1、第 3 期 杨小玲等:养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价 257 中国农业气象(Chinese Journal of Agrometeorology)2024 年doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.004 杨小玲,李招,程艳茹,等.养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价J.中国农业气象,2024,45(3):257-267 养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价*杨小玲1,2,3,李 招2,3,程艳茹1,2,3*,修维宁1,刘 阳1,战 博4(1.重庆市农业科学院,重庆 401329;2.农业废弃物资源化利用重
2、庆市重点实验室,重庆 401329;3.农业农村部西南山地智慧农业技术重点实验室(部省共建),重庆 401329;4.重庆市南岸区农业农村委员会,重庆 401336)摘要:以“奶油生菜”为研究对象,将不同量的山崎配方水溶肥溶于工厂化养鱼尾水,配制成混合营养液,进行营养液膜栽培(NFT)水培生菜实验,以期筛选出最佳水肥配比,为实现工厂化养鱼尾水资源化利用提供理论依据。实验设置 5 个处理,分别为 S1(123g 水溶肥+150L 养鱼尾水)、S2(98.4g 水溶肥+150L 养鱼尾水)、S3(73.8g 水溶肥+150L 养鱼尾水)、S4(49.2g 水溶肥+150L 养鱼尾水)、S5(24.
3、6g 水溶肥+150L 养鱼尾水),以 CK(123g 水溶肥+150L 清水)作为对照,探究不同处理对生菜产量和品质的影响。采用基于熵权法的 TOPSIS 综合效益评价模型分析确定最佳水肥配比参数。结果表明,混合营养液能提高生菜对水肥的吸收量,但随水溶肥浓度增加,生菜耗肥量呈先增大后减小的趋势;不同处理下生菜耗水耗肥量均低于 CK 处理,S1S5 处理相比 CK 处理分别节肥 25.01%、19.15%、34.12%、51.89%和 74.10%。混合营养液能有效促进生菜生长,但生菜各项生长指标均随水溶肥浓度上升呈先增大后减少的趋势,S2 处理下生菜产量最高,为1.88kgm2,相比 CK
4、处理增加 15.32%。此外,混合营养液可提高生菜品质,可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先增大后减小的趋势,S2 处理下生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量最高;维生素 C(VC)含量、硝酸盐含量均与水溶肥浓度呈正相关,S1 处理下 VC 含量最高,S1S5 处理下硝酸盐含量均低于 CK 处理。综合效益评价结果表明,S2 处理对生菜的生长最为有利,可以获得较高的产量并兼具较好的品质,为最佳配比,养鱼尾水与水溶肥合理配施后,可显著促进水肥吸收,提高生菜产量和品质,实现作物生产效益最佳。关键词:养殖废水;水肥耦合;生菜水培;产量品质;熵权法;TOPSIS Comprehensive Benefit Evalua
5、tion of Hydroponic Lettuce Planted on Aquaculture Wastewater Mixed with Different Proportions of Water-soluble Fertilizer YANG Xiao-ling1,2,3,LI Zhao2,3,CHENG Yan-ru1,2,3,XIU Wei-ning1,LIU Yang1,ZHAN Bo4(1.Chongqing Academy of Agricultural Sciences,Chongqing 401329,China;2.Chongqing Key Laboratory o
6、f Agricultural Waste Resource Utilization,Chongqing 401329;3.Southwest Mountain Smart Agricultural Technology Key Laboratory(Co-construction by the Ministry and Province),Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Chongqing 401329;4.Chongqing Nan an District Agricultural and Rural Committee,Chongqing
7、 401336)Abstract:The hydroponic lettuce experiment involved the blending of aquaculture wastewater with water-soluble fertilizer,aiming to determine the optimal ratio of water and fertilizer.This study aims to provide a theoretical foundation for effectively utilizing water resources in industrial a
