综述：在干旱环境中通过生物施肥与农生态措施可持续促进CAM植物生长的趋势：以印度仙人掌为例

《REVIEWS IN ENVIRONMENTAL SCIENCE AND BIO-TECHNOLOGY》：Trends in biofertilisation and agroecological practices for the sustainable enhancement of CAM plants growth in arid environment: the case of Opuntia ficus-indica

　　

摘要

气候变化加剧了干旱和半干旱地区的环境压力，这些地区的农业系统面临着频繁的干旱、土壤退化、盐碱化、养分耗竭以及日益严重的生物压力。尽管多年生作物在稳定农业生态系统中的作用越来越受到重视，但植物功能特征、微生物共生关系与农业生态措施之间的机制整合仍不够完善，尤其是在景天酸代谢（CAM）物种中。Opuntia ficus-indica是一种广泛种植的CAM多年生植物，由于其高水分利用效率及适应逆境的特性，成为研究植物在水分受限条件下的适应能力的理想模型。本综述通过结构化的框架整合现有知识，以弥补这一空白，该框架包括：（i）多年生植物和CAM植物的功能特征；（ii）O. ficus-indica对主要非生物和生物胁迫的反应；（iii）用于缓解胁迫的农业生态措施；（iv）促植物生长根际细菌（PGPR）和丛枝菌根真菌（AMF）在提升植物抗逆性中的作用。从机制上来看，间作、有机改良剂施用、土壤保护以及优化的水分管理等农业生态措施能够改善土壤质量及资源可用性，从而帮助植物产生适应性反应。与此同时，PGPR和AMF通过多种互补机制增强植物的耐逆性，包括提高养分吸收能力、调节植物激素平衡、维持渗透压稳定、保持离子平衡以及激活抗氧化防御系统。通过整合植物功能生态学、微生物相互作用与农业生态策略，本综述提出了一个概念框架，将O. ficus-indica视为提升植物抗逆性的CAM系统模型。这类综合方法对于在干旱和半干旱地区多种环境压力下优化CAM作物的表现与可持续性具有重要意义。