水汽壓虧缺（VPD）可以用來表征空氣的干燥程度，是影響植物生長發育的重要環境因素之一。本書匯編了筆者課題組近7年來的研究成果，總結了VPD調控在溫室蔬菜作物環境調控中的作用與意義；闡述了土壤–植物–大氣連續體（SPAC）在溫室水分調控中的影響及VPD調控水分傳輸的動力學機制；解析了植物器官解剖結構、CO2傳輸通道、光合作用、營養元素吸收及CO2耦合效應對VPD調控的響應；同時，通過構建有關的溫室水分傳輸模型，進一步對VPD與溫室內各環境因子的關系進行了深入探討。相關研究成果可為溫室蔬菜作物水分科學管理提供一定的理論與技術支撐。
目錄
第一章 溫室環境水分調控的機制與意義 1
第一節 SPAC系統的概念及其作用 1
一、SPAC系統的概念與特點 1
二、SPAC系統中水分循環動力學驅動機制及其影響因素 5
三、SPAC系統中水分傳輸的勢能分布 6
四、SPAC系統水分傳輸理論的應用 8
第二節 溫室SPAC系統的構成及其在環境調控中的意義 10
一、溫室SPAC系統構成與特點 10
二、溫室環境水分調控的主要措施 12
三、SPAC系統在溫室環境調控中的意義 15
第三節 溫室環境水分運移的研究進展、問題與展望 16
一、主要研究進展 16
二、溫室作物SPAC系統需要研究的主要問題與展望 33
第二章 VPD調控溫室蔬菜作物水分傳輸的動力學機制 36
第一節 VPD的水分生理學研究意義 36
第二節 VPD調控溫室作物水分運移和耗水量的機制 39
一、溫室環境因子調控水分傳輸的相對重要性 39
二、VPD與溫室SPAC系統水分傳輸能力的關系 42
第三節 VPD調控對溫室蔬菜作物水分生理的影響 49
一、VPD調控對番茄葉片水孔蛋白基因表達的影響 49
二、VPD調控對番茄水力導度的影響 50
三、VPD調控對水汽通量導度的影響 52
四、植物輸水功能組織對VPD調控的響應 53
五、VPD調控對番茄P-V曲線參數的影響 53
第四節 VPD調控對溫室蔬菜作物生產力的影響 54
一、VPD調控對植株生長的影響 54
二、調控溫室內VPD對番茄產量和品質的影響 58
三、調控溫室內VPD對番茄干物質分配的影響 60
第五節 VPD調控對溫室蔬菜作物耗水量和水分利用效率的影響 60
一、VPD調控對植株水分狀況的影響 60
二、VPD調控對不同尺度的作物水分利用效率的影響 62
三、溫室調控大氣蒸發能力提高水分利用效率的綜合評價 64
第三章 VPD對蔬菜作物光合作用的調控與影響 65
第一節 VPD調控對蔬菜作物光合作用的研究 65
第二節 不同番茄品種對VPD調控的響應 66
一、不同番茄品種的來源 67
二、VPD調控對不同番茄品種的影響 68
三、小結 73
第三節 VPD調控對番茄光合日變化的影響 74
一、溫室內微氣候環境變化 74
二、調控溫室內VPD對番茄葉片氣體交換參數日變化的影響 74
三、番茄葉片氣體交換參數和環境因子間關系的分析 77
四、小結 78
第四節 VPD調控對番茄光合特性的影響 78
一、VPD調控對番茄葉片氣體交換參數的影響 78
二、VPD調控對番茄葉片光合羧化作用的影響 82
三、VPD調控對番茄葉片光合作用限制的定量分析 83
四、VPD調控對番茄水分利用效率的影響 84
五、VPD調控對番茄葉片光響應曲線和CO2響應曲線的影響 85
六、小結 87
第四章 VPD對蔬菜作物CO2傳輸通道的調控 88
第一節 VPD調控蔬菜作物CO2傳輸通道的研究 88
第二節 VPD對蔬菜作物CO2傳輸通道氣孔的調控 89
一、VPD調控對番茄葉片氣孔導度和蒸騰速率的影響 89
二、VPD調控對番茄葉片氣孔特征的影響 91
三、VPD調控對番茄葉片zuida氣孔導度的影響 92
四、VPD調控對番茄葉片P-V曲線參數的影響 93
五、VPD調控對番茄植株水力導度的影響 94
六、VPD調控對番茄葉片葉脈結構的影響 96
七、VPD調控對番茄莖解剖結構的影響 98
八、VPD調控對番茄根系形態的影響 99
九、小結 100
第三節 VPD對蔬菜作物CO2傳輸通道葉肉的調控 100
一、VPD調控對番茄葉片葉肉導度的影響 100
二、VPD調控對番茄葉片葉肉中氣相導度和液相導度的影響 102
三、VPD調控對番茄葉片結構的影響 102
四、VPD調控對番茄葉片葉肉結構的影響 104
五、VPD調控對番茄葉片葉肉細胞超微結構的影響 106
六、VPD調控對番茄葉片葉肉細胞內擴散阻力的影響 107
七、VPD調控對番茄葉片葉肉導度限制的定量分析 109
八、小結 110
第五章 VPD與CO2耦合對番茄生長和產量的影響 111
第一節 VPD與CO2耦合對夏季番茄光合作用及生理代謝的影響 111
一、材料和試驗設計 112
二、環境數據分析 112
三、VPD與CO2耦合對植株水分狀態的影響 113
四、VPD與CO2耦合對番茄葉片光合色素含量的影響 115
五、VPD與CO2耦合對番茄葉片氣體交換參數的影響 116
六、VPD與CO2耦合對植株CO2響應曲線的影響 120
七、VPD與CO2耦合對植株光響應曲線的影響 122
