“农民科学家”,被《祖国》杂志认为是我国“农业战略科学家”。

他就是“天下第一耕”的粉垄(耕)技术发明人、“粉垄大科学”研究提出者、淮山药“冬种夏收”技术和定向结薯系列轻简技术创始人、占广西甘蔗种植面积60%的“新台糖22号”品种主要引种者、享受国务院政府特殊津贴专家、全国优秀科技工作者、广西壮族自治区优秀专家、广西有突出贡献科技人员、国家公益性行业淮山药专项首席专家、国家木薯产业体系岗位科学家、科学中国人(2016)年度人物、第10届发明创业人物奖获得者、原广西农科院院长助理兼科技处处长、经济作物研究所所长,二级研究员韦本辉。

让国人分享到薯类和甘蔗成果的“香”和“甜”

2001年,韦本辉被破格晋升为研究员。也就在那年开始,韦本辉组建薯类作物研究团队,从零开始,培养和带领团队在国内率先同时对淮山(山药)、马铃薯、木薯、红薯“四薯一体”进行研究。至今,共选育审定品种26个,“四薯”均取得国家或省级成果奖励。韦本辉作为国家公益性行业淮山药专项首席专家,他发明了“淮山药定向结薯”系列轻简栽培技术,育成新品种11个。他先后到宁夏、新疆、黑龙江、浙江等地进行调研以及试验研究,提出了“南薯(广西品种)北移(浙江、湖南、江西等长江以南地区)、北种(山东、河南、江苏等品种)西扩(宁夏、陕西、新疆等西部地区)”,解决了全国淮山药种源问题,破解了我国淮山药产业发展难题,使我国淮山药种植省份从原来的10多个扩大到后来的20多个,全国种植面积从2004年的300万亩发展到目前的800万亩左右,为山药走向大众餐桌作出了巨大贡献。

值得特别称喜的是,韦本辉和他的团队,历时10余年攻破淮山药“抑眠”和“破眠”发芽难题,世界首创的淮山药“冬种夏收”技术取得了重大突破, 5月18日,经专家验收2017年10月“冬种”淮山平均单株薯0.74公斤,最重达1.44公斤;它的成功,将可促进我国甚至世界淮山产业的新发展。

由韦本辉主持完成的“淮山药新品种选育及其配套栽培技术”项目获2014年度广西科技进步一等奖。该项目成果累计推广3000多万亩,增加经济收入62.2亿元。方智远院士等专家给予项目高度的评价,认为总体达到了国际先进水平,部分达到了国际领先水平。该项目进入了2017年国家科技进步奖评奖。

广西木薯种植面积占全国的60%以上。韦本辉带领团队对木薯进行有性杂交育种研究,一举育成杂交木薯品种5个,从此彻底改变了以往广西木薯域外品种种源“一统天下”的局面。相关成果相继被《人民日报》《人民网》所报道。

广西冬种马铃薯发展与韦本辉的付出分不开。韦本辉先后收集引进了上百个马铃薯品种资源,通过筛选,于2004年审定了“大西洋、费会它和中薯3号”等3个品种,并在南宁市及那坡、隆林县等多地进行春夏繁种和稻草覆盖免耕等试验研究,形成适于广西冬种马铃薯生产的良种、繁种和栽培技术体系,填补了广西在这一技术领域的空白,并因此获得了广西科技进步三等奖。

韦本辉主持红薯杂交育种研究。育成了“弱感光型”红薯新品种5个。创造“一年两熟”新模式,解决了广西、海南等低纬度当地红薯传统品种春夏长日照条件下不能结薯的难题,填补了“冬种春收”和“春种夏收”技术空白,为我国春夏鲜红薯淡季市场提供新鲜红薯作出了贡献,获得了广西科技进步三等奖。

广西是我国重要的蔗糖产业基地。糖产量占全国60%以上。1997年,韦本辉主持 “广西100万亩甘蔗良种良法配套开发研究”项目在16个县实施;1998年,他又负责规模性地从台湾引进“新台糖22号”,至今仍占广西甘蔗面积60%左右、累计推广逾1亿亩,增加经济收入超1000亿元;国人都分享了它的“甜蜜”。2003年获得了广西科技进步三等奖。

