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2014年3月26日 星期三
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國家自然科學獎系列:高原耕種不怕旱 慳水三成不減產


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張建華認為,中國農業面臨缺水危機,當務之急要採用節水灌溉技術解決問題。香港文匯報記者曾慶威 攝

「分根區交替灌溉」減用水 中大學者張建華獲獎

香港文匯報訊(記者 鄭伊莎)水,是生存的必需品,讓萬物生生不息,但水資源卻非取之不盡,用之不竭。放眼古今中外,缺水都是農業面臨的最重要問題,對人口龐大的中國來說,更是重大挑戰。由香港與內地學者合作的「黃土區土壤--植物系統水動力學與調控機制」研究項目,成功揭示及解決在水土流失嚴重的黃土高原耕種問題,今年初獲頒2013年度「國家自然科學二等獎」。有份參與的中文大學農業生物技術講座教授張建華介紹指,研究有效利用植物乾旱逆境信號傳導機制及抗旱生理機制,為水土流失異常嚴重的西北地區的農耕帶來重大突破,而所涉及的節水灌溉技術的應用,更同時影響茈球數以十億計的農民的未來。

中國人口佔全球22%,但可耕地及水資源卻僅佔7%及5%,資源分布極不平均,而包括西北部黃土地區等多處受到乾旱、沙漠化影響,威脅農業持續發展,衍生糧食短缺危機。身兼中大農業生物技術國家重點實驗室主任的張建華說,「中國農業面臨的最大危機就是缺水,當務之急要採用節水灌溉技術解決問題,降低糧食危機發生的概率」。

半濕半乾 啟動省水模式

農民家庭出身的張建華30年前起開始研究植物在乾旱環境中的分子組織和生理變化,從而提高植物的抗旱能力。他率先發現植物的根部有感知反應,當感應到土壤乾旱時,會釋出脫落酸,向葉片傳遞訊息讓氣孔關閉,開啟「省水模式」,減少水分流失。這項發現闡述了在乾旱下土壤、根、冠之間的信號產生、運輸及其對水分利用的調控機理,也讓張建華及其研究團隊成功建立涉及土壤水運動參數的一套方程式,以及展開相關的節水灌溉技術研究。

在是次獲獎項目中,張建華等科學家創立「分根區交替灌溉」技術,並應用於西北黃土地區,做法是於多排種植的農作物,隔排進行灌溉,並定期再交換操作。他介紹指,當一棵農作物的半邊根部吸收水分時,另半邊卻保持乾旱,這時農作物在本能反應下產生「危機訊號」傳往枝葉表面令氣孔縮小,整株植物流失的水份便會大減,「只要善用這個節水灌溉方法,可節省三成用水而不減產」。

「分根區」技術武威推廣見效

張建華形容,「分根區交替灌溉」可說是為乾旱的西北「度身訂造」,4年前開始推廣此灌溉技術,只要農民應用得宜,可有效促進農業發展。經過張多次到甘肅省武威市的農村考察與推廣,目前當地的節水灌溉成效已大有改進。他稱,「分根區交替灌溉」與其他灌溉方法在武威市持續推行,成功令該市的農田總灌溉用水量較上世紀90年代減少近半。

節水灌溉技術應用於武威市的成果,為張建華打了一支「強心針」,但他亦坦言,隨荅吨翿〞p越來越嚴重,全國各地的農耕也面對不少問題,對科學家而言更是大挑戰。

盼為全國節水灌溉區尋良方

「我的夢想是為全國需要節水灌溉的地方找到適合它們的節水方法」,張建華說,由於全國各地農業情況各有差異,需要因地制宜採用不同灌溉方法、耕種時間等。他舉例指,華北平原的年降雨量僅600毫米,惟種植小麥、玉米等農作物卻須逾千毫米雨量,故如何找出農作物與降雨量之間的平衡點,是他近年不斷思考的問題,也是他將會專注研究的另一大方向。為維持生態平衡與農業可持續發展,他的研究正影響茈球數以十億計的農民,引領全球的農業發展邁向新方向。

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