摘 要： 為優(yōu)化設(shè)施作物調(diào)虧灌溉策略，實(shí)現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)提質(zhì)目標(biāo)，以溫室茄子為研究對(duì)象，參考0～60 cm 土層平均田間持水量（θf(wàn)），在苗期、開(kāi)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(wàn)、輕度水分調(diào)虧70%～75%θf(wàn)），以80%～85%θf(wàn) 作為對(duì)照（CK 處理），研究不同調(diào)虧水平對(duì)植株生長(zhǎng)（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(shí)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(duì)不同調(diào)虧處理進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。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(kāi)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(duì)產(chǎn)量形成無(wú)影響；開(kāi)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(kāi)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(biāo)綜合分析法對(duì)不同調(diào)虧灌溉處理進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)苗期和開(kāi)花坐果期80%～85%θf(wàn)、成熟采摘期70%～75%θf(wàn) 的土壤水分管理模式可實(shí)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(lèi)號(hào)：S274.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1795（2024）11-0042-09

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.202411307

0 引言

截至2023 年底， 我國(guó)設(shè)施種植面積已超過(guò)266.67 萬(wàn)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(guó)糧食安全與穩(wěn)定，夯實(shí)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)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(guò)在生育期某階段施加一定程度水分虧缺，促進(jìn)生殖生長(zhǎng)的同時(shí)控制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)提質(zhì)的目標(biāo)，因此制定科學(xué)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(duì)溫室環(huán)境中如何制定調(diào)虧灌溉策略，多數(shù)研究通過(guò)分析不同調(diào)虧水平對(duì)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(lèi)胡蘿卜素和總酚的含量，但減小了果實(shí)大小。YANG H 等[5] 研究了調(diào)虧灌溉對(duì)溫室西瓜、辣椒和番茄的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，西瓜在果實(shí)膨大期不宜設(shè)計(jì)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(wàn)）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(rèn)為，在溫室番茄成熟采摘期設(shè)計(jì)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(guò)在番茄開(kāi)花坐果期設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)的目標(biāo)[7- 8]。然而，僅通過(guò)比較不同調(diào)虧灌溉水平下的產(chǎn)量和品質(zhì)等指標(biāo)，難以準(zhǔn)確獲得作物的最佳調(diào)虧灌溉策略。近年來(lái)，利用多目標(biāo)優(yōu)化方法評(píng)價(jià)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(zhǎng)、果實(shí)形態(tài)、產(chǎn)量品質(zhì)和WUE 等指標(biāo)，通過(guò)建立多目標(biāo)評(píng)價(jià)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(biāo)決策分析方法，又稱(chēng)為優(yōu)劣解距離法，通過(guò)檢測(cè)評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)解、最劣解的距離進(jìn)行排序，若評(píng)價(jià)對(duì)象最靠近最優(yōu)解同時(shí)又最遠(yuǎn)離最劣解，則為最優(yōu)處理。王可等[10] 采用TOPSIS 模型對(duì)溫室番茄產(chǎn)量、WUE 和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，得出冬茬番茄滴灌水分下限最優(yōu)處理70%θf(wàn)。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(rèn)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(píng)價(jià)了不同水肥組合對(duì)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?jiàn)，TOPSIS 模型在評(píng)價(jià)溫室灌溉制度方面已取得了較好效果，但目前針對(duì)溫室調(diào)虧灌溉策略的評(píng)價(jià)卻較少。張澤宇等[13] 利用TOPSIS 模型評(píng)價(jià)了溫室辣椒調(diào)虧灌溉方案，但涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)較少（僅包含產(chǎn)量和品質(zhì)）。大量研究表明，評(píng)價(jià)灌溉制度的優(yōu)劣通常需要考慮多目標(biāo)的綜合影響結(jié)果。

