吳宣毅，曹紅霞，王虎兵，郝舒雪

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不同種植行距和灌水量對(duì)中國西北地區(qū)日光溫室 短季節(jié)栽培番茄品質(zhì)的交互影響

吳宣毅，曹紅霞，王虎兵，郝舒雪

（西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院/旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西楊凌 712100）

【目的】研究中國西北地區(qū)日光溫室膜下滴灌番茄不同種植行距與灌水量對(duì)番茄各品質(zhì)指標(biāo)的影響，提出番茄綜合品質(zhì)最優(yōu)時(shí)的種植行距與灌水量組合，為本地區(qū)日光溫室番茄的栽培管理和灌溉提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)?！痉椒ā吭囼?yàn)在陜西省楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)綠百合果蔬專業(yè)合作社的日光溫室內(nèi)進(jìn)行，供試番茄品種為‘HL2109’。通過日光溫室試驗(yàn)，在大小行溝壟覆膜種植形式的基礎(chǔ)上設(shè)置3種種植行距分別為L1（60 cm）、L2（45 cm）和L3（30 cm）；以兩次灌水間隔期間Φ20 cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿的累積蒸發(fā)量E為基數(shù)，設(shè)置0.6E、0.8E、1.0E、1.2E四個(gè)灌水量，每當(dāng)蒸發(fā)皿的累積蒸發(fā)量達(dá)到（20±3）mm時(shí)即進(jìn)行灌水處理；試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共12個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。分別運(yùn)用改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度法和CRITIC法對(duì)番茄綜合品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，綜合兩種評(píng)價(jià)結(jié)果，運(yùn)用多元回歸分析尋求綜合品質(zhì)最優(yōu)時(shí)的種植行距與灌水量的組合?！窘Y(jié)果】種植行距與灌水量均對(duì)番茄品質(zhì)產(chǎn)生影響，且在可溶性固形物、維生素C和番茄紅素上呈現(xiàn)極顯著的交互作用，而番茄果實(shí)的外觀品質(zhì)指標(biāo)并不存在灌水量和種植行距間的交互作用。過高的灌水量會(huì)降低番茄果實(shí)的外觀品質(zhì)，且過高或過低的灌水量均會(huì)降低可溶性固形物、VC和番茄紅素的含量。改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度法和CRITIC法對(duì)番茄綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)的結(jié)果具有較好的一致性，綜合品質(zhì)最優(yōu)處理均為L2-0.8E，最差處理均為L1-1.2E；番茄綜合品質(zhì)隨灌水量和種植行距的增大呈凸型拋物線變化趨勢(shì)。番茄各單一品質(zhì)指標(biāo)的權(quán)重比例雖然在兩茬試驗(yàn)中略有變化，但番茄紅素、VC、糖酸比3個(gè)指標(biāo)的權(quán)重始終為前3名。【結(jié)論】當(dāng)操作行行距為80 cm，株距為35 cm時(shí)，種植行距取37-47 cm，灌水量0.8E-1.0E為中國西北地區(qū)溫室番茄綜合品質(zhì)最優(yōu)的種植行距和灌水量組合。

