生物節(jié)水技術讓農(nóng)作物自己“解渴”

所謂生物節(jié)水，指利用和開發(fā)生物體自身生理和基因潛力，在同等水供應條件下能夠獲得更多農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，以減少輸灌水過程中無效損失為目的的工程節(jié)水。生物節(jié)水面對的不是材料和設計、工程和技術，而是復雜的生物體。

隨著分子生物學和生物技術興起和發(fā)展，為生物節(jié)水帶來了勃勃生機，正孕育著新的突破和進展。據(jù)有關部門統(tǒng)計，近20年，我國年均旱災面積3.4億畝，損失糧食5000－6000萬噸，如果通過調(diào)整作物類型、品種和種植制度；培育優(yōu)良抗旱品種；提高農(nóng)業(yè)灌溉和抗旱技術等生物性節(jié)水措施，必將低投入、高效益減少干旱造成的損失，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。

由此看來，隨著生物節(jié)水發(fā)展，通過培育抗旱節(jié)水和水分高效利用的動植物和微生物品種，利用各種抗旱節(jié)水栽培和管理措施，提高生物鏈過程由微生物→植物→動物的不同能量級生物的水分利用效率，產(chǎn)出更多和質(zhì)量優(yōu)良的食物和價值，將成為未來農(nóng)業(yè)研究新課題。

目前，在我國主要強調(diào)發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，生物節(jié)水蹊徑正有條不紊開拓中。從宏觀角度看，第一目標是提高水資源利用率，主要是靠工程節(jié)水。但工程節(jié)水必須和生物節(jié)水緊密結(jié)合，才能實現(xiàn)真正意義上節(jié)水，所以第二目標是提高作物水分利用效率和產(chǎn)量；第三目標是提高生物水分利用效率的同時提高經(jīng)濟效益；第四目標是隨著生物節(jié)水研究的不斷深入，進一步提高動物和微生物水分利用效率；第五目標是隨著諸多地區(qū)未來環(huán)境的不斷惡化，植物水的生態(tài)WUE將逐漸引起人們重視。因此，生物節(jié)水或是生物水分高效利用及高水效農(nóng)業(yè)研究，是以生物水轉(zhuǎn)化為中心的五水轉(zhuǎn)化體系、植物高效用水研究、作物自身水分高效利用的生理遺傳機制和育種改良研究為主導方向。

生物節(jié)水是一個寬泛的概念。廣義生物節(jié)水是利用森林和草原進行水土保持，產(chǎn)生更大經(jīng)濟和生態(tài)效益。狹義生物節(jié)水是利用抗旱和高水分利用效率、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的動植物品種，特別是以農(nóng)作物為主的生物節(jié)水，產(chǎn)生更大經(jīng)濟和生態(tài)效益。將水分高效利用從旱地農(nóng)業(yè)向濕潤地區(qū)和鹽堿灘涂濕地以及海河湖等水資源利用方向全面開拓，將提高糧食水分利用效率向提高經(jīng)濟水分利用效率的層次發(fā)展，發(fā)展高水效農(nóng)林復合型農(nóng)業(yè)，特別是農(nóng)產(chǎn)品出口，才能使我國農(nóng)業(yè)走向世界，才能發(fā)展我國生態(tài)農(nóng)業(yè)和保障我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

谷子抗旱品種研究利用

產(chǎn)品簡介：該項成果在對山西省3761份谷子品種資源苗期抗旱鑒定基礎上，經(jīng)異地多點試驗、田間抗旱鑒定、田間抗旱生理指標和實驗室抗旱生理指標分析，對初篩選的抗旱種質(zhì)進行生育期抗旱性鑒定和豐產(chǎn)性鑒定。對篩選的抗旱材料進行光合速率、蒸騰速率、氣孔導性的測定，進行葉片相對含水量、葉水勢、相對電導率的測定。篩選出一批高度抗旱且產(chǎn)量性狀比較優(yōu)良的種質(zhì)資源，篩選出的抗旱、豐產(chǎn)品種抗旱性、豐產(chǎn)性、適應性表現(xiàn)突出，適于在我國北方地區(qū)大面積推廣種植，尤其在干旱地區(qū)推廣種植經(jīng)濟效益更加明顯。

