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(shì)嚴(yán)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(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全的影響對(duì)于當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(mén)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(duì)作物的脅迫。然而，間作作物如何影響目標(biāo)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(guó)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(guò)科學(xué)的農(nóng)林間作模式來(lái)增強(qiáng)花椒耐旱性，減輕干旱對(duì)其負(fù)面影響具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所潘開(kāi)文課題組博士研究生李自龍?jiān)趯?dǎo)師潘開(kāi)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(duì)象，比較研究極端干旱對(duì)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(guò)大豆增強(qiáng)了花椒林的保水能力而不是通過(guò)其固氮作用來(lái)提高花椒樹(shù)的抗旱性的。
該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金(31370632, 31500517)和國(guó)家科技部項(xiàng)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(duì)花椒葉片自由基和丙二醛含量的影響
圖2 花椒林地