本研究選擇溫室茄子為研究對(duì)象，參照不同生育期土壤水分下限共設(shè)計(jì)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(shí)橫徑TD、平均果實(shí)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(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)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(xué)合理的調(diào)虧灌溉策略。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在河南省節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)代化Venlo 型玻璃溫室中進(jìn)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(jī)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(lèi)型為黏壤土，平均體積質(zhì)量1.39 g/cm3，田間持水量θf(wàn) =0.33 cm3/cm3。

溫室內(nèi)南北兩側(cè)分別設(shè)置有風(fēng)機(jī)和濕簾，用于控制室內(nèi)環(huán)境。試驗(yàn)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(kāi)花坐果期；日平均太陽(yáng)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(yàn)期間溫室內(nèi)部的溫度、太陽(yáng)輻射和水汽壓差動(dòng)態(tài)變化如圖1 所示。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

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(guò)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(gè)處理3 次重復(fù)。采用地表滴灌方式進(jìn)行供水，滴頭為壓力補(bǔ)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(gè)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(jì)不同生育期調(diào)虧灌溉水平，將茄子生長(zhǎng)期劃分3 個(gè)階段，分別為苗期（3 月15 日—4 月20 日）、開(kāi)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(wàn) 為對(duì)象，分別在3 個(gè)生育階段各設(shè)計(jì)2 種土壤水分下限（50%～55%θf(wàn) 和70%～75%θf(wàn)），以80%～85%θf(wàn) 作為對(duì)照（CK 處理），具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(cè)項(xiàng)目與方法

1.3.1 植株生長(zhǎng)指標(biāo)

試驗(yàn)期間每隔7～10 d 對(duì)植株高度和葉面積進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)小區(qū)選擇5 棵長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株，株高測(cè)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(zhǎng)位置的乘積×折減系數(shù)（取0.7），通過(guò)計(jì)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(jì)算株高和LAI 在苗期、開(kāi)花坐果期和成熟采摘期的增長(zhǎng)速率。

1.3.2 果實(shí)形態(tài)及產(chǎn)量指標(biāo)

果實(shí)形態(tài)包括單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑和縱徑，每個(gè)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(cè)量每棵植株的果實(shí)質(zhì)量，單果質(zhì)量為所有果實(shí)的平均值；用游標(biāo)卡尺采用十字交叉法測(cè)量每個(gè)果實(shí)的橫徑和縱徑，取平均值。進(jìn)入結(jié)果期，對(duì)各處理每次采收的茄子分別稱(chēng)質(zhì)量計(jì)產(chǎn)，并折算成公頃產(chǎn)量[14]。收獲后用烘干法測(cè)量每個(gè)處理的干物質(zhì)量，每個(gè)處理選取5 棵長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株，對(duì)葉干質(zhì)量、莖干質(zhì)量和果干質(zhì)量分別測(cè)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(shí)品質(zhì)指標(biāo)

對(duì)茄子的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)小區(qū)選擇3 顆色澤相近的果實(shí)，即每個(gè)處理共測(cè)量9 組。首先將果實(shí)削皮切碎并研磨至糊狀，然后將每個(gè)小區(qū)的3 份樣品進(jìn)行混合，即每個(gè)處理需提取9份樣品，最后用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用紫外吸收法測(cè)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(shí)域反射儀測(cè)量每個(gè)小區(qū)的土壤水分，TRIME 模型管安裝在滴灌帶的2 個(gè)滴頭中間位置，每隔5 d 測(cè)量1 次，20 cm 為1 層，測(cè)量最大深度100 cm，每個(gè)處理2 次重復(fù)。采用水量平衡法計(jì)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(bǔ)給量和深層滲漏量，mm

ΔW——0～100 cm 土層內(nèi)儲(chǔ)水量變化，mm

由于溫室內(nèi)無(wú)降雨量的補(bǔ)給，故P=0；同時(shí)試驗(yàn)區(qū)地下水位在5.0 m 以下，作物無(wú)法吸收利用，故U=0；本試驗(yàn)最大灌水量30 mm，無(wú)深層滲漏量，故D=0。