產(chǎn)品負責：山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)作物品種資源研究所。

所處階段：中期階段。

意義：對我國選育抗旱高產(chǎn)新品種具有重要的應有價值，推廣前景廣闊。

豐產(chǎn)高糖抗旱甘蔗閩糖“88-103”

產(chǎn)品簡介：該項目通過大田抗性鑒定、實驗室生理生化檢測以及雜交后代的遺傳分析，篩選鑒定出國家豐產(chǎn)高糖抗旱甘蔗品種閩糖“88-103”。該品種豐產(chǎn)高糖，經(jīng)42點次品比、省區(qū)試和生產(chǎn)試驗，公頃蔗莖產(chǎn)量112.126噸，平均比對照種閩糖70-611增產(chǎn)32.6%，11-2月平均蔗糖份14.47%，比對照種高0.59個百分點，公頃含糖量16.225噸，比對照種增糖38.3%；在全國五省區(qū)32點次區(qū)試結(jié)果，公頃蔗莖產(chǎn)量88.973噸，比主對照新臺糖10號增產(chǎn)38.52%，比副對照平均增產(chǎn)12.77%，蔗糖份比主對照低0.32個百分點，比副對照高0.28個百分點，公頃含糖量12.287噸，比主對照增糖35.38%，比副對照增糖15.10%。該品種抗逆性強，屬抗旱品種；多年試驗自然種植條件下，田間未發(fā)現(xiàn)黑穗病和國內(nèi)外檢疫對象病害發(fā)生，對花葉病表現(xiàn)高抗。

該品種宿根性強：宿根發(fā)株數(shù)多。宿根增產(chǎn)幅度高。經(jīng)42點次試驗中，宿根蔗增產(chǎn)幅度比新植蔗高34.2%，含糖量增加40.7%。

產(chǎn)品負責：福建省農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所。

所處階段：成熟應用階段。

意義：在國內(nèi)處于先進水平。

旱地優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)技術研究

技術簡介：該課題利用旱地烤煙新品種，增產(chǎn)號煙葉抗旱能力，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烤煙；利用配方施肥技術提高煙葉的品質(zhì)；利用旱作農(nóng)業(yè)技術如暑水、保摘，充分雨水和提高地溫保煙苗早長早發(fā)；利用水分調(diào)節(jié)和合理施肥解決玉米花難種煙問題，利用窯洞式烤房保溫保濕效果好。這些技術均已達到較好的性能指標，優(yōu)質(zhì)煙畝產(chǎn)達170公斤以上，上中等煙達80%以上。該技術的創(chuàng)造性主要有9600是一個新培育的抗旱品種，玉米花種煙技術是本課題組首創(chuàng)，窯洞式烤房烤煙也由該課題組首先開發(fā)，并且技術簡易可行效果好。

技術負責：山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源綜合考察研究所。

所處階段：成熟應用階段。

特色馬鈴薯旱作節(jié)水技術研究與推廣

產(chǎn)品簡介：該課題開展了特色馬鈴薯旱作節(jié)水技術研究與示范推廣工作。以旱作節(jié)水馬鈴薯示范區(qū)建設、馬鈴薯脫毒種薯快繁示范區(qū)建設、土壤墑情監(jiān)測點建立為建設內(nèi)容，集成應用集雨節(jié)灌技術、旱作栽培技術、設施棚面集雨半自供高效用水技術、旱地微環(huán)境控制設施農(nóng)業(yè)集雨補灌高效用水技術、馬鈴薯壟播套種覆蓋節(jié)水技術等，推廣優(yōu)良抗旱品種，建立土壤墑情監(jiān)測網(wǎng)絡和旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，有效提高了天然降水利用率。促進了我區(qū)旱作農(nóng)業(yè)的進一步發(fā)展。

