李曉航 盛坤 蔣志凱

摘要： 為選擇適宜的冬小麥農(nóng)田溝灌方式實(shí)現(xiàn)水分高效利用，本研究運(yùn)用多層次的模糊綜合評(píng)判法，通過構(gòu)建多層次多因素的指標(biāo)體系對(duì)不同溝灌方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。在主觀求取權(quán)重的基礎(chǔ)上，運(yùn)用熵權(quán)法進(jìn)行修正，使得權(quán)重結(jié)果更符合實(shí)際情況，提高評(píng)判結(jié)果的準(zhǔn)確性。本研究設(shè)置隔溝交替灌溉和常規(guī)溝灌2種溝灌方式，同時(shí)設(shè)置60%、70%、80% 3個(gè)水分控制下限，研究不同處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響，篩選出兼顧冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的調(diào)虧溝灌方式。結(jié)果表明，隨著水分控制下限的增加，冬小麥在2種溝灌方式下產(chǎn)量亦隨之增加，但水分利用效率和經(jīng)濟(jì)系數(shù)在水分控制下限為80%時(shí)降低。常規(guī)溝灌和隔溝交替灌溉2種溝灌方式下，水分控制下限為70%時(shí)冬小麥水分利用效率最大（分別為1.86 kg/m3 和1.90 kg/m3 ）。說明，適度水分虧缺有利于水分利用效率的提高，隔溝交替灌溉可大幅降低灌溉耗水總量，因此在灌溉水充足的地區(qū)推薦采用常規(guī)溝灌，在水資源緊缺的地區(qū)則適合使用隔溝交替灌溉方式。

關(guān)鍵詞： 小麥; 調(diào)虧溝灌; 水分利用效率; 模糊綜合評(píng)判; 熵權(quán)法

中圖分類號(hào)： S274.3?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A?? 文章編號(hào)： 1000-4440（2022）03-0635-07

Analysis of regulated deficit furrow irrigation mode of wheat based on fuzzy evaluation

LI Xiao-hang ?1，2 ， SHENG Kun 1，2 ， JIANG Zhi-kai 1

（1.Xinxiang Academy of Agricultural Sciences， Xinxiang 453002， China; 2.Farmland Irrigation Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Xinxiang 453002， China）

Abstract： In order to select appropriate furrow irrigation methods for winter wheat and achieve efficient water use， the multi-level fuzzy comprehensive evaluation method was used to evaluate different furrow irrigation modes by constructing a multi-level and multi-factor index system. On the basis of subjective weighting， the entropy weight method was used to make corrections， so that the weighting results were more in line with the actual situation， and the accuracy of evaluation results was increased. In this study， two furrow irrigation methods were applied， including the conventional furrow irrigation and alternative furrow irrigation. Meanwhile， three lower limits of soil moisture （60%，70%， 80%） were set. Effects of different treatments on winter wheat yield and water use efficiency were studied to screen out the regulated deficit furrow irrigation method considering the yield， and water use efficiency. The results showed that the winter wheat yield increased with the increase of irrigation amount under two irrigation methods，but the water use efficiency and economic coefficient decreased when the lower limit of soil moisture was 80%. When the lower limit of soil moisture was 70% ， the water use efficiency of winter wheat was the highest under conventional furrow irrigation and alternative furrow irrigation （1.86 kg/hm 3? ?and 1.90 kg/hm 3? ， respectively）. The moderate water deficit is beneficial to the improvement of water use efficiency， and the alternative furrow irrigation can greatly reduce the total irrigation water consumption. Therefore， conventional furrow irrigation is recommended in areas with sufficient irrigation water， and alternative furrow irrigation is suitable in areas with scarce water resources.