日光溫室；番茄；種植行距；灌水量；綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)分析

0 引言

【研究意義】番茄是中國北方地區(qū)設(shè)施栽培的主要蔬菜之一[1]，同時(shí)也是人們?nèi)粘ｏ嬍持锌寡趸镔|(zhì)（番茄紅素、VC等）的一種重要來源[2]。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們環(huán)境意識(shí)和保健意識(shí)的提高，人們對(duì)高品質(zhì)水果和蔬菜的需求日益增長，性狀品質(zhì)較好的水果和蔬菜具有明顯的市場優(yōu)勢(shì)[3]。番茄的品質(zhì)包括諸多不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)，僅憑單一品質(zhì)指標(biāo)不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其品質(zhì)，需考慮各評(píng)價(jià)指標(biāo)本身的重要程度[4]，對(duì)番茄綜合品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)才能對(duì)比不同番茄品質(zhì)的優(yōu)劣。【前人研究進(jìn)展】對(duì)于番茄不同種植模式的研究大多集中于對(duì)產(chǎn)量的影響[5-7]；西北地區(qū)溫室春秋茬番茄多采用短季節(jié)溝壟種植模式，番茄種植密度由行距與株距直接決定，株距對(duì)產(chǎn)量的影響已經(jīng)有了相關(guān)研究[8-9]；周懷兵[10]研究了在密度一定的情況下不同行株距組合對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。番茄的品質(zhì)受番茄紅素、VC、糖酸比等多個(gè)指標(biāo)的綜合影響，有研究表明，降低灌水量可以顯著提高果實(shí)中番茄紅素、VC、可溶性固形物的含量[11-14]，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致果實(shí)含水量的降低，由于番茄各品質(zhì)指標(biāo)之間既在某種程度上相互關(guān)聯(lián)又彼此間無法互相替代，因此，番茄綜合品質(zhì)的評(píng)價(jià)多采用TOPSIS法[4,15-16]、主成分分析法[17]和灰色關(guān)聯(lián)度法[18]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】由于西北地區(qū)溫室春秋茬番茄栽培的大行距（操作行行距）、株距及留果穗數(shù)較為固定，而小行距（種植行行距）的距離設(shè)置在實(shí)際生產(chǎn)中存在一定的主觀性，且在不改變番茄種植株距、操作行距和留果穗數(shù)的情況下，探討不同種植行距對(duì)溫室大棚番茄綜合品質(zhì)影響的研究較少。在進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)由于主成分分析法對(duì)數(shù)據(jù)的要求較高，可能在部分情況下無法適用；綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果是否可信在很大程度上取決于各指標(biāo)在評(píng)價(jià)體系中的權(quán)重取得合理與否。研究表明，CRITIC（Criteria Importance Though Intercrieria Correlation）法是一種比熵權(quán)法和標(biāo)準(zhǔn)離差法更好的客觀賦權(quán)法[19]，已應(yīng)用在某些領(lǐng)域的綜合評(píng)價(jià)中[20-21]，而缺少應(yīng)用于番茄品質(zhì)研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】受限于各種評(píng)價(jià)方法自身內(nèi)在的局限性，運(yùn)用單一評(píng)價(jià)方法并不能準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)番茄綜合品質(zhì)，因此，本研究使用CRITIC法和改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析法兩種方法對(duì)番茄綜合品質(zhì)進(jìn)行分析，以期通過對(duì)比探明CRITIC法在番茄品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中的適用性。同時(shí)，尋求溫室番茄綜合品質(zhì)最佳時(shí)番茄的種植行距與灌水量的最優(yōu)組合，為本地區(qū)溫室番茄的栽培管理和灌溉提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2016年1月至2017年1月在陜西省楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)綠百合果蔬專業(yè)合作社的日光溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)位于關(guān)中平原，北緯34°17′、東經(jīng)108°01′，海拔高度521 m，多年平均氣溫12.5℃，年均日照時(shí)數(shù)2 163.8 h，年均蒸發(fā)量1 500 mm，年平均降水量632 mm，主要集中在6—10月。