8、quaculture wastewater.In this study,the research focused on cream lettuce as the primary subject.Various quantities of Yamazaki formula water-soluble fertilizer were dissolved in industrial aquaculture wastewater to create a blended nutrient solution.Subsequently,an *收稿日期:20230915 基金项目:国家重点研发计划项目“绿色
9、高效智能水产养殖工厂创制与应用”(2022YFD2001700);2021 年度三峡后续 工作科研项目(5000002021BF50001);重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(cstc2020jscx-tpyzxX0001);重庆市技术创新与应用发展专项“鱼菜共生智能工厂关键技术及装备研发”(CSTB2022TIAD-ZXX0053)*通讯作者:程艳茹,硕士,高级工程师,从事肥水资源化利用及装备研发,E-mail: 第一作者联系方式:杨小玲,E-mail: 中 国 农 业 气 象 第 45 卷 258 experiment utilizing the Nutrient Film Techn
10、ique(NFT)was conducted to investigate its effects.The experiment consisted of five distinct treatments:S1(123g fertilizer+150L wastewater),S2(98.4g fertilizer+150L wastewater),S3(73.8g fertilizer+150L wastewater),S4(49.2g fertilizer+150L water),and S5(24.6g fertilizer+150L water).Additionally,a cont
11、rol group labeled CK(123g fertilizer+150L water)was utilized to examine the impact of different treatments on lettuce yield and quality.The TOPSIS comprehensive benefit evaluation model,based on the entropy weight method,was employed to analyze and ascertain the optimal parameters for the water and
12、fertilizer ratio.The results demonstrated that the mixed nutrient solution effectively enhanced the absorption of water and fertilizer.However,it was observed that as the concentration of fertilizer increased,the lettuces fertilizer consumption exhibited an initial rise followed by a subsequent decl
13、ine.The water and fertilizer consumption of lettuce under the various treatments was lower than that of the CK treatment.Furthermore,the S1-S5 treatments exhibited fertilizer savings of 25.01%,19.15%,34.12%,51.89%,and 74.10%respectively,in comparison to the CK treatment.The mixed nutrient solution p
14、roved to be highly effective in promoting the growth of lettuce.However,it was observed that the growth indicators of lettuce followed a pattern of initial increase and subsequent decrease as the fertilizer concentration increased.Notably,the highest lettuce yield of 1.88 kgm2 was achieved under the
