河西走廊萵筍膜下滴灌灌溉制度研究
2025-08-22 00:00:00張玉鑫蒯佳琳王曉巍馬彥霞康恩祥王萍
中國(guó)瓜菜 2025年8期
Abstract：Toexplore theoptimal irigationregimeforlettuce under mulcheddrip irigation inte Hexi Corridorof Gansu province，this studyadoptedtwo-factor experimental design with ninecombinations ofdrip irrigation frequency（D1： 4d， D2： 6 d，D3： 8 d） and irrigation quota（W1： 75m3?hm-2?time-1 ，W2： 105m3?hm-2?time-1 W3： 135m3?hm-2?time-1） . The synergisticeffctsoftesefactorsonletueappearancequalityutritionalqualityyield，andiigatiowaterseeciency（IWUE）were systematically analyzed.The CRITIC method wasused to quantify appearance and nutritional quality indicators，whilethecoeficientofariationmethodasignedweights toappearancequalityutritionalqualityyield，and IWUE.A multi-criteria comprehensive evaluation was conducted using the TOPSIS model.The results showed that high and medium frequencyirrigation（D1/D2）and highquota irigation（W3）could significantlyincrease thestemdiameter， stem length，single plant mass and yield of lettuce.The D2W3 treatment achieved the highest yield of 78.15t?hm-2 ，anincrease of 62.9% compared to D3W1.The D3W1 treatment significantly increased soluble sugar content，soluble protein content and vitamin C content，which increased by 50.8% ， 7.5% and 18.8% ，respectively，compared with D1W3，the nitratecontent also significantlyincreased by 122.8% comparedwithD1W3，reaching 251.1mg?kg-1 .IWUEofD2W1was the highest （55.31kg?m-3） ， 67.8% higher than that of D1W3.The comprehensive evaluation results of TOPSIS showed thatD2W3 treatment（6d drip irrigation frequency- -135m3?hm-2?time-1 irrigation quota）had the highest comprehensive similarity degree（ Ci=0.784 2， ，considering high yield，good quality and water saving，so it was recommended as the optimal irrigation system of lettuce under mulched drip irrigation in Hexi Corridor of Gansu province.
Key words： Lettuce;Mulcheddrip irigation; Drip irigation frequency;Irrigationquota; CRITIC-TOPSIS method
莖用萵苣（Lactuca sativaL.var.asparaginaBailey）又稱萵筍，是菊科萵苣屬一年或二年生草本植物，其肉質(zhì)莖富含維生素、礦物質(zhì)及萵苣苦素等成分，具有抗癌、抗氧化等功效[，廣泛栽培于我國(guó)南北各地[3-4]。甘肅省河西走廊地區(qū)高海拔冷涼氣候、晝夜溫差大及弱堿性沙壤土等獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境有利于萵筍實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，近年萵筍已成為該地區(qū)高原夏菜主栽品種之一[5。但該區(qū)域水資源短缺問(wèn)題突出，農(nóng)業(yè)節(jié)水增效成為高質(zhì)量發(fā)展的核心任務(wù)，開(kāi)展萵筍節(jié)水增效技術(shù)研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
