模糊数学综合评判分析北疆加工番茄水氮耦合效应

窦允清 王振华 侯裕生 张继峯 李文昊

(石河子大学水利建筑工程学院/现代节水灌溉兵团重点实验室，新疆 石河子 832000)

世界番茄加工协会数据表明，2017年全球消费约3 700 万t 的番茄制品，中国生产番茄酱约100 万t，出口贸易量居世界第一位。新疆维吾尔自治区(以下简称“新疆”)加工番茄种植面积和产量约占全国90%。加工番茄已成为新疆农户种植和收益的主要经济作物，并被誉为重要的“红色产业”[1-2]。新疆光、热资源充沛，属于典型的“绿洲灌溉农业”，但水资源较少且分布不均匀[3-4]。在北疆种植加工番茄采用膜下滴灌技术不仅有效提高了种植经济效益，而且对改善田间肥料流失及污染现象也有一定效果[5-6]。同时，采用膜下滴灌可较常规沟灌降低耗水量8%～59%，并有效提高果实番茄红素、可溶性固形物含量[7]。氮、磷、钾对加工番茄产量的影响程度表现为氮>磷>钾，氮肥对粗蛋白含量的影响效果高于磷肥、钾肥[8]；施氮量过多会导致田间环境污染、资源浪费，同时还会影响植株机理平衡，致使茎叶徒长、贪青迟熟；施氮量过少则会导致植株发育停滞[9]；且不同灌溉量对加工番茄的叶面积、产量、品质影响显著[10]。李梅兰等[11]和侯雷平等[12]研究表明，较低、较高的硼、锰元素都不利于番茄叶片叶绿素的提高。何连顺[13]研究表明，新疆膜下滴灌加工番茄产量极限可达到210 t·hm-2。周金忠等[14]研究表明水肥一体化可使番茄增产16.22%，水分利用效率提高33.21%。综上，目前针对加工番茄的研究多集中于产量、品质[10]、品种、灌溉量[15]、肥料配比[16-17]以及经济效益[18]等方面。近几年，我国加工番茄产量与品质的不平衡发展已成为该产业快速发展的“绊脚石”。武运等[19]指出，水氮耦合可以同时提高加工番茄的可溶性固形物和番茄红素含量，番茄的可溶性固形物含量每增加1%，其番茄红素含量相应提高1.5 mg·100 g-1。优良的番茄酱原料的可溶性固形物含量及糖酸比不应低于5.6%和8%[20]。加工番茄的品质还受总糖、维生素C、单果重、总酸、硬度、果形指数等因素的影响。本研究将综合以上几个影响因素对加工番茄品质进行分析。

模糊数学在项目评定、医疗、气象、环境、地质勘测等领域应用广泛，近年来在作物生产、育种与害虫管理方面及农业经营决策中也有所涉及[21]。模糊数学是有效定量地质的评判方法[22]，可以体现不同品种、采收期之间食用品质的优劣[23]。目前模糊数学在土壤重金属综合污染程度评价[24]、水质类型及标准分析[25]、土壤养分等级划分[26]、果品感官评价[27]等方面均有较好的运用。加工番茄的品质性状指标是典型的模糊数学问题，但考虑现有研究受研究时限、地理位置的限制，北疆地区对加工番茄产量及品质等因素结合分析不透彻，加工番茄灌溉施肥制度缺少科学的试验依据。本研究通过2年连续试验，对水氮耦合下的加工番茄进行生理生长指标及品质因素的测定，综合分析不同水氮耦合条件下各生育期加工番茄的性状；基于模糊数学综合评判方法，系统分析影响加工番茄品质的因素，并对加工番茄的产量、品质、经济效益等指标进行综合评判，旨在为新疆绿洲灌区加工番茄的大田种植提供更科学的依据，筛选适宜的灌溉施肥制度，进一步推广节水、节能、高产、高效的种植模式。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地概况