Key words： wheat; regulated deficit furrow irrigation; water use efficiency; fuzzy comprehensive evaluation; entropy weight method

作為中國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)之一的華北平原，每年約有50%的小麥從該地區(qū)產(chǎn)出 [1] ，然而該區(qū)域降水相對(duì)較少的階段正好與小麥生育期重合，造成小麥發(fā)育階段無法單純依靠降水滿足其生長(zhǎng)需要，因此需通過多次補(bǔ)充灌溉以實(shí)現(xiàn)小麥的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。以小麥為原料的食物制品在國(guó)民飲食生活中有著舉足輕重的地位，故實(shí)現(xiàn)小麥生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。現(xiàn)階段通常采用高效節(jié)水技術(shù)和提高小麥的水分利用效率的方法來緩解水資源供需緊張的矛盾 [2] 。近年來很多學(xué)者針對(duì)小麥栽培措施改進(jìn)進(jìn)行研究，用小麥壟作溝灌取代傳統(tǒng)地面灌溉，有利于提高水分利用效率。同時(shí)，小麥壟作溝灌后，土壤結(jié)構(gòu)得以改善，有利于提高降水和灌溉水的利用效率和降低小麥的耗水量。前人研究結(jié)果 [3] 表明，傳統(tǒng)畦田種植小麥在灌溉過程中水流進(jìn)程快慢會(huì)受到畦田長(zhǎng)度及地面平整度的影響，造成灌溉耗時(shí)多，嚴(yán)重浪費(fèi)灌溉水等問題。在采用機(jī)械田間開溝起壟種植作物時(shí)不僅可以提高灌溉的工作效率，而且有利于降水在溝內(nèi)匯集，這些自然降水更加接近作物根部，田間土壤的水分含量隨之增加，外界的水分供應(yīng)得到改善，有效減少干旱對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的脅迫，在提高作物產(chǎn)量的同時(shí)有效地提高水分利用效率 [4] 。在壟臺(tái)上種植作物時(shí)，采用壟溝灌水的灌溉方式，灌水溝內(nèi)水分在水勢(shì)差的作用下向壟體側(cè)滲以滿足作物生長(zhǎng)對(duì)水分的需要。因此改變傳統(tǒng)平作種植模式為壟上種植可以有效協(xié)調(diào)小麥群體與個(gè)體之間的關(guān)系，促使小麥個(gè)體健壯，群體大小適中，邊行優(yōu)勢(shì)顯著，最終實(shí)現(xiàn)畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量三因素協(xié)調(diào)發(fā)展，在此種植模式下小麥可增產(chǎn)約10% [5] 。Wang等 [6] 的研究結(jié)果顯示，起壟溝灌比傳統(tǒng)畦灌可減少用水量約30%。馬麗等 [7] 的研究結(jié)果表明，在栽培作物生育期內(nèi)采用壟作方式總耗水量有顯著降低且水分利用效率得到提高。

將交替灌溉與溝灌種植模式結(jié)合即為隔溝交替灌溉 [8-12] 。隔溝交替灌溉過程中的未進(jìn)行灌水的溝由于其土壤含水量低對(duì)作物產(chǎn)生干旱脅迫促使其根系生長(zhǎng)以提高水分利用效率。作物本身有特定的感知和信號(hào)傳遞系統(tǒng)，可以迅速感知土壤含水量的變化，并傳遞給位于葉片上的保衛(wèi)細(xì)胞，促使氣孔的導(dǎo)度降低，進(jìn)而降低植物的蒸騰作用 [13-17] 。其中，氣孔導(dǎo)度的變化與蒸騰作用和耗水作用的變化趨勢(shì)是不一致的，前者為線性關(guān)系，而后者為漸趨飽和關(guān)系。氣孔導(dǎo)度適當(dāng)降低，可出現(xiàn)蒸騰耗水顯著減低，而對(duì)光合作用幾乎沒有影響 [18-23] 。常規(guī)溝灌技術(shù)的缺點(diǎn)可通過隔溝交替灌溉實(shí)現(xiàn)重大改善，具有顯著減少棵間蒸發(fā)、降低作物蒸騰耗水和提高作物水分利用效率的顯著效果 [24-28] 。研究結(jié)果顯示，采用隔溝交替灌溉方式可大幅度降低葉片蒸騰的水分耗失而不會(huì)顯著降低光合速率 [29-31] 。