开拓具“超广适性和增产生态”定力的粉垄绿色农耕新时代

悠悠天下事,莫过于人的生存环境(足够的可利用耕地资源、水资源及良好的生态环境)、人与自然的和谐、国家粮食安全、国民健康、民族延续;与此息息相关的,首先是农事的耕与种。可是传统和现行耕作模式与现实需求已不相适应了。

671088
甘肃定西粉垄马铃薯可增产1倍左右

韦本辉通过多年的思考和探索,他对我国的土壤状况和生态表示出了深深担忧。传统的犁头式耕作深度有限,可利用的土层一般不超过20厘米,土壤自身的潜力不能充分释放。更为严重的是,化肥的长期过量使用导致土层板结、土壤变酸。长此以往,粮食和土壤、水体、空气等必将受到污染影响,人们的生存环境必将恶化,这种问题在中国已经开始凸现。

令人欣慰的是,韦本辉以农民科学家、战略科学家的视角,怀揣着关注国民健康、民族永续的朴实情怀,并以他“拼命三郎”的行事风格,破解了这一难题——干成了一件在人类农耕历史上可称得上“惊天动地”的重大原始科学创新,突破了涉及面最广、与人类生存与发展最紧密相关的新耕作模式。创造了继人力、畜力、拖拉机整地等之后的“第四代农耕革命”——粉垄(粉耕)的超广适性(能耕作的土地都能粉耕)和“增产、提质、保水、生态”的“四位一体”及其“粉垄大科学”,着实可改善未来人类的生存环境!

韦本辉创造这一被誉为“天下第一耕”技术,始于2008年。

韦本辉在他的木薯等作物栽培研究过程中,发现土壤疏松、土壤表皮结膜、土壤板结三种类型土壤,各种植的作物产量存在15%以上的依次递减规律,并亲自到全国多个省区进行耕层土壤调查,发现各地普遍存在犁底层上移,耕层多只在10—18厘米。于是,韦本辉利用儿时看到木匠使用螺旋钻头“钻孔松屑”的原理,在2009年,他个人出资8000元,在广西宾阳一农具加工厂老板协助下,发明制造了首台“螺旋型钻头”利用拖拉机驱动牵引的“粉垄机”。并在宾阳邹圩农民黄功斗的协助下,在同一块地上开展了刀耕火种和人力、畜力、拖拉机、粉垄耕作,对“五种农业耕作模式”进行零施肥的产量“比拼”。参试作物为玉米和花生。发现“五种耕作模式”中的后一种模式比前一种的产量呈现8%的增产规律。而粉垄比拖拉机耕作,其玉米、花生的产量分别增产达到了13.4%、17.9%。因此,韦本辉把利用“螺旋型钻头”耕作及种植农作物的技术行为命名为“粉垄”,并申报了相关发明专利。2010年,韦本辉又与广西五丰机械公司合作,经多年研制,发明了一种“螺旋型钻头”的自走式粉垄机械耕具,以实现破解“超深活土”来满足农作物自然性再度增产的难题。

“天下第一耕”的粉垄农耕方法问世,在现实和深远意义上,至少有四个方面:

一是在学术本质上,发明了全新的耕作工具——“螺旋型钻头”, 可按照需求任意调节耕作深度,破解了用“四两拨千斤” 之力,撬动人类尚未利用的地球表面深层土壤的科学活化(不乱土层),带动天然降水、太阳光能等的增量利用,使农业自然性(不增加化肥和灌溉量)地实现新一轮的增产提质与陆地保水生态、人与土地互馈的重大前沿科学问题。二是在技术上,成功地创造了一个简单易行的综合性、应用性的“粉垄耕作技术”及其超广适性的“粉垄技术体系”,可为人类创造无尽的生存物质与财富(可流行千秋)。三是在学术研究上,具有重大前沿性、基础性研究特征,开辟了一个可供自然资源科学转化的庞大的、深度的、驱动性的科学研究新领域,并提出了“粉垄大科学”重大学术观点。四是粉垄技术的成功研究与应用推广,标志着人类认识自然、遵循自然、利用自然,提高到了一个崭新境界,“粉垄大科学” 的推动前行,终将可开创一个人类与自然更加和谐发展的新的伟大时代!