八、VPD與CO2耦合對植株生長的影響 124
九、VPD與CO2耦合對植株生物量的影響 126
十、VPD與CO2耦合對植株耗水量和產量的影響 127
十一、VPD與CO2耦合對果徑變化的影響 129
十二、VPD與CO2耦合對果實糖酸含量的影響 130
十三、小結 131
第二節 VPD與CO2耦合對冬季番茄光合作用及生理代謝的影響 131
一、環境數據分析 132
二、VPD與CO2耦合對植株水分狀態的影響 132
三、VPD與CO2耦合對葉片光合色素含量的影響 133
四、VPD與CO2耦合對葉片氣體交換參數的影響 134
五、VPD與CO2耦合對植株CO2響應曲線的影響 135
六、VPD與CO2耦合對植株生長的影響 137
七、VPD與CO2耦合對植株耗水量的影響 138
八、VPD與CO2耦合對植株生物量的影響 139
九、小結 140
第六章 VPD對溫室蔬菜作物營養元素吸收的影響與調控 141
第一節 VPD調控植物營養元素吸收與分配的研究進展 141
第二節 VPD調控對蔬菜鉀素吸收與分配的影響 143
一、材料和試驗設計 143
二、環境數據分析 144
三、VPD與鉀素耦合對植株鉀素含量的影響 144
四、VPD與鉀素耦合對植株干物質量和鉀素積累量的影響 145
五、VPD與鉀素耦合對植株干物質量和鉀素分配的影響 147
六、VPD與鉀素耦合對植株根系形態的影響 148
七、VPD與鉀素耦合對植株葉片氣體交換參數和水分狀態的影響 151
八、根系形態與鉀素積累量的相關關系 153
九、小結 155
第三節 VPD調控對蔬菜營養元素吸收與分配的影響 155
一、VPD與鉀素耦合對植株干物質量和葉水勢的影響 156
二、VPD與鉀素耦合對植株各器官氮磷鉀含量的影響 156
三、VPD與鉀素耦合對植株各器官氮磷鉀積累量的影響 157
四、VPD與鉀素耦合對植株氣體交換參數的影響 158
五、VPD與鉀素耦合對植株CO2響應曲線的影響 159
六、VPD與鉀素耦合對植株光響應曲線的影響 160
七、小結 162
第四節 VPD調控對蔬菜作物在低溫下鉀素吸收的影響 162
一、VPD與鉀素耦合對植株鉀素含量及積累量的影響 162
二、VPD與鉀素耦合對植株光合參數和葉水勢的影響 163
三、VPD與鉀素耦合對植株氣孔參數的影響 164
四、VPD與鉀素耦合對植株光合色素的影響 166
五、VPD與鉀素耦合對植株熒光參數的影響 166
六、VPD與鉀素耦合對植株活性氧和抗氧化酶的影響 168
七、小結 169
第七章 溫室作物SPAC系統的互作效應研究 170
第一節 溫室環境因子與作物莖流的互作關系研究 170
一、溫室環境因子調控作物莖流的相對重要性 170
二、夏季莖流與空氣環境因子的日變化曲線 171
三、莖流與其相關因子的分析 173
四、莖流與環境因子的相關性及通徑分析 178
五、莖流對甜瓜干物質積累和分配及產量的影響 181
第二節 溫室甜瓜莖流的水分運移動力分析 182
一、甜瓜蒸騰蒸發量與莖流的關系 182
二、甜瓜莖流對養分吸收的影響 184
三、甜瓜的莖粗日變化量 185
第三節 溫室番茄對VPD與土壤水分耦合調控的效應 186
一、植物水分狀況的研究 186
二、土壤水分和VPD耦合對番茄葉片水分狀況的影響 187
三、土壤水分和VPD耦合對番茄氣孔特征的影響 188
四、土壤水分和VPD耦合對番茄氣體交換參數的影響 189
五、土壤水分和VPD耦合對番茄植株生長參數的影響 189
六、小結 190
第四節 溫室黃瓜對VPD與土壤水分耦合調控的效應 190
一、環境數據分析 191
二、土壤水分和VPD耦合對黃瓜葉片RWC的影響 191
三、土壤水分和VPD耦合對黃瓜葉片EC的影響 192
四、土壤水分和VPD耦合對黃瓜葉片氣體交換參數的影響 193
五、土壤水分和VPD耦合對黃瓜生長參數的影響 194
六、土壤水分和VPD耦合對黃瓜葉綠素含量的影響 195
七、小結 196
第八章 溫室環境與作物水分運移機制及模型構建 197
第一節 溫室SPAC系統水分傳輸調控的時空尺度效應 197
一、甜瓜生長發育過程中植株蒸騰與其調控因子關系的變化特征 198
二、蒸騰生物物理調控與形態發育調控之間的耦合關系 199
第二節 溫室綜合環境因子調控水分傳輸的效應 200
一、葉片尺度上甜瓜蒸騰速率的影響因子分析 200
二、溫室環境因子驅動甜瓜單株水平水分傳輸的機制 204
三、黃瓜氣孔導度、水力導度的環境響應及其調控蒸騰的效應 208
第三節 溫室水分傳輸模擬 212
一、溫室環境因子驅動的甜瓜水分傳輸速率的實時動態模擬 212
二、模型原理 213
三、小結 216
第四節 溫室環境因子驅動的甜瓜單株耗水動態模擬 217
一、材料與方法 218
二、模型原理 219
三、模型參數估算 221
四、模型構建與檢驗 224
五、小結 225
第五節 溫室黃瓜營養生長期日蒸騰量估算模型 226
一、模型建立 226
二、模型驗證 228
參考文獻 230
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