膜下滴灌是實(shí)現(xiàn)節(jié)水增效的核心技術(shù)手段，可通過(guò)精準(zhǔn)控制水肥供給與地膜覆蓋協(xié)同作用，顯著提高資源利用效率[，已在河西走廊地區(qū)萵筍生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用[10]。灌水頻率和灌水定額是量化灌溉制度的核心參數(shù)1]，其制定需綜合考慮氣候、土壤及作物需水規(guī)律[12]。目前關(guān)于萵筍灌溉制度的研究相對(duì)較少[13]，干旱區(qū)萵筍灌溉制度的研究多聚焦在傳統(tǒng)壟膜溝灌上[1415]，針對(duì)膜下滴灌模式下滴灌頻率-灌水定額耦合效應(yīng)對(duì)萵筍品質(zhì)、產(chǎn)量及灌溉水利用效率（IWUE）影響規(guī)律的研究較為薄弱。
關(guān)于最優(yōu)灌溉制度的確定，現(xiàn)有研究多基于顯著性分析或單一目標(biāo)優(yōu)化，評(píng)價(jià)結(jié)果易受試驗(yàn)誤差影響[1]。灌溉制度優(yōu)化需突破單一目標(biāo)局限，構(gòu)建多目標(biāo)響應(yīng)模型。CRITIC法是一種基于信息熵理論的客觀賦權(quán)方法，可量化多維度評(píng)價(jià)體系中各指標(biāo)的相對(duì)重要性[，該方法在作物品質(zhì)評(píng)價(jià)中已成功應(yīng)用[18]。TOPSIS 法則是一種基于向量空間距離度量的多目標(biāo)決策方法，可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)方案的優(yōu)劣排序[19]。當(dāng)前綜合評(píng)價(jià)研究普遍采用方法聯(lián)用策略，該方法體系已在芹菜[20]、番茄[21]、黃瓜和甜瓜[22]等作物灌溉制度優(yōu)化中驗(yàn)證其科學(xué)性與普適性。本試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置不同滴灌頻率和灌水定額組合，分析其對(duì)萵筍外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量及IWUE的影響，通過(guò)CRITIC法與TOPSIS法聯(lián)用，構(gòu)建萵筍綜合效益評(píng)價(jià)模型，提出萵筍膜下滴灌最優(yōu)灌溉制度，為河西走廊干旱區(qū)萵筍節(jié)水高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況
試驗(yàn)于2019年4—7月在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北地區(qū)蔬菜科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)站位于甘肅省金昌市永昌縣城關(guān)鎮(zhèn)大壩村，海拔 1996m ，屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，年平均氣溫 4.8°C ，年降水量?jī)H為 185.1mm ，而年蒸發(fā)量高達(dá) 2 000.6mm 無(wú)霜期約為 134d[6] 。試驗(yàn)期間空氣溫度和降水量如圖1所示。試驗(yàn)田王壤類型為灌漠土，基本理化性質(zhì)如下：全氮含量 Π（μ） ，后同）為 0.94g?kg-1 全磷含量為 1.27g?kg-1. 全鉀含量為 28.93g?kg-1 、堿解氮含量為 93.70mg?kg-1 、有效磷含量為 56.30mg?kg-1. 速效鉀含量為 160.97mg?kg-1 密度為 1.33g?cm-3 、田間持水量為 28.67% 。
圖1萵筍生育期內(nèi)降水量和平均溫度的變化 Fig.1Diurnal variation of rainfalland average temperatureduring thegrowthperiod oflettuce
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置滴灌頻率和灌水定額2個(gè)因素。基于對(duì)以往相關(guān)研究成果分析，以及對(duì)當(dāng)?shù)貧夂颉⑼寥罈l件的綜合考量，滴灌頻率設(shè)置 4d（D1）.6d（D2）.8d（D3）3 個(gè)水平，這3個(gè)水平涵蓋了相對(duì)較高、適中以及較低的滴灌頻率，能夠較為全面地反映滴灌頻率對(duì)萵筍生長(zhǎng)及相關(guān)指標(biāo)的影響；灌水定額設(shè)置 75m3?hm-2 ·次（W1）、 105m3?hm-2 ·次（W2）、 135m3?hm-2. 次（W3）3個(gè)水平，3個(gè)灌水定額水平是根據(jù)萵筍的生長(zhǎng)需水規(guī)律、土壤的保水能力以及當(dāng)?shù)厮Y源狀況確定的。通過(guò)對(duì)這2個(gè)因素不同水平的組合設(shè)置，共9個(gè)處理；每個(gè)小區(qū)面積 81m2，3 次重復(fù)。各處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)與最終灌溉量詳見(jiàn)表1。供試萵筍品種為青美，青皮尖葉莖用萵筍，購(gòu)自四川種都高科種業(yè)有限公司。試驗(yàn)采用“一膜兩管四行式”平畦滴灌種植模式（如圖2所示），畦寬 140cm ，畦間距20cm ；每畦鋪設(shè)兩根薄壁滴灌帶，內(nèi)徑 16mm ，滴頭間距為 30cm ；每畦種植4行，單株定植，行距為35cm ，株距為 35cm 。于4月6日育苗，5月7日定植，7月14日采收。定植后各處理均滴灌緩苗水
