通过提高植物自身的水分利用效率和耐旱性，进而达到节水增产的目的，这是目前越来越受到农业专家重视的一种“生物节水”技术。中国工程院院士山仑认为，生物节水技术是节水农业中未知数最多的一个研究领域，同时被视为进一步节水增产的“关键环节”和“潜力所在”。

就相关问题，山仑院士接受了本报记者的专访。

节水是一项系统工程

山仑院士认为，农业节水是一项集多学科理论和技术于一体的系统工程，要解决的中心问题是提高水的利用率和利用效率，从而实现“既节水，又增产”的双重目标。总的来说，农业节水包括水资源优化配置、充分利用自然降水、高效利用灌溉水以及提高植物自身水分效率等多方面的内容。而这里提到的“水资源”，并不限于地表水和地下水，还应包括全部的降水资源，并高度重视土壤水的作用。

他介绍，按照国际经验，目前的农业节水一般以有效的管理措施为基础，以工程措施为手段，同时重视耕作栽培技术的运用以及种植结构的改进，而严格意义上的生物节水技术，则还处于较次要的地位。但可以预见的是，当水分流失、渗漏、蒸发得到有效控制，水的时空调节得到最大限度利用之后，生物节水技术必将越来越重要，成为进一步节水增产的关键环节和最终潜力所在。

目标锁定节水耐旱作物

山仑院士提出，生物节水实际等同于“作物高效用水”，主要通过提高从单叶到群体不同层次上的植物水分利用效率得以实现。作物的耐旱性，即作物忍受低水势和耐脱水的能力，往往与其节水能力有关，即：耐旱性强的作物或品种同时具有相对高的水分利用效率，但这往往以牺牲其绝对产量为代价。只有同时提高作物的水分利用效率和耐旱性能，才能真正实现作物的“高效用水”。

他说：“遗传改良、生理调控和群体适应，是实现生物节水的三个主要技术途径，而培育抗旱节水的高产新品种和新类型，则是这一研究的‘核心目标’。”现有研究证实，干旱缺水并不总是降低作物产量，一定生育阶段适度的水分亏缺，往往可以同时促进节水与增产。换言之，不超过适应范围的缺水，往往能在复水后对生理、生长和产量形成补偿效应，在节约大量用水的同时，保证了最终产量。种间和品种间的水分利用效率存在显著差异，同时有实验显示，作物进化过程中伴有水分利用效率的提高，说明培育高水分利用效率的品种，符合进化的方向。

山仑院士表示，生物节水原理的初步阐明，不但利于相应技术的提出，还可为工程节水和农艺节水的改进提供依据。虽然生物节水的许多细节、特别是一些关键点至今仍不清晰，但也有一些工作可以立即着手进行，包括筛选相对节水的高产品种、在系统研究基础上建立节水型种植制度、利用集雨补充灌溉作用推动建立非充分灌溉制度、发展旱区适用的新的施肥原则与技术，以及因地制宜扩大应用生长调节物质增强抗旱节水效果等。

而要考察“对未来具有潜力”的生物节水技术，目标仍然首推培育节水耐旱新品种。山仑院士说：“节水耐旱兼备当然最好，只有一项也是可以的。”他介绍，目前以耐旱为目标的育种工作进展迟缓，而以高水分利用效率为目标的育种则更少开展。虽然近年来通过基因工程进行抗旱基因重组，以创造耐旱、节水新类型的研究工作十分活跃，但由于植物的耐旱、节水机制复杂，增强了某一耐旱机制的转基因植株已有若干，当前可应用于生产的作物品种却尚难出现。

基础研究，必须先行

山仑院士说，虽然为实现定向培育高水分利用效率或高耐旱新品种的目标还必须付出长期艰巨的努力，但作为一项既具有现实作用更存在巨大潜力的应用技术，生物节水技术兼具生产上的带动性、科学上的前瞻性特点，攻关难点也很明确，在这一领域加强研究，对提高我国农业科技的整体水平具有重要意义。

他表示，我国着手研究生物节水技术，首先应从广义角度理解“生物节水”的概念与作用，既积极推动当前的应用研究，更重视未来潜力的探索。对于研究中的一项重点内容——挖掘耐旱节水种质资源和培育耐旱节水新品种，要充分估计到取得突破的难度，制定切合实际的研究目标和实施方案。同时，基于节水耐旱性状的复杂性，应确立从分子到群体不同层次上开展研究的必要性，强调常规育种、细胞工程育种与基因工程育种的紧密结合。

山仑院士特别强调，我国应十分重视对生物节水的应用基础研究，因为这是在技术上取得突破的必要条件。例如应进一步深入研究植物耐旱机制，明确不同机制在增强植物整体抗旱性中所起作用大小，以寻求起关键作用的耐旱主效基因；进一步研究与高水分利用效率有关的生理、形态性状，明确选育指标，建立定向培育高ＷＵＥ类型的技术体系和程序；进一步澄清水分利用效率、耐早性和产量之间的关系，明确三者结合的可行性、条件及机理；等等。