试验于2017年5月至2018年8月在新疆石河子大学现代节水灌溉兵团重点实验室的室外大田(86°03′47″E，44°18′28″N)进行。该地区属典型的温带大陆性气候，海拔450 m，年日照时数2 950 h，年降水量约220 mm，年平均风速1.5 m·s-1，加工番茄生育期间气象数据如图1所示。试验田地下水埋深8 m 以下，土壤质地为中壤土，物理粘粒含量(粒径＜0.01 mm)大于21%，0 ～40 cm 土壤年平均容重为1.54 g·cm-3，试验区土壤理化性质见表1。供试材料加工番茄品种为金番3166，购自143 团场加工番茄培育基地。

图1 2017－2018年膜下滴灌加工番茄生育期间气象数据Fig.1 Meteorological data map of tomato growing period by drip irrigation under film in year 2017－2018

1.2 试验设计

两年试验均在5月3日进行移苗定植，8月26日进行成熟期采获，全生育期116 d。作物种植模式为膜下滴灌“1 膜2 管4 行”，覆膜为1.45 m 聚乙烯普通塑料地膜；单翼迷宫式滴灌，毛管间距0.70 m，滴头间距0.30 m，滴头设计流量1.8 L·h-1，加工番茄株距0.30 m，行距0.35 m，模式图详见图2。滴灌施肥设备主要由蓄水池、水泵、回流管、施肥罐、旋翼式水表及输水管道系统组成。

试验设置水、氮两因素。参考当地生产实践及文献[28-29]，确定2017年大田加工番茄种植的灌溉、施肥量以及灌溉、施肥次数(表2)。试验设置3 个灌溉水平，分别为5 250 (W1)、3 938 (W2)、2 625 m3·hm-2(W3)；设置3 个N-P2O5-K2O 施氮水平，分别为300-188-188(N1)、225-188-188(N2)和150-188-188 kg·hm-2(N3)，组合设计，共计9 个处理；在2017年试验设置基础上，2018年增加1 个灌溉水平4 500 m3·hm-2(V1)，共计12 个处理。以当地灌溉量4 500 m3·hm-2，施肥全生育期为N 300 kg·hm-2、P2O5375 kg·hm-2、K2O 120 kg·hm-2为对照(CK)。每个处理设置3 个重复，试验小区面积为27 m2(18 m×1.5 m)，前茬种植作物分别为棉花和加工番茄，作物沿南向北种植，采用深层地下水进行灌溉，灌溉水矿化度约1.35 g·L-1。其中，试验肥料依次为尿素CO(NH2)2(N 质量分数46.4%)，磷酸一铵NH4H2PO4(P2O5质量分数60.5%)和氯化钾KCl(K2O 质量分数57%)，试验小区的除草、打药等田间农艺管理措施一致。

表1 试验区土壤理化特性Table1 Physical and chemical properties of soil profiles in experimental plot

图2 加工番茄膜下滴灌种植模式Fig.2 Planting layout of tomato growing with drip irrigation under mulch

表2 加工番茄生育期灌溉制度Table2 Irrigation scheduling for cotton with irrigation under mulch

1.3 项目测定与方法

1.3.1 株高、茎粗 分别于苗期、花期、果实膨大一期、果实膨大二期、成熟期固定的时间点对加工番茄的株高、茎粗进行测量，其中每个小区随机选取3 株，从植株基部用卷尺测量株高，用电显游标卡尺读取植株距离表层土2 cm 处的茎粗，取平均值。

1.3.2 光合指标 分别于每年6月10日下午14:00进行加工番茄花期光合指标的测定，采用Li-6400 便携式光合测定仪(美国LI-COR 公司)测定加工番茄净光合速率(net photosynthetic rate，Pn)、蒸腾速率(transpiration rate，Tr)、气孔导度(stomatal conductance，Gs)及胞间CO2浓度(intercellular CO2concentration，Ci)的日变化。光源采用自然光源，每个处理选取3 株加工番茄的第四层向阳叶片进行测定，测定前对其用红绳标记，并取其平均值。根据公式计算叶片水分利用效率(water use efficiency，WUEL)[30]:

1.3.3 产量及经济效益 加工番茄进入成熟后于每小区选取1 m2区域进行成熟果实采摘，每7 d 采收一次，加权平均估算加工番茄的产量。其中经济效益为加工番茄成熟产量总售价，纯收益为总收入减去总投入，其中总投入包括当年种苗、地膜、滴灌带、水电、农药、秋耕、人工管理、运输及机械采摘等费用。

1.3.4 土壤含水率 采用烘干法分别测定加工番茄各生育期滴灌带下、裸地及膜下0 ～60 cm 土壤质量含水率，每10 cm 土层取土样100 g。根据公式计算灌溉水利用效率(irrigation water use efficiency，iWUE)[31]和增产效应(yield increasing effect，EⅠ)[32]:

式中，Y 为单位面积加工番茄产量，kg·hm-2；Ⅰ为灌溉量，m3·hm-2；YX为某水分处理和某肥料处理的产量，kg·hm-2；YL为低水低肥料处理的产量，kg·hm-2。

1.3.5 品质测定 加工番茄进入成熟收获期测定单果重，使用BWN 电子秤(徐州正源电子衡器有限公司)进行番茄品质的测定，采用MASTER-3M 手持折射仪(日本爱宕)测定可溶性固形物含量[33]；采用比色法测定番茄红素含量[34]；采用蒽酮比色法测定总糖含量[35]；采用滴定法测定维生素C 含量[36]；采用酸碱滴定指示剂法测定总酸含量[36]；采用GY-1 指针式果实硬度计(浙江托普云农科技股份有限公司)于果实中部垂直于果实纵径测定果实硬度；其中糖酸比＝总糖/总酸，果形指数＝纵径/横径(采用电子数显游标卡尺测量)。

1.4 数据分析

1.4.1 模糊数学综合评判法 模糊综合评价是一种基于模糊数学的综合评价方法[37-38]，该评价方法基于隶属度理论把定性评价转为定量评价。应用模糊数学综合评价方法对影响加工番茄品质的多个因素进行综合分析评价。其数学模型为:

式中，W 表示加工番茄品质的综合评价指数，反映加工番茄不同影响因素对综合品质的影响程度；μ(i) 表示第i个评价因素的隶属度，反映每个加工番茄评价因素的重要程度；ωi 表示i个因素的权重，反映各评价因素的重要程度；n 为评价因素个数。

加工番茄果实品质的评定目前国内尚无统一标准，因此选取具有代表性的影响因素作为加工番茄果实品质的评价因素。影响加工番茄的因素各不相同，在模糊数学中选择的隶数函数形式也不相同。可溶性固形物、番茄红素、维生素C 含量与加工番茄的品质呈正相关关系，选择偏大型-升半梯形分布(图3-左)；总酸含量在一定数值范围内可以提升加工番茄的口感，若总酸含量偏离一定范围，将影响加工番茄的品质，应选中间型-梯形分布(图3-右)。

图3 隶属函数梯形分布Fig.3 Subordinate function trapezoidal map

其中，a、b、c、d 分别为评价因素的临界值[39]，其值可按照实际需要由经验丰富的专家结合专业知识来确定，从而得出相应的隶数函数[40]。

偏大型-升半梯形分布的隶数函数为:

中间型-梯形分布隶数函数为:

1.4.2 模糊数学综合评判法计算步骤

(1)建立符合加工番茄评价因素的隶属函数；

(2)确定加工番茄各因素的权重系数向量A；

权重反映各个因素在综合决策过程中所占的地位或所起的作用[41]，各影响因素所占比重采用专家估测法[42]，权重系数满足归一化要求[43]:

(3)计算模糊转换矩阵R，利用加权平均模型M(·，＋)[41]:

(4)计算模糊综合评价集；

试验数据采用Microsoft Excel 2016、Origin 2017、SPSS Statistics 22(单因素方差分析方法)统计软件处理和分析，用Origin 2017 作图。

2 结果与分析

2.1 不同水氮耦合对加工番茄株高、茎粗的影响

由表3、4 可知，2017年和2018年水氮耦合对加工番茄株高、茎粗的影响均达到极显著水平(P＜0.01)；灌溉量对2017年苗期、花期株高和苗期茎粗的影响达到显著水平(P＜0.05)，对其余各生育期影响均达到极显著水平(P＜0.01)；施氮量对2017、2018年果实膨大期、成熟期株高的影响均不显著，可能因为加工番茄进入坐果成熟期后，更多的肥料作用于果实，此时氮素对株高的影响不显著。各水氮耦合下加工番茄的株高、茎粗均随着生育期的递进，呈现不同幅度的增长，其中从花期到果实膨大期，株高、茎粗的增幅最大；在同一生育期，同一灌溉水平下加工番茄的株高、茎粗随着施氮量的增加而增加，且均在高施氮量时达到最大值；2017年加工番茄的株高、茎粗均W1N1 最大，2018年加工番茄株高、茎粗则分别在W1N1、V1N1 最大，2017-2018年加工番茄的株高、茎粗均为低水低氮的W3N3 最小。2017-2018年各生育期株高、茎粗的增长率均表现为果实膨大期>花期>成熟期，其中2017-2018年加工番茄株高的日增加量均分别在W1N1 和W3N3 达到最大和最小值，分别为0.580 cm·d-1和0.331 cm·d-1(2017年)、0.618 cm·d-1、0.323 cm·d-1(2018年)；2017年加工番茄茎粗日增长率分别在W1N1(0.37% cm·d-1)、W3N3(0.23% cm·d-1)达到最大、最小值，2018年加工加工番茄茎粗日增长率分别在V1N2(0.38% cm·d-1)、W2N2(0.23% cm·d-1)达到最大、最小值。结果表明，水氮耦合可以显著提高加工番茄的株高及茎粗，灌溉量对株高、茎粗影响显著，较低的灌溉和施氮量不利于株高、茎粗的生长，进而影响植株整体生长。

表3 2017年不同水氮耦合下加工番茄各生育期株高、茎粗生长的情况Table3 Plant height and stem growth of processed tomato at various growth stages under different water and nitrogen couplings in 2017

表4 2018年不同水氮耦合下加工番茄各生育期株高、茎粗生长的情况Table4 Plant height and stem growth of processed tomato at various growth stages under different water and nitrogen couplings in 2018

2.2 不同水氮对加工番茄花期光合指标的影响

由表5可知，2017年灌溉量、水氮耦合均对加工番茄花期光合指标Pn、Tr、Gs、Ci 影响极显著(P＜0.01)；施氮量对Pn、Tr、Gs 影响显著(P＜0.05)，对Ci影响不显著；灌溉量、施氮量及水氮耦合均对WUEL影响不显著。2018年灌溉量对加工番茄花期光合指标Pn、Tr、Gs、Ci 及WUEL影响均极显著(P＜0.01)；施氮量、水氮耦合对Gs、Ci 影响不显著；水氮耦合对WUEL影响极显著(P＜0.01)。2017-2018年加工番茄花期光合指标Pn、Tr、Gs、Ci 在同一灌溉水平下，均随着施氮量的增加呈增加趋势，均在W1N1 达到最大值，在W3N3 达到最小值。2017年WUEL分别在W1N2 和W3N3 达到最大和最小值，其值分别为3.85 和2.93 μmol·mmol-1。不同灌溉处理下，2017年光合指标Pn、Tr、Gs、Ci、WUEL均呈现灌溉量W1>W2>W3，随灌水量的增加各指标增大，各光合指标W1 较W3 分别提高了51.91%、34.81%、50%、75.80%、13.50%。2018年加工番茄花期光合指标Pn、Tr、Gs、Ci、WUEL均在灌溉量为2 625 m3·hm-2(W3)时达到最小值，分别在V1、W2、W1、W1、V1 达到最大值，V1、W2、W1、W1、V1较 W3分别提高了 58.86%、36.24%、90.91%、77.05%、22.83%。综上可知，水氮耦合可以提高植物的光合速率，增加作物产量。