不同的溝灌方式對(duì)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育、籽粒產(chǎn)量、水分利用效率等的影響不同，通過對(duì)這些重要指標(biāo)的分析可以選擇出適宜的溝灌方式，實(shí)現(xiàn)水分經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益協(xié)調(diào)發(fā)展。目前一般采用綜合分析法作為評(píng)價(jià)方法，該方法用指標(biāo)之間的相關(guān)性或因果性比較從而得出分析結(jié)論 [32-33] 。綜合分析法容易受到研究者自身主觀思維的影響，造成評(píng)價(jià)結(jié)果的不確定性 [34] 。因此，借助數(shù)學(xué)原理建立科學(xué)的評(píng)價(jià)模型，進(jìn)而明確最佳溝灌方案具有重要意義。模糊綜合評(píng)判算法融合定性與定量分析，通過構(gòu)建多因素和多層次的指標(biāo)體系，得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，解決了不確定性的問題。因其具有多指標(biāo)的優(yōu)越性，模糊綜合評(píng)判法在氣候變化模擬研究、農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化和精密齒輪制造等評(píng)價(jià)分析中取得了很好的應(yīng)用效果 [35-40] 。本研究旨在通過多層次模糊評(píng)價(jià)方法對(duì)小麥的產(chǎn)量三要素和水分利用效率等指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，根據(jù)此評(píng)價(jià)，可得出適合華北井灌區(qū)較好的節(jié)水高效溝灌方式，并為實(shí)現(xiàn)小麥的科學(xué)灌溉及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2016-2017年在新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院輝縣試驗(yàn)基地（ 36°9′N，113°7′E） 進(jìn)行。小麥播種前土層（0～ 20 cm）土壤有機(jī)質(zhì)14.14 g/kg 、全氮1.08 g/kg 、速效磷11.39 mg/kg 、速效鉀111.20 mg/kg 、pH ?8.16，0～ 200 cm土層容質(zhì)量1.45 g/cm 3? ，田間持水率為32%（飽和質(zhì)量含水率）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)置了常規(guī)溝灌和隔溝交替灌溉2種節(jié)水灌溉方式。采用溝灌方式和水分控制下限的雙因子裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，溝灌方式為主區(qū)，水分控制下限為副區(qū)，3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積20 m× 3 m，每個(gè)小區(qū)包含4個(gè)壟臺(tái)和壟溝，利用2BFL-3型多功能小麥起壟播種機(jī)起壟，種植。壟臺(tái)上種植3行小麥，壟臺(tái)寬為45 cm，壟溝寬為30 cm，壟溝深度為18 cm，壟上小麥小行距為15 cm，大行距為45 cm（圖1），基本苗約1 hm 2 3.00× 10 6 。不同壟作小區(qū)間設(shè)1.5 m平作隔離區(qū)，防止不同處理小區(qū)間水分測(cè)滲的影響。

設(shè)置2 種溝灌方式：常規(guī)溝灌和隔溝交替灌溉（表1），前者每個(gè)小區(qū)的4個(gè)灌水溝全部灌水;后者一個(gè)溝灌水，隔一個(gè)溝再灌，下次灌水則對(duì)上次未灌水的溝進(jìn)行灌水，輪流交替進(jìn)行。常規(guī)溝灌和隔溝交替灌溉設(shè)置水分控制下限分別為60%、70%、80%，根據(jù)不同生育時(shí)期小麥100 cm計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤水分含量為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)土壤水分含量降低到水分控制下限時(shí)進(jìn)行灌水，常規(guī)溝灌每次灌水量是60 mm，隔溝交替灌溉每次灌水量是30 mm。小麥品種為新麥26。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 耗水量和水分利用效率測(cè)定 在小麥播種前和成熟期用土鉆取土，烘干法測(cè)定0～ 200 cm土層水分含量，按20 cm 深度為1個(gè)土壤層次進(jìn)行取土。作物生育期耗水量計(jì)算則采用水量平衡公式計(jì)算：

ET= P+U-R-F+△W+I? [31] （1）

△W ?：土壤貯水消耗量; P ：該時(shí)段降水量（mm）; U ：地下水通過毛管作用上移補(bǔ)給作物水量（mm）; R ：地表徑流量（mm）; F ：補(bǔ)給地下水量（mm）; I ：灌水量（mm）。

