“30多年旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，最讓我感嘆的是，許許多多的技術(shù)，都能從過去數(shù)千年的農(nóng)耕文化中找到痕跡，我們一直都在沿著先輩的路往前走。”2020年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)摺⒅袊?guó)農(nóng)科院副院長(zhǎng)梅旭榮對(duì)新京報(bào)記者說。在11月3日揭曉的國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)名單中，梅旭榮帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)以“北方旱地農(nóng)田抗旱適水種植技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目，獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
旱地
千百年來的生存之所
水，是生命之源，也是農(nóng)業(yè)的命脈，千百年來，水利灌溉從來都是農(nóng)業(yè)發(fā)展最重要的事。2000多年前的都江堰，造就了富饒的天府之國(guó)，西漢的黃河治理工程，覆蓋東南到西北的無數(shù)良田。百年前，中國(guó)開啟現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的歷程，水利工程更突飛猛進(jìn)。
然而，并不是所有的農(nóng)田，都能用灌溉解決水的問題。事實(shí)上，需要依靠自然降水生產(chǎn)的旱作農(nóng)業(yè)，仍是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中最重要的部分之一。尤其在北方，是中國(guó)人千百年來生存的根基。
“完全依靠自然降水進(jìn)行生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)，叫做旱作農(nóng)業(yè)，和它相對(duì)的概念是灌溉農(nóng)業(yè)。在全球，旱作農(nóng)業(yè)比例是81%，在中國(guó)，旱作農(nóng)業(yè)的比例是49%。”梅旭榮說。
在旱作農(nóng)業(yè)中，并非所有的耕地都缺水，如濕潤(rùn)地區(qū)，自然降水量較高，可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，無需灌溉，仍叫旱作農(nóng)業(yè)。
而在降水量入不敷出的干旱、半干旱地區(qū)，則叫做旱地農(nóng)業(yè)，“這些旱地，主要分布在淮河、秦嶺、昆侖山以北的北方地區(qū)。占國(guó)土面積的65%，耕地面積的56%，但水資源只有19%。它提供了全國(guó)43%的糧食，75%以上的牛羊肉，60%的溫帶水果，同時(shí)也聚集了70%以上的生態(tài)脆弱區(qū)，在全面脫貧之前，還聚集了80%以上的貧困人口。因此，旱地農(nóng)業(yè)在糧食安全、生態(tài)安全及此前的消除貧困中，都有極其重要的地位。”梅旭榮介紹。
入行
走進(jìn)旱地的年輕人
讀書時(shí)，梅旭榮的專業(yè)是農(nóng)業(yè)氣象，1987年，他從中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)氣象研究所畢業(yè)，恰逢國(guó)家啟動(dòng)旱地農(nóng)業(yè)的研究計(jì)劃，梅旭榮成為了其中的一員，從北京到山西省長(zhǎng)治市屯留縣（現(xiàn)為屯留區(qū)）蹲點(diǎn)。那也是他第一次真正深入了解旱地。
“那時(shí)候的旱地，基本上是靠天吃飯，聽天由命。地里的小麥，畝產(chǎn)三四千斤，品種、技術(shù)都跟不上，對(duì)降水的規(guī)律也不太掌握。”梅旭榮說。
其實(shí)，在讀書時(shí)，梅旭榮就曾想過，有沒有可能建立一種適應(yīng)干旱變化的種植技術(shù)體系，讓農(nóng)作物不會(huì)因?yàn)樘鞖庾兓挠绊懚鴾p產(chǎn)。如今，這個(gè)夢(mèng)想有了生長(zhǎng)、發(fā)芽的地方。
1988年，梅旭榮到達(dá)屯留的第二年，第一項(xiàng)旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)、秸稈覆蓋還田技術(shù)，在當(dāng)?shù)赝度胧褂茫诮裉欤斩捀采w還田已經(jīng)非常普遍，但在當(dāng)年，因?yàn)榧夹g(shù)原因，應(yīng)用的并不多。
梅旭榮和他的同事們，在試驗(yàn)田中，采用秸稈覆蓋還田的方法，引來了許多農(nóng)民的圍觀和議論，“其實(shí)秸稈還田是自古就有的技術(shù)，在當(dāng)時(shí)也有不少地方用這種方法，但很多是先將秸稈收走，腐化成肥，然后再還田。我們采用的是秸稈覆蓋還田，也就是秸稈不離田，覆蓋在地表。這樣的方法，既可以使有機(jī)質(zhì)回到地里，也能降低風(fēng)水侵蝕、水分蒸發(fā)的影響，起到保墑保濕的作用。”
對(duì)于農(nóng)民來說，秸稈覆蓋還田，首先會(huì)增加勞動(dòng)投入，同時(shí)還無法預(yù)知效果，因此，一開始更多人持觀望態(tài)度，應(yīng)用的并不多。
