长期担任中科院水利部水土保持研究所、西北農林科技大学研究员的山仑，是我国旱地农业领域的学术带头人和旱地农业生理生态研究方向的开拓者。
　　1965年春，由山仑带队，共7人被派往山西省离石县（现为柳林县）孟门公社五里后大队蹲点锻炼，同时从事水土保持科研。
　　山仑和他的6位同事利用各自的专业知识与村民一起与干旱作战。他们采取了适时早播、担水点浇、增施肥料、辅助授粉等措施，使当年五里后的粮食总产仅略低于正常年份，显著高于周围社队，做到了大旱之年粮食自给。同时，他们还利用农闲季节指导农民建成了一批高质量的水平梯田，并通过少量补水的办法使全村小麦得以按期播种，保证了“全苗”。
　　同时他还利用有限的实验条件开展了系列实地研究，例如根据正常玉米地土壤含水量反而比萎笃严重的玉米地低得多的现象，为日后提出“黄土高原产量低下的主要原因不是降水不足，而是对降水未能充分有效利用，低产条件下产量提高一倍的主要限利因素是肥而不是水”的结论提供了直观依据。更为重要的是，山仑在实践中建立了“农业中少量水高效利用”可行性的最初想法。
　　1991年，山仑发表了《节水农业及其生理生态基础》一文，提出了与工程节水和农艺节水并列的生物节水理念。他强调，生物节水是一个有明确应用目标的科学命题，超出了植物水分利用效率（WUE）的原义，通过挖掘植物自身的生理和遗传潜势，充分利用所有能提高植物水分利用效率和增强抗旱能力的性状，从而实现有限农业水资源高效利用的目标。
　　在山仑看来，未来我国农业用水方式将是一个灌溉农业、旱地农业和半旱地农业并存的格局。这既是水资源紧缺背景下一种不得已的选择，也是现代农业本身发展的需求。