基于不同權(quán)重法聯(lián)合TOPSIS 模型的溫室茄子調(diào)虧灌溉制度綜合評價

摘 要： 為優(yōu)化設(shè)施作物調(diào)虧灌溉策略，實現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)提質(zhì)目標，以溫室茄子為研究對象，參考0～60 cm 土層平均田間持水量（θf），在苗期、開花坐果期和成熟采摘期分別設(shè)置2 種水分調(diào)虧水平（重度水分調(diào)虧50%～55%θf、輕度水分調(diào)虧70%～75%θf），以80%～85%θf 作為對照（CK 處理），研究不同調(diào)虧水平對植株生長（株高和葉面積指數(shù)LAI）、產(chǎn)量構(gòu)成（地上干物質(zhì)量AB、單果質(zhì)量WS、平均橫徑TD、平均縱徑LD 和產(chǎn)量）、果實品質(zhì)（可溶性糖SSC 和可溶性蛋白質(zhì)SPC）和水分利用（耗水量ET、水分利用效率WUE 和灌溉水利用效率IWUE）的影響，利用TOPSIS 模型引入信息量權(quán)重法和CRITIC 權(quán)重法對不同調(diào)虧處理進行了綜合評價。結(jié)果表明，溫室茄子在苗期施加輕度水分調(diào)虧有利于株高和LAI 的提高，開花坐果期輕度水分調(diào)虧顯著影響AB、WS、TD 和LD，但苗期或成熟采摘期施加輕度水分調(diào)虧對產(chǎn)量形成無影響；開花坐果期施加輕度水分調(diào)虧下產(chǎn)量、WUE 和IWUE 最高，并且ET 較CK 處理減少11.6%；苗期或開花坐果期施加重度水分調(diào)虧有利于提高SSC，而提高SPC 不宜施加重度水分調(diào)虧；利用TOPSIS 模型多目標綜合分析法對不同調(diào)虧灌溉處理進行了評價，發(fā)現(xiàn)苗期和開花坐果期80%～85%θf、成熟采摘期70%～75%θf 的土壤水分管理模式可實現(xiàn)產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率的最優(yōu)化。因此，在成熟采摘期施加輕度水分調(diào)虧而其他生育期保持CK 處理是溫室茄子栽培的最佳調(diào)虧灌溉策略。

關(guān)鍵詞：茄子；溫室；調(diào)虧灌溉；耗水量；田間持水量；信息量權(quán)重法；CRITIC 權(quán)重法；TOPSIS

中圖分類號：S274.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2024）11-0042-09

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.202411307

0 引言

截至2023 年底， 我國設(shè)施種植面積已超過266.67 萬hm2，位居世界第1 位。設(shè)施農(nóng)業(yè)可顯著提高農(nóng)業(yè)資源利用率和土地產(chǎn)出率，是保障我國糧食安全與穩(wěn)定，夯實農(nóng)業(yè)強國建設(shè)的重要基礎(chǔ)[1]。設(shè)施作物灌溉管理通常采用調(diào)虧灌溉策略，通過在生育期某階段施加一定程度水分虧缺，促進生殖生長的同時控制營養(yǎng)生長，達到節(jié)水增產(chǎn)提質(zhì)的目標，因此制定科學合理的調(diào)虧灌溉制度有利于設(shè)施作物的健康生產(chǎn)[2- 3]。

