中國農(nóng)業(yè)氣象 Chinese Journal of Agrometeorology 2020 年 doi 10 3969 j issn 1000 6362 2020 12 004 徐超 高芮 王明田 等 苗期高溫對草莓果實營養(yǎng)品質(zhì)影響的模糊綜合評價及模型建立 J 中國農(nóng)業(yè)氣象 2020 41 12 785 793 苗期高溫對草莓果實營養(yǎng)品質(zhì)影響的模糊綜合評價及模型建立 徐 超 1 高 芮 1 王明田 3 4 楊再強 1 2 韓 瑋 1 鄭盛華 4 1 南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心 南京 210044 2 南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院 無錫 214000 3 四川省氣象臺 成都 610091 4 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南山區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室 成都 610091 摘要 以草莓品種 紅顏 為研究對象 于 2018 年和 2019 年對草莓苗期進行不同高溫和持續(xù)天數(shù)的雙因素 隨機區(qū)組實驗 日最高氣溫 日最低氣溫設(shè)置 32 22 35 25 38 28 和 41 31 共 4 個水平 以 28 18 為對照 高溫脅迫天數(shù)包括 2 5 8 和 11d 共 4 個處理 高溫處理結(jié)束后將草莓苗移植到 Venlo 型 玻璃溫室進行正常栽培實驗 基于各處理下首批商品果實內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)的差異分析 利用模糊綜合評價方法確 定各實驗處理的綜合得分 分析其與不同脅迫溫度和持續(xù)天數(shù)的關(guān)系 構(gòu)建果實內(nèi)在品質(zhì)綜合評價模型 以探 究苗期高溫對溫室草莓果實內(nèi)在品質(zhì)的影響 結(jié)果表明 高溫下不同處理天數(shù)對草莓果實維生素 C 可溶性糖 可滴定酸和花青苷含量的影響不盡相同 4 個草莓內(nèi)在品質(zhì)的權(quán)重大小分別是 可滴定酸 0 33 花青苷 0 25 維生素 C 0 23 可溶性糖 0 19 模糊綜合評價的得分顯示 35 下處理 8d 和 11d 以及 38 下處理 2d 和 5d 果實內(nèi)在品質(zhì)的綜合得分最高 均大于 0 8 35 下處理 2d 和 5d 以及 32 處理下得分居中 0 6 0 8 38 下處理 8d 和 11d 以及 41 處理下得分最低 0 0 6 研究構(gòu)建的綜合內(nèi)在品質(zhì)模型對溫室 草莓綜合品質(zhì)模擬值與實測值的決定系數(shù) R 2 為 0 86 均方根誤差 RMSE 為 0 01 相對誤差 RE 為 0 06 因此 草莓苗期一定程度的高溫處理 35 下 11d 以內(nèi)或 38 下 5d 以內(nèi) 有助于成熟果實綜合內(nèi)在 品質(zhì)的提高 建立的模型可以很好地預(yù)測苗期高溫下溫室草莓的綜合內(nèi)在品質(zhì) 關(guān)鍵詞 草莓 苗期高溫 果實品質(zhì) 評價模型 模糊評價法 Fuzzy Comprehensive Evaluation and Model Establishment of the Effect of High Temperature in the Seedling Stage on the Nutritional Quality of Strawberry Fruit XU Chao 1 GAO Rui 1 WANG Ming tian 3 4 YANG Zai qiang 1 2 HAN Wei 1 ZHENG Sheng hua 4 1 Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science and Technology Nanjing 210044 China 2 Binjiang College of Nanjing University of Information Science and Technology Wuxi 214000 3 Sichuan Meteorological Observatory Chengdu 610091 4 Water Saving Agriculture in Southern Hill Area Key Laboratory of Sichuan Province Chengdu 610091 Abstract In order to study the effect of high temperature at seedling stage on the intrinsic quality of strawberry