基于熵權(quán)-逼近理想解法的設(shè)施番茄灌溉制度評(píng)價(jià)研究

姚繼超，閆 華，薛緒掌，邢 振，李晶晶，3，黃 媛

（1.山東省聊城市水利事業(yè)發(fā)展和保障中心，山東 聊城 252000；2.北京市農(nóng)林科學(xué)院信息技術(shù)研究中心，北京 100097；3.北京農(nóng)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，北京 102206；4.石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院，石家莊 050011）

0 引 言

設(shè)施作物因其反季節(jié)生長(zhǎng)特性，在作物生長(zhǎng)季節(jié)、作物水分需求以及生長(zhǎng)規(guī)律等方面與大田作物存在很大的不同，因此在灌溉方式上也與農(nóng)田存在較大的差異。科學(xué)、合理地灌溉方式既能節(jié)約用水還能改善作物的品質(zhì)，提高作物產(chǎn)量。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)于設(shè)施作物的灌溉定額、灌水周期等基本灌溉制度進(jìn)行了大量的研究與試驗(yàn)，提出了關(guān)于設(shè)施黃瓜、番茄等多種設(shè)施作物的生長(zhǎng)規(guī)律及灌溉制度，給出了不同生育階段作物適宜的土壤含水量、灌溉起始條件及灌溉量、灌溉制度等[1-5]，為指導(dǎo)設(shè)施作物合理灌溉提供了科學(xué)依據(jù)。張娜[6]通過研究表明，土壤含水量下限為65%可作為新疆地區(qū)工業(yè)番茄生長(zhǎng)的最佳灌溉制度。李旭峰等[7]研究表明，在番茄苗期減少50%的灌水量于開花坐果期復(fù)水，有利于提高水分利用效率，且能夠節(jié)水18%。

在灌溉效益評(píng)價(jià)方面，常用的方法有主觀和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法是以專家的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，能較好地體現(xiàn)出專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，但也存在著主觀因素的影響。張志政、李道西等[8,9]采用改進(jìn)層次分析法對(duì)節(jié)水灌溉模式進(jìn)行評(píng)價(jià)，優(yōu)選出最優(yōu)的灌溉方式?？陀^賦權(quán)法是以2 個(gè)變量間的相關(guān)性為基礎(chǔ)，通過對(duì)2個(gè)變量間的相關(guān)性進(jìn)行加權(quán)，從而得到相應(yīng)的權(quán)值。例如，熵權(quán)法可以最大限度地排除人為因素對(duì)權(quán)重的影響，從而使得評(píng)估結(jié)果與現(xiàn)實(shí)更加吻合[10,11]。高金花等[12]利用熵權(quán)方法，建立了節(jié)水灌溉技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并對(duì)灌溉節(jié)水效益進(jìn)行了評(píng)估。

目前，利用熵權(quán)法與TOPSIS 結(jié)合的評(píng)價(jià)模式廣泛應(yīng)用于對(duì)灌溉制度的評(píng)價(jià)中，并取得了較好的效果。李歡歡等[13]人采用TOPSIS 綜合評(píng)價(jià)方法，在綜合考量了作物產(chǎn)量（Y）、水分利用效率（WUE）和可溶性固形物含量（TTS）的條件下，確定了溫室滴灌條件下番茄節(jié)水調(diào)質(zhì)灌溉施肥模式。黃媛等[14]人利用熵權(quán)法進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，使用TOPSIS 評(píng)價(jià)方法進(jìn)行排序，構(gòu)建番茄綜合生長(zhǎng)評(píng)價(jià)體系，獲得高效節(jié)水的設(shè)施番茄滴灌灌溉制度。菅毅等[15]人使用基于熵權(quán)的TOPSIS 法對(duì)不同灌溉方式下的番茄品質(zhì)、產(chǎn)量及水分利用效率進(jìn)行賦權(quán)，并對(duì)其進(jìn)行綜合效益評(píng)估。胡飛鵬等[16]人利用熵值—TOPSIS—灰色關(guān)聯(lián)度模型對(duì)青椒生長(zhǎng)狀況進(jìn)行了綜合評(píng)判，得出了青椒最佳的微潤(rùn)灌技術(shù)參數(shù)。

