晝夜溫差對番茄果實品質(zhì)動態(tài)變化的影響及模擬*

袁小康，楊再強

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晝夜溫差對番茄果實品質(zhì)動態(tài)變化的影響及模擬*

袁小康1,2，楊再強1

（1.南京信息工程大學應用氣象學院，南京 210044；2.湖南省氣象科學研究所，長沙 410118）

為了研究晝夜溫差對番茄果實膨大-成熟期各階段果實品質(zhì)動態(tài)變化的影響，并構(gòu)建晝夜溫差對果實品質(zhì)影響的模擬模型，以番茄品種“金冠5號”為試驗材料，在人工氣候箱對坐果后的番茄植株進行晝夜溫差處理，設置25℃日平均溫度下5個晝夜溫差（DIF）水平，即-18℃（16℃/34℃，晝溫/夜溫）、-12℃（19℃/31℃）、0℃（25℃/25℃）、+12℃（31℃/19℃）、+18℃（34℃/16℃），測定各處理下番茄果實品質(zhì)指標。結(jié)果表明：正晝夜溫差可提高番茄果實營養(yǎng)成分含量和品質(zhì)，而負晝夜溫差使其降低。正晝夜溫差使可溶性糖、糖酸比、可溶性蛋白、Vc含量增加，+12℃DIF處理下各營養(yǎng)品質(zhì)含量高于+18℃DIF下，而負晝夜溫差使其降低，且隨負晝夜溫差的增大而降低。有機酸含量在正晝夜溫差下減少，而在負晝夜溫差下增加。番茄紅素含量在+12℃DIF下上升，而在+18℃DIF和負晝夜溫差下降低。不同晝夜溫差處理下，可溶性糖、可溶性蛋白含量均與輻熱積呈Logistic模型關系，通過擬合晝夜溫差值與Logistic模型參數(shù)的數(shù)量關系，得到晝夜溫差對可溶性糖、可溶性蛋白動態(tài)變化影響的模擬模型。有機酸、Vc含量均與輻熱積呈二次多項式關系，通過擬合晝夜溫差與二次多項式模型參數(shù)的數(shù)量關系，得到晝夜溫差對有機酸、Vc動態(tài)變化影響的模擬模型。檢驗結(jié)果表明，模型模擬效果良好。

晝夜溫差；番茄；果實品質(zhì)；輻熱積；模擬

番茄，是一種在全球范圍內(nèi)被大量種植、市場需求旺盛的蔬菜，其生長發(fā)育除受自身遺傳特性影響外，還與外界環(huán)境條件密切相關。近年來，利用晝夜溫差（Difference between day and night temperature, DIF）調(diào)節(jié)設施作物品質(zhì)引起了國內(nèi)外科學家的廣泛關注[1-2]。大量研究表明，晝夜溫差顯著影響作物品質(zhì)。Miller等[3]研究指出，負晝夜溫差降低植物可溶性碳水化合物含量；Miao等[4]研究表明，晝夜溫差愈大，黃瓜葉片中蔗糖、水蘇糖和淀粉含量愈多；陳尚謨等[5]指出，晝夜溫差大，有利于果實光合產(chǎn)物的累積和品質(zhì)的形成，蘋果品質(zhì)在+10℃DIF左右最佳；鄭衛(wèi)杰等[6]指出，文心蘭試管苗可溶性糖含量在一定晝夜溫差范圍內(nèi)隨著晝夜溫差的增大而增大；尹明華[7]也研究發(fā)現(xiàn)，紅芽芋試管苗可溶性總糖含量和可溶性蛋白含量隨著晝夜溫差的增大而增大；楊再強等[8]指出，在18℃日平均氣溫下，晝夜溫差在0～12℃范圍內(nèi)，晝夜溫差越大，番茄果實中可溶性糖、蔗糖和可溶性蛋白含量積累越多，果實品質(zhì)更佳。上述多數(shù)研究晝夜溫差處理時間較短，且均未考慮負晝夜溫差，而負晝夜溫差在寒潮天氣下經(jīng)常出現(xiàn)。Lepage等[9-10]指出，負晝夜溫差可以改善花卉的品質(zhì)，據(jù)Li等[11]研究，負晝夜溫差影響甜椒品質(zhì)，因此，有必要就負晝夜溫差對番茄果實品質(zhì)的影響進行研究。

