不同温度下水汽压差对番茄光合特性及营养吸收的影响

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水汽压差(VPD)是影响植物生长和营养吸收的重要因素之一。本试验以番茄(Solanumlycopersicum L.)为试验材料,在人工气候室和温室内进行试验,设置了两个VPD水平,观察分析了低温、适温和高温下VPD对番茄生长、光合、水分和营养吸收等参数的影响。旨在探究不同温度环境中,番茄在不同VPD处理下的光合作用及营养吸收的机理,为温室番茄的优质栽培提供理论依据。主要取得了以下研究成果:(1)在适温人工气候室试验中,该试验以两个水平的VPD和两个番茄品种(‘金棚1号’和‘中杂9号’)为四个处理。在不同VPD处理下,金棚的气孔特征、叶片水分状况、净同化速率(An)和植物生长没有显着差异。但是升高VPD导致蒸腾速率(E)和全株水力传导(Kplant)显著增加,并显着增加了各个器官对钾(K)和钙(Ca)的吸收。金棚对K的吸收的增加可能防止了气孔的关闭,使其保持稳定的An和供水能力,以适应高VPD环境。高VPD处理下,中杂的生物量和株高降低,并且总叶面积较低。在VPD较高的情况下,中杂的光合作用降低主要是由气孔因素引起的,气孔孔径和长度的显著减少限制了光合作用和生物量的积累。此外,高VPD环境下气孔状态的变化减少了中杂的E和Kplant,从而阻止了过量的蒸腾作用,限制了中杂的水分状况,减少了养分的吸收和积累。总之,不同番茄品种的气孔敏感性不同,升高VPD会导致气孔敏感性低的番茄品种的某些器官中养分的含量增加。但是降低VPD不利于气孔敏感性较高的番茄品种对营养元素的吸收和积累。(2)长期VPD处理下的不同敏感型番茄品种在生长发育后期具有同样的生理响应,即在生长后期不同敏感型消失。降低VPD显著增加了番茄的果实横纵径、单果质量和糖酸比,降低了有机酸的含量。(3)在低温人工气候室试验中,降低VPD通过增加叶片气孔开放和光合色素含量促进了其光合作用。并且,降低VPD显著促进了植株的叶片氮(N)、磷(P)、K的吸收,尤其显著提高了叶片的P的含量。总之,低温下降低VPD利于番茄促进大量元素的吸收和积累,提高光合作用。(4)在温室中,进行了春季适温试验和夏季高温试验,降低VPD促进了番茄的光合作用、植株和根系的生长,缓解了叶片的失水现象。不同VPD处理下的光系统Ⅱ(PSⅡ)激发能分配(β)、光系统Ⅰ(PSⅠ)激发能分配(α)和激发能不平衡系数(β/α-1)参数间差异均不显著。在适温温室环境内,不同VPD处理下番茄的叶绿素荧光参数没有显著差异;相反,高温温室环境下,高VPD处理影响了番茄叶片的光化学反应,对光系统造成了损伤,植株耗散了多余的光能。降低VPD可保护叶片的光系统,缓解胁迫,促进光合作用,利于番茄的生长和发育。
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