針對溫室環(huán)境中如何制定調(diào)虧灌溉策略，多數(shù)研究通過分析不同調(diào)虧水平對作物生理生態(tài)、產(chǎn)量品質(zhì)和水分利用效率（WUE）的影響，優(yōu)化調(diào)虧灌溉制度。COYAGO-CRUZ E 等[4] 發(fā)現(xiàn)，溫室番茄采用調(diào)虧灌溉可減少85% 的水分，提高可溶性糖、類胡蘿卜素和總酚的含量，但減小了果實大小。YANG H 等[5] 研究了調(diào)虧灌溉對溫室西瓜、辣椒和番茄的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，西瓜在果實膨大期不宜設(shè)計調(diào)虧灌溉，坐果后期和采摘期土壤水分控制在70% 田間持水量（θf）可提高辣椒的WUE 和品質(zhì)，77.0%～89.5% 耗水量（ET）可顯著提高番茄產(chǎn)量和WUE。龔雪文等[6] 認為，在溫室番茄成熟采摘期設(shè)計調(diào)虧灌溉可提高產(chǎn)量和WUE。此外，在溫室高溫、高濕環(huán)境下，通過在番茄開花坐果期設(shè)計90% 參考作物蒸發(fā)蒸騰量（ET0）調(diào)虧水平不僅能顯著提升番茄葉片最大光合速率、葉綠素含量和可溶性蛋白含量，而且可實現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)的目標[7- 8]。然而，僅通過比較不同調(diào)虧灌溉水平下的產(chǎn)量和品質(zhì)等指標，難以準確獲得作物的最佳調(diào)虧灌溉策略。近年來，利用多目標優(yōu)化方法評價灌溉制度已成為有效手段，如利用主成分分析法確定溫室番茄的最佳灌溉量[9]。部分研究人員綜合考慮作物生長、果實形態(tài)、產(chǎn)量品質(zhì)和WUE 等指標，通過建立多目標評價模型確定了最優(yōu)灌溉策略，其中應(yīng)用最多的是TOPSIS 模型，其是一種多目標決策分析方法，又稱為優(yōu)劣解距離法，通過檢測評價對象與最優(yōu)解、最劣解的距離進行排序，若評價對象最靠近最優(yōu)解同時又最遠離最劣解，則為最優(yōu)處理。王可等[10] 采用TOPSIS 模型對溫室番茄產(chǎn)量、WUE 和品質(zhì)指標進行了綜合評價，得出冬茬番茄滴灌水分下限最優(yōu)處理70%θf。王宏飛等[11] 利用TOPSIS模型確定了溫室黃瓜和甜瓜的最優(yōu)灌溉策略，認為黃瓜灌水量90% 水面蒸發(fā)量（Ep），甜瓜灌水量70%Ep。LI H H 等[12] 利用TOPSIS 模型評價了不同水肥組合對溫室番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和WUE 的影響，并確定了最優(yōu)水肥管理制度?？梢姡琓OPSIS 模型在評價溫室灌溉制度方面已取得了較好效果，但目前針對溫室調(diào)虧灌溉策略的評價卻較少。張澤宇等[13] 利用TOPSIS 模型評價了溫室辣椒調(diào)虧灌溉方案，但涉及的評價指標較少（僅包含產(chǎn)量和品質(zhì)）。大量研究表明，評價灌溉制度的優(yōu)劣通常需要考慮多目標的綜合影響結(jié)果。

本研究選擇溫室茄子為研究對象，參照不同生育期土壤水分下限共設(shè)計6 種調(diào)虧灌溉水平，在TOPSIS模型中引入信息量權(quán)重法和CRITIC 權(quán)重法，考慮干物質(zhì)量AB、單果質(zhì)量WS、平均果實橫徑TD、平均果實縱徑LD、可溶性糖含量SSC、可溶性蛋白質(zhì)含量SPC、產(chǎn)量Ya、耗水量ET、水分利用效率WUE 和灌溉水利用效率IWUE 共10 個指標綜合評價調(diào)虧灌溉制度，以期為溫室作物的節(jié)水增產(chǎn)提質(zhì)提供科學合理的調(diào)虧灌溉策略。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗在河南省節(jié)水農(nóng)業(yè)重點實驗室的現(xiàn)代化Venlo 型玻璃溫室中進行，地處34°47′5.91″N、113°47′20.15″E，溫室總面積537.6 m2， 0～ 20 cm 土層的有機質(zhì)含量20.3 g/kg， 全氮、磷、鉀含量依次為1.5、0.9 和26.6 g/kg，0～60 cm 土壤類型為黏壤土，平均體積質(zhì)量1.39 g/cm3，田間持水量θf =0.33 cm3/cm3。

