基于模糊层次的微咸水滴灌西葫芦的最优灌水方案研究.pdf

节水灌溉 Water Saving Irrigation ISSN 1007-4929,CN 42-1420/TV 节水灌溉网络首发论文 题目： 基于模糊层次的微咸水滴灌西葫芦的最优灌水方案研究 作者： 吕棚棚，毕远杰，孔晓燕，郭向红 网络首发日期： 2020-02-19 引用格式： 吕棚棚，毕远杰，孔晓燕，郭向红基于模糊层次的微咸水滴灌西葫芦的最优灌水方案研究节水灌溉. http:/kns.cnki.net/kcms/detail/42.1420.TV.20200219.1726.019.html 网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合出版管理条例和期刊出版管理规定的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容，只可基于编辑规范进行少量文字的修改。 出版确认：纸质期刊编辑部通过与中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有限公司签约，在中国学术期刊（网络版）出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为中国学术期刊（网络版）是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。 基于模糊层次的微咸水滴灌西葫芦的最优灌水方案研究 吕棚棚 1，毕远杰 1，孔晓燕 2，郭向红 3* (1.山西省水利水电科学研究院，太原， 030002； 2. 山西省禹门口水利工程管理局，太原， 030002； 3.太原理工大学水利科学与工程学院，太原， 030024 摘要： 为了综合评价微咸水膜下滴灌对西葫芦的影响，优选西葫芦微咸水滴灌最优灌水方案。在日光温室大棚内，以 西葫芦的幼苗期、抽蔓期、开花结果期 土壤水分控制范围和灌溉水矿化度为试验控制因素 ， 采用正交试验设计，进行了 9 组试验处理的微咸水西葫芦膜下滴灌试验。以西 葫芦产量、西葫芦需水量、生育期结束土壤含盐量和微咸水利用为评价指标，采用层次分析法确定评价指标的权重，模糊综合评价将多指标评价转换为单指标评价，并结合正交试验极差分析，得出影响试验处理综合得分的因素排序为：灌溉水矿化度 苗期土壤水分 开花结果期土壤水分 抽蔓期土壤水分；最优灌水方案是：灌溉水矿化度为3.5g/L，苗期土壤水分控制在 70%90% ，抽蔓期土壤水分控制在 60%80% ，开花结果期土壤水分控制在 60%80% 。该研究结果能综合反映微咸水滴灌对西葫芦的影响，符合使用微咸水灌溉的实际情况，可为西 葫芦微咸水高效安全滴灌提供技术支持。 关键词： 西葫芦；微咸水；滴灌；层次分析法；模糊综合评价 中图分类号 ： S152.7 文献标识码 :A Optimum Irrigation Model of Summer Squash Drip Irrigation with Brackish Water Based on Fuzzy Hierarchy L Pengpeng1， Bi Yuanjie1， Kong Xiaoyan2， Guo Xianghong3 (1.Shanxi Institute of Water Resources and Hydropower Research, Taiyuan 030002, China； 2.Yumenkou Water Conservancy Project Administration Bureau of Shanxi Province， Taiyuan 030002, China； 3.College of Water Resource Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024) Abstract: In order to comprehensively evaluate the effect of drip irrigation with brackish water on summer squash, the optimal irrigation scheme of summer squash under drip irrigation with brackish water is preferred. In this experiment, the soil moisture