农历牛年春节将至，在山西省晋中市寿阳县的乡村里，留守的老人们已经开始准备过年的年货，过年的气氛渐渐浓了起来。不过，和以前不一样，这个寒冷的冬天里，除了忙过年的事儿，寿阳县上湖乡常村的村民们，还要忙地里的活儿——给4600多亩旱地果树剪枝。在种果树之前，村里主要种玉米，整个冬天，一直到来年清明前后，曾经都是农闲时节。
常村的村民们正在进行冬季剪枝，4000多亩旱地香梨，改变了这个原本一穷二白的村子。受访者供图
我国旱作农业占比49%，灌溉农业占比51%
常村是一个典型的半湿润偏旱区的山村，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，以前主要种植玉米，靠天吃饭。2011年，在种果树之前，村里人均收入只有3000多元，村集体的收入是0。
2011年，常村老书记侯志强发动党员集资6万元，又连续开了13次村民会议，终于说动部分村民，启动了村里果树产业的第一步——种了200亩玉露香梨，这是一种适合旱地种植、且品质非常好的香梨。到2020年，村里的香梨面积已经达到4600亩，2019年卖梨的收入700万元，仅这一项收入，全村660口人，人均就超过1万。
常村靠玉露香梨实现了增收。受访者供图
“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，所以，旱作农业包括全部不进行浇灌的农业生产。这其中，在降水量入不敷出的干旱、半干旱地区则叫做旱地农业，也就是在干旱、半干旱的耕地上进行的旱作农业。”2021年1月27日，在中国农科院举行的“旱地农业创新发展报告会”上，中国农业科学院副院长梅旭荣说，“在全球，旱作农业占全球耕地的比例是81%，灌溉农业占19%，这个比例前些年还是80比20，这几年全球灌溉面积有所下降。在中国，灌溉农业是51%，旱作农业占49%。”
我国的灌溉农业面积占比很高，但同时，我国又是一个严重干旱缺水的国家，旱地农业的作用不可替代，这些旱地，主要分布在淮河、秦岭、昆仑山以北的北方地区。“旱地农业是我国农业的重要生产方式，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。”
30年耕耘，改变旱地生产的历史
30年前，梅旭荣就带领团队开始研究旱地农业生产技术，那个时候，也正是我国旱地农业技术研究刚刚起步不久。
梅旭荣，中国农业科学院副院长，中国农业科学院旱地农业学科首席。受访者供图
我国的旱地农业技术研究，起步于上世纪80年代初、“六五”计划时期。梅旭荣介绍，整个“六五”计划时期，我国主要对北方旱地做了类型分区工作，对整个北方旱农区的资源禀赋做了摸底。到“七五”计划时期，则开始实施中低产田改造提升的工作，这个工作一直持续到“九五”时期，也就是上世纪末，改造提升的中低产田包括当时的三江平原、黄淮海、南方旱区、黄土高原和北方旱区等。
“我们做的工作，一是查明了北方旱地自然降水利用的状况，当时的利用率只有56%。第二是查明了主要农作物生产潜力的开发程度，当时是35%，这个数字到今天已经上升到45%。而从经济角度考虑，适宜的开发度是65%。”梅旭荣说，“这个阶段，我们还研发了一批集雨聚水保墒的技术，建立了不同区域的旱地发展模式。”
进入新世纪，“十五”时期，旱地农业的研究开始转向，此前主要的重心在粮食增产上，此后开始重视农林牧协同发展，要产量也要效益。到“十三五”期间，科研人员又开始关注生态保护，重视粮食、经济作物、饲料作物，及农林牧的协同发展。