產(chǎn)品負責：甘肅省定西市定安區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心、定西市安定區(qū)園藝工作站。

所處階段：成熟應用階段。

山丘旱作農(nóng)業(yè)綜合栽培技術研究與示范

技術簡介：該項目采用地膜覆蓋、夏秋雙高、深松＋循規(guī)蹈矩秸稈覆蓋技術，實行農(nóng)機農(nóng)藝相結(jié)合，達到蓄水保水、科學用水的目的，對于山丘旱地高產(chǎn)高效栽培有重要作用。

該項目對地膜覆蓋對小麥、玉米、花生等作物生長影響及高產(chǎn)高效模式深入研究，篩選出小麥—花生、小麥—玉米和小麥—土豆等高產(chǎn)高效模式，并采用抗旱品種、適期播種、科學管理等配套措施。

技術負責：山東省濟南市農(nóng)業(yè)局。

所處階段：成熟應用階段。

優(yōu)質(zhì)高抗“鄂馬鈴薯5號”選育

產(chǎn)品簡介：“鄂馬鈴薯5號”系湖北恩施我國南方馬鈴薯研究中心用“393143-12”作母本，“NS51-5”作父本雜交選育而成的馬鈴薯品種。其具有豐產(chǎn)性好、抗病性強、淀粉含量高、品質(zhì)好等優(yōu)點。

產(chǎn)品負責：湖北省恩施市中國南方馬鈴薯研究中心。

所處階段：成熟應用階段。

旱地貯水營養(yǎng)缽補灌節(jié)水抗旱增產(chǎn)技術

技術簡介：秸稈貯水營養(yǎng)缽及其冷壓模塑制造工藝已申報國家發(fā)明專利。秸稈貯水營養(yǎng)缽含水量可達到400-600%，可用于瓜菜育苗和大田作物抗旱播種，育苗時間可比正常播種時間提前15-20天；貯水營養(yǎng)缽也可用于林業(yè)育苗，培養(yǎng)林業(yè)護根苗。稀穴密株種植穴精灌抗旱技術，采用中心坑輻射滲透灌溉法。秸稈貯水營養(yǎng)缽稀穴密株種植穴精灌抗旱技術，主要適于旱地稀植作物，如西瓜、南瓜、玉米等，不適于小麥等密植作物，也可用于溫室育苗和林業(yè)育苗。

技術負責：山西省農(nóng)業(yè)科學院旱地農(nóng)業(yè)研究中心。

所處階段：中期階段。

意義：該技術主要是配套田間微集水工程，也適于灌區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉，在節(jié)水抗旱方面有較好應用前景。

西北氣候變化趨勢和旱作物農(nóng)業(yè)適用技術應用

技術簡介：該課題研究了干旱形成機制和預測方法，分析了春季至初夏高原感熱對西北地區(qū)變化的影響，提出了偶極子型熱源激發(fā)盛夏干旱流型的機制，提出了異常干旱三種時間尺度強信號的預測思路，揭示了西北地區(qū)不同氣候分區(qū)對全球增暖具有不同響應的事實，提出了描述青藏高原熱力狀況的指數(shù)，建立了該指數(shù)的時間序列。提出了旱作區(qū)的抗旱技術和對策，提出了糧經(jīng)作物種植比例的優(yōu)化方案，研究了動力氣候模式產(chǎn)品釋用的技術以及衛(wèi)星監(jiān)測重點干旱事件的方法。研制了河西地區(qū)內(nèi)陸河和黃河上游流量預測服務系統(tǒng)。