采用式（2）計(jì)算溫室茄子的水分利用效率，采用式（3）計(jì)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(biāo)

在溫室中部安裝有自動(dòng)氣象站，可以連續(xù)測(cè)量溫室內(nèi)的太陽(yáng)輻射、空氣溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)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(chǔ)存在LSI 數(shù)據(jù)采集器中（SP350，Italy）。

1.4 調(diào)虧灌溉評(píng)價(jià)方法

采用TOPSIS 模型對(duì)不同調(diào)虧灌溉制度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，也稱(chēng)為優(yōu)劣解距離法，通過(guò)比較評(píng)價(jià)對(duì)象與理想解（理想化目標(biāo)）的接近程度進(jìn)行排序，以確定灌溉制度的最優(yōu)方案。因此需要計(jì)算正/負(fù)理想解進(jìn)而求得綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行排序。相關(guān)計(jì)算公式如下

式中 Ci——綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，0 ≤ Ci ≤ 1

Di+ 、Di?——正/負(fù)理想解截距

Zmax， j、Zmin， j——正/負(fù)理想解向量

Zij——標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)

Ci 值越接近于1，表明評(píng)價(jià)對(duì)象結(jié)果越優(yōu)。

為使用TOPSIS 模型評(píng)價(jià)不同調(diào)虧灌溉制度的優(yōu)劣，需計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，本研究選擇AB、WS、TD、LD、SSC、SPC、Ya、ET、WUE 和IWUE 共10 個(gè)指標(biāo)用于評(píng)價(jià)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(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重。信息量權(quán)重法也稱(chēng)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(jìn)行權(quán)重賦值，變異系數(shù)越大，說(shuō)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(jì)算公式如下

式中 s——樣本標(biāo)準(zhǔn)差

yˉ——樣本平均值

n——樣本個(gè)數(shù)

CVi——第i 個(gè)指標(biāo)變異系數(shù)

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

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

式中 Xi， j——M 矩陣中第i 行第j 列指標(biāo)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(jì)算信息承載量，信息量（Cj）為指標(biāo)波動(dòng)性（Sj）與沖突性（Rj）的乘積，Cj 越大，表明該指標(biāo)在評(píng)價(jià)體系中的作用越大，對(duì)應(yīng)的權(quán)重也越大。

式中 ri，j——第i 個(gè)指標(biāo)與第j 個(gè)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)

（3）計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重，通過(guò)計(jì)算各指標(biāo)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(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，采用Duncan（D）法進(jìn)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(duì)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(dòng)態(tài)變化，以及在不同生育期的增長(zhǎng)率如圖2 所示。株高方面，T2 和T4 處理最大株高（hmax）均超過(guò)100 cm，并且與CK 處理之間無(wú)顯著性差異，T5 和T6 處理的hmax 超過(guò)90 cm，二者無(wú)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(guò)74 cm，二者無(wú)顯著性差異，但顯著低于其他處理（Plt;0.05）。從株高生長(zhǎng)速率來(lái)看，苗期生長(zhǎng)率差異性不大，但開(kāi)花坐果期各處理之間有明顯差異，其中T4 處理增長(zhǎng)速率最大（282.6%），并且與CK 處理接近（294.4%），而T1 處理最?。?58.8%），進(jìn)入成熟采摘期，受打頂管理影響，株高生長(zhǎng)速率明顯降低?？梢?jiàn)苗期施加水分調(diào)虧≥70%θf(wàn) 有利于植株高度的生長(zhǎng)。

LAI 方面，全生育期溫室茄子LAI 呈先增后減趨勢(shì)，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(wú)顯著性差異，T1、T5 和T6 的LAImax 在2.69～2.91 cm2/cm2 之間變化，3 個(gè)處理之間無(wú)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(zhǎng)速率來(lái)看，苗期和開(kāi)花坐果期增長(zhǎng)速率較大，其中苗期T2 處理的增長(zhǎng)速率最快（376.4%），而成熟采摘期LAI 表現(xiàn)為負(fù)增長(zhǎng)，這是受植株打頂影響導(dǎo)致的。可見(jiàn)苗期和開(kāi)花坐果期施加水分調(diào)虧≥70%θf(wàn)有利于LAI 的增長(zhǎng)。

