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第 36 卷 第 9 期 农 业 工 程 学 报 Vol 36 No 9 2020 年 5月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2020 75 基于产量品质和水肥利用效率西瓜滴灌水肥制度优化 李建明 于雪梅 王雪威 张俊威 焦晓聪 黄 茜 西北农林科技大学园艺学院 杨凌 712100 摘 要 实现大棚西瓜量化管理是实现大棚西瓜精准化管理的基础 也是提高产量品质与水肥利用效率的重要途径 以 西瓜为试材 在以关中塿土为主的壤土地区采用膜下滴灌的灌溉方式 通过二因子五水平正交旋转组合设计 灌水量依 据西瓜蒸腾需水量 Eapotranspiration ETc 分别设置 0 49ETc 0 55ETc 0 70ETc 0 85ETc 0 91ETc 5 个水平 施肥 量依据目标产量 Fy 分别设置 0 50Fy 0 65Fy 1 00Fy 1 35Fy 1 50Fy 5 个水平 共 16 个处理 测定西瓜相关品质 产量 灌溉水分利用效率和肥料偏生产力 采用主观层次分析法 客观熵权法和基于博弈论的组合赋权法计算各指标权 重 用近似理想法建立模型 分析水肥滴灌量对综合评价值的影响 结果表明 水肥协同影响西瓜综合评价值 且灌水 量对其影响大于施肥量 综合评价值随水肥施入量增加均呈先升后降的趋势 当灌水量为 0 73ETc 施肥量为 1 03Fy 时 西瓜综合评价值最高 达到 0 74 因此 推荐在水肥资源相对充足的关中地区按 0 73 倍西瓜蒸腾需水量和 1 03 倍目标产 量对西瓜灌溉施肥 而在水资源相对亏缺地区 应适当降低施肥量来提高西瓜综合评价值 关键词 灌溉 肥料 模型 蒸腾蒸发量 灌溉水分利用效率 肥料偏生产力 目标产量 doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 09 009 中图分类号 S275 6 S627 S651 S365 文献标志码 A 文章编号 1002 6819 2020 09 0075 09 李建明 于雪梅 王雪威 等 基于产量品质和水肥利用效率西瓜滴灌水肥制度优化 J 农业工程学报 2020 36 9 75 83 doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 09 009 http www tcsae org Li Jianming Yu Xuemei Wang Xuewei et al Optimization of fertigation scheduling for drip irrigated watermelon based on its yield quality and fertilizer and water use efficiency J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE 2020 36 9 75 83 in Chinese with English abstract doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 09 009 http www tcsae org 0 引 言 随着生活水平提高 人们对果菜需求量增加 设施 园艺产业蓬勃发展 中国设施园艺产量和数量均居世界 第一 已成为优势产业 1 与此同时 水资源稀缺和土壤 次生盐渍化现象日趋严重 2 过量施肥 3 和不合理灌溉 4 现象仍普遍存在 这不仅浪费了水肥资源 提高了裂果 坏果比例 对水肥利用效率 产量和品质产生了消极影 响 还增加了病虫害的发生几率 降低了土壤保水保肥 能力 因此 实现大棚蔬菜量化管理对蔬菜生产具有至 关重要的作用 西瓜色泽鲜艳 营养丰富 且栽培时间短 收益高 深受人们喜爱 5 由于其水肥需求量大 过量施肥与不合 理灌溉现象严重 加强西瓜水肥管理刻不容缓 3 5 滴灌 施肥可根据西瓜不同生育期对水肥需求不同 分阶段将 水肥精准输送到西瓜根部土壤 6 有效减少农业用水 2 和 蔬菜生产体系氮淋溶 7 Erdem 等 8 发现适当降低灌水量 可降低果皮厚 也提高西瓜可溶性糖和固形物含量 杨 小振等 5 发现在 N P 2 O 5 K 2 O 