fruits in the greenhouse and then to conduct comprehensive evaluation of different experimental treatments to establish a comprehensive evaluation model of intrinsic quality of strawberry fruits In 2018 and 2019 strawberry seedlings were stressed with different high temperature 32 35 38 and 41 and different stress days 2 5 8 and 11d and then transplanted to Venlo glass greenhouse for normal cultivation experiments with normal greenhouse 收稿日期 2020 03 26 通訊作者王明田 E mail wangmt0514 楊再強 E mail yzq 基金項目 國家重點研發(fā)計劃項目 2019YFD1002202 2020 年度江蘇省研究生科研與實踐創(chuàng)新計劃項目 KYCX20 0928 四川省農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)體系研究及應(yīng)用項目 省重實驗室 2018 重點 05 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南山區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實 驗室開放項目 AESMA OPP 2019006 江蘇省自然科學(xué)基金青年基金 BK20180810 第一作者聯(lián)系方式 徐超 E mail amxuchao 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 786 cultivation as a control Based on the differences in fruit intrinsic quality indicators under each treatment the comprehensive score of each experimental treatment determined by the fuzzy comprehensive evaluation method and by analyzing the relationship between the comprehensive score and different stress temperatures and stress days a comprehensive evaluation model of fruit intrinsic quality was constructed Among them the data obtained in 2018 were used for model construction and in 2019 were used for model verification The results showed that the effects of different stress days on the vitamin C soluble sugar content titratable acid content and anthocyanin of strawberry fruits were different under high temperature The weights of the four intrinsic qualities of strawberries are titratable acid 0 33 anthocyanin 0 25 vitamin C 0 23 soluble sugar 0 19 The score of the fuzzy comprehensive evaluation showed that the comprehensive score of the intrinsic quality of the fruit was highest at 8 days and 11 days at 35 and 2 days and 5 days at 38 all greater than 0 8 The comprehensive fruit quality scores were medium between 0 6 and 0 8 at 2d and 5d at 35 and 32 treatment and the lowest comprehensive fruit quality scores between 0 and 0 6 under 38 treatments for 8 