山仑是我国旱地农业农学领域的学术带头人。长期从事作物抗旱生理和旱地农业研究，开辟了旱地农业研究的生理生态领域。就黄土丘陵区综合治理及旱地农业发展提出了若干新论点，如提出“黄土丘陵区作物低产的主要原因不是降水不足，而是对降水未能充分利用，农田生产力提高一倍的主要限制因素是肥而不是水”等，应用后在宁夏固原以及我国北方一些地区取得了显著的经济和社会效益。针对半干旱地区多变低水环境，系统研究了不同作物对缺水的适应性、作物高效用水的生理生态依据、干旱逆境成苗机制及化学调控技术，建立了综合提高农田水分利用效率的理论框架，证明一定生育阶段适度水分亏缺可使作物产生生理、生长和产量形成上的补偿效应，节水与增产的目标可以同时实现，为推行节水农业提供了有力根据。目前，山仑致力于作物整体抗旱性、节水农业生物学及半干旱地区农业发展战略方面的研究。 | 