常村的香梨产业，其实就是粮食、经济作物、饲料作物优化调整及农林牧协同发展的结果。老书记侯志强告诉新京报记者，种香梨之前，村里“穷得叮当响”，村集体如此，村民也是如此。侯志强曾经在苏州学习，在苏南看到过当地的农村，“和我们完全是两种生活，那里有些村庄，人均存款都过百万了，我们村里，十万的都很少”。
从种子到管理，在旱地里淘金
在苏南的见闻，成为侯志强改变村庄的动力，而旱地农业技术，则让他们的梦想，有了实现的可能。
在山区的旱地里种水果，这是侯志强此前不能想象的。玉露香梨，这种成活后几乎不需要浇水的果树，正是旱地农业科技创新的成果。侯志强告诉记者，当地几乎完全符合玉露香梨的种植条件，它适宜海拔为800-1300米，而当地是1040米，适宜纬度为36度到39度，当地是37.4度，适宜降水要大于450毫米，当地是500毫米，适宜平均温度要不低于8摄氏度，当地独特的小气候则是8.9摄氏度。
侯志强告诉记者，玉露香梨对水的需求不高，在果实成熟期需水更少，水多了反而不好。所以，他们只在栽种的时候、特别干旱的年份补浇一点儿水，其他时候不需要人工补水，自然降水就足够了。
选育抗旱作物无疑是旱地农业技术创新的基本工作之一，梅旭荣介绍，仅中国农科院，就选育了70多个抗旱丰产作物品种。
除了育种技术，田间管理技术同样重要，这包括收集雨水、改良土壤、覆盖保墒等方面的数十项技术，这些技术适用于不同区域、不同作物的旱地生产。
同在寿阳县的郭三平，也是旱地农业技术的实践者。郭三平是寿阳县景尚乡张韩村的种植大户。10多年前，他和兄弟、亲戚共同成立了一个合作社，主要为留守人口提供耕种服务，他们置办了全套的农机，从种到收一条龙服务。近几年，他们的合作社流转了土地，自己也开始种地，主要种玉米。
春节前，郭三平就开始准备在玉米地里施有机肥了。受访者供图
和传统的种植模式不同，郭三平的玉米，采用了多种旱地农业技术，比如宽覆膜，这是一种保水增密的种植技术，使用1.6米宽的地膜，可以覆盖4行，而普通地膜通常只覆盖2行。宽覆膜使用降解膜，到秋收的时候，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。宽覆膜还利于增加种植密度，每亩可种植5000株以上，比普通种植多1000株左右，这可以使每亩产量提高100-200公斤。近几年的测产中，他的玉米平均亩产都在1300-1400公斤，在旱地，这已经是非常高的产量了。
利用好每一滴水，和低产对抗
旱地农田地膜覆盖，可以很好地保持土壤里的水分，防止水分蒸散到空气中。而密植宽覆膜的技术，正是来自于中国农科院的专家们。
寿阳模式是梅旭荣研究员和他的团队打造的典型模式之一，在那里，来自中国农科院的专家们，常年入村下地指导，和当地农民一起实践旱地农业技术，开发新的技术模式。
这也影响了当地农民，在采访中，水分利用率、保墒之类的专业名词，郭三平随口就能说出来。郭三平告诉记者，仅覆膜一项技术，在科学家们的监测中，就能将降水利用率提高1.5到3个百分点。
水是生命之源，也是农业的命脉。旱地农业，没有灌溉水源，尽可能地提高对自然降水的利用率，用好天上之水是关键。
“农业是用水大户，甚至是第一用水大户。其中，如何更好的利用水，对节水、提高农业生产效率意义重大。比如，在粮、棉、油、蔬菜等生产中，全国每年总耗水量在7500亿方左右，如果水的利用率提高一个百分点，其意义就非常重大，其中，提高自然降水利用率尤其重要，在7500亿方的农业用水中，只有2000亿方左右是灌溉水，其余5000多亿方来源于自然降水。”
旱地农业不仅是种植粮食，也可以种植蔬菜、水果等。中国农科院供图
