摘要: 為探究新疆大田哈密瓜科學(xué)水肥管理方式,以金華蜜25號(hào)為試驗(yàn)材料,設(shè)置2個(gè)灌水時(shí)長(zhǎng)(低水、高水,分別記作W 1、W 2)、3個(gè)追肥水平(低肥、中肥、高肥,分別記作N 1、N 2、N 3),研究不同水肥條件對(duì)哈密瓜生長(zhǎng)表型(莖粗、株長(zhǎng)、葉綠素含量)與果實(shí)品質(zhì)(瓜質(zhì)量、長(zhǎng)徑、短徑、可溶性固形物含量、果肉硬度)的影響,分析生長(zhǎng)表型與果實(shí)品質(zhì)之間的相關(guān)性,并運(yùn)用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型確定最優(yōu)水肥方案。研究表明,相較于增加施肥量,增加灌水量更能促進(jìn)哈密瓜生長(zhǎng)表型與果實(shí)品質(zhì)的增長(zhǎng)。各生長(zhǎng)表型與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性存在差異,莖粗與株長(zhǎng)分別對(duì)果實(shí)外觀品質(zhì)與風(fēng)味品質(zhì)的影響較大。利用熵權(quán)系數(shù)法對(duì)各品質(zhì)指標(biāo)賦權(quán),其中果肉硬度(3.23%)權(quán)重最小,可溶性固形物(45.59%)權(quán)重較大,提供的信息最豐富。基于熵權(quán)-TOPSIS模型對(duì)哈密瓜田間水肥耦合評(píng)價(jià)可知,高水中肥(W 2N 2)得分最高(0.271 082),即灌水時(shí)長(zhǎng)為128 h、總追肥量為280 kg/hm2的水肥耦合方案最佳,該研究可為大田哈密瓜的田間水肥管理提供參考。
關(guān)鍵詞: 大田哈密瓜;生長(zhǎng)表型;果實(shí)品質(zhì);相關(guān)性;熵權(quán)-TOPSIS
中圖分類(lèi)號(hào):S652.104 "文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-1302(2024)01-0141-07
新疆哈密瓜別稱厚皮甜瓜,是新疆瓜果產(chǎn)業(yè)重要的經(jīng)濟(jì)支撐之一[1]。目前,新疆大多地區(qū)還以單一的果實(shí)外觀品質(zhì)作為哈密瓜質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),許多瓜農(nóng)為了經(jīng)濟(jì)利益,片面追求大而好看的瓜形,在栽培過(guò)程不斷增大施肥量,再加上田間灌水不當(dāng),使得果實(shí)長(zhǎng)勢(shì)不齊,品質(zhì)下降,極大地影響了哈密瓜的種植效益[2-3]。因此,科學(xué)的多指標(biāo)評(píng)價(jià)方法,對(duì)哈密瓜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展尤為重要。
優(yōu)劣解距離法(TOPSIS)模型是多指標(biāo)決策分析中的常用方法,可以根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)解和最差解的距離進(jìn)行排序[4]。熵是熱力學(xué)中系統(tǒng)內(nèi)在混亂度的一個(gè)度量,指標(biāo)混亂度越大,提供的信息越豐富,熵權(quán)系數(shù)法是基于熵定義建立的多目標(biāo)決策評(píng)價(jià)模型,可以根據(jù)某個(gè)指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)變化的敏感程度賦予其對(duì)應(yīng)的客觀權(quán)值[5]。近幾年,隨著農(nóng)業(yè)領(lǐng)域評(píng)價(jià)指標(biāo)的多元化,傳統(tǒng)TOPSIS模型的賦權(quán)方式有較強(qiáng)的主觀性,對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響很大,結(jié)合熵權(quán)法的TOPSIS模型能有效緩解該問(wèn)題[6-7]。虞娜等選擇產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)、水分利用效率及灌水量作為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo),利用熵權(quán)-TOPSIS法建立了不同水肥處理下番茄的綜合評(píng)價(jià)模型,發(fā)現(xiàn)高水高肥處理最佳,且具有較強(qiáng)適用性[8]。