days and 11 days and 41 treatment The determination coefficients R 2 of the built in comprehensive quality model for the simulated and measured values of greenhouse strawberry comprehensive quality were 0 86 the root mean square error RMSE was 0 01 and the relative error RE was 0 06 Therefore a certain degree of high temperature treatment within 11 days at 35 or within 5 days at 38 in the greenhouse strawberry seedling stage will help to improve the comprehensive intrinsic quality and the model established can predict the comprehensive intrinsic quality of the greenhouse strawberry under high temperature at the seedling stage which has a guiding significance for the regulation of the strawberry greenhouse temperature environment Key words Strawberry High temperature in the seedling stage Fruit quality Evaluation model Fuzzy evaluation method 草莓以其生長周期短 投資見效快和經(jīng)濟效益 高等優(yōu)勢而成為發(fā)展最快的新興產(chǎn)業(yè)之一 中國草 莓的種植面積呈逐年遞增趨勢 2017 年全國草莓種 植面積 14 13 萬 hm 2 產(chǎn) 量 高 達 375 3 萬 t 產(chǎn)值達到 600 億元以上 1 2 但是由于生產(chǎn)設(shè)施簡陋 環(huán)境調(diào) 控能力差 設(shè)施內(nèi)常遇到高溫等災(zāi)害 嚴(yán)重制約了 草莓的生長發(fā)育 進而影響果實品質(zhì) 3 品質(zhì)是決定商品市場價值的關(guān)鍵因素 4 草莓品 質(zhì)包括外在品質(zhì) 大小 顏色等 和內(nèi)在品質(zhì) 可 溶性糖 維生素和酸含量等 5 關(guān)于溫度對果實內(nèi) 在品質(zhì)的影響國內(nèi)外已有報道 Wang 等 3 研究表明 草莓營養(yǎng)生長期高溫會導(dǎo)致果實品質(zhì)下降 包括果 實內(nèi)可溶性固形物 SSC 可滴定酸 TA 和維生 素 C VC 含量 楊洋等 3 研究溫度對葡萄品質(zhì)的 影響表明 夜間高溫除降低果實總酚外 對可溶性 糖和類黃酮的積累無影響 薛思嘉等 7 研究表明 花 期高溫降低了黃瓜維生素 C 含量 而可溶性糖的含 量隨著溫度升高呈先上升后下降的趨勢 可見 溫 度對不同內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)的影響不盡相同 內(nèi)在品質(zhì) 是一個綜合概念 當(dāng)需要對果實多種品質(zhì)指標(biāo)進行 綜合評價時 不同指標(biāo)之間又相互交叉和重疊 給 定量和綜合評價品質(zhì)指標(biāo)帶來了挑戰(zhàn) 8 9 目前 針對苗期高溫對草莓果實內(nèi)在品質(zhì)的影 響已有報道 但是草莓品質(zhì)指標(biāo)綜合評價的方法以 及苗期高溫對綜合內(nèi)在品質(zhì)的影響模型尚未見到 本研究通過草莓兩個生長季的實驗 使用 2018 年的 數(shù)據(jù)定量分析苗期高溫對設(shè)施草莓果實內(nèi)在品質(zhì)的 影響 使用模糊評價來計算不同溫度下果實內(nèi)在品 質(zhì)的綜合模糊系數(shù) 構(gòu)建綜合模糊系數(shù)與不同溫度 和不同脅迫天數(shù)的模型 并使用 2019 年實驗數(shù)據(jù)對 模型進行檢驗 旨在為設(shè)施草莓溫室環(huán)境品質(zhì)調(diào)控 提供理論指導(dǎo) 1 材料與方法 1 1 實驗地點和材料 實驗在南京信息工程大學(xué)農(nóng)業(yè)氣象試驗站 Venlo 型玻璃溫室進行 溫室的南北長度為 30m 東 西向由 12 個跨組成 每跨為 6m 檐高和脊高分別 為 4m 和 4 73m 溫室內(nèi)加熱系統(tǒng) 灌溉系統(tǒng) 簾幕 開展 通風(fēng)窗的開張均由計算機自動控制 實驗栽 培土壤為沙壤土 pH6 5 6 8 