“輻熱積”的概念由倪紀恒等[12]提出后，被廣泛應用于黃瓜[13]、甜瓜[14]、切花菊[15]等作物生長發(fā)育和品質(zhì)的模擬中。本文利用試驗數(shù)據(jù)，在前人熱效應和光合有效輻射的基礎上，增加晝夜溫差效應，構(gòu)建綜合了晝夜溫差、輻射和熱效應的番茄果實品質(zhì)模擬模型，以期為優(yōu)化設施番茄生產(chǎn)的環(huán)境因子調(diào)控、提高番茄品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗材料為番茄品種“金冠5號”（Jinguan5），種子由遼寧省農(nóng)業(yè)科學院提供，無限生長型。試驗在南京信息工程大學農(nóng)業(yè)氣象試驗站（32.0°N，11.8°E）進行，在溫室采用50孔穴盤基質(zhì)育苗，番茄苗長至三葉期時，選取生長一致的幼苗，將其移栽至直徑25cm、高30cm的塑料花盆，每盆1株，栽培基質(zhì)為園田土:雞糞:草炭=3:1:1，每盆內(nèi)施入1:1:1的尿素、磷酸二銨和硫酸鉀共50g，繼續(xù)在溫室培養(yǎng)。等番茄生長至現(xiàn)果時（花后10d左右），選擇生長一致的番茄植株置于規(guī)格相同的人工氣候箱（TPG-2900，澳大利亞產(chǎn)）開展晝夜溫差試驗，共設置25℃日平均溫度下-18、-12、0、+12、+18℃共5個晝夜溫差處理，即各處理晝/夜溫度分別為16℃/34℃、19℃/31℃、25℃/25℃、31℃/19℃、34℃/16℃，每處理18盆。每日6：00-18：00光照強度均為500μmol-1·m-2·s-1，其余時間光照為0，CO2濃度為380±10μmol·mol–1，空氣相對濕度為75%。單干整枝，留一穗果。至第一穗果實成熟時，晝夜溫差處理結(jié)束。試驗期間各處理均無明顯病蟲害發(fā)生。第1次晝夜溫差處理試驗于2014年5月10日-6月24日進行，共45d；第2次于2014年9月10日-10月26日進行，共46d；第3次于2014年11月1日-12月16日，共46d。

1.2 指標測定

將果實膨大過程分為3個階段：（1）果實膨大前期，坐果后緩慢生長、膨大階段；（2）膨大中期，果實快速生長和膨大階段；（3）膨大后期，果實膨大速度由快變慢的階段。將果實成熟過程也分為3個階段：（1）綠熟期，果實大小已長足, 表皮綠色, 堅實，不宜食用；（2）轉(zhuǎn)色期，果實頂端逐漸轉(zhuǎn)色達全果的1/4；（3）紅熟期，果實表皮完全變紅。果實膨大過程和成熟過程均指番茄第一穗果。

試驗過程中，在果實膨大中期、膨大后期、綠熟期、轉(zhuǎn)色期、紅熟期分別摘下3個果實，立即帶回試驗室測定品質(zhì)。

可溶性糖含量采用硫酸蒽銅比色法測定[16]。取新鮮樣品1g，研磨后倒入10mL離心管，加入80%乙醇5mL，100℃水浴浸提30min，冷卻至室溫后4000r·min-1下離心10min，上清液轉(zhuǎn)入25mL容量瓶，反復浸提3次，合并上清液，定容至25mL。取浸提液1mL于試管，加入5mL蒽銅硫酸試劑，90℃水浴10min，冷卻后620nm下比色。

可溶性蛋白含量測定方法：采用考馬斯亮藍比色法[17]測定。取1.0g混合鮮樣研磨后用蒸餾水定容至10mL，離心后吸取 0.1mL上清液，加入5mL考馬斯亮蘭G-250 試劑、0.9mL蒸餾水充分混勻，放置2min后在595nm下比色。

維生素C（Vc）含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法[17]進行測定，有機酸含量采用酸堿滴定法[16]測定，番茄紅素含量測定參考文獻[8]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

由于3次試驗結(jié)果類似，故用第1次試驗數(shù)據(jù)分析晝夜溫差對果實品質(zhì)動態(tài)變化的影響，用第1、2次試驗數(shù)據(jù)用于構(gòu)建模型，第3次試驗數(shù)據(jù)對模型進行檢驗。

