“吃的救济粮，穿的军大衣”，这是上世纪70年代末宁南山区百姓生活完全依靠政府的真实写照。种庄稼是第一需要，农民的吃饭是第一需要。只有吃饱饭，才有力气干。
荒凉的大山，贫瘠的土地，光秃秃的山梁……随着电视剧《山海情》的热播，曾被联合国认定为“最不适宜人类居住”的西吉、海原、固原，重新进入人们的视界里。
1978年，中科院与宁夏回族自治区合办农业现代化基地县，山仑受命担任固原基点负责人。在固原的工作，需要山仑和同事们进行大量野外调查。没有地方休息，有时他们只能七八个人挤在一张炕上；当地缺水，他们跟着农民一起喝窖水，喝出草屑也是常有的事；如果吃饭能就点儿腌菜，大家就会很满足。
“有一次我和山仑像往常一样到固原去，在汽车上，山仑老师的胆结石病突然发作，疼得蜷缩成一团，满头大汗，只能在车上强忍着一路到了固原。因为放不下手头的工作，山仑老师的胆结石手术拖了很长时间才去做。”山仑的学生邓西平透露，做完手术，山仑没休息多久，就又赶回固原开展科研工作。
一番艰辛考察后，山仑根据半干旱黄土丘陵区的自然经济特点及农林草的适宜性，首次提出粮食生产是自给性的、林业建设是保护性的、牧业生产是商品性的“三性”概念，经过扩展深化，这一论点后来被作为国家有关部门处理黄土高原农林牧关系及开展西北地区生态建设的一条重要原则。
1979年6月，他写出了《黄土高原水土流失区旱作农业的增产途径》论文，强调发展农业生产与改善生态环境要紧密结合，这也是我国最早发表的倡导加快旱地农业研究的文章之一。
20世纪80年代，固原基点在上黄村建立了试验示范区，总结出了“上黄经验”，提出了一先行（草灌先行）、二侧重（侧重抓人工种草，侧重抓旱作农业与化肥深施）、三同步（退耕种草，提高粮食单产和发展牧业同步）的技术路线，上述成果先后推广到宁南地区，为当地的生态改善和农业增产作出了重要贡献，曾获国家科技进步奖三等奖，并被列入“国家科技成果重点推广计划”。
1981年9月，宁夏回族自治区党委与政府和中科院联合在银川召开了宁夏现代化基地县工作会议，山仑代表固原试验区在会上的发言引起了重视和反响，时任自治区党委常务副书记申效增在总结发言中指出他的发言“言之有物，意见中肯”，同时对水保所为固原县建设扎扎实实的工作表示了“十分满意”和“十分感谢”。随后，中共固原县委办公室发出“关于学习和宣传山仑同志讲话的通知”。
1986年6月，时任中科院院长卢嘉锡批示，认为以山仑为代表的“西北水保所在宁夏固原县这个工作成绩显著，结合了科学院综合优势，为改变贫困地区面貌作出了贡献，应予以宣传，并给予奖励”。宁夏固原县的项目组当年被评为中科院先进集体。
从1981年到1985年，山仑兼任固原县县委副书记，是当时中国科学院第一个地方兼职科技干部。2000年宁夏回族自治区政府在给时任中科院院长路甬祥的感谢信中再次提到20世纪80年代初期山仑等专家的贡献，并强调“水保所科学家刻苦钻研、坚韧不拔、顽强拼搏、无私奉献的精神，是留给宁夏人民宝贵的精神财富。在固原上黄基点辛勤工作的科学工作者是中国科学院的骄傲，是宁夏人民的功臣”。2009年，山仑被聘为宁夏回族自治区人民政府特聘专家。
作为山仑先生的助手，刘忠民36年的工龄有15年在固原度过，他把这里称作第二故乡。“很多科研课题的研究内容和方法，山先生都要求我先提意见，然后两人交换看法就行了。他的这种领导艺术，发挥了大家的主观能动性，极大促进了我们的工作，为取得研究成果起到了重要作用。”
在前期旱地农业研究工作的基础上，山仑带领的团队根据调查及试验所得结果提出夏秋作物比例为6∶4 并扩大豆类面积的建议被当地所采纳。相关研究结果为制定宁南山区固原县和彭阳县旱地农田种植制度改革方案提供了基础依据。
针对宁南山区农业投肥严重不足，山仑及其同事总结出农业“关键在水，出路在肥”的科学结论，获得自治区主管领导亲笔回信，指示有关部门调集大批化肥，大力推广深施肥技术。10多年累计推广1200多万亩，亩产由三四十公斤增产到100公斤，为改变宁南粮食生产长期在低产水平下徘徊局面，解决群众温饱发挥了战略性作用。