后開(kāi)始試驗(yàn)處理。參照當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝實(shí)踐優(yōu)化形成的萵筍滴灌施肥方案：氮、磷、鉀肥總施用量分別為 N310.5kg?hm-2，P2O572kg?hm-2， K2O 168.3kg?hm-2 ，基肥施肥量占總施肥量的 20% ，蓮座期施肥量占總施肥量的 20% ，根莖膨大期追施2次，每次分別占總施肥量的 30% 。
表1不同灌溉處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)
Table1 Differentirrigation treatmentdesign
圖2萵筍\"一膜、兩管、四行\(zhòng)"種植模式 Fig.2Planting mode of ‘one membrane，two tubes and fourrows'of lettuce
1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
1.3.1外觀品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定在萵筍的成熟期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取15株萵筍，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗，用卷尺測(cè)量莖長(zhǎng)，用電子天平測(cè)量單株質(zhì)量。1.3.2營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定在萵筍成熟期，每小區(qū)隨機(jī)選取5株萵筍，測(cè)定萵筍莖的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)。參考李合生[23的方法測(cè)定可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性固形物和維生素C含量；參照GB 5009.33-2016 測(cè)定硝酸鹽含量[24]。
1.3.3產(chǎn)量的測(cè)定采用田間稱量法測(cè)定各處理萵筍的產(chǎn)量。
1.3.4灌溉水利用效率的計(jì)算根據(jù)產(chǎn)量和總灌水量計(jì)算灌溉水利用效率[25]： IWUE=100Y/Ir 。（1）
式中：IWUE為灌溉水利用效率 （kg?m-3），Y 為產(chǎn)量 （t?hm-2） ，I為總灌水量 （mm） ，100為單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。
1.4外觀品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)
采用CRITIC法對(duì)萵筍外觀品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[18]。具體步驟如下：
（1）構(gòu)建原評(píng)價(jià)矩陣。將參與評(píng)價(jià)的9個(gè)處理設(shè)為 A，A=（A1，A2，…，A9） ，參與各評(píng)價(jià)的指標(biāo)設(shè)為 B ，對(duì)于外觀品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)， B= （莖粗，莖長(zhǎng)，單株質(zhì)量），對(duì)于營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)， B= （可溶性糖含量，可溶性蛋白含量，可溶性固形物含量，維生素C含量，硝酸鹽含量）;處理 Ai 的 Bj 指標(biāo)定義為 Xij ，將各處理的指標(biāo)進(jìn)行組合后形成原始指標(biāo)值矩陣X=（Xij）9×3 （外觀品質(zhì)）和 X=（Xij）9×5 （營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)）。
（2）原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。采用式（2）、（3）對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。
對(duì)于正向指標(biāo)：
對(duì)于逆向指標(biāo)：
式中， Xmax 和 Xmin 分別為指標(biāo)最大值和最小值；Dij 為 Xij 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的值。
（3）計(jì)算信息承載量。信息量 Cj 采用式（4）計(jì)算。
式中， σj 為第 j 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差， Rij 為評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)。
（4）計(jì)算權(quán)重。指標(biāo)權(quán)重 Wj 采用式（5）計(jì)算。
（5）計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值。綜合評(píng)價(jià)值 Vi 采用式（6）計(jì)算。
1.5 綜合效益評(píng)價(jià)
