昼间亚高温处理时期对日光温室番茄光合作用与产量的影响

在日光温室番茄第1花序第1花开花当天(处理1)及开花后10 d时(处理2)分别对植株进行昼间35℃亚高温处理,研究不同的35℃亚高温处理时期对番茄光合作用及产量的影响.结果表明:无论是处理1、处理2还是对照,番茄叶片净光合速率(Pn)的日变化均呈双峰曲线,即Pn均存在"午休"现象;但亚高温处理的植株午前和午后Pn的峰值均明显降低.处理1与处理2经5 d亚高温处理后,叶片Pn均明显降低;此后表现为亚高温处理的时期越早,Pn值越低,尤其是上部叶片.不同时期开始亚高温处理,叶片气孔导度(Gs)增大、气孔限制值(Ls)减小,处理时期早的,各指标与对照差异越明显.认为番茄叶片Pn的降低主要是由非气孔限制因素引起的.亚高温处理番茄光合作用降低,同化产物供应不足,处理1与处理2的坐果率均明显降低,最终产量分别下降65.43%、42.31%.认为番茄植株叶光合作用的减弱与产量降低有直接关系.     

短时间亚高温处理及其恢复对番茄光合特性的影响

以“辽园多丽”番茄(Lycopersicon. esculentum Mill.)为试材,在植株第1花序第1花开花时,对其进行2 h＋15 min(光合测定平均时间,下同)、4 h＋15 min、6 h＋15 min、8 h＋15 min的35℃昼间亚高温处理,之后转入25℃条件下分别恢复6 h、4 h、2 h,以25℃处理为对照,研究较短时间亚高温处理及常温恢复对番茄光合作用及叶绿素荧光作用的影响。结果表明：35℃昼间亚高温处理2 h,番茄叶片光合作用即明显降低;而亚高温处理2 h、4 h和6 h的植株在25℃恢复的最初2 h内光合作用持续下降。经35℃亚高温处理2 h,番茄叶片各项叶绿素荧光参数均降低,但亚高温处理6 h内的植株在常温恢复2 h后各项指标即可恢复正常。综合认为,番茄植株经过2 h的35℃昼间亚高温处理,当天的光合作用就难以恢复到对照水平,在持续亚高温条件下,净光合速率的降低主要由非气孔限制因素引起的;而气孔限制因素则是亚高温处理后处于常温恢复初期的植株光合作用下降的一个重要原因。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗光合作用和离子含量的影响

在100.mmol/L.NaCl胁迫下,研究了外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)处理对番茄幼苗光合作用和离子含量的影响。结果表明,外源一氧化氮能使在NaCl胁迫下的番茄幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素荧光参数Fv/Fo和Fv/Fm显著提高,胞间CO2浓度(Ci)明显下降;番茄幼苗根系、叶片中K+、Ca2+和Mg2+含量均显著提高,Na+含量明显降低。表明外源一氧化氮可以减轻盐胁迫对番茄幼苗叶片光合功能的不利影响,缓解NaCl胁迫对番茄幼苗的抑制作用。     

硅对番茄生长及光合作用与蒸腾作用的影响

为探讨番茄对硅的生理响应特性,本文采用营养液培养方法,研究了0（CK）、 0.6（T1）、 1.2（T2）、 1.8（T3）mmol/L 3个硅水平对番茄生长及水和CO2交换参数的影响。结果表明,番茄植株各器官硅含量均随营养液硅水平升高而显著增加,且以叶片差异最为显著,T1、 T2、 T3处理番茄叶片硅（SiO2）含量分别比CK高 250.90%、 403.59%、 552.69%; 番茄生长量、 叶片叶绿素含量均以T2、 T1处理较高,而T3处理则与CK无显著差异。T1、 T2处理的净光合速率（Pn）亦显著高于CK,在11: 00 Pn 达峰值时,分别比CK高15.36%和23.12%,而T3处理则比CK低5.74%;番茄叶片蒸腾速率（Tr）则随硅水平的提高而降低,13: 00时 T1、 T2、 T3处理的Tr分别比CK低7.42%、 11.47%和23.08%,硅处理番茄的瞬时水分利用效率（WUEi）均显著高于CK,11: 00时 WUEi 达峰值时,T1、 T2、 T3 处理分别比CK高 22.22%、 35.47%和17.52%。表明营养液硅（SiO2）水平以1.2 mmol/L为好。     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗光合作用及叶绿素荧光的影响

以"津春4号"黄瓜品种为试验材料,采用喷施外源褪黑素(melatonin,MT)的方法,研究了MT对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温处理后黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)却增大,但随外源MT处理浓度的增加,黄瓜幼苗叶片内P...     

