1.生物節(jié)水概念的不斷發(fā)展
1991年山侖院士提出“生物節(jié)水”一詞,，他指出：“生物節(jié)水措施是按照作物需求規(guī)律采取對(duì)策,，例如,，根據(jù)不同作物的需水量,、需水臨界期制定灌溉計(jì)劃,，進(jìn)行作物布局,；同時(shí),，也是改善工程和耕作措施的依據(jù)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,，通過(guò)研究需水規(guī)律提高植物本身的水分利用效率,，這一條途徑十分重要，是未來(lái)節(jié)水增產(chǎn)的最大潛力所在,。”現(xiàn)在看來(lái)這句話內(nèi)涵豐富,，意義深遠(yuǎn)。
1999年石元春院士發(fā)表了一篇“開拓中的蹊徑：生物性節(jié)水”的文章,。他對(duì)生物節(jié)水進(jìn)行了更加詳細(xì)的論述和明確的定義,。他指出：“所謂生物性節(jié)水，是指利用和開發(fā)生物體自身的生理和基因潛力,，在同等水供應(yīng)條件下能夠獲得更多的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出”,。這個(gè)概念非常富有創(chuàng)新性和前瞻性。
2003年我們對(duì)生物節(jié)水的概念進(jìn)行了擴(kuò)展,，在干旱半干旱地區(qū),，水資源量決定了動(dòng)植物和微生物的生存分布和產(chǎn)量,，其水分利用效率對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展有重要意義,，但目前有關(guān)生物節(jié)水的研究較少。植物抗旱節(jié)水在過(guò)去應(yīng)用研究較多,，動(dòng)物和微生物抗旱節(jié)水應(yīng)用研究較少,。隨著生物節(jié)水發(fā)展，通過(guò)培育抗旱節(jié)水和水分高效利用的動(dòng)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(guò)程由微生物→植物→動(dòng)物的不同能量級(jí)生物的水分利用效率，產(chǎn)生出更多和質(zhì)量?jī)?yōu)良的食物和價(jià)值,，將成為未來(lái)農(nóng)業(yè)研究的關(guān)鍵問(wèn)題,。
近年來(lái)我們認(rèn)為，生物節(jié)水是一個(gè)廣泛的概念,。廣義的生物節(jié)水應(yīng)該是指利用森林和草原進(jìn)行水土保持,，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。狹義的生物節(jié)水應(yīng)該是利用抗旱和高水分利用效率,、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的動(dòng)植物品種,，特別是以農(nóng)作物為主的生物節(jié)水，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益,。將水分高效利用從旱地農(nóng)業(yè)向濕潤(rùn)地區(qū)和鹽堿灘涂濕地以及江河湖海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(jì)水分利用效率的層次發(fā)展,，發(fā)展高水效農(nóng)林復(fù)合型農(nóng)業(yè)，特別是農(nóng)產(chǎn)品出口,，才能使中國(guó)農(nóng)業(yè)走向世界,，才能發(fā)展中國(guó)的生態(tài)農(nóng)業(yè)和保障中國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。是我們?cè)谥袊?guó)旱地和高水效農(nóng)業(yè)研究與發(fā)展方面的新思路,。
現(xiàn)在從生物節(jié)水科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)看來(lái),，生物節(jié)水已經(jīng)成為一個(gè)系統(tǒng)工程。生物節(jié)水個(gè)概念還在繼續(xù)擴(kuò)大和延伸,，生物節(jié)水除了在農(nóng)業(yè)的種植業(yè)特別是糧食種植業(yè)中有頭等重要地位外,，還應(yīng)該在蔬菜、水果,、花卉等經(jīng)濟(jì)植物種植業(yè)中占有重要地位,；在養(yǎng)殖業(yè)的動(dòng)物節(jié)水方面也有很大的潛力可以挖掘；另外在城市園林綠化節(jié)約用水,、污水資源治理以及水土保持環(huán)境治理等方面有重要意義,。
因此，生物節(jié)水或者更確切的概念是生物水分高效利用,，其定義應(yīng)該是“利用和開發(fā)生物(包括動(dòng)植物和微生物)自身的生理和基因潛力,，利用少量或同等水分或劣質(zhì)水資源能夠獲得更多更好的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)及生態(tài)效益”。
2.生物節(jié)水研究學(xué)科地位日趨上升
從以上生物節(jié)水發(fā)展來(lái)看,，生物節(jié)水從文章中的一個(gè)簡(jiǎn)單詞句,，到一篇論文的題目，確實(shí)是開拓中的蹊徑,，再到現(xiàn)在關(guān)注熱潮,，還并非是研究熱潮，經(jīng)歷了15年艱難的歷程,。近年來(lái)生物節(jié)水研究的科學(xué)意義逐漸引起科學(xué)家和政府部門的高度重視,，生物節(jié)水學(xué)科地位日趨上升，令人振奮,，這是我們從事水資源和生物節(jié)水研究等方面科研人員的機(jī)遇與挑戰(zhàn)!