采用TOPSIS法對(duì)各處理萵筍的外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量、IWUE的綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)[25]。具體計(jì)算方法如下：
（1）構(gòu)建加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣。將9個(gè)灌水處理和外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量、IWUE4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建初始決策矩陣 Xij=（xij）9×4 。4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)均為正向指標(biāo)，根據(jù)式（7）得到標(biāo)準(zhǔn)化后的加權(quán)決策矩陣Yij=（yij）9×4 ·
式中， xij 為外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)經(jīng)CRITIC法計(jì)算的綜合評(píng)價(jià)值與產(chǎn)量、IWUE的原始指標(biāo)；yij 為 xij 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的值。
（2）計(jì)算權(quán)重。采用變異系數(shù)法對(duì)外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量、IWUE賦予權(quán)重。計(jì)算公式為：
式中， Wj 為指標(biāo) j 的權(quán)重； CVj 為指標(biāo) j 的變異系數(shù)； σj 為指標(biāo) j 的標(biāo)準(zhǔn)差； xj 為指標(biāo) j 的平均值。
（3）確定理想解。基于標(biāo)準(zhǔn)化加權(quán)評(píng)價(jià)決策矩陣，計(jì)算正理想解 Y+ 和負(fù)理想解 Y- 。
式中， y1+～y4+ 和 y1-～y4- 分別為外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量、IWUE正理想解和負(fù)理想解的向量。
（4）計(jì)算距離。根據(jù)式（12）、（13）計(jì)算各處理到正、負(fù)理想解的距離 Di+?Di- 。
（5）計(jì)算相對(duì)接近度。根據(jù)距離計(jì)算每個(gè)處理與最優(yōu)解的相對(duì)接近度 Ci，Ci 值越大表明綜合效益越好。
1.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
采用MicrosoftExce12016對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及圖表制作，利用SPSS23.0進(jìn)行方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1不同灌水處理對(duì)萵筍外觀品質(zhì)的影響
由表2可知，滴灌頻率和灌水定額對(duì)萵筍的莖粗、莖長(zhǎng)、單株質(zhì)量均有極顯著的影響，二者交互作用并未產(chǎn)生顯著影響。由表3可知，D1和D2水平間莖粗、莖長(zhǎng)和單株質(zhì)量均無(wú)顯著差異，但顯著大于D3水平，D3水平莖粗、莖長(zhǎng)、單株質(zhì)量較D1水平分別顯著減小了 9.8%.8.4%?24.7% 。莖粗、莖長(zhǎng)和單株質(zhì)量隨灌水定額的增加而增大，W1水平下莖粗、莖長(zhǎng)、單株質(zhì)量較W2和W3水平分別顯著減小了 3.8% 和 5.0%.8.5% 和 15.2%.14.0% 和20.7% 。不同組合處理中，D1W3處理莖粗最大，但與D1W2、D2W2、D2W3處理差異不顯著；D2W3處理莖長(zhǎng)和單株質(zhì)量均最大，但均與D1W3、D2W2處理差異不顯著。說(shuō)明滴灌頻率和灌水定額對(duì)萵筍外觀品質(zhì)的影響主要體現(xiàn)為各自的主效應(yīng)，過(guò)低的滴灌頻率不利于萵筍莖粗、莖長(zhǎng)、單株質(zhì)量的增長(zhǎng)，充足的水分供應(yīng)能夠促進(jìn)莖的加粗和伸長(zhǎng)、增加單株質(zhì)量。
表2滴灌頻率和灌水定額對(duì)萵筍外觀品質(zhì)影響的方差分析（ 
值）
Table2Analysisofvarianceoneffectsofdripirrigation frequencyand irrigation quota on the appearance quality oflettuce（Fvalue）
注：D表示滴灌頻率；W表示灌水定額；*表示差異顯著 （plt; 0.05），**表示差異極顯著 （plt;0.01） ，ns表示差異不顯著。下同。
Note：Drepresentsthedripirrigation frequency.Wrepresentsthe irrigation quota.* indicates significant difference （plt;0.05） ， ** indicatesextremely significant difference （plt;0.01） ，andns indicates no significant difference.The same below.