2.2 不同調(diào)虧灌溉水平對(duì)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(gè)處理之間無(wú)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(gè)處理之間無(wú)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?？梢?jiàn)在開(kāi)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(duì)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(dá)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(wú)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(wú)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(guò)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(wú)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(wú)顯著性差異，T2 與CK 處理的IWUE 相近且無(wú)顯著性差異?；谝陨戏治隹芍?，開(kāi)花坐果期施加70%～75%θf(wàn) 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(wàn) 水分調(diào)虧可顯著降低耗水量，然而，開(kāi)花坐果期或成熟采摘期土壤水分下限不宜低于70%θf(wàn)，否者會(huì)影響溫室茄子的最終產(chǎn)量。

2.4 基于TOPSIS 方法對(duì)不同調(diào)虧灌溉制度綜合評(píng)價(jià)

選擇AB、WS、TD 和LD、SSC、SPC、Ya、ET、WUE 和IWUE 共10 個(gè)指標(biāo)用于評(píng)價(jià)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(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重。表3 給出了2 種方法計(jì)算權(quán)重的結(jié)果，信息量權(quán)重法計(jì)算權(quán)重與CV 有關(guān)，可以看出CV 與權(quán)重大小一致，10 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中SSC 的權(quán)重最高（22.19%），而LD 最低（0.97%）；從CRITIC 權(quán)重法計(jì)算結(jié)果來(lái)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?jiàn)，2 種權(quán)重計(jì)算方法得到的最小權(quán)重相同，但最大權(quán)重指標(biāo)有差異，這可能是單果質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)差較大導(dǎo)致的。

將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重代入TOPSIS 模型中，通過(guò)計(jì)算正理想解距離和負(fù)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(jì)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T(mén)6 處理gt;T2 處理gt;T4處理gt;T1 處理gt;T3 處理gt;T5 處理。可見(jiàn)，溫室茄子在苗期和開(kāi)花坐果期施加水分調(diào)虧80%～85%θf(wàn)、成熟采摘期70%～75%θf(wàn) 的土壤水分下限管理模式可實(shí)現(xiàn)果實(shí)形態(tài)、品質(zhì)和水分利用效率的最優(yōu)化。然而，對(duì)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(wàn)、開(kāi)花坐果期和成熟采摘期施加水分調(diào)虧70%～75%θf(wàn) 的土壤水分管理模式，盡量保持后兩個(gè)生育期的土壤水分下限不低于70%θf(wàn)，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(jì)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(shí)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(píng)價(jià)方面卻較少涉及[3，15]。為此，本研究通過(guò)分析不同調(diào)虧水平對(duì)溫室茄子生長(zhǎng)（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(duì)不同調(diào)虧灌溉制度進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。本研究發(fā)現(xiàn)溫室茄子在苗期施加水分調(diào)虧70%θf(wàn) 后期復(fù)水后可促進(jìn)植株生長(zhǎng)。龔雪文等[6] 同樣發(fā)現(xiàn)，在溫室番茄開(kāi)花坐果期施加水分調(diào)虧有利于LAI 和株高的增長(zhǎng)速率。高佳等[16] 認(rèn)為，辣椒苗期適度水分調(diào)虧有利于后期生長(zhǎng)，但土壤水分下限不宜低于55%θf(wàn)，這是因?yàn)槊缙谥饕M(jìn)行生理生長(zhǎng)，受到嚴(yán)重水分脅迫后，生理組織受損導(dǎo)致后期難以恢復(fù)，進(jìn)而限制植株生長(zhǎng)。當(dāng)作物的產(chǎn)量形成后額外增加灌水量對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)不大，反而有可能導(dǎo)致作物減產(chǎn)及水分利用效率的下降[17]。水分調(diào)虧對(duì)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(kāi)花坐果期，而苗期或成熟采摘期控制土壤水分下限70%θf(wàn) 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(jìn)行調(diào)虧會(huì)顯著抑制營(yíng)養(yǎng)器官和生殖器官干物質(zhì)量的累積，這是因?yàn)殚_(kāi)花坐果期是植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)階段向生殖生長(zhǎng)階段過(guò)渡期，水分虧缺會(huì)導(dǎo)致落花落果現(xiàn)象，不利于植株生殖生長(zhǎng)，進(jìn)而影響干物質(zhì)量的累積。江曉東等[7] 得出與本試驗(yàn)結(jié)果不同的結(jié)論，認(rèn)為在番茄開(kāi)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?yàn)閮煞N灌溉水平影響了根區(qū)環(huán)境導(dǎo)致植株根冠比降低，此外高溫高濕環(huán)境嚴(yán)重限制了植株干物質(zhì)量的累積。

