光氮互作对番茄碳氮代谢的影响

论文摘要

番茄（Lycopersicon esculentum Mill）是我国北方地区设施栽培的主要蔬菜种类之一,但设施内的光照强度常常不能满足番茄生长的需要,从而导致产量下降、品质变劣;氮作为蔬菜营养的三要素之一,直接决定了其产量的高低和品质的优劣。作为作物最为重要的两种生长因素,光和氮协同互作影响植株的物质生产、分配和碳氮代谢。碳氮代谢的协调程度不仅影响作物生长发育进程,而且直接关系到产量的高低和品质的优劣。因此,合理调控碳氮营养,对作物适产优质至关重要。本试验采用盆栽方法,以番茄品种东农708为试材,以光照强度和氮肥用量为试验因子,光照设100%、70%、50%、30%自然光4个水平,氮肥设0 kg/667m2、8 kg/667m2、16 kg/667m2、24 kg/667m2 4个水平。利用酶学方法和生理生化分析方法,研究不同光氮处理对番茄的生长状况、干物质分配、养分吸收、土壤理化性质、光合作用、碳氮代谢的影响,探索在番茄发育过程中碳氮代谢的一般规律进而达到提高番茄果实品质的目的,协调产量和品质之间的矛盾,明确不同光照强度下合理的氮素施用量,为番茄持续优质高产高效栽培提供理论依据。试验结果如下:1.光氮互作对番茄的生长状况有显著影响。在同一光照条件下,增施氮肥使番茄的叶面积、坐果率、干物质积累和向果实的分配比例增加,在同一施氮条件下,遮光处理均使番茄株高、叶面积增加,茎粗降低。70%自然光使番茄坐果率、干物质积累和向果实的分配比例增加,小于70%自然光对其有抑制作用。2.光氮互作对番茄根系活力、养分吸收及土壤理化性质有显著影响。在同一光照条件下,增施氮肥使番茄根系活力、叶片和果实全氮、全钾含量增加,但24 kg/667m2施氮量下的果实全钾含量反而低于0 kg/667m2施氮量。增施氮肥不利于叶片和果实全磷含量的增加。在同一光照条件下,增施氮肥使土壤碱解氮含量、土壤电导率增加,土壤速效钾含量下降,在70%、100%自然光下以8 kg/667m2施氮量的土壤速效磷含量最高,继续施用氮肥其含量下降,小于70%自然光下氮肥对其有促进作用。在同一施氮条件下,遮光处理对番茄叶片和果实全氮、全磷、全钾含量有促进作用。70%自然光对根系活力有促进作用,对土壤电导率、碱解氮、速效磷、速效钾的积累有抑制作用,小于70%自然光的变化趋势与其相反。3.光氮互作对番茄光合作用影响显著。以处理70%-16的番茄净光合速率、气孔导度、蒸腾速率最高,胞间CO2浓度最低。增施氮肥、遮光处理均使番茄叶绿素含量增加,Chla/Chlb降低。4.番茄叶片中糖的积累在早期主要受SPS、SS活性的调控,后期AI、NI也影响糖积累。番茄果实中糖的积累主要受SS和AI、NI活性的调控,与SPS活性关系不大。在果实发育早期,在同一光照水平下增施氮肥及在同一施氮水平下的70%自然光处理均可提高果实SS活性和叶片SPS活性,从而促进果实淀粉的积累,叶片蔗糖供应能力增强,利于向番茄果实输入更多的光合产物。发育后期,70%和100%自然光以8 kg/667m2施氮量、小于70%自然光以0 kg/667m2施氮量的果实AI活性最高,在同一施氮水平下,70%自然光的AI活性最高,使前期积累的淀粉和输入的蔗糖逐步分解为葡萄糖和果糖,从而提高番茄果实品质。5.在同一光照条件下,增施氮肥,NR、GS活性升高,促进番茄的氮素同化。在同一施氮水平下,小于70%自然光对NR、GS活性有抑制作用,70%自然光对其有促进作用。6.综合番茄产量、品质测定结果,70%、100%自然光处理以8 kg/667m2的施氮量较为适宜,小于70%自然光处理以0 kg/667m2的施氮量较为适宜。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究动态和趋势
• 1.2.1 氮素代谢的研究进展
• 1.2.2 碳代谢的研究进展
• 1.2.3 光氮对植物碳氮代谢的影响
• 1.2.4 碳氮代谢之间的相互作用
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验设计
• 2.3 测定项目与方法
• 2.3.1 生长状况的测定
• 2.3.2 矿质元素吸收及土壤理化性质的测定
• 2.3.3 生理生化指标的测定
• 2.3.4 产量及品质的测定
• 2.4 数据处理及分析方法
• 3 结果与分析
• 3.1 光氮互作对番茄形态指标的影响
• 3.1.1 不同光氮处理对番茄株高的影响
• 3.1.2 不同光氮处理对番茄茎粗的影响
• 3.1.3 不同光氮处理对番茄叶面积的影响
• 3.1.4 不同光氮处理对番茄坐果率的影响
• 3.2 光氮互作对番茄干物质分配的影响
• 3.3 光氮互作对番茄根系活力、养分吸收及土壤理化性质的影响
• 3.3.1 不同光氮处理对番茄根系活力的影响
• 3.3.2 不同光氮处理对番茄养分吸收的影响
• 3.3.3 不同光氮处理对番茄土壤理化性质的影响
• 3.4 光氮互作对番茄光合作用的影响
• 3.4.1 不同光氮处理对番茄叶绿素含量的影响
• 3.4.2 不同光氮处理对番茄净光合速率的影响
• 3.4.3 不同光氮处理对番茄气孔导度的影响
• 3.4.4 不同光氮处理对番茄蒸腾速率的影响
• 3.4.5 不同光氮处理对番茄胞间C02浓度的影响
• 3.5 光氮互作对番茄碳代谢的影响
• 3.5.1 光氮互作对番茄叶片及果实糖含量的影响
• 3.5.2 光氮互作对番茄叶片及果实碳代谢关键酶的影响
• 3.5.3 番茄叶片及果实中糖含量与碳代谢关键酶活性的关系
• 3.6 光氮互作对番茄氮代谢的影响
• 3.6.1 不同光氮处理对番茄叶片及果实NR 活性的影响
• 3.6.2 不同光氮处理对番茄叶片及果实GS 活性的影响
• 3.7 光氮互作对番茄产量及品质的影响
• 3.7.1 不同光氮处理对番茄产量的影响
• 3.7.2 不同光氮处理对番茄品质的影响
• 4 讨论
• 4.1 光氮互作对番茄生长状况影响的探讨
• 4.2 光氮互作对番茄养分吸收及土壤理化性质影响的探讨
• 4.3 光氮互作对番茄光合作用影响的探讨
• 4.4 光氮互作对番茄碳代谢影响的探讨
• 4.5 光氮互作对番茄氮代谢影响的探讨
• 4.6 光氮互作对番茄产量及品质影响的探讨
• 4.7 本试验对生产的指导意义
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文