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关于我国节水农业和可持续农业发展的思考：生物节水研究展望

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关于我国节水农业和可持续农业发展的思考：生物节水研究展望

http://www.eedu.org.cn 作者：张正斌文章来源：本站收集点击数：更新时间：2006-5-26

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。

随着水资源研究的深入发展，关于水的概念和研究也在不断创新。地球又名“水星”，70%多的面积为海洋所覆盖。以前人们认为水是地球上一种普通而丰富的物质，并没有把水当为一种资源看待。直到上世纪80年代，人们才逐渐认识到淡水资源短缺的严重性，首先将雨水作为一种资源对待，提出了雨水资源化和高效利用等概念。随后关于水资源的概念就在不断地扩展。

以色列的Uri Shamir等（2000）对水资源按应用方向进行了新的分类。提出了“蓝色水”，其中还包括多种色调，即浅色是纯净水，适于饮用和其他用途，较深的是轻度污染和质量较差的但仍然可用于相同目的的中水等；深蓝灰色是指污水，这部分水常常被纳入供水系统。我们认为蓝色水应该是指地上海洋、江河、湖泊、冰川等水资源和地下水资源（包括土壤水）的总和。“绿色水”一般也称为“虚拟水”，原义主要是围绕农产品运动的水。“绿色水”应该是指整个生物界生物体内的水分，包括森林、草地、海洋生物、农作物里的水。“金色水”原义是指货币和资金意义的水，应该是指水资源的价值和水资源利用及循环利用后的效率及经济价值。“灰色水”原义是指管理意义的水，应该是指利用各种科学技术进行科学调配管理及加工改造的水资源，如人工降雨、跨区域人工调水、循环利用水、淡化海水、海冰水资源、节水灌溉工程和技术应用后节约的水、种植抗旱节水植物节约的水等等，随着水科学技术的发展，获得的“灰色水”将越来越多。

我们需要保护更多的蓝色水资源，通过人工调配和管理及加工改造，将更多的蓝色水尽可能多的转化为绿色水（生物水），建立绿色水库，改善生态环境，同时产生更多的金色水。生物水是各种水资源转换的中心环节之一，因此生物节水还有很大研究空间及开发潜力。例如，有人将需水多的生物叫“水猪”（water pigs），如水牛、水稻、苜蓿等。将需水少的生物叫“水吝啬鬼”（water miser），如骆驼、仙人掌、谷子等。通过自然进化和人工改良进化可以将“水猪”驯化和改良成“水吝啬鬼”。如将水稻可以变成旱稻等。特别是利用现代的分子遗传转基因技术，可以将不同物种间的抗旱节水基因进行转移，培育新的抗旱节水高产优质生物新品种，这就是生物节水研究的重要方向。

国际生物节水研究现状

从国外发展来看，1983年就出版了《美国干旱和半干旱地区可持续农业发展水分相关技术》，其中有一章为影响动植物水分利用效率的技术。澳大利亚长期将提高小麦等作物的抗旱和水分利用效率作为育种目标。世界先进节水农业国家以色列科学家Stanhill（1992）就指出：“只有提高生物自身的水分利用效率，才能取得节水上的新突破”。绿色革命的发起人、诺贝尔和平奖的获得者布劳格2000年提出了“让每一滴水生产出更多的粮食”，要让“蓝色革命”继续完成“绿色革命”的号召。2001年美国启动了一个“植物水分利用效率基因组”研究项目。国际农业研究磋商小组2003年启动了关于水资源与粮食等问题的“挑战计划” (CGIAR Challenge Program on Water and Food)。2005国际农业组织成立了物种挑战项目（The Generation Challenge Program），其中就有对植物抗旱抗逆种质资源的搜集保护和利用。2005年欧洲和西非及北非国家启动了一个“硬粒小麦水分利用效率改良及稳产性”研究项目（IDuWUE），同时，欧洲和地中海地区启动了“提高地中海地区农业水分利用效率”的研究项目（WUEMED）。2007国际生物观察（Biovision）会议就有一个主题是“自然资源的可持续利用：水和土壤”。说明生物节水和水分高效利用已经受到国内外有远见的科学家的重视，已经成为国内外的研究热点。

淡水资源的紧缺是一个世界性的问题，发展节水农业和对水资源的高效利用是各国共同的必然选择。农业节水除有效的工程节水、农艺节水、管理节水等措施之外，以提高植物自身的水分利用效率为主的生物节水也是重要内涵之一,而且，可能是实现进一步节水增产的关键和最终的潜力所在。为了加快我国生物节水研究的深入开展，2005年11月2～4日，由中国科学院山仑和石元春院士牵头组织，在北京举行了以"生物节水技术及其发展前景"为主题的香山科学会议第267次学术讨论会。与会专家围绕四个方面进行了深入探讨：1、生物节水的生理和分子基础；2、耐旱及高WUE转基因技术研究现状及应用前景；3、节水生态与节水栽培；4、以耐旱和高WUE为目标的遗传育种。

干旱成为21世纪和未来的世界性难题，如何提高有限水资源的高效利用，和植物自身的水分利用效率，特别是通过生物节水和工程节水及农艺措施相配合，发展可持续农业和国民经济，成为当前和未来的研究热点问题。关于旱地农业相关方面的国际会议在国内外已经有不少，但以生物节水为主题的国际会议目前还未见召开。为了加快生物节水研究的国际交流，提高我国生物节水的研究水平，展现我国节水农业和旱地农业的优秀成果，为我国“十一五”生物节水和节水农业的深入发展提供理论和技术支撑体系，由中国科学院主办，中国工程院协办，国家自然科学基金委员会资助，将于2006年5月21-25日在北京召开“第一届国际生物节水的理论与实践会议”,由李家洋院士担任会议主席，会议主题是：1、水资源与粮食和经济及生态安全，2、生物节水研究的发展方向；3、农艺节水和工程节水；4、植物水分高效利用和抗旱的生理遗传育种；5、动物和微生物水分高效利用和抗旱的生理遗传育种；6、生物对不良水资源的改良和高效利用。

文章录入：anny 责任编辑：anny

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