论文部分内容阅读
水分和肥料是作物生长的基础条件,科学的灌水和施肥可促进植物养分的吸收和高效利用,提高作物产量和品质,并有效的改善生态环境,推进我国农业的绿色、高效及可持续发展。本研究以灌水量和施肥量两个因素为试验因子,通过三茬试验研究了不同水肥滴灌条件对草莓综合生长及土壤元素分布的影响。在2018年设置灌水及施肥各3个水平,共9个处理;2019年和2020年均为4个灌水水平及3个施肥水平,每茬均为12个处理。分析了不同水肥处理对草莓的产量、果实品质、水肥利用效率及土壤中不同深度的速效氮磷钾分布的影响。采用TOPSIS和灰色关联耦合模型对不同水肥滴灌条件进行综合评价,构建了基于草莓综合生长的水肥调控模型,结合土壤残留分布,确定温室草莓的最佳水肥管理方案,以期实现草莓生产的水肥高效利用。本研究主要取得的结论如下:(1)灌水、施肥及二者交互作用对草莓各指标的调控效应。灌水对单果质量、公顷产量、可溶性固形物含量和水分利用效率均有极显著的影响(P≤0.01),对维生素C含量存在显著影响(P≤0.05)。施肥对单果质量、公顷产量、糖酸比、可溶性固形物含量、维生素C含量、可溶性蛋白质含量和水分利用效率均有极显著的影响(P≤0.01),对肥料利用效率存在显著的影响(P≤0.05)。水肥交互作用对单果质量和公顷产量均存在显著的影响(P≤0.05)。中等偏高灌水更有利于产量的增加;中等灌水水平有利于可溶性总糖含量、糖酸比和可溶性蛋白质含量的提高;较低的灌水水平有利于可溶性固形物含量、维生素C含量和水肥利用效率的提高。中等施肥可以提高产量和水肥利用效率;较低的施肥下果实品质最佳。(2)基于产量、品质、水肥效率3类指标建立草莓综合生长评价体系。利用层次分析法对三类因素九个指标进行多层次赋权,主观权重最大为公顷产量(0.276),单果质量次之(0.184),最小为可溶性蛋白质含量(0.051)。利用熵权法确定客观权重,产量指标中三茬试验最大权重均为公顷产量,果实品质中三茬试验最大权重分别为维生素C含量、可溶性总糖含量和糖酸比,水肥利用效率中3年最大权重均为水分利用效率。基于博弈论的组合赋权法确定最终权重,三年最大权重均为公顷产量,分别为0.264、0.265和0.236;最小权重在2018年和2019年为可溶性蛋白质含量,分别为0.060、0.054,2020年为维生素C含量0.058。(3)基于TOPSIS和灰色关联法对各水肥处理的综合评价。采用TOPSIS法计算三年各试验处理的欧式距离,得到最大欧式距离3年均为中水中肥(T5)处理;最小欧式距离在2018年和2020年均为低水高肥(T7或T10)处理,2019年则为低水低肥(T12)处理。采用灰色关联法确定各处理的灰色关联度,得到最大灰色关联度3年均为中水中肥(T5)处理;最小灰色关联度在2018年和2020年均为低水高肥(T7或T10)处理;2019年则为高水低肥(T3)处理。耦合欧式距离及灰色关联度综合确定各处理的贴近度,得到综合贴合度最大3年均为中水中肥(T5)处理;最小贴合度在2018年和2020年均为低水高肥(T7或T10)处理,2019年则为低水低肥(T12)处理。(4)灌水、施肥及二者交互作用对土壤中元素残留的调控效应。随着土壤深度的增加,氮、磷和钾的残留量减少。灌水对20-30cm土层硝铵态氮残留量均有极显著的影响(P≤0.01)。施肥对土壤中硝铵态氮和速效磷的残留量均有极显著的影响(P≤0.01)。中等灌水水平下土壤中硝铵态氮残留最少;较低的灌水水平更有利于减少土壤中速效磷、钾的残留。中等施肥水平可以减少土壤中速效钾残留;较低的施肥水平可以减少土壤中硝铵态氮和速效磷的残留。(5)融合草莓综合生长及土壤元素残留确定最优水肥施用量。解析综合生长对水肥因子的响应模型,以最佳评分的90%以上确定灌水量和施肥量,2018年最佳灌水及施肥范围1964.15-2807.03 m3/hm2、1674.38-1990.54 kg/hm2;2019年最佳灌水为2390.82-3144.55 m3/hm2,最佳施肥为959.05-1202.21kg/hm2N、274.39-343.93 kg/hm2P2O5和268.97-337.11 kg/hm2K2O;2020年最佳灌水为2400.33-3064.27 m3/hm2,最佳的施肥为1429.32-1815.43 kg/hm2N、175.94-223.47 kg/hm2P2O5和275.68-350.79kg/hm2K2O。