前期研究主要集中于對(duì)作物產(chǎn)量、水分利用效率、可溶性固形物含量及其他生長(zhǎng)或生理指標(biāo)，未能考慮不同生育時(shí)期水分虧缺對(duì)作物生長(zhǎng)的影響。因此本研究基于蒸發(fā)皿、氣象站、土壤水分傳感器等儀器設(shè)備，通過設(shè)定5 種灌溉處理，在充分考慮不同生育期水分虧缺敏感因素的基礎(chǔ)上，以番茄單果重、作物產(chǎn)量、灌水量、糖酸比、Vc 含量及可溶性糖含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以構(gòu)建設(shè)施番茄優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的綜合評(píng)價(jià)模型，為設(shè)施番茄灌溉制度的合理性分析與優(yōu)選提供新途徑[17]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于北京市國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究示范基地溫室內(nèi)進(jìn)行，該地區(qū)位于東經(jīng)116.39o，北緯40.17o，海拔50 m，年均總降水量500～600 mm，年均溫度11.1 ℃，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候。土壤理化性質(zhì)為：pH 值7.1，全氮0.77 g/kg，有效磷9.71 mg/kg，有效鉀82.3 mg/kg。試驗(yàn)所用溫室東西走向，坐北朝南，溫室長(zhǎng)29 m、寬8 m。試驗(yàn)前0～20 cm 土壤密度為1.39 g/cm3，田間持水率為36%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)根據(jù)蒸發(fā)皿（T1）、氣象站（T2）、土壤水分傳感器（T3、T4）、經(jīng)驗(yàn)灌溉（T5）等5 種不同灌溉制度設(shè)置5 個(gè)試驗(yàn)處理（表1），每個(gè)處理3次重復(fù)，共15個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。表2為不同處理下作物不同生育期的灌溉制度。各小區(qū)隨機(jī)排列，任意2 小區(qū)之間距離為70 cm，每小區(qū)種植番茄2 行，行距為55 cm，株距為30 cm，溫室兩端留出1.2 m 的保護(hù)區(qū)。為了避免每個(gè)處理小區(qū)之間水分相互滲透，在相鄰單元之間，埋入60 cm塑料板將其分隔開。

表2 不同處理情況下的灌溉制度Tab.2 Irrigation schedule under different treatment conditions

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 溫室土壤、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

（1）氣象參數(shù)。利用溫室內(nèi)氣象站自動(dòng)獲取。

（2）土壤含水量。各小區(qū)內(nèi)布設(shè)土壤水分傳感器，利用溫室內(nèi)智能控制系統(tǒng)自動(dòng)采集傳感器信息，監(jiān)測(cè)10、20、30、40、50、60、100 cm不同土層的土壤含水量數(shù)據(jù)。

（3）蒸發(fā)皿蒸發(fā)量。每天17∶00 人工測(cè)量蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。將直徑20 cm 的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿置于番茄冠層上方，根據(jù)植株生長(zhǎng)情況對(duì)蒸發(fā)皿高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，用于測(cè)定溫室內(nèi)的水面蒸發(fā)量。

1.3.2 作物指標(biāo)采集與測(cè)算

（1）生長(zhǎng)參數(shù)。番茄生育期內(nèi)，每個(gè)處理選定3株具有代表性植株，每7～10 d 監(jiān)測(cè)各處理下番茄的株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積（利用折算系數(shù)法，折算系數(shù)取0.639 3）[18]數(shù)據(jù)，每個(gè)指標(biāo)均進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定。