技術負責：甘肅省氣象局。

所處階段：中期階段。

旱地農(nóng)業(yè)節(jié)水工程化技術

技術簡介：根據(jù)“以水治旱”基本原理，在耕作保墑建立“土壤水庫”基礎上，利用旱農(nóng)地區(qū)溝、坡地形地貌特點和降水相對集中的氣候條件，依托旱區(qū)微小型水利工程實施，將時段不連續(xù)、季節(jié)變異大的降水，疊加富集，轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇藶闀r空調(diào)節(jié)利用的“有形水”，使天然降水資源化。依據(jù)旱地作物需水特點，借助現(xiàn)代微灌手段，對作物進行關鍵期補充灌溉，配套品種、覆蓋和施肥等措施，大幅度提高水分生產(chǎn)效率。

技術負責：山西省農(nóng)業(yè)科學院旱地農(nóng)業(yè)研究中心。

所處階段：初期階段。

意義：該項目突破了旱地農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)技術，研究發(fā)展了集雨補灌的主動抗旱技術思路及相應的技術。創(chuàng)新發(fā)展了旱地農(nóng)業(yè)覆蓋技術和節(jié)水灌溉技術以及豐富了旱地作物栽培理論與技術。

耐旱耐寒草坪草種質(zhì)研究

產(chǎn)品簡介：該課題為草類轉(zhuǎn)基因技術研究。首次轉(zhuǎn)化草坪草獲得成功；選出了一批綠期延長且耐寒性增強的IPT轉(zhuǎn)基因草、耐旱性提高的TPS轉(zhuǎn)基因草和耐寒性增強的CBF1轉(zhuǎn)基因草新材料；通過Co60輻射誘變，成功獲得了一批株型、耐旱耐寒及綠期性狀明顯改善的輻射誘變草坪草株系；探索草坪草愈傷組織形成和高效植株再生的新技術，提高了植株再生率；選出了耐旱耐寒綠期長的草坪草，適用于干旱、寒冷地方的草坪建植，無生物安全性問題。

產(chǎn)品負責：山西省農(nóng)業(yè)科學院旱地農(nóng)業(yè)研究中心。

所處階段：初期階段。

意義：該成果應用前景廣闊。

蔬菜節(jié)水灌溉技術研究

技術簡介：該課題采用引進設備技術與消化吸收相結(jié)合，試驗研究與調(diào)查研究相結(jié)合，理論分析與實踐驗證相結(jié)合的方法，重點抓了滴灌應用效果調(diào)查、節(jié)水灌溉指標的研究及灌溉與施肥相結(jié)合的研究。在示范應用，采用政技結(jié)合、點面結(jié)合、指導服務結(jié)合的方法，狠抓關鍵措施的落實。研究表明：國強、綠源滴灌施肥設備先進實用，經(jīng)濟有效。具有較大推廣價值。節(jié)水效果達51.4%，節(jié)肥30%以上，環(huán)境濕度降低10～20%，10地溫提高0.6攝氏度，改善了土壤物理性狀，有較好的降鹽效果。降低了發(fā)病率，增產(chǎn)效果達7.7～30.1%。

技術負責：山東省臨沂師范學院。

所處階段：成熟應用階段。

節(jié)水栽培與灌溉技術

技術簡介：該技術提出了適合遼寧地區(qū)的系統(tǒng)農(nóng)業(yè)節(jié)水戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略的創(chuàng)造性新思維在于將區(qū)域性的土壤、植被、工程、天氣、環(huán)境等相關因子統(tǒng)籌考慮，注重發(fā)揮每個因子的儲水保水和治水效能，追求節(jié)水治水的綜合效應和可持續(xù)利用的長遠利益。提出了適合遼寧地區(qū)特點的農(nóng)田水分高效利用綜合技術創(chuàng)新體系。針對遼寧省區(qū)域特點，遵循地域分異規(guī)律，按照“歸納相似性，區(qū)別差異性，兼顧行政區(qū)界”原則，在對其節(jié)水農(nóng)業(yè)分區(qū)的基礎上，建立了遼寧省不同類型區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水高效栽培示范模式及其適宜的節(jié)水技術體系。