671089
山东黄河三角洲农高区实施粉垄改造中度盐碱地效果

粉垄“天下第一耕”,不仅能使低产田变成中产田、中产田变成高产田、高产田变成更高产田,从而大幅提高现有耕地的生产能力,而且还适用于尚未完全利用的盐碱地、砂姜黑土、退化草原、边际土地等类型土地。

据了解,近10年来,粉垄(耕)技术已在广西、黑龙江、新疆等22个省(区)的玉米、小麦等30多种旱地作物以及山东、宁夏、陕西等9个省的盐碱地成功推广应用,在不增施化肥和灌溉的情况下,增产10%—50%,品质提升5%以上,比较效益增加15%以上,耕地保水1倍。

“粉垄绿色生态农业技术”,于2017年被农业部列入国家主推技术。这也意味着粉垄(耕)绿色农耕新时代已经到来。

是什么魔力让粉垄技术能产生如此十分难得的“增产、提质、保水、生态”的“四位一体”效果?韦本辉在接受采访时如是道来。

粉垄的核心,是利用发明的“螺旋型钻头”耕具垂直入土30—50厘米一次性完成整地任务,深耕又深松且不乱土层,形成“四库”和“十大功能效应”定力平台。

所谓“四库”,即由于粉垄单位面积上其松土量比拖拉机耕作增加2—3倍,扩建了“土壤养分库”——单位面积上可供作物利用的土壤速效养分增加10%—30%;“耕地水库”——雨水入渗速率提高30%—50%、贮水量增加1倍左右;“土壤氧气库”——土壤容重降低20%—30%、氧气增加1倍左右(粉垄稻田水稻移栽后,耕层10cm测定氧化还原电位粉垄比拖拉机浆耕增加2.93倍);“土壤微生物库”——土壤有益微生物数量增加1倍以上。

“十大功能效应”定力平台是指:作(植)物根系发达增加15%—30%,净光合效率提高6%—30%;零施肥自然增产10%(粉垄与拖拉机深松耕相比,广西宾阳粉垄玉米、花生分别增产13.4%、17.9%,甘肃省定西市粉垄马铃薯增产26.55%,河北粉垄玉米增产18.3%);零增施肥、农药、灌溉作物增产10%—50%(22个省<区>33种作物应用增产10%—50%。如河北沽源县粉垄马铃薯2017年亩增1652.72公斤,增幅52.95%;广西宾阳雨养粉垄甘蔗亩产9666.7公斤,比对照增产3037.8公斤,增幅45.82%;陕西省佳县粉垄玉米亩产696公斤,比对照增产203公斤、增幅41.17%);多年持续5%以上增产(河北吴桥粉垄耕作一次,第二年第三季玉米最高亩增254.65公斤,增幅38.19%,第四年仍增32%。);品质提高5%、效益提升10%以上(粉垄甘蔗蔗糖含量增加5.17%,马铃薯陇薯3号粗淀粉含量增加7.19%。中国农科院、广西农科院等粉垄种植玉米、小麦等统计,每产出100公斤粮食其化肥用量减少0.35—4.29公斤,减幅达10.81%—30.99%。甘肃定西市粉垄马铃薯三年合计增收639.07元、增幅23.14%);粉垄物理性改良盐碱地,淡盐20%—50%,作物增产10%—30%(新疆尉犁重度盐碱地,经清华大学检测,粉垄后碱化度下降40%,棉花增产48.80%;山东省东营滨海盐碱地,粉垄后盐碱地重度类型全盐含量下降31.52%,中度类型全盐含量下降8%,经中国科学院田长彦等验收玉米增产26.80%);粉垄改造退化草原,牧草增产1倍以上(内蒙古粉垄改造退化草原试验示范130天,增草达116.57%);土壤增贮保水1倍平台定律(粉垄加深2—3倍,年际间土壤增贮天然降水1倍和1倍以上);粉垄后洪涝、干旱、低温等灾害减轻(粉垄土壤增贮水分1倍以上,流域性遇干旱、洪涝灾害等情况可以减轻;广西甘蔗冬春连续低温42天每亩增产191.31%);多因素促进生态环境改善(粉垄减施化肥能增产提质和水土流失减少、土壤水体空气污染得以改善;土壤贮水量倍增,作物生物量增加20%—30%,空气湿度提高5%以上)。

