水分调控缓解设施番茄亚高温胁迫的机理研究

Sub-high temperature of 35℃ is the common adversity phenomenon in greenhouse of South China. It causes severe damage to the quality and yield of tomato. Scientific management of water can relieve the stress of sub-high temperature on plants. This project will use the field observation and physiological and biochemical analysis methods to study the effects of sub-high temperature stress on tomato plant. By the research of plant photosynthetic, root physiological and water physiological characteristics, the influencing mechanism of sub-high temperature stress on tomato plants will be clear and definite..Plants will be irrigated by drip irrigation with different water controls including different irrigation amounts, irrigation times and water temperature under sub-high temperature stress in greenhouse. The responses of physiological indexes, plant water use efficiency, quality and yield of fruits to different water controls will be analyzed. And the regular pattern of soil moisture - atmospheric temperature - soil temperature - plants temperature will be explicit. These results will reveal the mechanism that the water management can ease the stress of sub-high temperature on tomato plants. The appropriate irrigation mode will be put forward and it can be used in the production of tomato under sub-high temperature. .This project will provide important theoretical basis and technical support for tomato production in a high efficient and quality way in greenhouse of South China.

35℃亚高温是南方地区设施番茄生产中导致产量与品质降低的常见逆境现象，科学的水分管理可以缓解亚高温胁迫对植株的伤害。本研究针对长期亚高温逆境对设施番茄地上部植株、地下部根系及产量和品质造成的伤害，采用"以水调温"的方法，在植株开花后对其进行不同水分调控（包括灌水量、灌水次数、灌溉水温），研究亚高温下水分调控的作用与机理。结合田间观测、室内生理生化指标分析和设施内小气候指标的测定，分析亚高温条件下植株光合生理、根系生理、水分生理相关指标以及产量、品质对不同水分调控的响应规律，结合设施内土壤水分-气温-土温-株温的联动规律，揭示水分调控缓解设施番茄亚高温胁迫的作用机理，提出适用于亚高温下设施番茄生产的水分调控指标，为南方地区设施番茄的优质、高效生产提供重要的理论依据与技术支撑。

在南方设施番茄生产中，棚内常处于亚高温状态，对植株生长发育不利。本研究采用田间观测与室内生理生化分析相结合的手段，研究亚高温胁迫对番茄植株光合生理、根系生理等相关指标的影响，明确亚高温胁迫下产量降低的生理机制；采用“以水调温”的原理，探明亚高温下植株各项生理指标、产量对不同水分调控的响应规律揭示通过水分调控缓解亚高温胁迫的作用机理；提出适用于亚高温下番茄生产的水分调控指标，以缓解亚高温胁迫，为南方地区设施番茄优质、高效生产提供理论依据与技术支撑。主要研究结果如下：.(1) 35℃亚高温条件下，番茄叶片净光合速率降低，气孔限制值减小，叶绿素含量下降，叶片气孔数目明显增多，气孔腔开放程度变大，叶绿体膜受到伤害，基粒数减少，基粒片层结构状态变差，脂滴增多而淀粉粒数目先减少后增多。5d的35℃昼间亚高温处理即可导致番茄坐果率显著降低，产量下降，空洞果比例增加，并且亚高温处理天数越长，果实产量越低。.（2）在自然亚高温状态下，80%ET处理的番茄幼苗叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)均较其他处理低，而气孔限制值(Ls)则随灌溉量的减少而升高； 80%ET叶片相对含水量明显降低，而120%ET则最高，与Pn呈正相关；植株干物质积累量、壮苗指数及生长函数均表现为120%ET>100%ET>80%ET。. (3) 利用人工气候室模拟试验，以25℃下100%ET处理为对照，研究35℃亚高温下不同补充灌溉量100%ET、120%ET的影响。亚高温下不同灌溉量处理的植株叶绿素含量均较对照降低，其中100%ET处理最低；处理间Gs、Ci和Tr均表现为100%ET<120%ET<CK，Ls趋势则与之相反；随着灌溉量减少，最大光化学效率Fv/Fm随着灌溉量的减少而降低。.35℃亚高温下不同补充灌溉量对植株干物质积累与分配、幼苗质量都产生了不利影响，尤其是100%ET处理；亚高温胁迫下100%ET处理加剧了植株抗氧系统受到的伤害，而120%ET处理的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶((POD)、过氧化氢酶(CAT)活性明显升高，丙二醛(MDA)含量下降。.此外，亚高温胁迫下不同灌溉量处理的番茄产量明显降低，120%ET处理植株的座果率、单果重和产量均高于100%ET处理。认为120%ET能缓解亚高温胁迫对植株的影响，对设施番茄生产