二、植物高效用水研究的方向

    在SPAC系统中，虽然考虑到植物与大气和土壤水分循环的关系，许多研究都集中土壤和大气水分运移的物理模型和植物水分生理生态方面，但目前没有和生物的遗传特性紧密联系起来，是个有待进一步深入开展研究的方向。我们都知道不同降水地理条件下的植被类型是明显不同的，C3、C4、CAM植物的抗旱性和水分利用效率遗传和生态特性明显不同；同一作物品种中，有抗旱不抗旱的品种之分，分别适应于旱地和灌溉地区种植。以水为生命之源，水分占其体重的80%-90%的生物的生长发育、形态结构、组织细胞、分子基因都与水分的高效利用有一定的关系。但目前在生物节水机理和应用方面还有许多问题没有研究清楚。

    许多生物都是人类根据气候环境变化选择和驯化栽培的。小麦起源于伊拉克和伊朗的两河流域，许多小麦野生种原来都是春性的，后来经过人类的选择和改良，培育出了大量的冬小麦品种，改变了小麦种植历史，在世界各地广泛种植。目前在我国北方许多地区特别是在寒冷地区，许多地区都开展冬麦北移的研究，改种春麦为冬麦。一方面是因为全球气候变暖，另一方面可以高效利用秋季降水，通过冬小麦的秋、冬、春季覆盖，可以减少休闲地的水分无效蒸发，最重要的是可以减少冬春季沙尘暴天气的危害和发生；同时，还可以提高小麦品质。因此，冬麦北移和改春麦为冬麦，是生物节水和水分高效利用的一个重要研究方向。虽然在许多地区冬小麦是一个重要的灌溉和耗水量大的作物，但通过种植抗旱节水小麦品种，就可以减少对水库灌溉用水和地下灌溉用水的消耗。

    在埃及等许多国家和地区，由于地表河流水资源的短缺，他们改种耗水量大的水稻为抗旱节水的小麦、棉花、玉米和高粱等旱地作物。美国、巴西等许多国家改种耗水量和需肥量较大的玉米为抗旱耐瘠的高粱，利用高粱发展酒精等生物能源产业，同样取得了农业和经济的良性发展，值得我们借鉴。这一方面在我国南方湿润地区和季节性干旱地区，就有很大的潜力可挖。例如，在夏秋季节性干旱条件下，可以改种水稻为旱稻、玉米、高粱、小麦等相对耐旱的作物。因此，通过不同植物的布局和种植制度的改变，和生物抗旱节水品种的选育和推广，生物节水和水分高效利用还有很大的潜力可挖。

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