該試驗(yàn)地塊地勢(shì)平坦，地下水埋深5 m 以下，降水入滲深度不超過2 m，因此 U 、 R 、 F ?均為0。

1.3.2 水分利用效率 籽粒產(chǎn)量水分利用效率計(jì)算公式為：

WUE = Y / ET （2）

Y ：籽粒產(chǎn)量（kg/hm 2 ?） ， ET ：作物全生育期總耗水量（m 3 /hm 2 ?） 。

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成 在小麥?zhǔn)斋@時(shí)期，利用Wintersteiger小區(qū)聯(lián)合收割機(jī)全區(qū)收獲，考種時(shí)測(cè)定其穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量等，籽粒風(fēng)干后稱質(zhì)量，折算 為含水量13%的每公頃產(chǎn)量。

1.3.4 經(jīng)濟(jì)系數(shù) 在小麥成熟期，在每個(gè)小區(qū)選定樣方面積1 m 2 ，獲取所有植株樣品，風(fēng)干后稱量生物產(chǎn)量，然后脫粒稱量籽粒質(zhì)量，計(jì)算經(jīng)濟(jì)系數(shù)。

經(jīng)濟(jì)系數(shù)=籽粒產(chǎn)量/生物產(chǎn)量（3）

1.4 研究方法

模糊綜合評(píng)判使用隸屬度模糊矩陣對(duì)各種相關(guān)因素進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。因素較少時(shí)，可以使用一層指標(biāo)體系。由于溝灌模式篩選是一種多因素多層次的評(píng)價(jià)方式，需要使用2到3層指標(biāo)體系。本研究使用2層指標(biāo)體系來評(píng)價(jià)不同溝灌方式的優(yōu)劣。

1.4.1 建立多層次的指標(biāo)體系 篩選不同溝灌方式，公式為 U ={ u 1 ， u 2 ， u 3 ，…， un? }。需要建立一級(jí)指標(biāo)體系和二級(jí)指標(biāo)體系。

1.4.2 確定評(píng)價(jià)因素集 建立評(píng)判因素集： V ={ v 1 ， v 2 ， v 3 ，…， vm? }。本研究使用3個(gè)水分處理作為評(píng)價(jià)集。

1.4.3 建立單因素評(píng)判矩陣 每個(gè)因素[ ui （ i ≤ n ）]都可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。不同的評(píng)價(jià)水平，每個(gè)因素的評(píng)價(jià)集都可以用模糊向量[ Ri? =（ ri? 1 ， ri? 2 ， ri? 4 ，…， rim? ）， i =1，2，…， n ， Ri? ??∈ u （ V ） ]來表示。所有的單因素評(píng)判由模糊關(guān)系組成。模糊關(guān)系如下：

R = r11 ?r12 ?r13 ?… r1m r21 ?r22 ?r23 ?… r2m ?? rn1 ?rn2 ?rn3 ?… rnm

1.4.4 確定指標(biāo)權(quán)重 評(píng)估系統(tǒng)的核心是如何求權(quán)重，權(quán)重表示每個(gè)因素的重要程度，各因素權(quán)重的確定對(duì)綜合評(píng)判模型來講，是非常關(guān)鍵的一步。權(quán)重確定的方法分為主觀和客觀2種方式，二級(jí)指標(biāo)中的部分指標(biāo)，人們無法主觀判定，故而需要用客觀的方法求權(quán)重。本研究結(jié)合主觀和客觀的方式求得權(quán)重，結(jié)合專家智慧的同時(shí)，判定也比較客觀。

1.4.4.1 專家預(yù)測(cè)確立權(quán)重 基于專家的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)或者偏好，對(duì)各個(gè)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行比較，賦值和計(jì)算各個(gè)指標(biāo)權(quán)重，如專家調(diào)查法，AHP法等 [41] 。

1.4.4.2 熵權(quán)法 熵權(quán)法是根據(jù)指標(biāo)變異性的大小來確定客觀權(quán)重。由于底層的部分指標(biāo)難以通過專家確定指標(biāo)權(quán)重，在此情況下需要通過客觀的方式求出指標(biāo)的權(quán)重，來減少人為因素的影響。具體步驟參考文獻(xiàn)[41]中的算法。

1.4.5 計(jì)算評(píng)價(jià)結(jié)果 評(píng)價(jià)結(jié)果由隸屬度矩陣和權(quán)重計(jì)算求得，公式為：

