论文部分内容阅读
精准而高效的水肥管理对于温室樱桃番茄集约化生产至关重要,针对我国目前温室蔬菜生产管理中存在的水肥施用不当导致生产力降低等问题,为响应我国农业生产中节水节肥资源高效利用的政策,实现环境友好型、资源高效利用型现代农业,本研究以樱桃番茄为对象,通过温室小区试验和理论相结合的方法,研究水肥多因子耦合对其综合影响。共开展了三茬试验:在2018年春季（3月-7月,2018S）以灌水、N、K2O和Ca O为试验因子,在2018年秋季（8月-12月,2018F）和2019年春季（3-7月,2019S）以灌水、N、K2O和P2O5为试验因子,采用四因子五水平正交旋转组合设计（二分之一实施）,每茬试验均为23个处理。试验测定分析了总生物量、净光合速率、植株全N、K、Ca（2018S）或P（2018F和2019S）含量5个生长指标,单株果数、单果质量、公顷产量3个产量指标,维生素C含量、番茄红素含量2个果实营养品质指标,以及可溶性总糖、有机酸、可溶性固形物含量和糖酸比4个果实风味品质指标;引入多层次模糊综合评判法（Multi-Level Fuzzy Comprehensive Evaluation,MFCE）对表征樱桃番茄生长的四类因素及其附属的14个子因素进行了综合评判,并对最终的评判值与各指标实测值进行相关性分析,构建了基于樱桃番茄综合生长MFCE值的水肥多因子调控模型,并对该模型进行分析、模拟寻优,以期获得温室樱桃番茄的最佳水肥管控方案,具体取得成果如下:（1）对三茬次樱桃番茄综合评价中主客观权重进行计算,利用层次分析法获取因素及附属子因素的主观权重。2018S四因素评价值的排序为:果实风味品质指标（0.32）>产量指标（0.31）>樱桃番茄生长指标（0.25）>果实营养品质指标（0.12）。2018F和2019S四因素评价值的排序为:产量指标（0.312）>果实风味品质指标（0.306）>樱桃番茄生长指标（0.247）>果实营养品质指标（0.135）。利用熵权法进行因素附属的子因素客观权重的获取,2018S产量子因素中权重最大的是公顷产量（0.56）,生长子因素中权重最大的是净光合速率（0.51）,果实营养品质子因素番茄红素（0.64）权重最大,而果实风味品质糖酸比（0.47）权重最大。2018F四因素下附属的子因素权重最大的依次为:单果质量（0.78）、净光合速率（0.48）、果实番茄红素含量（0.53）、果实有机酸含量（0.45）。2019S四因素下附属的子因素权重最大的依次为:公顷产量（0.56）、净光合速率（0.46）、果实番茄红素含量（0.52）、果实糖酸比（0.37）。（2）基于MFCE对三茬樱桃番茄进行综合评判。2018S和2019S茬的结果表现一致,均为T10（水肥四因子编码值为1.68,0,0,0）处理的评价值最高,而T8（水肥四因子编码值为-1,-1,-1,-1）处理的评价值最低。2018F茬中T19（水肥四因子编码值为0,0,0,0）处理的MFCE值最高,而T7（水肥四因子编码值为-1,-1,1,1）处理的评价值最低。（3）对樱桃番茄MFCE值和指标实测值进行了Spearman分析,建立了基于MFCE的樱桃番茄水肥耦合综合生长模型。经方差分析,三个茬次的樱桃番茄综合生长模型的F回分别等于5.132、13.842和17.603,拟合效果好,即模型能够表示水肥多因子对樱桃番茄综合生长的调控。在水肥单因素分析中,2018S茬的樱桃番茄综合生长与灌水量关系接近于线性,与施N量、施K2O量、施Ca O量均呈开口向下抛物线关系。2019F茬的樱桃番茄综合生长与灌水量、施N量、施K2O量、施P2O5量均呈开口向下的抛物线关系;而2019S茬的樱桃番茄综合生长也与灌水量呈线性关系,与其他三个水肥因子均呈开口向下的抛物线关系。两因子交互作用中,2018S的灌水量和施K2O量以及灌水量和施Ca O量均存在着负交互作用。2018F的灌水量和施N量存在正交互作用;而2019S的灌水量和施P2O5量存在负交互作用。（4）在多因子的组合模型中,2018S茬的灌水量、施N量、施K2O量和施Ca O量为1.68、0、-0.74、-1.22时更有利于樱桃番茄的综合生长;对于不同的施Ca O量而言,当灌水量、施N量、施K2O量和施Ca O量为1.68、0.52、0.07、-1最有利于樱桃番茄的综合生长。2018F茬的灌水量、施N量、施K2O量和施P2O5量为0.70,0.51,0,-0.41时更有利于樱桃番茄的综合生长;而2019S的水肥四因子组合为1.68,0,-0.69,-0.65时是最有利于樱桃番茄的综合生长。（5）利用MATLAB软件对樱桃番茄综合生长模型进行模拟寻优,得出:2018S茬的最佳水肥组合区间为:1522.4～1691.6m3/ha、360～400kg/ha、136.8～152 kg/ha、117.1～130.1kg/ha。2018F茬的最佳水肥组合区间为:974.6～1082.9m3/ha、259.1～287.9kg/ha、113.9～126.5kg/ha、143.7～159.7kg/ha;而2019S的最佳水肥区间为1780.2～1978.0m3/ha、434.0～482.2kg/ha、194.0～104.4kg/ha、163.2～181.3kg/ha。