节水农业的生物学基础研究发展趋势

节水农业的生物学基础是国内外节水农业研究的一个新的亮点，包括作物高效用水生理调控与非充分灌溉理论、水分胁迫对作物的后效性影响、提高作物水分生产效率的机理以及作物抗旱节水相关性状的基因定位、分子标记、基因克隆和转基因遗传改良等。在土壤—植物—大气系统（SPAC）水分运转与调控理论、植物适度缺水的补偿效应和作物水分生产函数模型等问题的研究，建立了植物高效用水调控与非充分灌溉的理论, 大田作物非充分灌溉、调亏灌溉及作物控制性根系分区交替灌溉理论与技术研究领域的总体水平进入了国际前列，并在生产实际中得到了大面积应用。在植物抗旱种质资源的鉴选与品种选育方面，以抗旱节水和水分高效利用的植物品种为核心的生物节水技术是进一步提高水分利用效率的根本措施；抗旱节水、水分高效利用及优质、高产等重要经济性状联合筛选、鉴定与新品种选育，是目前植物抗旱节水新品种选育的重要发展趋势；建立可操作性强的科学筛选鉴定技术方法与指标体系，是抗旱节水及水分高效利用鉴定和筛选技术的发展方向；抗旱节水种质资源的发掘与创新是生物节水农业发展的关键，也是未来抗旱节水研究与开发领域中的重中之重。

旱区降水不均与多变特点虽为一些研究者所认识，但在作物抗旱性和水分关系研究中仍多沿用静态或标准干湿对比的研究方法。在抗旱机理研究方面，也多局限在极端条件下进行，而缺少作物对干旱—湿润变化环境的生理生化反应与自身调节机制方面的资料。这种在单一水分胁迫条件下进行研究取得的结果，虽利于阐明作物对干旱适应与反应的某些生理机制，但却难以在复杂的实际田间条件下得到应用。当前，植物抗旱节水研究的微观领域主要是从基因水平上阐明干旱信号的传导机制及其调控途径，并在相关基因的克隆与转导方面取得了重要进展，但仅通过基因水平的研究，还难以达到改善作物抗旱节水性状的目的，这是因为微观分子机理的研究还尚未与作物产量形成过程有机联系起来。目前急需把作物抗旱节水的生理生态调控机制与作物生长发育、产量形成密切联系起来，从不同层次加以深入研究，这一工作在理论上和实践上都具有重要意义。

存在的主要问题是我国节水农业基础研究薄弱，特别是对节水农业发展起关键作用的从纯基础到应用层面的应用基础研究还很欠缺，在农田尺度水分高效利用的应用基础、区域节水高效和对环境安全的农业用水优化模式等方面的研究深度还很不够，已成为影响基础理论研究成果转化为节水效益的重大瓶颈；作物抗旱种质资源发掘与利用不够，缺乏快速、高效的抗旱性鉴定评价方法与指标，限制了对大批量种质资源快速、准确的鉴定评价，制约着对优异抗旱种质资源的发掘与利用。

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