表3不同灌水處理對(duì)萵筍外觀品質(zhì)的影響
Table3Effectofdifferentirrigationtreatmentsonthe
注：同列不同大寫(xiě)字母表示D或W水平差異顯著 （plt;0.05） ，同列不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著 （plt;0.01） 。下同。
Note：Differentcapital lettersin thesamecolumn indicate significantdifferenceinDorWlevels （plt;0.05） ，whiledifferentlowercase lettersinthe samecolumn indicatesignificantdifference between treatments （plt;0.01） .The same below.
2.2萵筍外觀品質(zhì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)
莖粗、莖長(zhǎng)、單株質(zhì)量均為正向指標(biāo)，根據(jù)式（2）進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化（表4）。對(duì)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)性分析，構(gòu)建外觀品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣。根據(jù)式（4）、（5）計(jì)算得到莖粗、莖長(zhǎng)、單株質(zhì)量的權(quán)重分別為 0.223 8.0.432 1.0.344 1 。基于各指標(biāo)權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，根據(jù)式（6）計(jì)算出各處理 Ci， 按 Ci 值對(duì)各處理進(jìn)行排序（表5），綜合外觀品質(zhì)最優(yōu)的處理為D2W3。
表4參評(píng)外觀品質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值
表5CRITIC法確定的各處理萵筍外觀品質(zhì)得分及排序 Table5Lettuce appearance quality index score and its rankbasedonCRITIC
2.3不同灌水處理對(duì)萵筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響
由表6可知，滴灌頻率和灌水定額對(duì)萵筍的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、可溶性固形物含量、維生素C含量、硝酸鹽含量均有極顯著的影響；二者交互作用對(duì)可溶性糖含量無(wú)顯著影響，對(duì)可溶性蛋白含量、可溶性固形物含量、維生素C含量、硝酸鹽含量均有極顯著影響。由表7可知，可溶性糖含量隨滴灌頻率的減小而顯著增加，隨灌水定額的增大而顯著減小；D3水平可溶性糖含量較D1和D2分別顯著增加了 24.0% 和 18.9% ，W1水平可溶性糖含量較W2和W3分別顯著增加了 9.7% 和 16.2% D3W1處理可溶性糖含量顯著大于其他處理，較D1W3顯著增加了 50.8% 。說(shuō)明延長(zhǎng)滴灌間隔時(shí)間和減少灌水定額可提高萵筍可溶性糖含量，低頻率灌溉和低灌水定額組合有利于萵筍可溶性糖含量的增加。可溶性蛋白含量隨著滴灌頻率的減小呈先增加后減小的趨勢(shì)，隨灌水定額的增加而顯著減小；D2水平可溶性蛋白含量較D1和D3分別顯著增加了 4.6% 和 2.7% ，W1水平可溶性蛋白含量較W2和W3分別顯著增加了 2.8% 和 4.6% ，D3W1和D2W1處理含量最高，D3W1處理較D1W3顯著增加了 7.5% 。說(shuō)明中頻率滴灌和減少灌水定額有利于萵筍可溶性蛋白含量的增加。可溶性固形物含量隨滴灌頻率的減小而顯著增加，D3水平可溶性固形物含量較D1和D2分別顯著增加了 22.0% 和 7.3% ；W2和W3水平間可溶性固形物含量無(wú)顯著差異，但均顯著小于W1。D2W1處理可溶性固形物含量顯著高于其他處理，說(shuō)明延長(zhǎng)滴灌間隔時(shí)間和減少灌水定額可提高萵筍可溶性固形物含量，中頻率灌溉和低灌水定額組合有利于可溶性固形物含量的增加。D2和D3水平維生素C含量均顯著高于D1，分別較D1顯著增加了 17.5% 和 17.6% ：維生素C含量隨灌水定額的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，W2水平維生素C含量較W1和W3分別增加了 4.8% 和 2.3% ;D2W3、D3W1、D3W2處理維生素C含量顯著高于其他處理，D3W1處理較D1W3和D3W3分別顯著增加了 18.8% 和 32.6% 。說(shuō)明中頻率滴灌下充分灌溉可提高維生素C含量，低頻率灌溉下減少灌水定額能夠增加維生素C含量。硝酸鹽含量對(duì)滴灌頻率和灌水定額的響應(yīng)與可溶性糖含量一致，D3水平硝酸鹽含量較D1和D2分別顯著增加了 58.7% 和 22.7% ，W1水平硝酸鹽含量較W2和W3分別顯著增加了 20.1% 和48.8% ;D3W1處理硝酸鹽含量顯著高于其他處理，較D1W3處理顯著增加了 122.8% 。
