張 智 李曼寧 楊 志 蔡澤林 洪婷婷 丁 明

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院， 陜西楊凌 712100； 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北設(shè)施園藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西楊凌 712100)

0 引言

草莓營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，具有益心健腦的獨(dú)特功效，且采摘期較長(zhǎng)，逐漸成為多地農(nóng)民增收致富的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[1]。目前我國(guó)草莓種植面積和產(chǎn)量位居世界第一[2]，主要采用溫室栽培方式，反季節(jié)栽培草莓的經(jīng)濟(jì)效益更高[3-4]。然而，過(guò)量的灌水和施肥不但造成大量的水分流失、肥料利用效率降低、土壤板結(jié)、地下水污染等一系列環(huán)境問(wèn)題[5-6]，同時(shí)還影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)。水肥耦合可以促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的快速吸收和高效利用，以達(dá)到節(jié)水節(jié)肥、增產(chǎn)增質(zhì)、省工省時(shí)和減污等目的[7]。

水肥對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的形成起著決定性的作用[8]。前人的研究表明，水肥一體化模式可以提高肥料利用效率，適量減少施肥可以提高草莓的品質(zhì)和產(chǎn)量[9]；滴灌條件下輕度虧缺灌溉可以提高草莓果實(shí)的含糖量[10]和產(chǎn)量[11]；適量的灌水施肥模式可以提高溫室草莓的產(chǎn)量和水肥利用效率[12-13]；水氮耦合處理可以提高草莓果實(shí)中的維生素C含量、可溶性糖含量、有機(jī)酸含量和糖酸比[14]；在一定范圍內(nèi)適量施用磷肥或氮肥均可提高番茄中維生素C、可溶性糖和可溶性固形物含量[15]。

不同水肥處理對(duì)產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)和水肥利用效率的影響不同，即使同一水肥處理，對(duì)不同指標(biāo)的影響差異也較大。植株生長(zhǎng)包括不同類(lèi)別的多項(xiàng)指標(biāo)，每種指標(biāo)衡量標(biāo)準(zhǔn)不同，但又相互關(guān)聯(lián)，僅憑單一指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)具有局限性，很難準(zhǔn)確評(píng)價(jià)草莓生長(zhǎng)的優(yōu)劣[16]。因此，合理綜合各項(xiàng)指標(biāo)、建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系是取得整體水肥施用優(yōu)化方案的基礎(chǔ)。層次分析(Analytic hierarchy process，AHP)法可以通過(guò)對(duì)客觀事實(shí)的主觀判斷，將元素的相對(duì)重要性定量描述[17]。熵權(quán)法是一種由待評(píng)價(jià)指標(biāo)確定指標(biāo)權(quán)重的客觀方法，具有較強(qiáng)的操作性，可根據(jù)指標(biāo)的變異程度客觀計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重值。TOPSIS(Technique for order preference by similarity to ideal solution)模型可以充分利用原始數(shù)據(jù)，通過(guò)比較各個(gè)指標(biāo)中的最優(yōu)解和最劣解評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣性[18]。采用基于博弈論的組合賦權(quán)法對(duì)AHP法和熵權(quán)法得到的權(quán)重進(jìn)行融合，充分利用主觀賦權(quán)法反映決策者意愿及客觀賦權(quán)法的理論依據(jù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)定性的問(wèn)題進(jìn)行定量分析，同時(shí)克服單一方法的偏向性，得到更加合理的指標(biāo)權(quán)重，再基于TOPSIS法構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多指標(biāo)內(nèi)容的科學(xué)評(píng)價(jià)[19-20]。