control threshold of the seedling stage, creeping stage and flowering and fruiting stage of summer squash and the salinity of irrigated water were used as experimental factors, and 9 treatments of summer squash under-film drip irrigation with brackish water experiment were carried out by orthogonal design in the greenhouse. The yield of summer squash, the water requirement of summer squash, the soil salt content at the end of the growing period and the utilization of brackish water were used as the evaluation indexes. The weight of the evaluation index was determined by the analytic hierarchy process. The fuzzy comprehensive evaluation converted the multi-index evaluation into the single-index evaluation, the experimental results were obtained by orthogonal test extreme analysis method. The results showed that the factors affecting the comprehensive score of the experimental treatment were: irrigation water salinity soil moisture control threshold at seedling stage soil moisture control threshold at flowering and fruiting stage soil moisture control threshold at creeping stage. The optimal irrigation combination is: using 3.5g/L brackish 基金项目：国家自然科学基金项目（ 51209131） 作者简介：吕棚棚 (1981-)，男，工程师，主要从事节水灌溉理论与技术研究， E-mail： skylpp123456126.com 网络首发时间：2020-02-19 19:20:04网络首发地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/42.1420.TV.20200219.1726.019.htmlwater to irrigate, the soil moisture in the seedling stage is controlled at 70%90% , the soil moisture in the creeping stage is controlled at 60%80% , and the soil moisture in the flowering and fruiting stage is controlled at 60% 80% . The results can reflect the effect of brackish water drip irrigation on summer squash, which is in line with the actual situation of using brackish water for irrigation. It can provide technical support for high efficient and safe drip irrigation with salt water. Key words: summer squash; brackish water; drip irrigation; analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive evaluation 0 引言 微咸水膜下滴灌是将覆膜技术、滴灌技术和微咸水利用相结合的一种高效灌水技术，主要适用于淡水资源紧缺而微咸水资源丰富地区，具有棵间蒸发少、节水、高产、灌水效率高和充分利用微咸水等优点。