表6滴灌頻率和灌水定額對(duì)萵筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響的方差分析（ F 值）
表7不同灌水處理對(duì)萵筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響
2.4萵筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)
根據(jù)公式（2）、（3）對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、可溶性固形物含量、維生素C含量為正向指標(biāo)，硝酸鹽含量為逆向指標(biāo)，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果見(jiàn)表8。對(duì)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，得到營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣。根據(jù)式（4）、（5）計(jì)算得到可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、可溶性固形物含量、維生素C含量、硝酸鹽含量的權(quán)重分別為0.1324、0.0369、0.1798、0.1430、0.5078。基于各指標(biāo)權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，根據(jù)式（6）計(jì)算得到各處理營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)值（表9）；綜合品質(zhì)最優(yōu)的為D1W3處理，綜合得分為86.78；D2W3處理次之，綜合得分為85.16。
表8參評(píng)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值
Table8Standardizedvalueofnutritionalqualityindexes
2.5不同灌水處理對(duì)萵筍產(chǎn)量及灌溉水利用效率的影響
由表10可知，滴灌頻率和灌水定額對(duì)萵筍產(chǎn)量和IWUE均有極顯著的影響，但二者交互作用并未產(chǎn)生顯著影響。由表11可知，D1和D2水平間產(chǎn)量無(wú)顯著差異，但均顯著高于D3，D1和D2產(chǎn)量較D3分別顯著增加了 32.8% 和 32.6% ；產(chǎn)量隨灌水定額的增加而顯著增高，W3水平產(chǎn)量較W1和W2分別顯著增加了 26.1% 和 8.4% ；由圖3可知，D2W3處理產(chǎn)量最高 （78.15t?hm-2） ，較D3W1顯著增產(chǎn)62.9% ，但與D1W3、D2W2處理無(wú)顯著差異，表明過(guò)低的滴灌頻率不利于萵筍產(chǎn)量的增加，水分虧缺會(huì)抑制萵筍產(chǎn)量的提高，中高滴灌頻率加適當(dāng)?shù)母吖嗨~有利于提高萵筍的產(chǎn)量。由表11可知，IWUE隨著滴灌頻率的減小呈先增加后降低的趨勢(shì)，隨灌水定額的增加而顯著降低；D2水平IWUE較D1和D3水平分別顯著增高了 37.4% 和 11.1% ，W1水平IWUE較W2和W3分別顯著提高了 10.9% 和25.4% ；由圖4可知，D2W1處理IWUE最大0 55.31kg?m-3） ，較D1W3提高了 67.8% ，與D2W2、D3W1處理無(wú)顯著差異，說(shuō)明高頻和低頻灌溉均不利于IWUE的提高，減少灌水定額可提高IWUE。
表9CRITIC法確定的各處理萵筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得分及排序 Table9 Lettucenutrition quality index score and itsrank
表10滴灌頻率和灌水定額對(duì)萵筍產(chǎn)量和IWUE影響的方差分析（ ??F 值）
表11滴灌頻率和灌水定額對(duì)萵筍產(chǎn)量和IWUE的影響 Table11Effectsof drip irrigation frequency and irrigationquotaonyieldandIWUEof lettuce
圖3不同灌水處理對(duì)萵筍產(chǎn)量的影響Fig.3Effectof differentirrigation treatmentson lettuce yield
注：不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著 （plt;0.05） 。下同。
Note：Different lowercase letters indicate significant difference between treatments （plt;0.05） .The same below.
