自从双垄沟播技术在我省中东部旱作农业区大面积推广后，从根本上改变了当地耕作方式，大大提高了我省旱地粮食产量。如今，以灌溉为主的河西灌区，也有了突破性的栽培技术——垄作沟灌和垄膜沟灌技术，目前推广面积累计已超过1000万亩，有望从根本上改变河西灌区的耕作方式。
研发这种技术的是以省农科院马忠明研究员为首的科研团队。
失 败
2002年，河西灌区的水资源紧张情况已经很明显了。当地人均资源仅为世界人均六分之一，水资源开发利用率达到102%，而国际上合理的开发利用率是40%。
如果减少种粮面积，是不现实的。过去河西灌区虽然耕地面积不到全省耕地面积的五分之一，但是生产了全省70%的商品粮。可以说旱作农业区的粮食解决着当地农民的口粮问题，河西灌区则决定着全省粮食能否自给的问题。而且，随着河西灌区种植业结构的调整和水资源的日益紧缺，研究节水增产技术显得更加迫切。
因此，马忠明带领10多名科研人员，联合武威、张掖、酒泉的基层农业科研人员，研究攻关春小麦节水种植技术。
虽然在生产上有滴灌等节水技术，但是像小麦、玉米等在大田里种的作物，本身产值不高，如果用上身娇肉贵的滴灌技术等，等于“把豆腐搅成了肉价钱”，不划算。只有立足于现有技术和条件，解决节水问题，才符合实际。
马忠明选择改革现有地面灌溉技术，开展“垄作沟灌”的研究，就是把平地挖沟起垄，沟里浇水施肥，垄上种小麦。理论上来说，这个做法改平作为垄作，扩大了土壤表面积，会增加光能利用率；改大水漫灌为小水沟内渗灌，会提高水分利用效率；改“施肥一大片”为“沟内集中施肥”，会提高肥料利用率；改善了田间的通风透光，会增强作物的抗倒伏和抗病能力。
2002年，信心满满的马忠明在甘州区二十里铺乡的一个村开始了试验。当地农民一看，就说“这是胡整”。因为这样一来，只有垄上种了小麦，比原来减少了将近一半的种植面积。果然，到了收获季节，虽然节水效果很明显，但是产量减少了。
马忠明不甘心，把春小麦换成了冬小麦，再试一年。结果，越冬时，很多垄边上的麦苗被冻死了。到了收获季节，不用说产量又减少了。
取 经
此时，有些专家告诫马忠明：“想法好，但是是实现不了的。”
马忠明压力非常大，心里也犯了嘀咕。他说：“我当时想，弄不成功怎么办，究竟能否实现？到底要不要放弃？”琢磨再三，马忠明咬咬牙，打算再试一年。
马忠明决定赴位于墨西哥的国际小麦玉米改良中心去取经，那里采用类似的节水技术种植小麦。
在国际小麦玉米改良中心，马忠明请教美国专家肯塞，为什么国际小麦玉米改良中心采用类似技术，种植小麦既节水又不减产。详细对比、研究后，马忠明发现，原因不在于“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳”，而在于国际小麦玉米改良中心的耕作方式规范，垄宽、播种、施肥的数量都有讲究。所以虽然都在利用相同的原理，但是国际小麦玉米改良中心的小麦不减产，而在甘州区的试验田里小麦减产了。
回到甘州区的试验田里，马忠明仔细对比，发现不规范的原因主要在于人工耕作误差太大，而且垄宽、播种、施肥不合适。经过团队内部的充分讨论，重新制订了研究方案，对技术重新研发。
这时，一个新的难题又出现了。要实现规范化种植，只有机器耕作才能实现。于是，这些农业科研人员开始钻研起了机械技术。他们从青岛买来类似的机械，然后改造成用于春小麦的起垄播种机。这是国内第一种用于春小麦的起垄播种机。
用这种起垄播种机的规范耕作，加上适宜的品种和合理的垄宽、播种、施肥，科研人员怀着忐忑不安的心情，又进行了一年的试验。结果是令人高兴的，相比之下，在节水的基础上，产量没有减。
成 功
科研人员再接再厉，研制出第二代、第三代麦类作物起垄播种机，耕作效率更高，操作更轻松。与此同时，随着对节水机理和增产机理的研究，进一步对技术进行了完善。原来只指望着种小麦时能够节水的技术，突破成为又节水又增产的技术。
科研人员又把覆膜加入到垄作沟灌技术中，研究提出垄膜沟灌技术，用来种植玉米和制种玉米。有了研制麦类机械的经验，这些“土”专家竟然又连续研制出了三代玉米起垄覆膜机。第一代玉米起垄覆膜机，用小四轮拖拉机拉着，开过去就可以自动开沟、起一个垄，再覆上膜。第二代机械用大拖拉机拉着，一次可以起两垄。第三代机械干脆增加了喷药除草功能。活儿越来越轻松，效率越来越高。
至此，垄作沟灌技术基本研发成功。科研人员在研发过程中，获得了国家发明专利，制定了10多项地方技术标准。
有意思的是，这些搞农业的“土”专家起先研发机械是为了种植的规范化，却由于节省了劳力，在劳力日益减少的河西农村大受欢迎，成为垄作沟灌和垄膜沟灌技术被农民接受的一个重要因素。
近几年，垄作沟灌技术推广累计超过1000万亩，被我省列为“千万亩十亿方节水工程”的主体支撑技术，在河西灌区被广泛应用于种植小麦、制种玉米、啤酒大麦、马铃薯和瓜菜等作物。根据测量，使用垄作沟灌技术后，种小麦，节水四分之一以上，增产5%以上；种玉米，节水15%左右，增产15%以上；种啤酒大麦，节水四分之一以上，增产12%以上。
还有意思的是，马忠明研发的河西灌区垄作沟灌技术与我省旱作农业区普遍采用的双垄沟播技术的思路是相反的。双垄沟播技术是把农作物种到挖出的沟里，而垄作沟灌技术是把农作物种到堆起的垄上。虽然思路相反，但都更高效地利用了水，增加了产量。
从2002年到2014年，马忠明“十二年磨一剑”，终于为河西灌区找到了适用的突破性耕作技术。目前，河西灌区每年采用这种耕作技术的农田稳定在300万亩以上，并且正在向沿黄灌区推广。
曾经给甘肃农业科研人员教导技术的国际小麦玉米改良中心的美国专家肯塞，两次来甘肃取经。曾经的老师变成了学生，曾经的学生变成了老师。澳大利亚的专家们也前后三批来甘肃取经。甘肃的垄作沟灌技术成为了世界节水增产技术的一个范例。
