鹽堿地水肥耦合對基質(zhì)栽培番茄生長與產(chǎn)量品質(zhì)的影響

收稿日期： 2023-06-28； 修回日期： 2023-09-14； 網(wǎng)絡(luò)出版時間： 2024-05-23

網(wǎng)絡(luò)出版地址： https：//link.cnki.net/urlid/32.1814.TH.20240522.1042.020

基金項(xiàng)目： 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（52379042）；甘肅省東西協(xié)作專項(xiàng)（23CXNA0025）；甘肅省水利廳2022年度第一批省級水資源項(xiàng)目（甘水資源發(fā)〔2022〕94號）;甘肅省水利廳2023年度第一批省級水資源費(fèi)項(xiàng)目（甘水資源發(fā)〔2023〕88號）;酒泉市2023年度第二批科技計(jì)劃項(xiàng)目（2023CA2060）

第一作者簡介： 趙文舉（1981—），男，甘肅永昌人，教授，博士生導(dǎo)師（通信作者，wenjuzhao@126.com），主要從事寒旱區(qū)水土資源高效利用研究.

第二作者簡介： 曹偉（1997—），男，甘肅靖遠(yuǎn)人，碩士研究生（cw97919@163.com），主要從事節(jié)水灌溉理論與新技術(shù)研究.

摘要： 為探究鹽堿地水肥耦合對基質(zhì)栽培番茄生長的影響，設(shè)置3組灌溉水平W1（268 mm），W2（201 mm），W3（161 mm）和3組施肥水平（N-P2O2-K2O， kg/hm2）F1（260-200-220 kg/hm2），F(xiàn)2（208-160-176 kg/hm2），F(xiàn)3（156-120-132 kg/hm2），共9組耦合處理，以無基質(zhì)水肥組合作為對照組CK，基于溫室大棚試驗(yàn)研究水肥耦合對鹽堿地土壤鹽分、基質(zhì)栽培番茄株高莖粗、根系特征、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，并構(gòu)建遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化模型確定鹽堿地基質(zhì)栽培番茄的最優(yōu)水肥調(diào)控策略.結(jié)果表明：與CK相比，基質(zhì)處理株高、莖粗、根系特征、水肥利用效率、產(chǎn)量與品質(zhì)具有顯著優(yōu)勢；基質(zhì)處理土壤表層鹽分含量較低，土壤剖面0～30 cm表現(xiàn)為積鹽過程，30～60 cm表現(xiàn)為脫鹽過程；通過AHP-CRITIC主客觀組合賦權(quán)的VIKOR法對番茄產(chǎn)量、風(fēng)味品質(zhì)進(jìn)行評價，處理W3F1的利益比率最小，產(chǎn)量與品質(zhì)最佳；基于遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化模型求解Pareto最優(yōu)解，確定鹽堿地基質(zhì)栽培番茄的最佳水肥耦合策略為W3F2，研究可為鹽堿地高品質(zhì)果蔬的水肥科學(xué)管理提供理論依據(jù).

關(guān)鍵詞： 水肥耦合；基質(zhì)栽培；鹽堿地；主客觀組合賦權(quán)；多目標(biāo)尋優(yōu)

中圖分類號： S275.4" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A" 文章編號： 1674-8530（2024）06-0619-08

DOI：10.3969/j.issn.1674-8530.23.0128

趙文舉，曹偉，吳克倩，等.鹽堿地水肥耦合對基質(zhì)栽培番茄生長與產(chǎn)量品質(zhì)的影響［J］.排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2024，42（6）：619-626.

