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user: 3. 关于“粉垄大科学” 粉垄大科学，是基于粉垄耕作机械的发明和粉垄耕作研发及其效果，从其已经解决活化土壤和土地资源并带动天上天然降水、太阳光能等各种自然资源的大幅度增加数量利用，实现天地资源这个最大“富矿”开发利用的前沿科学问题，并且关联到自然资源的利用、农业生产、人文社会、人体健康等一系列问题而提出。 3.1. “大科学”及粉垄大科学概念 “大科学”(Big Science)，是国际科技界提出的新概念，最早由美国科学家普赖斯于1962年6月提出，其特征是多学科交叉、研究目标宏大等 [ 11 ] 。 “粉垄大科学”，是粉垄基于农耕但超越了传统农耕科学与技术范畴并增量利用土地、土壤及天然降水、太阳光能等“天地资源”，形成绿色生态发展巨大的科学驱动源，具有全球应用和百年千年沿用性，涉农机、农艺、农业、生态、环境等多学科功效，可使人类更加尊重自然、顺应自然、回归自然，人与自然和谐发展的科学功能与体系。 3.2. 粉垄大科学的理论基础及发展目标 粉垄大科学的基础理论，是遵循自然规律、活化自然资源，以自然资源增量利用解决人与自然和谐共生的人关爱自然、自然恩赐人类互为“两利”，达成新一轮的“人与天地和谐合一”的科学境界。 3.3. 粉垄大科学的科学体系 3.3.1. 创造了继人力、畜力、拖拉机之后绿色高效第四代农耕模式“粉垄” 与前三代的人力、畜力、拖拉机耕作相比，如上所述，粉垄耕作具有明显的科学优势、技术优势和生产优势，为粉垄大科学提供了概念基石。 3.3.2. 创造螺旋型钻头耕具 粉垄耕具替代传统锄头、犁头，可垂直入土30~60 cm一次性完成整地任务，耕具和耕作颠覆了传统，可实现“四两拨千斤”撬动地球土地，丰富农业资源，减轻治理农业和土地产出担当。粉垄耕具，为粉垄大科学提供核心支撑点。 3.3.3. 自然生成增产、提质、保水、生态等“五大自然平台定律” 零施肥10%自然增产平台定律。经试验，零施肥条件下粉垄与拖拉机耕作(对照)结果对比显示，2010年广西农科院在宾阳县试验粉垄玉米、花生分别增产13.4%、17.9% [ 12 ] ，2012年甘肃省农科院在甘肃省定西市试验粉垄马铃薯增产26.55% [ 13 ] ，2016年中国科学院张正斌研究团队在河北试验粉垄玉米增产18.3%。粉垄与拖拉机深松耕相比，内蒙古通辽市农科院试验玉米增产8%左右 [ 13 ] 。 零增施肥作物增产10%~30%平台定律。在广西、广东、海南、河北、河南、山东、宁夏、甘肃、湖南、新疆、陕西、内蒙古、黑龙江、辽宁、吉林、安徽、云南、四川、北京、湖北、贵州等21个省(市、自治区)20多种作物应用，不增施化肥农药、灌溉用水量，经专家验收，零增施肥增产10%~30% (块茎作物增产20%~50%)：水稻，7个点平均亩增94.74 kg，增幅18.65%；玉米，7个点平均亩增130.43 kg，增幅20.54%；小麦，3个点平均亩增126.90 kg，增幅31.42%；谷子，1个点亩增103.97 kg，增幅36.5%；马铃薯，6个点平均亩增883.31 kg，增幅36.25%；甘蔗5个点平均每亩增产1566.86 kg，增幅28.57%。如湖南沅江市草尾镇粉垄水稻亩产821.6 kg，亩增172.3 kg、增幅26.54%；陕西富平曹村镇粉垄第一茬冬种小麦亩增121 kg、增幅29.9% (第二茬夏玉米亩增193.87 kg、增产34.89%)；河南温县粉垄种植小麦增产30.13%；河北沽源县粉垄种植马铃薯2016、2017年分别亩增1148 kg、增幅34.4%和亩增1652.72 kg、增幅52.95%，甘肃省定西市粉垄雨养种植马铃薯增产40%甚至1倍以上，山东高密粉垄马铃薯增产35.8%；广西《宾阳300亩甘蔗粉垄栽培示范》项目，粉垄比传统栽培平均每亩增产1311.2 kg，增产率达34%；陕西省佳县粉垄玉米平均亩产696 kg，比对照每亩增产203 kg，增产率41.17% [ 4 ] [ 6 ] [ 13 ] [ 14 ] 。 品质提高3%~5%以上平台定律。