B = W·R ?=（ b 1 ， b 2 ， b 3 ，…， b m）（4）

B 是所有因素指標(biāo)體系的評(píng)價(jià)結(jié)果。 W 是指模糊權(quán)重， R 是指單因素評(píng)判矩陣， b 是指模糊評(píng)判指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于多層次模糊評(píng)判的不同溝灌方式的綜合評(píng)價(jià)

2.1.1 模糊評(píng)判因素集及所屬子因素集構(gòu)成 本研究對(duì)不同溝灌方式，不同水分處理的小麥進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，其中隔溝交替灌溉水分控制下限為60%、70%、80%的處理分別用T1、T2、T3表示，常規(guī)溝灌水分控制下限為60%、70%、80%的處理分別用T4、T5、T6表示，將溝灌灌溉方式和水分控制下限作為一級(jí)指標(biāo)。將穗數(shù)、穗粒數(shù)、不孕穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、總耗水量、水分利用率作為二級(jí)指標(biāo)。

2.1.2 隸屬函數(shù)的確定 采用Excel整理大田試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到關(guān)于小麥產(chǎn)量和耗水量指標(biāo)的數(shù)據(jù)（表2）。依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立隸屬函數(shù)和評(píng)判矩陣，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的適當(dāng)方法 [38] ，將表2中的原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)果見表3。

2.2 二級(jí)評(píng)判

在對(duì)不同溝灌處理冬小麥的農(nóng)藝性狀指標(biāo)（穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、不孕穗粒數(shù)）進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，采用熵權(quán)法進(jìn)行權(quán)重確定。產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、總耗水量、水分利用率等采用專家預(yù)測(cè)確定權(quán)重。經(jīng)過計(jì)算，權(quán)重為0.067、0.051、0.051、0.035、0.150、0.046、0.250、0.350，即：

采用模糊綜合評(píng)判獲得小麥二級(jí)評(píng)判結(jié)果，結(jié)果表明，對(duì)于采用隔溝交替灌溉的小麥，T2處理評(píng)價(jià)指數(shù)（0.346 8 ）最高，T3處理評(píng)價(jià)指數(shù)最低，常規(guī)溝灌處理得出與隔溝交替灌溉相同的評(píng)價(jià)結(jié)果。由表1、表2和表3可知，在隔溝交替灌溉和60%水分下限條件下，由于受低水分脅迫嚴(yán)重，導(dǎo)致小麥產(chǎn)量較低，減產(chǎn)嚴(yán)重，不能僅通過水分利用效率高低來評(píng)價(jià)灌溉方式，在水分供應(yīng)過少的情況下，勢(shì)必會(huì)影響產(chǎn)量，因此實(shí)際生產(chǎn)過程中該溝灌方式并不具有推廣價(jià)值;在70%水分下限條件下，水分利用效率和經(jīng)濟(jì)系數(shù)最高，灌溉效果最佳;在80%水分下限條件下，產(chǎn)量并未隨著灌水量增多而增加，增產(chǎn)效果不明顯，水分利用效率低，過多的水分供應(yīng)使得小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過剩，消耗大量養(yǎng)分，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)系數(shù)較低。在常規(guī)溝灌和水分下限60%時(shí)，由于水分限制，產(chǎn)量位于3個(gè)水分控制下限的最低水平，但是與水分下限60%時(shí)的隔溝交替灌溉相比，灌水量增加30 mm，籽粒產(chǎn)量增加明顯，原因在于其灌水均勻性高于隔溝交替灌溉;在70%水分下限條件下，評(píng)價(jià)指數(shù)為0.343 2 ，該水分下限條件下灌溉效果最好，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、水分利用效率、經(jīng)濟(jì)系數(shù)的協(xié)調(diào)增加;在80%水分下限條件下，由于灌水量過多，其對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率下降，水分利用效率降低。

2.3 一級(jí)評(píng)判

在一級(jí)指標(biāo)中，由于指標(biāo)數(shù)量較少并且業(yè)內(nèi)專家對(duì)此層指標(biāo)體系的確定經(jīng)驗(yàn)豐富，故采用專家預(yù)測(cè)的模式確定指標(biāo)權(quán)重，得出：