15、 S2 treatment,representing a 15.32%increase compared to the CK treatment.Furthermore,the mixed nutrient solution exhibited a positive impact on improving the quality of lettuce.The contents of soluble sugar and soluble protein in lettuce displayed an initial increase and subsequent decrease,with the
16、 highest levels observed in lettuce treated with S2.The content of vitamin C(VC)and nitrate exhibited a positive correlation with the fertilizer concentration.Specifically,the S1 treatment resulted in the highest VC content,while the nitrate content under the S1-S5 treatments was lower compared to t
17、he CK treatment.The comprehensive benefit evaluation revealed that the S2 treatment was the most favorable for lettuce growth,yielding higher crop output and superior quality.The optimal combination of fish tail water and fertilizer demonstrated significant benefits,enhancing water and fertilizer ab
18、sorption,improving lettuce yield and quality,and maximizing overall crop production efficiency.Key words:Aquaculture wastewater;Water-fertilizer coupling;Hydroponic lettuce;Yield and quality;Entropy method;TOPSIS 中国是水产养殖大国,养殖产量居世界第一1。截至 2021 年底,中国工厂化养殖体积达 7300 万 m3,工厂化水产养殖总产量达 48.9 万 t2。在规模化水产养殖中,投入
19、饵料中一般仅 20%25%的氮和 25%40%的磷被同化34,其余养分随粪便排入水体中,经微生物分解成 NH4+-N、N03-N、N02-N、PO4-P等物质56。这些营养元素速效养分形式,对作物生长发育起直接的营养作用7。因此,采用种养结合模式,探究养鱼尾水的高效利用,是目前的研究热点。Marpaung 等810将养鱼尾水浓缩发酵后配置成液体有机肥,进行马铃薯、甘蓝和红薯大田种植,实验发现,鱼粪能适当提高土壤的有机质含量,促进作物茎叶的生长,提高作物的产量和品质。张伟娟等1113将养鱼尾水添加微量元素,进行水芹、空心菜和生菜水培,实验发现蔬菜水培能净化养殖废水,从而实现达标排放。为提高养鱼尾
20、水的养分浓度并实现达标排放,Rajagopal 等1417利用浓缩+厌氧+人工湿地组合工艺进行蔬菜水培研究,结果表明蔬菜的产量和品质与无机肥种植无异。纵观国内外研究,多是将养鱼尾水浓缩发酵后,直接进行作物种植,而对于养鱼尾水的水肥耦合和混合营养液对水培蔬菜生长的研究较少。本研究将工厂化养鱼尾水与水溶肥进行不同比例混合开展营养液膜栽培(NFT)水培生菜实验,探究不同水肥配比下生菜产量、品质变化规律,并结合熵权法和 TOPSIS 模型确定养鱼尾水与水溶肥的最佳配比,为养鱼尾水的资源化利用提供依据。1 材料与方法 1.1 实验概况 实验于 2021 年 1011 月在重庆现代农业高科技园区研发中心鱼
21、菜共生工厂内进行,位于重庆市九龙坡区白市驿镇(10636E,2945N)。工厂室内光第 3 期 杨小玲等:养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价 259照强度为 55000Lx,昼夜温度范围为 1625。供试的养鱼尾水取自工厂化养殖系统,养殖密度为6080kgm3。鱼菜共生(NFT)栽培系统及流程如图 1 和图 2 所示,由图可见,养殖水经过微滤机和竖流沉淀器过滤后,得到含有鱼粪和食物残渣的部分水体形成养鱼尾水。尾水经过厌氧好氧发酵后,在水培蔬菜区进行养鱼尾水水肥耦合实验。2021 年 10 月 20 日配肥前 1d,取尾水测定其中NH4+-N(纳氏试剂比色法)、NO3-N(水杨
22、酸比色法)、NO2-N(离子色谱法)、TP(钼酸铵分光光度法)、CODcr(标准重铬酸钾滴定法)含量和 EC 值18,结果如表 1 所示。蔬菜水培区由 6 套 NFT 栽培系统组成(图 2)。NFT 栽培系统由营养液桶(150L)、小水泵(2m3h1)、栽培管道(190 株套1)和循环管路组成。水溶肥选择山崎营养液配方,其组成成分如表 2 所示,微量元素按通用配方配制(表 3)。图 1 鱼菜共生系统及养殖尾水循环利用框图 Fig.1 Aquaponics system and wastewater recycling diagram 图 2 鱼菜共生(NFT)栽培系统 Fig.2 Aquapo
