粉壟技術發展與推廣的調查研究*

王 鋒，萬輔彬

（廣西民族大學 科技史與科技文化研究院，廣西 南寧 530006）

0 引言

中國擁有悠久的農業歷史，不僅有許多值得研究的傳統農業技術，也有一些亟待開拓創新的優秀傳統農業思想，粉壟技術就是其中的代表之一，值得深入研究。

粉壟技術是由廣西農業科學院韋本輝①韋本輝，廣西農業科學院二級研究員，粉壟技術發明人、廣西2019 年推薦中國工程院院士候選人。已獲國家科技進步獎二等獎和省部級科技獎共14 項，發明專利授權15 項，出版專著10 部，發表論文170 多篇。獲國務院特殊津貼專家、全國優秀科技工作者、廣西壯族自治區優秀專家、廣西有突出貢獻科技人員等榮譽。研究員帶領的粉壟團隊發明的，是一種深耕深松不亂土層、一次性完成耕整地作業的新型農業耕作技術。自2008 年粉壟技術誕生以來，粉壟團隊與農機企業合作，研發出多款粉壟耕作機械。粉壟技術憑借其對土壤改良的核心技術優勢，在作物栽培、生態改良等領域發揮的作用日益明顯。粉壟團隊在全國開展各類實驗研究，獲取了大量實驗數據，在闡釋粉壟技術保水、提質、增產、改善生態的深層原理的同時，也在積極推廣粉壟技術的應用?，F已在全國26個省份對49 種作物進行了應用試驗，取得了較顯著的經濟效益和生態效益。

1 粉壟技術的起源

韋本輝在研究木薯增產的科研實踐中，發現同一種土壤質地的地塊在作物品種、施肥管理水平一致的情況下，疏松土壤種植的木薯比板結土壤種植的木薯在產量和品質上效果更佳。[1]韋本輝認識到，保持良好土壤生態、維持透氣疏松土壤性狀是農作物產量高效穩定增長的重要途徑。

經過大量調研，韋本輝發現當時市面上銷售的耕整地機械主要為犁、耙、旋耕等。這些耕作機械在耕整地時，普遍無法達到同時完成深耕深松不亂土層的高要求。韋本輝開始思考如何改變現有農田耕作層低、土壤板結的狀況。2008 年，韋本輝團隊開始自主研發全新的耕地機械和與之配套的技術方法來實現上述要求，耕出韋本輝心中的“良田”。

據韋本輝回憶：“粉壟機械的發明靈感來自‘木匠鉆孔’?！薄豆饷魅請蟆吩鴪蟮懒舜私洑v：

“2009 年的一天晚上，他腦海中浮現出小時候看木匠打家具的情形：木匠在木板上鉆孔時，用牛筋拉動鐵鉆頭反復轉動，孔就會越鉆越深，粉末狀的木屑也會隨之浮上來。

如果用螺旋鉆頭代替犁頭耕地，不就可以把板結的土壤打得更深，浮起來的土壤不也就更加粉細、疏松了嗎？”[2]

于是韋本輝手繪草圖，尋找賓陽當地的農機師傅手工制作，擁有螺旋鉆頭的初代粉壟機就此誕生。粉壟團隊隨即在南寧市賓陽縣鄒圩鎮展開了“五千年耕作模式實驗”，以古今農耕技術的發展階段為依據，設立了5 個對照組：刀耕火種、人力鋤地、鐵犁牛耕、拖拉機犁地耙地、粉壟螺旋鉆頭耕地。玉米、花生在“零施肥”的條件下，采用這5 種耕作模式分別耕種，每種耕作模式均比前者增產8%以上，而相比拖拉機犁耙耕作，粉龔耕作的增產幅度更是超過13%。粉壟機械的增產效果十分顯著，但手工制作的初代粉壟機因機械性能原因，僅能滿足實驗要求，無法滿足實際生產需要。

2009 年底，韋本輝帶領團隊與廣西五豐農業機械公司合作，研發出了新型粉壟機。其中的“立式粉壟深松深耕機”于2011 年通過廣西農業機械技術鑒定，獲得了國家實用專利授權，而且在全國各地的整地作業和作物栽培試驗中，取得了較好的成效。立式螺旋鉆頭耕作過后，土壤被螺旋刀具橫向切割粉碎自然懸浮成壟，韋本輝故將其命名為“粉壟”，“粉壟”之名由此得來，并沿用至今。

2 粉壟耕作機械的研發歷程

粉壟技術的出現源自深耕深松不亂土層的耕作理念，要將粉壟技術理念落地實踐，粉壟耕作機械是核心要義。因此梳理粉壟耕作機械的研發歷程具有一定的必要性。粉壟耕作機械誕生之后，粉壟團隊不斷優化設計，完善機械性能，在多方的研發合作中，完成了粉壟機械的迭代更新?？傮w來看，大致可以將粉壟耕作機械的研發歷程分為三個階段：研發階段、合作階段、創新階段。

