徐明岗院士（左二）带领科研团队在临猗县吴中定果园开展技术指导。
今年，中国工程院院士、国家苹果产业技术体系水分管理与节水栽培岗位科学家徐明岗团队，协同陕西省农业节水技术体系、山西省现代农业果树产业技术体系，将在我省大力推广“苹果旱作集雨集流绿色智能补灌技术”。该项技术是旱作果园应对干旱、实现绿色生产的优选方案，把“坡地集雨—光伏提水—窖池联蓄—智能补灌”的“四位一体”技术应用到苹果园中去，结合传统旱作果园的行间生草、冠下覆盖、穴储肥水、交替灌溉等技术，从传统乔化大树到现代矮砧密植进行了大面积试验示范，实现了“天雨地蓄、需时灌水”的智能补灌理念，把旱作果园的“救命水”变成了“增产水”，探索出一条生态优先、绿色发展的可持续之路。
坑施肥水：留住天上水，滋润地下根
黄土高原是占全国苹果种植面积四分之一的主产区，年降水量不足400毫米，蒸发量却是降水量的3～4倍。在这里种苹果，首先要过的就是“水关”。
“苹果虽是耐旱的果树，但在花期、幼果膨大期和果实转色期，一旦遇到春旱或伏旱，往往会出现坐果率低、果个小、糖度差以及色泽不鲜艳等问题。”徐明岗院士开门见山，道出了问题的核心。他长期深耕耕地质量提升与农业水资源管理领域，对黄土高原的每一寸土地都怀有深厚的感情。
徐明岗告诉记者，干旱严重年份，苹果产量会减少30%以上。有的果园连续干旱三年以上，甚至出现树体早衰、树势衰退、病害加重等问题；随着产业升级，传统的乔化大树因产量低、不适于机械操作，逐渐被市场淘汰。取而代之的是产量翻倍、行距宽、适用机械操作、省工省力的矮化密植树形。但矮化树形根系较浅，需水需肥量更大，偏偏降雨和果树需水时间又不同步，春季需水多但降雨少，秋季降雨多但需水少，这种时空错配，形成了果树“卡脖子旱”。
面对这一难题，徐明岗带领科研团队，将目光投向了一个看似简单却蕴含大智慧的方向：把天然降水留下来、用起来，让每一滴水都发挥最大效益，这也是旱作农业的底层核心理念。
“我们利用起垄、覆膜、开沟等旱作栽培技术留住果树的‘保命水’。”徐明岗介绍说。该科研团队重点推广的一项技术叫做“集雨集流深层补灌技术”，果农们更习惯叫它“坑施肥水”。
这项技术很简单：在两棵果树之间挖一个80厘米见方、深度60厘米的小土坑，把表面有孔的PVC管放入坑中，然后一层一层填入有机物、羊粪与土混合的腐殖质土，每20厘米一层，边加边踩实。最后修成缓坡，铺上黑色园艺地布，只露出中间的管道口。核心原理就是将天然降水汇聚，不通过地表向下入渗，直接将水分导入果树根区进行补灌应用。
“这样一个坑，在丰水年份全年土壤水分能达20%到30%。”徐明岗说，“关键是成本低、效果好，一个坑能用七八年。原先果个很小的鸡心果，用上这个技术后，果个变大、产量变高，价钱也卖到了10到13元一斤。”
这项技术源于西北农林科技大学的旱作农田拦提蓄补“四位一体”集雨补灌技术，该项技术的核心在于将节水灌溉、水肥一体化与水土保持有机结合。“这样做既能节水又能保障产量和品质，还能保护土壤改善生态，实现旱能保产、丰能提质。”徐明岗说。
四位一体：破解矮化密植的“卡脖子旱”
如果说“坑施肥水”解决的是“如何高效利用就地降水”的问题，那么“四位一体”集雨补灌技术则着眼于“如何让雨季的水为旱季所用”，徐明岗团队为我省矮化密植果园量身定制方案，并结合实际进行了优化推广，坑中填充的有机物和羊粪不仅是“蓄水库”，更是“肥料库”，能持续为果树提供养分。
这项技术的思路堪称巧妙：把降雨径流有效拦截，利用光热资源将水引入山上修建的蓄水设施储存起来，在果树需要时进行补充灌溉。简单来说，就是“雨水变蓄水，蓄水变产量”。
“在延安市宝塔区柳林镇鸡蛋峁山地苹果园，应用了‘光伏发电+提水灌溉’系统，通过太阳能驱动提水，实现了能源与灌溉双绿色化。”徐明岗说，“在子洲县淮宁湾镇清水沟现代农业园区，1500亩山地苹果通过沟道坝蓄水、太阳能提水、集雨收水、高位储水、膜下滴灌等多项技术，充分利用了地表水资源。果园节水可达25%到30%，产量提高30%以上。”
依托国家苹果产业技术体系形成的制度化合作，国家苹果产业技术体系在山西省设“一岗一站”，徐明岗院士担任水分管理与节水栽培岗位科学家，运城综合试验站则成为技术落地的桥头堡。2025年4月，徐明岗院士带领全国苹果矮砧轻简化栽培技术专家团队，详细了解临猗县苹果种植技术、规模布局、果业发展等情况，针对果园肥水管理的核心技术问题，制定了精准节水栽培和土壤健康管理方案。