2.3 不同水氮处理下加工番茄的经济效益分析

由表6可知，2017、2018年加工番茄各处理的最大和最小产量分别出现在W2N2 和W3N2、V1N2 和W3N3，最高较最低产量分别提高了 93.92%、195.89%，产量最低值的灌溉量均为2 625 m3·hm-2(W3)，表明较低的灌溉量不利于加工番茄产量的增加；iWUE 均在W2N2 达到最大值，分别为44.24、48.86 kg·m-3。2017、2018年iWUE 分别为W2>W3>W1、V1>W2>W3>W1，V1、W2 的iWUE 远高于W1，适宜的灌溉量可以节约水资源并保证产量。2017、2018年最大Ei 分别达到了57.56%(W2N2)、176.92%(V1N2)，在节水的同时也减少了肥料的施用量；净收入也在W2N2、V1N2 达到最大值，分别为40 052元·hm-2、57 755 元·hm-2，产投比分别达到了4.10、5.55。结果表明，2017 和2018年W2N2 加工番茄的产量、产投比、增产效益、净收入及iWUE 均较W1N1有所增加，合理的水氮耦合不仅可以节约水肥资源，还能增产增益，由2018年V1N2 与W2N2、W1N2 可知，相同的施肥量下，提高灌溉量不一定能起到较好的耦合作用，较高的灌溉量不能促进加工番茄产量、收益以及iWUE 的提高。

表5 2017－2018年不同水氮耦合对加工番茄光合指标的影响Table5 Effects of different water and nitrogen coupling on photosynthetic index of processed tomato in 2017－2018

表6 2017－2018年不同水氮耦合下加工番茄的经济效益分析Table6 Economic benefit analysis of processing tomatoes under different nitrogen treatment in 2017－2018

2.4 基于模糊数学分析不同水氮耦合对加工番茄品质的影响

本试验对不同水氮耦合下影响番茄品质的各个因素进行综合评价。采用模糊数学综合评判法，设因素集U＝(μ1，μ2，μ3，μ4，μ5，μ6，μ7，μ8，μ9)，其中μ1:可溶性固形物；μ2:番茄红素；μ3:总糖；μ4:维生素C；μ5:单果重；μ6:总酸；μ7:硬度；μ8:糖酸比；μ9:果形指数。

根据矩阵乘法，采用公式B ＝AR 计算加工番茄品质模糊综合评价集(B)，其中，A 为权重系数模糊矩阵，R 为模糊转换矩阵。评判结果如表7所示。

表7 水氮耦下加工番茄品质评价结果

加工番茄的果实品质最好的处理依次是V1N1、V1N2、V1N3；品质最差的处理依次是W3N3、W3N2、W3N1。不同的灌溉量处理的评价结果为V1(0.760)>W2(0.581)>W1(0.501)>W3(0.397)，过高、过低的灌溉量，均不利于加工番茄综合品质的提高。在W2、W3、V1 灌溉水平下，不同施氮量的评价结果，N1(0.585)>N2(0.574)>N3(0.520)，施氮量和加工番茄的综合品质成正相关，随着施氮量的增加，各灌溉处理下，加工番茄的品质越好。由此可见，当灌溉量为4 500 m3·hm-2，施氮量为300 kg·hm-2时加工番茄品质最好。