2.1 研發階段：初代粉壟機的誕生

2009 年，韋本輝主持初代粉壟機的生產設計工作，他將設計理念、技術方案繪制成圖，先后委托廣西桂林市和賓陽市從事農機生產的師傅加工制作。[3]初代粉壟機的設計由電機帶動的螺旋鉆頭進行螺旋鉆耕作業，耕作試驗時，故障頻發，無法滿足實際生產需要。隨后，韋本輝在賓陽縣找到一位農機維修師傅升級初代粉壟機：拖拉機柴油機帶動皮帶，皮帶通過傳動軸帶動粉壟刀軸變速箱，為鉆頭旋轉提供動力；利用拖拉機的控制閥，調控液壓系統，控制螺旋鉆頭升降，達到開溝深耕的目的。螺旋鉆頭通過傳動軸機械傳動，較電機動力有所加強。

研發階段，第一款概念型粉壟機在賓陽完成首耕。這款粉壟機實現了“粉壟理念”的落地實踐，并在2009-2010 年間完成了一系列粉壟耕作栽培試驗，積累了寶貴的實踐經驗，但仍存在機械穩定性較差、動力不足、耕作效率較低、油耗成本高等問題。

2.2 合作階段：與廣西五豐機械有限公司開展技術合作

為了改善初代粉壟機的諸多缺點，粉壟團隊與專業的機械廠家開始尋求技術合作。2010年6 月，韋本輝與廣西五豐機械有限公司開展合作，授權其研制和生產粉壟耕作機械。

2010 年10 月20 日，歷 經5 個 月 的 艱 苦 研制，粉壟團隊與廣西五豐機械有限公司（以下簡稱五豐機械）合作設計的第一代“立式粉壟深松深耕機”生產成功并正式投入市場，實現了粉壟耕作機械的產品化。2014 年8 月11 日，“自走式粉壟深耕深松機”研發成功，這是五豐機械和粉壟團隊研發的第二代粉壟機。第二代粉壟機由全新設計的粉壟鉆頭和橡膠履帶底盤組成，使用大馬力柴油發動機提供動力，更適用于南方丘陵地帶作業。2016 年7 月4 日，該款機型憑借良好的耕作效果，獲得了廣西農業機械的推廣鑒定。第三代粉壟機在第二代粉壟機的基礎上進行了細節優化和模塊化設計改造，加裝了300 馬力的玉柴發動機，于2016 年底通過了省級農機技術鑒定。2017 年初上市銷售，銷售價格為85 萬元/臺，因價格過高，難以推廣。為了降低制造成本，研發團隊放棄了履帶式牽引設備，改用拖拉機牽引，采用懸掛式設計，研發了第四代懸掛式粉壟機，于2019 年11 月26 日通過廣西農機具鑒定認證。發動機單獨為旋耕粉壟裝置提供動力，保證了動力輸出的有效性，降低了機械制作成本，也利于粉壟設備的后期維護和保養。

在粉壟團隊與五豐機械的合作中，粉壟機械研發大致經歷了4 個階段，從立式懸掛式、自走式到智能化的自走式，再到較低成本的牽引式。粉壟機械產品不斷升級的同時，五豐機械對粉壟機的研發生產逐漸走向正軌，粉壟技術也度過了初步的推廣階段。

2.3 自我創新階段：成立廣西粉壟科技發展有限公司

2019 年10 月30 日，廣西粉壟科技發展有限公司在南寧注冊成立，韋本輝是主要投資人，其研發主要專注于糖料蔗生產全程機械化。

2020 年7 月9 日，廣西粉壟科技發展有限公司的第一款粉壟機“1SGFX-120-90 型立式粉壟深耕深松機”通過廣西農機具鑒定，進入市場。該款粉壟機采用三點式懸掛，萬向節連桿傳動，液壓控制鉆頭垂直入土深度，而且擁有全新的粉壟刀頭，使用鉆頭中空的設計方案，大大減小了前進阻力。左右刀具對稱安裝，旋轉方向相反，利于土壤被切割粉碎旋轉懸浮成壟。該款粉壟機根據甘蔗粉壟“145”技術模式研發，是種植甘蔗專用的粉壟機械，具有造型小巧靈活、耕地速度快的特點，操作簡單，易于上手。另外，還可在粉壟機機箱后加裝犁刀、開槽器等，便于播種。粉壟團隊又配套研發了2.4 m 耕幅的1SGFX-180-240 型六刀空心鉆粉壟機，以適應大面積耕作的需要，可以有效地提高耕作效率和耕作質量，改良土壤性質，提高耕地作物產量。