2025年，院士团队依托山西农业大学“特”“优”工程项目，在临猗县小军苹果种植专业合作社示范70亩，山西泰莱农业开发有限公司示范180亩，实施“智能灌溉、矮砧密植、水肥一体”技术体系，配备数字气象仪、智能防雹网、植保机、除草机、移动采摘平台车等智能设备，微喷灌技术既可防霜冻，又可增湿降温。项目实施达到每亩果园化肥用量减少100公斤以上，节水50立方米左右；同时改良根域土壤微环境，肥料利用率提高15%左右，果园亩节本增效2000元以上。该“特”“优”项目的增产增效，也为“四位一体”项目的实施奠定了坚实的基础。
日前，山西农业大学园艺学院李磊研究员正忙着筹备今年的项目实施，作为徐明岗院士科研团队成员，他今年主持省水利厅的“旱地果园拦堤蓄补‘四位一体’集雨补灌技术集成与区域适配应用”项目，将在山西旱作果园分布带临汾、晋中以及运城山地果园开展试验示范。技术上将充分应用果园旱作栽培技术体系，结合“四位一体”集雨补灌技术，突破地形和能源限制，解决传统技术无法适应的环境挑战，实现“苹果旱作集雨集流绿色智能补灌技术”示范。项目实施将带动我省农业生产模式转型，提升农户对先进节水技术的认知，实现旱作果园高质量发展。
“我们构建了‘科研团队+地方政府+企业+果农合作社’的协同机制。科研团队负责技术研发和示范验证，地方政府提供政策和资金支持，企业承担设备制造与系统集成，果农合作社负责实际应用与反馈。同时，通过田间培训和现场观摩，让果农直观学习、掌握技术，促使科研成果真正走向产业化、规模化。”徐明岗院士说。
涵养水土：筑牢生态底色，厚植乡村希望
“‘坑施肥水’解决了水的就地高效利用，‘四位一体’破解了水的跨时空调配，这一切的根本支撑，还在于健康的土壤。”徐明岗院士始终强调，“水是果树的‘血液’，而土壤则是果树的‘粮仓’。没有健康的土壤，再多的水也转化不成产量和品质。”正是基于这一理念，团队多年深耕土壤健康与生态重建这个最基础、更长远的方向。
近年来，徐明岗院士带领科研团队，依托国家科技支撑计划项目、国家重点联合基金等多个项目，在古交西山煤电集团屯兰矿区开展煤矿土地复垦基地的建设，建立了一整套“分层压实、隔室堆储、覆土造地”的煤矸石充填造地技术体系，从复垦土壤重构、培肥、微生物群落恢复到生态重建再到耕地质量提升，将废弃土地一步步打造成循环生态园，实现了煤矸石“从地里来，到地里去”的自然回归、生态循环。目前，团队已筛选出适于煤矿复垦区生态恢复的10余种能源植物、13株解磷固氮功能微生物，研发出矿区专用生物有机肥配方3个，发表学术论文52篇，成果先后获得中国植物营养与肥料学会一等奖1项、山西省科技进步一等奖1项、国家专利5项。
团队在古交市马兰镇白草塔村，建成了300亩土地复垦与生态重建试验示范基地，辐射带动周边2000余亩土地达到良田标准，农作物亩产超过700公斤；村民在治理恢复的矸石山上种植杨树、松树、果树120余亩，铺设灌溉管道1500米，建成了具有生态系统自我调节能力的矿山生态园；带动该村因地制宜发展养殖业，种植土豆、玉米等饲料作物200余亩，昔日荒芜的矸石山真正变成了绿色家园。
这一从“病土”到“活土”的重生之路，正是徐明岗院士土壤健康理念的生动实践。他常对团队说：“只有把土壤养好了，作物才能长好，农民才能过好。”带着这份信念，院士团队的土壤健康和可持续发展思想向全省辐射推广：2024年底，土壤健康山西省实验室获批建设，实验室聚焦土壤健康形成机理与构建、退化土壤修复与质量提升等方向持续攻关；2025年1月，我省首家农业院士工作站——土壤健康徐明岗院士工作站在阳泉揭牌成立，旨在探索煤矸石充填造地技术，实现固废资源化与耕地修复双向赋能，为山西能源转型注入绿色动能。从苹果园的“节水革命”到矸石山的“生态重生”，从水到土，从增产到增效，徐明岗院士团队用科技的力量诠释了乡村振兴的根基在土地，土地健康的希望在科技。
“我们的目标，是让黄土高原的苹果产业实现可持续发展，让果农的钱袋子更鼓，让乡村全面振兴的步伐更快。”徐明岗院士说。为此，他带领实验室科研人员通过探索土壤微生物组学、有机质提升、土壤结构改良等前沿课题，将研究成果转化为田间地头的实用技术，“水”“土”共养为果园长期健康“筑牢根基”，也为耕地质量提升提供“山西方案”。
从“坑施肥水”到“四位一体”，从“乔化大树”到“矮化密植”，从智能灌溉到土壤健康，从品牌增值到乡村富裕，徐明岗院士团队用科技的力量，为黄土高原的农业注入源源不断的“活水”，为土壤健康注入可持续发展的力量。这不仅是水和土壤的革命，更是观念的革命、技术的革命、产业模式的革命，是“把论文写在大地上”的生动实践。这场从“水”到“土”的绿色变革，早已超越了技术本身，成为乡村振兴的希望之光，书写了科技兴农的壮美篇章。
本报记者张美丽