为了探明微咸水滴灌对作物影响的机理，国内外学者对微咸水滴灌对作物生长的影响展开了大量研究。 Rotem 等 1认为相对于传统地面灌溉，咸水滴灌可以减少灌水量，提高作物产量。郑凤杰等 2研究发现向日葵微咸水灌溉适宜的矿化度为 23.5g/L，此时向日葵的产量和品质有一定的提高和改善。魏红国等 3研究表明在新疆地区，咸淡水滴灌对棉花纤维品质没有明显影响，采用1500 m3/hm2 淡水和 2250 m3/hm2 的微咸水进行轮灌的棉花产量较高。杨启良等 4研究了三种不同滴灌方式对苹果幼树生长和水分传导的影响，发现滴灌方式对其有显著影响。邢文刚等 5研究表明西瓜适宜的微咸水矿化度为 3g/L，在此条件下滴灌可以提高西瓜产量和品质，减轻土壤盐碱化。 微咸水灌溉在增加土壤水分的同时，也会增加土壤中的盐分 。 马洁等 6研究 表明滴灌 属于微灌 不会产生水分的 深层渗漏 ，土壤盐分主要聚集在滴灌湿润体的边缘 。万书勤等 7研究 显示 在适宜的 微咸水灌溉 番茄 3 年后， 没要导致土壤盐分持续增加 。宁松瑞等 8则认为 从短期来看，膜下滴灌可以 将浅层土壤宗德盐分淋洗，保障 棉花正常生长；但从长远来看， 滴灌 无法将盐分 排出 根区，土壤盐碱化程度不断 加重 。 由此可见，微咸水滴灌一定程度上可以提高作物产量，但不合理的微咸水灌溉会造成土壤次生盐碱化。因此，综合考虑土壤安全、作物产量、需水量以及咸水利用等多个指标，进行微咸水滴灌多指标综合评价，确定西葫芦微咸水滴灌最优灌水方案，对微咸水高效安全利用有重要意义。 多指标综合评价首要的任务是确定各指标的权重。 指标权重的确定方法有很多，常见的有专家打分法、层次分析法、熵值法、秩和比法、主成分分析法等，其中层次分析法（ Analytic hierarchy process， AHP）是将分析对象分解为若干层次，通过两两比较，建立比较矩阵进行计算，最后通过排序较为合理地确定指标权重 9。 AHP 是一种采用定量分析与定性分析相结合用于多指标复杂问题决策的综合评价方法，该方法在实际工程中的多指标权重确定方面得到大量应用 10-14。模糊综合评价是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清，不易定量的因素定量化 ，进行综合评价的一种方法 15。该方法已经在农业灌溉方面得到一些应用，汪顺生等 16-17采用模糊综合评判法对不同沟灌方式夏玉米和冬小麦的耗水特性及产量进行了评价，评判结果与大田试验结果具有较好的一致性；张伶鳦等 18结合模糊控制与调亏理论设计了寒地水稻智能灌溉策略，该策略可提高水分利用效率的 20.5%。 马建琴 等 19采用模糊综合评价法优选出夏玉米的最佳灌水方案。 西葫芦是我国种植广泛和食用量较大的一种蔬菜， 微咸水滴灌西葫芦研究比较少，仅孔晓燕等 20-21对微咸水矿化度对膜下滴灌西葫芦的出苗率、叶 面积指数、株高和产量进行研究， 但 西葫芦微咸水膜下滴灌的最佳灌水模式尚未得出。因此，本文结合微咸水膜下滴灌西葫芦正交试验，采用层次分析法确定评价指标权重，将正交分析和模糊综合评价相结合，优选西葫芦微咸水膜下滴灌的最佳灌水模式，为西葫芦微咸水高效安全灌溉提供支持。 1 材料与方法 1.1 试验 材料 山西水科院节水示范基地位于山西省太原市小店区，微咸水模型滴灌西葫芦田间试验于 2016 年在该基地的大棚内进行。该区域多年平均气温 9.5，多年降水量 468.4mm 左右，属于半湿润半干旱气候。试验区灌溉水源为地下水，有 咸水井和淡水井各一口，咸水井的地下水矿化度 5g/L，淡水井的地下水矿化度 1.7g/L。试验灌溉所需不同矿化度的微咸水是将这两种水按照一定的比例混合制成。试验区土壤属于粘壤土，饱和含水率 0.44cm3/cm3，田间持水率为 0.28cm3/cm3。 1.2 试验设计 为了研究 不 同土壤水分 和 微咸水矿化度 对 膜下滴灌 西葫芦生长的影响 ，采用正交试验法设计，在基地日光温室大棚内进行田间试验， 在 西葫芦的幼苗期、抽蔓期、开花结果期分别 将土壤水分控制 为 70%FC90%FC、 60%FC 80%FC、 50%FC 70%FC，灌溉水 矿化度 设置 为 1.7g/L、 3.5g/L 和5 g/L，共 9 个处理，每个处理 3 次重复， 各处理每次灌水的灌水定额为 19.9m3/亩，具体 方案 如表 1所示 。 