在氣候變化背景下，極端干旱事件在全球范圍內(nèi)的發(fā)生頻率增加、形勢嚴峻，成為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全的重要制約因素，導(dǎo)致農(nóng)林作物大量減產(chǎn)。減緩極端干旱事件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全的影響對于當今經(jīng)濟社會發(fā)展和人類福祉都至關(guān)重要，受到學(xué)術(shù)界、管理部門以及農(nóng)戶的廣泛關(guān)注。以往研究表明，農(nóng)林間作技術(shù)有利于發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)和緩解環(huán)境變化對作物的脅迫。然而，間作作物如何影響目標作物的抗旱能力卻不十分清楚。
花椒(Zanthoxylum bungeanum)作為重要的中藥和調(diào)味料植物，耐干旱瘠薄，廣泛分布于熱帶和亞熱帶區(qū)域，也是我國區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理和農(nóng)戶脫貧增收的重要支柱。盡管花椒具有一定的耐旱性，但是持續(xù)增加的極端干旱事件導(dǎo)致其產(chǎn)量和品質(zhì)下降，死亡率增加。因此，如何通過科學(xué)的農(nóng)林間作模式來增強花椒耐旱性，減輕干旱對其負面影響具有十分重要的現(xiàn)實意義。
中國科學(xué)院成都生物研究所潘開文課題組博士研究生李自龍在導(dǎo)師潘開文研究員的指導(dǎo)下，以花椒單作、花椒-大豆和花椒-辣椒間作模式為研究對象，比較研究極端干旱對不同間作模式中花椒和伴生作物的形態(tài)和生理生化特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在花椒單作模式中，干旱處理使花椒的氣孔導(dǎo)度(Gs)和蒸騰速率(Tr)降低、水分利用效率(WUEintr)增加，但其生長和代謝受阻。與花椒單作相比，辣椒間作增加了花椒的冠幅、葉片相對含水量(LRWC)、凈光合速率(Pn)和脯氨酸含量；大豆間作提高了花椒的凈光合速率(Pn)、葉片相對含水量(LRWC)、蒸騰速率(Tr)和超氧化物歧化酶(SOD)活性。研究結(jié)果表明：花椒單作對極端干旱具有較好的耐受力，與花椒-辣椒間作模式相比，花椒-大豆間作模式更有利于提高花椒的抗旱性，但這種作用是通過大豆增強了花椒林的保水能力而不是通過其固氮作用來提高花椒樹的抗旱性的。
該研究獲得國家自然科學(xué)基金(31370632, 31500517)和國家科技部項目（2015BAD07B050304）的資助。近日以Role of Glycine max in improving drought tolerance in Zanthoxylum bungeanum為題發(fā)表于Peer J。
圖1 極端干旱對花椒葉片自由基和丙二醛含量的影響
圖2 花椒林地