广西北流市民安镇兴上村粉垄稻米整精米率提高4.35%，稻米垩白粒率降低25% (由二级升为一级)，稻米垩白度下降43.75%，稻米蛋白质提高13.58% (由三级升为二级) [ 5 ] ；2016年南宁市粉垄稻谷硒(Se)、锌(Zn)元素含量分别增加了78.14%和15.99% [ 15 ] ；粉垄甘蔗新台糖22号蔗糖15.67%，比对照增加5.17% [ 16 ] ；大豆桂早2号粉垄蛋白质达39.2%，比对照增加12%；马铃薯陇薯3号，粉垄粗淀粉含量比对照增加7.19%；牧草白花扁豆，粉垄的粗蛋白比对照增加18.8%。甘肃定西市安定区团结镇小山村，粉垄马铃薯平均亩产2754.7 kg、商品率为74.66%、亩增收978.7元，比对照依次增加33.15%、80.12%、52.8% [ 6 ] 。农产品“化学农业”程度降低。中国农科院、广西农科院等粉垄种植水稻、玉米、小麦等，每产出100 kg粮食其化肥用量减少0.35~4.29 kg，减幅达10.81%~30.99%，增效15%以上 [ 8 ] [ 9 ] [ 13 ] 。广西北流市民安镇兴上村定点试验，粉垄第1~6季平均每季每亩增产59.85 kg、增幅11.10%，净效益平均每季增加21.82% [ 17 ] ；甘肃定西粉垄马铃薯，第一年每亩纯收入891.86元，比对照增收263.48元、增幅41.93%；三年合计增收639.07元、增幅23.14%；湖南沅江粉垄种植早稻、晚稻，粉垄双季稻净效益比传统栽培增加21.33% [ 13 ] 。 增贮保水1倍平台定律。粉垄加深2~3倍建立了耕地“土壤水库”，土壤雨水下渗速率提高30%~50%，昼土壤水分蒸腾和夜土壤细碎表面积增大“土壤水分盈余”效应，年际间土壤增贮天然降水1倍和1倍以上。 生态环境改善平台定律。由于粉垄土壤增贮水分1倍以上，流域性干旱、洪涝灾害减轻，并减少地下水资源抽用压力；作物生物量增加20%~30%，空气湿度提高5%以上；土壤微生物活动增强甲烷等气体和地面生物量增加固碳排放减少10%以上，总体实现良好的生态环境改善。 3.4. 粉垄大科学的“1 + n”绿色发展技术体系 “1 + n”体系，包括耕作和间接利用的功能体系。“1”即为粉垄耕作工具，“n”即为直接耕作对象稻田、旱地、盐碱地、砂姜黑土、退化草原及中草药、经济果林、生态重建等；间接利用，主要是通过农业可利用资源增加减少农田等化肥农药施用量，粉垄后建立的庞大“土壤水库”等因素，使江河水体水源增加和鱼类繁育增加，活化利用江河水体渔业及航运、发电等。这一“1 + n”绿色发展技术体系，总体促进农业可利用资源、水资源和食物来源大幅增加，并改善生态环境。 3.5. 粉垄大科学“1 + n”的“n-n”内生技术体系 “n-n”内生功能技术体系，是指上述“1 + n”体系中的“n”衍生出若干-n个功能性技术，在各种土地上因地制宜灵活应用。比如，稻田粉垄，彻底改变传统耕作种植水稻需要的在淹水条件下犁、耙等浆耕形式，改为干田粉垄，之后可在水稻生产上使用粉垄干土回水软土移栽、粉垄干土抛秧回水种植、粉垄干土湿润直播等；在耕作制度和种植制度上，可采用粉垄一次之后3~5年轻耕或免耕种植水稻，可采用粉垄早稻 + 再生稻或粉垄早稻+再生稻+晚秋马铃薯(绿肥、油菜、冬菜等)。旱地粉垄，也可衍生出如粉垄耕作一次之后3~5年轻耕，或年年季季粉垄结合秸秆还田肥地等。 3.6. 粉垄大科学的外延功能体系 粉垄“大科学”的外延功能体系，在中国，具体可包括以下方面： 1) 利国利民。激活合理统筹尚未利用的犁底层土壤资源、盐碱地和退化草原等，并带动天然降水、太阳光能自然资源利用，可为现有耕地农业减负和国家治理农业减压。 2) 增容国土立体空间。全国性大面积活化土壤，向地下拓宽增容国土立体空间，发挥“藏粮于土”作用。 3) 多重效应。全国性推广应用，驱动建立庞大“土壤水库”可承贮和利用天然降水，产生缓解农业与工业、城镇化建设用水矛盾，缓解流域性干旱、洪涝灾害等多方重大效应。 4) 用地养地。粉垄比传统耕作加深2~3倍，可驱动秸秆还田资源循环培肥地力，助力绿色发展。 5) 国家宏观调控。粉垄“土壤水库”和作物根系深扎，提高农业抵御不良环境能力，减弱农业自然灾害确保农民稳定增收，有利于。 6) 美丽中国建设。粉垄“藏粮、水、气于土”，固碳减排，驱动综合改善生态环境，有利于美丽中国建设。 7) 解决务农人员减少问题。粉垄机械与农艺科学融合，提高农业耕与种的效率和解决机械替代部分人力劳作问题，有利于解放农业劳动生产力，保障国家粮食安全。 8) 创新发展思路。粉垄可繁荣和丰富农业等科学理论与技术，转变人的发展思路、理念，促进农业与生态健康发展。 9) 农耕文化。文明源于农耕。粉垄将影响方方面面，可带动粉垄农耕文化的崛起。