作者:贺根生 来源:中国科学报 发布时间:2012-1-3 12:29:18
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广西粉垄机诞生记:改革犁耕模式 提升土地效益


 
■本报记者 贺根生
 
2011年1月农业部发出通知,要求到2015年将全国适宜地区的7亿亩耕地全部深松一遍。一场土地改良战役在我国从南到北迅速拉开,各种深耕机具纷纷登场,各显神通。
 
在这些深松整地机具中,有一款新型农机具虽初出茅庐,却在改革传统犁耕模式中显露出“神奇”的效果,它就是由广西农科院经济作物研究所研究员韦本辉与广西五丰机械有限公司李深文等人发明和研制的“粉垄机”。
 
粉垄机是采用一个或多个螺旋钻头,垂直旋磨将土壤粉碎、悬浮成垄成厢的新型农机。其耕作深度成厢的可达30厘米以上,成垄可超过30厘米达到60~80厘米,且土壤团粒结构细小并不乱土层、保水透气性好。经在玉米、甘蔗、水稻等十几种作物栽培试验,普遍增产10%~30%。它一亮相,便受到农业专家和村民的广泛关注。
 
粉垄耕作产生的奇迹
 
人类农耕历史,是一部农业工机具不断变更的历史。从最早的刀耕火种,到人力整地、畜力整地、拖拉机整地,每一次先进工具、机具的推出,都会带来农业生产的巨大进步。粉垄机也不例外,它一推出便取得了显著的效果。
 
2009年12月8日,广西农业厅组织中国农大、湖南农大等单位的专家,在武鸣县对采用粉垄机耕地种植的作物进行现场测产,淮山鲜薯亩产3779.1公斤;木薯华南205、8号和10号等3个品种鲜薯亩产分别达3384.6公斤、3627.9公斤和3481.9公斤,均比传统栽培增产30%。
 
2010年,粉垄耕种玉米、花生和大豆试验,又分别比传统耕作(对照)的增产25.6%、13.7%和10%。在广西支柱经济作物甘蔗粉垄栽培试验中,亩产比对照增27.3%,比传统耕种每亩多收原料蔗1吨多。
 
粉垄耕种在12种旱地作物增产10%~30%的基础上,2011年,又推广到粮食主产作物水稻试验,并获成功。
 
2011年11月5日,广西农业厅组织专家在玉林市福绵区辛仓村对粉垄晚稻测产,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%;加上粉垄栽培早稻亩产682.5公斤,早晚两造亩总产1296.8公斤,比对照田增产183.5公斤,增产16.48%。
 
粉垄耕作还走出广西,推广到湖南、河北、辽宁、宁夏、甘肃等省及自治区,均取得了很好效益。
 
2011年9月21日,宁夏回族自治区农牧厅组织专家对粉垄耕种淮山药验收,日本新大和长芋、黄金山药、铁棍山药亩产分别达到3477公斤、3168公斤和978公斤。
 
2011年9月23日,兰州大学、甘肃省发改委等单位的专家在该省定西市现场测产,粉垄覆膜栽培马铃薯,比当地最优技术全膜双垄沟栽培的亩产增加35.4%。
 
粉垄耕种的作物品质也有改善。经有关机构检测,粉垄稻米整精米率、蛋白质单项质量比对照的提升2个等级;定西粉垄马铃薯粗淀粉、维生素增加30%。
 
同时,发现旱地粉垄耕作还提高了土壤的贮水能力。粉垄深耕25cm、60cm比拖拉机深耕20cm,贮水量每亩分别增加166.9%和309%。
 
粉垄机耕种效果,消除了示范点村民对粉垄栽培的疑虑,纷纷要求明年增加粉垄稻种植面积。
 
粉垄机耕种效果,引起了我国农业专家的广泛关注。
 
中国工程院院士、中国农业大学教授戴景瑞,在了解粉垄耕种试验情况后认为,“这是农耕方法上的重大变革和创新,是作物栽培技术的一大突破”。
 
2010年10月,中国农学会耕作制度分会常务理事逄焕成研究员,在广西实地考察后认为,“粉垄栽培可从根本上解决旱地土壤瘠薄、保水保肥能力低、根系难以深扎等问题。”
 
2010年12月,甘肃省农业科学院副研究员吕军峰在南宁观摩后写下:“粉垄栽培技术对西北地区旱作农业发展和生态环境治理将有重要作用。”
 
2011年7月,国家杂交水稻工程技术研究中心研究员白德朗参加粉垄稻验收后说:“粉垄栽培超级稻比对照常规栽培的单产增产20%,这是一个奇迹。”
 
产研合作的结晶
 
牛顿说过:“如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上。”
 
问及粉垄机成功开发原因,其主要发明人韦本辉回答说:“这是在前人成功的基础上,总结、实践的成果。”
 
韦本辉从农村走出来,现为农业部淮山药行业科研专项首席专家、木薯产业技术体系岗位科学家,向记者讲述了粉垄机研发的经过。
 
长期的农村生活与多年的作物栽培试验经历,让韦本辉与课题组同志深深认识到,土壤疏松有利于作物生长。
 
虽然这一理论书上早已有之,但土壤怎样疏松才有利作物生长并没解决。
 
他们从木薯、淮山药专用旋磨机得到启发,2009 年初,委托桂林一农机厂制造出双钻头的粉垄机,在广西宾阳、武鸣等地进行马铃薯、淮山药和木薯种植试验,虽效果不错,但存在动力不足、效率太低、成本较高等问题。
 