2.5 基于模糊数学分析不同水氮耦对北疆种植加工番茄综合效益的响应

研究水氮耦合处理下，北疆种植加工番茄综合效应响应的影响因素众多。主要评价指标有:作物产量(t·hm-2)、品质等级、净收入(元·hm-2)及生态平衡影响程度等4 项。根据当地实际情况、相关专家指导，这4 个影响因素的权重可分别定为0.25、0.25、0.35、0.15。品质等级根据基于模糊数学对影响品质的9 个主要参评因素综合评判分析结果所定；净收入为水氮耦合下加工番茄果实的公顷净收入；生态指标主要考虑节水、节肥、肥料环境污染等因素，对水、肥进行组合评定，评定标准过高的水、肥使用量不仅不利于干旱区的节水灌溉，还能导致田间的肥料浪费、生态种植环境的污染，具体评价参数见表8。

设因素集U＝{X1，X2，X3，X4}，其中X1:公顷产量；X2:果实品质；X3:公顷净收入；X4:对生态平衡影响程度；这4 个因素的权重为A＝{0.25，0.25，0.35，0.15}。设评判集V＝{V1，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，V10，V11，V12}，其中V1，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，V10，V11，V12分别为W1N1，W1N2，W1N3，W2N1，W2N2，W2N3，W3N1，W3N2，W3N3，V1N1，V1N2，V1N3 各处理。建立单因素评判矩阵，用模糊关系矩阵R＝(rij)4×12表示。各因素的对应关系比较明显，在区间上为线性函数，明确各因素对应的隶属函数[21]。综合评判结果如表9所示。

按最大隶属原则可知，V1N2 最好、V1N3 次之、W3N1 最差。综合评价结果如表8所示，其中数值越小，综合效益评价结果最优。W1 各氮肥梯度下种植加工番茄综合评价不高，明显低于V1 但高于W3，由此可知，过高、过低的灌溉量均不利于增加加工番茄的种植效益。由表9可知，加工番茄综合效益评价为W1N1>W1N2>W1N3，在高灌溉水平下，随着氮肥的增加，有助于提高种植加工番茄的综合排名；由W3N3>W3N2>W3N1 可知，在较低灌溉水平下，施氮量的增加并不利于加工番茄的种植效益提升；由加工番茄综合效益评价为W2N2>W2N1>W2N3 及V1N2>V1N3>V1N1 可知，适宜的灌溉水平下，中等施氮肥量的水氮耦合效应高于同灌溉水平下的高氮、低氮处理。在W1、V1 下，综合效益评价为W2N2>W2N3，V1N2>V1N3，V1N2>W2N2，由此可知，当灌溉量为4 500 m3·hm-2，施氮量为225 kg·hm-2时综合种植效益最好。

表8 水氮耦合下加工番茄综合效益评价指标Table8 Evaluation index of comprehensive benefit of processed tomatoes treated with sulfur nitrogen

表9 水氮耦合下加工番茄综合效益评价结果Table9 Evaluation of comprehensive benefits of processed tomatoes treated with sulfur nitrogen

3 讨论

加工番茄作为北疆地区的主要经济作物，采用大田滴灌技术可以使其更好地吸收和利用水分，从而节约水资源[44]。本研究结果表明，2017、2018年灌溉量、水氮耦合对加工番茄株高、茎粗的影响均达到显著水平，灌溉量作用效果高于施氮量，过低、过高的灌溉、施氮量均不利于植株的生长发育，这与赵志华等[45]和王振华等[46]的研究结果一致。此外，本研究还发现，2017、2018年灌溉量对花期加工番茄光合指标Pn、Tr、Gs、Ci 影响显著。2017、2018年灌溉量、施氮量、水氮耦合对加工番茄花期光合指标Pn、Tr 影响均显著或极显著。蒸腾作用在植物生长过程中起重要作用[47]，增加灌溉量、施氮量可以提高植物Pn、Tr。2018年施氮量对Gs 影响不显著，这可能是由于2018年加工番茄花期连续阴天有雨(图1)，表明植物可根据自身条件适应周边环境，调整叶片气孔大小，进行光合作用[48]。