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)溫室為簡易土墻日光溫室，東西走向，溫室頂部和底部均設(shè)通風(fēng)口，當(dāng)溫室內(nèi)溫度＞35℃或＜10℃時(shí)通過開啟或關(guān)閉通風(fēng)口調(diào)節(jié)溫室內(nèi)環(huán)境。隨試驗(yàn)進(jìn)行，于6—8月在溫室頂部加裝遮陽網(wǎng)，10—4月在溫室頂部加裝棉被，通過卷簾機(jī)收放，以避免溫室內(nèi)溫度過高或過低，溫室日常管理依照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)進(jìn)行。試驗(yàn)溫室土壤為重壤土，0—0.6 m土壤容重為1.39 g?cm-3，田間持水量為23.91%，有機(jī)質(zhì)含量為15.56 g?kg-1，全氮含量1.67 g?kg-1，全磷含量0.38 g?kg-1，全鉀含量1.80 g?kg-1，土壤肥力較為均一。番茄采用寬窄行溝壟覆膜種植形式，寬行位于壟上，為操作行，窄行位于溝內(nèi)，是種植行，番茄植株種植于溝坡上。操作行行距0.8 m，種植行行距見試驗(yàn)設(shè)計(jì)部分，株距0.35 m。灌溉采用膜下滴灌，在窄行相鄰兩行番茄的中間布置1行滴灌管，滴頭間距為0.35 m，滴頭流量為2.1 L?h-1。供試番茄品種為‘HL2109’（，HL2109），每株番茄留4穗果后去頂，施肥參照當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，整地后均勻撒施腐熟羊糞作為基肥，追肥在每穗果膨大前進(jìn)行，隨水滴施，基肥量和追肥量均按當(dāng)?shù)赝扑]水平進(jìn)行。春茬番茄幼苗于2016年1月27日定植，2016年6月17號(hào)拉秧；秋茬番茄幼苗于2016年8月23號(hào)定植，2017年1月12號(hào)拉秧，兩茬試驗(yàn)均于蹲苗結(jié)束后覆白色聚氯乙烯膜。兩茬試驗(yàn)期間溫室內(nèi)平均日空氣溫度分別為21.98℃和19.41℃，平均日相對(duì)濕度為84.06%和86.99%。溫室中央設(shè)置Φ20 cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿，高度始終與植株冠層高度保持一致，從定植后開始每天早上8：30測(cè)定蒸發(fā)皿日蒸發(fā)量；整個(gè)生育期劃分為3個(gè)階段：營養(yǎng)生長期（定植至第1穗花坐果）、果實(shí)膨大期（1穗花坐果至1穗果成熟）、成熟采摘期（1穗果成熟至拉秧）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)種植行距和灌水量兩個(gè)因素，其中種植行距設(shè)置3個(gè)水平，分別為60 cm（L1）、45 cm（L2）和30 cm（L3）。灌水量以兩次灌水間隔期Φ20cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿的累計(jì)蒸發(fā)量E為基數(shù)，設(shè)置0.6E、0.8E、1.0E、1.2E四個(gè)水平，滴灌濕潤比為0.8。

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共12個(gè)處理，分別為L1-0.6E、L1-0.8E、L1-1.0E、L1-1.2E、L2-0.6E、L2-0.8E、L2-1.0E、L2-1.2E、L3-0.6E、L3-0.8E、L3-1.0E、L3-1.2E，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)3溝3壟（6行植株），每個(gè)小區(qū)與其他小區(qū)相鄰的兩行為隔離行。

定植時(shí)為確保秧苗的成活，于定植前一天用土鉆取土，通過烘干稱重法測(cè)定土壤含水量，于定植當(dāng)天進(jìn)行灌水，灌至田間持水量。為達(dá)到蹲苗效果，第一次灌水處理距定植的間隔時(shí)間較長，以后每當(dāng)蒸發(fā)皿的累積蒸發(fā)量達(dá)到（20±3）mm時(shí)即進(jìn)行灌水處理，各處理全生育期總灌水量如表1所示。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

選取成熟的第二穂果進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。測(cè)定時(shí)在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取成熟度一致的番茄5顆，用游表卡尺測(cè)定果實(shí)的橫、縱徑，橫徑變異系數(shù)為果身平面上兩個(gè)垂直方向橫徑標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值，果形指數(shù)為番茄縱徑與平均橫徑的比值。采用烘干法測(cè)定含水量[22]，采用IR200S手持式糖度計(jì)測(cè)定可溶性固形物，0.1 mol?L-1NaOH滴定法測(cè)定有機(jī)酸，硫酸-蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖，鉬藍(lán)比色法測(cè)定Vc，EV300PC型紫外-可見分光光度計(jì)法（Thermo Fisher，USA）測(cè)定番茄紅素。

1.4 品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

1.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取 選擇能整體表征番茄品質(zhì)的7個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)變量，分別為果形指數(shù)（1）、橫徑變異系數(shù)（2）、果實(shí)含水量（3）、可溶性固形物（4）、糖酸比（5）、Vc（6）、番茄紅素（7）。采用改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度法和CRITIC法進(jìn)行番茄品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。

1.4.2 原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、同趨化處理 灰色關(guān)聯(lián)度法和CRITIC法是兩種客觀賦權(quán)法，雖然其原理不同，但其數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和同趨化的步驟可同步進(jìn)行，采用EXCEL對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體方法為：將原始評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)寫為矩陣=(ij)12×5，X為第個(gè)處理第個(gè)指標(biāo)的測(cè)量值。