開(kāi)花坐果期適度水分調(diào)虧后期復(fù)水后有利于提高作物產(chǎn)量和WUE，同時(shí)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(kāi)花坐果期土壤水分下限在70%～75%θf(wàn) 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(shí)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(kāi)花坐果期進(jìn)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(kāi)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(dá)到顯著水平，這可能是由于調(diào)虧灌溉設(shè)計(jì)最低土壤水分下限較高導(dǎo)致的（75±2）%θf(wàn)。張澤宇等[13] 同樣認(rèn)為，輕度水分調(diào)虧（65%～75%θf(wàn)）可能復(fù)水后產(chǎn)生的補(bǔ)償效應(yīng)不顯著?？梢?jiàn)，輕度水分調(diào)虧有利于產(chǎn)量和WUE 的提升。然而，提升果實(shí)品質(zhì)需對(duì)作物某些生長(zhǎng)階段施加重度水分調(diào)控，本研究發(fā)現(xiàn)，苗期或開(kāi)花坐果期施加50%～55%θf(wàn)水分調(diào)虧可顯著提高溫室茄子的品質(zhì)指標(biāo)。龔雪文等[6]同樣發(fā)現(xiàn)，溫室番茄開(kāi)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(shí)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(shí)總糖下降，而重度虧缺加劇了這一現(xiàn)象導(dǎo)致可溶性糖含量低于輕度水分調(diào)控處理。

為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)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(jì)算了10 個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，兩種權(quán)重計(jì)算方法克服了主觀賦權(quán)法和熵權(quán)法的缺陷，計(jì)算的權(quán)重更加客觀可靠。目前基于TOPSIS 模型評(píng)價(jià)溫室作物調(diào)虧灌溉策略的研究較少，本研究通過(guò)TOPSIS 模型發(fā)現(xiàn)CRITIC 權(quán)重法計(jì)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(biāo)綜合分析方法對(duì)溫室辣椒的調(diào)虧灌溉進(jìn)行了打分，發(fā)現(xiàn)利用AHP 和EWM 計(jì)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(biāo)主要包括產(chǎn)量（營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和單株產(chǎn)量）和品質(zhì)（VC、果色指數(shù)和辣椒紅素）兩種類(lèi)型指標(biāo)，由于缺少ET、WUE 和IWUE 等水分利用指標(biāo)，可能影響調(diào)虧灌溉在節(jié)水方面的評(píng)價(jià)。TOPSIS 模型在溫室中的評(píng)價(jià)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(guò)TOPSIS 模型評(píng)價(jià)溫室茄子調(diào)虧灌溉制度發(fā)現(xiàn)，苗期和開(kāi)花坐果期80%～85%θf(wàn)、成熟采摘期70%～75%θf(wàn) 的土壤水分下限管理模式可實(shí)現(xiàn)果實(shí)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(yǔ)

（1）溫室茄子苗期施加水分調(diào)虧70%～75%θf(wàn) 可促進(jìn)植株生長(zhǎng)，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(wàn) 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(duì)果實(shí)橫徑和縱徑的影響差異較小。

