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适宜的水、肥供应和种植密度作为能够明显提高作物产量的栽培措施,受到越来越多学者和生产者的关注。本研究以盆栽番茄幼苗为对象,设置不同的水氮供应及株间竞争条件,于步入式人工气候室内开展试验研究。试验设置氮素供应状况、水分供应状况和株间竞争状况三个因素。氮素供应状况因素,设置了营养液氮素质量浓度较高(15 mmol·L-1)和较氮(1mmol·L-1)2个水平;水分供应状况因素,设置了盆栽基质含水量较高(灌水下限为饱和含水量的7075%)和较低(灌水下限为饱和含水量6065%)2个水平;株间竞争状况因素,则设置了每盆种植4株(P4)根系不隔离、每盆种4株隔离根系竞争(F4)、单株种植(P1)3个水平。通过系统的数据监测与分析,研究了生物胁迫和非生物胁迫对番茄幼苗地下根系生长、地上部形态发育、叶片气孔导度及光合速率、幼苗应对胁迫时内源激素的含量变化,以及对土壤养分和地上部干物质积累特性的影响,得到的主要研究结论如下:1.所有水氮供应条件下,株间竞争的存在都会对植株生长产生抑制作用;水、氮胁迫条件下,这种抑制作用会随株间竞争强度的增加而增强,而且影响光合产物的分配,使得较多的光合产物分配给地下根系,在一定程度上促进根系生长,增大根冠比。隔离根系竞争的处理,其根系生长状况要明显优于根系不隔离的处理。2.株间竞争存在时,增加水分和氮素用量能够促进番茄幼苗的生长发育,使光合叶面积增加,最终有利于生物量的增加,其中氮素的调控作用更为显著。株间竞争的存在会使群体氮素吸收量增加,土壤氮残留量降低,从而明显提高群体氮素利用率。同时,根系隔离后形成的不完全竞争能够提高叶片瞬时水分利用效率。3.减少水分和氮素用量,会引起番茄叶片气孔导度和蒸腾速率的降低;同时株间竞争的存在,会对叶片的光合速率产生明显的影响。在本试验条件下,隔离植株根系有利于提高叶片气孔与外界的物质交换能力,从而巩固竞争幼苗的优势地位。4.株间竞争存在时,群体的叶面积会增大,从而在一定程度上促进了气态感知信使乙烯的释放。根系隔离试验的结果表明冠层上部乙烯的感知能力不受地下根系的干扰,竞争处理的植株个体的乙烯释放量要显著高于单株种植植株的释放量。5.脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)由植株地下根系向地上茎叶传输过程中产生量的积累,使得激素信号对气孔导度、光合速率的调控作用增强。灰色关联分析表明,叶片光合速率与ABA浓度的关联度较高,并且与地上部ABA浓度的关联度要高于与根系ABA浓度的关联度,说明植株的气孔行为受胁迫信号ABA的调控作用十分明显,而受地上部SA及根系JA的影响相对较弱。6.水分和氮素胁迫不利于植株根系和地上部JA的积累,而属于生物胁迫的株间竞争则会使地上部JA维持在较高水平,但根系隔离处理植株的地上部JA水平最低。三因素都能显著影响SA的合成与传递,但未能表现出一致性的变化规律。