本文旨在對(duì)草莓多個(gè)指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，建立融合產(chǎn)量、品質(zhì)、水肥利用效率等多因素的綜合評(píng)價(jià)模型，提出多目標(biāo)協(xié)同下的最優(yōu)水肥組合模式，為實(shí)現(xiàn)設(shè)施草莓生產(chǎn)高產(chǎn)、高品質(zhì)、高效的綜合水肥管理提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于2018年9月—2019年4月在陜西省楊凌示范區(qū)揉谷鎮(zhèn)錦田果蔬合作社(北緯34°16′，東經(jīng)108°2′)的大跨度非對(duì)稱雙層塑料大棚中進(jìn)行。該試驗(yàn)區(qū)地處陜西省中部關(guān)中平原腹地，海拔450 m，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均降水量635.1 mm，無(wú)霜期211 d，年平均日照時(shí)數(shù)2 163.8 h。塑料大棚跨度為17 m，長(zhǎng)度為55 m。試驗(yàn)區(qū)土質(zhì)為黃土，土壤中硝銨態(tài)氮質(zhì)量比177.82 mg/g，速效磷質(zhì)量比28.16 mg/g，速效鉀質(zhì)量比248.922 mg/g，電導(dǎo)率(EC)為587.33 μS/cm，土壤pH值為6.50。供試草莓品種為紅顏。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)灌水量依據(jù)參考作物的蒸騰蒸發(fā)量(Evapotranspiration, ETC)，施肥量根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量法選擇N、P2O5、K2O比例為14∶6∶30的復(fù)合肥[21]。試驗(yàn)設(shè)置兩因素，3個(gè)滴灌水平(高水W1：100% ETC、中水W2：80%ETC、低水W3：60%ETC)和3個(gè)施肥水平(高肥F1：2 199.85 kg/hm2、中肥F2：1 833.21 kg/hm2、低肥F3：1 466.57 kg/hm2)，以高水(W1)和不施肥作為對(duì)照，共10個(gè)處理，每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)呈隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)長(zhǎng)10 m、寬2 m，每小區(qū)定植60株草莓，采用一壟兩行的種植方式，壟高為0.4 m，小區(qū)之間用0.1 mm黑色塑料膜隔開(kāi)，防止處理間的水肥相互影響。

試驗(yàn)采用膜下滴灌技術(shù)，進(jìn)行水肥同時(shí)處理。草莓于2018年9月6日定植，2019年4月5日拉秧。定植和緩苗時(shí)灌水量為1 666.7 L，處理后每3～4 d灌一次水，ETC依據(jù)Penman-Monteith修正公式計(jì)算[22](參照文獻(xiàn)中草莓各時(shí)期灌水系數(shù)計(jì)算[23])，環(huán)境數(shù)據(jù)由小型氣象站采集(HOBO event logger, Onset Computer Corporation,美國(guó))，在整個(gè)生育期W1、W2、W3灌水總量分別為3 150、2 520、1 890 m3/hm2。由數(shù)顯電子流量計(jì)和施肥泵精確控制灌水量和施肥量。試驗(yàn)水肥施用量以及進(jìn)行歸一化處理的數(shù)據(jù)編碼值見(jiàn)表1(括號(hào)中為各因素編碼)。

表1 試驗(yàn)因素編碼與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

(1)產(chǎn)量

果實(shí)成熟時(shí)，采收成熟度一致的草莓。每隔3～5 d采收一次，每次采收要分別測(cè)定單果質(zhì)量、果實(shí)數(shù)量、單株產(chǎn)量，根據(jù)單株產(chǎn)量計(jì)算果實(shí)的總產(chǎn)量。

(2)果實(shí)品質(zhì)

選取第3穗成熟度一致的果實(shí)進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)測(cè)定。維生素C含量采用鉬藍(lán)比色法；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)-G250染色法；可溶性固形物含量和糖酸比均采用bxacid藍(lán)莓專用糖酸一體機(jī)測(cè)定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法。

(3)水肥利用效率

采用草莓的農(nóng)學(xué)利用效率來(lái)表示草莓的水分利用效率(Water use efficiency, WUE)，計(jì)算公式為

WUE=Y/L

(1)