分别按照 163 05 66 85 收稿日期 2019 10 18 修订日期 2020 02 10 基金项目 国家大宗蔬菜产业技术体系岗位专家项目 CARS 23 C05 陕 西省设施瓜菜水肥精准管理技术研究与示范项目 LMZD201802 陕西省 不同地区农业设施结构设计标准及栽培模式研究项目 SNXY002 作者简介 李建明 教授 博士 博士生导师 主要从事设施作物生理生态 研究 Email lijianming66 202 18 kg hm 2 灌水量按照 900 m 3 hm 2 时 西瓜水分利 用效率 产量和品质均达到较高水平 郑健等 9 发现小型 西瓜在苗期 开花坐果期 膨瓜期和成熟期分别采用 0 75Ep Ep 为蒸发皿蒸发量 0 75Ep 1 25Ep 1 00Ep 作为灌水标准时 可同时获得最高产量和最大水分利用 效率 但若要同时达到优质 高产 节水 节肥 科学 的评价体系必不可少 西瓜水肥利用效率 产量和品质衡量标准各不相 同 但又相互影响 仅凭单一指标无法确定西瓜的 最优水肥处理 因此通过主层次分析法 10 客观熵 权法 11 得到水肥利用效率 产量和品质 权重 根据基 于博弈论的组合赋权法 12 得到综合权重 然后根据近似 理想法 13 从优质 高产 节水 节肥四方面出发 确定 西瓜水肥投入综合评价值 旨在达到大棚西瓜水肥量化 管理目标 从而实现以关中塿土栽培为主的西瓜精准化 高效化生产 1 材料与方法 1 1 试验地概况 试验于 2019 年 3 6 月在杨凌示范区揉谷设施农业 基地非对称大跨度塑料大棚进行 108 07 E 34 28 N 年均温约 12 7 年均日照约 2 163 8 h 年均降雨量 649 mm 年均蒸发量约 1 389 mm 大棚长 100 m 跨度 17 m 脊高 4 m 东西走向 土壤类型为关中塿土 土壤 质地为壤土 pH 值为 7 89 硝态氮 84 19 mg kg 有效磷 农业水土工程 农业工程学报 http www tcsae org 2020 年 76 21 47 mg kg 有效钾 183 96 mg kg 0 100 cm 土壤田间 持水率为 22 25 凋萎含水率为 8 3 棚内光照均 匀 光照强度和空气温湿度均用物格 ZDR 20 j Instruments Co Ltd 中国 检测记录 供试西瓜品种为早佳 8424 基肥为活性有机肥 硝 态氮 451 23 mg kg 有效磷 25 82 mg kg 有效钾 5 86 mg kg 佳果多 台湾佳果多实业有限公司 整地 前均匀撒施 48 000 kg hm 2 滴灌追施复合肥为新型高浓 度三元素水溶肥 N P K 有效质量分数均为 19 优 果多 台湾共享农业生技股份有限公司 采用多功能底吸泵装置滴灌施肥 由输水管道 水 源 施肥罐 多功能底吸泵 水表等组成 滴灌带直径 16 0 mm 壁厚 0 2 mm 滴水口间隔 30 cm 滴水口流量 1 5 L h 1 2 试验设计及对应灌溉施肥量 本试验水 肥 2 因子各设置 5 水平 其正交旋转组 合设计方案见表 1 各重复 3 次 T9 T16 是同一处理的 重复 重复间差异体现棚内位置不同环境差异产生的误 差 试验小区位于棚中央偏南 与棚南端相距 2 m 东西 侧各设有 2 行保护行 棚四周无遮挡 将西瓜生育期划 分 4 个阶段 2 苗期 3 月 25 日 4 月 3 日 开花坐果 期 4 月 4 日 4 月 22 日 膨瓜期 4 月 23 日 5 月 16 日 成熟期 5 月 17 日 6 月 5 日 根据西瓜不 同生育阶段需水规律 采用西瓜需水系数 Kc 和 200 mm 蒸发皿累计蒸发量 E P 20 的乘积计算西瓜蒸腾需水量 Evapotranspiration ETc 苗期 Kc 0 4 开花坐果期 Kc 0 8 膨瓜期 Kc 1 6 成熟期 Kc 0 8 2 依据式 1 确定灌水量 14 Ir ETc Kcp A 1 式中 Ir 为灌水量 mm ETc 为西瓜蒸腾需水量 mm Kcp 为西瓜 皿系数 A 为灌溉水量控制面积 m 2 表 1 西瓜试验方案设计 Table 1 Watermelon experimental design 处理 Treatment 编码组合 Coding combination 灌水量 Irrigation level 施肥量 Fertilization level T1 1 1 