技術負責：國科學院沈陽應用生態(tài)研究所。

所處階段：成熟應用階段。

意義：該技術已得到大面積示范推廣，其成熟度和安全性均較高，適于我國北方同類型地區(qū)應用，尤其是在東北地區(qū)中部和西部、內(nèi)蒙古東南部及河北東部地區(qū)有著廣闊的應用前景。

水稻高產(chǎn)節(jié)水灌溉技術推廣

技術簡介：該項目提出不同于水稻傳統(tǒng)灌溉模式的新型水稻節(jié)水灌溉技術，達到節(jié)水、增產(chǎn)、增效的目的；提高了雨水利用率，增強了稻田滯蓄洪澇的能力；增強了水稻抗倒伏，抗病蟲害的能力；總結(jié)出用眼看，用手抓，用腳踩等通俗易懂的方法；廣泛采用復合式防滲、預制及現(xiàn)澆形渠道，低壓籃球管道等先進技術，并在灌溉自動化，新材料應用方面有突破。江蘇省三年累計推廣水稻節(jié)水灌溉面積6282萬畝，其中2000年達到2627萬畝，占水稻面積的82%。

技術負責：江蘇省水利廳。

所處階段：成熟應用階段。

果樹蓄水袋灌溉技術研究

技術簡介：該項目進行了果樹蓄水袋灌溉技術的研究。蓄灌節(jié)水新技術從設計和試驗運行效果看，具有以下方面的特性和優(yōu)勢：可解決噴、滴灌中水分損失較多的現(xiàn)象，具有節(jié)水、節(jié)能、改善果樹生長環(huán)境（水、土、光、熱、肥、氣）、增加果樹產(chǎn)量、提高果實品質(zhì)、減輕病蟲害和低投入等特點；可有效縮短灌水時間和輪灌周期；可以充分利用自流灌區(qū)工程末級自然水頭（一般0.5—1.5m），或替代滴灌的灌水器連接實施自流蓄灌，工程投入和運行管理成本低，適應性好；作物灌溉用水量多少事先設計確定，實現(xiàn)了作物灌水定額及用水計量的自控，為實施“總量控制、定額用水”的節(jié)水型管理提供了技術保障。

技術負責：新疆維吾爾自治區(qū)水利管理總站。

所處階段：成熟應用階段。

農(nóng)業(yè)科學灌溉技術研究與推廣

技術簡介：該項目在1990年研制成功薄壁鋼絲水泥管道，采用承口聯(lián)接，橡膠圈止水，成功解決了地下管道滲漏、淤塞、坍塌等隱患，并大面積應用于四明山區(qū)，1990年開始研究推廣水稻薄露灌溉技術，省政府在余姚召開推廣工作現(xiàn)狀會，累計推廣394萬畝，節(jié)水2.76億立方米，增產(chǎn)糧食8687萬kg，總結(jié)出節(jié)水灌溉可以優(yōu)化米質(zhì)，改善水質(zhì)，是治漬增產(chǎn)主要措施，還能提高抗洪治澇能力等新經(jīng)驗，豐富和完善了節(jié)水灌溉理論，1998年開始研究示范更加節(jié)水的水稻無水層灌溉技術，國際水稻研究所專家兩次前來考察，有關媒體已播出此科教片。1995年開始轉(zhuǎn)換灌溉泵管理機制，目前已有86％泵站實行“轉(zhuǎn)制”，變粗放型灌水為“節(jié)水型”，提高了灌溉的科學性。

