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本研究以普通大果型番茄(L.esculentuto Mill.)“辽园多丽”为试材,采用盆栽的方式,以每次灌水2000ml作为对照,设置4种不同程度水分亏缺处理,分别是每次灌水1500ml、1000ml、500ml、300ml;设置了3种不同时期水分亏缺处理。分别是花后5d至20d,21d至35d,36d至50d探讨了水分亏缺对番茄光合作用、逆境生理及激素含量的影响,观测了番茄叶片在水分亏缺条件下显微与超微结构的变化,明确了水分亏缺条件下番茄光合作用受阻、果实产量下降的原因,初步确立了番茄植株在花后36d至50d进行水分处理,每次灌水1000ml对产量影响最小,而且水分利用率明显提高。主要研究结果如下:
1.通过设置4种不同程度的水分亏缺处理,明确了随水分亏缺程度的加深和亏缺时间的延长,番茄的叶面积和单位面积叶片重比对照下降越来越多。在3种不同时期水分亏缺处理中,第一花序花后21d至35d的水分亏缺对单位面积叶片重影响较大。
2.通过对在番茄第一花序花后5d起进行4种不同程度和3种不同时期的水分亏缺处理,明确了水分亏缺条件下,叶绿素含量、类胡萝卜素含量上升,并随水分亏缺程度的加深和亏缺时间的延长,与对照差距加大。
3.水分亏缺条件下造成植株的净光合速率下降,下降的程度与水分亏缺的程度和持续时间有关,不同程度水分亏缺试验中,每次灌水1500ml和1000ml的净光合速率的下降主要来自于气孔因素;而每次灌水500ral和300ml的净光合速率的下降主要来自于非气孔因素。在不同时期水分亏缺试验中,净光合速率的下降来自于气孔因素。
4.通过对番茄第一花序花后5d起进行4种不同程度和3种不同时期的水分亏缺处理的研究发现:水分亏缺使番茄叶片的单位长度栅栏组织细胞数增加,叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度变薄,栅栏组织细胞宽变窄,并随水分亏缺程度的加深和亏缺时间的延长,上述变化有加大的趋势。
5.水分亏缺造成气孔密度上升,同时使气孔变小,气孔开度减小,形成大量关闭的气孔,造成叶片光合、蒸腾速率的下降。
6.水分亏缺使叶绿体基粒数减少,脂滴、淀粉粒增多,叶绿体膜完整度下降。其中每次灌水500ml和300ml的处理,叶绿体膜已经解体,并且片层结构遭到破坏,发生弯曲、松散的现象。这些结构表明:每次灌水500ml和300ml的处理光合系统遭到了严重的破坏,影响了光合物质的积累,并最终导致产量的下降。
7.水分亏缺处理下使番茄第1、2穗果平均单果重、平均单株产量下降,但是水分利用率提高。其中在不同程度水分亏缺试验中,每次灌水1000ml的处理是水分处理的转折点,灌水量低于此处理的植株,第1、2穗果平均单果重、平均单株产量都会大幅度下降。不同时期水分亏缺试验中,在第一花序花后36d至50d进行水分亏缺处理产量下降不多,但是水分利用率明显提高,对水分亏缺表现良好的适应性。
8.在不同程度水分亏缺试验中,每次灌水1500ml和1000ml的处理的POD、SOD活性高于CK,而每次灌水500ml和300ml的处理POD、SOD活性低于CK;在不同时期水分亏缺试验中,不同处理时期的POD、SOD活性变化趋势相同,并且高于对照。在水分亏缺条件下,CAT的活性高于对照。
9.番茄叶片的脯氨酸含量不仅与水分亏缺程度密切相关,也与当日土壤含水量有关。水分亏缺严重的处理MDA含量上升,在花后42d以后MDA大量积累,膜脂过氧化作用加强。
10.对番茄第一花序花后5d起进行4种不同程度和3种不同时期的水分亏缺处理的结果表明:每次灌水500ml和300ml的Fv/Fm、Fv/F<,0>、φPSⅡ下降的多;同时在第一花序果实成熟期进行水分亏缺会进一步降低φPS Ⅱ,加重植株衰老。
11.水分亏缺条件下GA和IAA含量的变化趋势相似,都随着水分亏缺程度的加深和时间的延长而不断减小,而ABA变化趋势与之相反,而且在第一花序42d以后含量大幅度上升。