近年來(lái),，以我國(guó)科學(xué)家為主在開辟和提倡生物節(jié)水研究方面做了大量工作，對(duì)生物節(jié)水的概念進(jìn)行了不斷的發(fā)展開拓和完善,，于2005年11月2～4日在北京舉行了以“生物節(jié)水技術(shù)及其發(fā)展前景”為主題的香山科學(xué)會(huì)議第267次學(xué)術(shù)討論會(huì),。2006年5月21-25日在北京召開了第一屆國(guó)際生物節(jié)水理論與實(shí)踐大會(huì)。這些都推動(dòng)了生物節(jié)水的廣泛關(guān)注和深入研究,。
國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)中在不同地方分別明確指出,，把發(fā)展能源、水資源和環(huán)境保護(hù)技術(shù)放在優(yōu)先位置,，下決心解決制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大瓶頸問(wèn)題,。水資源已列到重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題,。重點(diǎn)研究農(nóng)業(yè)高效節(jié)水，開發(fā)灌溉節(jié)水,、旱作節(jié)水與生物節(jié)水綜合配套技術(shù),。植物抗逆性及水分養(yǎng)分和光能高效利用機(jī)理，成為面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的基礎(chǔ)研究問(wèn)題,。
中國(guó)科學(xué)院已經(jīng)將作物水分高效利用生物學(xué)基礎(chǔ)研究列為知識(shí)創(chuàng)新重要方向性項(xiàng)目,。農(nóng)業(yè)部部長(zhǎng)杜青林2006年7月 6日在全國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工作會(huì)議上部署了未來(lái)15年我國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新六大戰(zhàn)略任務(wù)。其中在“開發(fā)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用技術(shù),，為發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)提供保障”的戰(zhàn)略中,，指出：開發(fā)和應(yīng)用節(jié)地、節(jié)水,、節(jié)肥,、節(jié)藥、節(jié)種等實(shí)用技術(shù),，重點(diǎn)突破生物節(jié)水,、農(nóng)藝節(jié)水等水資源安全高效利用技術(shù)，研發(fā)多功能,、智能化節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備與重大產(chǎn)品,。
河北省副省長(zhǎng)宋恩華最近也指出，加強(qiáng)生物節(jié)水技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,，將為干旱缺水地區(qū)帶來(lái)一場(chǎng)農(nóng)業(yè)節(jié)水的技術(shù)革命,。河北省嚴(yán)重干旱缺水，應(yīng)進(jìn)一步開拓生物節(jié)水技術(shù)研發(fā)的新領(lǐng)域,，把生物節(jié)水作為農(nóng)業(yè)節(jié)水的主攻方向,，加大推廣應(yīng)用力度,，建設(shè)高水效農(nóng)業(yè),，并按照高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),、高效,、生態(tài)、安全的要求,，加快建立抗旱節(jié)水型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),，促進(jìn)河北省農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
因此,，生物節(jié)水不是一個(gè)單純的科學(xué)用語(yǔ),，而是有一個(gè)很明確的應(yīng)用目標(biāo)。生物節(jié)水研究,，不應(yīng)僅局限于一些純基礎(chǔ)的理論研究,，既在解決科學(xué)問(wèn)題上具有重大作用,，又要為解決我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展所面臨的水危機(jī)、生態(tài)安全,、糧食安全等方面做出實(shí)實(shí)在在的貢獻(xiàn),。我們應(yīng)該抓住這個(gè)大好機(jī)遇，建議國(guó)家和有關(guān)部門成立生物節(jié)水中心,，在生物節(jié)水方面組織力量,，加強(qiáng)科研投入，自主創(chuàng)新生物節(jié)水技術(shù),，綜合集成組裝配套國(guó)內(nèi)外生物節(jié)水技術(shù),，引導(dǎo)國(guó)際生物節(jié)水研究的新潮流，樹立生物節(jié)水研究和推廣應(yīng)用的示范樣板,，對(duì)我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)和可持續(xù)農(nóng)業(yè)的深入發(fā)展有重要意義,。
3.生物節(jié)水大有作為
生物節(jié)水研究?jī)?nèi)容復(fù)雜廣泛，基礎(chǔ)薄弱,，剛剛起步,，因此開發(fā)潛力巨大。生物節(jié)水技術(shù)是節(jié)水增產(chǎn)的“終極訴求”?，F(xiàn)在看來(lái)生物節(jié)水不僅是農(nóng)業(yè)節(jié)水的終極目標(biāo),，而且也是建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會(huì)的終極目標(biāo)。已經(jīng)成為國(guó)家的重點(diǎn)研究領(lǐng)域和有關(guān)部門和省分重點(diǎn)突破和主攻方向之一,，但生物節(jié)水方興未艾,，任重道遠(yuǎn)。我們認(rèn)為目前應(yīng)當(dāng)主攻發(fā)展和建立生物節(jié)水型農(nóng)業(yè),，同時(shí)也要發(fā)展和建立生物節(jié)水型城市,，最終達(dá)到建立生物節(jié)水型社會(huì)的總體目標(biāo)。我們?cè)诖送ㄟ^(guò)國(guó)內(nèi)外生物節(jié)水的具體實(shí)例,，說(shuō)明生物節(jié)水大有作為!
3.1生物節(jié)水型農(nóng)業(yè)
建立生物節(jié)水型農(nóng)業(yè)包括兩個(gè)方面,一是生物節(jié)水型種植業(yè),二是生物節(jié)水型養(yǎng)殖業(yè),。生物節(jié)水型種植業(yè)是主攻方向，但生物節(jié)水型養(yǎng)殖業(yè)也勢(shì)在必行,。
3.1.1生物節(jié)水型種植業(yè)
生物節(jié)水型種植業(yè)是節(jié)水農(nóng)業(yè)的核心,，是重中之重。第一是要發(fā)展和建立生物節(jié)水型的作物種植業(yè),，主要是水稻,、小麥，玉米,、棉花,、油菜等大宗作物，二是要發(fā)展和建立生物節(jié)水型的蔬菜果樹和經(jīng)濟(jì)作物的種植業(yè),。
在旱地,，人們都知道要抗旱高產(chǎn),，在旱地高產(chǎn)的植物，其實(shí)就是水分高效利用的植物,，我國(guó)的旱地品種有很多,，但產(chǎn)量潛力的進(jìn)一步提高是生物節(jié)水(水分高效利用)的目標(biāo)。國(guó)家旱地作物品種區(qū)域比較實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)就是,，篩選具有一定抗旱性和廣泛適應(yīng)性,，能夠在相同有限降水條件下在廣大地方獲得更高產(chǎn)量的品種；在水地品種區(qū)域比較實(shí)驗(yàn)里,，在相同的灌溉條件下,，篩選能夠獲得更高產(chǎn)量的品種。因此生物水分高效利用實(shí)際上已經(jīng)成為品種審定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一,，但我國(guó)目前還沒(méi)有明確提出使用這一標(biāo)準(zhǔn),。
在灌溉農(nóng)業(yè)地區(qū)，群眾最關(guān)心的問(wèn)題是節(jié)水灌溉是否能夠增產(chǎn)和高產(chǎn),？請(qǐng)看以下實(shí)例,，足以說(shuō)明問(wèn)題。關(guān)鍵還是要加強(qiáng)節(jié)水意識(shí)和觀念的轉(zhuǎn)變!
水稻是中國(guó)的主要糧食作物,，2000年水稻播種面積29962千公頃,，占糧食播種面積的27.6%。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)用水占總用水量的 80%,，其中水稻用水量占農(nóng)業(yè)用水的 70%,。這意味著，僅水稻的生產(chǎn)耗水就占到全國(guó)總用水量的 56%,。因此水稻節(jié)水灌溉潛力巨大,。
我們知道水稻是水生植物，但也不是需要長(zhǎng)期泡在水中生長(zhǎng),，才能更加高產(chǎn),，還需要干濕交替的生長(zhǎng)環(huán)境，既節(jié)水同時(shí)又高產(chǎn),。2005年,，由浙江省余姚市水利局申報(bào)的“水稻薄露灌溉技術(shù)推廣”項(xiàng)目入選“可持續(xù)發(fā)展在中國(guó)”優(yōu)秀案例。“薄”是指灌溉水層盡量薄,，除水稻返青期遇低溫或高溫灌深水外，每次灌水深2厘米左右,，土壤水分飽和即可,；“露”是指每次灌水(包括降雨)后，都要自然落水露田,，淹灌連續(xù)超過(guò)5天,，就應(yīng)排水落干,，簡(jiǎn)單說(shuō)就是“薄灌水，常露田”,。 近年來(lái),，他們又深化這項(xiàng)技術(shù)，開展了更加節(jié)水的水稻無(wú)水層灌溉技術(shù)的示范和推廣,，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可使每畝水稻節(jié)水125立方米,，增產(chǎn)9-31.5公斤。全國(guó)4.6億畝水稻如都采用節(jié)水灌溉,，每年可節(jié)水460多億m3,，相當(dāng)于黃河水量!