李若帆等研究了2種灌水方式和3種施肥方式下糯玉米的生長(zhǎng)表型、產(chǎn)量品質(zhì)及水氮利用效率的變化情況,并基于熵權(quán)-TOPSIS法建立了糯玉米不同水肥處理的綜合評(píng)價(jià)模型,該模型具有一定的實(shí)用價(jià)值[9]。除此之外,不同學(xué)者根據(jù)不同指標(biāo)建立的熵權(quán)-TOPSIS 水肥綜合評(píng)價(jià)模型,對(duì)水稻、馬鈴薯、黃瓜等作物的田間管理都具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義[10-14]。
目前,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)大田哈密瓜田間管理研究較多,且取得了一定的成果,但由于評(píng)價(jià)指標(biāo)的限制,某些評(píng)價(jià)結(jié)果具有一定程度的片面性和不準(zhǔn)確性[15-18]。 因此,本研究引入熵權(quán)系數(shù)法對(duì)TOPSIS評(píng)價(jià)模型進(jìn)行改進(jìn),研究不同水肥處理下大田哈密瓜各表型變化規(guī)律,并基于多元化評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)水肥耦合效果進(jìn)行評(píng)價(jià),從而得出最佳的水肥處理方案,為哈密瓜科學(xué)田間水肥評(píng)價(jià)及管理提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)概況
試驗(yàn)于2021年6—9月在新疆哈密巴里坤哈薩克自治縣三塘湖鄉(xiāng)中湖村(地理位置:93°51′30″~94°17′E,43°48′~44°18′N(xiāo),海拔900 m)開(kāi)展。該地區(qū)氣候干燥,晝夜溫差大,屬典型的大陸性氣候。
1.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
哈密瓜品種為金華蜜25號(hào),俗稱新86,是當(dāng)?shù)毓芄戏N植面積最廣的品種。
根據(jù)試驗(yàn)田和當(dāng)?shù)靥镩g管理情況,設(shè)置總灌水時(shí)長(zhǎng)和總追肥量2個(gè)試驗(yàn)因子,灌水總時(shí)長(zhǎng)設(shè)置低水和高水2個(gè)水平,分別為102 h(0.89CK)、128 h(1.11CK),記作W 1、W 2??傋贩柿吭O(shè)置高肥、中肥及低肥3個(gè)水平,分別為300 kg/hm2(1.15CK)、280 kg/hm2(1.08CK)和234 kg/hm2(0.9CK),記N 1、N 2、N 3。追肥分為2次,分別在伸蔓期(6月16日,40%總追肥量)和膨果期(7月7日,60%總追肥量)。對(duì)照組為當(dāng)?shù)厥┓使嗨ü嗨倳r(shí)長(zhǎng)115 h,總追肥量260 kg/hm2),記為CK。水流量約為 8.5 m3/h,施用肥料為以色列進(jìn)口化肥(KH 2PO 4≥99%,P 2O 5≥52%,K 2O≥34%)。試驗(yàn)共7個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)3次,處理間設(shè)置3行保護(hù)行,共計(jì)21個(gè)小區(qū)(表1)。
田間管理時(shí)間為:5月1日點(diǎn)種,5月25日定苗,6月10日打岔后于6月16日開(kāi)始水肥處理,直到8月5日甜瓜基本成熟。灌水方式統(tǒng)一為膜下滴灌帶滴灌,灌水次數(shù)為10次。根據(jù)甜瓜生育期的生長(zhǎng)特征,將水肥處理后甜瓜生育期劃分為:伸蔓后期(6月16—19日),開(kāi)花期(6月20日至7月3日),膨果期(7月4—24日),成熟期(7月25日至8月5日),其余田間管理保持一致。
1.3 指標(biāo)測(cè)定
1.3.1 植株表型測(cè)定