1.4 模型構(gòu)建方法

利用經(jīng)典Logistic模型模擬不同處理中果實品質(zhì)指標與輻熱積的關系，得到各處理條件下模型參數(shù)。Logistic模型表達式為

y = k/[1+a·exp(-bx)] （1）

式中，y為果實品質(zhì)指標，k、a、b為模型參數(shù)，其中k為一定時期內(nèi)的生長上限，a為與曲線位置有關的參數(shù)，b為內(nèi)稟生長率，x為累積輻熱積（MJ·m-2）。

再利用不同晝夜溫差處理所得k、a、b模型參數(shù)，與晝夜溫差值進行擬合，得到晝夜溫差對番茄果實品質(zhì)影響的模擬模型。

1.5 輻熱積的計算

輻熱積，即熱效應與光合有效輻射的乘積[12]。熱效應（RTE）是指作物在實際溫度條件下生長1d的生物量與在最適溫度條件下生長1d的生物量的比值。其計算式為

式中，Tob為發(fā)育最適下限溫度（℃），Tou為發(fā)育最適上限溫度，Tb為發(fā)育下限溫度，Tm為發(fā)育上限溫度，T為氣溫。本試驗用番茄品種“金冠 5號”果期三基點溫度：Tob為20℃，Tou為30℃，Tb為13℃，Tm為38℃。光合有效輻射取總輻射的50%[12]。累積輻熱積即一個時段內(nèi)逐日輻熱積之和。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同晝夜溫差處理番茄果實品質(zhì)動態(tài)變化的比較

（1）可溶性糖含量

由圖1可見，在番茄果實膨大至成熟過程中，每次測定結(jié)果均顯示，正晝夜溫差處理番茄果實可溶性糖含量均高于晝夜溫差為零和為負的處理，且+18℃DIF處理結(jié)果均小于+12℃DIF處理，但二者差異不顯著，零和負晝夜溫差處理中番茄果實可溶性糖含量隨著晝夜溫差的增加均依次降低，處理間差異均達顯著水平（P＜0.05）。在番茄果實膨大至成熟過程中，各處理番茄果實可溶性糖含量均表現(xiàn)隨生育進程逐漸增加的特點，但不同晝夜溫差處理的增幅有差別，+18℃、+12℃、0℃、-12℃和-18℃DIF處理從果實膨大中期-紅熟期，可溶性糖含量分別增加64.3%、66.7%、63.3%、57.5%和52.9%。

（2）有機酸含量

與可溶性糖含量對晝夜溫差的響應不同，各生育期番茄果實有機酸含量均隨負晝夜溫差的增加而增大，而隨正晝夜溫差的增大而減少（圖1）。如在轉(zhuǎn)色期，與零晝夜溫差處理相比，有機酸含量在+12℃、+18℃DIF下分別減少7.0%和16.3%，而在-12℃、-18℃DIF處理下則分別增加16.3%和25.6%。各處理下有機酸含量均隨著生育期的推進，呈先增加后減少的動態(tài)變化趨勢。

糖酸比即可溶性糖含量與有機酸含量的比值。在番茄果實膨大至成熟過程中，正晝夜溫差處理下番茄果實糖酸比均高于晝夜溫差為零和為負的處理，且正晝夜溫差為+18℃處理結(jié)果均小于+12℃DIF處理，但二者差異不顯著，零和負晝夜溫差處理其糖酸比隨著晝夜溫差的增加均依次降低，處理間差異均達顯著水平（P＜0.05）。各處理下番茄果實糖酸比均隨著生育進程逐漸增加，尤其在轉(zhuǎn)色期、紅熟期大幅增加。

（3）可溶性蛋白含量

在各個生育期，番茄果實可溶性蛋白含量從大到小依次為正晝夜溫差處理、零晝夜溫差處理和負晝夜溫差處理，且隨著負晝夜溫差的增大而減少，+12℃DIF處理結(jié)果顯著高于+18℃DIF處理（P＜0.05）。各處理下可溶性蛋白含量均隨生育期的推進而逐漸減少，但各處理的減幅有差別，+18℃、+12℃、0℃、-12℃和-18℃DIF處理果實膨大中期-紅熟期，可溶性蛋白含量分別減少48.1%、49.7%、43.2%、35.4%和33.2%。