對(duì)于高優(yōu)指標(biāo)（越大越好）：

對(duì)于低優(yōu)指標(biāo)（越小越好）：

式中，max為指標(biāo)最大值，min為指標(biāo)最小值，ij為ij經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和同趨化后的值，將標(biāo)準(zhǔn)化、同趨化后的數(shù)據(jù)寫為矩陣=(ZX)12×7。

1.4.3 改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析 灰色關(guān)聯(lián)分析（grey relational analysis，GRA）由于其相較于主成分分析具有對(duì)樣本量的大小沒有過高的要求、不需要典型的分布規(guī)律且計(jì)算量小、定性與定量分析結(jié)果一般能夠吻合等特點(diǎn)[23]，因而有著廣泛的應(yīng)用。改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析在一般灰色關(guān)聯(lián)分析方法的基礎(chǔ)上結(jié)合灰內(nèi)涵序列熵分析方法進(jìn)行了進(jìn)一步的完善，控制了局部點(diǎn)關(guān)聯(lián)系數(shù)對(duì)整個(gè)序列關(guān)聯(lián)度的影響。采用EXCEL對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析，具體計(jì)算方法見參考文獻(xiàn)[23-24]。

1.4.4 CRITIC法 CRITIC法是一種基于同一指標(biāo)內(nèi)不同處理的對(duì)比強(qiáng)度和指標(biāo)間沖突性確定指標(biāo)權(quán)重的客觀賦權(quán)方法，對(duì)選取指標(biāo)較多的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)可以減少計(jì)算量而不會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響[19]，有較好的賦權(quán)效果。采用SPSS 23.0進(jìn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)性分析，得到相關(guān)系數(shù)矩陣=(ij)7×7，采用EXCEL根據(jù)下式進(jìn)行權(quán)重計(jì)算[25]：

式中，C表示第個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所包含的信息量，σ為第個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差。C越大，表明第個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所包含的信息量越大，該指標(biāo)的相對(duì)重要性也就越大，所以第個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重W可表示為：

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 23.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行方差分析（Duncan法），用Sigmaplot 12.5和OriginPro 8作圖。

2 結(jié)果

2.1 不同種植行距和灌水量對(duì)春秋茬番茄品質(zhì)的影響

表2為春茬和秋茬不同處理?xiàng)l件下番茄品質(zhì)指標(biāo)，綜合兩茬試驗(yàn)可以看出，果形指數(shù)受灌水量和種植行距的影響均達(dá)到顯著水平，橫徑變異系數(shù)受灌水量的影響顯著。在相同種植行距下，果形指數(shù)隨灌水量的增加而降低，橫徑變異系數(shù)則表現(xiàn)為先降低后增大的趨勢(shì)，說明灌水量過高會(huì)使果實(shí)的外觀品質(zhì)降低。而在相同灌水量條件下橫徑變異系數(shù)隨種植行距的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，說明適宜的種植行距會(huì)獲得較好的果形。可溶性固形物、Vc和番茄紅素受灌水量和種植行距及其交互作用的影響均達(dá)到極顯著水平，且均隨灌水量的增大呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)（可溶性固形物L(fēng)2處理除外）；在相同種植行距下，0.8 E灌水量時(shí)Vc值最高且顯著高于0.6E和1.2E處理，在相同灌水量下當(dāng)種植行距為L3時(shí)Vc含量最大（1.2E灌水量除外），兩茬試驗(yàn)Vc均以L3-0.8E處理含量最大，分別為22.55 mg/100 g和18.64 mg/100 g；番茄紅素在相同種植行距下于1.0E灌水量時(shí)得到最大值，在相同灌水量下隨著種植行距的增大而減?。?.6E灌水量除外），總體來看番茄紅素以L3-1.0E處理含量最大，分別為90.00 μg?g-1和85.60 μg?g-1。果實(shí)含水量隨灌水量的增加而增大，而在相同灌水量下種植行距對(duì)果實(shí)含水量的影響并不顯著。灌水量的變化對(duì)糖酸比的影響不顯著，而隨著種植行距的增大，糖酸比呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。

2.2 番茄綜合品質(zhì)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理與交互影響評(píng)價(jià)