式中Y——各處理草莓的總產(chǎn)量，kg

L——生育期內(nèi)的灌水量，m3

采用草莓的總氮利用效率來(lái)表示草莓的肥料利用效率(Apparent recovery efficiency, RE)[24]，全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮法測(cè)定，肥料利用效率計(jì)算公式為

RE=(U1-U0)/F×100%

(2)

式中U1——施肥區(qū)667 m2吸收N的量，g

U0——對(duì)照區(qū)667 m2吸收N的量，g

F——667 m2肥料施入量，g

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件進(jìn)行各數(shù)據(jù)的方差分析，利用Origin軟件進(jìn)行圖表繪制；采用Yaaph軟件繪制草莓綜合分析層次模型及各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重分析；采用Excel軟件按照TOPSIS法計(jì)算綜合評(píng)價(jià)數(shù)值；運(yùn)用DPS建立數(shù)學(xué)模型，采用Matlab解析模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥處理對(duì)草莓產(chǎn)量的影響

灌水、施肥以及水肥耦合作用對(duì)草莓單果質(zhì)量的影響都達(dá)到極顯著水平(表2)。從灌水水平來(lái)看，單果質(zhì)量由大到小為W1、W2、W3；從施肥水平來(lái)看，單果質(zhì)量由大到小為F2、F1、F3。在同一施肥水平下，中肥和低肥處理時(shí)單果質(zhì)量隨灌水量增加均呈上升趨勢(shì)。相同灌水處理下，高水和低水處理時(shí)單果質(zhì)量隨施肥量增加先增大后減小。由圖1(圖中不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同)可知，在所有處理中，中水高肥(T2)的單果質(zhì)量最高，為12.74 g；低水低肥(T9)的單果質(zhì)量最低，僅為9.81 g。灌水、施肥以及水肥耦合作用對(duì)草莓產(chǎn)量的影響都達(dá)到極顯著水平(表2)。從灌水水平來(lái)看，草莓產(chǎn)量由大到小依次為W1、W2、W3；從施肥水平來(lái)看，草莓產(chǎn)量由大到小依次為F2、F1、F3。在同一施肥水平下，在高肥和低肥處理時(shí)產(chǎn)量隨灌水量增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；在同一灌水水平下，灌水量為中水和低水時(shí)，產(chǎn)量隨施肥量的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。由圖1可知，在中水中肥(T5)處理下草莓產(chǎn)量最高，為19 251.2 kg/hm2，低水低肥(T9)處理下產(chǎn)量最低，為12 598.4 kg/hm2。

2.2 不同水肥處理對(duì)草莓品質(zhì)的影響

可溶性糖含量受灌水的影響顯著、施肥的影響極顯著，但水肥耦合作用對(duì)其無(wú)顯著性影響(表2)。從灌水水平來(lái)看，中水處理草莓可溶性糖含量表現(xiàn)最優(yōu)；從施肥水平來(lái)看，低肥最有利于草莓可溶性糖含量提升。施肥量一定的情況下，可溶性糖含量隨灌水量的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)(T3除外)。灌水量一定的情況下，可溶性糖含量隨施肥量的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)(T9除外)。在中水中肥(T5)處理下果實(shí)的可溶性糖含量最高，為7.8 mg/g，高水高肥(T1)處理下果實(shí)的可溶性糖含量最低，為6.29 mg/g(圖2a)。

施肥對(duì)草莓的糖酸比具有極顯著性的影響，灌水和水肥耦合作用對(duì)其無(wú)顯著性影響(表2)。施肥量一定的情況下，糖酸比隨灌水量由大到小表現(xiàn)為W2、W3、W1；灌水量一定的情況下，糖酸比隨施肥量增加而降低。水肥耦合作用下中水低肥(T8)處理下草莓的糖酸比最高，為6.03，高水高肥(T1)處理下草莓的糖酸比最低，為4.64(圖2b)。

表2 不同水肥處理下草莓的各項(xiàng)指標(biāo)