我国旱地农业中的自然降水利用率是多少呢？2000年前，这一数据是56%，20年后的今天，提升到了65%，提高了9个百分点，这相当于多了近500亿方的水。而在梅旭荣他们建立的示范区中，甚至可以达到70%以上。远比全球平均利用率的50%要高得多，其背后，是一系列旱地农业技术的应用。“我们的旱地农业技术，在全球都位于前列。”梅旭荣说。
秸秆还田，保护我们的水土
秸秆还田也是提高旱作农业效率的技术之一。在郭三平的玉米地里，收获后留下的玉米秸秆，在离地30厘米左右的地方被砍断，上半部分粉碎后洒在地里，下半部分还直直地矗立着。
这一做法，也来自于中国农科院的专家们指导，是一种高留茬少耕全覆盖技术，可以通过相应的机械完成作业。秸秆还田覆盖，可以达到保墒的作用，而高留茬则能够防止风把还田的秸秆刮走。
待到来年清明前后，翻地播种的时候，这些留在地里的秸秆茬，才会被农机再一次处理，一次性砍断、粉碎，翻耕到土壤中。
“用这样的方法，春天翻地时，土壤和其他地块的明显不一样。”郭三平告诉记者。
在作物生长中，土壤中的有机质提供营养，从土壤中转移到作物中，按照传统的方法，秸秆被收走，这些有机质也就永久地离开了土壤，而秸秆还田，则能够最大限度地把这些有机质留在土壤中，让他们循环起效。
与此同时，再配合有机肥、农家肥等，可以更好地改善土壤。
郭三平告诉记者，他的玉米地里，每亩平均施用1.5方的猪粪或牛粪，这能够代替20%-30%的化肥，而且对土壤更友好。“用有机肥的土壤更松软，而只用化肥，用不了几年，土壤就变得硬邦邦的。”
“中国有几千年旱地农业的历史，当然也积累了大量相关的技术，其中的核心之一，就是有机质的循环利用，这也可以称为有机旱地农业，这个有机，并不是一般人认为的有机农业，而是生产过程的有机化，可以尽可能地保留土壤中的有机质。”
持续发展，旱地农业仍有危机
更多的抗旱产品和技术在不断应用，比如抗旱节水制剂、生物降解地膜、垄沟覆膜集雨技术、培肥蓄水聚墒技术等，在不同土壤、不同作物中应用。
过去数十年中，中国旱地农业的生产技术，已经发生了根本性的改变。而技术的发展，在未来，也必将改变更多旱作农业的生产模式。
甘肃冬小麦旱地农业技术试验。中国农科院供图
但这并不意味着，旱地农业的问题已经解决，实际上，旱地农业仍面临着重重危机。“首先是可持续的问题。从整个农业布局来说，秦岭淮河以北，占国土面积的65%，耕地面积的56%，水资源只有19%。但也是这个区域，生产了全国58%的粮食，其中旱地生产了全国43%的粮食。北方还在向南方一些地方销售粮食，这意味着，缺水的地方，在为不缺水的地方生产粮食。而粮食生产本身要耗费大量的水。”梅旭荣说，“从数据来说，我国几个重要的南水北调工程，每年可以从南方调300亿方的水，但北粮南运带到南方的虚拟水高达500亿方-600亿方。这其中，固然有南北区域适合不同类型作物生长的原因，但也应该思考，这样的模式，是不是可持续的？事实上，北方持续的高产下，土地得不到休息，压力会越来越重。”
全球气候变化同样威胁着北方旱地农业，梅旭荣说，当前，我们正处在一个环境变化的节点，东北、华北都出现了暖干化的趋势，由此造成的压力也已经凸显出来了。比如华北的地下水超采，东北的黑土地退化，以及未来东北是否也可能因为地下水超采，而造成湿地萎缩，湿地功能丧失，进而引发酷寒等问题。
旱地农业的发展，粮食生产、生态涵养、农民增收等方面作用重大，但也因此，旱地农业的危机，同样可能会造成这些方面的问题。
未来紧迫，技术开发仍需重视
在未来，旱地农业又该如何发展？