ZHAO Wenju， CAO Wei， WU Keqian， et al. Effects of water and fertilizer coupling on growth， yield and quality of tomato in saline-alkali soil［J］.Journal of drainage and irrigation machinery engineering（JDIME），2024，42（6）：619-626.（in Chinese）

Effects of water and fertilizer coupling on growth， yield

and quality of tomato in saline-alkali soil

ZHAO Wenju1，2

Symbolj@@ ， CAO Wei1，2， WU Keqian1，2， LI Jiancheng3， MA Hong1，2

（1.College of Energy and Power Engineering， Lanzhou University of Technology， Lanzhou， Gansu 730050， China; 2. Key Laboratory of Smart Agriculture Irrigation Equipment， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Lanzhou， Gansu 730050， China; 3. Lanzhou New Area Agricultural Science and Technology Development Co.， Ltd.， Lanzhou， Gansu 730300， China）

Abstract： In order to improve the quality and efficiency of crops in saline-alkali land， three groups of irrigation levels ［i.e. W1 （268 mm）， W2 （201 mm） and W3 （161 mm）］ and three groups of fertilization levels ［i.e. （N-P2O2-K2O， kg/hm2） F1 （260-200-220 kg/hm2）， F2 （208-160-176 kg/hm2） and F3 （156-120-132 kg/hm2）］， summing up to 9 groups of coupling treatments were set up. Based on the greenhouse experiment， the effects of water and fertilizer coupling on soil salinity， plant height， stem diameter， root characteristics， yield and quality of tomatoes cultivated in saline-alkali soil were studied. And the multi-objective optimization model of the genetic algorithm was constructed to determine the optimal water and fertilizer regulation strategy for tomato cultivation in saline-alkali soil. It turns out that compared with CK， the plant height， stem diameter， root characteristics， water and fertilizer utilization efficiency， yield and quality of tomatoes cultivated in saline-alkali soil have significant advantages. The salt content in the surface soil of the substrate treatment is low， the soil profile of 0-30 cm shows a salt accumulation process， and the soil profile of 30-60 cm shows a desalination process. Through the VIKOR method of AHP-CRITIC subjective and objective combination weighting， the yield and flavor quality of tomatoes were evaluated. The benefit ratio of W3F1 treatment is the smallest， and the yield and quality are the best. Based on the genetic algorithm multi-objective optimization model to solve the Pareto optimal solution， the optimal water and fertilizer coupling strategy for tomato cultivation in saline-alkali soil is determined to be W3F2. This study can provide a theoretical basis for the scientific management of water and fertilizer for high-quality fruits and vegetables in saline-alkali soil.

Key words： water and fertilizer coupling;substrate culture;saline-alkali land;subjective and objective combination empowerment;multi-objective optimization

土地鹽堿化造成土壤通氣性和透水性變差，是制約作物生長及產(chǎn)量的重要因素之一，嚴(yán)重威脅農(nóng)田資源高效利用與阻礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平的發(fā)展［1］.中國有約15億畝鹽堿地，其中約5億畝具有開發(fā)利用潛力，因地制宜開發(fā)利用鹽堿土地資源至關(guān)重要［2］.近年來，使用秸稈、酒糟等農(nóng)業(yè)廢棄物改良土壤的方法，因其具有產(chǎn)量巨大、有機(jī)質(zhì)含量高與改善土壤結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)備受關(guān)注［3-4］，張玉文等［5］發(fā)現(xiàn)秸稈還田能夠明顯改善土壤通氣與水分入滲性能，有效抑制表層土壤鹽分積累，對濱海黏質(zhì)鹽土改良具有顯著效果.王秋菊等［6］將玉米秸稈、稻殼等農(nóng)業(yè)廢棄物機(jī)械深施在心土層能改善土壤孔隙度、透水性等，具有阻隔土壤中鹽分上升，并使表層鹽分向下淋洗，降低鹽基離子對作物的危害，顯著提高作物產(chǎn)量的優(yōu)點(diǎn).農(nóng)業(yè)廢棄物改良土壤具有顯著的優(yōu)勢，但現(xiàn)有工藝存在施工難度大，費(fèi)時費(fèi)力，成本較高等問題.