0 85ETc 1 35Fy T2 1 1 0 85ETc 0 65Fy T3 1 1 0 55ETc 1 35Fy T4 1 1 0 55ETc 0 65Fy T5 1 414 0 0 91ETc 1 00Fy T6 1 414 0 0 49ETc 1 00Fy T7 0 1 414 0 70ETc 1 50Fy T8 0 1 414 0 70ETc 0 50Fy T9 0 0 0 70ETc 1 00Fy T10 0 0 0 70ETc 1 00Fy T11 0 0 0 70ETc 1 00Fy T12 0 0 0 70ETc 1 00Fy T13 0 0 0 70ETc 1 00Fy T14 0 0 0 70ETc 1 00Fy T15 0 0 0 70ETc 1 00Fy T16 0 0 0 70ETc 1 00Fy 注 ETc 为西瓜蒸腾需水量 mm Fy 为目标产量法确定的施肥量 kg hm 2 Note ETc is the evapotranspiration of watermelon mm Fy is the fertilization level determined by the target yield kg hm 2 依据式 2 确定施肥量 F K f Fy 2 式中 F 为施肥量 kg hm 2 K f 为施肥系数 Fy 为目标产 量法 15 确定的施肥量 kg hm 2 分别于 4 月 20 日 开花后 17 d 4 月 27 日 开花 后 24 d 5 月 4 日 开花后 31 d 5 月 11 日 开花 后 38 d 进行滴灌追肥 每个处理滴灌管分支处单独安 装水表 以便准确观测每次灌水量 将型号为 HY AM3 200 mm 的蒸发皿水平悬挂于植株冠层 每天 08 00 测定日蒸发量 试验小区 10 m 长 1 6 m 宽 面积为 16 m 2 宽窄行 吊蔓栽培 单行种植 双蔓整枝 宽行 110 cm 覆白色地 膜 窄行 50 cm 覆黑色底膜 株距 40 cm 膜下安装滴灌 带 在窄行中起垄 垄顶为平顶 垄高 15 cm 2 月 10 日 育苗 4 叶 1 心定植 缓苗 10 d 每株留 1 个瓜 为消除 处理间水肥渗透的影响 将塑料膜埋 70 cm 深进行隔离 1 3 检测指标及方法 将同一授粉日期的西瓜成熟后按处理采摘 每处理 选 9 个瓜 分别计算单株产量和平均单瓜质量 灌溉水分利用效率 Irrigation Water Use Efficiency IWUE kg m 3 是西瓜产量与灌水量的比值 IWUE Y Ir 3 式中 Y 为产量 kg hm 2 Ir 为灌水量 m 3 hm 2 肥料偏生产力 Fertilizer Partial Productivity PFP kg kg 是西瓜产量与施肥量的比值 PFP Y F 4 式中 F 为施肥量 kg hm 2 西瓜纵 横径用游标卡尺测量 其比值为果形指数 将西瓜纵切测皮厚 并分别将中心和边际果实榨汁测品质 可溶性固形物按照阿贝折光仪 Reichert Technologies USA 测定 可溶性总糖按照蒽酮比色法 16 总维生素 C 按照钼蓝比色法 17 还原糖按照 3 5 二硝基水杨酸 法 17 番茄红素按照分光光度计 Thermo Fisher USA 法 18 19 可溶性蛋白按照考马斯亮蓝法 17 测定 由于水肥利用效率 产量和品质评价指标各不相同 无法直接比较 因此需要进行综合分析 为消除量纲不 同所造成的影响 先将西瓜各指标实测值归一化处理 再通过 Yaahp 6 0 进行对主观权重分析 10 通过熵权法 11 进行客观权重分析 依据博弈论原理 通过 Matlab 6 5 求得最终权重 12 最后根据近似理想法 13 确定西瓜水肥 投入综合评价指标 建立西瓜水肥投入综合评价的数学 模型 并分析水肥用量对综合评价指标的影响 1 4 水肥用量分析 统计分析数据运用 SPSS 21 显著性检验和方差分析 用 Tukey 法和 LSD 法 0 05 运用 Excel 2016 分析 数据 并将分析结果绘图 2 结果与分析 2 1 不同水肥用量影响西瓜产量和水肥利用效率 2 1 1 不同水肥用量影响西瓜果实形态指标 水肥用量不同 西瓜果实形态差异显著 如表 2 所 第 9 期 李建明等 基于产量品质和水肥利用效率西瓜滴灌水肥制度优化 77 示 西瓜纵径在 T10 处理达到最大 为 18 