2.2.1 品質(zhì)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化、同趨化和相關(guān)矩陣 由于番茄各品質(zhì)指標(biāo)之間既在某種程度上相互關(guān)聯(lián)又彼此無法互相替代，因此本研究采用改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度法和CRITIC法對(duì)番茄綜合品質(zhì)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。兩種評(píng)價(jià)方法需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、同趨化處理，橫徑變異系數(shù)和果實(shí)含水量的標(biāo)準(zhǔn)化、同趨化處理根據(jù)公式（2），其他指標(biāo)則根據(jù)公式（1）處理，處理結(jié)果見表3。

2.2.2 改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)番茄綜合品質(zhì)的評(píng)價(jià) 采用EXCEL對(duì)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、同趨化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，求得各試驗(yàn)處理的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度（表4），加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度越大，表明該處理越接近理想處理。結(jié)果表明兩茬試驗(yàn)均以L2-0.8E處理綜合品質(zhì)最好，而L1-1.2E處理綜合品質(zhì)最差，且在灌水量相同的情況下可以看出種植行距各處理排名L2＞L3＞L1，種植行距為L2的各處理排名均位于前6，說明L2種植行距相對(duì)較優(yōu)。綜合對(duì)比兩茬番茄排序結(jié)果，各處理排名結(jié)果相近，表明兩茬試驗(yàn)綜合品質(zhì)對(duì)種植行距和灌水量的響應(yīng)具有較好的一致性。

2.2.3 CRITIC法對(duì)番茄綜合品質(zhì)的評(píng)價(jià) 采用SPSS 23.0對(duì)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、同趨化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)性分析，得到相關(guān)系數(shù)矩陣=(R)7×7（表5），根據(jù)公式（3）和（4）計(jì)算得到各品質(zhì)指標(biāo)權(quán)重（表6）。基于得到的各指標(biāo)權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化矩陣計(jì)算得到各處理綜合得分及排序（表7），可以看到兩茬試驗(yàn)番茄綜合品質(zhì)在灌水量相同的情況下各種植行距處理排名L2＞L3＞L1，且春茬L2各處理排名均位于前4，秋茬L2各處理排名位于前6，最優(yōu)的處理均為L2-0.8E，綜合品質(zhì)最差處理均為L1-1.2E。綜合對(duì)比兩茬番茄的排序結(jié)果，除L3-1.2E處理兩次排名相差較大外，其余各處理排名結(jié)果相近；對(duì)比改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度法和CRITIC法對(duì)同一茬口番茄綜合品質(zhì)的排序，可以發(fā)現(xiàn)兩種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果相近，綜合品質(zhì)最優(yōu)處理均為L2-0.8E，最差處理均為L1-1.2E，在灌水量相同的情況下各種植行距處理排名均表現(xiàn)為L2＞L3＞L1，且各處理排序的波動(dòng)幅度均未超過3，說明2種評(píng)價(jià)方法雖然在具體排序結(jié)果上略微有差異，但反映的總體趨勢(shì)和最優(yōu)結(jié)果是一致的，即CRITIC法適用于番茄綜合品質(zhì)的評(píng)價(jià)。

表2 種植行距與灌水量對(duì)番茄品質(zhì)的影響

TDVC表示橫徑變異系數(shù)；同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在 0.05 水平差異顯著；*表示差異顯著（＜0.05）；**表示差異極顯著（＜0.01）；ns表示不顯著

TDVC means transverse diameter variation coefficient；different lowercase letters in the same column data indicate significant difference at 0.05 level; * means significant difference (＜0.05); ** means much significant difference (＜0.01); ns means not significant difference

表3 各指標(biāo)同趨化、標(biāo)準(zhǔn)化值

A1為果形指數(shù)，A2為橫徑變異系數(shù)，A3為含水量，A4為可溶性固形物，A5為糖酸比，A6為維生素C，A7 為番茄紅素。下同

A1 means fruit shape index, A2 means TDVC, A3 means water content, A4 means soluble solid, A5 means sugar-acid ratio, A6 means Vc, A7 means lycopene. The same as below