在鹽堿地的水肥管理中，必須兼顧壓鹽與供水供肥，合理的水肥耦合策略是降低鹽堿地鹽分含量和作物增產(chǎn)、提質(zhì)的重要措施.李奕含等［7］在濱海鹽堿地研究了不同水肥調(diào)控模式對水肥鹽遷移及春玉米水肥利用率的影響，推薦了適合當(dāng)?shù)亻L期控鹽、玉米穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)及提高水肥利用率的水肥耦合方案.邢英英等［8］發(fā)現(xiàn)減小灌水量和增大施肥量則水分利用效率增大，增大灌水量和降低施肥量則肥料偏生產(chǎn)力增大.王秀康等［9］研究發(fā)現(xiàn)番茄的生長指標(biāo)與灌水量和施肥量呈正相關(guān)，合理的水肥方案有利于番茄生長，提高產(chǎn)量和水分利用效率，但過高的灌水量則會抑制番茄的生長.目前關(guān)于水肥的研究主要集中于灌溉方式與灌溉施肥制度，大多通過產(chǎn)量、品質(zhì)等單一因素來尋求最佳處理，在探究農(nóng)業(yè)廢棄物改良鹽堿地的基礎(chǔ)上，通過水肥耦合試驗(yàn)探究鹽堿地鹽分遷移、番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響規(guī)律的研究較少.

為探究農(nóng)業(yè)廢棄物改良土壤的新途徑，趙文舉等［10-11］將秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物拌和制成一種抗旱促根的基質(zhì)，可為番茄提供良好的生長環(huán)境，具有節(jié)水保肥、增產(chǎn)提質(zhì)等優(yōu)勢，但鹽堿環(huán)境中基質(zhì)對番茄作物的影響機(jī)理尚不明確，同時關(guān)于鹽堿地基質(zhì)栽培方式的水肥管理策略也鮮有報(bào)道.因此文中將酒糟、秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物制作成基質(zhì)，采用水肥一體化滴灌技術(shù)，研究不同水肥耦合策略對土壤鹽分分布及基質(zhì)番茄生長、產(chǎn)量、果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的影響，采用遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化模型尋找鹽堿地基質(zhì)栽培番茄的最優(yōu)水肥策略，以期為鹽堿地高品質(zhì)果蔬的科學(xué)管理提供理論依據(jù).

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)區(qū)概況

蘭州新區(qū)位于甘新內(nèi)陸鹽堿區(qū)，是西北內(nèi)陸干旱區(qū)鹽堿化土壤的典型代表，試驗(yàn)于2022年7月至12月在蘭州新區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)溫室大棚（東經(jīng)103°43′， 北緯37°56′～36°36′）開展.土壤質(zhì)地為砂壤土，理化性質(zhì)為全氮1.515 g/kg，全磷0.995 g/kg，全鉀4.690 g/kg.田間持水率為21.73%，土壤pH值為8.6，電導(dǎo)率為1.15 mS/cm，屬于輕度鹽堿地.

1.2" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

取酒糟、秸稈及黃綿土（體積比4∶1∶5）為原材料制作成基質(zhì).在起壟后對基質(zhì)統(tǒng)一浸泡處理后預(yù)埋至土壤表層0～15 cm.以灌溉量和施肥量為試驗(yàn)因素，基于基質(zhì)設(shè)置9組水肥耦合處理，以不設(shè)置基質(zhì)，當(dāng)?shù)貙?shí)際生產(chǎn)水肥組合作為對照組CK，試驗(yàn)灌溉施肥方案如表1所示，表中W為灌溉量，F(xiàn)為施肥量.供試番茄品種為“金棚8號B型”，采用起壟覆膜水肥一體化滴灌種植模式，將番茄移栽至基質(zhì)內(nèi)，隨機(jī)排列，各小區(qū)種植120株，寬行距80 cm、窄行距50 cm，株距40 cm.每隔7～10 d灌施1次.

1.3" 測定內(nèi)容及方法

1.3.1" 番茄生長測定

株高、莖粗：采用卷尺與游標(biāo)卡尺每隔10 d測定每個處理隨機(jī)標(biāo)記的5株代表性植株.