3 粉壟技術的推廣應用

3.1 粉壟技術應用于作物栽培

粉壟栽培技術也是粉壟技術體系的重要組成部分。粉壟栽培技術的研究從早期專用于旱地作物，到逐漸應用于水稻，再到根據作物屬性要求全程機械化地應用粉壟栽培技術，例如甘蔗粉壟“145”技術等，在發展中逐漸走向成熟，現已在49 種作物中得到應用。

旱地作物粉壟栽培技術是粉壟團隊最早提出的技術理論之一，其第一項發明專利就是《旱地作物粉壟栽培方法》，這也是粉壟技術應用于作物栽培的早期代表。旱地作物粉壟栽培技術可以根據作物的特點，實施深度不同的粉壟耕作作業，以適應作物的生長需求。對旱地作物實施粉壟栽培，比用傳統模式耕作的土壤更加疏松，可有效貯藏更多的天然降水，形成粉壟技術特有的耕地水庫，在干旱地區效果尤為明顯，部分作物甚至可以做到粉壟雨養，無需灌溉。粉壟栽培可使土壤氧氣含量增加，利于作物根部呼吸，作物根系生長旺盛，植株粗壯高大，作物產量明顯提升。[4]疏松的土壤，充足的水分，更加適合塊莖類作物生長，增產效果明顯。旱地作物粉壟栽培技術的代表作物有木薯、淮山、玉米、小麥、大豆、馬鈴薯等。

2011 年，粉壟技術初次應用于水稻栽培。在稻田干旱、土壤未回水的情況下，使用粉壟機械垂直入土，一次整地即可滿足插秧需求，無需回水后進行耙田作業，減少了耕整地作業次數，有效節省人力成本，減少耕地碾壓次數。在播種方面，粉壟栽培水稻不僅可以在回水軟土后利用傳統方法插秧種植，還可以選擇干土粉壟后，在土壤適當濕潤的條件下，干土拋秧或者在壟面直接播種。粉壟團隊不斷優化細節，完善粉壟水稻種植技術，多地應用粉壟水稻栽培技術后，水稻長勢喜人，增產效果明顯。

甘蔗種植在廣西農業生產中一直占有較大比例。在粉壟技術的研發初期，韋本輝就以甘蔗為對象進行栽培實驗。[5]十年間，粉壟團隊持續研究粉壟甘蔗栽培技術，于2019 年研發出可實現甘蔗全程機械化種植采收的甘蔗粉壟“145”技術模式，并研制了專用粉壟機械。

甘蔗粉壟“145”技術模式，是利用粉壟專用機械深耕作業后，新種植甘蔗1 年，宿根4年，共種植5 年，相比傳統拖拉機旋耕種植方法，每畝甘蔗單一生長周期（1 年）增產糖料蔗1 噸，每畝地單一種植周期（5 年）共增產糖料蔗5 噸的全新甘蔗栽培技術。[6]甘蔗粉壟“145”技術模式采用寬窄行種植方法，窄行深耕種植雙行甘蔗，寬行土地免耕、免種或者淺耕套種。5 年一個甘蔗種植周期，種植區域由原先的窄行橫向平移到寬行，避免耕地長期連續種植單一作物出現產量下降、地力無以為繼的情況。甘蔗粉壟“145”技術的核心，就是將原本1 畝的肥水養分集中用于3 分地，在保障甘蔗株數的同時，恢復地力，實現甘蔗長期增產。

3.2 粉壟技術與生態環境改良

粉壟技術在鹽堿地改造和草原修復改良等生態領域也有應用成果。粉壟團隊使用粉壟機械在改變土壤結構、改良鹽堿地方面，取得了優異成績。利用粉壟技術改良鹽堿地主要是在雨雪季節前的非種植階段，對土地進行深度在40 cm 以上的粉壟耕作，根據各地實際情況，利用天然降水或人工進行灌溉；利用淋溶作用，使得鹽堿地上層土壤的鹽分隨著滲透水向下遷移，沉積于地表40 cm 以下的非耕作層；鉆頭旋轉切斷土壤毛細管，有效降低鹽堿地的土壤蒸騰作用，避免土壤底層鹽分隨著水分向上遷移，使得耕作層土壤擁有作物種植的條件，完成對鹽堿地土壤的改良。這一理念和方法可利用粉壟技術修復耕地重金屬污染。

目前，粉壟技術改良鹽堿地生態效果良好，尤其在山東營口“粉壟改造濱海鹽堿地試驗示范項目”中表現優異。在改良輕度、中度、重度鹽堿地上都有良好效果，形成了具有完整理論技術體系的鹽堿地改良方案，對其他濱海平原的鹽堿地修復有較好的示范作用。