2.3 番茄綜合品質(zhì)對(duì)種植行距和灌水量響應(yīng)的回歸分析

分別以改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度法所得加權(quán)關(guān)聯(lián)度（百分?jǐn)?shù)）和CRITIC法確定的各處理番茄綜合品質(zhì)得分為標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)不同的種植行距和灌水量與番茄綜合品質(zhì)之間的關(guān)系做回歸模擬分析，得到如表8所示的二元二次方程，將所得擬合方程繪圖（圖1），可以看出不同茬口和不同方法所得到的曲線均呈凸型二次曲線，番茄綜合品質(zhì)得分隨灌水量和種植行距的增加而增大，但存在一峰值，超過峰值后，隨灌水量和種植行距的增大，番茄綜合品質(zhì)反而會(huì)降低，表明只有適宜的灌水量和合理的種植行距才能獲得較好的綜合品質(zhì)。分別對(duì)各回歸方程所得番茄綜合品質(zhì)95%最大值的等值線投影，得到綜合分析圖（圖2），可以看出同一茬口不同綜合評(píng)價(jià)方法所得范圍基本一致（這也進(jìn)一步證明CRITIC法適用于番茄綜合品質(zhì)的評(píng)價(jià)），不同茬口間由于氣候等因素的影響導(dǎo)致番茄綜合品質(zhì)≥95%最大值的灌水量范圍相差較大，春茬灌水區(qū)間為170—235 mm，而秋茬灌水區(qū)間為220—285 mm，但不同茬口灌水量范圍均與該茬口0.8E—1.0E灌水量范圍基本重合；而不同茬口番茄綜合品質(zhì)≥95%最大值的種植行距在37—47 cm范圍內(nèi)較好重合。

表4 各處理與理想處理的加權(quán)關(guān)聯(lián)系數(shù)與加權(quán)關(guān)聯(lián)度

表5 番茄品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣

a：春茬灰色關(guān)聯(lián)度法；b：春茬CRITIC法；c：秋茬灰色關(guān)聯(lián)度法；d：秋茬CRITIC法

a、b、c、d分別代表圖1中a、b、c、d 4幅圖番茄綜合品質(zhì)95%最大值的等值線投影；圖中斜線區(qū)域表示不同茬口，不同評(píng)價(jià)方法番茄綜合品質(zhì)同時(shí)≥95%最大值的可接受區(qū)域

表6 CRITIC法確定的番茄單一品質(zhì)指標(biāo)權(quán)重

表7 CRITIC法確定的各處理番茄綜合品質(zhì)得分及排序

表8 灌水量和種植行距與番茄綜合品質(zhì)間的關(guān)系

為品質(zhì)綜合得分，為灌水總量，為種植行距，2為決定系數(shù)，為統(tǒng)計(jì)顯著性值

means Comprehensive scores of tomato quality,means total irrigation amount,means planting row spacing,2means coefficient of determination,means statistically significant value

3 討論

適宜的灌水量和合理密植不僅可以獲得較高的產(chǎn)量和較好的品質(zhì)，同時(shí)也可以提高灌溉水利用效率。一定程度的水分虧缺能增加水分利用效率，在產(chǎn)量稍有降低或減產(chǎn)不顯著的情況下，提高VC、可溶性固形物等果實(shí)品質(zhì)[26-28]。本試驗(yàn)中，VC、番茄紅素和可溶性固形物（L2處理除外）隨灌水量的增加先增大后減小，可能是由于0.6E灌水量造成的水分虧缺情況較為嚴(yán)重，超過了適宜的范圍。關(guān)于虧缺灌溉對(duì)番茄品質(zhì)的提升作用，有研究表明是因?yàn)樘澣惫喔葴p小了葉面積指數(shù)，增加了果實(shí)受到的光照，從而促進(jìn)了果實(shí)內(nèi)VC和番茄紅素的形成[15]；也有研究認(rèn)為虧缺灌溉導(dǎo)致了較高的土壤電導(dǎo)率和含鹽度，從而引起了果實(shí)內(nèi)化學(xué)物質(zhì)濃度的增加[29]?？梢?，番茄品質(zhì)對(duì)土壤水分的響應(yīng)機(jī)理很復(fù)雜，需要進(jìn)一步的深入研究。在作物栽培中，調(diào)整行株距是調(diào)節(jié)植株合理分布，獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要技術(shù)措施。確定合理的行株距，可以改善田間通風(fēng)透光條件，對(duì)群體的有效光合效率產(chǎn)生影響，為植株生長創(chuàng)造良好的微生態(tài)環(huán)境，從而為作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)[30-31]。在相同灌水量下，VC含量整體隨種植行距的增大而減小，但在1.2E灌水量下表現(xiàn)為隨種植行距先增大后減小；可溶性固形物在0.6E和1.2E灌水量下表現(xiàn)為隨種植行距先增大后減小，均體現(xiàn)了灌水量和種植行距間的交互作用影響。本研究結(jié)果表明，番茄果實(shí)的外觀品質(zhì)指標(biāo)并不存在灌水量和種植行距間的交互作用，且隨灌水量的增大果形指數(shù)逐漸降低，橫徑變異系數(shù)先降低后增大，這可能是因?yàn)樵谙嗤闆r下灌水量的增大往往導(dǎo)致單果重的增加，而單果質(zhì)量的增加導(dǎo)致了果形指數(shù)的降低，這與梁梅等[32]的研究結(jié)果一致，表明過高的灌水量會(huì)降低番茄果實(shí)的外觀品質(zhì)。

綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建可以客觀而全面地反映不同處理下番茄品質(zhì)的綜合情況。本研究分別運(yùn)用改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析法和CRITIC法兩種客觀方法對(duì)番茄的品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以避免主觀賦權(quán)法的人為影響?？梢钥闯?，雖然各指標(biāo)的權(quán)重比例在兩茬試驗(yàn)中略有變化，但番茄紅素、VC、糖酸比3個(gè)指標(biāo)的權(quán)重始終為前三名，這與吳雪等[16]根據(jù)主觀層次分析法與客觀熵權(quán)法和基于博弈論的組合賦權(quán)法得出的結(jié)論一致。各灌水量處理下番茄品質(zhì)綜合改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析法排序和CRITIC法排序結(jié)果表明，在相同灌水量下L2處理的綜合評(píng)分較高，且L3處理總體優(yōu)于L1處理；在相同種植行距下，過高或過低的灌水量均會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)綜合得分下降；不同排序方法對(duì)同一茬試驗(yàn)各處理排名波動(dòng)不大，說明改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析法和CRITIC法得到的番茄綜合品質(zhì)排序結(jié)果可信度較高，兩種方法均可適用于番茄品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)；同一方法下兩茬試驗(yàn)的排序結(jié)果對(duì)比表明，CRITIC法兩茬試驗(yàn)間各處理排名波動(dòng)稍大于改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析法，說明兩種評(píng)價(jià)方法在兩茬試驗(yàn)綜合品質(zhì)結(jié)果的一致性上存在一定差異，這些評(píng)價(jià)方法本身內(nèi)在的局限性可能是產(chǎn)生差異的主要原因。

番茄的栽培密度和灌溉量與栽培模式密切相關(guān)，大量研究表明，對(duì)于短季節(jié)栽培番茄，在水資源并非及其緊缺的情況下，0.8E—1.0E灌水量是一個(gè)較為適宜的灌水量，可以同時(shí)獲得較好的產(chǎn)量與灌溉水利用效率[11,26,33]，這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果一致。在本試驗(yàn)中，綜合品質(zhì)最優(yōu)的L2-0.8E處理與產(chǎn)量最高的L1-1.2E處理，秋茬產(chǎn)量差異不顯著，春茬產(chǎn)量差異顯著，但產(chǎn)量僅次于最高產(chǎn)量；而產(chǎn)量最高的L1-1.2E處理在兩種綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)方法下均為綜合品質(zhì)最差處理，且灌溉水利用效率相較于綜合品質(zhì)最優(yōu)的L2-0.8E處理顯著下降（數(shù)據(jù)未提供）。即綜合品質(zhì)最優(yōu)的L2-0.8E處理雖然產(chǎn)量并不是最高的，但也是所有處理中產(chǎn)量較好的，綜合考慮品質(zhì)、產(chǎn)量和灌溉水利用效率，L2-0.8E處理可以獲得較為理想的綜合效益。表明在此基礎(chǔ)上通過對(duì)番茄綜合品質(zhì)對(duì)種植行距和灌水量響應(yīng)的回歸分析得到的種植行距與灌水量的組合（種植行距取37—47 cm，灌水量范圍為0.8E—1.0E），為可以獲得品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量較好、效益高的西北地區(qū)日光溫室番茄種植行距和灌水量組合，具有較高的實(shí)際生產(chǎn)意義，且其對(duì)應(yīng)的種植密度范圍為4.50—4.88株/m2，這與Qiu等[9]對(duì)西北地區(qū)日光溫室短季節(jié)栽培番茄高產(chǎn)種植密度的研究結(jié)果（4.4—5.6株/m2）較為一致。