根系參數(shù)：在番茄每個生育期末隨機(jī)選取3株代表性植株將根系完整挖出，沖洗處理后利用HP LaserJet Pro MFP M226型掃描儀對根系進(jìn)行掃描，用WinRHIZO Pro根系分析軟件進(jìn)行處理，獲取番茄總根長、總根表面積等特征參數(shù)并稱其鮮質(zhì)量.

1.3.2 "產(chǎn)量測定

從果實(shí)成熟開始，每個處理的3個重復(fù)組各隨機(jī)標(biāo)記5株代表性植株，每隔5 d采摘1次，每次采摘累計(jì)得總產(chǎn)量.

1.3.3" 番茄品質(zhì)測定

在第1穗果實(shí)和第3穗果實(shí)成熟期間，每個重復(fù)組選取5顆成熟度一致的代表性番茄果實(shí)，以第1穗果實(shí)和第3穗果實(shí)的平均值作為基質(zhì)栽培番茄的最終品質(zhì).可溶性總糖采用蒽酮比色法測定；有機(jī)酸含量用酸堿滴定法測定；可溶性固形物采用WAY-2S型阿貝折射儀測定；硬度采用硬度計(jì)測定.

1.3.4" 電導(dǎo)率測定

按照1∶5的土水比配制溶液，充分振蕩后靜置約30 min即為待測液，采用DDS-307A型電導(dǎo)率儀測定.

1.3.5" 水分利用率和肥料偏生產(chǎn)力計(jì)算

水分利用率WUE的計(jì)算公式為

WUE=Y/ET，（1）

式中：Y為番茄產(chǎn)量，kg/hm2；ET為各個時期番茄的耗水量，mm.

肥料偏生產(chǎn)力PFP的計(jì)算公式為

PFP=Y/F，（2）

式中：F為投入肥料總質(zhì)量，kg/hm2.

1.3.6" 主客觀組合賦權(quán)的VIKOR法

主觀賦權(quán)法決策者主觀偏好較強(qiáng)，客觀賦權(quán)法又過多依賴于實(shí)測數(shù)據(jù)，具有局限性，因此采用AHP-CRITIC主客觀賦權(quán)法進(jìn)行組合賦權(quán)，采用VIKOR法定義群體效用值與個別遺憾值，據(jù)各備選方案的評估值與理想方案的接近距離進(jìn)行方案排序，得到?jīng)Q策者可信的最佳化妥協(xié)解［12］.

1.3.7" 多目標(biāo)遺傳算法（NSGA-Ⅱ）

NSGA-Ⅱ是在非支配排序遺傳算法中引進(jìn)精英策略，主要計(jì)算過程為種群初始化、非支配排序、擁擠度計(jì)算、選擇、交叉與變異和重組與選擇［13］.

1.4" 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，利用SPSS 25進(jìn)行顯著性分析，采用MATLAB 2018b建立回歸方程，并求解多目標(biāo)遺傳算法（NSGA-Ⅱ）Pareto最優(yōu)解，用Origin 2018作圖.

2" 結(jié)果與分析

2.1" 水肥調(diào)控對土壤鹽分分布的影響

圖1為水肥調(diào)控下各生育期土壤鹽分分布，圖中h為土層深度，EC為電導(dǎo)率.水肥調(diào)控對鹽堿地土壤鹽分的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），存在交互作用且灌溉量對土壤鹽分的影響大于施肥量.隨著生育期的推進(jìn)，土壤表層鹽分基本呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，土壤深層鹽分表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢.隨著土層深度的增加，鹽分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，（0，30］ cm表現(xiàn)為積鹽過程，（30，60］ cm表現(xiàn)為脫鹽過程，在（15，45］ cm出現(xiàn)峰值，鹽分積聚.和無基質(zhì)處理相比，基質(zhì)處理土壤表層鹽分含量較低.相同水肥條件下，和無基質(zhì)處理CK相比，處理W1F1的（0，15］，（15，30］，（30，45］，（45，60］ cm土層鹽分分別降低92.8%，43.1%，43.3%，34.2%.

