基于层次分析法和熵权法的TOPSIS模型在番茄生长综合评价中的应用

采用山崎与Hoagland 2个营养液配方,在其标准浓度的基础上分别设置4个浓度水平,进行番茄盆栽试验,监测番茄株高、茎粗、叶面积、干物质、叶绿素、可溶性蛋白质和游离氨基酸7个指标,采用层次分析法、熵权法与TOPSIS法相结合的方法建立评价体系。结果表明,根据主观层次分析法与客观熵权法和基于熵权法确定的组合赋权法,确定各单一指标的权重值排序为叶绿素游离氨基酸茎粗全株干质量可溶性蛋白质株高单株叶面积;通过近似理想解法,构建番茄综合营养生长评价体系,在山崎1s(以标准配方的浓度为1个剂量,记为1s,下同)浓度下,番茄综合营养生长的理想解贴近度εi=0.967,山崎4/3s处理下其理想贴近度εi=0.901;其次是Hoagland配方2/3s浓度,与理想解的贴近度εi=0.817。应用主客观赋权法与TOPSIS相结合的方法,可以有效地对番茄苗期营养生长进行综合评价,并快速优选山崎1s作为番茄苗期营养液最佳浓度,为无土栽培营养液的选用提供一种相对科学严谨的方法。     

灌水量和滴灌系统运行方式对番茄根系分布的影响

通过日光温室内的田间试验,探讨了膜下滴灌灌水施肥过程中不同灌水量和运行方式对番茄根系生长发育的影响。结果表明,先施氮处理(S1)的整根根长大于先灌水处理(S2),而根表面积、根平均直径、根体积和根干质量都小于先灌水处理,且S1运行方式导致根长增加主要是由于增加了直径小于1mm根系的长度,S2运行方式导致根表面积和根体积增加主要体现在直径大于1mm的根系上;番茄约95%以上根系主要集中在0~20cm土层,且随着土层深度的增加,根系密度呈指数变化下降。S2运行方式优于S1运行方式,灌水过高或过低都不利于根系的生长发育;先灌水后施肥时,总灌水量为1 600m3/km2是最佳的水氮管理模式。     

营养液浓度对番茄营养生长期生长发育的影响

以珍珠岩栽培番茄为试验材料,分别浇施1/3、2/3、1、4/3倍标准浓度的营养液,结合常规测定方法,分析营养液浓度对番茄生长指标、干物质累积和根系特征参数的影响,为基质栽培中养分的管理提供参考依据。结果表明:随着营养液浓度的升高,番茄株高、茎粗、叶面积均呈抛物线增长趋势,1倍营养液浓度处理株高最高,4/3倍浓度处理茎粗和叶面积最大;番茄植株的干物质量随营养液浓度提高而增大,根冠比随营养液浓度的提高而减小,且二者均与营养液浓度有很好的二次曲线关系,相关性均达到极显著水平;根系特征参数均随营养液浓度升高呈先增大后减小的趋势,且拟合关系较好,其中以1/3倍浓度处理最小,其它处理间均未达到差异显著性水平;试验表明,1倍和4/3倍营养液浓度处理番茄植株的生长状况相比其它2个低浓度处理更好,更有利于番茄植株营养生长期的生长发育。     

水氮耦合条件下番茄临界氮浓度模型的建立及氮素营养诊断

【目的】临界氮浓度是指在一定的生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度值,具有明确的生物学意义。探究不同水氮供应对番茄地上部生物量、氮素累积的影响,构建临界氮浓度稀释曲线模型,并基于氮素吸收和氮营养指数模型进行番茄氮素营养诊断,可为番茄水肥一体化提供一定的理论依据。【方法】于2013年在日光温室内进行了盆栽试验,供试番茄品种为金鹏M6088。设置3个灌水量为低水W1(60%70%θf)、中水W2(70%80%θf)和高水W3(80%90%θf),θf为田间持水率;施氮量设置3个水平为低氮N1(N 0.24 g/kg土)、中氮N2(N 0.36 g/kg土)和高氮N3(N 0.48 g/kg土),试验采用完全随机区组设计,共9个处理,每个处理重复15次,研究了不同水氮条件下番茄的地上部生物量、氮素累积及氮浓度的动态变化,构建了番茄不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线模型。【结果】番茄地上部生物量、氮累积量随移栽时间的动态变化符合Logistic模型,不同水氮供应对番茄地上部生物量理论最大值的影响不同,中水和高水条件下,番茄地上部生物量理论最大值随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势;而在低水条件下呈递增趋势,说明适量增施氮肥可以减轻干旱对干物质量累积的抑制;番茄地上部生物量快速累积起始日较氮快速累积起始日晚8 17 d,且不同水氮处理番茄地上部生物量最大生长速率、氮累积量最大累积速率均出现在中水中氮(W2N2)处理;在相同的水分条件下,番茄地上部生物量氮浓度随施氮量的增加而提高,随生育进程的推移呈下降趋势;氮浓度与地上部生物量之间符合幂指数关系,适当增大灌水量可以提高植株对氮的容纳能力,并且可以缓解氮浓度随植株生物增长量下降,使植株稳步有序地生长;不同的水氮供应对番茄产量影响显著,随着灌水量和施氮量的增加,产量显著提高,但当灌水量和施氮量达到一定数量时产量不仅没有提高反而随其增加而降低。【结论】基于临界氮浓度构建的氮营养指数、氮吸收模型对番茄的适宜施氮量诊断结果一致,均以中水中氮(W2N2)为最佳条件,即当灌水量和施肥量分别为62.1 L/plant、15.1 g/plant时,番茄单株产量达到最大(1602 g),构建的模型合理可行。     

营养液浓度对番茄营养生长期干物质累积及养分吸收的影响

【目的】研究不同浓度营养液对番茄植株营养生长期干物质累积和养分吸收的影响,以获得适宜番茄营养生长的养分浓度,为基质栽培番茄提供理论依据。【方法】以珍珠岩栽培番茄为试验材料,以山东农业大学番茄专用营养液配方标准浓度为1个剂量(S),分别浇施1/3S、2/3S、1S和4/3S4种浓度营养液,并测定植株的株高、茎粗、干物质量和养分(氮、磷、钾、钙、镁)吸收量。【结果】随着营养液浓度的增大,番茄植株的株高、茎粗、干物质量均呈逐渐增大趋势,而根冠比则逐渐减小;番茄各组织器官养分吸收量的总体变化趋势亦随营养液浓度提高而增大,而根系的钙、镁吸收量与总体趋势有所不同,均随营养液浓度的提高先增大后减小,以1S最大;番茄氮、磷、钾、钙、镁的单株累积吸收量均随营养液浓度呈S型曲线变化,能很好地符合Logistic模型,且相关系数R2均达到极显著水平;氮、磷、钾、钙、镁的吸收比例为1∶(0.22~0.25)∶(0.80~0.87)∶(1.21~1.28)∶(0.31~0.34);养分利用率的总体变化趋势随营养液浓度升高而降低,1/3S最大,1S次之,4/3S最小。【结论】总体而言,1S和4/3S营养液浓度处理更有利于番茄植株营养生长期的干物质累积和养分吸收。