4 結(jié)論

種植行距和灌水量均在不同程度上影響番茄的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，且在VC、番茄紅素和可溶性固形物上表現(xiàn)出顯著的交互作用，過高的灌水量會(huì)降低番茄果實(shí)的外觀品質(zhì)。運(yùn)用改進(jìn)模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析法和CRITIC法對(duì)番茄的綜合品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果較一致，均表明過高或過低的灌水量和種植行距均會(huì)降低番茄的綜合品質(zhì)，以L2-0.8E綜合效益為最優(yōu)處理，即當(dāng)操作行行距為80 cm，株距為35 cm時(shí)，種植行距取37—47 cm（種植密度4.50—4.88株/m2），灌水量取0.8E—1.0E，為西北地區(qū)溫室番茄綜合品質(zhì)最優(yōu)的種植行距和灌水量的組合。

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（責(zé)任編輯 趙伶俐）

Effect of Planting Row Spacing and Irrigation Amount on Comprehensive Quality of Short-Season Cultivation Tomato in Solar Greenhouse in Northwest China

WU XuanYi, CAO HongXia, WANG HuBing, HAO ShuXue

(College of Water Conservancy and Architectural Engineering, Northwest A&F University/Key Laboratory of Agricultural Soil and Water Engineering in Arid Area, Ministry of Education, Yangling 712100, Shaanxi)

【Objective】The objectives of the study were to investigate the effect of planting row spacing and irrigation amount on the tomato quality cultivated in solar greenhouse in Northwest China, to obtain the best combination of irrigation amount and planting row spacing for the best comprehensive quality, so as to provide a scientific basis and technical guidance for irrigation and cultivation management of greenhouse tomato in the region.【Method】The experiment was conducted in solar greenhouse at the Green Lily fruit and vegetable cooperatives in Yangling Agricultural Hi-tech Industries Demonstration Zone in Shaanxi province. The cultivated varieties of tomato in the experiment was HL2109.The treatments comprised three planting row spacing (L1 (60 cm), L2 (45 cm), L3 (30 cm)), and based on the cumulative evaporation from a 20 cm diameter pan between two irrigations (E), 0.6 E, 0.8 E, 1.0 E, 1.2 E were set as four different levels of irrigation amount, when the cumulative evaporation reached (20±3) mm irrigation will be conduct. The treatments were replicated three times in randomized complete block designs. The comprehensive quality of tomato was evaluated by improved fuzzy grey relational method and CRITIC method, respectively. The two evaluation results were compared and multivariate regression analysis was used to find the best combination of irrigation amount and planting row spacing when the best comprehensive quality was obtained.【Result】Tomato quality was affected by both planting row spacing and irrigation amount, and showed a very significant interaction on soluble solids, Vc and lycopene, but the appearance fruit quality indicators of tomato do not exist irrigation amount and planting line spacing between the interaction. Excessive irrigation will reduce the exterior quality of tomato, and reduce the soluble solids, Vc and lycopene content. The results of the improved fuzzy grey relational method and CRITIC method have good agreement with the results of tomato comprehensive quality evaluation, that the L2-0.8E treatment had the best comprehensive quality of tomato, and the L1-1.2E treatment was the worst; the comprehensive quality of tomato followed a downward quadratic parabola shape with the increase of irrigation amount and planting row spacing. Although the proportion of weights for single tomato quality indicators have a little difference between two tested seasons, but the weights of lycopene, Vc and sugar acid ratio are always the first three. 【Conclusion】When the ridge distance is 80 cm, planting spacing is 35 cm, the planting row distance selected 37-47 cm, the irrigation quantity is set to 0.8E-1.0E would be the appropriate combination of irrigation amount and planting row spacing for best comprehensive quality of greenhouse tomato in Northwest China.

solar greenhouse; tomato; planting row spacing; irrigation amount; comprehensive quality evaluation

2017-07-20；

2017-11-10

國家“863”計(jì)劃（2013AA103004）、陜西省水利科技計(jì)劃（2014slkj-17）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)（2452016074）

吳宣毅，E-mail：wxy2016@nwafu.edu.cn。

曹紅霞，E-mail：chx662002@163.com