无疑仍是应对旱地农业未来局势的重要力量。梅旭荣说，“从整体上看，我们对旱地农业的重视程度仍需要加强。重视旱地农业，不仅要重视生产功能，也需要关注可持续发展，以及北方旱地农业在建设生态文明里所发挥的重大作用。”
其中，农业技术仍是重要的力量，梅旭荣介绍，“过去有个说法，叫吨粮千方水，意思是生产1吨粮食，需要1000方的水。目前，全球平均水平是生产1吨粮食的耗水量，在1100- 1200方之间。中国平均是800方左右，对水的利用率已经很高了，但这并不是极限，极限的节水潜力仍需要挖掘。比如玉米，甘肃曾经实现的极限潜力是250方，再如小麦，我国小麦的平均耗水量是900-1000方左右，但极限节水，可以降到吨粮耗水400-500方。可挖掘的潜力仍然很大，当然，难度也同样大。”
甘肃旱地水分高效利用技术应用。中国农科院供图
生产潜力也同样有可挖掘的空间，梅旭荣说，“未来仍需挖掘抗旱作物的遗传潜力。事实上，当前，我们对遗传潜力的挖掘还不够，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。”
梅旭荣认为，未来旱地农业技术攻关的重点和难题，在于高产和生态保护的平衡，“在粮食生产优势区，深挖潜力、提高单产、稳定总产能的同时，腾出空间，发展旱农地区的生物多样性，保护旱农区的生态环境，这是未来整个旱地农业需要重点关注的技术区域和难题。”
被改变的和等待被改变的乡村
不管如何，对侯志强和郭三平他们来说，旱地农业技术，已经改变了他们生活。
时近春节，郭三平正在想办法购买足够多的有机肥，“我们这里主要是猪粪和牛粪，要早点儿买，晚了可能就买不到了。”
侯志强所在的常村，一些技术高超的果农，除了为本村的玉露香梨剪枝外，还受其他村邀请，去帮助剪枝，侯志强告诉记者，附近多个村都开始种玉露香梨，目前已经有12000多亩。近十年来，当地的玉露香梨已经获得了多项荣誉，包括2019年在北京举行的绿色食品博览会上，得了一个金奖。侯志强打算继续扩大种植面积，争取产值达到1000万元。
梅旭荣告诉记者，他们已经建立了包括位于山西的寿阳模式在内的多个模式，如甘肃镇原模式、辽宁阜新模式、内蒙武川模式、河北衡水模式等。这些不同的模式，具有不同的旱地农业技术体系，适应不同环境的旱地种植。
如今，这些模式正在不断地推广到更多的旱农区，改变当地传统的农业生产方式。但技术的推广并不容易，紧靠科研单位自身的推广，远远不足。“技术的最后一公里非常重要，这需要更多新型的农业服务组织，尤其是农业技术服务组织共同努力。”
近年来，农业社会化服务备受关注，事实上，在农业机械化的过程中，社会化服务有着重要的作用，在当前大部分地区，农民一个电话，就有相应的农机来进行耕作服务，从种到收，完全不需要人力。
梅旭荣告诉记者，旱地农业技术看起来复杂多样，但其实完全可以通过社会化服务来推广，“比如说，在不同的旱农区，由科研人员根据当地环境，选择种什么作物，种哪些品种，匹配适合的技术，秸秆适合全量还田还是半量还田，覆膜是全覆膜还是半覆膜等，这些组合起来，开出技术清单，再由服务组织或服务者结合当地情况适度优化，就可以直接服务于农户，”梅旭荣说，“技术的开发需要很多专业的知识，做出巨大且长期的努力，但技术的应用，并不是非要高精尖才行。”
（梅旭荣：中国农业科学院副院长，中国农业科学院旱地农业学科首席。从事旱地农业研究30年，主持了国家攻关计划课题“北方旱区高效农业结合发展模式与技术研究”“主要农作物优质高效生产技术研究与示范”和“区域生态农业技术规范与保障体系研究”等。）
新京报记者 周怀宗
编辑 张树婧 校对 王心