（2）果實(shí)品質(zhì)。每次果實(shí)采摘后，各處理隨機(jī)選取20 個(gè)長(zhǎng)勢(shì)均勻的番茄果實(shí)，進(jìn)行單果鮮重（精度0.01 g 的電子天平）、Vc含量（分光光度法）、有機(jī)酸（堿滴定法）、可溶性糖含量（蒽酮比色法）的測(cè)定。

（3）果實(shí)產(chǎn)量及生物量。結(jié)果后期，每3～5 d 采摘成熟果實(shí)，利用精度5 g 電子秤測(cè)定果實(shí)重量，計(jì)算產(chǎn)量。各處理另選具有代表性植株2～3 株，測(cè)定其鮮重、干重、根冠比及0～10、10～20、20～30、30～40 cm 土壤深度處根系含量，取回根系清洗干凈后，置于75 ℃烘箱中烘干，利用0.000 1 g 天平稱量干重。

1.3.3 水分利用效率計(jì)算

本文所計(jì)算的水分利用效率為產(chǎn)量水平的水分利用效率[19]，采用作物產(chǎn)量與作物耗水量的比值進(jìn)行計(jì)算；作物耗水量采用水量平衡法計(jì)算[20,21]。

1.4 評(píng)價(jià)方法構(gòu)建

1.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)確定

影響番茄灌溉制度優(yōu)選的因素有很多，例如水分虧缺會(huì)嚴(yán)重影響番茄果實(shí)重量及內(nèi)在品質(zhì)。其中番茄單果重、果實(shí)可溶性蛋白含量及可溶性糖含量均對(duì)果實(shí)成熟期水分虧缺較敏感；不同生育期缺水均會(huì)對(duì)番茄果實(shí)的Vc 含量造成影響；苗期及果實(shí)成熟期缺水會(huì)對(duì)果實(shí)可滴定酸含量產(chǎn)生影響。而苗期或開花坐果期不同程度的水分虧缺有利于提高溫室番茄果實(shí)均勻度，在番茄果實(shí)成熟期則與其相反。考慮不同生育期水分虧缺的敏感性，選擇番茄單果重、產(chǎn)量、灌水量、糖酸比、Vc含量及可溶性糖含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.4.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

本文選擇熵權(quán)法對(duì)決策指標(biāo)進(jìn)行賦值，確定指標(biāo)權(quán)重。

根據(jù)熵的定義，m個(gè)方案、n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，其第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值計(jì)算步驟如下：

則第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)為ωj，得到客觀權(quán)重向量：

1.4.3 基于熵權(quán)的逼近理想解法綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

逼近理想解法（TOPSIS）是指將已有的被評(píng)估目標(biāo)與期望目標(biāo)之間的相似度進(jìn)行排序，從而判定被評(píng)估目標(biāo)的相對(duì)優(yōu)劣程度。用計(jì)算評(píng)估目標(biāo)與最優(yōu)解和最劣解之間的距離，來判定事物的優(yōu)劣。如果評(píng)估目標(biāo)既接近最優(yōu)解，又與最劣解保持著一定的距離，那么它就是好的，反之就是差的。其建模步驟如下[22]：

（1）建立決策矩陣。m個(gè)方案，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的方案集、指標(biāo)集分別為：M=(M1,M2,…,Mm)，C=(C1,C2,…,Cn)，方案Mi對(duì)指標(biāo)Cj的值記為xij(i= 1,2,…,m;j= 1,2,…,n)，形成多目標(biāo)決策矩陣：