注：1、2、3、4、5分別指果實膨大中期、膨大后期、綠熟期、轉(zhuǎn)色期和紅熟期。不同小寫字母表示處理間在0.05水平上的差異顯著性

Note：1, 2, 3, 4, 5 denote middle fruit expanding stage, senior fruit expanding stage, green ripe stage, turning colour stage and red ripe stage, respectively. Lowercase indicate the difference significance among treatments at 0.05 level

（4）Vc含量

在各個生育期，正晝夜溫差處理促進番茄果實Vc含量增加，其中+12℃DIF處理顯著高于+18℃DIF處理（P＜0.05）；負晝夜溫差處理使番茄果實Vc含量減少，且隨著負晝夜溫差的增大而減少。各處理下Vc含量均隨生育進程先增加后減少，在綠熟期達到最大，隨后逐漸減少。

（5）番茄紅素含量

在番茄果實綠熟期、轉(zhuǎn)色期和紅熟期，與零晝夜溫差處理相比，果實番茄紅素含量在+12℃DIF下增加，而在其它處理下均降低，且隨著負晝夜溫差的增大降幅增加。如在紅熟期，與零晝夜溫差處理相比，番茄果實番茄紅素含量在+12℃DIF處理下增加18.3%，而在+18℃、-12℃、-18℃DIF處理下分別降低10.0%、23.3%和31.7%。由圖還可見，各處理下果實番茄紅素含量均隨生育期的推進而增加。

2.2 不同晝夜溫差處理番茄果實品質(zhì)動態(tài)變化的模擬

（1）可溶性糖含量

用第1、2次試驗數(shù)據(jù)擬合各晝夜溫差處理下番茄果實可溶性糖含量與輻熱積的關系發(fā)現(xiàn)，番茄果實可溶性糖含量隨輻熱積的增加而增加，其關系符合Logistic模型。

因此，不同晝夜溫差處理下果實可溶性糖含量隨累積輻熱積的變化可表示為

-18℃DIF處理：

SS=63/[1+3.09exp(-0.074TEP)]

（R2=0.93，SE=1.20，n=30） （3）

-12℃DIF處理：

SS=74/[1+3.28exp(-0.041TEP)]

（R2=0.92，SE=1.34，n=30） （4）

0℃DIF處理：

SS=87/[1+2.79exp(-0.034TEP)]

（R2=0.94，SE=1.50，n=30） （5）

+12℃DIF處理：

SS=100/[1+1.91exp(-0.037TEP)]

（R2=0.93，SE=1.85，n=30） （6）

+18℃DIF處理：

SS=95/[1+1.88exp(-0.063TEP)]

（R2=0.93，SE=1.76，n=30） （7）

式中，SS為可溶性糖含量（mg·g-1FW）；TEP為累積輻熱積（MJ·m-2）。R2為決定系數(shù)，SE為標準誤。

可見，晝夜溫差不同，可溶性糖含量累積的速率也不同，基于第1、2次試驗數(shù)據(jù)，進一步擬合Logistic模型中參數(shù)k、a、b與晝夜溫差值的關系得到

k=0.95DIF+83.80

(R2=0.91,SE=1.12，n=10) （8）

a=-0.041DIF+2.59

(R2=0.90,SE = 0.14,n=10) （9）

b=0.0001DIF2-0.0003 DIF+0.0274

（R2=0.90，SE = 0.002，n=10） （10）

綜合以上各式，晝夜溫差對番茄果實可溶性糖含量的影響模型可以表示為

（2）有機酸含量

不同晝夜溫差處理下番茄果實有機酸含量隨輻熱積的變化表現(xiàn)為先增加后降低，二者呈二次多項式關系。按同樣方法，擬合得到晝夜溫差對番茄果實有機酸含量OA（mg·g-1FW）的影響模型為

OA= (-0.00001DIF2+ 0.0001DIF-0.0002) TEP2

+ (0.0005DIF2-0.0051DIF+0.077)TEP

+ 0.0258DIF+1.268 （12）

（3）可溶性蛋白含量

不同晝夜溫差處理下番茄果實可溶性蛋白含量隨輻熱積的增加而降低，二者關系符合Logistic模型。擬合得到晝夜溫差對番茄果實可溶性蛋白含量P（mg·g-1FW）的影響模型為

（14）

式中，W僅為計算式的代碼，無實際意義。

（4）Vc含量

不同晝夜溫差處理下，番茄果實Vc含量隨輻熱積的增加呈先增加后降低的趨勢，二者呈二次多項式關系。按同樣的方法，擬合晝夜溫差值與二次多項式模型參數(shù)的關系，得到晝夜溫差對番茄果實Vc含量（mg·100g-1FW）的影響模型為