溫室內(nèi)南北兩側(cè)分別設(shè)置有風機和濕簾，用于控制室內(nèi)環(huán)境。試驗期間，溫室內(nèi)部的日平均氣溫在14.8～31.9 °C 之間變化，全生育期平均值23.1 °C，最大值出現(xiàn)在開花坐果期；日平均太陽輻射在13.7～209.8 W/m2 之間變化， 全生育期平均值122.6 W/m2，最大值出現(xiàn)在5 月初； 全生育期日平均水汽壓差0.69 kPa，最大值出現(xiàn)在6 月初，為2.37 kPa。試驗期間溫室內(nèi)部的溫度、太陽輻射和水汽壓差動態(tài)變化如圖1 所示。

1.2 試驗設(shè)計

選用元帥紫圓茄為試材，于2022 年3 月15 日移栽，6 月30 日采摘結(jié)束， 全生育期共108 d。移栽前以80 kg/hm2 尿素（ 46% N） 、130 kg/hm2 硫酸鉀（ 50%K2O）和90 kg/hm2 過磷酸鉀（14% P2O5）作為基肥。采用寬窄行方式種植，寬行和窄行的寬度分別為65 和45 cm，株距40 cm，整畦種植，每塊畦田面積6.6 m2，每個處理3 次重復。采用地表滴灌方式進行供水，滴頭為壓力補償式，滴頭流量和工作壓力分別為1.1 L/h和0.2 MPa，在每個處理前端安裝精度0.001 m3 的水表，用于控制灌水量。

為設(shè)計不同生育期調(diào)虧灌溉水平，將茄子生長期劃分3 個階段，分別為苗期（3 月15 日—4 月20 日）、開花坐果期（4 月21 日—5 月22 日）和成熟采摘期（5 月23 日—6 月30 日），以0～60 cm 土層平均田間持水量θf 為對象，分別在3 個生育階段各設(shè)計2 種土壤水分下限（50%～55%θf 和70%～75%θf），以80%～85%θf 作為對照（CK 處理），具體試驗設(shè)計如表1 所示。全生育期T1～T6 處理的灌水次數(shù)依次為12、15、10、14、11 和14，CK 處理灌水次數(shù)16 次。為防止各小區(qū)土壤水分側(cè)滲，在0～60 cm 土層埋設(shè)有塑料薄膜。其他農(nóng)藝措施（如施肥、打藥等）各小區(qū)保持一致。

1.3 觀測項目與方法

1.3.1 植株生長指標

試驗期間每隔7～10 d 對植株高度和葉面積進行測量，每個小區(qū)選擇5 棵長勢均勻的植株，株高測量范圍為莖稈基部至冠層頂部，葉面積為葉片最寬位置與最長位置的乘積×折減系數(shù)（取0.7），通過計算單株總?cè)~面積與單株所占地表面積的比值得到葉面積指數(shù)（LAI）。此外，分別計算株高和LAI 在苗期、開花坐果期和成熟采摘期的增長速率。

1.3.2 果實形態(tài)及產(chǎn)量指標

果實形態(tài)包括單果質(zhì)量、果實橫徑和縱徑，每個小區(qū)選取中間位置20 棵代表性植株，采用精度0.01 g的電子秤測量每棵植株的果實質(zhì)量，單果質(zhì)量為所有果實的平均值；用游標卡尺采用十字交叉法測量每個果實的橫徑和縱徑，取平均值。進入結(jié)果期，對各處理每次采收的茄子分別稱質(zhì)量計產(chǎn)，并折算成公頃產(chǎn)量[14]。收獲后用烘干法測量每個處理的干物質(zhì)量，每個處理選取5 棵長勢均勻的植株，對葉干質(zhì)量、莖干質(zhì)量和果干質(zhì)量分別測定，首先將植株各部分放入105 °C 烘箱殺青30 min，然后調(diào)至75 °C 恒溫烘干。