（2）決策矩陣無量綱化。將多目標(biāo)決策矩陣歸一化處理,得到新的判斷矩陣：

對(duì)于越大越優(yōu)型指標(biāo)：

對(duì)于越小越優(yōu)型指標(biāo)：

式中：xjmax、xjmin分別為相同指標(biāo)下不同方案中分別為第j個(gè)指標(biāo)值的最大值和最小值。

（3）構(gòu)建加權(quán)決策矩陣。將形成的無量綱化矩陣與各指標(biāo)的權(quán)重相乘，得到加權(quán)決策矩陣：

式中：ωj為評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

（4）計(jì)算正理想解和負(fù)理想解。確定矩陣Z的正理想解向量Z+和負(fù)理想解向量Z-：

（5）計(jì)算各評(píng)價(jià)單元與正理想解和負(fù)理想解的距離。采用歐式距離，其計(jì)算公式如下：

（6）各評(píng)價(jià)單元與最優(yōu)值的相對(duì)接近度。即：

（7）方案決策。按相對(duì)接近度大小排序，Ci值越大越接近100，表示第i個(gè)評(píng)價(jià)單元越接近最優(yōu)水平；Ci值越小，表示第i個(gè)評(píng)價(jià)單元水平越差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉制度對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)的影響

圖1展示了不同灌溉制度下對(duì)番茄生長(zhǎng)參數(shù)的影響，可以看出不同灌溉制度下番茄的株高、莖粗、葉片數(shù)和葉面積指數(shù)變化趨勢(shì)基本一致，但數(shù)值存在差異，其中株高、莖粗、葉片數(shù)3個(gè)參數(shù)的變化趨勢(shì)類似，表現(xiàn)為苗期生長(zhǎng)較快，開花坐果期生長(zhǎng)速度逐漸放緩，成熟期后番茄莖粗基本無變化。

圖1 不同灌溉制度對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effects of different irrigation systems on tomato growth

對(duì)于株高來說[圖1（a）]，在番茄苗期和開花初期處理T3株高最高，處理T5、T2、T4次之，處理T1最低；開花坐果期之后，處理T2、T3、T5的株高基本相同，處理T4次之，處理T1 最低。9 月23 日之后，T5 處理株高增長(zhǎng)較快，明顯高于T1處理，主要是由于T5 處理灌水量較大，使得株高增長(zhǎng)較快。開花期至成熟打頂之前，處理T3 和T2 灌水量較大，T4 和T5次之，T1 最小，使得處理T2、T3、T5 的番茄株高無明顯差異，處理T1植株生長(zhǎng)最慢。對(duì)于莖粗和葉片數(shù)來說[圖1（b）、圖1（c）]，在開花坐果期，T3 處理明顯高于其他處理。對(duì)于葉面積指數(shù)來說[圖1（d）]不同灌溉制度的番茄葉面積均表現(xiàn)為苗期小、開花坐果期大、成熟采摘期穩(wěn)定的變化規(guī)律。

2.2 不同灌溉制度對(duì)溫室番茄生物量及耗水量的影響

圖2（a）為不同灌溉制度下對(duì)番茄干物質(zhì)量及根冠比的影響，與其他處理相比，T3 處理的葉干重與莖干重最大，T1 處理次之，T5 處理最小，具體表現(xiàn)為處理T3>T1>T2>T4>T5；根冠比則與此相反，表現(xiàn)為T3 最小，T5 最大，具體表現(xiàn)為處理T5>T4>T2>T1>T3。推測(cè)其原因認(rèn)為，T3 處理在開花坐果期的灌水量較大，植株獲取到充足的水分供應(yīng)，導(dǎo)致莖干重與葉干重最大，而T5 處理則與此相反。處理T4 與T5 在開花坐果期的灌水量相差不大，因此其地上部分干物質(zhì)量無明顯差異，但由于處理T5 灌水周期的延長(zhǎng)，使得植株根系得到充分生長(zhǎng)，2 個(gè)處理的根冠比存在明顯差異。

圖2 不同灌溉制度對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)耗水影響Fig.2 Effects of different irrigation systems on water consumption for greenhouse tomato growth