表 1 微咸水膜下滴灌西葫芦正交试验设计 方案 处理 土壤水分控制范围 （占田持 的 %） 灌溉水矿化度 /（ gL-1） 灌水日期 /（月 .日） 幼苗期 抽蔓期 开花结果期 TR1 70-90 70-90 70-90 1.7 8.17、 8.26、 9.3、 9.14、 9.19、 9.24、 9.29 TR2 70-90 60-80 60-80 3.5 8.17、 8.28、 9.17、 9.22、 9.27、 10.1 TR3 70-90 50-70 50-70 5 8.17、 9.1、 9.14、 9.22、 9.29 TR4 60-80 70-90 60-80 5 8.19、 9.1、 9.17、 9.25 TR5 60-80 60-80 50-70 1.7 8.19、 9.3、 9.17、 9.24、 10.1 TR6 60-80 50-70 70-90 3.5 8.19、 9.5、 9.14、 9.19、 9.24、 9.29 TR7 50-70 70-90 50-70 3.5 8.21、 8.28、 9.17、 9.24、 10.1 TR8 50-70 60-80 70-90 5 8.21、 9.1、 9.14、 9.19、 9.24、 9.29 TR9 50-70 50-70 60-80 1.7 8.21、 9.3、 9.14、 9.22、 9.29 微咸水膜下 滴灌西葫芦 的 种植 方式 如图 1 所示 。 西葫芦的 株 行距为 0.6m0.6m。 滴灌的 滴头间距 0.3m，流量 为 3L/h。 西葫芦的播种时间为 2016 年 8 月 2 日， 收获时间为 2016 年 10 月 5 日， 西葫芦 生育期 长度为 65d。 图 1 微咸水膜下滴灌西葫芦种植方式示意图 1.3 测试项目 在地面 垂直滴管带距滴头水平距离分别为 0、 10、 20cm 处， 每隔 5-7 天 采用土钻采集土样， 垂向 采集 间隔 10cm， 采集 深度 50cm。 土样取出后使用 DDS-308 电导率仪 测定 土壤含盐量，采用烘干法测定土壤含水率 22。 作物需水量是根据实测的土壤含水率，采用水量平衡法计算。在 结果期，每次收获西葫芦采用电子 秤 称重，最后汇总得到个处理西葫芦产量。 1.4 研究方法 1.4.1 层次分析法 层次分析法是一种的确定综合评价中各指标权 重系数的有效方法。主要步骤如下： （ 1）建立层次结构模型 AHP 确定指标权重时，首先要把问题层次化，构造出一个有层次的结构模型。本研究中层次分析法主要任务是确定评价指标的权重，因此 AHP 模型由两层组成即目标层 Z 和指标层 12, nU u u u= 。 （ 2）构造判断矩阵 采用 1-9 标度法，对指标层中的元素进行两两比较，构建判断矩阵 ( )ij nnSu=。判断矩阵是一个正互反矩阵，即满足：（ I） 0iju，（ II） 1ji ijuu=（ , 1,2, ,i j n= ）。 （ 3）指标权重计算 用 MATLAB软件计算判断矩阵 S 的最大特征根 max 和对应的特征向量 w ，并将特征向量归一化即得到各指标权重向量 W。 （ 4） 一致性检验 根据最大特征根 max 计算一致性指标max 1nCI n = ，查找相应的平均随机一致性指标 RI ，然后计算一致性比率 CICRRI=。当 0.1CR 时，通过一致性检验 。 1.4.2 模糊综合评价法 模糊综合评价是对受多指标影响的事物做出全面评价的一种十分有效的多因素评价方法。模糊综合评价是通过构造评价模糊子集把反映被评事物的模糊指标进行量化（即确定隶属度），然后利用模糊变换原理对各指标综合，其主要步骤为： （ 1） 确定 评价指标集 以 微咸水膜下滴灌西葫芦的各个评价指标 为评价指标集。 12, , , nU u u u= (1) 式中 iu 表示第 i 个评价指标 （ 2）确定评价集 以正交试验设计的 m 组试验（本项目 m 为 9）为评价对象评价集。 12, , , mV v v v= (2) 式中 iv 表示正交试验中第 i 个试验 处理 （ 3）进行单因素模糊评价，确立模糊关系矩阵 R 建立评价指标集 U 对评价集 V 的 模糊映射 f ： ( )( ) ( )12:, , , , 1 , 2 ,i i i i mfFu r r r F i n =UVV(3) ijr表示某个被评价指标 iu 对评价 iv 的隶属度。 