番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是茄科茄属番茄亚属的多年生草本植物,是世界范围内种植最广、年产最高、食用人数最多的蔬菜之一。水培等无土栽培方式由于具有避免土壤栽培中连作障碍、易于精确调控养分、增产提质等优势,已成为当前番茄生产的重要种植模式。在普通水培系统中由于溶解氧浓度低,常导致作物缺氧烂根现象发生,而气雾栽培(雾培)通过雾化的水气同步供应植物根系对水、肥、气的需求,有效解决普通水培中存在的根系供氧问题,可望成为番茄种植的新模式。氮和钾是番茄需要量最大的必需营养元素,因此氮、钾的供应水平及形态势必影响番茄产量和品质的形成。水培营养液中氮、钾供应水平或氮素形态对蔬菜产量和品质的影响已有大量研究,但是关于雾培条件下氮、钾营养互作对不同番茄品种果实产量和抗氧化营养品质的影响方面尚少见报道,而探明雾培营养液中氮、钾素营养配比是协调解决雾培体系中成本-产量-品质的关键。为此,本文以2个矮生番茄品种(“盆栽红”和“盆栽黄”)为材料,在选择适宜的番茄雾培营养液配方的基础上,进一步研究雾培营养液中氮、钾供应水平及形态对番茄产量与营养品质的影响,旨在为高产优质蔬菜的雾培生产体系中营养液的供应和控制提供理论依据和技术支撑。取得的主要结果如下：(1)比较了荷兰、山东农业大学、日本山崎配方、英国休伊特和日本园试等5个番茄常用的水培营养液配方对2个品种番茄幼苗生长、光合作用和养分吸收的影响。结果表明,番茄幼苗的干重、株高、茎粗、根长、根系活力、叶绿素值以及光合参数(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间C02浓度)均以休伊特配方处理最高,山东农大配方处理最低。在休伊特配方处理下,2个品种番茄幼苗的全氮、全钾含量最高,而在山东农大配方处理下较低。盆栽红根系体积在荷兰和休伊特配方处理下最大,盆栽黄则在山崎配方处理下最大,2个品种的根系体积均在山东农大配方处理下最小。此外,盆栽红幼苗株高、茎粗、根长以及根系活力均显著高于盆栽黄,而盆栽黄根系体积和全钾含量显著高于盆栽红。可见,休伊特作为番茄气雾栽培的营养液配方,不仅得到较高的生物量以及光合速率,而且获得较高的氮、钾素利用效率,是较为适宜的番茄气雾栽培配方,而山东农大配方不适合番茄的气雾栽培；综合所有指标,盆栽红的产量与品质优于盆栽黄。(2)研究了雾培栽培模式下不同供氮水平(2、12、22mmol/L)和供钾水平(4、8mmol/L)对2个品种番茄幼苗生长以及果实产量与营养品质的影响。结果表明,在同一供钾水平下,2个品种番茄幼苗的株高、叶面积、根系活力、根系形态指标(根系总长度、根系总表面积和根系体积)以及生物量均随供氮水平的提高呈先升高后降低的趋势；SPAD值、光合参数(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度)以及全氮、钾含量随供氮水平的提高而增加,茎粗和氮、钾素利用效率则显著降低；当供氮水平由2mmol/L上升至12mmol/L时,钾素利用效率升高,进一步供氮水平时无显著变化。在低氮和中氮处理下,供钾水平从4mmol/L提高到8mmol/L时,番茄幼苗的株高、叶面积、SPAD值、光合参数、根系活力、根系形态指标和全氮、全钾含量显著升高,而钾素利用效率降低,但对茎粗无显著影响。盆栽红的根系活力、生物量以及氮、钾素利用效率均显著高于盆栽黄,而全钾含量则相反。番茄果实的直径、坐果率、产量、可溶性糖、可溶性固形物、类胡萝卜素、β-胡萝卜素和番茄红素含量以及DPPH自由基清除率、ABTS总抗氧化能力随着供氮水平的提高呈先升高后下降的趋势,均在12mmol/L供氮水平时达到最高水平；果实可滴定酸和硝酸盐含量随供氮水平提高逐渐增加,而抗坏血酸、类黄酮和总酚含量逐渐降低,在12mmol/L供氮水平时可维持较高的抗坏血酸、类黄酮和总酚含量以及较低的硝酸盐含量。供钾水平从4mmol/L提高到8mmol/L,可在提高果实产量的同时增加可溶性糖、可溶性固形物、抗坏血酸、类黄酮、总酚、β-胡萝卜素、番茄红素和类胡萝卜素含量,并显著降低硝酸盐含量。盆栽红的产量、抗氧化物质含量、抗氧化活性显著高于盆栽黄。说明选择盆栽红为栽培品种,雾培营养液供应的氮、钾水平分别是12mmol/L和8mmol/L时,不仅可促进番茄幼苗生长,而且可获得较高的果实产量以及果实风味品质和抗氧化营养品质。(3)研究了营养液中不同供钾水平(4、8mmol/L)以及不同硝铵比(100：0、75：25、50：50、25：75)对雾培番茄幼苗生长与果实产量、风味品质和抗氧化品质的影响。结果表明,在同一供钾水平下,随着营养液中铵态氮比例的增加,番茄幼苗的株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量(SPAD值)、光合参数(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度)、水分利用效率、根系活力、根系形态指标(根系总长度、总表面积和体积)、干重、氮含量以及氮、钾素利用效率呈先升高后降低的趋势；番茄幼苗钾和硝态氮含量呈逐渐降低的趋势,铵态氮含量则呈逐渐升高的趋势。除了硝铵比为25：75的处理外,高钾水平可以显著增加幼苗的叶面积、SPAD值、根系活力、干重、全钾含量、硝态氮含量、氮素利用效率,同时降低铵态氮的含量；而在铵态氮比例达到50%和75%时,提高供钾水平反而降低幼苗钾素利用效率。盆栽红的株高、茎粗、根系活力、干重以及全钾含量和钾素利用效率显著高于盆栽黄,水分利用效率则相反。2个品种番茄果实的直径、坐果率、产量以及可溶性糖、可溶性固形物、抗氧化物质(抗坏血酸、类黄酮、总酚、类胡萝卜素、番茄红素和β-胡萝卜素)含量与DPPH自由基清除率、亲水性和亲脂性抗氧化能力在同一供钾水平处理下随着营养液中铵态氮比例的提高呈先升高后下降趋势,而硝酸盐逐渐下降,可滴定酸含量逐渐升高。供钾水平从4mmol/L提高到8mmol/L,可以显著增加果实直径、坐果率、产量、可溶性糖、可溶性固形物以及抗氧化物质含量和活性,同时降低硝酸盐含量,但对可滴定酸含量无显著影响。盆栽红的果实直径、坐果率、产量、可溶性糖和可溶性固形物的含量以及抗氧化物质含量与抗氧化活性显著高于盆栽黄。可见,选择适宜的番茄品种,雾培营养液钾与氮素形态分别调节为8mmol/L和75：25时,不仅有利于番茄幼苗生长,而且可获得较高的果实产量以及实风味和抗氧化品质,显著降低果实硝酸盐含量。