1.3.3 果實品質(zhì)指標

對茄子的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量進行測量，每個小區(qū)選擇3 顆色澤相近的果實，即每個處理共測量9 組。首先將果實削皮切碎并研磨至糊狀，然后將每個小區(qū)的3 份樣品進行混合，即每個處理需提取9份樣品，最后用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，采用紫外吸收法測定可溶性蛋白質(zhì)含量。

1.3.4 土壤水分、耗水量和水分利用效率

采用TDR 時域反射儀測量每個小區(qū)的土壤水分，TRIME 模型管安裝在滴灌帶的2 個滴頭中間位置，每隔5 d 測量1 次，20 cm 為1 層，測量最大深度100 cm，每個處理2 次重復。采用水量平衡法計算耗水量

ET=P+I+UD+ΔW （1）

式中 ET——植株耗水量，mm

P——降雨量，mm

I——灌水量，mm

U、D——地下水補給量和深層滲漏量，mm

ΔW——0～100 cm 土層內(nèi)儲水量變化，mm

由于溫室內(nèi)無降雨量的補給，故P=0；同時試驗區(qū)地下水位在5.0 m 以下，作物無法吸收利用，故U=0；本試驗最大灌水量30 mm，無深層滲漏量，故D=0。

采用式（2）計算溫室茄子的水分利用效率，采用式（3）計算灌溉水利用效率。

WUE =Ya／ET×100% （2）

IWUE =Ya／I×100% （3）

式中 Ya——茄子最終產(chǎn)量，t/hm2

WUE——水分利用效率，kg/m3

IWUE——灌溉水利用效率，kg/m3

1.3.5 溫室內(nèi)氣象指標

在溫室中部安裝有自動氣象站，可以連續(xù)測量溫室內(nèi)的太陽輻射、空氣溫度、相對濕度和風速，傳感器安裝在溫室中間位置距地表2 m 高的位置，氣象數(shù)據(jù)每隔15 min 采集一次并儲存在LSI 數(shù)據(jù)采集器中（SP350，Italy）。

1.4 調(diào)虧灌溉評價方法

采用TOPSIS 模型對不同調(diào)虧灌溉制度進行綜合評價，也稱為優(yōu)劣解距離法，通過比較評價對象與理想解（理想化目標）的接近程度進行排序，以確定灌溉制度的最優(yōu)方案。因此需要計算正/負理想解進而求得綜合評價指標進行排序。相關(guān)計算公式如下

式中 Ci——綜合評價指數(shù)，0 ≤ Ci ≤ 1

Di+ 、Di?——正/負理想解截距

Zmax， j、Zmin， j——正/負理想解向量

Zij——標準化指標

Ci 值越接近于1，表明評價對象結(jié)果越優(yōu)。

為使用TOPSIS 模型評價不同調(diào)虧灌溉制度的優(yōu)劣，需計算每個評價指標的權(quán)重，本研究選擇AB、WS、TD、LD、SSC、SPC、Ya、ET、WUE 和IWUE 共10 個指標用于評價不同調(diào)虧灌溉制度，分別采用信息量權(quán)重法和CRITIC 權(quán)重法計算各指標的權(quán)重。信息量權(quán)重法也稱為變異系數(shù)法，是一種客觀賦權(quán)法，其原理是利用數(shù)據(jù)的變異系數(shù)進行權(quán)重賦值，變異系數(shù)越大，說明攜帶的信息量越大，相應(yīng)的權(quán)重也越大。變異系數(shù)CV 和權(quán)重W 的計算公式如下

式中 s——樣本標準差

yˉ——樣本平均值

n——樣本個數(shù)

CVi——第i 個指標變異系數(shù)

CRITIC 權(quán)重法是一種基于數(shù)據(jù)波動性的客觀賦權(quán)法，能充分利用原始數(shù)據(jù)信息準確反映各處理之間的差距，計算步驟如下。

（1）將不同處理的指標組合后形成標準化矩陣M=（Mi，j），分別計算矩陣的正向指標Mi， j+和逆向指標Mi， j?：

式中 Xi， j——M 矩陣中第i 行第j 列指標值

Xj——M 矩陣第j 列均值

min（Xj）——M 矩陣第j 列最小值

max（Xj）——M 矩陣第j 列最大值

（2）計算信息承載量，信息量（Cj）為指標波動性（Sj）與沖突性（Rj）的乘積，Cj 越大，表明該指標在評價體系中的作用越大，對應(yīng)的權(quán)重也越大。