技術負責：浙江省余姚市機電排灌站。

所處階段：中期階段。

自動控制灌溉技術與示范研究

技術簡介：針對我國農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展的新形勢，研究現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)的各種自動化控制技術，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的灌溉自控系統(tǒng)，為促進現(xiàn)代節(jié)水灌溉奠定物質(zhì)基礎。研制了數(shù)據(jù)實時采集分析系統(tǒng)，具有智能化、小型便攜、拓展性強等特點。開發(fā)了農(nóng)田灌溉自動控制系統(tǒng)，可以對作物灌溉全過程進行預測預報。將遠程測控技術、自動控制技術、作物水分信息采集與分析技術、農(nóng)田灌溉預測預報技術進行了較好的集成。

技術負責：山東省水利科學研究院。

所處階段：成熟應用階段。

麥棉套作農(nóng)田節(jié)水灌溉技術研究

技術簡介：該成果針對我國黃淮海平原主要種植方式麥棉套作模式，以研究麥棉套作作物水分高效利用技術為核心，在明確不同種植模式作物田間生理生態(tài)特性的基礎上，研究作物的需水規(guī)律，并建立麥棉套種的作物蒸散估算模型；探索不同灌溉技術條件下作物田間的水分分布特點，構(gòu)建了麥棉套作農(nóng)田土壤水分精確管理和壟系栽培麥棉套作溝灌灌水技術及麥棉套作農(nóng)田多孔軟管灌溉技術研究，最終形成麥棉套種農(nóng)田節(jié)水灌溉技術體系。

技術負責： 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所。

所處階段：成熟應用階段。

節(jié)水灌溉技術優(yōu)化運用研究與推廣

技術簡介：該課題在大量基礎數(shù)據(jù)調(diào)查分析的基礎上，對節(jié)水灌溉技術進行了優(yōu)化，在充分考慮經(jīng)濟適用性、技術適用性、社會適用性的前提下，進行了節(jié)水灌溉方式的優(yōu)化系統(tǒng)研究，研發(fā)了“節(jié)水灌溉方式評價與優(yōu)化系統(tǒng)”軟件，給出了不同水源、作物種植結(jié)構(gòu)、土壤質(zhì)地、地貌類型條件下的最優(yōu)灌溉制度。該軟件為各級節(jié)水灌溉提供了決策依據(jù)，為各級技術人員提供了可靠的技術管理平臺。同時利用該軟件優(yōu)選出的節(jié)水灌溉方式為依據(jù)，進行了不同區(qū)域適宜節(jié)水灌溉技術的示范推廣。該項目達到國際先進水平。

技術負責：河北工程技術高等?？茖W校。

所處階段：成熟應用階段。

水庫自壓節(jié)水灌溉技術研究與開發(fā)

技術簡介：該課題針對農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術，實施了先進節(jié)提水技術，研究創(chuàng)新了變接式接頭，解決了放水洞與管網(wǎng)的連接難題，對立體、交叉節(jié)水灌溉技術及整體自壓灌溉系統(tǒng)的運行、維護、管理進行了研究，實現(xiàn)了水庫無壓水變成有壓水及灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術的優(yōu)化組合和綜合利用。在同類研究中處于國內(nèi)先進水平。

技術負責：山東省臨沂市費縣水利局。

所處階段：成熟應用階段。

“臺灣PE”噴水帶應用推廣

產(chǎn)品簡介：該項目PE噴水帶屬當今世界先進的微灌技術，而“臺灣PE”噴水帶又是投資較低、技術既先進又實用，農(nóng)民容易掌握使用的技術，符合我國國情和農(nóng)村實際。另外它不受地域限制，在實踐中證明適應大江南北，南至海南島，北至黑龍江的露地、大棚、溫室均有應用，使用作物范圍有蔬菜、苗木、果園、觀葉植物等，今后隨著農(nóng)業(yè)集約化進展和農(nóng)產(chǎn)品出口的需求，應用范圍將更廣泛，在河北、海南、湖北及省內(nèi)均有大面積推廣應用，因此PE噴水帶在國內(nèi)具有較大推廣應用前景。

產(chǎn)品負責：廈門市農(nóng)業(yè)科學研究所。

所處階段：成熟應用階段。