每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株,共210株掛牌標(biāo)記,升蔓后期到開(kāi)花期結(jié)束每3 d測(cè)定1次莖粗、株長(zhǎng)、葉片數(shù),開(kāi)花期后植株生長(zhǎng)速度明顯減緩,每6 d測(cè)量1次。其中莖粗位置始終為第1張葉子下方2 cm處,測(cè)量工具為游標(biāo)卡尺;株高測(cè)量從莖粗標(biāo)記點(diǎn)到末端未展開(kāi)葉前,測(cè)量工具為卷尺;SPAD值分別在伸蔓期結(jié)束(6月19日)、開(kāi)花期結(jié)束(7月3日)、膨果期結(jié)束(7月25日)各測(cè)量1次,測(cè)量?jī)x器為葉綠素速測(cè)量?jī)xSPAD-502,測(cè)量時(shí)每株隨機(jī)選取10張葉片測(cè)量,避開(kāi)葉脈選取葉片左、中、右3個(gè)位置測(cè)量3次,取10張葉的平均值作為該植株的SPAD值。
1.3.2 果實(shí)品質(zhì)測(cè)定
果實(shí)質(zhì)量采用電子秤(精度0.01 kg)測(cè)量,長(zhǎng)徑、短徑均用直尺(精度 0.1 cm)測(cè)量,果形指數(shù)為長(zhǎng)徑與短徑的比值。果肉硬度采用GY-3硬度計(jì)(精度0.1 kg/cm2)測(cè)量,測(cè)量選取果實(shí)赤道部位,每隔120°去皮后進(jìn)行測(cè)量,每個(gè)果實(shí)測(cè)量3次,取平均值作為該果實(shí)硬度。可溶性固形物含量采用日本愛(ài)拓ATAGOPR-101型數(shù)字折光儀(精度0.1°Bx)測(cè)量,測(cè)量時(shí)切取3個(gè)去皮位置的果肉并榨汁,將汁液滴至折光儀測(cè)量區(qū)域測(cè)量,取3次測(cè)量平均值作為該果實(shí)的可溶性固形物含量。
1.4 基于熵權(quán)法賦權(quán)的TOPSIS模型的建立
基于熵權(quán)法賦權(quán)的TOPSIS模型是利用熵權(quán)法賦予決策矩陣權(quán)重,以此消除主觀因素對(duì)TOPSIS模型的影響,提高模型最終評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性[19]。利用熵權(quán)-TOPSIS模型對(duì)n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)、m個(gè)處理水平綜合評(píng)價(jià)過(guò)程如下。
1.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)綱量化處理
X "ij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)為處理水平j(luò)的評(píng)價(jià)指標(biāo)i的估計(jì)值, X "ij=(x ij) n×m 為初始評(píng)價(jià)矩陣。由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)單位不一,故需對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無(wú)綱量化處理,即對(duì) X "ij進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到 Y "ij=(y ij) n×m,計(jì)算公式如下:
Y ij= X "ij/ ∑ n i=1 "X 2 ij (i=1,2,…,n;j=1,2,…,n)。 "(1)
1.4.2 計(jì)算評(píng)價(jià)矩陣無(wú)綱量化后的概率矩陣
計(jì)算j處理水平下i指標(biāo)的概率及樣本所占比例,計(jì)算公式如下:
p ij=Y ij/∑ n i=1 ∑ m j=1 Y ij,∑ n i=1 ∑ m j=1 p ij=1,0≤p ij≤1。 "(2)
1.4.3 計(jì)算指標(biāo)熵權(quán)
對(duì)于j處理水平而言,其指標(biāo)信息熵e j的計(jì)算公式為
e j=- 1 lnn ∑ n i=1 p ijln(p ij)(j=1,2,…,m)。 "(3)
由于信息熵越大,指標(biāo)的變異程度越小,富含信息就越少,所以對(duì)j處理水平下的信息熵進(jìn)行正向化處理,得到其信息效用值d j,計(jì)算公式為
d j=max-e j。 "(4)
最后對(duì)信息效用值進(jìn)行歸一化,得到每個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)W j:
W j=d j/∑ m j=1 d j。 "(5)
