必威体育生物水与水资源概念的发展关于生物水的概念,让每一滴水生产出更多粮食

核心提示: 中国水利网2006年5月23日讯
第一届国际生物节水理论与实践会议5月21日在北京开幕。中国科学院副院长陈竺、国家外国专家局副

张正斌研究员:农学“杂家”

国家发展战略需求国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)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”。水资源已列到重点领域及其优先主题。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;植物抗逆性及水分养分和光能高效利用机理,成为面向国家重大战略需求的基础研究问题。生物节水成为研究热点。节水农业概念的发展我国很早就在农艺抗旱节水方面取得了不少成就,例如,我国约在6世纪30-40年代写成的农学专著《齐民要术》有旱稻栽培的记载,全面完整地总结了以耕—耙—耱为主体,以防旱保墒为中心的旱地耕作技术体系,以增进地力为中心的轮作倒茬、种植绿肥等耕作制度,以及良种选育等项措施等。我国在上世纪50年代修筑了许多大坝水库,治理了黄河和淮河。80年代以后,在旱地主要是通过大量施用化肥,以肥调水促水效,水肥耦合,大大提高了旱地作物产量;90年代发展了雨水集流高效利用的窑窖农业。目前,我国灌溉面积已经占全国的耕地的一半,大大提高了我国河流和雨水资源利用率。在提高水资源利用率之后,就要利用现代农业和生物新技术,开拓生物节水的深入研究,培育和推广抗旱抗逆节水生物新品种。在我国,节水农业是针对灌溉农业中节约用水提出来的,现在也包括旱地农业中的水分高效利用。从对水分高效利用的核心来看,节水农业和旱地农业都可以称为高水效农业。高水效农业是指同时追求和实现单位耗水的高水分利用效率、高经济效益、高生态效益及社会效益的一种具有高新科学技术体系和经济市场紧密结合的新型农业体系。例如以色列等国家,发展管道输水,利用滴灌等节水灌溉技术,一方面大大提高了水资源的利用效率,同时生产附加值高的蔬菜、水果、花卉等农副产品,出口创汇,成为欧洲农产品的后花园,是典型的高水效农业。我国农业发展目前由原始的手工人畜力农业发展到了机械化农业。由有机农业→无机化学农业→无机和有机(大量秸秆还田)相结合的生态农业→优质商品农业。由粮食农业→粮食和经济作物并重农业→粮食、经济作物、副业(包括养殖业和加工业)协调发展农业。由自给型农业→内向市场型农业→外向出口型农业发展。在南方由水地农业(长期浸水)→灌溉农业(定期灌溉)→节水农业(定期定量灌溉)→高水效农业,在北方由旱地农业→灌溉农业→节水农业→高水效农业发展。农业的发展已经和将要从林草型农业→粮食型农业→粮食经济型农业→经济粮食型农业→高水效农林复合型农业。生物节水概念的发展生物节水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)节水三个阶段。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。通过调动生物体的生理和基因潜力以增加农业产出的生物性节水是相对于以减少无效耗水的工程性节水而言,两者相辅相成。工程性节水技术性强,开发程度高,投入大。生物性节水需要深厚的理论基础,难度大,开发程度低,但潜力大,低投入高产出,厚积薄发。我国目前还主要是强调发展节水农业,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。其次提高作物的水分利用效率和产量。第三提高生物水分利用效率。第四提高动物和微生物的水分利用效率。生物节水是一个广泛的概念。广义的生物节水是指利用森林和草原保持水土,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。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
(%)。上世纪80年代,人们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。随后水资源的概念就不断地扩展。如“蓝色水”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”,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”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”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。国际生物节水研究从国外发展来看,1983年出版了《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。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)。干旱成为21世纪和未来的世界性难题,发展节水农业和对水资源的高效利用成为当前和未来的研究热点问题。生物节水的研究方向生物节水有三层含意,一是利用生物覆盖减少水土流失,多保持水分;二是利用抗旱耐旱节水植物品种,减少对土壤水分的消耗和对灌溉用水的需求;三是提高水分利用效率,让每一滴水生产出更多的粮食和经济效益。因此,生物节水或者是生物水分高效利用及高水效农业研究的未来方向和关键问题有几个方面:以生物水转化为中心的五水转化体系研究;植物高效用水研究的方向;作物自身水分高效利用的生理遗传机制和育种改良研究。

中国水利网2006年5月23日讯
第一届国际生物节水理论与实践会议5月21日在北京开幕。中国科学院副院长陈竺、国家外国专家局副局长陈阳进、河北省副省长宋恩华、澳大利亚技术科学和工程院研究员特纳尔、中国科学院院士刘昌明、中国工程院院士山仑以及来自中国、美国、英国、法国、德国、意大利、澳大利亚、日本、印度和伊朗等20多个国家和地区的代表出席了会议。
本次会议主要讨论六大主题:一是水资源与粮食和经济及生态安全,生物节水研究的发展方向;二是农艺节水和工程节水;三是植物水分高效利用和抗旱的生理遗传育种;四是动物和微生物水分高效利用和抗旱的生理遗传育种;五是生物对不良水资源的改良和高效利用。
据了解,生物节水具有投入少、见效快、适宜大面积推广、群众易于接受的特点,开展生物节水这项具有
“基础性、战略性和前瞻性”的研究,对减少农业用水、提高用水效率和效益具有十分重要的意义。如何把生物节水与工程节水及农艺节水配合起来,发展农业,促进国民经济的可持续发展,是当前和未来需要解决的问题。目前,国内外对生物节水的研究越来越重视,也取得了一些成果。通过主办这次会议,在生物节水研究方面,加强国际交流,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“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。
本次会议由中国科学院主办,河北省人民政府、国际自然科学基金委员会、中国工程院、上海农业生物基因中心和《植物学报》等单位协办,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心与河北省外国专家局承办。

必威体育 1

(作者为中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员
傅萱整理,未经本人审阅)

“育种”“抗旱”是他几十年来思考的关键词;“让每一滴水生产出更多粮食”是他科研生命的主题。

■本报记者 王庆

水,也许是张正斌一生都难以摆脱的纠结。缺水,是他童年起就不得不面对的现实。与干旱的对抗,曾夺走了他姐姐的生命。

农业,似乎是生于黄土高原的他绕不开的宿命——“育种”“抗旱”是张正斌几十年来思考的关键词;“让每一滴水生产出更多粮食”是他科研生命的主题。

当这位中科院遗传发育所农业资源中心研究员站在你面前的时候,你很难把他和科学家的身份联系在一起,他更像是一个没离开过土地的农民。

当你和他聊起来,你会发现,他又不仅仅是个科学家,对农业战略问题更有着独到见解。

他身上有着植根现实的理想主义情结,研究涉及小麦抗旱节水生理遗传育种、旱地和高水效农业、水资源和粮食安全与现代农业等多个领域。30年来,他作为第一作者出版专著7部,参编中英文专著7部,发表论文220余篇,其中SCI论文30多篇,育成小麦品种3个,申请专利3个,先后获得国家科技进步奖二等奖等一系列奖项。

尤其值得一提的是,张正斌还扮演着“智库”的角色。他的多项建议得到国家和地方相关管理者的批示和重用,在我国抗旱抗灾保障粮食生产方面担当着科学家的责任。

他是一个农学“杂家”,一个麦田里的守望者。

每次出差,张正斌更愿意坐火车,特别是那种可以看更多自然风光的慢车。对于他来说,那不是煎熬,而是学习农业、地理等各种知识的良机。