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随着经济社会的发展和生活水平的提高,消费者对番茄生产总量的需求已趋近饱和,而对果实品质的要求日益提高。灌溉是影响番茄果实水碳传输和代谢的重要因素,也是调控产量和果实品质的重要措施。本文以番茄为研究对象,2011～2013年在中国农业大学石羊河实验站日光温室内进行了大果鲜食番茄不同生育阶段不同程度调亏灌溉试验,2014年在法国阿维尼翁的玻璃温室内进行了樱桃番茄品种"Cervil"和大果鲜食番茄品种"Levovil"连续亏缺灌溉试验,分析了番茄生长、生理生态指标、耗水、产量和果实品质对水分亏缺的响应,结合搜集的试验数据建立了番茄水分-产量-品质经验模型、番茄糖分机理模型和果实生长与糖分耦合模型,构建了综合考虑产量和果实品质的优化灌溉决策方法。主要成果如下：(1)水分亏缺降低了"Cervil"和‘’Levovil"植株水势、叶片气孔导度、蒸腾速率,而对叶片光合速率无显著影响；水分亏缺延长了叶片生长时间,而对果实生长时间无显著影响,减小了叶片长度和果实大小,降低了叶片和果实生长速率；水分亏缺减少了植株生物量,而对茎秆、叶片、果穗和果实之间生物量分配的影响与番茄品种相关。(2)StageⅡ(第一穗花开始坐果至第一个果实成熟)和Stage Ⅲ(第一个果实成熟至拉秧)减少1/3充分灌水量和两生育阶段连续减少1/9充分灌水量对番茄产量和品质都无显著性影响。Stage Ⅱ和Stage Ⅲ减少2/3充分灌水量和两生育阶段连续至少减少2/9充分灌水量都显著降低了产量,但不同程度地提高了果实可溶性固形物、还原性糖、有机酸、糖酸比、维生素C、番茄红素、果实硬度和果色指数等品质指标。(3)根据4年试验数据的模拟分析,推荐采用Minhas模型模拟番茄水分-产量关系,采用Multiplicative模型模拟番茄水分与果实可溶性固形物、还原性糖、糖酸比和果实硬度的关系,采用Additive模型模拟番茄水分与果实有机酸、维生素C、果色指数和品质综合指数的关系。(4)建立的糖分机理模型TOM-SUGAR能较好地模拟不同试验条件下不同品种番茄果实糖分累积。果实干重可溶性糖和淀粉含量的平均预测误差(RRMSEP)对于"Cervil"分别为17.9%和18.7%,对于"Levovil"分别为14.7%和28.0%：鲜重可溶性糖和淀粉含量的RRMSEP对于’Cervil"分别为21.3%和21.0%,对于"Levovil"分别为15.4%和31.5%。(5)结合TOM-SUGAR模型和果实生长生物物理模型建立了番茄果实生长与糖分耦合模型,模型能较好地模拟不同试验条件下果实鲜重、干重、干重可溶性糖和淀粉含量、鲜重可溶性糖和淀粉含量,平均相对均方根误差对于"Cervil"分别为13.0%、12.9%、15.2%、22.9%、19.1%和26.7%,对于"Levovil"分别为18.9%、18.6%、12.8%、24.6%、14.1%和30.5%。(6)基于番茄水分-产量-品质经验模型构建了最大效益和目标规划优化灌溉决策方法,并求解得到了不同情景下的优化灌溉制度,为实现番茄节水调质高效灌溉管理提供了科学指导。