2.2" 水肥調(diào)控對番茄株高和莖粗的影響

圖2為水肥調(diào)控對番茄株高L及莖粗D的影響.

由圖2可知，水肥調(diào)控對鹽堿地基質(zhì)栽培番茄的株高及莖粗影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），交互影響作用下對株高影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）.相同水肥處理下，相比較對照組（CK），基質(zhì)處理（W1F1）在苗期、開花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期株高分別上升了19.3%，9.6%，18.1%，15.5%，莖粗分別上升了35.3%，23.4%，14.5%，12.6%，基質(zhì)處理均明顯高于處理CK.相同施肥水平下，F(xiàn)1，F(xiàn)3水平株高與莖粗隨著灌溉量與施肥量的增加而增加.果實(shí)膨大期與成熟期內(nèi)，番茄株高隨灌溉量的增加先上升后下降.處理W1F1的株高最高，為169 cm；W3F2的莖粗最高，為14.16 mm.

2.3" 水肥調(diào)控對番茄根系特征的影響

表2為不同水肥調(diào)控處理的番茄整根特征參數(shù)，表中m，l，S，V，d分別為根質(zhì)量、總根長、總根表面積、總根體積、平均根直徑.水肥調(diào)控對鹽堿地基質(zhì)番茄根系特征影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），相同灌溉條件下，W1水平總根表面積與平均根直徑隨施肥量的增加而增加，W2水平根質(zhì)量與總根長隨著施肥量的增加呈先增后減的趨勢，W3水平總根長與總根表面積隨施肥量的增加而減小，W2與W3水平總根體積與平均根直徑隨施肥量的增加呈先減后增的趨勢.F1與F2水平總根長、總根表面積隨灌溉量的增加呈上升的趨勢，同時F2與F3水平根質(zhì)量、總根體積與平均根直徑隨灌溉量的增加而增加.W1F3根質(zhì)量（435.4 kg/hm2）最大，W1F1總根長（371.1 cm）與總根表面積（337.7 cm2）最大，W1F2總根體積（18.1 cm3）最大，W3F1平均根直徑（2.8 mm）最大.相同水肥處理下，基質(zhì)處理W1F1較CK根質(zhì)量、總根長、總根表面積、總根體積、平均根直徑分別增長4.2%，12.8%，67.9%，69.8%，58.8%.

2.4" 水肥調(diào)控對番茄產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

鹽堿地基質(zhì)番茄的硬度（H）、可溶性固形物（CS）、可溶性糖（Css）、可滴定酸（TA）與糖酸比（RSA）受水肥調(diào)控影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），見表3，相同灌溉條件下，隨著施肥量的增加，產(chǎn)量（Y）呈先上升后下降的趨勢（W3除外），處理W3隨著施肥量的增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)上升的趨勢，處理W1F2的產(chǎn)量最高，為10.66 t/hm2；相同施肥條件下，處理F1的硬度、可溶性糖與可滴定酸隨著灌溉量的增加則呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，可溶性固形物與糖酸比則呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，F(xiàn)2與F3水平下，硬度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸與產(chǎn)量隨著灌溉量的增加均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，W3F1的糖酸比最大，為10.84；相同水肥處理下，和處理CK相比，基質(zhì)栽培處理W1F1的硬度、可溶性固形物、可溶性糖與產(chǎn)量分別增長49.2%，39.0%，46.8%，17.2%.

