旱地

　　千百年来的生存之所

　　水，是生命之源，也是农业的命脉，千百年来，水利灌溉从来都是农业发展最重要的事。2000多年前的都江堰，造就了富饶的天府之国，西汉的黄河治理工程，覆盖东南到西北的无数良田。百年前，中国开启现代化转型的历程，水利工程更突飞猛进。

　　然而，并不是所有的农田，都能用灌溉解决水的问题。事实上，需要依靠自然降水生产的旱作农业，仍是现代农业中最重要的部分之一。尤其在北方，是中国人千百年来生存的根基。

　　“完全依靠自然降水进行生产的农业，叫做旱作农业，和它相对的概念是灌溉农业。在全球，旱作农业比例是81%，在中国，旱作农业的比例是49%。”梅旭荣说。

　　在旱作农业中，并非所有的耕地都缺水，如湿润地区，自然降水量较高，可以满足农业生产需要，无需灌溉，仍叫旱作农业。

　　而在降水量入不敷出的干旱、半干旱地区，则叫做旱地农业，“这些旱地，主要分布在淮河、秦岭、昆仑山以北的北方地区。占国土面积的65%，耕地面积的56%，但水资源只有19%。它提供了全国43%的粮食，75%以上的牛羊肉，60%的温带水果，同时也聚集了70%以上的生态脆弱区，在全面脱贫之前，还聚集了80%以上的贫困人口。因此，旱地农业在粮食安全、生态安全及此前的消除贫困中，都有极其重要的地位。”梅旭荣介绍。

　　入行

　　走进旱地的年轻人

　　读书时，梅旭荣的专业是农业气象，1987年，他从中国农科院农业气象研究所毕业，恰逢国家启动旱地农业的研究计划，梅旭荣成为了其中的一员，从北京到山西省长治市屯留县（现为屯留区）蹲点。那也是他第一次真正深入了解旱地。

　　“那时候的旱地，基本上是靠天吃饭，听天由命。地里的小麦，亩产三四千斤，品种、技术都跟不上，对降水的规律也不太掌握。”梅旭荣说。

　　其实，在读书时，梅旭荣就曾想过，有没有可能建立一种适应干旱变化的种植技术体系，让农作物不会因为天气变化的影响而减产。如今，这个梦想有了生长、发芽的地方。

　　1988年，梅旭荣到达屯留的第二年，第一项旱地农业技术、秸秆覆盖还田技术，在当地投入使用，在今天，秸秆覆盖还田已经非常普遍，但在当年，因为技术原因，应用的并不多。

　　梅旭荣和他的同事们，在试验田中，采用秸秆覆盖还田的方法，引来了许多农民的围观和议论，“其实秸秆还田是自古就有的技术，在当时也有不少地方用这种方法，但很多是先将秸秆收走，腐化成肥，然后再还田。我们采用的是秸秆覆盖还田，也就是秸秆不离田，覆盖在地表。这样的方法，既可以使有机质回到地里，也能降低风水侵蚀、水分蒸发的影响，起到保墒保湿的作用。”

　　对于农民来说，秸秆覆盖还田，首先会增加劳动投入，同时还无法预知效果，因此，一开始更多人持观望态度，应用的并不多。

　　“试验田里有成效之后，很快就得到了认可，农民开始学习，后来他们甚至总结出规律，‘盖一盖，增一百，盖不盖，差一百’。”梅旭荣说，“原来种小麦，产量在150公斤左右，秸秆覆盖还田之后，试验田可以达到250-300公斤。普通村民的农田里，因为技术到位率的问题，一开始增产没那么高，但也能提高100斤左右。”。

　　智慧

　　一块旱地千年经验

　　从北京到山西，再到更多的旱地区域，30多年来，梅旭荣和他的团队，从来没有离开过旱地农业的领域，“几十年，一直就干这么一件事。”

　　1991年，中国农科院旱作农业试验站在山西寿阳宗艾村建立，租来的几间民居成为科研人员的宿舍、实验室。此后30年中，梅旭荣和他的同事们，每年都要花大量的时间在这里工作、种田、实验、推广经验。

　　寿阳位于北方旱地区域的腹地，黄土高原纵横交错的山脉上，散落着一片片中国西北特殊的耕作区――塬面农田。这是一种四周陡峭、顶上平坦的土地，在这里，梅旭荣和他的团队，开发出了无数适应旱地生产的技术。

　　寿阳站建站时就受雇在站里帮忙的宗艾村村民牛全成告诉记者，以前种杂粮，年景好的时候，亩产300多斤，年景不好，100斤就不错了，最差的时候，春播不下雨尽刮风，种子种不下去，一年什么收成都没有。

　　如何在没有浇灌的条件下增产乃至稳产，是旱地农业技术永远和核心，“30多年来，我们探索出了一整套旱地农业技术。如改良土壤、培育和营造土壤水库，提高土壤蓄水能力，以此提高可利用水量。如利用畜禽粪便、秸秆还田等技术，增加土壤有机质，增强土壤肥力。再如通过可降解地膜、秸秆覆盖等，减少土壤水分蒸腾，提高水分利用率等。”梅旭荣说。