Vc= (-0.0001DIF2-0.0001DIF-0.002)TEP2

+ (0.004DIF2+0.018DIF+1.15)TEP

+ 0.012DIF2-0.16DIF-18.74 （15）

2.3 不同晝夜溫差處理番茄果實品質(zhì)動態(tài)變化模擬模型的檢驗

利用第3次試驗數(shù)據(jù)檢驗番茄果實各品質(zhì)指標模擬模型，結(jié)果如圖3。由圖可見，果實膨大成熟期番茄果實可溶性糖、有機酸、可溶性蛋白和Vc的模擬值與實測值之間基于1:1線的決定系數(shù)（R2）分別為 0.91、0.90、0.92、0.93，RMSE分別為2.12mg·g-1、0.75mg·g-1、0.84mg·g-1和1.86mg·100g-1，說明模型模擬效果良好。

3 結(jié)論與討論

許多研究表明，晝夜溫差影響作物品質(zhì)[5,18-19]。本研究認為，正晝夜溫差使番茄果實可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，負晝夜溫差使其降低，與Miller等[3-4,7]研究結(jié)果一致，Berghage等[20]認為，其原因是正晝夜溫差（較大晝溫）下光合速率大，有利于光合產(chǎn)物的合成和轉(zhuǎn)化，而負晝夜溫差下光合速率相對較小，合成的光合產(chǎn)物少。番茄果實可溶性糖含量并不隨正晝夜溫差而增大，+12℃DIF處理下比+18℃DIF處理高，與鄭衛(wèi)杰等[6]研究結(jié)果一致。鄭衛(wèi)杰等研究指出，文心蘭試管苗可溶性糖含量在0～12℃DIF隨著晝夜溫差的增大而增大，但在+15℃DIF下隨之降低，原因可能是較大晝夜溫差下的晝溫過高，不適宜光合作用，光合速率降低從而合成的糖含量降低。本研究結(jié)果表明，番茄果實有機酸含量隨正晝夜溫差的增大而減少，隨負晝夜溫差的增大而增大，說明負晝夜溫差有利于番茄果實有機酸的積累，正晝夜溫差抑制果實有機酸的積累。糖酸比是衡量果實的一個重要風味品質(zhì)指標。本研究表明，正晝夜溫差下糖酸比提高，負晝夜溫差下糖酸比降低，與邱文偉等[21]研究結(jié)果一致，說明正晝夜溫差有利于番茄果實風味品質(zhì)的提高，負晝夜溫差使其降低。Vc含量是衡量作物品質(zhì)的一個重要指標。本研究結(jié)果表明，正晝夜溫差使番茄果實Vc含量增加，負晝夜溫差使其含量降低，與邱文偉等[21]研究結(jié)果一致，說明正晝夜溫差促進Vc積累，負晝夜溫差對其積累有抑制作用。與零晝夜溫差處理相比，番茄果實番茄紅素含量在+12℃DIF下增加，但在+18℃DIF下降低，原因是+18℃DIF下晝溫過高，抑制番茄紅素產(chǎn)生[22]；而負晝夜溫差使番茄紅素含量降低，原因可能是負晝夜溫差不利于番茄紅素的合成或者易使其分解。

本文通過建立不同晝夜溫差處理下果實品質(zhì)指標與累積輻熱積的關系模型，再擬合晝夜溫差值與上述模型參數(shù)的數(shù)量關系，最終得到晝夜溫差對番茄果實品質(zhì)動態(tài)變化影響的模擬模型，國內(nèi)尚未見相關報道。利用獨立試驗數(shù)據(jù)檢驗，表明模擬效果良好。由于糖酸比是可溶性糖與有機酸的比值，并非直接測定的獨立的品質(zhì)指標，缺乏生物學意義，因此，不能建立其與累積輻熱積的關系模型。番茄紅素僅在成熟期才合成，導致試驗樣本不夠，加上其+18℃DIF處理下含量降低，構(gòu)建的模型并不理想，尚需進一步研究完善。

[1]Grimstad S O,Frimanslund E.Effect of different day and night temperature regimes on greenhouse cucumber young plant production,flower bud formation and early yield[J].Scientia Horticulturae,1993,53:191-204.