在相同水分條件下，水稻高產(chǎn)的關(guān)鍵還是品種,，例如,，我國(guó)科學(xué)家袁隆平院士等培育的畝產(chǎn)800公斤的超級(jí)稻。另外,，水稻育秧就是從水地育秧到旱地濕潤(rùn)育秧的轉(zhuǎn)變,，水稻可以變成少澆水的旱稻。巴西的旱稻全球有名,，他們作為國(guó)寶贈(zèng)送給了中國(guó)政府,。上海農(nóng)業(yè)基因中心目前已經(jīng)培育出了抗旱節(jié)水高產(chǎn)和品質(zhì)優(yōu)良的雜交旱稻。我國(guó)的旱稻品種很多,，旱稻育種目前也受到普遍重視,，可以在許多濕潤(rùn)地區(qū)的缺水高地(望天田)和季節(jié)型干旱地區(qū)種植，水稻節(jié)水潛力巨大,。
小麥品種里就有旱地小麥,，水地小麥，水旱兼用型小麥之分,。例如,，在華北地區(qū)廣為種植的抗旱節(jié)水小麥優(yōu)良品種石4185和石家莊8號(hào)等許多品種就是水旱兼用型品種，在沒(méi)有澆水的條件下畝產(chǎn)達(dá)300-400公斤,，在灌溉1-3次的條件下,，畝產(chǎn)400-600公斤。
目前在400-500mm降雨的半干旱地區(qū),，小麥畝產(chǎn)250公斤的地方很多,，畝產(chǎn)達(dá)到500公斤的例子也不少。國(guó)家旱地小麥品種區(qū)域?qū)嶒?yàn)中,，許多優(yōu)良品種畝產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到400-500公斤,，甚至更高。2005年山東萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)系林琪教授采用“旱地小麥肥料早施深施節(jié)水栽培技術(shù)”，播種的小麥新品系“萊農(nóng)0144”良種,，在一滴水不澆的情況下,，畝產(chǎn)超過(guò)600公斤。目前該技術(shù)已被列為山東省重大農(nóng)業(yè)技術(shù)成果推廣項(xiàng)目,。
因此,，并不是沒(méi)有灌溉就不能高產(chǎn)，并不是沒(méi)有抗旱節(jié)水高產(chǎn)品種,，當(dāng)然這方面的廣適應(yīng)性品種還比較少,，小麥抗旱節(jié)水育種還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，這樣才能解決北方農(nóng)業(yè)用水第一大戶的節(jié)水問(wèn)題,。關(guān)鍵是要培育出能夠高效利用自然降水和土壤水分的抗旱水分高效利用的高產(chǎn)品種,。
另外，如果抗旱節(jié)水品種灌溉過(guò)多,，還可能造成倒伏和減產(chǎn),。因此，并不是所有的品種都需要灌溉和充分灌溉,。
北京市是嚴(yán)重的缺水地區(qū),氣候寒冷,，同時(shí)因?yàn)槎←溞枰喔攘看螅虼瞬灰藬U(kuò)大冬小麥種植,，而玉米生長(zhǎng)與雨熱同步,，產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì)效益好,。因此,，有專家建議種植抗旱節(jié)水型玉米是北京農(nóng)業(yè)生物節(jié)水之首選。
在新疆利用膜下滴灌種植棉花,，大大減少了灌溉用水,，比大水慢灌節(jié)約水資源10倍多。同時(shí),，提高了棉花產(chǎn)量,，因?yàn)榇筇餄穸冉档停€減少了病蟲害的發(fā)生,，提高了棉花的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,。這樣的例子不勝枚舉。因此,，說(shuō)明糧食作物種植業(yè)生物節(jié)水的潛力還很大,，節(jié)水灌溉不但能夠增產(chǎn)還能夠高產(chǎn)。
在抗旱節(jié)水蔬菜種植方面,，例如,，馬鈴薯,、紅薯都是抗旱的糧食和蔬菜及水果三用植物,，近年來(lái)馬鈴薯和紅薯已經(jīng)成為保健食品,，價(jià)格有時(shí)比水果還貴，如果進(jìn)行深加工,，可以有更高的附加值,，例如，用紅薯生產(chǎn)的檸檬酸,，就價(jià)值不菲,。可以延伸產(chǎn)業(yè)鏈,，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益,。蔥、辣椒,、南瓜,、豇豆等都是耐旱蔬菜品種。
在抗旱節(jié)水果樹方面,，例如,，柿子、大棗,、杏都是相對(duì)耐旱的果樹,，蘋果和梨也有耐旱品種。種植抗旱節(jié)水蔬菜果樹,，一方面可以提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入,，另一方面可以大量減少地下水的開采。因此,，要加強(qiáng)抗旱節(jié)水蔬菜和果樹的新品種培育和推廣,。
在抗旱高效的經(jīng)濟(jì)植物種植方面，澳大利亞等國(guó)家利用分根交替灌溉,，既減少了50-60%的灌溉,，又減少了葡萄葉片的冗余生長(zhǎng)，增加葡萄的受光面積,，提高了葡萄外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量,，進(jìn)而提高了經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)近年來(lái)在果樹和玉米等作物進(jìn)行隔溝灌溉,、分根交替灌溉方面也取得了很大的成績(jī),。
埃及大力發(fā)展節(jié)水的低壓噴灌，積極發(fā)展旱作農(nóng)業(yè),、耐旱品種研究,。在上世紀(jì)90年代中期決定減種耗水較多的水稻，改種抗旱節(jié)水的小麥、玉米和棉花等,，并通過(guò)進(jìn)口糧食,，緩解農(nóng)業(yè)用水壓力。
中國(guó)有8億畝灌溉耕地,，通過(guò)種植抗旱節(jié)水高產(chǎn)品種,，減少灌溉次數(shù)和定額，每畝每年節(jié)水100立方米是完全可能的!因此,，全國(guó)每年節(jié)水1000億立方米也是完全可能的,，并不需要等待很久，也不能等待太久,。例如,，在華北平原小麥-玉米種植地區(qū)，目前小麥許多地區(qū)灌溉3-6次,，每次60方,，如果減少灌溉1-3次，可以節(jié)水100多方,；玉米灌溉3-6次,，減少到1-3次，就可以減少灌溉100方,，總共年節(jié)水200多方,。因此，節(jié)水灌溉的潛力巨大,。
在灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展中,，上世紀(jì)80年代以前主要是靠水，在小麥等作物灌溉方面要保持地皮不濕的充分灌溉甚至是過(guò)量灌溉(6-10次),，但灌溉小麥平均產(chǎn)量水平仍然不高,，畝產(chǎn)在250-400公斤左右，80 年代以后主要是靠肥,，通過(guò)增加施肥,，顯著提高產(chǎn)量，許多灌溉小麥地區(qū)普遍畝產(chǎn)在300-500公斤,，90年代以后主要是靠抗旱節(jié)水和高產(chǎn)品種,，例如，隨著超高產(chǎn)育種的進(jìn)展,，今年國(guó)家豐產(chǎn)科技工程項(xiàng)目驗(yàn)收中,，山東省、河北省,、河南省等許多地方出現(xiàn)了畝產(chǎn)600和700公斤超高產(chǎn)田,。品種對(duì)糧食增產(chǎn)的科技貢獻(xiàn)在30%左右,，甚至更高，因此,，我們認(rèn)為在糧食種植業(yè)中,，生物節(jié)水的潛力巨大，生物節(jié)水大有作為,。
3.1.2 生物節(jié)水型養(yǎng)殖業(yè)
在中國(guó)節(jié)水技術(shù)政策大綱中明確指出：發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)節(jié)水技術(shù),，提高牧草灌溉,、畜禽飲水,、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)舍沖洗、畜禽降溫,、水產(chǎn)養(yǎng)殖等養(yǎng)殖業(yè)用水效率,，是農(nóng)業(yè)節(jié)水的一個(gè)重要方面。
發(fā)展集約化節(jié)水型養(yǎng)殖技術(shù),。提倡家畜集中供水與綜合利用,；推廣“新型”環(huán)保畜禽舍、節(jié)水型降溫技術(shù)和飲水設(shè)備,；科學(xué)設(shè)置牲畜飲水點(diǎn),，有效保護(hù)水源地或給水點(diǎn)；鼓勵(lì)研制節(jié)水型,、多種動(dòng)力,、構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便,、供水保證率高的自動(dòng)給水設(shè)備,。促進(jìn)節(jié)水、高效的工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施的研究和推廣使用,。逐步淘汰水槽長(zhǎng)流供水技術(shù),。
推廣養(yǎng)殖廢水處理及重復(fù)利用技術(shù)。推廣養(yǎng)殖廢水厭氧處理后的再利用技術(shù)及深度處理和消毒后用于圈舍沖洗的循環(huán)利用技術(shù),；提倡分質(zhì)供水和多級(jí)利用,；改變傳統(tǒng)水沖清糞和水泡糞為干清糞方式；研究和開發(fā)低耗,、高效的養(yǎng)殖廢水處理設(shè)施,。
發(fā)展畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品加工節(jié)水技術(shù),。鼓勵(lì)研究和開發(fā)多功能,、低成本、節(jié)水,、環(huán)保型加工工藝和技術(shù)裝備,。
內(nèi)蒙古草原興發(fā)集團(tuán)的綠島養(yǎng)雞技術(shù)就是生物節(jié)水型養(yǎng)殖業(yè)的典型和示范樣板,。生態(tài)型養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)在遠(yuǎn)離村莊的野外，建設(shè)在臨近耕地的田邊地頭,，畜禽糞便就近移入農(nóng)田,，就地轉(zhuǎn)化變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的直接結(jié)合良性循環(huán),。部分畜禽糞便等排泄物,，在林地草地里被植物直接吸收利用，進(jìn)行無(wú)害化處理,，不污染環(huán)境,。因此生態(tài)型養(yǎng)殖小區(qū)，節(jié)地節(jié)材節(jié)煤節(jié)電節(jié)水,，是資源節(jié)約型畜牧業(yè),。生態(tài)型畜禽養(yǎng)殖小區(qū)，幾乎適用所有畜禽品種,，如草原興發(fā)就建設(shè)了“綠鳥雞牧場(chǎng)”,、“肉羔羊牧場(chǎng)”等生態(tài)型養(yǎng)殖小區(qū)，并取得了成功,，可以作為健康的養(yǎng)殖方式,，在我國(guó)許多地區(qū)進(jìn)行推廣普及。
節(jié)水漁業(yè)指的是使養(yǎng)殖過(guò)程中的養(yǎng)殖水體盡量減少大容量的更換水體,，僅增加被蒸發(fā)的水量,，同時(shí)使養(yǎng)殖水體中的生態(tài)系統(tǒng)處于一種動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)，以達(dá)到水質(zhì)不易污染惡化,，養(yǎng)殖產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠,，節(jié)約養(yǎng)殖用水，降低生產(chǎn)成本,，提高經(jīng)濟(jì)效益的一種養(yǎng)殖技術(shù),。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到我國(guó)政府的重視和推廣。
天津市的養(yǎng)殖用水源缺乏已成為制約天津市養(yǎng)殖生產(chǎn)的最大問(wèn)題,，發(fā)展節(jié)水型水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)勢(shì)在必行,。他們發(fā)展節(jié)水型水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，由淡水養(yǎng)殖向海淡水養(yǎng)殖展開,，通過(guò)水資源循環(huán)利用,，可以效解決水產(chǎn)養(yǎng)殖自身污染，保護(hù)漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境,。同時(shí)可美化天津城市景觀和環(huán)境,。
