生物节水研究成为科界热点

        有关生物节水的研究开始成为科学界研究的热点。专家认为，生物节水是一个应用目标十分明确的科学问题。应该通过国家的有效组织，实现真正意义上的学科交叉与整合，联合国内外的科技力量，纳入国家重大科技专项，积极开展深入研究。

　　专家认为，生物节水研究涉及生物节水的生理和分子基础、节水生态与节水栽培、耐旱及高WUE转基因技术研究现状及应用前景、以耐旱和高WUE为目标的遗传育种等4个领域。而实现生物节水目标的3个主要技术途径是：遗传改良、生理调控和群体适应。培育耐旱节水新品种、新类型，被专家看成是其中的核心目标。

　　两院院士石元春将生物节水视为“开拓中的蹊径”。早在1999年，他就曾提出了生物节水的概念，即“利用和开发生物体自身的生理和基因潜力，在同等水量供应条件下能够获得更多的产出”。他提出，遗传性生物节水应该开展的工作包括：高耐旱超级种培育及产业化，常规育种与分子育种、提高生物体水利用效率的基础性研究等。

　　中国工程院院士山仑则认为，生物节水含义广泛，包括了从分子、细胞、植株、群体、流域等不同水平上开展的研究。

　　专家强调，建立节水型种植体系，是可在较大范围内产生效果、较为现实的生物节水策略。在生理调控研究方面，根据上述适度水分亏缺下可产生补偿效应的原理，建立有限灌溉（非充分灌溉）制度是一项重要工作；另一方面要采用新技术，逐步向精确灌溉的方向发展。

　　在培育节水耐旱新品种方面，专家认为，应从分子水平上，阐明作物抗旱性和高WUE的物质基础及其生理功能，从而通过基因工程手段进行基因重组，以创造节水耐旱与丰产兼备的新类型。

        国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）中明确指出，“把发展能源、水资源和环境保护技术放在优先位置，下决心解决制约经济社会发展的重大瓶颈问题”。其中重点研究农业高效节水，开发灌溉节水、旱作节水与生物节水综合配套技术及植物抗逆性及水分养分和光能高效利用机理，已成为面向国家重大战略需求的基础研究问题。作者对开展生物节水研究进行了阐述。

        何谓生物节水

        生物节水概念的发展经历了作物生理节水、作物遗传节水、生物（包括动植物、微生物）节水的三个阶段。

        “生物节水”是中科院山仑院士1991年在“应用生态学报”上发表的“节水农业及其生理生态基础”一文中提出来的，他指出，“生物节水措施是按照作物需求规律采取对策，例如，根据不同作物的需水量、需水临界期制定灌溉计划，进行作物布局；同时，也是改善工程和耕作措施的依据。从长远来看，通过研究需水规律、提高植物本身的水分利用效率，是未来节水增产的最大潜力所在。”

        所谓生物性节水，是指利用和开发生物体自身的生理和基因潜力，在同等水供应条件下能够获得更多的农业产出，以减少输灌水过程中无效损失为目标的工程性节水。其技术性强，研究开发程度高，工作重点在于产业化开发及相关技术研究。生物性节水面对的不是材料和设计、工程和技术，而是复杂的生物体，其特点是研究难度大、开发程度低、应用中投入小而效益高，潜力大而前景广阔。分子生物学和生物技术的兴起和发展，为生物性节水带来了巨大活力，正孕育着新的突破和进展。近20年，我国年均旱灾面积3.4亿亩，损失粮食5000－6000万吨，如果通过调整作物类型、品种和种植制度；培育优良抗旱品种；提高农业灌溉和抗旱技术等生物性节水措施，必将低投入高效益地减少干旱造成的损失，增加农业产出。生物性节水的蹊径正在开拓中。由此看来，随着生物节水发展，通过培育抗旱节水和水分高效利用的动植物和微生物品种，利用各种抗旱节水栽培和管理措施，提高生物链过程由微生物→植物→动物的不同能量级生物的水分利用效率，产生出更多和质量优良的食物和价值，将成为未来农业研究的关键问题。

        我国目前还主要强调发展节水农业，从宏观角度来看，第一目标是首先提高水资源的利用率，主要是靠工程节水。但工程节水必须和生物节水紧密结合，才能实现真正的节水，所以第二目标是提高作物的水分利用效率和产量；第三个目标是提高生物水分利用效率的同时提高经济效益，即经济水分利用效率。植物用水最多，因此植物的价值水分利用效率的研究的重要性将日趋得到重视；第四个目标是随着生物节水研究的深入，要进一步提高动物和微生物的水分利用效率；第五个目标是随着许多地区未来环境问题的不断恶化，植物水的生态WUE将逐渐引起人们的重视。

        生物节水是一个广泛的概念。广义的生物节水应该是指利用森林和草原进行水土保持，产生更大的经济和生态效益。狭义的生物节水应该是利用抗旱和高水分利用效率、高产优质的动植物品种，特别是以农作物为主的生物节水，产生更大的经济和生态效益。将水分高效利用从旱地农业向湿润地区和盐碱滩涂湿地以及海河湖等水资源利用方向全面开拓，将提高粮食水分利用效率向提高经济水分利用效率的层次发展，发展高水效农林复合型农业，特别是农产品出口，才能使中国农业走向世界，才能发展中国的生态农业和保障中国农业的可持续发展。

        生物水与水资源概念的发展

        关于生物水的概念，在1977年的联合国水会议文件中指出，全球生物水资源储量为0.112（KM3），占总水储量0.0001(%)，占淡水储量0.003(%)。由此看来，生物也是淡水资源的一个水库。水是生物圈的血液，是环境可持续发展的决定因子。生物水资源虽然相对其他类型水资源很小，但与人类生存环境有密切关系。   (责任编辑：泉水)

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