W ={0.35，0.35，0.30}。

一級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，隔溝交替灌溉評(píng)價(jià)指數(shù)為0.333 8 ，與常規(guī)溝灌評(píng)價(jià)指數(shù)（0.333 7 ）差距不大。但隔溝交替灌溉灌水量較少，水分利用效率高。在一級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)中，隔溝交替灌溉方式在70%水分下限條件下，經(jīng)濟(jì)系數(shù)、籽粒產(chǎn)量、水分利用效率是最優(yōu)組合。對(duì)照表2中T2處理，結(jié)果顯示出與模糊評(píng)判一致的結(jié)果，水分利用效率最高，且實(shí)現(xiàn)溝灌高效的新型節(jié)水灌溉方式。同時(shí)由表2可知，在同一水分控制下限下，隔溝交替灌溉的3個(gè)水分控制下限處理的水分利用效率雖然均高于常規(guī)溝灌，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中會(huì)根據(jù)水源供應(yīng)條件來具體分析，選擇適宜的溝灌方式，不僅僅局限于水分利用效率高低這一單因素。

3 討 論

在模糊綜合評(píng)判的框架模式下，建立多因素多層次的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過模糊集理論求得產(chǎn)量和耗水量等相關(guān)指標(biāo)的隸屬度和隸屬函數(shù)。由于在綜合評(píng)判中，權(quán)重的獲取是至關(guān)重要的一步，本研究融合主觀和客觀兩方面求取權(quán)重的方法，在主觀求取權(quán)重的基礎(chǔ)上，運(yùn)用熵權(quán)法進(jìn)行修正，使得權(quán)重結(jié)果更加貼合實(shí)際情況，增加評(píng)判結(jié)果的準(zhǔn)確性。本試驗(yàn)將常規(guī)溝灌與隔溝交替灌溉作比較，初步得出不同溝灌方式下不同水分控制下限對(duì)小麥產(chǎn)量三因素（ 穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量）、耗水量和水分利用效率的影響，結(jié)果如下：

（1）本研究運(yùn)用改進(jìn)后的模糊綜合評(píng)判方法研究不同溝灌方式對(duì)小麥產(chǎn)量與耗水量的影響，結(jié)果表明，隔溝交替灌溉方式下3個(gè)不同水分控制下限處理的小麥水分利用效率要高于逐溝溝灌方式下相對(duì)應(yīng)的3個(gè)水分控制下限處理。這表明隔溝交替灌溉更有利于提高水分利用效率，隔溝交替灌溉時(shí)存在于壟體兩側(cè)的水勢(shì)差有利于水分向壟體側(cè)滲，與逐溝溝灌相比更為節(jié)水。

（2）逐溝溝灌和隔溝交替灌溉2種灌溉方式下，小麥水分利用效率最大值均出現(xiàn)在水分控制下限為70%的處理;而在水分控制下限為80%時(shí)小麥水分利用效率為最低值。綜合模糊評(píng)判亦得出相同的結(jié)果。

（3）在水分控制下限為70%的隔溝交替灌溉和逐溝溝灌處理下，隔溝交替灌溉處理灌水頻率較高，逐溝溝灌處理灌水量較大，兩者分別從時(shí)間和水量滿足冬小麥中后期對(duì)水分的要求。由此可見，在水資源充足的情況下，可以利用水分控制下限70%的逐溝溝灌進(jìn)行冬小麥灌溉，當(dāng)水資源缺乏的情況下，可以利用水分控制下限70%的隔溝交替灌溉進(jìn)行冬小麥灌溉。

（4）本研究在充分保留模糊綜合評(píng)判優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，改進(jìn)權(quán)重的求取方法，讓模型能夠與計(jì)算程序結(jié)構(gòu)化思想充分結(jié)合。本研究在計(jì)算過程中運(yùn)用python語(yǔ)言編寫了一套計(jì)算程序，使得多種學(xué)科進(jìn)行融合，進(jìn)而為未來農(nóng)業(yè)的智能化、流程化做準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周寶元. 黃淮海冬小麥-夏玉米資源優(yōu)化配置及其節(jié)水高產(chǎn)技術(shù)模式研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2017.