黄瓜幼苗光合作用对亚适温弱光胁迫的适应性

为探讨黄瓜光合作用对温光逆境的适应机理,研究了弱光、亚适温、亚适温弱光胁迫处理对津优3号黄瓜幼苗光合作用的影响.结果表明,弱光、亚适温、亚适温弱光胁迫均使黄瓜幼苗的光合速率(Pn)和RuBP羧化酶活性明显降低,Pn的主要限制因素是非气孔因素,但亚适温和亚适温弱光下Pn的降低与气孔限制有一定相关性.弱光和亚适温胁迫同时出现时,温度起主要作用.10 d内弱光及亚适温弱光胁迫可使黄瓜幼苗叶片的光补偿点降低.弱光和亚适温弱光处理的光下实际光化学效率(ΦPSⅡ)和初始荧光(Fo)降低,暗下光化学效率(Fv/Fm)变化不大:亚适温处理的ΦPSⅡ和Fv/Fm均降低,Fo没有明显变化.说明弱光和亚适温弱光处理没有产生明显的光抑制;亚适温胁迫诱导了黄瓜叶片PSⅡ的光抑制,但对PS Ⅱ反应中心的损伤不明显.     

Ca2+对皖贝母高温胁迫下抗逆生理指标及光合作用的影响

分析Ca2+对高温胁迫下皖贝母抗逆生理指标及相关光合参数的影响,探讨钙对皖贝母高温胁迫伤害调控的可行性。将室外同一环境条件下盆栽的皖贝母,分别叶面喷施5、10、20、30、50 mg/L的CaCl2溶液,然后置于35℃/25℃（昼/夜）,光强3 600 lx的光照培养箱内,进行高温胁迫处理,以常温25℃喷施蒸馏水和高温胁迫下喷施蒸馏水为对照,处理3 d后,测定皖贝母叶片相关光合参数、膜透性、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量及SOD、POD活性。结果表明:高温胁迫下叶面喷施CaCl2溶液,可增强皖贝母叶片SOD、POD酶活性,提高叶片游离脯氨酸及可溶性蛋白含量,有效减少高温胁迫对细胞膜的破坏,显著降低相对电导率。同时,Ca2+处理提高了叶片中叶绿素与类胡萝卜素含量,提高了叶片光合效率。结论:叶面喷施一定浓度CaCl2溶液可减轻高温胁迫对皖贝母叶片的伤害。     

基于蔗糖产量时域变化的温室番茄光合作用的模拟与验证

为了使基于过程的作物模型(Based on Process Model,BPM)和基于结构的作物模型(Structure Model,SM)更好的衔接.该研究依据温室番茄的生理特性,分析了单位叶面积蔗糖产量与光合有效辐射的关系,建立了单位叶面积蔗糖产量子模型;利用有效叶面积与有效积温的关系公式,建立了有效叶面积的预测模...     

等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对番茄光合作用的影响

研究了番茄的光合作用对等渗Ca(NO3)2和NaCl处理的响应。在等渗条件下120mmol.LNaCl和80mmol.LCa(NO3)2胁迫后,番茄叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、Chl.a/Chl.b比值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、原初光能转换效率(Fv.Fm)、光合电子传递量子效率(ΦPSII)、Fv.Fo、光化学猝灭系数(qP)均呈下降趋势,以NaCl处理的下降幅度大于Ca(NO3)2处理;而Ca(NO3)2处理的胞间CO2浓度(Ci)呈下降趋势,NaCl处理的Ci呈升高趋势。因此,两种盐处理均对番茄植株光合作用造成了伤害,NaCl造成的伤害较Ca(NO3)2较为严重,Ca(NO3)2胁迫净光合速率下降可能是气孔限制所引起的,而NaCl胁迫净光合速率下降可能是由非气孔因子限制引起的。     