有機質(zhì)含量 第 12 期 徐超等 苗期高溫對草莓果實營養(yǎng)品質(zhì)影響的模糊綜合評價及模型建立 787 176 58mg kg 1 有效氮 有效磷和有效鉀含量分別為 70 52 30 15 和 179 25mg kg 1 實驗期間土壤水分 肥料按常規(guī)栽培進行管理 實驗材料為草莓品種 紅顏 Fragaria ananassa Duch Benihoppe 由山東果樹種植基地 提供 1 2 高溫處理 實驗于 2018 年 9 月 2019 年 1 月和 2019 年 9 月 2020年 1月分兩批次在南京信息工程大學(xué)人工氣 候室 PGC FLEX 加拿大 進行 試驗設(shè)計參考韋 婷婷等 10 方法并適當(dāng)改進 在草莓苗期 9 12 片真 葉 葉長 5cm 花芽分化完成后進行不同持續(xù)日數(shù) 的高溫處理 根據(jù)韋婷婷等 11 的方法 利用 BP 神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)逐時模擬南京地區(qū)氣溫 并以此設(shè)置氣候室的 溫控程序 圖 1 日最高氣溫設(shè)置為 32 35 38 和 41 共 4 個水平 日最高溫與日最低溫的溫差均設(shè) 為 10 以最高溫 最低溫 28 18 為對照 處理 期間空氣相對濕度設(shè)置 65 70 光周期為 12h 12h 以 6 00 18 00 為白天 光照強度為 800 mol m 2 s 1 實驗草莓幼苗系盆栽 盆高 上口 徑 下口徑為 15cm 12cm 8cm 所用土壤與栽培土 壤一致 高溫處理持續(xù)日數(shù)分別設(shè)置為 2 5 8 和 11d 在各高溫處理結(jié)束后將草莓苗去盆移栽至 Venlo 型玻璃溫室 定植密度為 8 株 m 2 故實驗 4 個高溫 處理 4 個持續(xù)天數(shù) 共計 16 組 每組處理 3 個重 復(fù) 每個重復(fù) 10 株 共計 480 株草莓苗 圖1 人工氣候室日內(nèi)溫度變化過程 Fig 1 Variation course of daily temperature in artificial climate chamber 1 3 樣本采集與測定 取首批達商品果采收標(biāo)準(zhǔn)的草莓果實進行測 定 果實營養(yǎng)品質(zhì) 維生素 C 可溶性總糖 可滴定 酸 花青苷 測定方法參考文獻 12 1 4 營養(yǎng)品質(zhì)綜合評價模型 1 4 1 模糊矩陣綜合評判 1 建立模糊評判矩陣 實驗共觀測草莓果實 4 個內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo) U U 1 U 2 U4 每個品質(zhì)指標(biāo)有 16 個處理 V V 1 V 2 V 16 V 1 V 4 分別代表日最高氣溫 32 持續(xù) 2 5 8 和 11d 處理組 V 5 V 8 V 9 V 12 和 V 13 V 16 分別代表日最高氣溫 35 38 和 41 下持續(xù) 2 5 8 和 11d 處理組 則草莓果實內(nèi)在品質(zhì)觀測結(jié)果的模糊 評價矩陣為 12 16 11112 1m 2212 2m nn1n2 nm VV V Ur r r R Ur r r Ur r r 1 2 評價指標(biāo)歸一化處理 對原始數(shù)據(jù) R 進行標(biāo)準(zhǔn)化處理 即對樣本中元 素 r ij i 1 2 3 4 j 1 2 16 進行標(biāo)準(zhǔn)化處 理 以克服評價尺度的不統(tǒng)一 具體標(biāo)準(zhǔn)化方程為 nm nm m j r r r S 2 m mnm n 1 rr m 3 m jnmm n 1 S r r m 1 4 則標(biāo)準(zhǔn)化以后的模糊矩陣變?yōu)?12 m 111 12 1m 221 2 2m nn1 n2 nm VV V Ur r r R Ur r r Ur r r 5 3 評價指標(biāo)權(quán)重計算 采用熵權(quán)法計算各指標(biāo)的權(quán)重 首先求出各指標(biāo)的 信息熵 E i 再計算權(quán)重 W i E i 和 W i 的計算如式 6 式 8 m 1 iiji i1 ln m PlnP i 1 2 n j E1m 6 m ij ij ij j1 P r r 7 i i i 1 W i 1 E E 2 n n 8 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 788 式中 r ij i 1 2 3 4 j 1 2 16 為標(biāo) 準(zhǔn)化的數(shù)據(jù) P ij 為第 i 項指標(biāo)下第 j 個樣本值占該指 標(biāo)的比重值 其中當(dāng) P ij 0 時 lnP ij 0 13 4 綜合評分矩陣 為了得到最終評價結(jié)果 需要制定一個參照值 