[2] 馬文軍，程琴娟，宇振榮. 試驗(yàn)站和農(nóng)戶管理水平下冬小麥水分利用效率比較[J].資源科學(xué)，2010，32（10）：1896-1901.

[3] 劉俊明，高 陽(yáng)，司轉(zhuǎn)運(yùn)，等. 栽培方式對(duì)冬小麥、耗水量、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2020，32（1）：210-216.

[4] 滿建國(guó)，王 東，于振文，等. 不同帶長(zhǎng)微噴帶灌溉對(duì)土壤水分布與冬小麥耗水特性及產(chǎn)量的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，24（8）：2186-2196.

[5] 張雪玲. 溝壟集雨種植和灌溉對(duì)關(guān)中灌區(qū)小麥產(chǎn)量及水肥利用效率的影響[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2018.

[6] WANG F H， WANG X Q， SAYRE K.Comparison of conwentional， flood irrigated，flat planting with furrow irrigated，raised bed planting for winter wheat in China[J].Filed Crops Research，2004，87（1）：35-42.

[7] 馬 麗，劉天學(xué)，韓德果，等. 壟作對(duì)冬小麥、夏玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，24（5）：1062-1067.

[8] DU T S，KANG S Z， SUN J S，et al. An improved water use efficiency of cereals under temporal and spatial deficit irrigation in north China[J]. Agr? Water? Manage， 2010， 197（1）：66-74.

[9] 張新民，孫克翠，高雅玉，等. 春小麥壟作溝灌灌水質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的改進(jìn)與應(yīng)用[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2018，36（3）：39-43，65.

[10] 陳 偉. 小麥壟作高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].農(nóng)技服務(wù)，2007， 24（7）：16-17.

[11] 張友昌，張教海，王孝綱，等. 壟作的生理生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展[J].棉花科學(xué)，2012，34（6）： 3-8

[12] 謝建明. 壟作小麥栽培優(yōu)勢(shì)分析[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2017，37（14）：75.

[13] 康紹忠. 控制性交替灌溉 —— 一種新的農(nóng)田節(jié)水調(diào)控思路[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1997， 15（1）： 1-6.

[14] 劉永賢，李伏生，農(nóng)夢(mèng)玲. 烤煙不同生育時(shí)期分根區(qū)交替灌溉的節(jié)水調(diào)質(zhì)效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009， 25（1）：16-20.

[15] 杜太生，康紹忠，王振昌，等. 隔溝交替灌溉對(duì)棉花生長(zhǎng)、產(chǎn)量和水分利用效率的調(diào)控效應(yīng)[J].作物學(xué)報(bào)，2007， 33（12）： 1982-1990.

[16] 梁宗鎖，康紹忠，石培澤，等. 隔溝交替灌溉對(duì)玉米根系分布和產(chǎn)量的影響及其節(jié)水效益[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000， 33（6）：26-32.

[17] DAVIES W J， ZHANG J H. Root signals and the regulation of growth and development of plants in drying soil[J].Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology，1991， 42： 55-76.

[18] SHAHNAZARI A， LIU F，ANDERSEN M N， et al. Effects of partial root-zone drying on yield，tuber size and water use efficiency in potato under field conditions[J].Field Crops Research，2007，100： 117-124.

[19] DU T S，KANG S Z，ZHANG J H，et al.Water use and yield responses of cotton to alternate partial root-zone drip irrigation in the arid area of north-west China[J]. Irrigation Science，2008，26（2）： 147-159.

[20] 武永軍，劉紅俠，梁宗鎖，等. 分根區(qū)干濕交替對(duì)玉米光合速率及蒸騰速率的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，1999，19（4）： 605-611.

[21] 段愛旺，肖俊夫，張寄陽(yáng)，等. 控制交替溝灌中灌水控制下限對(duì)玉米葉片水分利用效率的影響[J].作物學(xué)報(bào)，1999， 25（6）： 766-771.

[22] 劉小飛，李 彪，孟兆江，等. 隔溝調(diào)虧灌溉對(duì)冬小麥旗葉生理特性與產(chǎn)量形成的影響[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2019，50（9）：320-328.