23、nics(NFT)hydroponics system 1.2 处理设置 以奶油生菜为研究对象,将不同量的山崎水溶肥与 150L 的养鱼尾水混合,配制成 1 倍(S1)、0.8倍(S2)、0.6 倍(S3)、0.4 倍(S4)和 0.2 倍(S5)的混合营养液。以清水配置 150L 标准山崎营养液为对照处理(CK)。共 6 个处理,每处理 5 次重复,具体见表 4。待生菜长至 4 叶 1 心时,选取长势一致的生菜幼苗定植于 25cm25cm 的 NFT 管道中,每个处理定植 190 株,进行为期 30d 的水培实验。期间,分别在第 14、第 20 和第 25 天更换 1 次营养液,将各处理的
24、EC 值(电导率,mscm1)控制在表 4 显示的范围内,pH 值控制在 5.56.5。1.3 监测指标和计算方法 1.3.1 营养液指标 用 0.001m 刻度尺测量水箱底面积(m2),在生菜生长过程中,每 2d 测定 1 次营养液高度(m);用精度为 1%F.S 的电导率仪(FE30)每 2d 测定 1 次营养液中硝酸盐和 EC 值。水培处理后,分别计算各处理耗水量和耗肥量。(1)耗水量(营养液消耗量)niiii 1VA Hh (1)式中,Vi为营养液的消耗量(m3),Hi为前一次营养液高度(m),hi为本次营养液高度(m),A 为水箱底面积(m2),i 为第 i 次测量(i=1、2、15
25、)。(2)耗肥量(水溶肥消耗量)nii12ii 10(mVAh ECE)CM150EC0.725(2)中 国 农 业 气 象 第 45 卷 260 表 1 养鱼尾水水质概况 Table 1 Aquaponics wastewater quality 水质指标 Water quality index NH4+NO3-N NO2-N TP CODcr EC(mscm1)含量 Content(mgL1)2.58 173.2 5.26 4.06 1208.4 0.725 表 2 标准山崎营养液大量元素配方 Table 2 Yamazaki macroelement liquid formula Ca(
26、NO3)27H2O KNO3 NH4H2PO4 MgSO4 含量 Content(mgL1)236 404 57 123 表 3 标准山崎营养液微量元素配方 Table 3 Microelement nutrient solution formula EDTA-2NaFe H3BO3 MnSO44H2O CuSO45H2O ZnSO47H2O(NH4)6Mo7O244H2O 含量 Content(mgL1)30 2.86 2.13 0.08 0.22 0.02 表 4 各处理水培生菜营养液配制情况 Table 4 Preparation of nutrient solution of hydr
27、oponic lettuce for each treatment 营养液配方及浓度 Nutrient solution formula and concentration 处理Treatment Ca(NO3)2 4H2O(g)KNO3(g)NH4H2PO4(g)MgSO47H2O(g)水溶肥含量Consumption of fertilizers(g)NSC 养鱼尾水Wastewater volume(L)清水 Water volume(L)EC (mscm1)S1 35.40 60.60 8.55 18.45 123.0 1.0 150 0 2.02.3 S2 28.32 48.48 6
28、.84 14.76 98.4 0.8 150 0 1.72.0 S3 21.24 36.36 5.13 11.07 73.8 0.6 150 0 1.41.7 S4 14.16 24.24 3.42 7.38 49.2 0.4 150 0 1.11.4 S5 7.08 12.12 1.71 3.69 24.6 0.2 150 0 0.81.1 CK 35.40 60.60 8.55 18.45 123.0 1.0 0 150 1.51.8 注:NSC 指营养液浓度,为标准山崎营养液的倍数(倍)。Note:NSC is nutrient solution concentration that i
29、s the multiple of standard Yamazaki nutrient solution(multiple).式中,Mi为各处理水溶肥消耗量(g),m 为配肥时水溶肥用量(g),EC0为首次测量值,EC1为上次测量值,EC2为本次测量值。1.3.2 生菜生长指标 水培 30d 后,用五点取样法选取 5 株生菜,用吸水纸吸去植株表面残留的水分,剪刀分离地上部分和根。人工测定生菜叶片数,用精度为 0.01g 天平测定地上部和根鲜重,用 0.1cm 刻度尺测量根长,105杀青 30min 后,置于 75烘箱烘至恒质量后,用 0.001g 天平称量测量地上部和根干重。1.3.3 生菜