灌溉量对亚低温下温室番茄生理生化与品质的影响

试验以番茄为材料,采用温室盆栽方法,对比研究了常温和亚低温下补充灌水80%蒸腾蒸发量,100%蒸腾蒸发量及120%蒸腾蒸发量的水分对温室番茄抗寒性及果实品质的影响。结果表明：与常温相比,亚低温使番茄植株叶片过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性、叶绿素含量、叶片相对含水率、可溶性蛋白含量降低,果实品质显著降低;使番茄叶片细胞膜相对透性、超氧化物歧化酶（SOD）活性升高;不论在亚低温还是在常温下,补充80%蒸腾蒸发量或120%蒸腾蒸发量灌水均使植株抗寒性降低,果实Vc、含糖量、可溶性固形物含量降低,总酸度增大。亚低温下水分胁迫引起植株抗寒性降低,认为在亚低温条件下,番茄开花座果期以蒸腾蒸发量的100%补充灌溉,有利于植株生长和果实品质品质的提高。     

人工环境昼夜温差对番茄营养物质和干物质分配的影响

为了研究番茄各器官中可溶性糖和蔗糖含量、叶片中游离氨基酸和可溶性蛋白含量、不同器官干物质分配比例及番茄果实品质对昼夜温差的响应规律,该研究以番茄品种"金冠5号"(Solanum lycopersicum cv.Jinguan5)为试材,于2012年9月-2013年7月在南京信息工程大学设计日均气温为18和25℃,昼夜温差(difference between day and night temperature,DIF)为12℃(白天24℃/晚上12℃,31℃/19℃)、6℃(21℃/15℃,28℃/22℃)、0(18℃/18℃,25℃/25℃)共6个处理的人工环境控制试验,结果表明:日均气温18℃时,叶片中的游离氨基酸总量和可溶性蛋白、果实中的可溶性糖和蔗糖含量均以12℃温差处理最高,0温差处理最低;而果实中的有机酸含量以12℃温差处理最低;日均气温25℃时,果实中的可溶性糖和蔗糖含量以6℃温差处理最高。叶片中的游离氨基酸总量、幼果期和采收期叶片的可溶性蛋白含量均以6℃温差处理最高。维生素C、可溶性蛋白和番茄红素在日均气温18℃时则与有机酸含量趋势相反。干物质在果实中的分配比例在日均气温18和25℃时,均以6℃温差处理最大,12℃温差处理最小。研究认为在日均气温18℃条件下,昼夜温差0~12℃范围内,昼夜温差越大,果实中可溶性糖、蔗糖的积累越多,游离氨基酸和可溶性蛋白含量越高,果实品质更佳,在日均气温25℃条件下,以6℃温差处理下果实内在品质最佳;相同昼夜温差,25℃日均气温处理下的果实内在品质优于18℃日均气温处理;在最适温度范围内,适当增加昼夜温差有利于可溶性糖、蔗糖和干物质向果实中转移,温差过高或过低不利于果实营养物质及干物质积累。     

基于PLSR和BPNN方法的番茄光合速率预测比较

CO₂作为温室作物光合作用的重要原料,不同环境因子交互作用的植株叶片对CO₂浓度需求具有较大差异。为寻求CO₂浓度合理增施量,该文基于偏最小二乘法和BP神经网络方法对不同生长阶段番茄作物进行光合速率预测,进而探讨作物生长过程中可通用的光合速率预测方法。试验以无线传感器网络系统实时监测环境信息(CO₂浓度,光照强度,空气温度及相对湿度),以LI-6400XT光合速率仪获取作物单叶净光合速率。剔除样本奇异点后,对样本值进行统一归一化。以CO₂浓度、光照强度、空气温度及相对湿度为模型输入变量,以光合速率为输出量,利用偏最小二乘法和BP神经网络方法分别建立番茄幼苗期,开花期及结果期的光合速率预测模型。模型验证结果表明,偏最小二乘法在番茄各生长阶段的决定系数分别为0.74,0.88和0.85,最大相对误差为15.01%;而BP神经网络在各阶段具有较高的预测精度,其决定系数分别为0.94,0.96和0.97,最大相对误差为9.56%。因此,基于BP神经网络模型预测了特定环境下的CO₂浓度饱和点,为温室CO₂增施提供依据。     