[2]Mortensen L M.Effect of day/night temperature variations on growth,morphogenesis and flowering ofv.Poellin.at different CO2concentrations, daylengths and photon flux densities[J].Scientia Horticulturare, 1994,59:233-241.

[3]Miller W B,Hammer P A,Kirk T I.Reversed greenhouse temperatures alter carbohydrate status inThumb 'Nellie White'[J].J.Am.Soc.Hort.Sci.,1993,18:736-740.

[4]Miao M,Zhang Z,Xu X,et al.Different mechanisms to obtain higher fruit growth rate in two cold-tolerant cucumber (CL.)lines under low night temperature[J]. Scientia Horticulturae, 2009,119:357-361.

[5]陳尚謨,黃壽波,溫輻光,等.果樹氣象學[M].北京:氣象出版社,1988:209-226.

Chen S M,Huan S B,Wen F G,et al.Fruit meteorology[M]. Beijing:China Meteoroloy Press,1988:209-226.(in Chinese)

[6]鄭衛(wèi)杰,郭子霞,王政,等.晝夜溫差對文心蘭試管苗生長的影響[J].西北林學院學報,2011,26(4):137-141.

Zhen W J,Guo Z X,Wang Z,et al.Effects of day-night temperature difference on the growth ofplantlets in vitro[J].Journal of Northwest Forestry University,2011,26(4): 137-141.(in Chinese)

[7]尹明華.晝夜溫差對江西鉛山紅芽芋試管苗生長發(fā)育和生理生化指標的影響[J].北方園藝,2013,(17):35-37.

Yin M H.Effects of temperature difference between day and night on the growth,physiological and biochemical indexes of CL.Schott var.CV.Hongyayu in Qianshan,Jiangxi[J].Northern Horticlurure,2013, (17):35-37. (in Chinese)

[8]楊再強,王學林,彭曉丹,等.人工環(huán)境晝夜溫差對番茄營養(yǎng)物質(zhì)和干物質(zhì)分配的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2014, 30(5): 138-147.

Yang Z Q,Wang X L,Peng X D,et al.Effect of difference between day and night temperature on nutrients and dry mass partitioning of tomato in climate chamber[J].Transactions of the CSAE,2014,30(5):138-147.(in Chinese)

[9]Lepage I,Dejong J,Smeets L.Effect of day and night temperatures during short periods on growth and flowering chrysanthemum morifolium Ramat[J].Scientia Hortieulturae, 1984, 22:373-381.

[10]Erwin J E,Heins R D,Karlsson M G.Thermomorphogenesis inThunb[J].Amerrican Journal of Botany, 1989,76:47-52.

[11]Li G J,Benoit F,Ceustermans N.Influence of day and night temperature on the growth,development and yield of greenhouse sweet pepper[J].Journal of Zhejiang University (Agric.& Life Sci.),2004,30(5):487-491.

[12]倪紀恒,羅衛(wèi)紅,李永秀,等.溫室番茄發(fā)育模擬模型研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2005,38(6):1219-1225.

Ni J H,Luo W H,Li Y X,et al.Simulation of the development of tomato in greenhouse[J].Scientia Agricultura Sinica, 2005, 38(6):1219-1225.(in Chinese)

[13]李永秀,羅衛(wèi)紅,倪紀恒,等.用輻熱積法模擬溫室黃瓜葉面積、光合速率與干物質(zhì)產(chǎn)量[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2005, 21(12):131-136.

Li Y X,Luo W H,Ni J H,et al.Simulation of leaf area,photosynthetic rate and dry matter production in green- house cucumber based on product of thermal effectiveness and photosynthetically active radiation[J]. Transactions of the CSAE,2005,21(12):131-136.(in Chinese)

[14]袁昌梅,羅衛(wèi)紅,邰翔,等.溫室網(wǎng)紋甜瓜干物質(zhì)分配、產(chǎn)量形成與采收期模擬研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2006, 39(2): 353-360.

Yuan C M,Luo W H,Tai X,et al.Simulation of dry matter partitioning,yield formation and fruit harvest date of greenhouse muskmelon[J].Scientia Agricultura Sinica,2006, 39 (2):353-360.(in Chinese)

[15]楊再強,羅衛(wèi)紅,陳發(fā)棣,等.溫室標準切花菊發(fā)育模擬與收獲期預測模型研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學,2007, 40(6): 1229- 1235.