（2）開(kāi)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(kāi)花坐果期或成熟采摘期的土壤水分下限≥70%θf(wàn)。

（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(duì)溫室茄子的果實(shí)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(wàn)。

參考文獻(xiàn)

［1］周曉艷，李佳層，曾玨，等．鄉(xiāng)村振興背景下我國(guó)設(shè)施農(nóng)用地現(xiàn)狀與變化研究[J]．國(guó)土與自然資源研究，2019（1）：15-20．

ZHOU Xiaoyan， LI Jiaceng， ZENG Yu， et al． Present conditionand change of facility agriculture land in China under the background ofrural revitalization[J]．Territory amp; Natural Resources Study，2019（1）：15-20．

［2］INCROCCI L，THOMPSON R B，F(xiàn)ERNANDEZ-FERNANDEZ M D，et al． Irrigation management of European greenhouse vegetable crops[J]．Agricultural Water Management，2020，242：106393．

［3］千晶晶，原保忠，別之龍．溫室作物調(diào)虧灌溉研究進(jìn)展[J]．中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28（12）：18-23．

QIAN Jingjing， YUAN Baozhong， BIE Zhilong． The research progressof crop regulated deficit irrigation in greenhouse[J]．Chinese AgriculturalScience Bulletin，2012，28（12）：18-23．

［4］COYAGO-CRUZ E，MELENDEZ-MARTINEZB A J，MORIANA A，et al． Yield response to regulated deficit irrigation of greenhousecherry tomatoes[J]． Agricultural Water Management， 2019， 213：212-221．

［5］YANG H， DU T， QIU R， et al． Improved water use efficiency andfruit quality of greenhouse crops under regulated deficit irrigation innorthwest China[J]． Agricultural Water Management， 2017， 179：193-204．

［6］龔雪文，劉浩，孫景生，等．調(diào)虧灌溉對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]．節(jié)水灌溉，2016（9）：52-56．

GONG Xuewen， LIU Hao， SUN Jingsheng， et al． Effects ofregulated deficit irrigation on solar greenhouse tomato growth，yield andquality[J]．Water Saving Irrigation，2016（9）：52-56．

［7］江曉東，張建取，雷虎．梅雨季節(jié)高溫高濕環(huán)境下調(diào)虧灌溉對(duì)設(shè)施番茄生產(chǎn)的影響[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2023，44（8）：685-694．

JIANG Xiaodong， ZHANG Jianqu， LEI Hu． Effect of regulateddeficit irrigation on greenhouse tomato production under high temperatureand high humidity environment in meiyu season[J]．Chinese Journalof Agrometeorolog，2023，44（8）：685-694．

［8］雷虎，江曉東，張建?。邷馗邼癍h(huán)境下調(diào)虧灌溉對(duì)番茄葉片光合和衰老特性的影響[J]．中國(guó)瓜果，2023，36（3）：58-63．

LEI Hu，JIANG Xiaodong，ZHANG Jianqu．Effects of regulated deficitirrigation on photosynthetic and senescence characteristics of tomatoleaves under high temperature and high relative humidity environment insummer[J]．China Cucurbits and Vegetables，2023，36（3）：58-63．

［9］劉聰，宮彬彬，高洪波，等．基于蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的椰糠盆栽番茄適宜灌溉量估算與試驗(yàn)[J]． 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2022， 38（ 11） ：117-124．

LIU Cong， GONG Binbin， GAO Hongbo， et al． Estimation and experimentof the suitable irrigation amount of potted tomatoes withcoconut bran using pan evaporation[J]．Transactions of the Chinese Societyof Agricultural Engineering，2022，38（11）：117-124．

［10］王可，謝香文，洪明．基于TOPSIS 法對(duì)和田地區(qū)溫室番茄滴灌方案優(yōu)選研究[J]．節(jié)水灌溉，2024（1）：115-120．

