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—农业发展纲要实现以后*

*刊载于《科学大众》1958 年 6 月号。

现在全国农业生产合作社的社员们正以排山倒海的英雄气概,改造自然。从前几百年、几千年才能做到的事,现在在几个月内就能做到;许多从前做不到的事,现在都可以做到。10年后(或不需要10年),我国农村将出现一个崭新的面貌。

一、人工控制气候提上了工作日程

经过10年,农业发展纲要实现以后,大规模农田水利的任务完成了,普通的水旱灾害消失了。为了进一步控制或避免大的自然灾害,一门新兴的科学技术“人工气象控制”的研究,就提上了工作日程。

人工气象控制的主要措施是用少量固体的二氧化碳(也就是干冰)或碘化银的蒸气来控制水汽的凝聚过程,可以促进降雨,也可以防止降雨。又因为水汽凝成水的时候放出相当大的热量,所以控制水汽的凝聚过程又可以控制大气里的热量释放。在关键点加热,或不加热,就能更改气象的演变。因此并不需要多少干冰或碘化银这样的控制剂,就能使一个大地区的气象都受到影响。我们可以预期:少量的控制剂就能避免像冰雹这样的灾害。我们也应该可以通过这种方法来改变台风的走向,使台风不至侵袭我国的沿海各省,免除这种巨大的自然灾害的威胁。

二、农业生产接近了工业生产的方法

把水利搞好,再加上人工气象的控制,这就使农业有了良好的生产环境。使农业生产摆脱了许多不可预测的因素。这样,农业生产就更主动了,就可以更好地按照自己的需要和意图去进行生产,更进一步接近工业生产的方式。农业生产各部门将有着更紧密的配合,肥料、农产品、动力等问题都安排得很确当。各方面无论在时间上、在数量上都安排得更有效率。具有高度的生产组织,前后上下都没有废料、废时。一个农场就像一个复杂的工厂一样,这就是农业生产工业化的体现。

三、动力是发展农业的心脏

在将来的农业生产中,动力问题是更加突出的一个问题。在将来的农业生产中,估计一共要有4亿马力的农业动力机器。按照我国现有的耕地面积来计算,差不多每亩地有1/4马力,这个数字是相当高的,比苏联现有的农业动力要多得多。这是因为我国人口多,耕地少,农业生产的强度高,要丰产就得深耕,深耕就要较大的动力,再加上抽水和排涝,因而每亩地所要的动力就要大一些,估计4亿马力是需要的。假定机器的开动时间平均每年为2000小时,差不多是一年总时间的1/4,这样全部农业机器全年所需要的机械能就是8000亿马力小时。我们假定其中有3/4是从农场里的热力发动机得来的,还有1/4是从农场里的风车、农场附近的小型水电站以及地区电力网得来的。如果这1/4之中的一半,也就是1000亿马力小时是从地区电力网得来的,那么就等于说农村动力用电,要从地区电力网每年取得740亿度电力。风力不是什么地方都有,而且就是有也不能什么时候都有,因此估计在其余1000亿马力小时里,只有1/5是来自风车,800亿马力小时还是从小型水电站得来的。这样农村动力用电总量,每年就要达到1540亿度。根据毛鹤年、褚应璜两位人民代表在第一届全国人民代表大会第五次会议上的发言,他们说在1972年,我国的全国发电量可能达到2400亿度以上,所以我们所计划的农村动力用电就会占了一半以上。这是在电力系统的安排里必需注意研究的。

四、生物能的利用解决了燃料问题

前面假定,在总的8000亿马力小时里,有6000亿马力小时是从农场里的热力发动机得来的。这方面的问题又怎样解决呢?首先是燃料的问题。自然最方便的燃料是石油,但是6000亿马力小时的机械能,就得差不多1.5亿吨石油来供应。一年中要这么多的石油,在我国目前的情况下是有困难的。是不是可以用煤气发生炉和煤气机呢?当然可以,不过这就需要每年近3亿吨煤或焦煤。而另一方面,农场中每年有大量的作物秸秆、茎叶、人畜粪尿,还有大量的树叶、杂草等,把这些东西放在密封器里发酵,可以产生沼气和二氧化碳[1]。沼气是很好的点灯燃料和煤气机的燃料,如果把沼气压缩在高压气罐里,那就是拖拉机、联合收割机、运输汽车等的燃料。燃料沼气的发热量比汽油还高,估计6000亿马力小时所需要的沼气量只有1.2亿吨,再加上点灯等的需要,每年沼气的用量大约有2亿吨。2亿吨沼气要多少发酵原料呢?这我们还没有确切的资料,但估计湿料大约得100亿吨。发酵后的剩渣大约有90亿吨,又是很好的有机肥料。以16亿多亩耕地来计算,每亩可以施发酵后的残渣1万多斤,再加上化学肥料和其他杂肥,就能保证农作物的丰产。

那么,我们每年能不能聚集到100亿吨的发酵原料呢?因为人口会不断增加,我们姑且假定以7亿人口计算,其中5亿为农村人口,2亿为城市人口。每一农村人口如果能养一头猪,那就是5亿头猪,而每头猪每年产粪尿2.5吨,所以每年猪粪尿共有12.5亿吨。如果有一部分城市人粪尿可以下乡,以6亿人的粪尿计算,每人每年产0.35吨,每年共有2.1亿吨。因此光是人和猪的粪尿每年就有近15亿吨,再加上其他牲畜的粪尿,想来可以有20亿吨以上。如果全国16亿多亩地,除了牲畜饲料之外,每亩每年还能产2500斤茎叶、秸秆,每年就有约20亿吨。树叶、杂草假定是30亿吨。三样加起来一共有70亿吨,所以再找补上30亿吨的垃圾和污水,就可以满足沼气原料的全部要求。因此看来,我们的沼气计划是可以实现的。