Yang Z Q,Luo W H,Chen F D.A simulation model for predicting the development stage and harvesting date of standard cutin greenhouse[J].Scientia Agricultura Sinica,2007,40(6):1229-1235.(in Chinese)

[16]趙世杰,史國安,董新純.植物生理學實驗指導[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科學技術出版社,2004: 142-143.

Zhao S J,Shi G A,Dong X C.Experimental guide for plant physiology[M].Beijing:China Agricultural Science and Technology Press,2004:142-143.(in Chinese)

[17]李合生.植物生理生化試驗原理與技術[M].北京:高等教育出版社,2000:66-71.

Li H S.Theory and technology for plant physiology[M]. Beijing:Higher Education Press,2000:66-71. (in Chinese)

[18]Berghage R D,Lownds N K,Erwin J E,et al.Circadian temperature effects on nutrient content of poinsettia leaves[J]. Hortscience,1991,26(6):705-713.

[19]Agrawal M,Krizek D T,Agrawal S B,et al.Influence of inverse day/night temperature on ozone sensitivity and selected morphological and physiological responses of cucumber[J]. J.Am.Soc.Hort.Sci.,1993,118:649-654.

[20]Berghage R D,Flore J A,Heins R D,et al.The relationship between day and night temperature influences photosynthesis but not light compensation point or flower longevity of Easter lily,Thunb[J].Acta Hortic,1990, 272:283-292.

[21]邱文偉,張光倫,張嵩.柑橘等果實糖代謝及其生態(tài)調(diào)控研究進展[J].四川農(nóng)業(yè)大學報,2005,23(1):114-119.

Qiu W W,Zhang G L,Zhang S.Advances in research on sugar metabolism and its ecological control in citrus et al fruit[J].Journal of Sichuan Agricultural University, 2005, 23(1):114-119.(in Chinese)

[22]蔣先明.蔬菜栽培生理學[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1996.

Jiang X M.Physiology for vegetable farming[M]. Beijing: China Agricultural Press,1996.(in Chinese)

Effect of Day and Night Temperature Difference on Fruit Quality of Tomato and its Simulation Models

YUAN Xiao-kang1,2, YANG Zai-qiang1

（1.School of Applied Meteorology, Nanjing University of Information Science ＆ Technology, Nanjing 210044, China; 2.Hunan Research Institute of Meteorological Sciences, Changsha 410118）

In order to investigate the effect of difference between day and night temperature (DIF) on fruit quality of tomato during fruit stage and establish stimulation model for influence of DIF on fruit quality, three experiments were conducted in Jinguan 5 plants after setting fruit in climate chambers. Five day/night temperature regimes 16℃/34℃, 19℃/31℃, 25℃/25℃, 31℃/19℃ and 34℃/16℃ with respective DIF of -18℃, -12℃, 0℃, +12℃ and +18℃ at a common 25℃ mean daily temperature were used. The fruit quality indices under all DIF treatments were determined. The results showed that fruit quality of tomato was promoted under positive DIF, while inhibited under negative DIF. The soluble sugar content, sugar to acid ratio, soluble protein content, vitamin C were increased under positive DIF, while decreased under negative DIF. They were larger under +12℃ DIF than that of +18℃ DIF. On the contrary, organic acid was decreased under positive DIF but increased under positive negative DIF. Lycopene content was increased under +12℃ DIF, but decreased under +18℃ DIF and negative DIF. Under different DIF, the relationship between fruit quality indexes such as soluble sugar, soluble protein, and thermal effectiveness and PAR (TEP) were in Logistic model. By fitting the numerical relationship between DIF and Logistic model parameters, the simulation models of the impact of DIF on soluble sugar, sucrose, soluble protein content of tomato fruit were established. The relationship between fruit quality indices such as organic acid and vitamin C and TEP were in quadratic polynomial model. By fitting the numerical relationship between DIF and quadratic polynomial model parameters, the simulation models of the impact of DIF on organic acid and vitamin C content of tomato fruit were established. The simulation effect of the models proved to be good by independent experiment data.

Day and night temperature difference; Tomato; Fruit quality; Thermal effectiveness and PAR; Simulation

10.3969/j.issn.1000-6362.2017.06.003

2016-09-20

江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計劃（KYLX_0847）

袁小康（1987-），博士，工程師，研究方向為應用氣象。E-mail:yxknuist@126.com

袁小康,楊再強.晝夜溫差對番茄果實品質(zhì)動態(tài)變化的影響及模擬[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2017,38(6):353-360