新疆农业科学 ›› 2024, Vol. 61 ›› Issue (10): 2537-2546.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2024.10.021
• 植物保护·土壤肥料·节水灌溉·农业装备工程与机械化·草业 • 上一篇 下一篇
收稿日期:
2024-03-23
出版日期:
2024-10-20
发布日期:
2024-11-07
通信作者:
丁峰(1980-),男,山东文登人,副研究员,硕士,研究方向为节水灌溉理论与水肥一体化技术,(E-mail)nkydf@126.com作者简介:
麦合穆提·拜合提(1994-),男,新疆疏附人,硕士研究生,研究方向为节水灌溉,(E-mail)mahmut17@163.com
基金资助:
Maihemuti Baiheti1(), DING Feng2(
), LI Yan1, DANG Loongxin1
Received:
2024-03-23
Published:
2024-10-20
Online:
2024-11-07
Correspondence author:
DING Feng (1980-), male, from Wendeng, Shandong, master, associate researcher, research direction: water-saving irrigation theory and water and fertilizer integration technology,(E-mail)nkydf @126.comSupported by:
摘要:
【目的】 研究不同灌水定额对滴灌紫花苜蓿的影响并优选适宜的灌水定额。【方法】 以浅埋式滴灌紫花苜蓿为研究对象,设计5个水平的灌水定额(581、506、431、356和281 m3/hm2),以地面灌CK(469 m3/hm2)为对照,分析灌水定额对苜蓿生长、产量及水分利用的影响,并采用熵权-TOPSIS综合评价法优选适宜于该地区苜蓿浅埋式滴灌的灌水定额。【结果】 苜蓿的株高、茎粗、产量和耗水量均在适当的范围内随灌水定额的增大而增大,差异显著(P<0.05),但过高的灌水量对苜蓿株高、茎粗、产量的提高并无显著影响(P<0.05);水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)随灌水定额的增大逐渐降低,茬次之间的耗水量表现为第2茬>第3茬>第1茬(P<0.05)。灌水定额为506 m3/hm2时贴近度最高,评价结果最佳,且苜蓿产量为16 079 kg/hm2。【结论】 新疆北疆浅埋式滴灌苜蓿的最优灌水定额为506 m3/hm2。
中图分类号:
麦合穆提·拜合提, 丁峰, 李彦, 党龙芯. 基于熵权-TOPSIS的浅埋式滴灌紫花苜蓿灌水定额的综合评价[J]. 新疆农业科学, 2024, 61(10): 2537-2546.
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土层深度 Depth of soil layer (cm) | pH值 pH value | 总盐量 Total salt content | 全氮 Total nitrogen (g/kg) | 全磷 Total phosphorus (g/kg) | 全钾 Whole potassium (g/kg) | 有机质 Organic substance (g/kg) | 速效氮 Avaliable nitrogen (mg/kg) | 速效磷 Avaliable phosphorus (mg/kg) | 速效钾 Ouick- actiong potassium (mg/kg) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0~20 | 8.57 | 0.63 | 0.84 | 0.79 | 18.01 | 14.45 | 54.2 | 6.93 | 211.3 |
20~40 | 8.67 | 0.79 | 0.73 | 0.72 | 18.6 | 12.2 | 46.3 | 4.3 | 178.6 |
40~60 | 8.72 | 0.91 | 0.64 | 0.65 | 18.9 | 11.12 | 37.9 | 3.1 | 148.6 |
表1 土壤基本情况
Tab.1 Basic situation of soil
土层深度 Depth of soil layer (cm) | pH值 pH value | 总盐量 Total salt content | 全氮 Total nitrogen (g/kg) | 全磷 Total phosphorus (g/kg) | 全钾 Whole potassium (g/kg) | 有机质 Organic substance (g/kg) | 速效氮 Avaliable nitrogen (mg/kg) | 速效磷 Avaliable phosphorus (mg/kg) | 速效钾 Ouick- actiong potassium (mg/kg) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0~20 | 8.57 | 0.63 | 0.84 | 0.79 | 18.01 | 14.45 | 54.2 | 6.93 | 211.3 |
20~40 | 8.67 | 0.79 | 0.73 | 0.72 | 18.6 | 12.2 | 46.3 | 4.3 | 178.6 |
40~60 | 8.72 | 0.91 | 0.64 | 0.65 | 18.9 | 11.12 | 37.9 | 3.1 | 148.6 |
