饱和水汽压差(VPD)与CO2耦合对温室番茄光合作用和生产力的调控

作     者：焦晓聪 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李建明

授予年度：2018年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：饱和水汽压差 CO2 水分利用效率 气体交换 产量 

摘      要：饱和水汽压差(VPD)与CO是影响温室作物生长的两个重要的环境因素,也是调控设施栽培番茄生长的主要环境因子。试验分别在夏季和冬季进行,试验处理设置为:CK处理(高VPD,低CO浓度),CO处理(高VPD,高CO浓度),VPD处理(低VPD,低CO浓度)和VPD+CO处理(低VPD,高CO浓度),夏季温室最高VPD大于6 kPa,冬季温室最高VPD大于3 kPa,低VPD均设置约1.5 kPa。高CO浓度约800±20μmol·mol,低CO浓度约400±20μmol·mol。通过探究VPD与CO耦合对番茄水分状态、光合、植株生长、水分利用效率及产量等的影响,探究一系列变化的内在机理,以期为实际生产中温室番茄栽培提供理论依据。试验材料为耐旱性番茄品种‘粉冠’和不耐旱品种‘金棚’,得出的主要研究结果如下:夏季试验中,植株生长的前期和中期,增施CO对两个品种的光合速率(Pn)影响不一致,但在生长后期Pn相较CK均显著提高,‘粉冠’显著提高26.32%,‘金棚’显著提高57.64%,且生长后期CO处理叶片的瞬时水分利用效率(WUEi)均提高,‘粉冠’提高61.1%,‘金棚’提高63.73%,最终植株产量分别提高4.80%和4.23%。VPD处理显著促进‘金棚’生长前期Pn和WUEi,分别提高29.10%和74.77%;生长中、后期对植株Pn均无显著促进作用,但产量均增加,‘粉冠’和‘金棚’的产量分别较CK显著增加11.12%和11.53%。VPD+CO处理可显著提高‘粉冠’和‘金棚’植株各时期Pn,‘粉冠’植株生长的前期、中期和后期依次提高26.74%、26.68%和32.62%,‘金棚’依次提高79.27%、77.88%和78.41%。VPD+CO处理中‘粉冠’和‘金棚’植株水分利用效率(WUE)分别提高15.81%和42.04%,产量分别显著增加16.85%和16.75%。此外VPD+CO处理可降低植株第一穗的开花数。因此,在夏季设施栽培中,在番茄植株生长后期进行CO处理效果显著,前期进行VPD处理效果显著。且在第一穗花开花时,要减少VPD+CO处理时间,保证第一穗花的正常开放。因此在实际生产中,降低VPD的同时增施CO可以进一步提高植株的光合速率,进而增加产量。冬季试验中,增施CO增大植株叶面积,高VPD环境下叶绿素含量均显著下降,低VPD环境下叶绿素含量显著上升。相比CK处理,CO处理中‘粉冠’的Pn增加32.15%,‘金棚’的Pn降低19.34%,但与CK处理间均无显著差异。VPD处理降低植株叶面积,‘粉冠’和‘金棚’叶面积分别降低25.35%和6.21%;VPD处理增加植株耗水。且VPD处理中‘粉冠’植株Pn提高9.61%,‘金棚’Pn降低13.83%,但差异均不显著,VPD处理中两个品种植株总生物量均下降。VPD+CO处理下‘粉冠’和‘金棚’的Pn分别增大8.81%和23.50%,WUEi分别增大432.2%和469.1%,植株生物量分别增加42.28%和38.32%。因此冬季温室植株在VPD+CO处理环境中生长最佳。