以 ( )12, , , , 1 , 2 ,i i i mr r r i n=为行，构成模糊关系矩阵 R 1 1 1 2 12 1 2 2 212mmn n n mr r rr r rRr r r=(4) （ 4）综合评价 为了说明指标集 12, , , nU u u u=中各个指标的重要程度，需要确定指标的权重 12, , , nW w w w= ，本文采用 层次分析法确定。然后让权重 W 和关系矩阵 R 做合成运算，本文采用 M( ,+)算子进行计算， 该算子依权重的大小对所有因素均衡兼顾，比较适用于要求总和最大的情形， 即 ( ) ( )1 1 1 2 12 1 2 2 21 2 1 212, , , , , ,mmnmn n n mr r rr r rW R w w w b b b Br r r= = =(5) 式中： ( ) ( )1 1 , 2 , ,nj i i jib w r j m= =，是对第 j 个试验处理的模糊评判结果，按最大隶属度原则，便可得出各个试验处理的优劣。 1.5 数据处理 试验数据采用 EXCEL2016 分析，采用 Origin2016 绘图，层次分析和模糊综合 评价采用 MATLAB编程进行计算。 2 结果与分析 2.1 不同处理下西葫芦产量、需水量和土壤含盐量分析 对于使用微咸水灌溉一方面可以使产量增加，另一方面有可能造成土壤次生盐碱化。因此，对微咸水灌溉应从多个角度进行评价。由于本研究采用正交试验法设计的试验，因此本文采用极差法进行数据分析。表 2 为西葫芦微咸水膜下滴灌正交试验极差分析表。由表 2 可知，各因素对产量影响从大到小依次为：灌溉 水矿化度 、 抽蔓期 土壤水分、 苗期 土壤水分和 开花结果期 土壤水分，对西葫芦需水量影响从大到小依次为：灌溉 水矿化度 、 苗期 土壤水分、 开花结果 期 土壤水分和 抽蔓期 土壤水分，对生育期结束后土壤含盐量影响从大到小依次为：灌溉 水矿化度 、 抽蔓期 土壤水分、 苗期土壤水分和 开花结果期 土壤水分。由此可见微咸水膜下滴灌对产量、需水量和土壤含盐量影响最大的因素是灌溉水矿化度，而各生育期土壤水分对产量、需水量和土壤含盐量的影响并不一致，但影响程度远小于微咸水矿化度。仅从西葫芦产量角度考虑，产量越高越好，对应的最优方案是A1B2C2D1，显然这个方案是不合理，因为 D1 表示使用矿化度为 1.7g/L，即该方案为使用淡水灌溉，没有达到充分利用矿化度的目的；仅从需水量角度分析，需 水量越少越好，对应最优处 理 A3B3C3D3，该方案表示每个生育期都控制在较低的含水率并且使用 矿化度为 5g/L 的水灌溉，虽然需水量小，但对应的产量也是最小的，不符合实际 ； 仅从生育期结束土壤含盐量角度分析，土壤含盐量越少越好，对应最优处 理 A1B1C1D1，该方案表示 使用矿化度为 1.7g/L 水灌溉，并且每个生育期控制较高的土壤含水率，虽然土壤含盐量最小，但没有充分利用微咸水，也是不合理的方案。由此可见，仅从单指标分析得出的最优灌水方案都不太合理，所以需要综合考虑各指标，进行多因素综合分析。 表 2 为西葫芦微咸水膜下 滴灌正交试验极差分析 因素 水平 产量 /(thm-2) 需水量 /mm 生育期结束 土壤含盐量 /(gkg-1) 苗期（ A） 70%-90%（ 1） 77.82 256.50 0.532 60%-80%（ 2） 71.30 228.57 0.594 50%-70%（ 3） 66.11 197.10 0.598 极差 11.71 59.40 0.065 抽蔓期（ B） 70%-90%（ 1） 70.26 226.50 0.530 60%-80%（ 2） 80.37 250.70 0.581 50%-70%（ 3） 64.59 204.97 0.609 极差 15.78 45.73 0.079 开花结果期（ C） 70%-90%（ 1） 73.74 250.87 0.581 60%-80%（ 2） 74.28 226.50 0.594 50%-70%（ 3） 67.20 204.80 0.545 极差 7.08 46.07 0.049 灌溉 水矿化度（ D） 1.7g/kg（ 1） 85.02 280.40 0.261 3.5g/kg（ 2） 80.98 248.17 0.522 5g/kg（ 3） 49.22 153.60 0.938 极差 35.80 126.80 0.678 主次顺序 DBAC DACB DBAC 2.2 微咸水膜下滴灌西葫芦综合评价指标与权重系数确定 采用微咸水灌溉不仅追求西葫芦产量高，而且要保证使用微咸水后土壤不发生盐碱化。