3.2 生物節(jié)水型城市
城市園林灌溉用水和巨量的污水處理問(wèn)題已經(jīng)引起了全社會(huì)的關(guān)注，是城市建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一,。因此,，發(fā)展生物節(jié)水型園林和生物節(jié)水型污水和環(huán)境治理是發(fā)展生物節(jié)水型城市的兩大關(guān)鍵并具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響,。
3.2.1生物節(jié)水型園林
城市園林綠化大量地消耗著寶貴的水資源，因此,，應(yīng)早日由“耗水型園林”向“節(jié)水型園林”方向發(fā)展,，使城市綠化走上持續(xù)、健康的發(fā)展道路,。最近幾年,，地處沙漠之中的美國(guó)拉斯韋加斯整個(gè)城市的園林灌溉幾乎全部更換成了水資源利用率極高的滴灌。拉斯韋加斯也曾經(jīng)大力發(fā)展人工草坪,，但現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在干旱的拉斯韋加斯發(fā)展人工草坪是個(gè)錯(cuò)誤,，因此政府敦促市民種植沙漠植物來(lái)代替草坪，并鼓勵(lì)清除人工草坪,，對(duì)愿意把人工草坪改為木屑,、碎石覆蓋地面的單位和家庭，政府給予補(bǔ)貼,。澳大利亞首都堪培拉就種植有大量的不需要灌溉的抗旱節(jié)水沙漠綠化植物，積極推廣抗旱草坪,，限制草坪灌溉,，這樣可以大大減少城市園林用水。在美國(guó)等國(guó)家都建立有旱生園藝項(xiàng)目網(wǎng)頁(yè),，推廣旱生園藝植物及栽培技術(shù)等,。例如，有美國(guó)科羅拉多州旱生園藝項(xiàng)目 ,，美國(guó)西南地區(qū)的節(jié)水植物 ,，美國(guó)新墨西哥州旱生園藝?yán)硎聲?huì) 等許多網(wǎng)頁(yè)。在美國(guó)的很多城市,，常見園林植物在何時(shí),、何地、何種生長(zhǎng)狀況,、何種氣候條件下需要多少灌水量都有精確的測(cè)定,，這些數(shù)據(jù)是制定整個(gè)園林節(jié)水灌溉方案的基礎(chǔ)。
我國(guó)北方許多城市也面臨嚴(yán)重缺水,，因此也要主動(dòng)的適應(yīng)干旱,，選擇適應(yīng)干旱缺水條件的園藝和產(chǎn)業(yè)及生活方式。通過(guò)引進(jìn)和篩選抗旱節(jié)水綠化植物,，即可以明顯達(dá)到節(jié)約城市大量綠化用水,，同時(shí)也可以美化環(huán)境。例如,，我國(guó)寧夏林業(yè)研究所科研人員對(duì)賀蘭山干旱地帶一批具有觀賞性的耐旱植物進(jìn)行引種馴化,，并成功用于城市的綠化美化,。紫花醉魚木、黃花磯松,、馬藺等一批節(jié)水,、耐旱、耐寒,、耐鹽堿的優(yōu)良園林綠化灌木和地被植物,，具有好種、節(jié)水,、好看,、好管的特性，特別適用于北方缺水城市的綠化美化,。這些耐旱觀賞植物已在東北,、華北、西北16個(gè)省會(huì)或首府城市大面積成功種植,，成為都市里一道靚麗的風(fēng)景,。寧夏林業(yè)研究所選育的紫花醉魚木、馬藺等不僅種到了北京長(zhǎng)安街,，還被推薦入選2008年奧運(yùn)綠化推廣新品種,。寧夏林業(yè)研究所走出了一條“具有我國(guó)特色的城市植物綠化之路”，他們引種馴化的這些耐旱觀賞植物的耗水量?jī)H是從國(guó)外引進(jìn)草坪的1/10到1/15,。
植物有水生植物,，旱生植物，荒漠植物,，將旱生植物和荒漠植物用在城市園林綠化有廣闊的前景,。因此，我國(guó)在發(fā)展和建設(shè)生物節(jié)水型城市園林綠化方面還有巨大的市場(chǎng),。特別是我國(guó)北方許多城市,，要大力提倡擴(kuò)大種植耐旱耐寒的長(zhǎng)綠樹種和灌木如松樹、柏樹等,，減少需要灌溉和修剪的草坪面積,，避免由于沒(méi)有種植長(zhǎng)綠樹種，在冬天里看到這些城市是只有光禿禿樓房的城市,，讓人感到是干旱干燥和沒(méi)有生機(jī)的氣氛,。
3.2.2 生物節(jié)水型污水和環(huán)境治理
利用生物治理污水和環(huán)境，是20世紀(jì)70年代以后發(fā)展起來(lái)的一種自然處理生物技術(shù),。近20年來(lái)受到廣泛迅速的研究和開發(fā),，利用這些技術(shù)處理的污水已逐漸從生活污水發(fā)展到城市污水和多種工業(yè)廢水及環(huán)境改善。
在水資源轉(zhuǎn)化研究發(fā)展過(guò)程方面,，劉昌明院士(1993)指出,，“三水”(降雨,、地表水與地下水)轉(zhuǎn)化的研究，考慮到土壤水,，稱為“四水轉(zhuǎn)化”,，再進(jìn)一步聯(lián)系到植物水分，稱為“五水轉(zhuǎn)化”,，這是研究工作的一種循回漸進(jìn),，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程。我們認(rèn)為現(xiàn)在應(yīng)該進(jìn)行“六水轉(zhuǎn)化”研究,，即降水-地表水-污染水-生物水-土壤水-地下水,。因?yàn)槿祟惖母鞣N活動(dòng)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將潔凈水資源利用后將變成了污染水，在城市和鄉(xiāng)村中巨量存在,，污水已經(jīng)成為一種必須循環(huán)利用的資源,，因此污染水的治理成為世界性的問(wèn)題。生物不但可以水土保持,，而且還可以自我修復(fù)治理污水,，因此，生物節(jié)水在六水轉(zhuǎn)化中有重要作用,。
3.2.2.1利用水生植物治理污水和環(huán)境
美國(guó)早在1982年就已有水生植物塘2200座,。據(jù)1987年美國(guó)報(bào)道，美國(guó)佛羅里達(dá)州已有每天處理幾百萬(wàn)立方米污水的大型鳳眼蓮塘設(shè)施,。處理設(shè)施的地理分布范圍也已從熱帶、亞熱帶地區(qū)逐步擴(kuò)大到溫帶地區(qū),。它經(jīng)濟(jì)便捷,、效果可靠，特別適合大范圍推廣,。在美國(guó)有40套蘆葦床系統(tǒng)處理廢水污泥,。
