農歷牛年春節將至，在山西省晉中市壽陽縣的鄉村里，留守的老人們已經開始準備過年的年貨，過年的氣氛漸漸濃了起來。不過，和以前不一樣，這個寒冷的冬天里，除了忙過年的事兒，壽陽縣上湖鄉常村的村民們，還要忙地里的活兒——給4600多畝旱地果樹剪枝。在種果樹之前，村里主要種玉米，整個冬天，一直到來年清明前后，曾經都是農閑時節。
我國旱作農業占比49%，灌溉農業占比51%
常村是一個典型的半濕潤偏旱區的山村，海拔1000米左右，常年降水量在500毫升左右，村里的土地都是旱地，以前主要種植玉米，靠天吃飯。2011年，在種果樹之前，村里人均收入只有3000多元，村集體的收入是0。
2011年，常村老書記侯志強發動黨員集資6萬元，又連續開了13次村民會議，終于說動部分村民，啟動了村里果樹產業的第一步——種了200畝玉露香梨，這是一種適合旱地種植、且品質非常好的香梨。到2020年，村里的香梨面積已經達到4600畝，2019年賣梨的收入700萬元，僅這一項收入，全村660口人，人均就超過1萬。
“完全依靠自然降水進行生產的農業，叫做旱作農業，和它相對的概念是灌溉農業，所以，旱作農業包括全部不進行澆灌的農業生產。這其中，在降水量入不敷出的干旱、半干旱地區則叫做旱地農業，也就是在干旱、半干旱的耕地上進行的旱作農業。”2021年1月27日，在中國農科院舉行的“旱地農業創新發展報告會”上，中國農業科學院副院長梅旭榮說，“在全球，旱作農業占全球耕地的比例是81%，灌溉農業占19%，這個比例前些年還是80比20，這幾年全球灌溉面積有所下降。在中國，灌溉農業是51%，旱作農業占49%。”
我國的灌溉農業面積占比很高，但同時，我國又是一個嚴重干旱缺水的國家，旱地農業的作用不可替代，這些旱地，主要分布在淮河、秦嶺、昆侖山以北的北方地區。“旱地農業是我國農業的重要生產方式，它提供了全國43%的糧食、75%以上的牛羊肉，60%的溫帶水果，同時也聚集了70%以上的生態脆弱區，在全面脫貧之前，還聚集了80%以上的貧困人口。因此，旱地農業在糧食安全、生態安全及此前的消除貧困中，都有極其重要的地位。”
30年耕耘，改變旱地生產的歷史
30年前，梅旭榮就帶領團隊開始研究旱地農業生產技術，那個時候，也正是我國旱地農業技術研究剛剛起步不久。
我國的旱地農業技術研究，起步于上世紀80年代初、“六五”計劃時期。梅旭榮介紹，整個“六五”計劃時期，我國主要對北方旱地做了類型分區工作，對整個北方旱農區的資源稟賦做了摸底。到“七五”計劃時期，則開始實施中低產田改造提升的工作，這個工作一直持續到“九五”時期，也就是上世紀末，改造提升的中低產田包括當時的三江平原、黃淮海、南方旱區、黃土高原和北方旱區等。
“我們做的工作，一是查明了北方旱地自然降水利用的狀況，當時的利用率只有56%。第二是查明了主要農作物生產潛力的開發程度，當時是35%，這個數字到今天已經上升到45%。而從經濟角度考慮，適宜的開發度是65%。”梅旭榮說，“這個階段，我們還研發了一批集雨聚水保墑的技術，建立了不同區域的旱地發展模式。”
進入新世紀，“十五”時期，旱地農業的研究開始轉向，此前主要的重心在糧食增產上，此后開始重視農林牧協同發展，要產量也要效益。到“十三五”期間，科研人員又開始關注生態保護，重視糧食、經濟作物、飼料作物，及農林牧的協同發展。