同时在使用微咸水灌溉地区一般淡水资源非常缺乏，也要考虑尽可能的利用微咸水进行灌溉和减小作物需水量。因此，本研究选取西葫芦产量（ ）、西葫芦需水量（ ）、生育期结束后土壤含盐量（ ）和微咸水利用（ ） 4 个指标对西葫芦微咸水膜下滴灌进行综合，即评 价指标集 。 以上 4 个指标对目标的评价的影响程度不一样，因此需要确定每个评价指标的权重，本文采用层次分析法确定指标权重。层次分析法确定权重的关键是各指标通过两两比较建立判断矩阵，本研究组建了由长期从事微咸水灌溉的专家及管理人员的综合评价小组，综合讨论确定 4 个指标的重要程度顺序为 ，并通过 1-9 标度法 12两两比较确定判断矩阵如下： (6) 将判断矩阵代入层次分析法程序，计算得到指标权重 W 。 2.3 微咸水膜下滴灌西葫芦的 模糊综合评价 2.3.1 单因素模糊评价 单因素模糊评价就是建立每个评价指标的模糊映射，即隶属度函数，对试验每个处理进行单因素评价，建立单因素评价 模糊关系矩阵 R。对于指标西葫芦产量 ，当小于最低产量 43.61 时，隶属度为 0；当大于最高产量 98.22 时，隶属度为 1；介于二者之间，隶属度线性变化，即： 式中 第 j 个试验处理对应的产量， t/hm2 j 试验处理变化，取值为 1、 2、 、 9 对于西葫芦需水量指标 ，当小于最小需水量 137.7mm时，隶属度为 1；当大于最需水量 332.1mm时 ，隶属度为 0；介于二者之间，隶属度线性变化，即： 式中 第 j 个试验处理对应的需水量， mm 对于生育期结束后土壤含盐量 ，当小于生育期开始的初始土壤含盐量 0.77g/kg 时，隶属度为 1；当大于生育期结束土壤含盐量最大值 0.98g/kg 时，隶属度为 0；介于二者之间，隶属度线性变化，即： 式中 第 j 个试验处理对应的生育期结束后土壤含盐量， g/kg 对于微咸水利用 ，灌溉水矿化度越高，微咸水利用指标越大，隶属度也越大，由于 微咸水 的矿化度 为 2 5g/L，因此当灌溉水矿化度小于 2g/L 时，隶 属度为 0；当灌溉水矿化度大于 5g/L 时，隶属度为 1；介于二者之间，隶属度线性变化，即： 式中 第 j 个试验处理对应的灌溉水矿化度， g/L 将每个试验处理的数据代入公式（ 7） （ 10）得到模糊关系矩阵： 2.3.2 模糊综合评价 采用 M( ,+)算子，按式（ 5）进行合成计算 ,并归一化处理得： 向量 B 中的元素表示每个试验处理的模糊综合评价隶属度值，数值越大表示试验处理越好，可以看出处理 TR2 得分最高，是最优处理， TR8 得分最低是最差处理。 2.4 最优灌水方案确定 由前分析可知，通过模糊综 合评价，将多个评价指标转化为一个综合评价指标，这样可以进一步采用正交试验极差分析优选最优灌水方案。表 3 为基于模糊综合评价得分的正交试验极差分析表。由表 3 可知，影响试验处理综合得分的因素排序为： DACB。可见对于微咸水灌溉，灌溉水矿化度是影响微咸水灌溉的最主要因素，排在第二位的是苗期土壤水分，这是因为微咸水灌溉使土壤中的盐分增加，而土壤中盐分增加会影响土壤的溶质势，导致土水势降低，同时在苗期作物的叶面积较小，根系吸水能力较弱，土水势的降低会影响作物吸水，造成作物生长困难，甚至死亡。由表 3还可得出，西葫芦 微咸水膜下滴灌的最优方案为 A1B2C2D2，即采用 3.5g/L 的微咸水灌溉，在苗期土壤水分控制在 70%90% ，抽蔓期土壤水分控制在 60%80% ，开花结果期土壤水分控制在60%80% 。 表 3 综合评价极差分析结果 处理 土壤水分控制 范围 微咸水矿化度 (D) 综合评价得分 苗期 (A) 抽蔓期 (B) 开花结果期 (C) TR1 1 1 1 1 0.1397 TR2 1 2 2 2 0.1575 TR3 1 3 3 3 0.0645 TR4 2 1 2 3 0.0545 TR5 2 2 3 1 0.1389 TR6 2 3 1 2 0.1398 TR7 3 1 3 2 0.1366 TR8 3 2 1 3 0.0395 TR9 3 3 2 1 0.1290 水平 1 0.1206 0.1102 0.1063 0.1359 水平 2 0.1111 0.1120 0.1137 0.1446 水平 3 0.1017 0.1111 0.1133 0.0528 极差 0.0188 0.0017 0.0074 0.0918 主次顺序 DACB 最优方案 A1B2C2D2 3 讨论 对于西葫芦膜下滴灌进行综合评判的关键是将多个评价指标转换为单个综合评价指标，转换的方法有多种，由于在实际中被评价的对象具有一定的模糊不确定性，因此本文采用模糊综合评价法进行评价。