即標(biāo)準(zhǔn)的評價物元 14 試驗初始數(shù)據(jù)顯示 各品質(zhì) 指標(biāo)在不同處理下變化很大 數(shù)據(jù)上升和下降交替 出現(xiàn) 所以 CK 值作為標(biāo)準(zhǔn)物元也會影響結(jié)果的準(zhǔn)確 性 為了克服這個缺點 把各組處理標(biāo)準(zhǔn)化的最大 值作為標(biāo)準(zhǔn)物元 o V 因此 評價矩陣 R 就可寫為 j R 即 j o 12 m 110 1 12 1m 220 21 2 2m nn0 n1 n2 nm VVV V Ur r r r R Ur r r r Ur r r r 9 該評價矩陣中 V j 的評分越接近標(biāo)準(zhǔn)物元 o V 則 表明品質(zhì)越好 15 計算方法如式 10 和式 11 o n jiij i 1 V V W r 10 12 m 12 m VV V R 11 1 4 2 經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷慕?利用 2018 年數(shù)據(jù)建立模糊矩陣綜合評分與脅迫 溫度 T 和脅迫天數(shù) D 的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?即 Rf T D 12 1 5 數(shù)據(jù)分析 1 5 1 數(shù)據(jù)處理方法 用 Excel2017 和 SPSS17 0 進行數(shù)據(jù)分析 用 GraphPad Prism 7 05 繪圖 1 5 2 模擬驗證 用均方根誤差 RMSE Root Mean Squared Error 和相對誤差 RE Relative Estimation Error 進行經(jīng)驗 模型模擬值和模糊矩陣綜合評分實測值之間對比 RMSE 值越小 表明模擬精度越高 模型越好 15 RMSE 和 RE 的計算式為 n 2 ii i1 OBS SIM RMSE n 13 n i i1 n RMSE RE 100 OBS 14 式中 OBS i 和 SIM i 為觀測值和擬合值 n 為樣 本量的大小 2 結(jié)果與分析 2 1 苗期高溫對草莓果實營養(yǎng)品質(zhì)的影響 2 1 1 維生素 C 由圖 2 可見 CK 苗期不受高溫影響 處理成 熟果實中 VC 含量最高 均在 93mg 100g 1 左右 而 苗期經(jīng)歷不同程度高溫的各處理 其成熟果實中 VC 含量均有不同程度的降低 降低程度與高溫程度及 其持續(xù)日數(shù)呈正相關(guān) 具體來看 高溫脅迫 2d 各 溫度處理下果實中 VC 含量與 CK 無差異 高溫脅 迫 5d 32 和 35 處理后果實中 VC 含量與 CK 無 差異 而 38 和 41 處理后 VC 含量顯著低于 CK 分別比 CK 減少 16 66 和 18 75 高溫脅迫 8d 各 溫度處理下果實中 VC 含量均顯著低于 CK 32 35 38 和 41 處理分別比 CK 減少 17 71 19 79 27 08 和 32 29 其中 32 和 35 處理 下 VC 含量與 CK 無顯著差異 但均顯著高于 38 和 41 處理 高溫脅迫 11d 各溫度處理下果實中 VC 含量顯著低于 CK 分別比 CK 減少 29 16 39 58 42 71 和 47 91 其中 35 38 和 41 處理后果實中 VC 含量與 CK 無顯著差異 但均顯著 低于 32 處理 圖2 苗期不同高溫和持續(xù)天數(shù)處理后成熟草莓果實中VC 含量的比較 Fig 2 Comparison of the VC content in ripe strawberry fruit among high temperature treatments after different days during seedling stage 注 小寫字母表示處理間在 0 05 水平上的差異顯著性 下同 Note Lowercase indicates the difference significance among treatments at 0 05 level The same as below 第 12 期 徐超等 苗期高溫對草莓果實營養(yǎng)品質(zhì)影響的模糊綜合評價及模型建立 789 2 1 2 花青苷 從圖 3 可以看出 高溫脅迫 2d 32 和 35 處 理果實花青苷含量與 CK 無差異 38 處理顯著高于 CK 比 CK 提高 18 03 41 處理顯著小于 CK 比 CK 減少 13 85 高溫脅迫 5d 32 處理果實花 青苷含量與 CK 無差異 35 和 38 處理顯著高于 CK 分別比 CK 提高 13 85 和 20 00 41 處理后 顯著小于 CK 比 CK 減少 16 92 高溫脅迫 8d 32 和 35 處理果實花青苷含量顯著高于 CK 分別 提高 7 69 和 16 92 38 和 41 處理顯著低于 CK 分別比 CK 降低 23 08 和 29 