常村的香梨產業，其實就是糧食、經濟作物、飼料作物優化調整及農林牧協同發展的結果。老書記侯志強告訴新京報記者，種香梨之前，村里“窮得叮當響”，村集體如此，村民也是如此。侯志強曾經在蘇州學習，在蘇南看到過當地的農村，“和我們完全是兩種生活，那里有些村莊，人均存款都過百萬了，我們村里，十萬的都很少”。
從種子到管理，在旱地里淘金
在蘇南的見聞，成為侯志強改變村莊的動力，而旱地農業技術，則讓他們的夢想，有了實現的可能。
在山區的旱地里種水果，這是侯志強此前不能想象的。玉露香梨，這種成活后幾乎不需要澆水的果樹，正是旱地農業科技創新的成果。侯志強告訴記者，當地幾乎完全符合玉露香梨的種植條件，它適宜海拔為800-1300米，而當地是1040米，適宜緯度為36度到39度，當地是37.4度，適宜降水要大于450毫米，當地是500毫米，適宜平均溫度要不低于8攝氏度，當地獨特的小氣候則是8.9攝氏度。
侯志強告訴記者，玉露香梨對水的需求不高，在果實成熟期需水更少，水多了反而不好。所以，他們只在栽種的時候、特別干旱的年份補澆一點兒水，其他時候不需要人工補水，自然降水就足夠了。
選育抗旱作物無疑是旱地農業技術創新的基本工作之一，梅旭榮介紹，僅中國農科院，就選育了70多個抗旱豐產作物品種。
除了育種技術，田間管理技術同樣重要，這包括收集雨水、改良土壤、覆蓋保墑等方面的數十項技術，這些技術適用于不同區域、不同作物的旱地生產。
同在壽陽縣的郭三平，也是旱地農業技術的實踐者。郭三平是壽陽縣景尚鄉張韓村的種植大戶。10多年前，他和兄弟、親戚共同成立了一個合作社，主要為留守人口提供耕種服務，他們置辦了全套的農機，從種到收一條龍服務。近幾年，他們的合作社流轉了土地，自己也開始種地，主要種玉米。
和傳統的種植模式不同，郭三平的玉米，采用了多種旱地農業技術，比如寬覆膜，這是一種保水增密的種植技術，使用1.6米寬的地膜，可以覆蓋4行，而普通地膜通常只覆蓋2行。寬覆膜使用降解膜，到秋收的時候，地膜就基本上可以降解，秋收之后，地里就看不到白色的地膜了。寬覆膜還利于增加種植密度，每畝可種植5000株以上，比普通種植多1000株左右，這可以使每畝產量提高100-200公斤。近幾年的測產中，他的玉米平均畝產都在1300-1400公斤，在旱地，這已經是非常高的產量了。
利用好每一滴水，和低產對抗
旱地農田地膜覆蓋，可以很好地保持土壤里的水分，防止水分蒸散到空氣中。而密植寬覆膜的技術，正是來自于中國農科院的專家們。
壽陽模式是梅旭榮研究員和他的團隊打造的典型模式之一，在那里，來自中國農科院的專家們，常年入村下地指導，和當地農民一起實踐旱地農業技術，開發新的技術模式。
這也影響了當地農民，在采訪中，水分利用率、保墑之類的專業名詞，郭三平隨口就能說出來。郭三平告訴記者，僅覆膜一項技術，在科學家們的監測中，就能將降水利用率提高1.5到3個百分點。
水是生命之源，也是農業的命脈。旱地農業，沒有灌溉水源，盡可能地提高對自然降水的利用率，用好天上之水是關鍵。
“農業是用水大戶，甚至是第一用水大戶。其中，如何更好的利用水，對節水、提高農業生產效率意義重大。比如，在糧、棉、油、蔬菜等生產中，全國每年總耗水量在7500億方左右，如果水的利用率提高一個百分點，其意義就非常重大，其中，提高自然降水利用率尤其重要，在7500億方的農業用水中，只有2000億方左右是灌溉水，其余5000多億方來源于自然降水。”