汪顺生等 16-17采用模糊综合评判对沟灌方式对夏玉米的影响和种植方式对冬小麦的影响进行综合评判，得出在水资源丰富地区夏玉米采用土壤含水率控制在 70% 的宽垄沟灌种植模式效果最好，土壤含水率控制在 70% 宽垄种植方式冬小麦产能最优。龚雪文等 23基于模糊综合评判得出了在富水地区，番茄可在成熟采摘期轻度亏缺，而在贫水地区番 茄可在开花坐果期中度亏缺的灌溉模式。张伶鳦等 18基于水稻调亏理论和模糊控制理论，设计了寒区水稻智能灌溉系统，并通过试验验证表明该系统可由提高水稻产量，降低灌水量，改善水稻品质。由此可见，模糊综合评价可以用于作物灌溉模式的评价，并且取得了较好的效果。但是以上研究在进行模糊综合评价时，各指标的权重是采用专家打分法确定，具有较大的主观性。为此，本研究引入层次分析法确定指标权重，该方法是一种定量分析和定性性相结合，并将主观判断用数量形式表达和处理的方法，可一定程度上减少个人主观判断所带来的弊端，使评价结果具有高 更的可信性 24。并且本研究在模糊综合评价的基础上，进一步将正交试验的极差分析和模糊综合评价相结合，得出更具普遍意义的西葫芦微咸水滴灌最优灌水方案。 本研究通过正交试验极差分析与模糊综合评价相结合，得出影响试验处理综合得分的因素排序为：灌溉水矿化度 苗期土壤水分 开花结果期土壤水分 抽蔓期土壤水分。对微咸水灌溉西葫芦影响最大的因素是灌溉水矿化度，这与孔晓燕 21研究的结论一致，灌溉水矿化度越大，西葫芦产量越低，土壤的含盐量越大。苗期土壤水分对西葫芦的影响比抽蔓期和开花结果期大，这是因为采用微咸水灌溉增加 了土壤中的盐分，造成土水势下降，而且苗期西葫芦根系不发达，吸水能力较弱，就会造成西葫芦吸水困难，对西葫芦生长造成严重影响。随着西葫芦的生长，根系不断深扎，吸水能力不断增强，所以在抽蔓期和开花结果期，微咸水灌溉对西葫芦的生长相对就减弱，孔晓燕 21建立的微咸水西葫芦水盐生产函数表明盐分敏感 指数 随着生育期的推移逐渐减少，也说明了微咸水灌溉苗期的影响比抽蔓期和开花结果期大。对于开花结果期土壤水分对西葫芦的影响比抽蔓期大，是因为在开花结果西葫芦需水量大，土壤水分控制是否合适直接影响到西葫芦的产量， 翟胜 等 25对 黄瓜水分生产函数研究表明开花结果期黄瓜的水分敏感指数比开花前期大，这与本文的研究结论一致。由此可见，本研究得出微咸水滴灌西葫芦影响因素排序是合理的，能综合反映微咸水滴灌对西葫芦的影响。 本研究得出的西葫芦微咸水膜下滴灌最优方案是：灌溉水矿化度是 3.5g/L，苗期土壤水分控制在70%90% ，抽蔓期土壤水分控制在 60%80% ，开花结果期土壤水分控制在 60%80% 。这与孔晓燕 21的研究结果不一致，孔晓燕 21的研究得出的最优方案是：灌溉水 矿化度为 1.7g/L，幼苗期土壤水分 控制在 70%90% 、抽蔓期土壤水分 控制在 60%80% 、开花结果期土壤水分 控制在60%80% 。造成差异的原因是，孔晓燕 21的研究仅以西葫芦产量为指标进行分析，而本研究是采用西葫芦产量、需水量、生育期结束土壤含盐量和微咸水利用 4个指标进行综合分析。孔晓燕 21研究的最优方案的灌溉水 矿化度为 1.7g/L，本研究最优灌水方案的 灌溉水 矿化度为 3.5g/L，对于微咸水灌溉，孔晓燕 21的研究结果没有利用微咸水灌溉，不符合使用微咸水灌溉的实际情况，而本研究的最优方案使用了微咸水灌溉，显然本研究的结果更合理。 4 结论 （ 1）本研究通过西葫芦微咸水膜下滴灌正交试验，在单因素正交试验极差分析的基础上，建立了以西葫芦产量、西葫芦需水量、生育期结束土壤含盐量和微咸水利用为评价指标的综合评价模型，该模型采用层次分析法确定评价指标的权重，采用模糊综合评价将多指标评价转换为单指标评价，得出了每个处理的综合得分，并采用正交试验极差分析得出最终评价结果。 （ 2）通过正交试验极差分析与模糊综合评价相结合，得出影响试验处理综合得分的因素排序为：灌溉水矿化度 苗期土壤水分 开花结果期土壤水分 抽蔓期土壤水分。最优灌水方案是： 采用 3.5g/L的微咸水 灌溉，在苗期土壤水分控制在 70%90% ，抽蔓期土壤水分控制在 60%80% ，开花结果期土壤水分控制在 60%80% 。该研究结果 能综合反映微咸水滴灌对西葫芦的影响，符合使用