50 cm 其横径 在 T15 和 T10 处理分别达到 17 80 和 17 73 cm T2 处理西 瓜纵 横径均最小 仅为 15 14 15 29 cm 与 T1 T4 T5 T9 T10 T12 T13 T14 T15 T16 处理差异显著 P 0 05 说明水肥协同调控果实纵横径 同时增加或降 低水肥投入不会显著影响西瓜果实大小 但增加灌水量的 同时减少施肥量 会显著降低果实纵横径 西瓜果形影响 西瓜外观品质和消费者的购买欲 5 但其受栽培品种影响 较大 水肥用量对其影响较小 T10 处理果形指数最大 果实较长 圆形瓜比椭圆瓜易裂 适当增加圆形西瓜瓜皮 厚可延长西瓜贮运时间 T1 处理瓜皮最厚 达到 9 17 mm 显著高于 T6 T7 T8 T9 处理 P 0 05 便于运输 2 1 2 不同水肥用量影响西瓜产量和水肥利用效率 西瓜产量高低直接影响农民收入 也调控着水肥利 用效率的高低 如表 3 所示 T10 处理西瓜产量最高 达 到 48 901 04 kg hm 2 T1 T5 T12 T16 处理与 T10 处 理产量上差异不显著 P 0 05 T8 处理产量最低 仅 为 30 171 88 kg hm 2 西瓜灌溉水分利用效率 IWUE 最高的处理为 T6 处理 由 T5 T6 T9 T16 处理可以看出 在施肥量一 致的情况下 灌溉越多 IWUE 越低 水肥协同调控 IWUE 在灌水量一致的情况下 由 T1 T2 处理可以看 出 若采用高水处理 则在施肥量高时 IWUE 更高 由 T3 T4 处理可以看出 若采用低水处理 则在施肥 量低时 IWUE 更高 T6 T4 处理尽管 IWUE 较高 但此时产量较低 在实际生产中不受人们青睐 T9 T16 处理在高产的同时 IWUE 保持在较高水平 这不 仅使灌溉水得以高效利用 还使棚内空气湿度和病虫 害得到有效防治 表 2 不同水肥用量对西瓜果实形态指标的影响 Table 2 Effects of different water and fertilizer treatments on fruit morphology inds of watermelon 处理 Treatment 果实纵径 Longitudinal section diameter cm 果实横径 Cross section diameter cm 果形指数 Index of fruit shape 果皮厚 Thickness of fruit peel mm T1 17 22 0 22 ab 17 33 0 18 ab 0 99 0 01 ab 9 17 0 03 a T2 15 14 0 32 d 15 29 0 18 c 0 99 0 01 ab 8 32 0 25 abcd T3 16 84 0 16 abcd 16 59 0 04 abc 1 02 0 01 ab 8 97 0 14 a T4 17 14 0 04 abc 16 87 0 14 ab 1 02 0 01 ab 9 03 0 22 a T5 17 25 0 44 ab 17 19 0 29 ab 1 00 0 01 ab 8 55 0 03 abc T6 16 32 0 34 bcd 16 23 0 27 bc 1 01 0 01 ab 7 06 0 06 d T7 15 30 0 13 cd 16 24 0 17 bc 0 94 0 01 b 7 06 0 14 d T8 16 12 0 78 bcd 16 38 0 75 bc 0 98 0 01 ab 7 33 0 24 cd T9 17 30 0 30 ab 16 91 0 12 ab 1 02 0 01 a 7 51 0 29 bcd T10 18 50 0 20 a 17 73 0 22 a 1 04 0 01 a 8 83 0 12 a T11 16 80 0 16 abcd 16 78 0 12 ab 1 00 0 01 ab 8 20 0 32 abcd T12 17 32 0 24 ab 17 43 0 16 ab 0 99 0 01 ab 8 92 0 13 a T13 17 07 0 20 abc 17 50 0 02 ab 0 98 0 01 ab 8 81 0 23 a T14 17 26 0 47 ab 17 54 0 24 ab 0 98 0 02 ab 8 37 0 40 abc T15 17 33 