圖2（b）為不同灌溉制度對(duì)番茄耗水量的影響，可知苗期各處理耗水量表現(xiàn)為T5>T4>T1>T3>T2，開花坐果期各處理耗水量為T2>T5>T3>T4>T1，成熟采摘期表現(xiàn)為T5>T2>T4>T3>T1，全生育期內(nèi)總耗水量表現(xiàn)為T5>T2>T4>T3>T1，其中不同處理在開花坐果期的耗水量最大，苗期次之，成熟期最少。番茄苗期由于植株株體較矮，葉片較小，所以植株蒸騰作用較弱，耗水量較低；開花坐果期，植株進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)階段，此時(shí)植株生長(zhǎng)速度加快，蒸騰作用增強(qiáng)，此時(shí)期耗水量較大；番茄進(jìn)入成熟期，此時(shí)外界氣候較低，光照較弱，導(dǎo)致植株耗水較少。且在滴灌條件下，番茄耗水量與灌水量存在很大關(guān)系，耗水量隨著灌水量的增加而增加。

2.3 不同灌溉制度對(duì)溫室番茄水分利用效率及品質(zhì)的影響

不同灌溉制度對(duì)溫室番茄的水分利用效率具有明顯的影響（表3）。與其他處理相比，T3 處理的水分利用效率最高，為12.62 kg/m3，T1 處理（11.79 kg/m3）次之，T4 處理（3.63 kg/m3）最低。不同處理間產(chǎn)量數(shù)據(jù)與水分利用效率存在相同的趨勢(shì)，T3處理產(chǎn)量最高達(dá)40 842.88 kg/hm2。

果實(shí)品質(zhì)可作為灌溉制度優(yōu)選的重要因素。番茄品質(zhì)一般可分為外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，其中外觀品質(zhì)主要包括果實(shí)色澤、圓度以及單果重，內(nèi)在品質(zhì)主要由糖酸比、Vc 含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量等組成。由表3可知，不同處理間單果重表現(xiàn)為T5>T3>T2>T4>T1，且T5 處理下糖酸比最小，T3 處理次之，T2 處理糖酸比最大；而對(duì)于不同處理間果實(shí)Vc含量及可溶性糖含量存在較大差異，T1處理下果實(shí)Vc含量最高，T4 處理次之，T2、T3、T5 處理相差不大；可溶性糖含量表現(xiàn)為T4>T1>T2>T3>T5。分析表明，灌水量增加可以增加單果重，同時(shí)引起番茄的內(nèi)在品質(zhì)的變化，糖酸比等品質(zhì)受到了一定影響。而在開花坐果期適度地減少灌水量可以提高番茄的可溶性糖含量。

2.4 基于熵權(quán)-逼近理想解法的設(shè)施番茄灌溉制度多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

綜合考慮糖酸比、Vc 含量、可溶性糖含量、單果重、番茄產(chǎn)量和灌水量等6項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)小湯山日光溫室秋冬茬番茄灌溉制度做出最佳判斷。運(yùn)用基于熵權(quán)的TOPSIS 評(píng)價(jià)法對(duì)溫室番茄的灌溉制度進(jìn)行評(píng)價(jià)與優(yōu)選，計(jì)算的6項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重分別為：0.163 2、0.170 1、0.160 8、0.155 6、0.170 5、0.179 8。表4 為不同處理的貼近程度及評(píng)價(jià)結(jié)果。從表4 中可以看出，T1～T5 的貼近度分別為：0.553 4、0.311 2、0.664 1、0.112 4、0.406 9。灌溉制度綜合評(píng)價(jià)的歐氏貼近度可以綜合反映出灌溉制度的優(yōu)劣程度，根據(jù)5個(gè)處理貼近度的數(shù)值，其灌溉制度的優(yōu)劣程度表現(xiàn)為：T3>T1>T5>T2>T4，其中處理3 為最優(yōu)處理，苗期、開花坐果期及果實(shí)成熟期的灌水量分別為37、44、17 mm。

表4 不同處理的貼近程度及評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.4 The closeness and evaluation results of different treatments

3 討 論

3.1 生 長(zhǎng)