[23] 孫景生，康紹忠，蔡煥杰，等. 交替隔溝灌溉提高農(nóng)田水分利用效率的節(jié)水機(jī)理[J].水利學(xué)報(bào)，2002，33（3）：64-68.

[24] 李紅崢，曹紅霞，郭莉杰，等. 溝灌方式和灌水量對(duì)溫室番茄綜合品質(zhì)與產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49（21）：4179-4191.

[25] BLACKMAN P G，DAVIES W J.Root to shoot communication in maize plants of the effects of soil drying[J]. Journal of Experimental Botany，1985， 36： 39-48.

[26] 唐立松，張建龍，李 彥，等. 植物對(duì)土壤水分變化的響應(yīng)與控制性分根交替灌溉[J].干旱區(qū)研究，2005，22（1）： 90-93.

[27] BOAST C W，ROBERSTON T M. A ‘micro-lysimeter’ method for determining evaporation from bare soil：description and laboratory evaluation[J]. Soil Science Society of America Journal，1982，46：689-696.

[28] 張永勝，成自勇，張 芮，等. 控制性交替隔溝灌溉對(duì)甜椒農(nóng)田蒸散特征的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2009，23（2）：223-227.

[29] KANG S Z， HU X T， DU TS， et al. Transpiration coefficient and ratio of transpiration to evapotranspiration of pear tree （ Pyrus communis ?L.） under alternative partial rootzone drying condition[J].Hydrol Processes，2003， 17（6）： 1165-1176.

[30] 王 健，蔡煥杰，康燕霞，等. 夏玉米棵間土面蒸發(fā)與蒸發(fā)蒸騰比例研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007， 23（4）：17-22.

[31] 董志強(qiáng)，張麗華，呂麗華等. 不同灌溉方式對(duì)冬小麥光合速率及產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（6）：1-7.

[32] 楊 慧，曹紅霞，李紅崢，等. 基于空間分析法研究溫室番茄優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的水氮模式[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49（5）：896-905.

[33] 鄒志紅，孫靖南，任廣平. 模糊評(píng)價(jià)因子的熵權(quán)法賦權(quán)及其在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005， 25（4）：552-556.

[34] 龔雪文，劉 浩，劉東鑫，等. 基于模糊算法的溫室番茄調(diào)虧滴灌制度綜合評(píng)判[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33（14）：144-151.

[35] 胡文澤，何 珂，金誠(chéng)謙，等. 基于模糊綜合評(píng)判的農(nóng)業(yè)機(jī)械FMECA方法研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2018，49（增刊）：332-337.

[36] 李 強(qiáng)，謝里陽(yáng)，李海洋，等. 基于模糊綜合層次評(píng)判法的精密齒輪制造工藝優(yōu)化優(yōu)先度分析[J].兵工學(xué)報(bào)，2017，38（4）：750-757.

[37] HUANG G H，COHEN S J，YIN Y Y，et al.Incorporation of inexact dynamic optimization with fuzzy relation analysis for integrated climate change impact study[J].Journal of Environmental Management，1996，48（1）：45-68.

[38] 汪順生，劉東鑫，孟鵬濤，等. 不同種植模式冬小麥產(chǎn)量與耗水量的模糊綜合評(píng)判[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（10）：161-166.

[39] 張 智，和志豪，洪婷婷，等. 基于多層次模糊評(píng)判的櫻桃番茄綜合生長(zhǎng)水肥耦合調(diào)控[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2019，50（12）：279-287.

[40] 李 峰，孫 波，王 軒，等. 層次分析法結(jié)合熵權(quán)法評(píng)估農(nóng)村屋頂光伏系統(tǒng)電能質(zhì)量[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35（11）：159-166.

[41] 薛會(huì)琴. 多屬性決策中指標(biāo)權(quán)重確定方法的研究[D].蘭州：西北師范大學(xué)，2008.

（責(zé)任編輯：陳海霞）

收稿日期：2021-08-03

基金項(xiàng)目：國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-3-2-35）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFD0300700）

作者簡(jiǎn)介：李曉航（1987-），女，河南安陽(yáng)人，博士研究生，主要從事作物節(jié)水栽培技術(shù)研究。（E-mail）：li.xiaohang@163.com

通訊作者：蔣志凱，（E-mail）：13598613170@126.com