“試驗(yàn)田里有成效之后，很快就得到了認(rèn)可，農(nóng)民開始學(xué)習(xí)，后來他們甚至總結(jié)出規(guī)律，‘蓋一蓋，增一百，蓋不蓋，差一百’。”梅旭榮說，“原來種小麥，產(chǎn)量在150公斤左右，秸稈覆蓋還田之后，試驗(yàn)田可以達(dá)到250-300公斤。普通村民的農(nóng)田里，因?yàn)榧夹g(shù)到位率的問題，一開始增產(chǎn)沒那么高，但也能提高100斤左右。”。
智慧
一塊旱地千年經(jīng)驗(yàn)
從北京到山西，再到更多的旱地區(qū)域，30多年來，梅旭榮和他的團(tuán)隊(duì)，從來沒有離開過旱地農(nóng)業(yè)的領(lǐng)域，“幾十年，一直就干這么一件事。”
1991年，中國(guó)農(nóng)科院旱作農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站在山西壽陽宗艾村建立，租來的幾間民居成為科研人員的宿舍、實(shí)驗(yàn)室。此后30年中，梅旭榮和他的同事們，每年都要花大量的時(shí)間在這里工作、種田、實(shí)驗(yàn)、推廣經(jīng)驗(yàn)。
壽陽位于北方旱地區(qū)域的腹地，黃土高原縱橫交錯(cuò)的山脈上，散落著一片片中國(guó)西北特殊的耕作區(qū)——塬面農(nóng)田。這是一種四周陡峭、頂上平坦的土地，在這里，梅旭榮和他的團(tuán)隊(duì)，開發(fā)出了無數(shù)適應(yīng)旱地生產(chǎn)的技術(shù)。
壽陽站建站時(shí)就受雇在站里幫忙的宗艾村村民牛全成告訴記者，以前種雜糧，年景好的時(shí)候，畝產(chǎn)300多斤，年景不好，100斤就不錯(cuò)了，最差的時(shí)候，春播不下雨盡刮風(fēng)，種子種不下去，一年什么收成都沒有。
如何在沒有澆灌的條件下增產(chǎn)乃至穩(wěn)產(chǎn)，是旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)永遠(yuǎn)和核心，“30多年來，我們探索出了一整套旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)。如改良土壤、培育和營(yíng)造土壤水庫(kù)，提高土壤蓄水能力，以此提高可利用水量。如利用畜禽糞便、秸稈還田等技術(shù)，增加土壤有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)土壤肥力。再如通過可降解地膜、秸稈覆蓋等，減少土壤水分蒸騰，提高水分利用率等。”梅旭榮說。
這些技術(shù)，既有現(xiàn)代的技術(shù)，如地膜，也有從傳統(tǒng)農(nóng)耕文化中獲取的經(jīng)驗(yàn)，如秸稈覆蓋。甚至大部分，都有歷史經(jīng)驗(yàn)的影子。
千萬年的旱作農(nóng)業(yè)歷史，積累了許許多多的農(nóng)耕經(jīng)驗(yàn)和農(nóng)業(yè)技術(shù)，梅旭榮介紹，“北方傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要以旱作為主，數(shù)千年積累了許多優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)，比如梯田，可以防止水土流失。比如砂田，通過砂石覆蓋，可以達(dá)到保墑的效果。還有魚鱗坑，用來集雨存水。再如間作、輪作……現(xiàn)在想起來，我們做了這么多技術(shù)體系，很多都能在過去的農(nóng)耕文明中，找到痕跡。”
進(jìn)步
從被動(dòng)適應(yīng)到主動(dòng)適應(yīng)
汲取傳統(tǒng)農(nóng)耕經(jīng)驗(yàn)，并不意味著完全照搬，事實(shí)上，更多的新技術(shù)，是傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)代技術(shù)力量的結(jié)合。
如探索降水規(guī)律，在古代，耕種者依據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算降水的情況，而現(xiàn)在，科學(xué)家們可以更精準(zhǔn)地獲取降水?dāng)?shù)據(jù)，預(yù)測(cè)降水情況。
梅旭榮告訴記者，主要旱地作物水分生態(tài)適應(yīng)性和降水生產(chǎn)力提升，是他和他的團(tuán)隊(duì)從事過的一項(xiàng)重要研究，用大量的時(shí)間，系統(tǒng)查明了我國(guó)北方旱地降水利用狀況，找到了我國(guó)北方旱地農(nóng)田水分動(dòng)態(tài)平衡規(guī)律，突破了旱地適水種植的應(yīng)用基礎(chǔ)理論和抗旱節(jié)水的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品，集成了典型旱地高效用水的種植模式及配套技術(shù)體系，這一套體系，已經(jīng)在北方旱地農(nóng)業(yè)區(qū)規(guī)模化應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。
在獲得2020年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)之前，這些不同的旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)獲得過3個(gè)國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。更重要的是，在全國(guó)旱地范圍內(nèi)，得到了廣泛的推廣。