23 高溫脅迫 11d 32 和 35 處理果實花青苷含量顯著高于 CK 分別提高 20 00 和 23 08 38 和 41 處理顯著低 于 CK 分別比 CK 降低 32 31 和 38 46 可見 32 和 35 處理果實花青苷含量隨著處理天數(shù)增加 而增大 38 處理隨著處理天數(shù)延長先增加后減小 41 處理則隨著處理天數(shù)增加而減小 圖3 苗期不同高溫和持續(xù)天數(shù)處理成熟草莓果實中花青苷 含量的比較 Fig 3 Comparison of the anthocyanin content in ripe strawberry fruit among high temperature treatments after different days during seedling stage 2 1 3 可溶性糖 從圖 4 可以看出 成熟果實中可溶性糖 TSC 在不同高溫處理下的變化趨勢與花青苷一致 高溫 脅迫 2d 32 和 35 處理果實 TSC 含量與 CK 無差 異 38 處理顯著高于 CK 比 CK 提高 9 55 41 處理顯著小于 CK 比 CK 減少 4 74 高溫脅迫 5d 32 處理果實 TSC 含量與 CK 無差異 35 和 38 處理顯著高于 CK 分別比 CK 提高 7 62 和 19 05 41 處理顯著小于 CK 比 CK 減少 10 48 高溫脅 迫 8d 32 和 35 處理果實 TSC 含量顯著高于 CK 分別比 CK 提高 6 67 和 11 43 38 和 41 處理 顯著低于 CK 分別比 CK 降低 6 66 和 15 24 高 溫脅迫 11d 32 和 35 處理果實 TSC 含量顯著高 于 CK 分別比 CK 提高 9 53 和 16 19 38 和 41 處理顯著低于 CK 分別比 CK 降低 14 29 和 23 81 可見 32 和 35 處理果實 TSC 含量隨著 脅迫天數(shù)延長而增加 38 處理隨著處理天數(shù)的延 長先增加后減小 41 處理則隨著處理天數(shù)延長而 減小 圖4 苗期不同高溫和持續(xù)天數(shù)處理成熟草莓果實中可溶性 糖含量的比較 Fig 4 Comparison of the total soluble sugar content in ripe strawberry fruit among high temperature treatments after different days during seedling stage 2 1 4 可滴定酸 由圖 5 可見 高溫脅迫 2d 32 和 35 處理果 實可滴定酸 TA 含量與 CK 無差異 38 處理顯 著低于 CK 比 CK 降低 15 40 41 處理顯著高于 CK 比 CK 提高 10 91 高溫脅迫 5d 32 和 35 處理果實 TA 含量與 CK 無差異 38 處理顯著低于 CK 比 CK 降低 21 07 41 處理顯著高于 CK 比 CK 提高 19 46 高溫脅迫 8d 32 35 和 38 處理果實 TA 含量均顯著低于 CK 分別比 CK 提高 23 86 30 46 和 36 04 41 處理果實 TA 含量 顯著高于 CK 比 CK 提高 21 92 高溫脅迫 11d 32 和 35 處理果實 TA 含量顯著低于 CK 分別降 低 30 63 和 38 07 38 和 41 處理顯著高于 CK 分別提高 10 83 和 22 83 可見 32 和 35 處理 果實 TA 含量隨著脅迫天數(shù)延長而減小 38 處理則 隨著脅迫天數(shù)延長先降低后增加 而 41 處理則隨 著脅迫天數(shù)延長而增加 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 790 圖5 苗期不同高溫和持續(xù)天數(shù)處理成熟草莓果實中可滴定 酸含量的比較 Fig 5 Comparison of the titratable acid content in ripe strawberry fruit among high temperature treatments after different days during seedling stage 2 2 苗期高溫對草莓果實內(nèi)在品質(zhì)影響的綜合評價 2 2 1 模型構(gòu)建 1 根據(jù)式 6 式 8 求得維生素 C 花青 苷 可溶性糖和可滴定酸的權(quán)重為 i W 0 23 0 25 0 19 0 33 C維生素 花青苷 可溶性糖 可滴定酸 15 2 根據(jù)式 1 式 5 和式 9 求得評價 矩陣 j R 為 j 1234567 1 2 3 4 8 9 10 11 12 13 14 15 16 VVVVVVVV U 1 0 98 0 64 0 40 0 99 0 86 0 59 R U 0 95 0 67 0 5 0 75 0 95 0 72 0 85 0 90 U 0 93 0 62 0 64 0 71 0 78 0 67 0 73 0 82 