1.4.4 基于熵權(quán)法賦權(quán)的TOPSIS模型的建立
用無(wú)綱量化處理后的決策矩陣 Y "ij乘以各指標(biāo)的熵權(quán)W j,得到加權(quán)決策矩陣 Z "ij=(z ij) n×m:
Z "ij=W j· Y "ij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)。 "(6)
進(jìn)一步定義加權(quán)決策矩陣 Z "ij的正理想解向量 Z +和負(fù)理想解向量 Z -:
Z +=(z+ 1,z+ 2,…,z+ n); "(7)
Z -=(z- 1,z- 2,…,z- n)。 "(8)
z+ j=max{z 1j,z 2j,…,z nj},z- j=min{z 1j,z 2j,…,z nj}(j=1,2,…,m)。
計(jì)算各方案與正理想解、負(fù)理想解之間的歐氏距離,分別為
D+ j= ∑ n i=1 (z+ j-z ij)2 (j=1,2,…,m); "(9)
D- j= ∑ n i=1 (z- j-z ij)2 (j=1,2,…,m)。 "(10)
最后計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)與最優(yōu)值的相對(duì)接近度C j,歸一化后作為第j個(gè)處理的綜合得分S j:
C j= D- j D+ j+D- j (j=1,2,…,m); "(11)
S j=C j/∑ m j=1 C j(j=1,2,…,m)。 "(12)
1.5 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析與相關(guān)性分析,多重比較采用LSD法,相關(guān)系數(shù)選擇計(jì)算連續(xù)變量的Pearson相關(guān)系數(shù)。利用Matlab 2021a進(jìn)行基于熵權(quán)-TOPSIS模型各處理水平的得分計(jì)算。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同水肥處理對(duì)大田哈密瓜莖粗的影響
如圖1所示,從整體上來(lái)看,大田哈密瓜各處理主莖的生長(zhǎng)變化都呈快速增長(zhǎng)—平緩生長(zhǎng)—穩(wěn)定不變的趨勢(shì)。伸蔓追肥對(duì)大田哈密瓜主莖生長(zhǎng)有明顯促進(jìn)作用,開(kāi)花期結(jié)束后主莖增長(zhǎng)緩慢,基本定型,膨果追肥后大田哈密瓜主莖不再明顯增長(zhǎng)。
各處理間,伸蔓后期到開(kāi)花期結(jié)束,灌水和追肥對(duì)哈密瓜莖粗大小有顯著影響,特別是伸蔓追肥后的6~9 d,主莖增長(zhǎng)率達(dá)到最大,各處理間差異也最為明顯。通過(guò)對(duì)比,在相同伸蔓期追肥量下,W 1N 1<W 2N 1,W 1N 2<W 2N 2,W 1N 3<W 2N 3,并具有顯著性;在相同灌水量下,W 1N 1<W 1N 3<W 1N 2,W 2N 1<W 2N 3<W 2N 2,但差異不明顯,由此可見(jiàn),在伸蔓后期增加灌水量是促進(jìn)哈密瓜主莖生長(zhǎng)的主要原因。
2.2 不同水肥處理對(duì)大田哈密瓜株長(zhǎng)的影響
如圖2所示,哈密瓜株長(zhǎng)的生長(zhǎng)變化趨勢(shì)同樣是一個(gè)從快速增長(zhǎng)到趨近穩(wěn)定的過(guò)程,相對(duì)于莖粗,株長(zhǎng)的變化曲線更加平緩。與莖粗不同的是,膨果期追肥促進(jìn)了大田哈密瓜主蔓的再次生長(zhǎng)。伸蔓期追肥后,各處理株長(zhǎng)生長(zhǎng)迅速, 通過(guò)對(duì)比,在相 同追肥量下,W 1N 1<W 2N 1,W 1N 2<W 2N 2,W 1N 3<"W 2N 3,且存在顯著差異;在相同灌水時(shí)長(zhǎng)下W 1N 3<W 1N 2<W 1N 1,W 2N 3<W 2N 2<W 2N 1,同樣存在顯著差異。由此可見(jiàn),伸蔓期增加灌水時(shí)長(zhǎng)和追肥量均能顯著促進(jìn)哈密瓜株長(zhǎng)生長(zhǎng)。膨果期追肥后,各處理間株長(zhǎng)差異有所減小,但在相同追肥量下,W 1處理的株長(zhǎng)都顯著小于W 2處理,說(shuō)明增加灌水時(shí)長(zhǎng)在膨果期都對(duì)哈密瓜株長(zhǎng)生長(zhǎng)有明顯促進(jìn)作用。
2.3 不同水肥處理對(duì)大田哈密瓜葉綠素含量的影響