茬次 Cuttings | 返青期 Regeneration period | 分枝期 Branching period | 现蕾期 Squaring period | 初花期 Initial flowering period | 总计 Total(d) |
---|---|---|---|---|---|
第1茬 The first | 4月26日 | 5月5日 | 5月25日 | 6月12日 | 46 |
第2茬 The second | 6月15日 | 7月19日 | 7月27日 | 42 | |
第3茬 The third | 7月29日 | 9月5日 | 9月14日 | 45 |
表2 苜蓿生育期阶段分化
Tab.2 Alfalfa growth stage differentiation
茬次 Cuttings | 返青期 Regeneration period | 分枝期 Branching period | 现蕾期 Squaring period | 初花期 Initial flowering period | 总计 Total(d) |
---|---|---|---|---|---|
第1茬 The first | 4月26日 | 5月5日 | 5月25日 | 6月12日 | 46 |
第2茬 The second | 6月15日 | 7月19日 | 7月27日 | 42 | |
第3茬 The third | 7月29日 | 9月5日 | 9月14日 | 45 |
试验处理 Treatments | 灌水定额 Quota of irrigating water (m3/hm2) | 灌水周期 Interval of irrigation(d) | 灌水次数 Frequency of irrigation | 总灌溉定额 Total irrigation quota (m3/hm2) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
第一茬 First cutting | 第二茬 First cutting | 第三茬 First cutting | ||||
W1 | 581 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 6 975 |
W2 | 506 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 6 075 |
W3 | 431 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 5 173 |
W4 | 356 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 4 276 |
W5 | 281 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 3 373 |
W6(CK) | 469 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 5 625 |
表3 试验设计
Tab.3 The design of experiment
试验处理 Treatments | 灌水定额 Quota of irrigating water (m3/hm2) | 灌水周期 Interval of irrigation(d) | 灌水次数 Frequency of irrigation | 总灌溉定额 Total irrigation quota (m3/hm2) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
第一茬 First cutting | 第二茬 First cutting | 第三茬 First cutting | ||||
W1 | 581 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 6 975 |
W2 | 506 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 6 075 |
W3 | 431 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 5 173 |
W4 | 356 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 4 276 |
W5 | 281 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 3 373 |
W6(CK) | 469 | 8~12 | 3 | 5 | 4 | 5 625 |
图2 不同处理下紫花苜蓿株高和茎粗 注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05),下同
Fig.2 Plant height and stem diameter of alfalfa under different treatments Note:Different lowercase letters indicated significant differences between treatments(P<0.05),the same as below
茬次 Cuttings | 指标 Indexes | W1处理 W1 treatments | W2处理 W2 treatments | W3处理 W3 treatments | W4处理 W4 treatments | W5处理 W5 treatments | CK处理 CK treatments |
---|---|---|---|---|---|---|---|
第1茬 The first | 干产量(kg/hm2) | 5 213.1±239.5a | 5 337.5±133.5a | 4 652.9±107b | 4 301.4±121c | 3 413.9±126.7d | 4 663.6±67b |