我们也应当注意到沼气机和其他农业机械的润滑问题。每年生产6000亿马力小时的农业机器所需要的润滑油是不少的,估计每年润滑油总量在200万吨以上。这对我国石油工业的规模来讲将是一个不小的数字,在我们规划我国石油工业的时候必需做适当的安排。

五、养殖小球藻成了农村的新副业

在利用沼气的过程中,发酵气体里含有大量的二氧化碳,可以同沼气分离开来。也许我们可以把发酵的气体先压缩,然后在高压下用水洗。二氧化碳在高压下溶解到水里,而沼气溶解得少,就分离了。把压力减去,溶在水里的二氧化碳又重新释放出来。如果每年产生2亿吨的沼气,同时就产生5亿多吨的二氧化碳。所以我们也要考虑怎样利用这样多的二氧化碳。二氧化碳是植物光合作用的原料之一,二氧化碳也就可以说是一种肥料。把二氧化碳气体放到温室里,增加温室空气中的二氧化碳浓度,也就促进了温室里作物的生长,可以因而得到超越平常的产量。但是另一个利用二氧化碳的办法是养殖小球藻。小球藻是在水里繁殖的绿色微小的单细胞藻,它的光合能力很强,能够高效率地利用太阳光里的能量。如果我们把二氧化碳通进养殖小球藻的水里,更能促进它的生长,那就有可能每年在一亩地面积的水池里产生几万斤的小球藻。根据分析,小球藻是富于养分的,含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物质和维生素,很像是大豆和菠菜的混合物,可以作为猪和其他家畜、家禽的精饲料。有了这种高产量的小球藻,就不怕养上面所说的那5亿头猪了。

六、工业支援农工

我们再来看一看4亿马力的农业机器这多大的规模。如果我们说每1马力的农业机器连一切辅助设备和作业机械在内要200公斤钢铁,那么4亿马力就要8000万吨钢铁。这些机器的平均寿命如果是10年,那就等于说每年得补充800万吨的机器,也就要每年供应大约1000万吨的钢铁。这也就说明了支援农业生产的冶金工业和机械工业规模是不小的。

此外,在农村中,煮饭、热水和冬季取暖所需的燃料也是数量很大的。我们既然把农村中可以做燃料的原料都收集去制造沼气了,而沼气主要是用来发动机器和点灯,只有少量可以用作家庭燃料,这就要我们从农村以外输入燃料,也就是用煤作为农村中家庭燃料。这样我们就有必要注意煤的综合利用。这就是把煤在直接用来燃烧之前,先经过干馏,提出煤气作为合成纤维厂和氮肥厂的原料,剩下来的焦炭,才用来燃烧。5亿农村人口估计每年要用2亿吨焦炭,这样大量的焦炭又需要相应大的煤炭工业来供应。自然,如果上面所讲的100亿吨沼气发酵料能产生更多的沼气,也许焦煤就可以大大地减少,或简直不需要。那么农村里也可以用沼气烧饭,那是更好了。

七、农业生产还远远没有碰顶

上面谈的,都是同农业生产有关的动力、燃料等问题,至于有关农业生产本身的情况又将是怎么样呢?就以今天各处试验田所取得的成绩来看,小面积丰产的单位年产量已经远远超过了农业发展纲要所规定的400斤、500斤、800斤的指标,一般是纲要指标的五六倍。今后通过农业劳动者的创造和农业科学工作者的努力,一定会突破今天的丰产成绩,从而达到更高的单位年产量。我们有这个信心,因为农业生产的最终极限决定于每年单位面积上的太阳光能,如果把这个光能换算农产品,要比现在的丰产量高很多倍,所以我们的生产还远远没有碰顶。

八、将来的农场

最后让我们来看一看将来的农场的规模。我们用1万亩地的农场作为平均大小,这个农场大约有3000人,那么依照我们在前面所谈的,这个农场就有2500马力的农业机器。这2500马力中约有1900马力是用沼气机带动的。每天光是为了生产沼气就得用160吨的发酵原料,这些原料就得用一个几米直径和几米高的大罐子来装。如果发酵时间是20天,每天装一个罐子,清一个罐子,那就得20个这样大的罐子,而且一天就得搬运320吨的东西。这些设备,再加上气体压缩和洗涤等设备,就成了沼气工厂。所以将来的农场是包括了许多机械和动力设备的农业生产工厂,正和工业生产工厂一样。农场中除了行政管理人员之外,也得有总工程师、农作物技师、畜牧技师、机械技师以及技术员,他们负责规划和指导生产。此外在各个地区和全国范围内还得有人工气象控制的工程师,保证最好的农业生产环境。这就是农业生产的工业化了(图1)!

图 1 将来的农场

自然,我们在这里所描写的农业发展纲要40条实现后的农场只不过是一个轮廓,具体的设计方案还要复杂得多。实际上我们在现在也不可能就做好这个具体方案,因为许多事情还要等待深入研究才能得到确实的数据。但是我们现在就应该打开眼界,突破常规,为实现农业上的技术革命而努力;而通过科学技术的研究和试验,在不太远的将来实现我国农业生产的工业化,也就是我们的重大任务和方向。

参 考 文 献

[1]姜子钢,等.生物能的利用[J].科学大众,1958(4).