2.5" VIKOR法評價番茄品質(zhì)及產(chǎn)量

分別采用AHP與CRITIC主客觀評價方法對鹽堿地基質(zhì)番茄品質(zhì)及產(chǎn)量進(jìn)行組合賦權(quán)得到組合權(quán)重ωi，并采用組合權(quán)重的VIKOR法計(jì)算各處理產(chǎn)量與品質(zhì)的利益比率Qi值，基于組合權(quán)重VIKOR法的各處理番茄品質(zhì)、產(chǎn)量評價及排序如表4所示，表中ωi（1），ωi（2）分別為主觀賦權(quán)法（AHP）與客觀賦權(quán)法（CRITIC）權(quán)重系數(shù)，ωi為AHP-CRITIC組合權(quán)重，vj+，vj-分別為正理想解與負(fù)理想解，Si為各處理到正理想解與負(fù)理想解的距離比值，Ri為群體個別遺憾值，PH，PCS，PCss，PTA，PRSA，PY分別為硬度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、產(chǎn)量的歸一化參數(shù).利用利益比率Qi定義各處理產(chǎn)量與品質(zhì)差異，Qi越小則說明綜合品質(zhì)與產(chǎn)量越好.處理W3F1的Qi最小，為0.034，處理W3F2次之，為0.072；相同水肥處理下，處理W1F1的Qi為0.075，處理CK的Qi最大；相同灌溉條件下，Qi隨施肥量的增加呈下降的趨勢；相同施肥條件下，F(xiàn)1水平Qi隨灌溉量的增加呈先上升后下降的趨勢，F(xiàn)2與F3水平Qi隨灌溉量的增加呈上升的趨勢，表明過高的灌溉量不利于番茄品質(zhì)與產(chǎn)量的增長.

2.6" 水肥調(diào)控與各因素的關(guān)系

以灌溉量W與施肥量F為自變量，糖酸比、產(chǎn)量、水分利用率和肥料偏生產(chǎn)力為因變量，進(jìn)行回歸分析，建立水肥兩因素回歸方程，水肥使用量對各因素的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），決定系數(shù)R2均在0.86以上，回歸關(guān)系顯著，如表5所示.根據(jù)上述回歸方程建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，以W1，W3和F1，F(xiàn)3分別為灌溉量與施肥量的上下限，界定種群數(shù)目大小為100，突變強(qiáng)度為0.002，交叉概率為0.7，突變概率為0.1，最大遺傳代數(shù)取600，通過NSGA-Ⅱ算法得到該模型的Pareto解.利用VIKOR法可得到種群個體綜合利益比率Qi并進(jìn)行排序，取得Pareto最優(yōu)解，確定最佳水肥策略為W3F2，即灌溉量為161 mm，N-P2O5-K2O的施肥量為208-160-176 kg/hm2，利益比率Qi值為0.072.

3" 討" 論

鹽堿地作為中國重要的后備土地資源，合理開發(fā)鹽堿地是保證中國1.2億hm2耕地紅線、保障糧食安全的重要手段［14］.改良鹽堿地是一個漫長而復(fù)雜的過程，區(qū)域大面積鹽堿地治理與利用方面存在成本高、時間長、效益低等問題.如何依托區(qū)域資源稟賦，因地制宜合理開發(fā)利用鹽堿土地資源仍需進(jìn)一步深入研究，文中以“點(diǎn)”代“面”的思想，將秸稈、酒糟等農(nóng)業(yè)廢棄物依據(jù)土壤環(huán)境與作物水肥需求特征拌和制成特定比例的基質(zhì)，將農(nóng)業(yè)廢棄物變“廢”為“寶”，探索一種西北鹽堿地作物穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、提質(zhì)增效的改良方式.