SPAD值與葉綠素含量有顯著的正相關(guān)關(guān)系,可以估計(jì)作物葉綠素的相對(duì)含量[20]。如圖3所示,從伸蔓期到膨果期,哈密瓜葉片SPAD值呈上升趨勢(shì),開(kāi)花期組間差異達(dá)到最大,膨果期組間差異最小。
各處理間,在相同追肥量下,W 1處理的SPAD值在3個(gè)時(shí)期均小于W 2處理,且都具有顯著差異,由此可見(jiàn),在伸蔓期、開(kāi)花期及膨果期增加灌水時(shí)長(zhǎng)均能明顯促進(jìn)大田哈密瓜葉片葉綠素的合成。在相同灌水時(shí)長(zhǎng)下,3個(gè)時(shí)期除了伸蔓期W 1N 1處理SPAD值略大于W 1N 3外,其余處理SPAD值大小關(guān)系幾乎相同,均為N 1<N 3<N 2,但差異不明顯,可見(jiàn)在各個(gè)時(shí)期,適中的追肥量能促進(jìn)大田哈密瓜葉綠素的合成。
2.4 不同水肥處理對(duì)哈密瓜果實(shí)品質(zhì)的影響
瓜質(zhì)量、長(zhǎng)徑、短徑是哈密瓜果實(shí)最普遍的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),據(jù)統(tǒng)計(jì)調(diào)查,大而好看的瓜型更受消費(fèi)者青睞,因此哈密瓜的外觀品質(zhì)直接影響哈密瓜的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益[21]。如表2所示,不同水肥處理對(duì)哈密瓜外觀品質(zhì)有一定的影響,相對(duì)于對(duì)照組CK,只有W 2N 2處理的瓜質(zhì)量有顯著提升,增幅為12.33%;對(duì)于各處理間,在相同的施肥量下,W 2處理的瓜質(zhì)量都顯著大于W 1處理,W 2處理的長(zhǎng)徑、短徑也都大于W 1處理,可見(jiàn)增加灌水時(shí)長(zhǎng)能提高果實(shí)的外觀品質(zhì),特別是果實(shí)的質(zhì)量。在相同灌水時(shí)長(zhǎng)下,N 2追肥量下的瓜質(zhì)量大于其他處理,在灌水量較少的W 1處理下,N 2處理的長(zhǎng)徑顯著大于其他處理,N 3處理的短徑顯著小于其他處理;而在灌水量較多的 "W 2處理下,追肥量對(duì)哈密瓜的長(zhǎng)徑與短徑不具有顯著影響。由此可見(jiàn),適當(dāng)增加追肥量可在灌水量較少的情況下提高哈密瓜的外觀品質(zhì)。W 1、W 2處理下的所有外觀品質(zhì)關(guān)系一致,分別為N 2>N 1>N 3,N 2>N 3>N 1。
果肉的可溶性固形物含量和硬度大小,是影響哈密瓜果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)最主要的2個(gè)因素。如表2所示,不同水肥處理對(duì)哈密瓜果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)影響較大,相對(duì)于對(duì)照組CK,不同水肥處理下果實(shí)可溶性固形物含量呈兩極化:W 1<CK<W 2,其中W 2N 2、W 2N 3顯著大于CK,增幅分別為11.62%、6.78%。在硬度方面,CK僅略小于W 2N 2、W 2N 3處理。對(duì)于各處理間,在相同灌水時(shí)長(zhǎng)下,N 2追肥量下的果肉可溶性固形物含量明顯大于其他處理;在相同追肥量下,W 1處理下果實(shí)的可溶性固形物含量與W 2處理下差距明顯,平均提升了2°Bx,可見(jiàn)增加灌水時(shí)長(zhǎng)可以顯著提升哈密瓜的可溶性固形物含量。
2.5 不同表型與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析
圖4為哈密瓜莖粗、株長(zhǎng)、葉綠素與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析圖。如圖所示,從整體上看,所有方格顏色呈橙色到紅色的階梯變化,因此所有數(shù)據(jù)的相關(guān)性類(lèi)型都為正相關(guān)。瓜質(zhì)量(W)、長(zhǎng)徑(SD)、短徑(LD)3個(gè)外觀品質(zhì)之間相關(guān)性很大,呈明顯深紅色。除此之外,顏色最深的方塊為莖粗(LD)和瓜質(zhì)量(W),相關(guān)系數(shù)為0.50,是株長(zhǎng)(PL)和瓜質(zhì)量(W)相關(guān)系數(shù)(0.30)的1.66倍,由此可見(jiàn)在哈密瓜生育期,植株的莖粗大小對(duì)哈密果實(shí)的外觀品質(zhì)影響要遠(yuǎn)大于株長(zhǎng)。果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)與表型的相關(guān)性方格顏色普遍為橙色,因此相關(guān)性不強(qiáng),其中株長(zhǎng)與可溶性固形物含量的相關(guān)性最大,相關(guān)系數(shù)為0.34,是莖粗與可溶性固形物含量相關(guān)性的1.36倍,因此在一定程度上較長(zhǎng)的株長(zhǎng)更有利于果實(shí)的可溶性固形物的累積。