　　这些技术，既有现代的技术，如地膜，也有从传统农耕文化中获取的经验，如秸秆覆盖。甚至大部分，都有历史经验的影子。

　　千万年的旱作农业历史，积累了许许多多的农耕经验和农业技术，梅旭荣介绍，“北方传统农业主要以旱作为主，数千年积累了许多优秀的经验，比如梯田，可以防止水土流失。比如砂田，通过砂石覆盖，可以达到保墒的效果。还有鱼鳞坑，用来集雨存水。再如间作、轮作……现在想起来，我们做了这么多技术体系，很多都能在过去的农耕文明中，找到痕迹。”

　　进步

　　从被动适应到主动适应

　　汲取传统农耕经验，并不意味着完全照搬，事实上，更多的新技术，是传统经验和现代技术力量的结合。

　　如探索降水规律，在古代，耕种者依据经验估算降水的情况，而现在，科学家们可以更精准地获取降水数据，预测降水情况。

　　梅旭荣告诉记者，主要旱地作物水分生态适应性和降水生产力提升，是他和他的团队从事过的一项重要研究，用大量的时间，系统查明了我国北方旱地降水利用状况，找到了我国北方旱地农田水分动态平衡规律，突破了旱地适水种植的应用基础理论和抗旱节水的关键技术与产品，集成了典型旱地高效用水的种植模式及配套技术体系，这一套体系，已经在北方旱地农业区规模化应用，取得了显著的经济、社会和生态效益。

　　在获得2020年国家科技进步奖之前，这些不同的旱地农业技术已经获得过3个国家级奖项。更重要的是，在全国旱地范围内，得到了广泛的推广。

　　总结30多年的技术变迁，梅旭荣说，旱地农业技术，主要经历了3个阶段，第一个阶段是被动适应，就是在现代旱地农业技术应用之前，农民靠天吃饭，听天由命的阶段。第二个阶段是主动抗御，通过施加人为的影响和干预，去抵抗干旱，提高生产能力。第三个阶段是主动适应，也是现在所处的阶段，我们国家的旱地农业技术更进一步发展，更多了解了旱地区域的降水、环境、土壤等多方面的情况，开发出更多适应不同旱地的品种、技术体系，可以实现从低产到高产，再到稳产的转变。

　　未来

　　适水生产仍在路上

　　从1987年至今，从事旱地农业技术研究30多年，今年再一次获奖之后，梅旭荣说，“做了几十年旱地农业，总算是为旱地农业做了一些事情，没有虚度年华。更感叹的是，我们做了这么多，很多技术，其实都能从祖先的智慧中找到痕迹。”

　　随着社会的进步，生态发展已成为当前社会的共识，而旱地农业中，有着巨大的生态潜力，梅旭荣说，“传统农业本身就是一种有机农业，和现在的有机不同，传统农业的有机，主要在施用有机肥、秸秆还田、间作轮作等领域，是一种可持续发展的农业。同时，旱地农业对我国实现‘碳达峰’、‘碳中和’目标也有重要的意义，据测算，旱区未来的固碳潜能在1.5亿吨至2亿吨之间，发展旱地农业技术，也是生态发展未来的重要部分之一。”

　　旱农依靠自然降水生产，靠天吃饭，在今天依然如此。但今天的靠天吃饭，和传统时代的靠天吃饭，已经截然不同，现代技术的进步，使得降水资源的利用程度越来越高。

　　“水是旱地农业技术最重要的核心之一。”梅旭荣说，“旱地农业，主要依靠降水，能否更有效地利用降水，是我们研究的重点之一。自然条件下，农田对降水的利用效率很低，全球平均利用率是50%左右。中国在21世纪之前，利用率在56%，但今天，我国旱地水资源利用率已提升至68%。在我们的试验田中，水资源利用率最高可以达到70%。”

　　在未来，旱地农业的开发，仍有巨大的潜力。“水是农业的命脉，但我们的水资源挖掘已经到了极限，再想增加水浇地，难上加难，所以，占耕地面积近一半的旱地，成为未来稳产增产最重要的部分之一。”梅旭荣说，“在适应环境方面，抗旱作物的遗传潜力同样空间巨大。当前，抗旱作物的单产潜力，目前开发程度是45%，几十年中，提高了10%，但经济上可行的合理开发程度，是65%。这中间的20%，每提升一个百分点，都需要付出巨大的努力。此外，气候的变化不可忽视，当前，变暖、变干仍是全球气候的大趋势，对旱地农业来说，这有不利的因素，也有有利的因素，怎么去适应和利用？所以，在未来，适应认识旱地农业技术的关键，不断适应降水的变化、适应气温的变化，都需要投入更多的力量去研究，去开发更新的技术。”