671090
粉垄耕作(左)深达50厘米比拖拉机耕作(右)明显加深

对于我国粉垄技术的应用,韦本辉还探讨提出了“五大工程”。

一是促进“雨养”农业和“美丽乡村”战略的现有耕地粉垄绿色修复与地力培肥工程。如果全国10亿亩耕地实施粉垄,不仅保持较好的优质粮食产出量,且农田污染状况将得到有效改善。坚持一个时期就可以实现被污染的耕地土壤得以绿色修复与培肥,全国耕地进入良性绿色发展。

二是盐碱地粉垄物理改造利用工程。我国现有可利用的盐碱地5.5亿亩,如粉垄改造3亿亩,按每亩年产粮400—500公斤计算,每年可增收粮食1200—1500亿公斤。

三是退化草原粉垄聚水丰草生态工程。如10亿亩退化草原实施“粉垄聚水丰草生态工程”,粉垄耕作30—35厘米并采用保护性措施,即边粉垄边生物膜覆盖(防尘泥上扬污染环境,待草长出后半年左右自然降解),牧草年增长量1—3倍(内蒙古粉垄后130后天,增草116%),每亩土壤可增储天然降水30—40立方,可获得肉、奶等大量农产品。粉垄一次可永久利用,还可改善区域性尤其是北京等地区生态环境。

四是粉垄“海绵”城市绿地工程。采用粉垄建造“海绵”城市绿地,既可集聚城市部分雨水、减少内涝,又可减少绿地日常管理用水量,且绿地土壤疏松,草丰富有弹性,还能吸纳空气中的污染物,一举多得。

五是基于粉垄“土壤水库”与化肥农药减施效应的“江河水体资源利用工程”。

全国陆地粉垄面积如达20多亿亩,形成新增“土壤水库”4000多亿立方,加之农业化肥农药减施计划实施到位,如国家实施基于粉垄土壤水库与化肥农药减施效应的“江河水体资源利用工程”,对江河水体(含近海水域)自然繁殖和政府鱼苗放养政策支持,不但“鱼多水自清”改善江河生态,而且优质鱼类食物将得以大量供给,丰富国民食物和蛋白质来源。

2017年,基于粉垄的巨大科学潜力和广泛的驱动应用前景,韦本辉研究提出了“粉垄大科学”,以期通过国内外多学科协同研究,解决人类与自然和谐发展的深层次问题,助力中国乃至世界走上绿色发展的康庄大道。

粉垄技术的提出与应用,得到了袁隆平院士、李振声院士、刘旭院士、赵其国院士、张洪程院士等10多位专家的积极肯定与支持。

漫漫人生路 探索永相伴

韦本辉自从广西农学院农学专业毕业后到目前,通过他的勤奋和实干,给社会创造了巨大经济价值,他在科技荣誉及成果方面也收获甚多,先后获得国家科技进步二等奖1项、省部级奖12项,发明专利13项,省级重要标准奖1项,审定品种26个,专著11部,论文135篇。

古人云,“六十而耳顺。”如今年逾六十的韦本辉,早已知道了实现理想的艰辛,什么样的话他都能听得下去,也能辨明其是非曲直,因此他做事情不再追求个人荣辱成败。尽管到了本该享受天伦之乐的年龄,可韦本辉一年当中大部分时间都奔波在全国各地,实地考察指导粉垄技术推广与应用。他期盼“天下第一耕”的粉垄技术早日在祖国大地上全面推广开来,造福华夏民族千秋万代,佑护中华民族长盛不衰,永远矗立在世界的东方。

(2018.06.01 第11期)