總結(jié)30多年的技術(shù)變遷，梅旭榮說，旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)，主要經(jīng)歷了3個(gè)階段，第一個(gè)階段是被動(dòng)適應(yīng)，就是在現(xiàn)代旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用之前，農(nóng)民靠天吃飯，聽天由命的階段。第二個(gè)階段是主動(dòng)抗御，通過施加人為的影響和干預(yù)，去抵抗干旱，提高生產(chǎn)能力。第三個(gè)階段是主動(dòng)適應(yīng)，也是現(xiàn)在所處的階段，我們國(guó)家的旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)更進(jìn)一步發(fā)展，更多了解了旱地區(qū)域的降水、環(huán)境、土壤等多方面的情況，開發(fā)出更多適應(yīng)不同旱地的品種、技術(shù)體系，可以實(shí)現(xiàn)從低產(chǎn)到高產(chǎn)，再到穩(wěn)產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。
未來
適水生產(chǎn)仍在路上
從1987年至今，從事旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)研究30多年，今年再一次獲獎(jiǎng)之后，梅旭榮說，“做了幾十年旱地農(nóng)業(yè)，總算是為旱地農(nóng)業(yè)做了一些事情，沒有虛度年華。更感嘆的是，我們做了這么多，很多技術(shù)，其實(shí)都能從祖先的智慧中找到痕跡。”
隨著社會(huì)的進(jìn)步，生態(tài)發(fā)展已成為當(dāng)前社會(huì)的共識(shí)，而旱地農(nóng)業(yè)中，有著巨大的生態(tài)潛力，梅旭榮說，“傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)本身就是一種有機(jī)農(nóng)業(yè)，和現(xiàn)在的有機(jī)不同，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的有機(jī)，主要在施用有機(jī)肥、秸稈還田、間作輪作等領(lǐng)域，是一種可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)。同時(shí)，旱地農(nóng)業(yè)對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)‘碳達(dá)峰’、‘碳中和’目標(biāo)也有重要的意義，據(jù)測(cè)算，旱區(qū)未來的固碳潛能在1.5億噸至2億噸之間，發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)，也是生態(tài)發(fā)展未來的重要部分之一。”
旱農(nóng)依靠自然降水生產(chǎn)，靠天吃飯，在今天依然如此。但今天的靠天吃飯，和傳統(tǒng)時(shí)代的靠天吃飯，已經(jīng)截然不同，現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步，使得降水資源的利用程度越來越高。
“水是旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)最重要的核心之一。”梅旭榮說，“旱地農(nóng)業(yè)，主要依靠降水，能否更有效地利用降水，是我們研究的重點(diǎn)之一。自然條件下，農(nóng)田對(duì)降水的利用效率很低，全球平均利用率是50%左右。中國(guó)在21世紀(jì)之前，利用率在56%，但今天，我國(guó)旱地水資源利用率已提升至68%。在我們的試驗(yàn)田中，水資源利用率最高可以達(dá)到70%。”
在未來，旱地農(nóng)業(yè)的開發(fā)，仍有巨大的潛力。“水是農(nóng)業(yè)的命脈，但我們的水資源挖掘已經(jīng)到了極限，再想增加水澆地，難上加難，所以，占耕地面積近一半的旱地，成為未來穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)最重要的部分之一。”梅旭榮說，“在適應(yīng)環(huán)境方面，抗旱作物的遺傳潛力同樣空間巨大。當(dāng)前，抗旱作物的單產(chǎn)潛力，目前開發(fā)程度是45%，幾十年中，提高了10%，但經(jīng)濟(jì)上可行的合理開發(fā)程度，是65%。這中間的20%，每提升一個(gè)百分點(diǎn)，都需要付出巨大的努力。此外，氣候的變化不可忽視，當(dāng)前，變暖、變干仍是全球氣候的大趨勢(shì)，對(duì)旱地農(nóng)業(yè)來說，這有不利的因素，也有有利的因素，怎么去適應(yīng)和利用？所以，在未來，適應(yīng)認(rèn)識(shí)旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)的關(guān)鍵，不斷適應(yīng)降水的變化、適應(yīng)氣溫的變化，都需要投入更多的力量去研究，去開發(fā)更新的技術(shù)。”