最近，加拿大愛(ài)德華島省匹克頓市計(jì)劃出資1.6千萬(wàn)美元建造一座最先進(jìn)的,，被稱為“Living Machine”(“活的機(jī)器”)的污水處理工廠,。其特點(diǎn)在于利用植物、動(dòng)物和細(xì)菌三種活物同時(shí)對(duì)污水進(jìn)行處理,。與常規(guī)方法相比,，它的優(yōu)點(diǎn)是減少軟泥產(chǎn)出量，減少有毒載物和使污水水質(zhì)改善得更好,。常規(guī)方法僅利用細(xì)菌一種活物,，也可以說(shuō)它是先進(jìn)方法的一部分。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)是加拿大科學(xué)家約翰·托德發(fā)明的,，得到了聯(lián)合國(guó)的賞識(shí),。此人也被美國(guó)麻省理工學(xué)院列為20世紀(jì)的35位頂級(jí)發(fā)明家之一,。
該系統(tǒng)基本上是一模擬自然的過(guò)程，也就是在沼澤地,、池塘和河灘等濕地進(jìn)行廢物再循環(huán),。因?yàn)橹参镆詮U物為肥料，許多小動(dòng)物又以廢物為食,，所以植物和動(dòng)物都被包括在這個(gè)人造的生態(tài)系統(tǒng)中,。新技術(shù)減少軟泥的產(chǎn)出人們關(guān)注的一件事是來(lái)自污水處理工廠的軟泥被蔓延到農(nóng)田里，然而Living Machine產(chǎn)出的軟泥比常規(guī)方法減少30%, 因?yàn)橹参锖托?dòng)物要消耗它們的,。而且植物能把許多種合成的有機(jī)化合物分解成較小的無(wú)毒分子,，包括14種被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署列為主要的污染物質(zhì)。
美國(guó)環(huán)境保護(hù)署認(rèn)為就美學(xué)觀點(diǎn)而言,，這項(xiàng)廢水處理和再循環(huán)技術(shù)是唯一的,，能夠提供令人高興的環(huán)境。而且在生化需氧量,，總懸浮顆粒物和總氮量方面均能可靠地達(dá)到指標(biāo),。對(duì)處理城市和某些工業(yè)廢水是很理想的新技術(shù)。目前,，全世界有十多個(gè)國(guó)家建造了這種污水處理工廠,。
常規(guī)的污水處理工廠是一個(gè)無(wú)底洞，化學(xué)制品,、運(yùn)營(yíng),、維護(hù)和淤泥移除都要花費(fèi)資金，而且它也是人們不喜歡接近的地方,，更談不上搞創(chuàng)收了,。可是Living Machine 就不同了,，因其具有熱帶溫室氣味和吸引人的外觀,，它不但是城市的一道風(fēng)景，而且非常吸引游客前來(lái)參觀,。例如,，建在新斯科舍省芬地灣熊河鎮(zhèn)的污水處理廠，在其對(duì)外開放的前幾周就有8000游客前來(lái)參觀,，該鎮(zhèn)無(wú)法應(yīng)對(duì)游客的大量流入,，被迫停止參觀。再例如,，在佛蒙特州南柏林頓市, 每年就有20000游客專門來(lái)參觀這里的污水處理工廠,。如果每位的花銷是100美元，包括吃、住和汽油錢,，那么這些游客在該鎮(zhèn)全年的消費(fèi)就是200萬(wàn)美元,。如果再計(jì)入順路而來(lái)的參觀者，每位收幾美元,，都加起來(lái)也很可觀了,。Living Machine消耗的化學(xué)制品比較少，消耗的動(dòng)力也比較少,，這意味著運(yùn)營(yíng)成本比較低廉,。況且它還能生產(chǎn)一些適合于銷售的農(nóng)產(chǎn)品，比如花卉,，某些魚類,，水上花園里的植物等等。綜上所述,，足見這類有利于環(huán)保的生物技術(shù)是很有發(fā)展前景的,。
我國(guó)南京浦口區(qū)湯泉鎮(zhèn)建成南京首座水生植物污水處理廠，利用水生植物結(jié)合生物氧化治污,，處理全鎮(zhèn)兩萬(wàn)多人,、4家企業(yè)的3000噸污水，投資僅花了300萬(wàn)元,，而要是建設(shè)同等規(guī)模的生化污水處理廠,，投資要1000多萬(wàn)元。這里沒(méi)有像常規(guī)污水廠那樣的一個(gè)個(gè)水泥結(jié)構(gòu)的集水池,、曝氣池和生化池,，所謂的“集水井”、“沉淀池”和“凈化池”,，全是一片片生長(zhǎng)茂盛的蘆葦,、水芹、菱角,、藕類的水塘，整個(gè)污水處理的面積約占80畝,。這個(gè)水生植物污水處理廠的氧化池是整個(gè)污水處理工藝流程的唯一生化處理部分,，主要是去除污水中的化學(xué)需氧量(COD)，而來(lái)自工業(yè),、生活和垃圾的污水,，含有的大量氮、磷等污染成分,，全部由各類水生植物來(lái)過(guò)濾,、吸收和凈化。這樣，就可以省掉依靠化學(xué)法工藝處理的所需大筆投資,，而處理運(yùn)行成本也節(jié)約了80%以上,。目前，湯泉鎮(zhèn)水生植物污水處理廠只有兩人來(lái)負(fù)責(zé)污水處理的運(yùn)行,。
鮮花成處理污水的“秘密武器”,。在浙江長(zhǎng)興縣“十里古銀杏長(zhǎng)廊”中間的小浦鎮(zhèn)方一村，有一片種植著郁郁蔥蔥的美人蕉和綠色的黑麥草的人工濕地花園,。是一項(xiàng)利用地下厭氧池及人工濕地法相結(jié)合的新型污水生態(tài)處理技術(shù),。在人工沙層上面種植的美人蕉、黑麥草,，根系發(fā)達(dá),、喜濕、吸收能力強(qiáng),，扎根在人工沙層中,，污水滲入沙層后，含氨氮的水體腐殖質(zhì),、泥漿等被美人蕉發(fā)達(dá)的根系吸收并消耗掉,。經(jīng)過(guò)美人蕉過(guò)濾后，生活污水能夠達(dá)標(biāo)排放,。長(zhǎng)興村里排出去的污水,，在這些花草下面‘洗’過(guò)一遍后，都能達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),，水質(zhì)比城里的還強(qiáng)!