2.6 綜合評(píng)價(jià)
以不同水肥處理下哈密瓜植株的表型指標(biāo)和果實(shí)品質(zhì)作為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。由上述評(píng)價(jià)指標(biāo)組成初始評(píng)價(jià)矩陣X ij,利用公式(1)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)化,再用公式(2)、公式(3)、公式(4)計(jì)算其信息效用值,最后利用公式(5)得到各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。如表3所示,經(jīng)過(guò)熵權(quán)系數(shù)法分配各指標(biāo)權(quán)重后,品質(zhì)指標(biāo)總權(quán)重占比為84.35%, 生長(zhǎng)表型指標(biāo)總權(quán)重占比為15.65%,其 中株長(zhǎng)占比為11.41%,可見(jiàn)果實(shí)品質(zhì)依然是水肥耦合效果評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。
利用所求得的權(quán)重,根據(jù)公式(6)得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的歸一化加權(quán)矩陣 Z "ij:
Z "ij= "0.012 2 0.042 1 0.003 3 0.090 0 0.012 9 0.021 4 0.146 9 0.012 1
0.012 4 0.042 9 0.003 4 0.098 0 0.013 5 0.023 3 0.163 7 0.012 1
0.012 3 0.039 1 0.003 4 0.086 4 0.012 8 0.021 4 0.150 4 0.011 5
0.012 6 0.045 3 0.003 4 0.099 7 0.013 5 0.023 0 0.183 3 "0.012 1
0.013 2 0.045 9 0.003 5 0.109 0 0.013 8 0.023 6 0.194 9 0.012 5
0.013 0 0.044 2 0.003 4 0.105 5 0.013 6 0.023 1 0.186 5 0.012 6
0.012 6 0.041 9 0.003 4 0.097 1 0.013 6 0.022 8 0.174 6 0.012 4 ""。
根據(jù)加權(quán)決策矩陣,利用公式(7)求得各處理水平下 各評(píng)價(jià)指標(biāo)的正理想解,其向量表現(xiàn)形式為: Z +=(0.013 2,0.045 9,0.003 5,0.109 0,0.013 8, 0.023 6,0.194 9,0.012 5);利用公式(8)求得負(fù)理想解,其向量表現(xiàn)形式為: Z -=(0.012 2,0.039 1, 0.003 3,0.086 4,0.012 8,0.021 4,0.146 9,0.011 5)。 然后利用公式(9)、公式(10)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)與正負(fù)理想解的歐式距離,再利用公式(11)計(jì)算接近程度C j,最后利用公式(12)對(duì)接近度C j歸一化后作為各處理的綜合得分S i, 最終評(píng)價(jià)結(jié)果如表4所示,各處理的優(yōu)劣排序?yàn)閃 2N 2>W(wǎng) 2N 3>W(wǎng) 2N 1>CK>W(wǎng) 1N 2>W(wǎng) 1N 1>W(wǎng) 1N 3。
3 討論與結(jié)論