0 67 ab 17 80 0 14 a 0 97 0 05 ab 8 73 0 29 ab T16 17 21 0 30 ab 16 89 0 29 ab 1 02 0 01 a 7 90 0 28 abcd 注 同列不同字母为差异显著 P 0 05 下同 Note Different letters in the same column are significant differences P 0 05 Same below 表 3 不同水肥处理对西瓜灌溉水分利用效率 产量和肥料偏生产力的影响 Table 3 Effects of different water and fertilizer treatments on irrigation water use efficiency yield and fertilizer partial productivity of watermelon 处理 Treatment 单瓜质量 Weight per melon kg 产量 Yield kg hm 2 总灌水量 Total irrigation level m 3 hm 2 灌溉水分利用效率 Irrigation water use efficiency kg m 3 总施肥量 Total fertilization level kg hm 2 肥料偏生产力 Fertilizer partial productivity kg kg 1 T1 2 86 0 01 abc 44 660 16 199 32 abc 444 2 100 54 0 45 efg 1289 4 34 64 0 15 f T2 2 29 0 03 de 35 723 96 491 66 de 444 2 80 42 1 11 h 620 6 57 56 0 79 bc T3 2 16 0 06 ef 33 750 00 888 48 ef 307 3 109 83 2 89 def 1289 4 26 18 0 69 g T4 2 67 0 07 bc 41 750 00 1 153 06 bc 307 3 135 86 3 75 ab 620 6 67 27 1 86 a T5 2 89 0 07 abc 45 101 56 1 084 89 abc 466 9 96 60 2 32 fg 955 0 47 23 1 14 de T6 2 64 0 02 cd 41 177 08 291 67 cd 284 4 144 79 1 03 a 955 0 43 12 0 31 e T7 2 10 0 03 ef 32 734 38 508 31 ef 375 7 87 13 1 35 gh 1432 5 22 85 0 35 g T8 1 93 0 07 f 30 171 88 1 110 47 f 375 7 80 31 2 96 h 477 5 63 19 2 33 ab T9 2 76 0 08 bc 43 177 08 1 289 52 bc 375 7 114 92 3 43 cde 955 45 21 1 35 de T10 3 13 0 10 a 48 901 04 1 487 53 a 375 7 130 16 3 96 ab 955 51 21 1 56 cd T11 2 70 0 06 bc 42 231 77 946 34 bc 375 7 112 41 2 52 cde 955 44 22 0 99 e T12 2 94 0 05 abc 46 013 02 733 87 abc 375 7 122 47 1 95 bcd 955 48 18 0 77 de T13 3 01 0 09 ab 47 015 63 1 429 81 ab 375 7 125 14 3 81 bc 955 49 23 1 50 de T14 2 95 0 06 abc 46 140 63 921 81 abc 375 7 122 81 2 45 bcd 955 48 31 0 97 de T15 2 97 0 08 abc 46 437 50 1 174 13 abc 375 7 123 60 3 13 bcd 955 48 63 1 23 de T16 2 96 0 09 abc 46 324 22 1 344 91 abc 375 7 123 30 3 58 bcd 955 48 51 1 41 de 