式中 ri，j——第i 個指標與第j 個指標相關(guān)系數(shù)

（3）計算指標的權(quán)重，通過計算各指標的權(quán)重得到權(quán)重向量w=（w1， w2， …， wn）T。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

所有數(shù)據(jù)采用Origin 2021 作圖， 利用SPSSStatistics 20 軟件進行方差分析和顯著性檢驗，采用Duncan（D）法進行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同調(diào)虧灌溉水平對株高和LAI 的影響

溫室茄子在不同調(diào)虧灌溉制度下的株高和LAI 動態(tài)變化，以及在不同生育期的增長率如圖2 所示。株高方面，T2 和T4 處理最大株高（hmax）均超過100 cm，并且與CK 處理之間無顯著性差異，T5 和T6 處理的hmax 超過90 cm，二者無顯著性差異，但均顯著低于CK 處理（Plt;0.05），T1 和T3 處理的hmax 超過74 cm，二者無顯著性差異，但顯著低于其他處理（Plt;0.05）。從株高生長速率來看，苗期生長率差異性不大，但開花坐果期各處理之間有明顯差異，其中T4 處理增長速率最大（282.6%），并且與CK 處理接近（294.4%），而T1 處理最小（158.8%），進入成熟采摘期，受打頂管理影響，株高生長速率明顯降低?？梢娒缙谑┘铀终{(diào)虧≥70%θf 有利于植株高度的生長。

LAI 方面，全生育期溫室茄子LAI 呈先增后減趨勢，LAI 最大值（LAImax）出現(xiàn)在移栽后的80～90 d 之間，LAImax 與hmax 變化相似，T2 和T4 處理的LAImax 接近CK 處理（3.40 cm2/cm2），并且無顯著性差異，T1、T5 和T6 的LAImax 在2.69～2.91 cm2/cm2 之間變化，3 個處理之間無顯著性差異， 但均顯著低于CK 處理（Plt;0.05），T3 處理的LAImax 最?。?.11 cm2/cm2）。從LAI 增長速率來看，苗期和開花坐果期增長速率較大，其中苗期T2 處理的增長速率最快（376.4%），而成熟采摘期LAI 表現(xiàn)為負增長，這是受植株打頂影響導致的?？梢娒缙诤烷_花坐果期施加水分調(diào)虧≥70%θf有利于LAI 的增長。

2.2 不同調(diào)虧灌溉水平對AB 和產(chǎn)量構(gòu)成的影響

不同調(diào)虧灌溉水平下溫室茄子的AB、WS、TD 和LD 如圖3 所示。T2 和T6 處理的AB 接近于CK 處理，均gt;70 g/株，3 個處理之間無顯著性差異，T1 與T5 處理的AB 為（60.500±1.470）g/株，并且顯著低于CK 處理（Plt;0.05），T3 和T4 處理的AB 相近（lt;48 g/株）。T1、T2、T4 和T6 處理的WS 與CK 處理相近（gt;265 g），5個處理之間無顯著性差異，但T3 和T5 處理的WS 僅為（192.3±9.9）g，顯著低于其他處理（Plt;0.05）。各處理之間TD 和LD 差異不大，TD 為8.42～9.01 cm，LD為11.57～12.09 cm。可見在開花坐果期施加水分調(diào)虧不利于溫室茄子干物質(zhì)量累積和產(chǎn)量形成。

2.3 不同調(diào)虧灌溉水平對Ya、品質(zhì)和WUE 的影響

不同調(diào)虧灌溉水平顯著影響了溫室茄子的SSC 和SPC，結(jié)果如表2 所示。T1 和T3 處理的SSC 顯著高于其他處理（Plt;0.05） ， T2、T4 和T6 處理的SSC 高于CK 處理（1.24%），但未達到顯著性水平。T4 處理的SPC 顯著高于其他處理（除T1 處理外），T1 和T5 處理，以及T3 和T6 處理之間無顯著性差異，但均顯著高于T2 和CK 處理（Plt;0.05），并且T2 處理的SPC 亦顯著高于CK 處理（Plt;0.05）。