圖4不同灌水處理對(duì)萵筍灌溉水利用效率的影響Fig.4EffectsofdifferentirrigationtreatmentsonIWUE
2.6 綜合效益評(píng)價(jià)
以CRITIC法對(duì)萵筍外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)時(shí)得到的綜合得分作為量化的外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，結(jié)合產(chǎn)量與IWUE，對(duì)9個(gè)灌水處理進(jìn)行綜合效益評(píng)價(jià)，從而選出最優(yōu)的灌水處理。根據(jù)式（8）、（9）計(jì)算得到外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量、IWUE的權(quán)重（表12），權(quán)重順序?yàn)楫a(chǎn)量 gt; IWUE gt; 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) gt; 外觀品質(zhì)。利用式（7）得到標(biāo)準(zhǔn)化后的加權(quán)決策矩陣（表13），由式（10）、（11）確定正、負(fù)理想解 Y+，Y- 。根據(jù)式（12）、（13）、（14）計(jì)算得到各處理距正、負(fù)理想解的距離 D+?D- 以及相對(duì)貼近度 Ci， 根據(jù) Ci 值的大小對(duì)9個(gè)處理的綜合效益進(jìn)行排序（表14），D2W3處理相對(duì)貼近度 Ci 最大，綜合效益評(píng)價(jià)最高。
表12外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量、IWUE的權(quán)重 Table12Weight of appearance quality，nutritionquality， yieldandIWUE
表14各處理的排序指標(biāo)值
表13各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的加權(quán)矩陣
3 討論與結(jié)論
合理的灌水頻率和灌水定額可顯著減少灌溉水徑流損失，同時(shí)可有效調(diào)節(jié)土壤環(huán)境因子，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，改善果實(shí)品質(zhì)，增加產(chǎn)量[26-28]。本研究發(fā)現(xiàn)，高中頻次灌溉（D1、D2）配合較高灌水定額（W3）可顯著促進(jìn)萵筍莖粗和莖長(zhǎng)的增長(zhǎng)，提高單株質(zhì)量，這與馬鈴薯[29]、南瓜[30]、番茄[3等作物的水分響應(yīng)規(guī)律一致。低頻率滴灌（D3）不利于萵筍莖粗、莖長(zhǎng)以及單株質(zhì)量的增長(zhǎng)，可能因灌溉間隔過(guò)長(zhǎng)引發(fā)水分虧缺，抑制了細(xì)胞分裂與伸長(zhǎng)，從而影響了萵筍的整體生長(zhǎng)發(fā)育。滴灌頻率與灌水定額對(duì)外觀品質(zhì)的影響以主效應(yīng)為主，交互作用未達(dá)顯著水平，可能是因?yàn)槿n筍對(duì)滴灌頻率和灌水定額的響應(yīng)在一定程度上具有獨(dú)立性，當(dāng)其中一個(gè)因素發(fā)生變化時(shí)，萵筍能夠通過(guò)自身的調(diào)節(jié)機(jī)制在一定范圍內(nèi)適應(yīng)這種變化。但在實(shí)際生產(chǎn)中，仍需關(guān)注二者組合對(duì)土壤水分分布和利用的協(xié)同影響。經(jīng)CRITIC法綜合評(píng)價(jià)，D2W3處理（滴灌頻率6d、灌水定額
次）外觀品質(zhì)得分最高。