目前我國(guó)許多城市都利用水生植物在河道里進(jìn)行污水凈化和建立了人工濕地,，在水資源污染和環(huán)境治理方面有很好的效果。
這些技術(shù)也可以在我國(guó)北方寒冷地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用,。例如,，剛剛建成投運(yùn)的遼寧省撫順市海新河復(fù)興生態(tài)園，迎來(lái)了一批特殊的居民--萬(wàn)條銀光閃亮的草魚躍入清澈的水中,，它們?cè)谶@里除供人觀賞外,，還將負(fù)有特殊的使命:清理水中有機(jī)污染物，監(jiān)測(cè)水質(zhì)處理情況,。難以置信的是,，生態(tài)園原址是座臭氣熏天的垃圾山。將高污染河流和垃圾場(chǎng)“捆綁”起來(lái)進(jìn)行綜合整治,，建設(shè)成一座集綠地,、濕地、污水處理場(chǎng)為一體的生態(tài)園,，這在國(guó)內(nèi)目前還不多見,。他們將垃圾集中堆放后騰出的6萬(wàn)平方米空地,，再一分為二，建設(shè)一座日處理能力6萬(wàn)噸的一級(jí)污水處理裝置和一片占地4.6萬(wàn)平方米的人工濕地,。濕地內(nèi)植入蘆葦,、蒲草、茨白等具有凈化污水功能的水生植物,。污水處理場(chǎng)建成后,，將海新河水截流，經(jīng)過(guò)一級(jí)絮凝沉淀處理后,，水質(zhì)達(dá)到Ⅴ類水體標(biāo)準(zhǔn),。再經(jīng)過(guò)人工濕地生物凈化深度處理，使流入渾河的水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn),。建設(shè)了污水處理廠后,，不但治理了一條河，還徹底改變了這里的環(huán)境面貌,。
3.2.2.2 利用微生物治理污水和環(huán)境
日本最重要的節(jié)水技術(shù)就是建立“中水道”系統(tǒng),，即城市廢水的處理和再利用系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可把各種生活廢水集中起來(lái),，加以凈化處理,，用作沖洗廁所等用水。日本廢水凈化處理技術(shù)一般采用生物處理法,。其中最簡(jiǎn)便的方法是把使用過(guò)的乳酸飲料瓶作為曝氣池的填充材料,，采用中心導(dǎo)流曝氣方式，構(gòu)成生活用水凈化系統(tǒng),，無(wú)須任何藥物,，30個(gè)小時(shí)后，微生物就能把污水變成清水,。
中國(guó)科學(xué)院微生物研究所日前和山東金長(zhǎng)城集團(tuán)聯(lián)合研制成功一種全新概念的免水沖型生物廁所,，其特點(diǎn)是免水沖、不排放,、無(wú)污染,。該技術(shù)的核心是將特定的微生物與糞便攪拌，微生物就能將糞便降解成為無(wú)害物,，并達(dá)到環(huán)保要求,。與一座兩個(gè)蹲位的水沖公廁相比，一座免水沖型生物廁所一年可節(jié)水730噸,，同時(shí)，每年可節(jié)約清運(yùn)等費(fèi)用1萬(wàn)余元,；安裝簡(jiǎn)便,，不用管道，不受場(chǎng)地限制，在維護(hù)和管理方面與普通廁所相比可節(jié)約2/3的費(fèi)用和時(shí)間,；一年可少污染36萬(wàn)噸清潔水,。
中國(guó)工程院院士、南京林業(yè)大學(xué)教授張齊生創(chuàng)立的“生物改性竹炭”治污技術(shù)成果,。先后培育出三大菌群10屬80多種附著力強(qiáng)的微生物,，這些微生物專門把污染物質(zhì)當(dāng)“糧食”。這樣,，就可以讓其去“吃掉”竹炭空隙中的污染物,，使竹炭?jī)?nèi)部空隙長(zhǎng)期保持清潔，以穩(wěn)定發(fā)揮吸附功能,。在紫湖溪120米的支流河床上,，建成了日處理為1萬(wàn)噸的“生物改性竹炭”污水處理示范工程，經(jīng)過(guò)一年運(yùn)行,，不僅使紫湖溪支流河水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，而且一年來(lái)的實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用僅為2萬(wàn)元，是同等規(guī)模城鎮(zhèn)污水處理廠的1/100,。非常適合廣大農(nóng)村污染河流的治理,。
成都市采用“CMF”(連續(xù)微濾)生物污水治理技術(shù)，利用微生物菌“吞噬”河水中污染物質(zhì)的府南河生物治污試驗(yàn)取得成功,。據(jù)介紹,，府南河生物治污試驗(yàn)工程共用了18天時(shí)間，采用一種叫“C-M”的微生物復(fù)合劑,，凈化了5公里長(zhǎng)的河段,，日平均處理污水量達(dá)到6萬(wàn)立方米。試驗(yàn)中共建造了3座橡膠壩,，將整治河段分成了預(yù)處理段,、厭氧段、兼氧段,、主生化段及強(qiáng)化景觀段,。試驗(yàn)共投入610.1萬(wàn)元，每立方米工程投資僅為102元,，而且在20年內(nèi)可不再需要大的投入,。“掃黑”細(xì)菌挺便宜。“CMF”生物污水治理技術(shù)特別適用于過(guò)濾自來(lái)水,、地下水,、地表水和城市污水，去除細(xì)菌,、微生物和懸浮物等,，凈化后的水清澈透明,，濁度近于零。每立方米污水的處理成本僅需0.32元,。
3.2.2.3 利用作物秸稈治理污水和環(huán)境
哈工大市政學(xué)院馬放,、任南琪教授以農(nóng)業(yè)廢棄物秸桿類纖維素和生物制氫廢液作為制備生物絮凝劑的原料，為污水處理走出了具有顯著經(jīng)濟(jì),、環(huán)境和社會(huì)效益的新路,。該課題采用農(nóng)業(yè)廢棄物秸桿類纖維素作為制備生物絮凝劑的原料，通過(guò)對(duì)松花江源水,、大慶中引水廠水源水,、強(qiáng)酸性廢水、生活污水,、墨汁廢水,、中藥廢水和泥漿廢水等的實(shí)際應(yīng)用，證明該產(chǎn)品對(duì)不同的水質(zhì)都表現(xiàn)出很好的脫色,、除濁和去除有機(jī)物能力,。
3.3 生物節(jié)水型社會(huì)
生物節(jié)水是一個(gè)系統(tǒng)工程，在生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)上都可以發(fā)揮重要作用,。除了在建立生物節(jié)水型農(nóng)業(yè)和生物節(jié)水型城市外,還要利用生物節(jié)水技術(shù)加強(qiáng)非農(nóng)耕地區(qū)和山區(qū)生態(tài)環(huán)境治理和改善,，特別是水土保持和對(duì)鹽堿等劣質(zhì)土地和水資源的開發(fā)利用。建成一個(gè)生物節(jié)水的生態(tài)型系統(tǒng)和社會(huì),。
3.3.1 生物節(jié)水型水土保持