U 0 97 0 46 0 49 0 77 0 88 0 47 0 59 0 88 VVVVVVVVV 0 18 0 0 99 s u t 98 0 66 0 44 0 11 0 97 0 62 0 33 0 1 0 92 0 95 0 25 0 10 0 40 0 35 0 15 0 0 93 0 79 1 0 40 0 22 0 44 0 31 0 20 0 1 0 63 0 72 0 97 0 20 0 20 0 06 0 02 0 16 3 根據(jù)式 10 和式 11 求得不同處理下 模糊綜合品質(zhì)得分 R 為 12345678 9 10111213141516 VVVVVVVVV R 0 97 0 67 0 68 0 72 0 76 0 69 0 74 0 81 0 80 VV VV VVVV 0 81 0 82 0 56 0 15 0 47 0 31 0 16 0 s u t 17 4 構(gòu)建模糊綜合評價分?jǐn)?shù) R 與脅迫溫度和脅 迫天數(shù)的方程 模糊綜合得分 R 與脅迫溫度 T 和脅迫天數(shù) D 之間的二次多項式為 22 2 R 12 21 0 76T 0 01D 0 01T 0 003D P 0 05 R 0 73 18 式中 T 的取值在 32 41 D 的取值在 2 11d 2 2 2 模型驗證 使用 2019 年的數(shù)據(jù) 根據(jù)式 17 計算不同溫 度和脅迫天數(shù)下的 R 值 并與模糊綜合評價模型算 出的 R 值進行對比 圖 6 由圖 6 可以看出 利用 模型 17 擬合的 R 值和模糊綜合評價模型算出的 R 值較好地呈現(xiàn)在 1 1 線附近 基于 1 1 線的決定 系數(shù) R 2 為 0 86 說明模型模擬精度較高 圖6 模糊綜合得分的模擬值與實測值的比較 Fig 6 Comparison of simulated and observed fuzzy evaluation values 圖 7 為模型預(yù)測的線性殘差圖 觀測值 模擬 值 從圖可以看出 模型模擬值與實測值的誤差在 0 25 以內(nèi) 模型對果實綜合評價值模擬的均方根誤 差 RMAE 和相對誤差 RE 分別為 0 01 和 0 06 說明模擬值與實測值的一致性較好 圖7 模糊綜合評價值的觀測值與模擬值的殘差 Fig 7 Residual difference between measured and simulated fuzzy evaluation values 2 2 3 評價結(jié)果 利用模糊數(shù)學(xué)綜合法評價苗期高溫對草莓果實 內(nèi)在品質(zhì)的影響 結(jié)果顯示 苗期高溫下 4 種草莓 第 12 期 徐超等 苗期高溫對草莓果實營養(yǎng)品質(zhì)影響的模糊綜合評價及模型建立 791 內(nèi)在品質(zhì)的權(quán)重大小分別是 可滴定酸 0 33 花 青苷 0 25 維生素 C 0 23 可溶性糖 0 19 說明苗期高溫后 可滴定酸含量決定著草莓內(nèi)在品 質(zhì)的好壞 模糊綜合評價得分顯示 苗期 V7 V10 處理 即 35 高溫下處理 8d 和 11d 以及 38 高溫 下處理 2d 和 5d 下綜合果實品質(zhì)得分最高 均大于 0 8 V1 V6 處理 即 32 高溫下處理 2 5 8 和 11d 以及 35 高溫下處理 2d 和 5d 下綜合果實品質(zhì)得 分居中 0 6 0 8 V11 V16 即 38 高溫下處理 8d 和 11d 以及 41 高溫下處理 2 5 8 和 11d 處 理綜合果實品質(zhì)得分最低 0 0 6 說明草莓苗期 輕度或中度的高溫處理會提高果實的內(nèi)在品質(zhì) 而 重度高溫脅迫則降低果實的內(nèi)在品質(zhì) 3 結(jié)論與討論 3 1 討論 果實是作物光合有機物的庫 作物通過光合作 用合成有機物 然后轉(zhuǎn)移到果實中供其生長發(fā)育 因此 當(dāng)植物體受到高溫脅迫時 植株的光合作用 會隨著改變 進而影響果實生長發(fā)育和品質(zhì) 16 17 本研究通過分析苗期高溫對草莓果實最重要的 4 種 內(nèi)在品質(zhì)的影響 發(fā)現(xiàn)不同高溫處理和不同脅迫時 間對草莓內(nèi)在品質(zhì)的影響不盡相同 32 和 35 處 理后果實中可溶性糖 TSC 含量隨著脅迫天數(shù)增加 而增加 38 和 41 處理后果實中 TSC 含量則隨著 脅迫天數(shù)增加先增加后降低 這可能是由于高溫脅 迫后 光合源 葉片光合作用 的供給反應(yīng)不同 輕度高溫處理通過補償作用可以完全補給光合源虧 缺的負面效應(yīng) 而重度高溫脅迫則使得葉片光合器 官受損 源的供給較差 進而導(dǎo)致果實內(nèi)糖的積累 受阻 18 19 花青苷的變化趨勢與 TSC 含量變化基本 一致 這是因為花青苷是一種極性化合物 具有很 強的生物活性 它的穩(wěn)定性取決于糖基化程度 糖 基化程度越高 其穩(wěn)定越大 