我國旱地農業中的自然降水利用率是多少呢？2000年前，這一數據是56%，20年后的今天，提升到了65%，提高了9個百分點，這相當于多了近500億方的水。而在梅旭榮他們建立的示范區中，甚至可以達到70%以上。遠比全球平均利用率的50%要高得多，其背后，是一系列旱地農業技術的應用。“我們的旱地農業技術，在全球都位于前列。”梅旭榮說。
秸稈還田，保護我們的水土
秸稈還田也是提高旱作農業效率的技術之一。在郭三平的玉米地里，收獲后留下的玉米秸稈，在離地30厘米左右的地方被砍斷，上半部分粉碎后灑在地里，下半部分還直直地矗立著。
這一做法，也來自于中國農科院的專家們指導，是一種高留茬少耕全覆蓋技術，可以通過相應的機械完成作業。秸稈還田覆蓋，可以達到保墑的作用，而高留茬則能夠防止風把還田的秸稈刮走。
待到來年清明前后，翻地播種的時候，這些留在地里的秸稈茬，才會被農機再一次處理，一次性砍斷、粉碎，翻耕到土壤中。
“用這樣的方法，春天翻地時，土壤和其他地塊的明顯不一樣。”郭三平告訴記者。
在作物生長中，土壤中的有機質提供營養，從土壤中轉移到作物中，按照傳統的方法，秸稈被收走，這些有機質也就永久地離開了土壤，而秸稈還田，則能夠最大限度地把這些有機質留在土壤中，讓他們循環起效。
與此同時，再配合有機肥、農家肥等，可以更好地改善土壤。
郭三平告訴記者，他的玉米地里，每畝平均施用1.5方的豬糞或牛糞，這能夠代替20%-30%的化肥，而且對土壤更友好。“用有機肥的土壤更松軟，而只用化肥，用不了幾年，土壤就變得硬邦邦的。”
“中國有幾千年旱地農業的歷史，當然也積累了大量相關的技術，其中的核心之一，就是有機質的循環利用，這也可以稱為有機旱地農業，這個有機，并不是一般人認為的有機農業，而是生產過程的有機化，可以盡可能地保留土壤中的有機質。”
持續發展，旱地農業仍有危機
更多的抗旱產品和技術在不斷應用，比如抗旱節水制劑、生物降解地膜、壟溝覆膜集雨技術、培肥蓄水聚墑技術等，在不同土壤、不同作物中應用。
過去數十年中，中國旱地農業的生產技術，已經發生了根本性的改變。而技術的發展，在未來，也必將改變更多旱作農業的生產模式。
但這并不意味著，旱地農業的問題已經解決，實際上，旱地農業仍面臨著重重危機。“首先是可持續的問題。從整個農業布局來說，秦嶺淮河以北，占國土面積的65%，耕地面積的56%，水資源只有19%。但也是這個區域，生產了全國58%的糧食，其中旱地生產了全國43%的糧食。北方還在向南方一些地方銷售糧食，這意味著，缺水的地方，在為不缺水的地方生產糧食。而糧食生產本身要耗費大量的水。”梅旭榮說，“從數據來說，我國幾個重要的南水北調工程，每年可以從南方調300億方的水，但北糧南運帶到南方的虛擬水高達500億方-600億方。這其中，固然有南北區域適合不同類型作物生長的原因，但也應該思考，這樣的模式，是不是可持續的？事實上，北方持續的高產下，土地得不到休息，壓力會越來越重。”
全球氣候變化同樣威脅著北方旱地農業，梅旭榮說，當前，我們正處在一個環境變化的節點，東北、華北都出現了暖干化的趨勢，由此造成的壓力也已經凸顯出來了。比如華北的地下水超采，東北的黑土地退化，以及未來東北是否也可能因為地下水超采，而造成濕地萎縮，濕地功能喪失，進而引發酷寒等問題。
旱地農業的發展，糧食生產、生態涵養、農民增收等方面作用重大，但也因此，旱地農業的危機，同樣可能會造成這些方面的問題。
未來緊迫，技術開發仍需重視
在未來，旱地農業又該如何發展？
