咸淡水轮灌对设施番茄光合特性及叶片超微结构的影响OA北大核心CSTPCD

【目的】阐明咸淡水轮灌对设施番茄叶片超微结构及光合特性的影响机理,有利于优化设施番茄咸水灌溉调控策略。【方法】以当地常规番茄品种“明珠”为材料,2022—2023年在南疆地区温室内开展为期两年的番茄咸淡水轮灌试验,试验设置4个处理,分别为W1(咸水、淡水,轮灌4次),W2(2次咸水、2次淡水,轮灌2次),W3(2次淡水、4次咸水、2次淡水,轮灌1次),全淡水灌溉为对照处理(CK),3种咸淡水轮灌模式的灌水量与CK一致。主要探讨咸淡水轮灌产生的盐碱胁迫对设施番茄叶片超微结构、叶绿素含量、气孔特征、气体交换参数及产量的影响。【结果】在咸淡水轮灌条件下,番茄叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等光合参数,以及叶片水分利用效率(WUE)均显著下降,气孔因素和非气孔因素在限制叶片气体交换过程中起关键性作用;番茄叶片不仅通过减小单个气孔开度来快速适应盐碱胁迫,且能经过长期的气孔分化和发育过程调控气孔密度和气孔形状,以此提高气体交换效率。与CK处理相比,W1、W2及W3处理的叶片气孔密度,分别增加22.8%、43.07%和13.8%,气孔宽度分别减小54.6%、77.8%和13.7%。受土壤盐分胁迫影响,相较于CK处理,W1、W2处理番茄叶片叶绿体基粒片层结构被破坏,叶绿素含量分别减少6.2%、11.8%,净光合速率降低16.3%、26.2%,产量降幅达45.3%、52.5%,且最大叶面积指数比同期CK处理分别低20.8%、27.5%。W3处理的番茄叶片叶肉细胞结构相对完整,叶绿素含量和光合作用效率维持在较高水平,产量及其构成因素与CK差异不显著,其中平均单果质量增加6.5%、果茎增大6.0%、产量略提高0.7%。【结论】综合番茄生理变化和产量分析,在番茄开花结果期—果实膨大期灌溉咸水,其他生育阶段采用淡水灌溉,减缓了咸水灌溉对番茄生长造成的不利影响,W3处理可推荐可作为南疆地区设施番茄咸淡水协同利用的灌溉方式。