西瓜肥料偏生产力 PFP 最高的为 T4 处理 由 T7 T8 T9 T16 处理可以看出 PFP 随施肥量增加而降低 水肥协同调控 PFP 在施肥量相同的情况下 由 T1 T3 处理可以看出 若采用高肥处理 则在浇水量高时 PFP 更高 由 T2 T4 处理可以看出 若采用低肥处理 则在 浇水量低时 PFP 更高 T4 T8 处理尽管 PFP 较高 但 此时产量较低 在实际生产中往往不被采纳 T9 T16 处理在保证高产的同时 PFP 保持在较高水平 这不仅有 利于提高肥料利用的经济效益 还能改善土壤状态 有 效减少土壤次生盐渍化现象的发生 2 2 不同水肥用量影响西瓜品质指标 2 2 1 不同水肥用量影响西瓜单一品质指标 西瓜口感受多项品质指标影响 各指标间差异如 表 4 所示 可溶性总糖在 T1 处理高达 132 02 g kg 在 农业工程学报 http www tcsae org 2020 年 78 T6 处理低至 38 82 g kg 还原糖质量分数在 T11 T13 T15 处理中最高 达到 1 18 而在 T4 处理中仅达到 0 63 可溶性固形物均在 T1 处理达到最高 其边际 和中心值分别为 11 53 和 12 70 且西瓜甜度均匀 中边差最小 现如今 大众对西瓜的要求不仅局限在 其风味指标 越来越关注其营养价值 总维生素 C 质 量分数在 T15 处理中达到最高 为 12 56 mg g 而在 T4 处理中仅为 5 14 mg g 可溶性蛋白质量分数在 T5 和 T7 处理中高达 2 35 mg g 而在 T1 处理中仅为 1 39 mg g 番茄红素质量分数在 T5 处理最高 达到 48 45 mg kg 但在 T4 处理中仅有 28 60 mg kg 现如 今 大众对于品质的要求日益提升 但西瓜果实单一 品质指标的最优水肥用量不尽相同 因此 西瓜综合 评价指标的建立至关重要 表 4 不同水肥处理对西瓜品质的影响 Table 4 Effects of different water and fertilizer treatments on watermelon quality 处理 Treatment 可溶性总糖 质量分数 Total soluble sugar content g kg 1 还原糖 质量分数 Reducing sugar content 总维生素 C 质量分数 Total vitamin C content mg g 1 可溶性蛋白质 质量分数 Soluble protein content mg g 1 番茄红素 质量分数 Lycopene content mg kg 1 中心总可溶性 固形物质量分数 Central total soluble solid content 边际总可溶性 固形物质量分数 Marginal total soluble solid content 中边差 Difference of center and edge T1 132 02 3 27 a 0 93 0 02 bc 8 91 0 16 b 1 39 0 01 d 41 58 1 11 ab 12 70 0 06 a 11 53 0 03 a 1 17 0 07 f T2 53 86 6 45 fg 0 81 0 03 cde 6 42 0 16 cde 1 47 0 06 d 41 06 0 78 ab 12 20 0 10 c 10 27 0 03 de 1 93 0 12 bcde T3 91 35 3 05 cd 0 73 0 02 de 7 67 0 06 bcd 1 77 0 03 c 40 09 2 54 ab 12 67 0 03 ab 10 53 0 03 bcd 2 13 0 03 abc T4 67 92 4 20 ef 0 63 0 04 e 5 14 0 32 e 1 64 0 01 c 28 60 2 99 c 11 47 0 07 e 9 73 0 03 g 1 73 0 09 de T5 108 42 5 79 bc 0 68 0 03 de 7 75 0 12 bc 2 35 0 04 a 48 45 4 31 a 12 43 0 03 abc 10 63 0 07 b 1 80 0 06 cde T6 38 82 5 20 g 0 69 0 03 de 6 33 0 24 de 1 48 0 01 d 44 69 0 79 ab 11 