加工番茄果实产量及品质至关重要。本研究结果表明，2018年较2017年相同处理的产量有所减少，这可能是因为，在灌溉量、施肥量相同的条件下，2018年加工番茄在花期阴雨天较多，不利于植物的开花坐果，进而导致产量有所减少。本试验结果还表明，合理的水氮耦合不仅可以提高产量、水肥利用率、产投比，而且能得到较好的综合效益。减少灌溉量虽然能在一定程度上提高灌溉水利用效率，但不利于产量的提高，这与张坤等[10]研究不同灌溉量对不同加工番茄产量和品质影响的结果一致。研究表明，过高的施氮量不利于产量的提高及净收入的增长，这与前人研究结果一致[49]；过低的灌溉、施氮量对番茄的增产不利，这与韩丙芳等[50]研究灌溉量、施肥量及其交互作用对产量影响的结果一致；合理的施氮量可以提高番茄红素、可溶性固形物及维生素C 含量，过多的灌溉、施氮量会降低维生素C 含量，这与汤丽玲等[51]的试验结果一致。本试验中，W1 单果重最大，但品质未达到最优，可能是因为在一定程度上增加灌溉量，可以促进植物根系生长，促进光合作用，植物出现贪青晚熟现象，最终影响番茄品质，这与陈秀香等[52]的研究结果一致。本研究还发现，在相同的灌溉水平下，可溶性固形物皆在N2 达到最大值，过高、过低的施氮量均不利于番茄可溶性固形物的积累，可见，合理的水氮耦合可以促进加工番茄果实品质的提高。由加工番茄品质评价结果V1N1>V1N2>V1N3，W3N1>W3N2>W3N3 可知，适宜地增加灌溉、施氮量有助于提高加工番茄果实中的番茄红素、可溶性固形物、糖酸比，进而提高其品质，这与前人研究结果类似[53]。

通过合理施肥可以有效保证农业丰收、节约水肥资源，不合理的大量施肥不仅会导致肥料流失，对农田土壤造成污染[54]，还会引起农产品硝酸盐含量增高、风味改变、营养降低等问题[55]。本试验结果表明，较低的灌溉、施肥量均不利于加工番茄种植的综合评价；适宜的灌溉、施肥量下加工番茄种植的综合效益评价达到最优，水氮耦合效果明显；本试验中，在灌溉量为3 938～4 500 m3·hm-2，施氮量为225 kg·hm-2时，加工番茄的生产效益最高；当灌溉量为4 500 m3·hm-2，施氮量为225 kg·hm-2时，加工番茄的综合效益评价最好。郭彬等[56]指出，当施氮量>225 kg·hm-2时，会对环境造成较大污染。结合综合效益评价认为，本试验条件下，当灌溉量为4 500 m3·hm-2，施氮量为225 kg·hm-2时，加工番茄的综合种植效益最好。

4 结论

本研究表明，加工番茄种植过程中，合理的水氮耦合可以通过作用加工番茄的株高、茎粗达到增产、增收的效果，且影响极显著；增加一定灌溉、施氮量可以提高植株的光合作用，进而提高植物的产量及品质。从产量、品质、经济效益、保护环境、节约水肥资源、可持续发展等因素综合考虑，本试验推荐灌溉量为4 500 m3·hm-2，施肥量N-P2O5-K2O 为225-188-188 kg·hm-2作为北疆地区大田种植加工番茄的灌溉施肥制度，本研究可为北疆农户种植加工番茄提供更加科学的理论支撑。合理的水氮耦合是节水、节肥，增加农民收益的重要途径，由于试验地理位置、试验品种及气候环境等因素的影响，本试验结果不能完全代表新疆地区的灌溉施肥制度，仅适用于北疆地区。若适当增加研究年限，可获得更全面的科学结果。