表2 還給出了不同調(diào)虧灌溉水平下的Ya、ET、WUE 和IWUE， 可以看出， T4 處理的Ya 最高（47.3 t/hm2），但與T6 和CK 處理之間無顯著性差異，T5 處理的Ya 最低（28.9 t/hm2），并顯著低于其他處理（Plt;0.05）。T6 和CK 處理的ET 均超過320 mm 且顯著高于其他處理（Plt;0.05） ，而T5 處理的ET 最低（249.5 mm），并顯著低于各處理（Plt;0.05），T1、T2與T4 處理之間的ET 相近且無顯著性差異。T4 處理的WUE 和IWUE 均顯著高于其他處理（Plt;0.05），T3 處理的WUE 最低并與其他各處理有顯著性差異，T5 與T6 處理的IWUE 較低并顯著低于CK 處理（Plt;0.05），T2 與T6 處理，以及T1 與CK 處理的WUE 均無顯著性差異，T2 與CK 處理的IWUE 相近且無顯著性差異?；谝陨戏治隹芍?，開花坐果期施加70%～75%θf 水分調(diào)虧有利于提升品質(zhì)和水分利用效率，而成熟采摘期施加50%～55%θf 水分調(diào)虧可顯著降低耗水量，然而，開花坐果期或成熟采摘期土壤水分下限不宜低于70%θf，否者會影響溫室茄子的最終產(chǎn)量。

2.4 基于TOPSIS 方法對不同調(diào)虧灌溉制度綜合評價

選擇AB、WS、TD 和LD、SSC、SPC、Ya、ET、WUE 和IWUE 共10 個指標用于評價調(diào)虧灌溉制度，在TOPSIS 模型中引入信息量權(quán)重法和CRITIC 權(quán)重法計算各指標的權(quán)重。表3 給出了2 種方法計算權(quán)重的結(jié)果，信息量權(quán)重法計算權(quán)重與CV 有關(guān)，可以看出CV 與權(quán)重大小一致，10 個評價指標中SSC 的權(quán)重最高（22.19%），而LD 最低（0.97%）；從CRITIC 權(quán)重法計算結(jié)果來看，WS 的變異性最大（52.16），獲得的信息量（273.49）和權(quán)重（39.64）也最大，而TD 的變異性最?。?.17） ， 獲得的信息量（ 1.19） 和權(quán)重（0.17）也最小?？梢?，2 種權(quán)重計算方法得到的最小權(quán)重相同，但最大權(quán)重指標有差異，這可能是單果質(zhì)量的標準差較大導致的。

將各評價指標的權(quán)重代入TOPSIS 模型中，通過計算正理想解距離和負理想解距離及接近度獲得不同調(diào)虧灌溉制度的排序情況，如表4 所示。

2 種權(quán)重法計算的D+、D?和C 一致，6 種調(diào)虧灌溉處理從優(yōu)到劣的排序結(jié)果依次為T6 處理gt;T2 處理gt;T4處理gt;T1 處理gt;T3 處理gt;T5 處理?？梢姡瑴厥仪炎釉诿缙诤烷_花坐果期施加水分調(diào)虧80%～85%θf、成熟采摘期70%～75%θf 的土壤水分下限管理模式可實現(xiàn)果實形態(tài)、品質(zhì)和水分利用效率的最優(yōu)化。然而，對于水資源匱乏地區(qū)，建議采用在苗期施加水分調(diào)虧50%～55%θf、開花坐果期和成熟采摘期施加水分調(diào)虧70%～75%θf 的土壤水分管理模式，盡量保持后兩個生育期的土壤水分下限不低于70%θf，否者易造成減產(chǎn)和品質(zhì)下降的現(xiàn)象。