为了能研制出更好、更适用的粉垄机,2010年5月,韦本辉带着对双钻头粉垄机的改进意见来到玉林市容县,找到广西五丰机械有限公司。
 
五丰公司是一家专门从事耕整机、微型水稻联合收割机、甘蔗中耕培土机等农用机械生产的民营企业,年产农机2万多台,规模虽然不算大,但公司董事长李深文却有很强的创新意识。
 
“这任务,我们接了!”听了韦本辉介绍后,李深文爽快地回答。
 
于是,一项产研合作开展粉垄机研制的课题,在没有政府投入的情况下由此正式进入了攻关阶段。
 
粉垄机是以传统的拖拉机为动力,由于它需带动多个钻头,垂直旋转、水平行进,因此原来的传动装置不能适应。如何让动力与行进速度均衡协调,便成为研制粉垄机的关键。
 
为此,五丰公司组织了专门技术攻关小组,对原来的样机进行解剖分析,针对存在的问题逐一加以改进。这期间韦本辉也多次来到企业,与他们共同探讨改进方案,经过5个月的奋战,终于研发出第一代粉垄机,并向国家知识产权局申请了发明专利。
 
第一代粉垄机,发动机马力为50匹,螺旋钻头由2个增至5个,耕作效率有了很大提高。
 
随后在马铃薯、玉米、木薯、黄豆等作物栽培试验示范中收到很好的效果。
 
在试验示范中完善
 
“粉垄机成果之所以能快速转化,还有一个重要原因,就是在示范中不断完善。”李深文说。
 
一项新技术产品的完善不可能一步到位,而作为一个民营企业也不能等到产品完全成熟后才示范应用,只能一边试用,一边改进。
 
2011年10月13日,一场别开生面的粉垄冬种马铃薯现场会在韶关市曲江区枫湾镇举行,广东省农科院副院长李康活亲自主持会议,省农科院作物所、水稻所及韶关市曲江区有关领导、专家、企业家和当地村民,冒雨到现场观摩粉垄机作业。
 
其实,组织这样的现场会广东不是第一家。从2011年开春至今,五丰公司的粉垄机耕组已先后转战湖南、河北、辽宁、河南等省,在推广示范中既展示了粉垄机的功能,也收集到对粉垄机改进的意见和建议。
 
说到这,李深文给记者讲起粉垄机在沈阳示范耕作的经历。
 
2011年4月7日,五丰公司应邀派出3位师傅,用汽车载着粉垄机北上沈阳。经过3天车程,于9日抵达辽宁,10日在昌图县进行粉垄玉米地作业示范。
 
自上世纪80年代以来,我国农业机械化耕作程度越来越高,但由于连年使用拖拉机带铧式犁或旋耕机进行浅翻、旋耕作业,致使形成了一层坚硬、封闭的犁底层,影响了作物生长。
 
听说粉垄机深松效果好,当天中国农科院、辽宁省农科院的专家,辽宁省昌图县委、政府领导,以及附近村庄的农民都来到现场观看。
 
“粉垄机对打破北方玉米地犁底层确实起作用。我给你们提点意见,改进后效率上来了,我们县将大批购买你们的粉垄机。”学农机专业的县委书记刘雁看了粉垄机耕地后说。
 
刘雁的一席话让机耕组深受鼓舞。根据反馈回来的信息,针对耕作速度慢、功能不够配套等问题,他们采用先犁后磨、拖磨结合,以减少阻力;通过加大动力,更换刀片材料,提高作业效率;开发多种类型配套机具,以适应不同地区的耕作需要。
 
经过6个月的不断改进,成功地开发了第二代粉垄机。
 
第二代机型马力有90匹、190匹,其中90匹可带动7个钻头,整地作业效率提高了30%以上,松土层比传统机耕深8厘米以上。90匹粉垄机在稻田作业每小时可耕田3~4亩,每亩耗油2.5~3升。
 
中国工程院院士、东北农业大学教授蒋亦元在了解了粉垄机使用情况后,认为粉垄机垂直螺旋打碎土壤也是一种深松的方式。而且实现了在旱田条件下进行水田整地作业,简化了水稻种植流程(稻田干打,回水软土直接移栽,免除犁耙环节),“是很大的成绩”。
 
但他同时指出,由于深松是耗能较大的整地作业,粉垄机应按当地的自然条件、作物的类型等进行选择性试验。
 
粉垄机的诞生,是对沿用千年犁翻耕作模式的重大挑战,为我国深松整地、改良土壤增添了新机型,为土地升值、粮食增产带来了新希望。但也要看到粉垄机是一种新型农机具,如蒋亦元在给韦本辉信中所说的,还应在诸如能耗、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。
 
记者问到下一步打算,李深文坦言,粉垄机要适应不同地区、不同作物应用,还有许多工作要做,要进一步提升机器作业效能,需要农机专家的帮助,需要国家和地方政府的支持。
 
但不管怎样,韦本辉等和五丰公司还是充满信心,决心把粉垄机进一步完善,首先在中低产田良田化改造工程中发挥作用,同时更好地服务农业,造福农民。
 
《中国科学报》 (2012-01-01 B27 专题)
 
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