注：*表示差異顯著(P<0.05)，** 表示差異極顯著(P<0.01)。

圖1 水肥耦合對(duì)產(chǎn)量的影響

灌水和施肥對(duì)草莓的可溶性固形物含量具有極顯著影響，水肥耦合作用對(duì)其無(wú)顯著性影響(表2)。從灌水水平來(lái)看，可溶性固形物含量由大到小依次為W3、W2、W1；從施肥水平來(lái)看，可溶性固形物含量由大到小依次為F2、F1、F3。同一施肥水平下，可溶性固形物含量隨灌水量的增加而減?。?同一灌水水平下，可溶性固形物含量隨施肥量的增加先增大后減小。在低水中肥(T6)處理下草莓的可溶性固形物含量最佳(圖2c)。

維生素C含量受施肥和灌水的影響極顯著，水肥耦合作用對(duì)其無(wú)顯著性影響。維生素C含量隨灌水和施肥增加均呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。低水低肥(T9)處理下果實(shí)維生素C含量最高，為221.30 mg/(100 g)，高水高肥(T1)處理下果實(shí)維生素C含量最低，為140.71 mg/(100 g)(圖2d)。

可溶性蛋白質(zhì)含量只受施肥的影響極顯著(表2)。同一施肥水平下灌水量的差異對(duì)可溶性蛋白質(zhì)含量影響不顯著，從整體來(lái)看，低肥處理下可溶性蛋白質(zhì)含量最佳。如圖2e所示，中水低肥(T8)處理下果實(shí)的可溶性蛋白質(zhì)含量最佳。

圖2 水肥耦合對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

2.3 不同水肥處理對(duì)草莓水肥利用效率的影響

灌水、施肥以及水肥耦合作用均對(duì)草莓的水分利用效率影響極顯著(表2)。施肥量一定的情況下，水分利用效率隨灌水量的增加而減??；灌水量一定的情況下，水分利用效率受施肥影響由大到小依次為F2、F1、F3。水肥耦合作用下，低水中肥(T6)處理下水分利用效率最高，達(dá)到8.36 kg/m3(圖3a)。

圖3 水肥耦合對(duì)水肥利用效率的影響

同時(shí)，灌水、施肥以及水肥耦合作用也對(duì)肥料利用效率的影響極顯著(表2)。從灌水水平來(lái)看，肥料利用效率隨灌水量增加而減小；從施肥水平來(lái)看，中肥(F2)處理下肥料利用效率最高，其次為低肥(F3)，高肥處理下肥料利用效率最低，各處理間差異顯著。由圖3b可知，在低水中肥(T6)處理下肥料利用效率最高，為14.74%，在高水高肥(T1)處理下肥料利用效率最低，僅為10.49%。

2.4 草莓綜合生長(zhǎng)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

2.4.1綜合評(píng)價(jià)層次模型

運(yùn)用Yaaph軟件建立草莓綜合評(píng)價(jià)的層次模型(圖4)。綜合生長(zhǎng)指標(biāo)(C)目標(biāo)層分為產(chǎn)量指標(biāo)(C1)、果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)(C2)、水肥利用效率(C3)3個(gè)準(zhǔn)則層；產(chǎn)量指標(biāo)包括單果質(zhì)量(C11)和產(chǎn)量(C12)兩個(gè)指標(biāo)層，果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)包括可溶性糖含量(C21)、糖酸比(C22)、可溶性固形物含量(C23)、維生素C含量(C24)和可溶性蛋白質(zhì)含量(C25)5個(gè)指標(biāo)層，水肥利用效率包括水分利用效率(C31)和肥料利用效率(C32)2個(gè)指標(biāo)層。