80 0 06 d 9 73 0 03 g 2 07 0 07 abcd T7 85 42 1 56 de 0 86 0 03 cd 11 71 0 11 a 2 35 0 02 a 29 12 1 95 c 12 50 0 06 abc 10 13 0 03 ef 2 37 0 03 a T8 56 62 3 46 fg 0 70 0 03 de 6 88 0 43 cd 1 41 0 05 d 42 22 3 00 ab 12 20 0 06 c 9 87 0 07 fg 2 33 0 03 a T9 110 45 4 14 abc 1 16 0 04 a 11 91 0 18 a 2 16 0 02 b 39 94 1 82 ab 12 50 0 06 abc 10 63 0 07 b 1 87 0 09 bcde T10 110 07 2 96 bc 1 09 0 02 ab 12 05 0 27 a 2 21 0 02 b 37 55 0 88 bc 12 40 0 06 abc 10 50 0 06 bcd 1 90 0 06 bcde T11 118 59 3 72 ab 1 18 0 05 a 12 42 0 39 a 2 13 0 01 b 40 87 0 64 ab 12 20 0 06 c 10 57 0 07 bc 1 63 0 03 e T12 113 88 3 36 ab 1 15 0 05 a 12 52 0 34 a 2 18 0 01 b 38 23 1 58 abc 12 47 0 03 abc 10 43 0 07 bcd 2 03 0 09 abcd T13 108 71 6 20 bc 1 18 0 03 a 11 98 0 20 a 2 22 0 02 ab 38 95 1 05 abc 12 47 0 09 abc 10 30 0 06 cde 2 17 0 07 ab T14 112 46 2 65 abc 1 12 0 04 ab 12 17 0 24 a 2 21 0 02 ab 38 57 1 78 abc 12 40 0 06 abc 10 47 0 09 bcd 1 93 0 07 bcde T15 107 43 2 78 bc 1 18 0 05 a 12 56 0 33 a 2 22 0 02 ab 38 92 0 28 abc 12 37 0 09 bc 10 57 0 07 bc 1 80 0 06 cde T16 112 57 3 51 abc 1 14 0 04 a 11 86 0 33 a 2 17 0 01 b 37 21 1 83 bc 12 40 0 06 abc 10 63 0 03 b 1 77 0 07 de 2 3 不同水肥用量影响西瓜产量 水肥利用效率和品质 指标 2 3 1 综合评价值确立 由于水肥利用效率 产量和品质的最优水肥用量各 不相同 因此需要综合分析 通过主层次分析法 10 得到产量占最高权重 达到 0 319 其次为番茄红素权重 达到 0 153 可溶性总糖权 重占 0 129 中心总可溶性固形物权重占 0 090 总维生 素 C 权重占 0 071 PFP 和 IWUE 权重相同 均为 0 064 可溶性蛋白与边际总可溶性固形物权重相似 均为 0 040 还原糖权重最低 仅为 0 030 通过熵权法 11 得到可溶性总糖权重高达 0 229 其次 为总维生素 C 权重 达到 0 207 肥料偏生产力权重为 0 167 还原糖权重 0 134 可溶性蛋白权重占 0 090 灌 溉水分利用效率权重占 0 076 产量权重占 0 050 番茄 红素权重占 0 041 可溶性固形物权重最低 其边际和中 心值仅为 0 004 和 0 002 由于权重在主层次分析法 10 与熵权法 11 截然不同 依据博弈论原理 通过组合赋权 12 得到综合权重 产量 所占权重最高 达到 0 188 可溶性总糖权重可达 0 178 总维生素 C 权重占 0 137 肥料偏生产力权重为 0 114 番茄红素权重占 0 099 还原糖权重达 0 081 灌溉水分利 用效率权重占 0 070 可溶性蛋白权重为 0 064 而可溶性 固形物权重较低 其中心和边际值仅达到 0 047 和 0 023 根据近似理想法 13 从优质 高产 节水 节肥四方 面出发 确定西瓜综合评价值排序由高到低为 T9 T16 T1 T5 T4 