滴灌制度對(duì)萵筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響呈指標(biāo)特異性。可溶性糖含量隨滴灌頻率降低與灌水定額減少顯著增加，可能是由于適度水分脅迫可激活光合產(chǎn)物向糖類轉(zhuǎn)化的代謝通路，而過(guò)度供水則可能抑制該過(guò)程[32]。可溶性蛋白含量隨著滴灌頻率的減小表現(xiàn)為“先升后降\"趨勢(shì)，隨灌水定額的增加而顯著減小，在中等滴灌頻率（D2）與低灌水定額（W1）組合下最高，反映出適度水分脅迫可誘導(dǎo)防御蛋白合成，但極端缺水會(huì)限制生理活動(dòng)[33]。延長(zhǎng)滴灌間隔并減少灌水量可提升萵筍可溶性固形物含量，可能因低頻灌溉誘導(dǎo)根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收更加集中，從而提高了可溶性固形物含量，而過(guò)度灌水則通過(guò)稀釋效應(yīng)降低其積累[15]。維生素C含量對(duì)水分的響應(yīng)呈閾值效應(yīng)，適度增加灌溉量可提升萵筍維生素C含量，但過(guò)量灌水反致其下降。前者可能是因?yàn)檫m量的水分供應(yīng)可激活代謝活動(dòng)，促進(jìn)維生素C合成，后者會(huì)因過(guò)多水分導(dǎo)致土壤缺氧，抑制根系呼吸，進(jìn)而阻礙維生素C的合成。硝酸鹽積累與水分供應(yīng)呈負(fù)相關(guān)，低頻率低定額灌溉組合下（D3W1）萵筍硝酸鹽含量最高，可能是因?yàn)樗置{迫抑制硝酸鹽同化代謝，適度增加灌溉頻率和灌水定額可通過(guò)促進(jìn)萵筍對(duì)硝酸鹽的吸收和代謝進(jìn)而減少其積累[15。交互作用分析表明，滴灌頻率與灌水定額組合通過(guò)調(diào)控根區(qū)水分動(dòng)態(tài)，顯著影響可溶性蛋白、可溶性固形物、維生素C及硝酸鹽含量。基于CRITIC法評(píng)價(jià)，D1W3處理（滴灌頻率4d、灌水定額 135m3?hm-2? 次）營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合得分最高。
產(chǎn)量與IWUE對(duì)水分管理的響應(yīng)具有顯著權(quán)衡關(guān)系。D1、D2產(chǎn)量分別較D3顯著增加了 32.8% 和 32.6% ，灌水定額提升至W3時(shí)產(chǎn)量達(dá)峰值，印證了充分灌溉對(duì)干旱區(qū)作物增產(chǎn)的關(guān)鍵作用[34]。IWUE隨著滴灌頻率的減小呈現(xiàn)“先升后降”、隨灌水定額的增加而顯著降低的趨勢(shì)，D2水平IWUE較D1和D3分別提高 37.4% 和 11.1% ，而W1水平IWUE最高，表明適度減少灌水量可通過(guò)降低滲漏與蒸發(fā)損失提升水分利用效率。這一結(jié)果顯示，高頻灌溉雖利于增產(chǎn)，但可能導(dǎo)致水分浪費(fèi)；低頻灌溉雖節(jié)水卻抑制產(chǎn)量，需通過(guò)參數(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效。
不同指標(biāo)對(duì)滴灌頻率和灌水定額的響應(yīng)存在一定的差異，僅憑單一指標(biāo)難以準(zhǔn)確地做出評(píng)價(jià)[27]。本研究采用CRITIC法對(duì)萵筍外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行量化，利用變異系數(shù)法對(duì)外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量、IWUE四個(gè)指標(biāo)賦權(quán)，運(yùn)用TOPSIS法對(duì)各處理萵筍的綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種多方法耦合的評(píng)價(jià)模式既克服了單一評(píng)價(jià)體系的局限性，又充分整合了各方法的優(yōu)勢(shì)特性，確保了評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、客觀性與準(zhǔn)確性。結(jié)果顯示，D2W3處理 Ci 值最高（0.7842），即以6d滴灌頻率配合 135m3?hm-2?p 次灌水定額，可在品質(zhì)、產(chǎn)量與IWUE間實(shí)現(xiàn)最優(yōu)平衡，可作為河西走廊萵筍膜下滴灌的推薦灌溉制度，為區(qū)域節(jié)水高產(chǎn)栽培提供技術(shù)依據(jù)。
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