株高、莖粗、葉面積指數(shù)等參數(shù)是影響番茄生長(zhǎng)發(fā)育與有機(jī)質(zhì)產(chǎn)量的重要指標(biāo)，不同灌溉制度下對(duì)于植株的生長(zhǎng)速率存在很大影響[23]。通過研究可知，不同灌溉制度下溫室番茄在苗期的株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積指數(shù)等4個(gè)生長(zhǎng)參數(shù)均無明顯差別。其中在番茄苗期，各處理之間株高差異不明顯主要是由于番茄苗移栽時(shí)土壤含水量較大，整個(gè)苗期水分充足，因此各處理間番茄株高無明顯差異；開花期處于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)階段，植株需水量較大，因此不同的灌溉制度對(duì)番茄的生長(zhǎng)參數(shù)存在較大影響；成熟期番茄基本停止生長(zhǎng)，不同處理間的生長(zhǎng)參數(shù)無明顯差異。在開花坐果時(shí)期，T3 處理的莖粗和葉片數(shù)逐漸顯示出生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，主要是由于T3處理的高水分處理，使其莖粗和葉片數(shù)明顯高于其他處理，其他處理間葉片數(shù)則相差不大。就番茄葉面積指數(shù)而言，其變化規(guī)律表現(xiàn)為苗期較小，開花坐果期較大，在成熟采摘期趨于穩(wěn)定，這與朱傳遠(yuǎn)[24]研究結(jié)果一致，番茄的葉面積在開花結(jié)果期達(dá)到全生育期葉面積的最大值。在番茄苗期，各處理葉面積指數(shù)差異較小，開花坐果期差異逐漸拉大，其中T3 處理由于灌水充足，葉面積指數(shù)增加快速，T1處理則與此相反，成熟期后葉面積指數(shù)增長(zhǎng)速率減緩，水分調(diào)控對(duì)番茄葉面積指數(shù)的影響不大，各處理葉面積指數(shù)在此時(shí)期達(dá)到穩(wěn)定。

3.2 生物量和耗水量

不同的灌溉制度影響著植株根系對(duì)水分的吸收，同時(shí)對(duì)莖葉中干物質(zhì)向外轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)生差異，影響果實(shí)生物量的積累。不同時(shí)期灌水量的差異對(duì)于番茄植株最終生物量以及根冠比的影響不盡相同。吳洮男等[25]研究表明不同灌水量對(duì)番茄地上部生物量積累量影響顯著。龐婕等[26]認(rèn)為，番茄植株根冠比隨著土壤含水率的增加呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)。本次研究表明，與其他處理相比，T3 處理的葉干重與莖干重最大，而根冠比最小，處理T5 的葉干重、莖干重最小，根冠比最大。分析其原因認(rèn)為，T3 處理在開花坐果期的灌水量較大，此時(shí)期充足的水分有利于植株的快速生長(zhǎng)，從而促使莖、葉干重最大；而T5 處理在此時(shí)期的灌水量較少，且灌水周期較其他處理明顯延長(zhǎng)，使得番茄植株生長(zhǎng)受到影響，造成莖、葉干重最小，但由于此時(shí)期T5 處理的根系吸水生長(zhǎng)機(jī)制得到了較好的發(fā)展，使得根冠比最大。處理T4與T5在開花期的灌水量相同，其地上部分生物量無明顯差異，但處理T5 灌水周期的延長(zhǎng)使得植株根系得到充分生長(zhǎng)，2個(gè)處理的根冠比存在明顯差異。由此可說明，水分虧缺雖然提高了根冠比，但這是以犧牲地上部分生物量的積累為代價(jià)的，植株地上部分和根部2者之間相互依賴，相互制約。根系生長(zhǎng)良好與地上部分的枝葉茂盛的趨勢(shì)是一致的；但是根系生長(zhǎng)過于旺盛就會(huì)限制地上部分的生長(zhǎng)。而灌水對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著至關(guān)重要的作用。水分虧缺下植株的生長(zhǎng)受到限制，易發(fā)生早衰；而過量灌溉容易造成植株瘋長(zhǎng)，抑制生物量的積累，造成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)失調(diào)。因此，選擇合適的灌溉制度，并對(duì)根冠比進(jìn)行優(yōu)化，是目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的問題。在適宜的水分條件下，植株既能產(chǎn)生足夠的生物量，又能使其同化物在根冠間的分配更加合理，從而促進(jìn)其根系發(fā)育，增強(qiáng)其活力，能夠?yàn)槠涓弋a(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供理論依據(jù)。