嚴(yán)重的水土流水對(duì)工農(nóng)業(yè)和生產(chǎn)城市發(fā)展等都有重要影響,。植被是水土保持的基礎(chǔ)和核心。生物節(jié)水技術(shù)在水土保持方面大有作為,。利用植被種植改造沙漠的例子不勝枚舉,，成果顯著。浙江湖州市成功的發(fā)現(xiàn)了鄉(xiāng)土草生物護(hù)坡的優(yōu)良品種--鐵絲根草,，學(xué)名結(jié)縷草,，經(jīng)過(guò)2多年的研究試驗(yàn)，每平方米草坪保土達(dá)175-176.6公斤,，一棵鮮草的保土量可達(dá)自身重量的800倍左右,。據(jù)實(shí)測(cè)，根系保土有效深度通常在8-10公分,，最深可達(dá)30公分,。該草適宜生長(zhǎng)在有一定坡度和排水良好的微堿或微酸的砂壤土質(zhì)，具有耐旱,、耐瘠,、耐踐踏和植被管理花工少的特點(diǎn)，故有“踏不死”的美譽(yù),。該草形成植被后,，雜草不容易生長(zhǎng),，因而具有優(yōu)良的保土功能。通過(guò)對(duì)紅旗水庫(kù),、五四水庫(kù)和導(dǎo)流東大堤吳沈門大閘旁實(shí)驗(yàn)段的觀察證明，即使是日降50毫米以上的暴雨,，也未見水土流失,。該草一年的綠色生長(zhǎng)期可達(dá)260天以上，即使在零下5-10度的嚴(yán)冬,，其上部停止生長(zhǎng)并呈黃色,，但其地下匍匐莖仍然保持生命力，因而是一種優(yōu)良的節(jié)水型的水土保持草種,。
3.3.2 生物節(jié)水型生態(tài)環(huán)境治理和開發(fā)
我國(guó)有15億畝的鹽堿地和沿海灘涂,，這些地區(qū)水分并不是問(wèn)題，但是因?yàn)闆](méi)有抗鹽堿的植物品種,，難以對(duì)這些地區(qū)的水土資源進(jìn)行開發(fā)利用,。
中國(guó)科學(xué)院封丘實(shí)驗(yàn)站和河南省封丘縣緊密聯(lián)合，在黃淮海地區(qū)鹽堿地大力發(fā)展抗鹽的金銀花種植,，建立了金銀花產(chǎn)業(yè),，在規(guī)范化栽培，采收加工等方面進(jìn)行了5年研究,，形成了成套高產(chǎn)技術(shù),。目前已經(jīng)有30萬(wàn)畝，產(chǎn)量9千萬(wàn)噸,，經(jīng)濟(jì)效益3.2億元,。目前正在利用幼嫩枝條粉碎培養(yǎng)蘑菇，進(jìn)行飼料添加,，培育肉牛等,形成了一個(gè)新的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式,。也正在開展深加工特別是生物制藥等的開發(fā)。在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)方面最出重要貢獻(xiàn),。還帶動(dòng)了山東省,、河北省等地區(qū)的金銀花生產(chǎn)和農(nóng)民增收。
科學(xué)時(shí)報(bào)2005年7月25日?qǐng)?bào)道,，在中國(guó)科學(xué)院大安堿地生態(tài)試驗(yàn)站植被恢復(fù)試驗(yàn)田,，昔日寸草不生的光板鹽堿地，被一片綠蔥蔥的鮮嫩野生羊草所覆蓋,，這里顯示的是中科院東北地理所科技人員在國(guó)內(nèi)首次創(chuàng)建的以羊草移栽代替?zhèn)鹘y(tǒng)直播大面積改良重度鹽堿地的最新研究成果,。它開辟了一條松嫩平原蘇打鹽堿地生態(tài)恢復(fù)與羊草群落人工快速重建的新路。土地鹽堿化和草原退化是人類面臨的一個(gè)世界性生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,。我國(guó)松嫩平原的蘇打鹽堿地是世界三大分布區(qū)域之一,，鹽堿化土地面積239萬(wàn)公頃,，特別是pH>10的重度鹽堿地具有代表性和典型性，治理難度很大,。而且該地區(qū)土地鹽堿化以每年1.4%～2.5%的速度擴(kuò)展,，不僅制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)的發(fā)展，而且危及人民的生存,。因此,，采用生物工程技術(shù)科學(xué)開發(fā)和合理利用鹽堿地資源，改善生態(tài)環(huán)境,，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,，成為人們期待已久的愿望。這種技術(shù)移栽后的羊草當(dāng)年可以采種,、采草,，移栽3年后可作為秧苗地使用。該技術(shù)由于適合pH大于10以上的中重度鹽堿地快速恢復(fù)頂級(jí)羊草植被,，在荒漠化治理方法上,，屬于重大技術(shù)突破，也是該技術(shù)的顯著特色,。從吉林省來(lái)看,，現(xiàn)有重度鹽堿地60多萬(wàn)公頃，如果全面推廣羊草移栽技術(shù),，每年可產(chǎn)干羊草150萬(wàn)噸,，僅干草銷售收入一項(xiàng)就可新增產(chǎn)值5.25億元。如果直接用于干舍飼養(yǎng)羊,，可養(yǎng)205.5萬(wàn)只,，每年新增產(chǎn)值10.2億元；用來(lái)養(yǎng)牛,，可養(yǎng)41.1萬(wàn)頭,，每年新增產(chǎn)值13.2億元；用來(lái)飼養(yǎng)奶牛每年可帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益27.1億元,，市場(chǎng)前景廣闊,。因此，生物節(jié)水(水分高效利用)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境治理和開發(fā)還有很大的潛力可以挖掘,。
4.結(jié)束語(yǔ)
二十一世紀(jì)是生物的世紀(jì),，生物節(jié)水(水分高效利用)在各個(gè)方面都大有作為。目前我國(guó)在北京和楊凌成立了兩個(gè)國(guó)家節(jié)水灌溉中心,，側(cè)重于工程節(jié)水示范和推廣方面,，但要在大面積應(yīng)用工程節(jié)水，還有一定難度，但生物節(jié)水生物遺傳性多樣性廣泛,，可以適應(yīng)各種環(huán)境條件,，星星之火，可以燎原,，但開發(fā)程度淺,；生物節(jié)水簡(jiǎn)單易行，物美價(jià)廉,，附加值高,，如干旱條件下的生物產(chǎn)品質(zhì)量好，病蟲害少,，綠色食品。農(nóng)藝節(jié)水和工程節(jié)水必須落實(shí)到生物節(jié)水,，通過(guò)生物節(jié)水去體現(xiàn)和完成,，生物節(jié)水是旱地節(jié)水、灌溉節(jié)水的基礎(chǔ)和核心,，因此,，生物節(jié)水是節(jié)水農(nóng)業(yè)的終極目標(biāo)。我們建議國(guó)家在南方和北方也成立兩個(gè)生物節(jié)水中心,，不但包括生物節(jié)水工程技術(shù)還包括理論研究,，不但涉及農(nóng)業(yè)節(jié)水，還涉及工業(yè)節(jié)水,、城市節(jié)水以及污水治理和環(huán)境改善及循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等問(wèn)題,。我們相信生物節(jié)水技術(shù)和理論將有更大更快的發(fā)展，成為中國(guó)繼節(jié)水農(nóng)業(yè)后又一特色的生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)革命!
(作者系中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心研究員)