合理的水肥調(diào)控可有效緩解土壤鹽堿化、次生鹽堿化，降低土壤養(yǎng)分流失，是維護(hù)土壤健康的重要基礎(chǔ).YUAN等［15］發(fā)現(xiàn)土壤鹽分分布隨灌溉量大小發(fā)生顯著變化，進(jìn)而改變土壤中的鹽峰位置，土壤鹽分隨水分向著濕潤區(qū)邊緣移動，造成土壤表層積鹽，文中研究也得到相同的結(jié)論，在生育期番茄耗水量較大，蒸發(fā)強(qiáng)烈時土壤表層0～15 cm含鹽量增加.鹽分在土壤表層積聚容易引起土壤滲透勢降低，從而造成植物生理性干旱，抑制植物的生長發(fā)育［16］，基質(zhì)處理相比較未添加基質(zhì)處理土壤表層含鹽量較低，番茄發(fā)育較好，這是因?yàn)榛|(zhì)提供了作物生長適宜的有機(jī)營養(yǎng)元素及通氣孔隙率等，提高土壤滲透勢，能夠有效抑制蒸發(fā)過程中土壤深層鹽分向表層積聚，降低鹽基離子對番茄根系的危害，為番茄提供良好的生長環(huán)境［17-18］.

合理的水肥耦合管理模式可以達(dá)到“以肥促水，以水調(diào)肥”的效果，是促進(jìn)作物生長及根系發(fā)育的主要因素.張燕等［19］研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)高水高肥的管理模式不僅會導(dǎo)致番茄產(chǎn)量與品質(zhì)下降，還會使水肥利用率降低，引發(fā)土壤鹽堿化等負(fù)面影響.過低的水肥施用量使得植物生長緩慢，莖稈和葉片營養(yǎng)不足，文中也得到相同的結(jié)論，低水低肥水平下番茄株高、莖粗較其他處理低.根系發(fā)育與作物高產(chǎn)和養(yǎng)分利用密切相關(guān)，通過改善根系生長可以提高產(chǎn)量與水肥利用效率，文中基質(zhì)處理較無基質(zhì)處理總根表面積、總根體積與平均根直徑等根系特征較高，可能是因?yàn)榛|(zhì)保證了作物根區(qū)的養(yǎng)分和水分，改善了作物根際土壤通氣性，有效提高了根系發(fā)育水平，促進(jìn)了番茄根系對養(yǎng)分的吸收，明顯地提高了根系生產(chǎn)力.通過AHP-CRITIC主客觀組合賦權(quán)VIKOR法對番茄品質(zhì)及產(chǎn)量評價，利益比率隨施肥量的增加呈下降的趨勢，利益比率隨灌溉量的增加呈上升的趨勢，說明過高的灌溉施肥量不利于番茄品質(zhì)與產(chǎn)量的提高，處理W3F1的利益比率最小，這與王振華等［20］的研究結(jié)果一致.

4" 結(jié)" 論

1） 水肥調(diào)控對鹽堿地基質(zhì)栽培番茄的株高、莖粗及根系特征影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），隨著灌溉施肥量的增加，株高、莖粗呈上升的趨勢，根系特征參數(shù)隨灌溉量的增加而增加；相同水肥條件下，基質(zhì)栽培處理株高、莖粗、根系特征均大于無基質(zhì)栽培處理，且基質(zhì)處理土壤表層鹽分含量較低，說明基質(zhì)對于鹽堿地番茄株高、莖粗以及根系發(fā)育有明顯的促進(jìn)作用，充足的灌溉施肥量有助于鹽堿地基質(zhì)番茄株高、莖粗的增長，研究為農(nóng)業(yè)廢棄物高效利用，鹽堿地改良提供了一種新思路.

2） 采用AHP-CRITIC主客觀組合賦權(quán)的VIKOR法對鹽堿地基質(zhì)番茄品質(zhì)及產(chǎn)量評價得出利益比率隨灌溉量的增加呈上升的趨勢，說明過高的灌水量不利于番茄品質(zhì)與產(chǎn)量的增長.以品質(zhì)、產(chǎn)量、水分利用率和肥料偏生產(chǎn)力為目標(biāo)，通過GSNA-Ⅱ算法建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，取得最優(yōu)Pareto解，確定最佳水肥調(diào)控策略為灌溉量161 mm，施肥量208-160-176 kg/hm2，利益比率值為0.072，為鹽堿地高品質(zhì)果蔬的科學(xué)管理提供理論依據(jù).

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