2.4.2指標(biāo)權(quán)重

(1)基于AHP法確定權(quán)重

層次模型建立后采用1～9的比例標(biāo)度法建立判斷矩陣并對(duì)矩陣的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，綜合生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量指標(biāo)、果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)、水肥利用效率判斷矩陣分別為綜合生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量指標(biāo)、果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)、水肥利用效率的一致性檢驗(yàn)系數(shù)CR均小于0.10，一致性檢驗(yàn)結(jié)果較好，所建立的判斷矩陣具有可靠性和合理性(表3，表中λmax為最大特征值)。結(jié)果表明，草莓各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重由大到小依次為：產(chǎn)量、單果質(zhì)量、肥料利用效率、可溶性糖含量、糖酸比、水分利用效率、可溶性固形物含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量。

圖4 草莓綜合生長(zhǎng)指標(biāo)層次模型

(2)基于熵權(quán)法確定權(quán)重

采用熵權(quán)法對(duì)草莓的單一指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)(具體計(jì)算方法和步驟見(jiàn)文獻(xiàn)[21])，計(jì)算得出草莓各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重見(jiàn)表4。由表可知，熵權(quán)法確定的草莓各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重由大到小依次為：產(chǎn)量、水分利用效率、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、肥料利用效率、糖酸比、單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量。

表3 AHP層次分析法計(jì)算權(quán)重的結(jié)果

表4 熵權(quán)法確定的草莓單一指標(biāo)權(quán)重

(3)基于博弈論的組合賦權(quán)

式中αk、wk——AHP法、熵權(quán)法所得權(quán)重

表5 基于博弈論的組合賦權(quán)確定的草莓單一指標(biāo)權(quán)重

2.4.3基于TOPSIS法的草莓綜合評(píng)價(jià)

基于組合賦權(quán)的TOPSIS綜合模型評(píng)價(jià)[25]，將決策矩陣進(jìn)行歸一化處理，建立加權(quán)矩陣，而后計(jì)算評(píng)判指標(biāo)的理想解和貼合度Ci，結(jié)果如表6所示。由表可知，T5(中水中肥)處理草莓的綜合指標(biāo)貼合度最大，草莓的綜合評(píng)價(jià)最優(yōu)，T4(高水中肥)處理和T6(低水中肥)次之，T3處理貼合度最小，說(shuō)明草莓的綜合表現(xiàn)最差。

表6 基于TOPSIS法的草莓綜合指標(biāo)及其排序

注：S+為理想解、S-為逆理想解；D+為各處理與理想解的距離、D-為各處理與逆理想解的距離。

2.5 草莓綜合生長(zhǎng)的水肥耦合響應(yīng)模型

根據(jù)草莓的綜合生長(zhǎng)評(píng)分進(jìn)行二元二次回歸模擬，得到草莓綜合生長(zhǎng)評(píng)分(Y)與灌水量編碼值(X1)、施肥量編碼值(X2)的回歸模型為

(3)

對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)R=0.989 4，決定系數(shù)R2=0.978 9，擬合度較高；F=37.084 2，P=0.001 9<0.01,說(shuō)明回歸關(guān)系達(dá)到了極顯著水平，證明建立的回歸模型可靠。

2.5.1水肥單因素效應(yīng)

為了進(jìn)一步研究單因素對(duì)草莓綜合生長(zhǎng)的影響，對(duì)建立的二元二次回歸模型進(jìn)行降維處理，得到灌水量(YW)和施肥量(YF)的單因素方程

(4)

(5)

由圖5可以看出，灌水量和施肥量對(duì)草莓的綜合評(píng)分的效應(yīng)均為開(kāi)口向下的拋物線，草莓的綜合評(píng)分隨灌水量或施肥量的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，符合報(bào)酬遞減效應(yīng)，即灌水量和施肥量超過(guò)一定的范圍再繼續(xù)增加綜合評(píng)分都會(huì)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。隨著灌水量的增加綜合生長(zhǎng)評(píng)分的變化比較平緩，隨著施肥量的增加產(chǎn)生比較急劇的變化，說(shuō)明對(duì)施肥量的變化更加敏感。