提高旱作产量“关键是水，出路是肥”的论点，经宁南山区实践为全国旱作产量提高从理论和技术上提供了科学支撑。1994年，农业部将山仑团队的旱地化肥深施作为重大增产技术，在全国推广应用面积达5390万亩，年增效益18亿以上。
在固原的十年里，年过半百的山仑主持了多项国家和省部级攻关课题，在固原和彭阳两县建立了3个试验示范区，17个科研试验点，沿着“退耕、改制、种草、还牧”的方向，探索着旱地农业良性生态体系的新路子。他和陈国良主编的《黄土高原旱地农业理论与实践》，是第一部黄土高原旱地农业的科学论著，被评审专家认为丰富和发展了我国旱地农业科学技术，并将为世界旱地农业的发展做出重要贡献。
作为首批扎根宁南山区的负责人，山仑和农民成了朋友，他的科学研究十分接地气，提出的建议受到当地政府的重视，得到当地人民的信任。宁夏彭阳县委县政府赠送他一块写有“殚精竭智，造福人民”的牌匾，成为山仑最珍贵的一份荣誉。
1995年，62岁的山仑戴上了院士的桂冠，成为水保所历史上的第一位中国工程院院士。他的当选，让上黄村的村民无比的高兴。“他是我们上黄村走出的院士。”作为支持山仑开展研究工作的老支书，黄占刚无论何时提起此事，满脸都是掩饰不住的自豪。
科学研究接地气，成果化为生产力。一批具有全局性、综合性和实用性的科技成果，如“农林牧优化结构模式与增产技术”被国家科委列为1990年百项重大推广项目之一，“一种新型抗旱剂-钙与赤霉素合剂的研制及在旱作农业生产上的应用”“小麦新品种宁冬1号的选育”“固原县旱作农业增产体系及依据研究”等成果，在生产上被推广应用，促进了宁南山区的科技进步和生产力发展。上述成果推广面积2000多万亩，累计增产粮食10.5亿公斤，累计经济效益12.5亿元。
1991年，28岁的赵世伟走进了固原。一到上黄村，他就深入农户家中，了解他们的生活和生产情况。当得知随着氮肥用量的加大，出现增施不增产的问题，造成尚未脱贫的上黄村民负担加重时，他就开始了旱地农田—作物系统氮素循环特征的研究，发现了现行施肥方法存在高挥发、高残留、高不明途径损失和利用率低“三高一低”的氮素运移特征，并认为施肥方法不当是造成这一问题的主要原因。
针对存在的“三高一低”问题，他提出了减少基肥量以降低土壤残留，改表追为深追，改固态追肥为液态追肥，实行基肥+深追+叶面施肥的综合施肥技术。通过模拟和田间试验，结果表明采用上述原则和施肥技术，不仅可以减少氮肥用量和氮素损失，使氮肥利用率从22.3%提高到56.6%，而且增产20%以上。同时他还进行地膜玉米等作物的农艺栽培技术试验，获得了玉米亩产750公斤的高产。
邓小平同志在1992年南巡时强调，“社会主义要消灭贫穷”。“九五”以来，固原生态试验站根据宁南气候变暖和春旱加剧的趋势，在科学研究的基础上改春小麦为孙继斌主持选育的冬小麦新品种“宁冬1号”，李壁成、赵世伟、党增春等开展了小麦改制及其高产栽培模式的示范推广，被政府采纳累计推广400万亩以上，每亩增产100公斤以上，成为解决宁南干旱山区粮食上台阶和稳定解决温饱的重大战略举措。
历经小麦、玉米等农作物的推广种植后，赵世伟把目光又瞄向了小杂粮产业。小杂粮是宁南山区的传统优势作物，以豌豆、蚕豆、扁豆、荞麦、莜麦、糜子、谷子等为主的小杂粮种植历史悠久,常年种植面积150万亩左右,是西北地区小杂粮的主要产区。但长期以来，被农民作为倒茬作物种植，存在规模效益低、良种覆盖率不高的显著问题，没有形成产业化优势。
“宁南山区发展小杂粮有着得天独厚的条件。海拔高，工矿企业少，无污染，是生产小杂粮的一片净土。高寒冷凉的气候非常适合小杂粮种植，特别是小杂粮的生长发育与当地气候雨热同季,小杂粮生产极少使用农药、化肥，是真正的天然绿色食品。”赵世伟在固原开展了一系列小杂粮引种试验研究，决心把资源优势转化为产业优势，为老百姓的餐桌提供健康的小杂粮农产品。
从没饭吃到有饭吃，从有饭吃到吃饱饭，从吃饱饭到吃好饭，宁南山区的农民历经艰难的岁月才走到今天的幸福生活，陪伴着他们的是水保所五代科技工作者的不懈努力和持续奋斗。
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