對(duì)于不同灌溉制度下溫室番茄耗水量的研究表明，在滴灌條件下，溫室番茄的耗水量隨著灌水量的增加而增加，T5為灌水量最高的處理，其耗水量也表現(xiàn)為最大。從番茄節(jié)水、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)上來看，滴灌條件下溫室番茄的灌溉制度要根據(jù)其對(duì)水分的敏感程度來制定，根據(jù)上述分析，開花坐果期的土壤水分敏感程度最大，因此在開花坐果期增大灌水量，苗期和成熟采摘期可適當(dāng)降低灌水量，有利于作物高產(chǎn)，同時(shí)也可有效提高水分利用效率。

3.3 產(chǎn)量品質(zhì)

研究表明，灌水量可明顯影響作物的單果重、產(chǎn)量、糖酸比、Vc 含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)[27-30]。本次試驗(yàn)與前人研究結(jié)果一致，顯示單果重和糖酸比與番茄總灌水量存在直接相關(guān)關(guān)系，灌水量最大的處理其單果重最大，糖酸比最??；番茄果實(shí)的可溶性糖含量與開花坐果期的灌水量相關(guān)，在開花坐果期適度地減少灌水量可以提高番茄的可溶性糖含量。綜上，灌水量增加可以增加單果重，同時(shí)引起番茄的內(nèi)在品質(zhì)的變化，糖酸比等品質(zhì)受到一定影響，因此番茄灌溉制度的制定要綜合考慮灌水量對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響。

基于以上分析結(jié)果，以番茄優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)為目標(biāo)，綜合考慮番茄產(chǎn)量、灌水量、糖酸比、Vc 含量、可溶性糖含量、單果重6項(xiàng)指標(biāo)，采用基于熵權(quán)的逼近理想解法對(duì)不同灌溉制度進(jìn)行了評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果為土壤水分處理T3 對(duì)應(yīng)的灌溉制度為最優(yōu)，從而得出小湯山日光溫室秋冬茬番茄溫室滴灌條件下的灌溉制度為：苗期灌水量37 mm，開花坐果期灌水量44 mm；果實(shí)成熟期灌水量為17 mm。

4 結(jié) 論

通過試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著生育期的變化，不同灌溉制度下番茄株高、莖粗、葉片數(shù)以及葉面積指數(shù)無明顯差異。T3處理下的水分利用效率與產(chǎn)量分別為12.62 kg/m3和40 842.88 kg/hm2，明顯高于其他處理。不同灌溉處理下，番茄生育期內(nèi)總耗水量、單果重、糖酸比、Vc 含量及可溶性糖含量分別表現(xiàn)為T5>T2>T4>T3>T1、 T5>T3>T2>T4>T1、 T2>T1>T4>T3>T5、T1>T4>T3>T5>T2 和T4>T1>T2>T3>T5。綜合考慮番茄產(chǎn)量、灌水量、糖酸比、Vc 含量、可溶性糖含量、單果重6 項(xiàng)指標(biāo)，其5 種不同灌溉制度表現(xiàn)為：處理T3>T1>T5>T2>T4。建議在小湯山日光溫室秋冬茬溫室番茄滴灌條件下采用T3（土壤水分傳感器）處理的灌溉制度，即苗期、開花坐果期及果實(shí)成熟期的灌水量分別為37、44、17 mm。