【摘 要】
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水汽压差（VPD）是植物蒸腾的主要驱动力,是温室环境调控的主要因素,调控VPD对水分运输动力与植株输水结构产生显著影响。氮素是作物生长发育的主要元素。针对气候干旱的影响,探究调控VPD对氮元素的吸收及其对番茄光合生理过程的影响具有重要意义。本论文以番茄为材料,利用人工气候室及温室环境,研究分析了VPD和氮水平耦合对番茄氮素吸收与分配、水力学特性、光合特性、叶片代谢物质等的影响,探讨了对植株叶片差异
【基金项目】
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国家重点研发计划项目基金（编号:2019YED1002004）；
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水汽压差（VPD）是植物蒸腾的主要驱动力,是温室环境调控的主要因素,调控VPD对水分运输动力与植株输水结构产生显著影响。氮素是作物生长发育的主要元素。针对气候干旱的影响,探究调控VPD对氮元素的吸收及其对番茄光合生理过程的影响具有重要意义。本论文以番茄为材料,利用人工气候室及温室环境,研究分析了VPD和氮水平耦合对番茄氮素吸收与分配、水力学特性、光合特性、叶片代谢物质等的影响,探讨了对植株叶片差异代谢通路和果实品质影响,为温室环境VPD与氮素最优调控提供理论依据。主要研究结果如下:（1）VPD和供氮素水平对番茄营养元素的吸收影响显著。适当降低环境VPD,促进了植株氮、磷、钾、硫、硼、钼、锌元素的吸收,对全株钙、铁、镍元素含量无显著影响,但在不同组织的含量有差异。番茄根表面积和体积增大,氮同化相关酶的活性提高,均有利于营养元素的吸收。（2）VPD与氮素耦合通过改变叶片的水分传导、CO2传导和光系统活性影响植株的光合能力。在同等氮浓度,与高VPD（HVPD）植株相比较,低VPD（LVPD）植株叶片厚度和海绵组织厚度均显著减小,且栅栏/海绵组织厚度比（P/S）均增大;Kleaf随着施氮量的增加而增加,中、高氮植株Kleaf较同等氮浓度的HVPD植株分别增大4.00%和33.93%（高氮水平下差异显著）,低氮相反;海绵组织厚度的减小、栅栏/海绵组织的增加及水孔蛋白基因表达的上调均有利于增大叶片水导。中、高氮水平下,相对HVPD处理,LVPD处理植株光合速率分别增加了7.06%和30.48%,其叶片中面向细胞间隙叶绿体表面积（Sc/S）的增加可以增大CO2的溶解面积;叶绿体到细胞膜的距离的减小可以促进CO2的传输;叶片单位面积光截获量和传递到电子链末端的电子量显著升高,其光系统活性更高,均有利于提高植株的光合能力。（3）VPD与氮素耦合对番茄叶片的代谢物质及代谢通路产生影响。处理间主要差异代谢物有核苷酸类、氨基酸类、糖类等;差异代谢通路主要有半乳糖代谢通路、果糖和甘露糖代谢通路、淀粉和蔗糖代谢通路、糖酵解/糖异生等。相比LVPD处理植株,HVPD处理下减施氮会抑制番茄植株中果糖、葡萄糖和蔗糖的积累,并下调液泡膜糖转运蛋白基因（TST）。（4）VPD与氮素耦合对番茄植株果实成熟期植株生长及果实品质影响显著。增施氮和升高VPD会延缓植株衰老,而低VPD能够加快植株生长发育,导致果实早熟并提高果实产量和品质。在低、中、高氮水平下,LVPD处理植株产量相比HVPD分别提高9.96%、10.19%和7.83%。
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