淡水资源短缺是维持农业生产可持续发展与确保粮食安全的主要限制因素。近几十年来,大气CO2浓度不断上升,不仅影响了作物的生长环境,同时还加剧了全球的温室效应,进一步加重了水资源短缺问题。因此,了解在未来CO2浓度倍增条件下有限水资源供应对作物生长的影响,对更好地应对未来气候变化,确保高效用水并最大限度地提高作物产量和品质至关重要。番茄作为一种水分敏感型作物,已成为植物生理生化试验研究的模式作物。本文通过温室盆栽试验,探究了常规CO2浓度和倍增CO2浓度下渐进干旱、亏缺灌溉和分根区交替灌溉对番茄生理、产量及品质的影响机理。试验一,渐进干旱试验设置了两个氮素水平:低氮（N1,0.24 g/kg基质土）和高氮（N2,0.48 g/kg基质土）,番茄移栽前三周充分灌溉,随后停止灌溉;试验二,亏缺灌溉试验设置三个灌水处理（I1,90-95%土壤最大持水量（WHC）;I2,70-75%WHC;I3,50-55%WHC）;试验三,分根区交替灌溉试验则设置了充分灌溉（FI,整盆保持在100%的最大体积持水量）,亏缺灌溉（DI,整盆灌溉70%FI处理的耗水量）和分根区交替灌溉（PRD,将70%FI处理的耗水量灌到其中一侧根区,保持另一边干燥,当干燥边水分降低约7-10%时,换到另一侧根区灌水）,系统的研究了未来CO2浓度倍增下土壤渐进干旱对番茄叶片气体交换、植株水分关系、水分利用效率及养分吸收的影响机制,以及氮素水平在番茄对土壤渐进干旱响应中的调控机理,并解析了CO2浓度倍增条件下,亏缺灌溉和分根区交替灌溉对番茄生长、气体交换、水分利用效率、产量及果实营养品质的影响机制,以及基因型在番茄对CO2浓度倍增和分根区交替灌溉响应中的调控效应,为未来气候变化,环境CO2浓度倍增及水资源缺乏条件下番茄的高效节水、高产优质提出有效的栽培策略和科学的理论指导。本研究主要研究结果包括以下几点:（1）揭示了番茄对渐进干旱的响应机理及CO2浓度倍增和氮素水平在渐进干旱过程中对番茄气体交换、植株水分关系、养分吸收等的调控效应。在土壤渐进干旱进程中,番茄叶片脱落酸（ABA）含量随土壤水分的降低而逐渐增加,进而诱导叶片气孔关闭。CO2浓度倍增在一定程度上延缓了番茄气孔导度和蒸腾速率的下降（不显著）;而高氮水平提高了番茄气孔对干旱响应的敏感度,促使番茄能够较好地保持植株的水分状态,更有助于植株应对干旱。同时,CO2浓度倍增和高氮处理均可以提高植株水分利用效率,且高氮供应可以减轻CO2浓度倍增对植株养分吸收的负面效应。（2）明确了番茄在CO2浓度倍增条件下,营养生长、养分吸收、水分利用效率对不同程度亏缺灌溉的响应,探明了CO2浓度倍增和亏缺灌溉对番茄生理和生长的交互效应。CO2浓度倍增提高了番茄的叶面积、水分利用效率及植株干物质的积累,而亏缺灌溉显著降低了植株的干物质积累及番茄的耗水量。CO2浓度倍增可以提高茎与果实碳、植株总碳的含量及各器官中硫的含量,而减少了茎与果实钾、植株总钾、总镁的含量及各器官中氮的含量,而亏缺灌溉仅显著增加了番茄叶片碳和植株总镁的含量。另外,CO2浓度倍增提高了叶片与果实镁及植株总镁的吸收量,亏缺灌溉则降低了番茄植株总氮的吸收量和总碳的同化量。此外,CO2浓度和灌水处理的交互作用对番茄植株各器官碳含量、叶片硫含量及植株总氮和总钾的吸收量均具有显著的影响。（3）探究了CO2浓度倍增和不同程度亏缺灌溉及其交互作用对番茄果实产量以及品质的影响机制。CO2浓度倍增提高了番茄的果实数量,降低了番茄的小果率,从而增加了果实产量。亏缺灌溉和CO2浓度倍增均提高了番茄果实中的可溶性固形物含量、维生素C（Vc）含量及番茄红素含量,并降低了硝酸盐含量。在CO2浓度倍增环境下,70%-75%的灌水处理对番茄品质的改善效果最为明显。（4）阐明了CO2浓度倍增下分根区交替灌溉对不同基因型番茄营养生长、气体交换、干物质积累、植株水分关系及水分利用效率的影响机制,以及不同基因型之间存在的差异。CO2浓度倍增显著提高了两种基因型番茄的株高和净光合速率,而降低了番茄叶片的气孔导度和蒸腾速率,提高了番茄的水分利用效率。CO2浓度倍增环境下,植株的叶水势、溶质势及膨压较高;相反,分根区交替灌溉显著降低了番茄的叶水势、膨压及溶质势。此外,CO2浓度倍增和分根区交替灌溉对番茄各器官碳含量、氮含量、碳同化量和氮吸收量,以及木质部汁液中的离子均有不同程度的影响。（5）探明了CO2浓度倍增和分根区交替灌溉对番茄产量和营养品质的交互作用。与温室CO2浓度相比,番茄产量对灌水处理的响应更为敏感,CO2浓度倍增可以减弱分根区交替灌溉对番茄产量的负面影响,且这种效应在ABA缺失突变体番茄（flacca）中更为明显。分根区交替灌溉则显著提高了两种基因型番茄果实的可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量和番茄果实硬度。同时,分根区交替灌溉可以缓解CO2浓度倍增对番茄果实中矿质养分的不利影响。然而,CO2浓度、灌水处理及其交互作用对番茄生理和生长、产量及品质的影响效果也受到番茄基因型的限制,其中,番茄植株内源ABA水平具有重要作用,在温室番茄生产的环境调控及水分管理中须加以考虑。