不同水肥處理對(duì)甜瓜表型存在著不同程度的影響,而協(xié)調(diào)水肥關(guān)系在盡可能節(jié)約資源的情況下實(shí)現(xiàn)甜瓜的高質(zhì)高產(chǎn),是一個(gè)長(zhǎng)期且意義深遠(yuǎn)的過(guò)程。對(duì)于本次研究,在追肥量相同的情況下,隨著灌水時(shí)長(zhǎng)的增加,大田哈密瓜各生長(zhǎng)指標(biāo)和果實(shí)品質(zhì)都有不同程度的提高,且大多具有顯著性。而在相同的灌水時(shí)長(zhǎng)下,隨著伸蔓期追肥量的增加,株長(zhǎng)有明顯增加,但莖粗反而會(huì)遭到抑制,這與張卿亞等的研究結(jié)果[22-23]一致。
為統(tǒng)籌不同指標(biāo)類(lèi)型,得到可靠的評(píng)價(jià)。本研究利用熵權(quán)系數(shù)法結(jié)合TOPSIS對(duì)作物表型指標(biāo)和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。從各指標(biāo)權(quán)重來(lái)看,可溶性固形物含量權(quán)重最大(45.59%),其次是瓜質(zhì)量(25.59%),然后是株長(zhǎng)(11.41%),這與岳文俊等用主成分分析法得到的權(quán)重[24]類(lèi)似。也有部分研究者求得瓜質(zhì)量權(quán)重占比更大[25-26],這是因?yàn)殪貦?quán)系數(shù)法是根據(jù)指標(biāo)的變異程度求得的客觀權(quán)重,對(duì)于本次試驗(yàn),相對(duì)于瓜質(zhì)量,可溶性固形物含量對(duì)水肥的變化更為敏感,提供的信息也就更為豐富,故被賦予的權(quán)重也就越大。
基于熵權(quán)法的TOPSIS模型進(jìn)一步提升了評(píng)價(jià)模型的合理性與準(zhǔn)確性。研究發(fā)現(xiàn),不同的水肥耦合對(duì)甜瓜的綜合品質(zhì)有明顯影響,本研究基于熵權(quán)-TOPSIS綜合評(píng)價(jià)模型可知,增加灌水時(shí)長(zhǎng)能明顯提高處理的綜合得分,同樣適當(dāng)提高追肥量也能提高得分。高水中肥W 2N 2處理得分最高,但本研究灌水時(shí)長(zhǎng)梯度設(shè)置不足,在更高灌水的情況下,植株和果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育情況有待進(jìn)一步探究,這也是今后完善的方向。
綜上所述,可得出如下結(jié)論:(1)提高灌水量,對(duì)大田哈密瓜各表型生長(zhǎng)發(fā)育有顯著提升,提高追肥量不能明顯促進(jìn)哈密瓜生長(zhǎng),伸蔓期高追肥,對(duì)莖粗生長(zhǎng)有抑制作用。(2)大田哈密瓜的莖粗、株長(zhǎng)及葉綠素含量與果實(shí)品質(zhì)呈相關(guān)性大小不同的正相關(guān)關(guān)系,其中莖粗與果實(shí)外觀品質(zhì)相關(guān)性較大,株長(zhǎng)與果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)相關(guān)性較大。(3)基與熵權(quán)系數(shù)法結(jié)合TOPSIS模型對(duì)甜瓜生長(zhǎng)表型與果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),最終W 2N 2處理得分最高(與理想值最貼近),即灌水總時(shí)長(zhǎng)為128 h、總追肥量為280 kg/hm2,可為新疆大田哈密瓜田間水肥管理提供參考。
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收 稿日期:2023-03-11
基金項(xiàng)目:新疆維吾爾自治區(qū)教育廳自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào):XJEDU2020I009);國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(編號(hào):61367001)。
作者簡(jiǎn)介:劉彥岑(1997—),男,重慶人,碩士研究生,主要從事作物表型研究。E-mail:1015431957@qq.com。
通信作者:郭俊先,博士,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事作物無(wú)損檢測(cè)研究。E-mail:junxianguo@163.com。