温室番茄产量-品质-环境效应组合评价模型构建及其水肥响应

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目前，温室蔬菜单纯追求产量，过量施肥灌水不仅引起资源浪费、利用率下降，也造成环境污染和蔬菜品质下降等一系列问题。现代温室蔬菜生产的水肥管理，不仅要考虑产量或品质等单一目标，更要考虑产量、品质、水肥利用效率及环境影响等多个目标的实现，具有多目标评价的特点。由于不同评价方法的机理不同，利用信息的角度和侧重点不同，加上评价过程中存在的人为因素，使得评价结果之间也存在差异，且没有可比性，选择任何一种方法都难以对客观事实进行全面准确地判断。本研究采用温室番茄五元二次通用旋转组合设计的水肥试验数据，以番茄6个营养品质指标（可溶性固形物；番茄红素；可溶性糖；维生素C；可滴定酸；糖酸比）、3个养分利用效率（氮素利用效率；磷素利用效率；钾素利用效率）、产量、水分利用效率以及土壤中硝态氮残留量为评价指标，采用主成分分析法、隶属函数分析法、灰色关联度分析法和基于博弈论的TOPSIS法4种单一评价方法分别对番茄营养品质、产量-品质、产量-品质-环境效应进行评价并在通过相容性检验的基础上，采用 Borda、Copeland、模糊 Borda和基于整体差异的组合评价方法 4 种组合评价方法，分别构建组合评价模型，通过事后检验择优，分析水肥响应，以期为通过水肥管理实现高产优质高效番茄生产提供依据。研究结果如下：（1）采用4种单一评价方法分别对32个处理的以上3方面进行评价，其中排序名次的标准差大于4.0的个数分别为5、7和13，小于1.0的个数分别为5、9和4，排序结果存在不一致性；但每种单一的评价方法与其他3种方法序值的Kendall相关系数的均值均在0.719、0.605和0.430以上，表明4种单一评价方法之间存在一定的相关性。而且4种单一评价方法均通过了事前检验，具有相容性，可用于构建组合评价模型。（2）采用4种组合评价方法对以上3方面单一评价方法的结果进行组合，其中排序名次的标准差小于1.0的个数分别为25、17和12，表明4种组合评价模型的评价结果有很强的一致性。每种组合评价方法的排序值与 4 种单一评价方法序值的 Spearman相关系数的均值均在0.954、0.920和0.847以上，表明组合评价方法与单一评价方法的评价结果的相关性良好。通过事后检验对t值的比较，筛选出模糊Borda组合评价模型、模糊Borda组合评价模型和基于整体差异的组合评价模型分别为与番茄营养品质、产量-品质和产量-品质-环境效应相对应的最优组合评价模型。（3）各水肥因素对番茄营养品质的影响效应为磷（Si=174.95）＞水（Si=126.86)≥氮（Si=125.40)＞有机肥（Si=105.08)＞钾（Si=47.54)。其他因素为中间水平时，评价值与灌水量、施氮量和有机肥用量的关系均呈凸型二次曲线；与施磷量的关系呈线性关系；与施钾量的关系呈凹型二次曲线。对番茄产量-品质的影响效应为氮（Si=155.90)≥水（Si=154.36）>有机肥（Si=133.79)＞磷（Si=92.95）＞钾（Si=0)。其他因素为中间水平时，评价值与灌水量、施氮量、施磷量和有机肥用量的关系均呈凸型二次曲线；与施钾量的关系呈水平线，表明施钾量的对评价值没有影响。对番茄产量-品质-环境效应的影响效应为磷（Si=1.082)＞氮（Si=0.876)＞水（Si=0.822)≥有机肥（Si=0.815)＞钾（Si=0.457)。其他因素为中间水平时，评价值与灌水量、施氮量、施磷量、施钾量、和有机肥用量的关系均呈凸型二次曲线。（4）灌水量和有机肥用量，施磷量和有机肥用量的相互作用阻碍番茄营养品质评价值的提高，施氮量和施磷量的相互作用与前者相反；灌水量和有机肥用量，施氮量和施磷量的相互作用均不利于产量-品质评价值的提高；灌水量和施钾量，施钾量和有机肥用量相互作用阻碍产量-品质-环境效应评价值的提高，施氮量和施磷量，施氮量和有机肥用量的相互作用与前者相反。（5）将灌水量、有机肥及氮、磷、钾肥用量依次控制为446.9-464.4 mm、21.8-24.3 t/ha、520.9.6-577.9 kg/ha、376.3-419.3 kg/ha、692.4-772.1 kg/ha，可望获得较高的番茄营养品质评价值。将灌水量、有机肥及氮、磷、钾肥用量依次控制为488.3~508.7 mm、19.3~21.8 t/ha、498.4~565.6 kg/ha、399.7~447.1 kg/ha、698.1~777.9 kg/ha，可望获得较高的品质-产量评价值。将灌水量、有机肥及氮、磷、钾肥用量依次控制为436.2-454.2 mm、23.3-25.8 t/ha、502-559.8 kg/ha、396.6~441.1kg/ha、667.8-742.8 kg/ha，可望获得较高的产量-品质-环境效应评价值。

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作者
洪霞;
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作者单位

西北农林科技大学;

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授予单位西北农林科技大学;
学科水利工程
授予学位硕士
导师姓名胡田田;
年度 2018
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类设施园艺（保护地栽培）;
关键词
温室; 番茄产量; 品质; 环境效应; 组合评价; 模型构建;

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