基于遗传算法的番茄幼苗光合作用优化调控模型

由于光合速率优劣直接影响番茄的产量与品质,而其光合速率主要受温度和光子通量密度影响,因此如何实现不同温度条件下的光饱和点信息动态获取,是光环境调控技术发展亟需解决的重要问题。针对上述问题,该文提出了基于遗传算法的番茄幼苗光合作用优化调控模型。其利用光合速率双因素嵌套试验获取多维数据,构建温度、光子通量密度耦合的光合速率多元非线性回归模型,设计了基于遗传算法的光合速率模型寻优方法,得到不同温度条件下的光饱和点,继而建立以光饱和点为目标值的番茄幼苗光合优化调控模型。模型验证试验结果表明,提出的方法可动态获取不同温度条件下光饱和点,光饱和点实测值与计算值决定系数为0.920,最大相对误差小于6%,具有较高精度,对提高设施光环境调控效率具有重要的意义。     

苗期昼夜温差对番茄产量形成因子的影响分析

为了了解苗期昼夜温差对番茄成株期生长发育和产量形成的影响,试验利用微电脑人工气候箱(SPX-250IC),在20℃平均温度下,研究了昼夜3个不同温差0(昼温和夜温均为20℃)、6(昼温和夜温分别为23和17℃)和12℃(昼温和夜温分别为26和14℃)对番茄苗期物质积累和花芽分化的影响,并观察了定植后的开花、坐果和产量形成状况。结果表明,与0昼夜温差相比,12℃昼夜温差可增加幼苗单株干物质量48.77%～55.73%;可提早花芽分化始期,但苗期处理结束时(28d)减少花芽分化数17.0%～18.2%;前3穗果的开花和坐果时间平均提前2.3和1.9d;但是番茄现蕾数减少了9.2%～19.7%、开花数减少了12.4%～23.3%、坐果数减少了1.5%～30.0%,单株采收果实数减少了5.8%～17.0%,单果质量降低了7.8%～8.3%,前期产量降低了14.3%～16.3%。0昼夜温差不利于番茄干物质积累和后期的持续高产。6℃昼夜温差处理时,番茄幼苗单株干物质量比0昼夜温差时显著增加,前3穗果的开花数、坐果数、单株采收果实数都比12℃昼夜温差时显著增加,单果质量和产量也显著增加。因此,平均温度20℃时,6℃左右的昼夜温差是番茄植株物质积累、花芽分化和产量形成的平衡点,有利于番茄的营养生长和产量形成。该研究可为番茄苗期温度调控提供参考。     

Effect of difference between day and night temperature on tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) root activity and low molecular weight organic acid secretion

The difference between day and night temperature (DIF) is a major environmental factor affecting crop growth, but the mechanisms are not fully understood. We investigated crop performance, root activity and concentrations of low molecular weight organic acids (LMWOAs) secreted by tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) root under different DIF conditions. A fixed daily temperature of 25°C and five DIF treatments (?12, ?6, 0, 6 and 12°C) were used to grow tomato in a climate chamber. Root/shoot ratio; leaf maximum photosynthetic rate (P_max); root activity; total nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) concentrations in roots; and types and concentrations of LMWOAs were measured at different growth stages. Results showed that positive and negative DIFs inhibited the dry matter accumulation of aerial parts, while 0°C DIF was conducive to the accumulation. Compared to 0°C DIF, positive DIFs significantly increased root dry weight, P_max, root activity and total N, P and K concentrations in roots, while negative DIFs had contrary effects. During the whole growth period, tomato root activity decreased in the order of fruit setting stage, mature stage and flowering stage. Tomato roots secreted oxalic acid, formic acid, malic acid, malonic acid, lactic acid, acetic acid, citric acid, succinic acid and propionic acid under positive DIFs, while acetic acid was not detected in the negative DIF treatments. Oxalic acid concentration was significantly higher than other LMWOAs. Furthermore, in the same growth stage, positive DIFs caused more LMWOA secretion than negative DIFs and 0°C DIF. There were significant positive correlations between the total LMWOA concentration and root activity, root/shoot ratio, P_max and total N, P and K concentrations in roots. Based on the results, more attention should be paid to the potential effect on tomato growth posed by DIFs, positive DIFs have higher positive influence than negative DIFs, and 6°C DIF is best for greenhouse tomato growth.