圖5 單因素對(duì)草莓綜合評(píng)分的效應(yīng)曲線

2.5.2水肥交互作用

草莓的綜合生長(zhǎng)受灌水量和施肥量耦合作用的影響。根據(jù)建立的回歸方程做出灌水量和施肥量對(duì)草莓的綜合生長(zhǎng)指標(biāo)互作效應(yīng)的三維關(guān)系圖(圖6)。根據(jù)回歸方程可以計(jì)算出，綜合評(píng)分Y最高為1.204 5時(shí)，X1為-0.23、X2為-0.02，即灌水量為2 375.1 m3/hm2、施肥量為1 825.88 kg/hm2。

圖6 水肥耦合對(duì)草莓綜合生長(zhǎng)的影響

由圖6可知，以綜合評(píng)分最大值的90%劃分水肥耦合閉合區(qū)域，此閉合區(qū)域出現(xiàn)在中低灌水量水平與中等施肥水平，可得出在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最佳的灌水和施肥區(qū)間分別為灌水量在2 268～2 520 m3/hm2、施肥量在1 759.88～1 869.87 kg/hm2之間，此水肥區(qū)間最有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高品質(zhì)、高效。

3 討論

設(shè)施內(nèi)草莓的生長(zhǎng)過(guò)程中，合理和良好的水肥管理是十分必要的條件。作物不同的水肥處理對(duì)草莓的耦合效應(yīng)不同。適量灌水可以提高草莓產(chǎn)量，過(guò)量產(chǎn)量反而會(huì)降低[26]；水分虧缺條件下雖然草莓的產(chǎn)量和單果質(zhì)量有所下降，但是果實(shí)含糖量增加，品質(zhì)有所上升[27]；適當(dāng)虧缺灌溉可以減少水分的消耗，降低果實(shí)對(duì)水分的吸收，導(dǎo)致稀釋作用減弱，果實(shí)品質(zhì)增加[28-29]。有研究表明，田間持水率為20%時(shí)，灌水量為充分灌水的50%可以有效地提高水分利用效率[30]。本研究亦得出中低水灌溉下可以提高草莓的品質(zhì)，低水灌溉有利于提高草莓的水分利用效率。

作物地下部吸收水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的器官是根，適當(dāng)增加土壤的濕潤(rùn)程度可以促進(jìn)根系的發(fā)育，擴(kuò)大根系與土壤的接觸面積，加快養(yǎng)分的吸收和利用，有效增加水肥利用效率[31-32]。 同樣增加適量的氮肥可以提高草莓的產(chǎn)量，過(guò)量則會(huì)增加草莓的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，抑制生殖生長(zhǎng)，導(dǎo)致植株徒長(zhǎng)、草莓的含糖量和產(chǎn)量降低[33-34]。草莓需鉀量比較多，合理地增加施鉀量可以提高草莓的產(chǎn)量和果實(shí)中的可溶性固形物，過(guò)量可導(dǎo)致草莓酸度增加[5,35]。本研究結(jié)果表明，中肥灌溉最有利于產(chǎn)量的增加，中低肥灌溉可以得到最佳果實(shí)品質(zhì)，中肥灌溉使水肥利用效率達(dá)到最優(yōu)效果，與前人得出結(jié)論相似。

合理的水肥配比可以增加產(chǎn)量，同時(shí)降低灌水量和施肥量[36]，有研究表明充分灌水的80%和充分施肥的80%互作下可以提高草莓的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[37]；在灌水量減少的情況下，適量的增施氮同樣可以改善根系活力[38]，增加根系的吸收面積，減小水分缺失對(duì)作物的影響，同時(shí)增加氮素利用效率[39]，說(shuō)明灌水和施肥二者存在耦合效應(yīng)，充分驗(yàn)證了本試驗(yàn)的結(jié)論——滴灌條件下中水中肥的灌溉施肥模式最有利于草莓的生長(zhǎng)。