耗水量(mm) | 114.9±3.8a | 99.9±1.7b | 95.9±0.4c | 91.2±1.4d | 77.6±1.4e | 102.1±1b | |
WUE(kg/(hm2·mm)) | 45.4±3bc | 53.5±2.1a | 48.5±1.2b | 47.2±1.9bc | 44±1.2c | 45.7±0.7bc | |
IWUE/(kg/(hm2·mm)) | 17.9±0.8d | 21.1±0.5b | 21.6±0.5b | 24.2±0.7a | 24.3±0.9a | 19.9±0.3c | |
第2茬 The second | 干产量(kg/hm2) | 5 504.8±77.4a | 5 629.3±164.8a | 4 726.3±91.9b | 4 215.6±40.2c | 3 419.9±45.5d | 4 756.9±115b |
耗水量(mm) | 168.7±2.9a | 156.8±2.6b | 148.8±0.8c | 130.1±5.9d | 116.5±1.8e | 142.5±1.9c | |
WUE(kg/(hm2·mm)) | 32.6±0.5b | 35.9±0.5a | 33.2±0.4b | 33±0.3b | 29.9±1.2c | 33.4±1.3b | |
IWUE/(kg/(hm2·mm)) | 23.7±0.3d | 27.8±0.8b | 27.4±0.5b | 29.6±0.3a | 30.4±0.4a | 25.4±0.6c | |
第3茬 The third | 干产量(kg/hm2) | 4 909.4±267.7a | 5 111.9±120.7a | 4 575.5±203.4b | 4 170.7±23.6c | 2 928±144.1d | 4 579.5±99.1b |
耗水量(mm) | 139.8±2.3a | 122.4±4.7b | 109.4±2c | 103.8±0.7d | 95.5±0.4e | 122.5±1b | |
WUE(kg/(hm2·mm)) | 35.1±1.9b | 41.9±1a | 41.7±2.1a | 41.6±0.2a | 31.1±1.5c | 37.4±1.1b | |
IWUE/(kg/(hm2·mm)) | 28.2±1.5d | 33.7±0.8bc | 35.4±1.6b | 39±0.2a | 34.7±1.7bc | 32.6±0.7c | |
总计 Total | 干产量(kg/hm2) | 15 627.3±67.4b | 16 078.7±153.6a | 13 954.8±247.8c | 12 687.7±126.9d | 9 761.8±119.4e | 13 999.9±127.6c |
耗水量(mm) | 423.4±1.7a | 379±7b | 354.1±2.7d | 325.1±7.5e | 289.6±2.5f | 367±1.8c | |
WUE(kg/(hm2·mm)) | 36.9±0.1d | 42.4±0.3a | 40.1±1b | 39.7±0.8b | 34.1±0.8e | 38.1±0.5c | |
IWUE(kg/(hm2·mm)) | 22.4±0.1e | 26.5±0.3c | 27±0.5c | 29.7±0.3a | 28.9±0.4b | 24.9±0.2d |
表4 不同灌水定额下苜蓿产量、耗水量、WUE与IWUE的变化
Tab.4 Changes of different irrigation quotas on alfalfa yield, water consumption, WUE and IWUE
茬次 Cuttings | 指标 Indexes | W1处理 W1 treatments | W2处理 W2 treatments | W3处理 W3 treatments | W4处理 W4 treatments | W5处理 W5 treatments | CK处理 CK treatments |
---|---|---|---|---|---|---|---|
第1茬 The first | 干产量(kg/hm2) | 5 213.1±239.5a | 5 337.5±133.5a | 4 652.9±107b | 4 301.4±121c | 3 413.9±126.7d | 4 663.6±67b |
耗水量(mm) | 114.9±3.8a | 99.9±1.7b | 95.9±0.4c | 91.2±1.4d | 77.6±1.4e | 102.1±1b | |
WUE(kg/(hm2·mm)) | 45.4±3bc | 53.5±2.1a | 48.5±1.2b | 47.2±1.9bc | 44±1.2c | 45.7±0.7bc | |
IWUE/(kg/(hm2·mm)) | 17.9±0.8d | 21.1±0.5b | 21.6±0.5b | 24.2±0.7a | 24.3±0.9a | 19.9±0.3c | |
第2茬 The second | 干产量(kg/hm2) | 5 504.8±77.4a | 5 629.3±164.8a | 4 726.3±91.9b | 4 215.6±40.2c | 3 419.9±45.5d | 4 756.9±115b |
耗水量(mm) | 168.7±2.9a | 156.8±2.6b | 148.8±0.8c | 130.1±5.9d | 116.5±1.8e | 142.5±1.9c | |
WUE(kg/(hm2·mm)) | 32.6±0.5b | 35.9±0.5a | 33.2±0.4b | 33±0.3b | 29.9±1.2c | 33.4±1.3b | |