3 討論

調(diào)虧灌溉不同于傳統(tǒng)的豐水高產(chǎn)灌溉和非充分灌溉，前者追求產(chǎn)量而忽略了品質(zhì)，后者放棄單產(chǎn)最高而追求區(qū)域總體產(chǎn)量。調(diào)虧灌溉則是舍棄生物產(chǎn)量總量而追求經(jīng)濟產(chǎn)量最高，是目前溫室中使用最多的一種灌溉方式，多數(shù)研究證實適宜的調(diào)虧灌溉策略有利于溫室作物的增產(chǎn)和提質(zhì)，然而，在調(diào)虧灌溉制度綜合評價方面卻較少涉及[3，15]。為此，本研究通過分析不同調(diào)虧水平對溫室茄子生長（株高和LAI）、產(chǎn)量構(gòu)成（AB、WS、TD、LD 和Ya）、品質(zhì)（SSC 和SPC）和水分利用（ET、WUE 和IWUE） 的影響， 利用TOPSIS 模型對不同調(diào)虧灌溉制度進行了綜合評價。本研究發(fā)現(xiàn)溫室茄子在苗期施加水分調(diào)虧70%θf 后期復水后可促進植株生長。龔雪文等[6] 同樣發(fā)現(xiàn)，在溫室番茄開花坐果期施加水分調(diào)虧有利于LAI 和株高的增長速率。高佳等[16] 認為，辣椒苗期適度水分調(diào)虧有利于后期生長，但土壤水分下限不宜低于55%θf，這是因為苗期主要進行生理生長，受到嚴重水分脅迫后，生理組織受損導致后期難以恢復，進而限制植株生長。當作物的產(chǎn)量形成后額外增加灌水量對產(chǎn)量貢獻不大，反而有可能導致作物減產(chǎn)及水分利用效率的下降[17]。水分調(diào)虧對溫室茄子干物質(zhì)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響主要表現(xiàn)在開花坐果期，而苗期或成熟采摘期控制土壤水分下限70%θf 以上有利于干物質(zhì)量的累積和產(chǎn)量形成。張澤宇等[13] 同樣發(fā)現(xiàn)，在辣椒花期進行調(diào)虧會顯著抑制營養(yǎng)器官和生殖器官干物質(zhì)量的累積，這是因為開花坐果期是植株營養(yǎng)生長階段向生殖生長階段過渡期，水分虧缺會導致落花落果現(xiàn)象，不利于植株生殖生長，進而影響干物質(zhì)量的累積。江曉東等[7] 得出與本試驗結(jié)果不同的結(jié)論，認為在番茄開花坐果期設(shè)置充分灌溉（100%ET0）和重度水分調(diào)虧（50%ET0）均顯著降低了干物質(zhì)量，這是因為兩種灌溉水平影響了根區(qū)環(huán)境導致植株根冠比降低，此外高溫高濕環(huán)境嚴重限制了植株干物質(zhì)量的累積。

開花坐果期適度水分調(diào)虧后期復水后有利于提高作物產(chǎn)量和WUE，同時可在一定程度上減少耗水量，本研究同樣發(fā)現(xiàn)在溫室茄子開花坐果期土壤水分下限在70%～75%θf 條件下的產(chǎn)量和WUE 最高，耗水量相比充分灌溉減少11.6%。高佳等[16] 同樣發(fā)現(xiàn)辣椒苗期中度?后期輕度水分調(diào)虧可提高產(chǎn)量，同時WUE 和IWUE 分別提高10.91% 和9.2%。YANG H 等[5] 發(fā)現(xiàn)，溫室冬茬西瓜在開花坐果期進行水分調(diào)虧可分別提高產(chǎn)量和WUE 的28.6%～37.2% 和43.7%～66.5%。溫室滴灌辣椒在開花坐果期施加調(diào)虧灌溉雖然可以提高產(chǎn)量和WUE，但與充分灌溉相比并未達到顯著水平，這可能是由于調(diào)虧灌溉設(shè)計最低土壤水分下限較高導致的（75±2）%θf。張澤宇等[13] 同樣認為，輕度水分調(diào)虧（65%～75%θf）可能復水后產(chǎn)生的補償效應(yīng)不顯著?？梢姡p度水分調(diào)虧有利于產(chǎn)量和WUE 的提升。然而，提升果實品質(zhì)需對作物某些生長階段施加重度水分調(diào)控，本研究發(fā)現(xiàn)，苗期或開花坐果期施加50%～55%θf水分調(diào)虧可顯著提高溫室茄子的品質(zhì)指標。龔雪文等[6]同樣發(fā)現(xiàn)，溫室番茄開花坐果期施加重度水分調(diào)虧可顯著提升可溶性糖含量。江曉東等[7] 則發(fā)現(xiàn)，溫室番茄中度水分調(diào)虧有利于提高果實中的可溶性糖含量，這可能與溫室內(nèi)高溫高濕環(huán)境有關(guān)，高溫下果實總糖下降，而重度虧缺加劇了這一現(xiàn)象導致可溶性糖含量低于輕度水分調(diào)控處理。