WANG Ke，XIE Xiangwen，HONG Ming．Optimization of drip irrigationschemes for greenhouse tomatoes in Hotan prefecture based onTOPSIS method[J]．Water Saving Irrigation，2024（1）：115-120．

［11］王宏飛，李彥彬，柳騰飛，等．基于CRITIC-TOPSIS 綜合評(píng)價(jià)法優(yōu)化溫室作物灌溉策略[J]．灌溉排水學(xué)報(bào)，2023，42（ 2）：52-59．

WANG Hongfei， LI Yanbin， LIU Tengfei， et al． Optimizing irrigationscheduling for greenhouse crops using the CRITIC-TOPSIS framework[J]．Journal of Irrigation and Drainage，2023，42（2）：52-59．

［12］LI H H，LIU H，GONG X W，et al．Optimizing irrigation and nitrogenmanagement strategy to trade off yield，crop water productivity，nitrogenuse efficiency and fruit quality of greenhouse grown tomato[J]．Agricultural Water Management，2021，245：106570．

［13］張澤宇，曹紅霞，何子建，等．基于AHP-EWM-TOPSIS 的溫室辣椒最佳調(diào)虧灌溉方案優(yōu)化研究[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2023，41（1）：111-120．

ZHANG Zeyu， CAO Hongxia， HE Zhijian， et al． Study on greenhousepepper optimal regulated deficit irrigation scheme based on AHPEWM-TOPSIS[J]． Agricultural Research in the Arid Areas， 2023，41（1）：111-120．

［14］王湛，李銀坤，郭文忠，等．不同灌水量對(duì)溫室茄子蒸騰規(guī)律及水分利用的影響[J]．中國(guó)農(nóng)村水利水電，2019（7）：6-10．

WANG Zhan，LI Yinkun，GUO Wenzhong，et al．The effect of differentirrigation amount on the transpiration rate and water use efficiencyof autumn eggplant in greenhouses[J]． China Rural Water and Hydropower，2019（7）：6-10．

［15］楊嘉鵬，董榮．調(diào)虧灌溉技術(shù)對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響[J]．農(nóng)業(yè)工程，2024，14（4）：114-120．

YANG Jiapeng， DONG Rong． Effect of regulated deficit irrigationon grape fruit quality[J]． Agricultural Engineering， 2024， 14（ 4） ：114-120．

［16］高佳，張恒嘉，巴玉春，等．調(diào)虧灌溉對(duì)綠洲灌區(qū)膜下滴灌辣椒生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2019，37（ 2）：25-31．

GAO Jia， ZHANG Hengjia， BA Yuchun， et al． Effects of regulateddeficit irrigation on pepper growth and yield under drip irrigation inoasis region[J]． Agricultural Research in the Arid Areas， 2019，37（2）：25-31．

［17］樊廷錄，楊珍，王建華，等．灌水時(shí)期和灌水量對(duì)甘肅河西玉米制種產(chǎn)量和水分利用的影響[J]． 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2014，32（5）：1-6．

FAN Tinglu， YANG Zhen， WANG Jianhua， et al． Effects of irrigationstage and amount on hybrid seed yield of maize and water use ofmaize in Hexi Corridor of Gansu[J]． Agricultural Research in the AridAreas，2014，32（5）：1-6．

［18］ZHANG H M， XIONG Y W， HUANG G H， et al． Effects of waterstress on processing tomatoes yield， quality and water use efficiencywith plastic mulched drip irrigation in sandy soil of the hetao irrigationdistrict[J]．Agricultural Water Management，2017，179：205-214．

［19］LIU H， LI H H， NING H F， et al． Optimizing irrigation frequencyand amount to balance yield， fruit quality and water use efficiency ofgreenhouse tomato[J]． Agricultural Water Management， 2019， 226：105787．

［20］LUO H，LI F S．Tomato yield，quality and water use efficiency underdifferent drip fertigation strategies[J]． Scientia Horticulturae， 2018，235：181-188．