T7 T8 T3 T2 T6 如表 5 所示 水肥 编码值为 0 0 时 西瓜综合评价值最高 综合水肥 利用效率 产量和品质最好 水肥编码值为 1 1 次 之 水肥编码值为 1 414 0 时 西瓜综合评价值最 低 综合水肥利用效率 产量和品质最差 由 T1 T4 T3 T2 可知 水肥协同调控西瓜综合评价值 高水高肥 优于低水低肥 低水低肥优于低水高肥和高水低肥 因 此 在水资源短缺地区 建议采用降低施肥量的方式来 提高西瓜综合评价值 表 5 各处理贴合度 C j 排序与可 溶性总糖 C 13 排序 还原糖 C 14 排序 总维生素 C C 16 排序 可溶性蛋白 C 17 排序和产量 C 21 排序 的相关性均达到极显著水平 P 0 01 与边际总可溶性 固形物 C 12 排序达到显著水平 PF 0 01 第 9 期 李建明等 基于产量品质和水肥利用效率西瓜滴灌水肥制度优化 79 5 3 28 24 决定系数 R 2 0 975 P 模型 0 0001 0 01 模型极显著 P x 1 0 0001 0 01 P x 2 0 0387 0 05 x 1 x 2 项系数显著 说明水肥二因素对综合评价指标十分 重要 P x 1 2 0 0001 0 01 P x 2 2 0 0001 0 01 x 1 2 x 2 2 项系数极显著 P x 1 x 2 0 0005 0 01 x 1 x 2 项系数极 显著 说明水肥二因素交互影响西瓜综合评价指标 表 5 基于 TOPSIS 法确定的不同水肥处理对西瓜综合评价指标的排序 Table 5 Ranking of watermelon comprehensive uation inds under different water and fertilizer treatments determined by TOPSIS 各指标排序 Ranking for each index 处理 Treatment C 11 C 12 C 13 C 14 C 15 C 16 C 17 C 21 C 22 C 23 d d C j 排序 Ranking T1 0 064 0 069 0 086 0 061 0 066 0 056 0 044 0 067 0 056 0 046 0 021 0 031 0 595 9 T2 0 062 0 062 0 035 0 053 0 066 0 041 0 047 0 053 0 044 0 077 0 031 0 018 0 372 15 T3 0 064 0 063 0 060 0 048 0 064 0 048 0 056 0 050 0 061 0 035 0 029 0 018 0 382 14 T4 0 058 0 058 0 044 0 042 0 046 0 032 0 052 0 062 0 075 0 090 0 030 0 024 0 451 11 T5 0 063 0 064 0 071 0 045 0 077 0 049 0 075 0 067 0 053 0 063 0 020 0 028 0 586 10 T6 0 060 0 058 0 025 0 045 0 071 0 040 0 047 0 061 0 080 0 058 0 034 0 017 0 337 16 T7 0 063 0 061 0 056 0 057 0 047 0 074 0 075 0 049 0 048 0 031 0 030 0 022 0 425 12 T8 0 062 0 059 0 037 0 046 0 067 0 043 0 045 0 045 0 044 0 085 0 032 0 021 0 394 13 T9 0 063 0 064 0 072 0 076 0 064 0 075 0 069 0 064 0 063 0 061 0 014 0 032 0 696 8 T10 0 063 0 063 0 072 0 072 0 060 0 076 0 070 0 073 0 072 0 069 0 011 0 034 0 748 1 T11 0 062 0 063 0 078 0 078 0 065 0 078 0 068 0 063 0 062 0 059 0 013 0 034 0 713 7 T12 0 063 0 063 0 074 0 075 0 061 0 079 0 069 0 069 0