20 21 TSC 含量與 TA 的含量比例是果實品質(zhì)的一個重要指標(biāo) 二者的動 態(tài)平衡控制果實口感 22 這在本研究中也有所體現(xiàn) TA 的變化趨勢與 TSC 基本相反 目前評判果實品質(zhì)主要通過主成分分析法和聚 類分析綜合評價 林蟬蟬等 9 通過基于主成分與聚類 分析綜合評價葡萄果實品質(zhì) Mir 等 23 通過基于主成 分與聚類分析綜合評價蘋果果實品質(zhì) 雖然主成分 提取指標(biāo)應(yīng)用廣泛 但也不可否認(rèn)其在計算過程中 簡化了指標(biāo) 不能包含全部的信息 24 而模糊數(shù)學(xué) 評價方法則避免了這個問題 并且還避開了主觀性 使結(jié)果更加客觀從而取個更好的評價效果 25 模糊 數(shù)學(xué)法在評價葡萄品質(zhì) 25 小白菜內(nèi)在品質(zhì) 26 南 瓜品質(zhì) 27 和黃瓜品質(zhì) 14 方面有優(yōu)勢 但是草莓果實 品質(zhì)不僅包括內(nèi)在品質(zhì) 還有外在品質(zhì) 大小 顏 色 等 后期應(yīng)綜合考慮開展系統(tǒng)性研究 本研究 依據(jù)不同溫度和脅迫天數(shù)與果實綜合內(nèi)在品質(zhì)模型 關(guān)系 建立了模糊綜合果實內(nèi)在品質(zhì)評價模型 很 好地預(yù)測了苗期高溫后草莓果實綜合內(nèi)在品質(zhì) 可 為設(shè)施草莓溫室溫度調(diào)控提供理論支持 但是模型 還需要不同品種 不同環(huán)境和多重指標(biāo)的驗證才有 普遍適用性 3 2 結(jié)論 1 草莓苗期 9 12 片真葉 葉長 5cm 花 芽分化完成后 遇到一定程度的高溫天氣 日最高 溫度 35 持續(xù) 11d 以內(nèi)或日最高溫度 38 持續(xù) 5d 以內(nèi) 可適當(dāng)提高草莓果實內(nèi)在綜合品質(zhì) 2 在高溫 T 32 41 脅迫時間 D 2 11d 區(qū)間 構(gòu)建了綜合內(nèi)在品質(zhì)得分與高溫和脅迫天 數(shù)的模型 即 22 R 12 21 0 76T 0 01D 0 01T 0 003D 2 P 0 05 R 0 73 模型對綜合果實內(nèi)在品質(zhì)的預(yù) 測值與實測值回歸估計標(biāo)準(zhǔn)誤 RMSE 和相對誤差 RE 分別為 0 01 和 0 06 精度較高 具有較強的 實用性 參考文獻References 1 舒銳 焦健 臧傳江 等 我國草莓產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展建議 J 中國果菜 2019 39 1 51 53 Shu Y Jiao J Zang C J et al The current situation and development suggestions of strawberry industry in China J China Fruit and Vegetable 2019 39 1 51 53 in Chinese 2 Wu B Feng J Zhang M et al First report of hop stunt viroid infecting strawberry in China J Plant Disease 2019 103 1 168 168 3 Wang S Y Camp M J Temperatures after bloom affect plant growth and fruit quality of strawberry J Scientia Horticulturae 2000 85 3 183 199 4 高亮之 金之慶 黃耀 等 農(nóng)業(yè)模型學(xué) M 北京 氣象出版 社 2019 Gao L Z Jin Z Q Huang Y et al Agricultural modeling science M Beijing China Meteorological Press 2019 in Chinese 5 Zahedi S M Hosseini M S Abad a J et al Melatonin foliar 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 792 sprays elicit salinity stress tolerance and enhance fruit yield and quality in strawberry Fragaria ananassa Duch J Plant Physiology and Biochemistry 2020 149 313 323 6 楊洋 張小虎 張亞紅 等 設(shè)施調(diào)控夜間溫度對赤霞珠葡萄 果實品質(zhì)的影響 J 食品科學(xué) 2020 32 1 1 10 Yang Y Zhang X H Zhang Y H et a