無疑仍是應對旱地農業未來局勢的重要力量。梅旭榮說，“從整體上看，我們對旱地農業的重視程度仍需要加強。重視旱地農業，不僅要重視生產功能，也需要關注可持續發展，以及北方旱地農業在建設生態文明里所發揮的重大作用。”
其中，農業技術仍是重要的力量，梅旭榮介紹，“過去有個說法，叫噸糧千方水，意思是生產1噸糧食，需要1000方的水。目前，全球平均水平是生產1噸糧食的耗水量，在1100- 1200方之間。中國平均是800方左右，對水的利用率已經很高了，但這并不是極限，極限的節水潛力仍需要挖掘。比如玉米，甘肅曾經實現的極限潛力是250方，再如小麥，我國小麥的平均耗水量是900-1000方左右，但極限節水，可以降到噸糧耗水400-500方。可挖掘的潛力仍然很大，當然，難度也同樣大。”
生產潛力也同樣有可挖掘的空間，梅旭榮說，“未來仍需挖掘抗旱作物的遺傳潛力。事實上，當前，我們對遺傳潛力的挖掘還不夠，抗旱作物的單產潛力，目前開發程度是45%，幾十年中，提高了10%，但經濟上可行的合理開發程度，是65%，這中間的20%，每提升一個百分點，都需要付出巨大的努力。”
梅旭榮認為，未來旱地農業技術攻關的重點和難題，在于高產和生態保護的平衡，“在糧食生產優勢區，深挖潛力、提高單產、穩定總產能的同時，騰出空間，發展旱農地區的生物多樣性，保護旱農區的生態環境，這是未來整個旱地農業需要重點關注的技術區域和難題。”
被改變的和等待被改變的鄉村
不管如何，對侯志強和郭三平他們來說，旱地農業技術，已經改變了他們生活。
時近春節，郭三平正在想辦法購買足夠多的有機肥，“我們這里主要是豬糞和牛糞，要早點兒買，晚了可能就買不到了。”
侯志強所在的常村，一些技術高超的果農，除了為本村的玉露香梨剪枝外，還受其他村邀請，去幫助剪枝，侯志強告訴記者，附近多個村都開始種玉露香梨，目前已經有12000多畝。近十年來，當地的玉露香梨已經獲得了多項榮譽，包括2019年在北京舉行的綠色食品博覽會上，得了一個金獎。侯志強打算繼續擴大種植面積，爭取產值達到1000萬元。
梅旭榮告訴記者，他們已經建立了包括位于山西的壽陽模式在內的多個模式，如甘肅鎮原模式、遼寧阜新模式、內蒙武川模式、河北衡水模式等。這些不同的模式，具有不同的旱地農業技術體系，適應不同環境的旱地種植。
如今，這些模式正在不斷地推廣到更多的旱農區，改變當地傳統的農業生產方式。但技術的推廣并不容易，緊靠科研單位自身的推廣，遠遠不足。“技術的最后一公里非常重要，這需要更多新型的農業服務組織，尤其是農業技術服務組織共同努力。”
近年來，農業社會化服務備受關注，事實上，在農業機械化的過程中，社會化服務有著重要的作用，在當前大部分地區，農民一個電話，就有相應的農機來進行耕作服務，從種到收，完全不需要人力。
梅旭榮告訴記者，旱地農業技術看起來復雜多樣，但其實完全可以通過社會化服務來推廣，“比如說，在不同的旱農區，由科研人員根據當地環境，選擇種什么作物，種哪些品種，匹配適合的技術，秸稈適合全量還田還是半量還田，覆膜是全覆膜還是半覆膜等，這些組合起來，開出技術清單，再由服務組織或服務者結合當地情況適度優化，就可以直接服務于農戶，”梅旭榮說，“技術的開發需要很多專業的知識，做出巨大且長期的努力，但技術的應用，并不是非要高精尖才行。”
（梅旭榮：中國農業科學院副院長，中國農業科學院旱地農業學科首席。從事旱地農業研究30年，主持了國家攻關計劃課題“北方旱區高效農業結合發展模式與技術研究”“主要農作物優質高效生產技術研究與示范”和“區域生態農業技術規范與保障體系研究”等。）