為準確評價不同調(diào)虧灌溉制度的優(yōu)劣，本研究利用TOPSIS 模型并引入信息量權(quán)重法和CRITIC 權(quán)重法計算了10 個指標的權(quán)重，兩種權(quán)重計算方法克服了主觀賦權(quán)法和熵權(quán)法的缺陷，計算的權(quán)重更加客觀可靠。目前基于TOPSIS 模型評價溫室作物調(diào)虧灌溉策略的研究較少，本研究通過TOPSIS 模型發(fā)現(xiàn)CRITIC 權(quán)重法計算的最大權(quán)重是單果質(zhì)量。張澤宇等[13] 應(yīng)用AHPEWM-TOPSIS 多目標綜合分析方法對溫室辣椒的調(diào)虧灌溉進行了打分，發(fā)現(xiàn)利用AHP 和EWM 計算的最大權(quán)重均是單果質(zhì)量，這與本研究結(jié)果一致。此外，張澤宇等所選的指標主要包括產(chǎn)量（營養(yǎng)生長和單株產(chǎn)量）和品質(zhì)（VC、果色指數(shù)和辣椒紅素）兩種類型指標，由于缺少ET、WUE 和IWUE 等水分利用指標，可能影響調(diào)虧灌溉在節(jié)水方面的評價。TOPSIS 模型在溫室中的評價還包括水肥組合和灌水頻率優(yōu)化等方面[18-20]。本研究通過TOPSIS 模型評價溫室茄子調(diào)虧灌溉制度發(fā)現(xiàn)，苗期和開花坐果期80%～85%θf、成熟采摘期70%～75%θf 的土壤水分下限管理模式可實現(xiàn)果實形態(tài)、產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率的最優(yōu)化。

4 結(jié)束語

（1）溫室茄子苗期施加水分調(diào)虧70%～75%θf 可促進植株生長，其中最大植株高度和最大LAI 接近于CK 處理（110 cm 和3.4 cm2/cm2），并且最大株高和最大LAI 顯著高于其他處理13.8%～ 33.1% 和13.2%～37.1%。特別地，苗期施加水分調(diào)虧70%～75%θf 可顯著提高溫室茄子的干物質(zhì)量和單果質(zhì)量，但水分調(diào)虧對果實橫徑和縱徑的影響差異較小。

（2）開花坐果期施加輕度水分調(diào)虧有利于提升溫室茄子的品質(zhì)和水分利用效率，而成熟采摘期施加重度水分調(diào)虧可顯著降低植株耗水量，如果考慮溫室茄子產(chǎn)量最大化，則開花坐果期或成熟采摘期的土壤水分下限≥70%θf。

（3）在6 組調(diào)虧灌溉制度中，成熟采摘期輕度水分調(diào)虧方案排名第1 位，對溫室茄子的果實形態(tài)、產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率的改善效果最佳；但在水資源匱乏地區(qū)，建議在苗期施加重度水分調(diào)虧，其他生育期土壤水分下限≥70%θf。

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