粉壟技術修復退化草場有“粉壟旋耕槽渠方案”[7]和“粉壟底層遁耕方案”[8]兩種技術路線。前者是使用粉壟機械在退化草場利用“井字型”或“環型”的部分耕作模式進行粉壟耕作，在耕作區域進行人工種草、豐草，而非作業區間則保持原生態。后者使用新研發的粉壟特種機械進行草原遁耕，在草原土壤的中層位置進行松土作業，在不擾亂草原表層土壤結構、不破壞地表牧草作物、減少侵擾的同時，遁耕土壤，儲存天然降水，平衡土壤三相結構，促進牧草生長，完成對草原生態環境的修復改良，促進草原生態良性循環和畜牧業發展。

4 粉壟技術發展困境及其推廣策略

4.1 粉壟技術發展困境

粉壟技術現已逐漸被多地農戶接受并推廣使用，但在發展與推廣過程中，依舊面臨一些難題，這些問題制約著粉壟技術的發展。

(1)機械問題。粉壟機械早期生產成本較高，雖然后期有所下降，但是產量較少，競爭優勢不明顯。粉壟機械售后保障能力不足，相關零配件較難獲得。

(2)宣傳問題。宣傳推廣手段單一，效果不佳。傳統媒體的宣傳人員不懂技術，文案不嚴謹；技術人員專業性強，但缺乏通俗易懂的宣講能力。

(3)人才問題。推廣培訓人員自身知識技術不到位，有的只懂農藝，有的只懂農機，缺乏知識的專業性、系統性。農忙時節，技術過硬的優秀農機手緊缺，基層缺乏推廣人才。

(4)推廣問題?；鶎尤藛T對粉壟技術的知識掌握不到位，缺乏對粉壟技術核心觀念的認識。在推廣過程中，缺乏統一的技術指導標準和推廣策略。缺乏可復制、易學習的全程粉壟機械化的種植模式。

4.2 粉壟技術推廣策略

(1)加大對粉壟機械的研發投入。建議粉壟團隊與國內大型農機生產企業合作，深入研發粉壟機械，著力對粉壟機械的核心零部件——粉壟鉆頭進行技術攻關，設計制造不同種類的粉壟鉆頭以應對各地多樣的土壤條件，提高耕作效率、質量和經濟性，完善售后技術服務支持。研發大耕幅粉壟機械，拓寬粉壟耕作機械與其他播種施肥機械的配套協作，可以根據客戶的實際生產需求進行定制化設計服務，提供多種配件供用戶加裝、選裝。研發支持北斗定位的自動駕駛系統，實現遠程可控的智能化無人駕駛功能，解決農機手操作難度高和用工緊張問題。

(2)加大粉壟技術宣傳力度。尤其是新型粉壟機械及其技術模式的宣傳，避免舊認知看待新機器，阻礙新技術推廣。在實際工作中，不僅可以通過現場培訓會、學習交流會等傳統模式進行傳播，也可以利用抖音、快手等農戶喜聞樂見的短視頻平臺，更加直觀地傳播粉壟技術的使用方法、適用范圍、技術優勢等。

(3)扶植專業人才培養。不僅要培養農業技術人才，更要培養宣傳推廣人才。在實際工作中，既要培養一批懂技術、懂農藝，愿為粉壟技術推廣深入田間地頭做出貢獻的專業型人才，又要培養一批懂技術、懂宣傳的復合型人才，提升粉壟技術的宣傳質量。

(4)豐富實地推廣模式。設立粉壟技術試驗示范基地，編寫粉壟技術應用手冊，廣泛開展培訓、交流、示范活動。粉壟團隊可為主要農作物提供技術指導方案，建立有效、可復制、適合推廣的粉壟農業機械化生產模式，形成全程機械化的粉壟技術體系。在實際推廣中，強調技術模式可復制，但要注意結合當地土壤、氣候環境、種植歷史等諸多客觀因素，選擇適宜的技術方案，因地制宜，切勿照搬照抄。

5 結語

粉壟技術由粉壟耕作理念發展而來，通過粉壟機械的螺旋鉆頭橫向切割粉碎土壤完成深耕，來實現粉壟作物栽培技術和粉壟生態環境改良，其中粉壟耕作機械是粉壟技術的核心，耕地土壤改良是技術實現的基礎。粉壟技術完成了農機與農藝技術的有機結合，實現了良田與良法思想的精準貫穿。粉壟機械經過多年迭代更新，機械性能和耕作質量逐漸提高，綜合來看，粉壟技術擁有廣闊的發展空間。