IWUE/(kg/(hm2·mm)) | 23.7±0.3d | 27.8±0.8b | 27.4±0.5b | 29.6±0.3a | 30.4±0.4a | 25.4±0.6c | |
第3茬 The third | 干产量(kg/hm2) | 4 909.4±267.7a | 5 111.9±120.7a | 4 575.5±203.4b | 4 170.7±23.6c | 2 928±144.1d | 4 579.5±99.1b |
耗水量(mm) | 139.8±2.3a | 122.4±4.7b | 109.4±2c | 103.8±0.7d | 95.5±0.4e | 122.5±1b | |
WUE(kg/(hm2·mm)) | 35.1±1.9b | 41.9±1a | 41.7±2.1a | 41.6±0.2a | 31.1±1.5c | 37.4±1.1b | |
IWUE/(kg/(hm2·mm)) | 28.2±1.5d | 33.7±0.8bc | 35.4±1.6b | 39±0.2a | 34.7±1.7bc | 32.6±0.7c | |
总计 Total | 干产量(kg/hm2) | 15 627.3±67.4b | 16 078.7±153.6a | 13 954.8±247.8c | 12 687.7±126.9d | 9 761.8±119.4e | 13 999.9±127.6c |
耗水量(mm) | 423.4±1.7a | 379±7b | 354.1±2.7d | 325.1±7.5e | 289.6±2.5f | 367±1.8c | |
WUE(kg/(hm2·mm)) | 36.9±0.1d | 42.4±0.3a | 40.1±1b | 39.7±0.8b | 34.1±0.8e | 38.1±0.5c | |
IWUE(kg/(hm2·mm)) | 22.4±0.1e | 26.5±0.3c | 27±0.5c | 29.7±0.3a | 28.9±0.4b | 24.9±0.2d |
处理编号 Processing number | 耗水量 Water consumption | 干草产量 Hay yieid | 株高 Height | 茎粗 Stem thick | WUE | IWUE |
---|---|---|---|---|---|---|
熵值Ej | 0.855 | 0.879 | 0.865 | 0.869 | 0.863 | 0.863 |
差异系数Gj | 0.145 | 0.121 | 0.135 | 0.131 | 0.137 | 0.137 |
权重Wj | 0.180 | 0.151 | 0.168 | 0.163 | 0.170 | 0.170 |
表5 各指标熵值、差异系数及权重
Tab.5 Comparisons of entropy value,coefficient of difference and weight of each index
处理编号 Processing number | 耗水量 Water consumption | 干草产量 Hay yieid | 株高 Height | 茎粗 Stem thick | WUE | IWUE |
---|---|---|---|---|---|---|
熵值Ej | 0.855 | 0.879 | 0.865 | 0.869 | 0.863 | 0.863 |
差异系数Gj | 0.145 | 0.121 | 0.135 | 0.131 | 0.137 | 0.137 |
权重Wj | 0.180 | 0.151 | 0.168 | 0.163 | 0.170 | 0.170 |
处理编号 Processing number | 正理想解 Exactly | 负理想解 Di Negative ideal solution Di | 贴近度 Si Proximity Si | 排序 Sequence |
---|---|---|---|---|
W1处理 W1 treatments | 0.179 | 0.157 | 0.467 | 5 |
W2处理 W2 treatments | 0.095 | 0.211 | 0.689 | 1 |
W3处理 W3 treatments | 0.096 | 0.164 | 0.631 | 2 |
W4处理 W4 treatments | 0.112 | 0.170 | 0.603 | 3 |
W5处理 W5 treatments | 0.199 | 0.156 | 0.440 | 6 |
CK处理 CK treatments | 0.130 | 0.134 | 0.507 | 4 |
表6 TOPSIS结果对比
Tab.6 Comparisons of topsis results
处理编号 Processing number | 正理想解 Exactly | 负理想解 Di Negative ideal solution Di | 贴近度 Si Proximity Si | 排序 Sequence |
---|---|---|---|---|
W1处理 W1 treatments | 0.179 | 0.157 | 0.467 | 5 |
W2处理 W2 treatments | 0.095 | 0.211 | 0.689 | 1 |
W3处理 W3 treatments | 0.096 | 0.164 | 0.631 | 2 |
W4处理 W4 treatments | 0.112 | 0.170 | 0.603 | 3 |
W5处理 W5 treatments | 0.199 | 0.156 | 0.440 | 6 |
CK处理 CK treatments | 0.130 | 0.134 | 0.507 | 4 |
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