大多數(shù)對(duì)草莓水肥耦合的研究，都只針對(duì)某一指標(biāo)或者某幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主觀或者客觀的評(píng)價(jià)[40-42]。本文為了更好地對(duì)草莓的綜合指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以高產(chǎn)、高品質(zhì)、高效為目標(biāo)，運(yùn)用AHP主觀賦權(quán)法、熵權(quán)客觀法和基于博弈論的分層組合賦權(quán)法進(jìn)行TOPSIS評(píng)價(jià)，得出草莓的綜合生長(zhǎng)評(píng)分最好的水肥組合為中水中肥。通過(guò)建模得出灌水量、施肥量與草莓綜合生長(zhǎng)指標(biāo)的二元二次回歸方程，降維后得到灌水量和施肥量與草莓的綜合生長(zhǎng)指標(biāo)均呈開(kāi)口向下的拋物線形關(guān)系，表明隨著灌水量和施肥量的增加草莓的綜合生長(zhǎng)指標(biāo)呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，與前人結(jié)論一致[43-44]。綜合建模的三維關(guān)系圖得出，灌水量在中低水平、施肥量在中等偏低水平草莓的綜合生長(zhǎng)情況最好。

本試驗(yàn)針對(duì)滴灌灌水與施氮磷鉀復(fù)合肥兩因素對(duì)草莓的產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)和水肥利用效率的影響進(jìn)行研究，各指標(biāo)所得出的最優(yōu)水肥組合不同，需要將各項(xiàng)指標(biāo)綜合進(jìn)行判斷。其次不同的水肥滴灌條件會(huì)影響3類(lèi)因素的多個(gè)指標(biāo)，進(jìn)而影響綜合賦權(quán)及評(píng)價(jià)，其結(jié)果與溫室內(nèi)的小氣候、當(dāng)?shù)赝寥罓顩r等外因影響有關(guān)，還需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

(1)水肥耦合作用對(duì)草莓的產(chǎn)量和水肥利用效率等各項(xiàng)指標(biāo)均影響顯著，對(duì)果實(shí)品質(zhì)無(wú)顯著影響。增加灌水量可以提高草莓的單果質(zhì)量和產(chǎn)量，減少灌水量有利于提高草莓的可溶性固形物含量、維生素C含量及水肥利用效率，中等灌溉水平有利于草莓可溶性糖含量、糖酸比和可溶性蛋白質(zhì)含量的提升；較低施肥量可以提升草莓的品質(zhì)及水分利用效率，中等施肥水平有利于提高草莓的單果質(zhì)量、產(chǎn)量和肥料利用效率。

(2)引入層次分析法和熵權(quán)法對(duì)3類(lèi)因素9個(gè)指標(biāo)進(jìn)行多層賦權(quán)，運(yùn)用基于博弈論的組合賦權(quán)法獲得各單一指標(biāo)的最終權(quán)重，賦權(quán)最高為產(chǎn)量(0.264 1)，最低為可溶性蛋白質(zhì)含量(0.059 5)。根據(jù)TOPSIS法建立的草莓綜合生長(zhǎng)評(píng)價(jià)體系，得到貼合度最好的處理為中水中肥(T5)。

(3)通過(guò)建立草莓綜合生長(zhǎng)對(duì)水肥耦合的響應(yīng)模型得出，灌水量與施肥量單因素對(duì)草莓綜合生長(zhǎng)的影響均呈開(kāi)口向下拋物線，水肥交互作用影響顯著。當(dāng)灌水量編碼值為-0.23(2 375.1 m3/hm2)、施肥量編碼值為-0.02(1 825.88 kg/hm2)時(shí)，綜合生長(zhǎng)評(píng)分最高。以綜合評(píng)分最大值的90%劃分水肥耦合閉環(huán)區(qū)間，得到最佳灌水和施肥區(qū)間分別為灌水量2 268～2 520 m3/hm2、施肥量1 759.88～1 869.87 kg/hm2，此時(shí)產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)以及水肥利用效率協(xié)同最優(yōu)。