30、品质指标 采收时,用五点取样法选取 1kg 生菜鲜样进行破坏性取样,测定生菜的可溶性糖、可溶性蛋白、VC和硝酸盐含量。可溶性糖测定采用蒽酮比色法14,可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G250 染色法13,生菜硝酸盐量测定采用比色法15,VC 采用 2,6二氯酚靛酚滴定法15。1.4 综合效益评价 综合考虑生菜生长指标、品质指标和营养液指标,采用层次分析法(AHP)构建综合效益评价指标体系。采用 L-A-Medal 比率标度法计算各指标主观权重18,通过指标两两之间比较构建判断矩阵,从而确定各层次相应指标的局部权重和最终权重;建立基于熵权的多目标决策评价指标体系,采用熵权法(EWM)19计算各项评价指标
31、的客观权重。最后基于熵权法的 TOPSIS 多目标决策分析方法对不同处理方案下生菜水培开展综合效益评价。(1)比率标度法计算主观权重 基于生长指标、品质指标和营养液指标共 9 项指标,利用标度法对各个指标两两之间比较进行评分,构建判断矩阵,从而得到各个指标的局部权重和最终权重。第 3 期 杨小玲等:养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价 261(2)熵权法计算客观权重 熵权法是通过信息量决定指标权重的一个比较客观的定权方式,能够减少由主观因素决定指标权重时产生的偏差,使结果更加符合实际20。构建初始评价矩阵:本实验共6 组处理设为6 个评价对象,以6 个对象9 个评价指标构建原始
32、矩阵,即 ij mnXx (3)采用极差法对指标值进行标准化处理,使其介于 01 之间。对于叶片数、地上鲜重、地上干重、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素 C 等正向指标,其标准化处理公式为 ijijijijijxminxxmaxxminx,()()()(4)对于叶片硝酸盐含量、营养液消耗量和水溶肥消耗量等负向指标,其标准化处理公式为 ijijijijijmaxxxxmaxxminx,()()()(5)式中,ijx为第 i 个单位的第 j 个指标的原始值,ijx,为经过标准化处理后的第 i 个单位的第 j 个指标。指标信息熵值 ej计算式为 njijiji 1ek(P lnP)(6)式中,nijij
33、iji 1Px/x,k1/ln(n)。je为第j 项指标的信息熵值,值越大,在综合评价中作用越小,其权重越小;反之则权重越大。确定评价指标权重方程为 mjjjj 1(1e/(1e)w(7)(3)权重集化融合 为 准 确 客 观 地 评 价 各 指 标 的 重 要 性,将L-A-Medal比率标度法计算的主观权重和熵权法计算的客观权重进行融合,确定单一指标的最终权重。即 njjjjjj 1R /(8)(4)TOPSIS法确定最优方案 TOPSIS是一种典型的多目标决策分析方法,根据最靠近最优解和最远离最劣解的原则来进行排序21。该方法充分利用了指标数据,其结果能够准确反映各种评估方案之间的差距。
34、根据不同的评价对象选择一定数量的评价指标,选择每个指标的理想值,并计算每个方案与理想值的距离22,即接近度。通过考虑每个评估对象的优缺点来确定最佳解决方案(即优缺点解决方案距离法)。确定正负理想解 1121m11222m21n2nmn12nX(max xx,x,max x,x,x,max x,x,x)(x,x,x),(9)1121m11222m21n2nmn12nX(min xx,x,min xx,x,min xx,x)(x,x,x),(10)计算各指标值与正负理想解的距离 n2ijijj 1dxx()(11)n2ijijj 1dxx()(12)计算评价对象与理想解的贴近程度 iiiidfdd
35、(13)式中,if(0,1),if值越大表示越贴近理想值。1.5 数据处理 采用Microsoft Excel 2019软件进行数据处理及绘图、基于熵权法的各评价指标权重计算,以及基于TOPSIS法的综合评价排序和函数变幅值计算;采用SPSS 22.0进行方差分析,使用LSD法检验差异显著性。2 结果与分析 2.1 不同处理生菜生长过程营养液耗用量比较 由图3和图4可见,随着生菜的生长,累计耗水量和耗肥量逐渐上升,各处理耗水耗肥量差异逐渐增大。在生菜的生长前中期,耗水量增长率较大,而生长后期耗肥量增长率较大,表明生菜生长前中期对水分的需求量相对较大,生长后期对营养的需求量相对较大。在生菜的整个
36、生长期中,S1S5处理下总耗水量和耗肥量随水溶肥浓度的增加呈先增大后减小的趋势,190株处理生菜总耗水量在190.78 中 国 农 业 气 象 第45卷 262 图 3 不同水肥处理下 190 株实验生菜生长过程(30d)中累计耗水量变化过程 Fig.3 Variation of cumulative water consumption during growth(30d)of 190 experimental lettuces treated with different water and fertilizer 图 4 不同水肥处理下 190 株实验生菜生长过程(30d)中累计水溶肥消耗量
37、变化过程 Fig.4 Variation of cumulative fertilizer consumption during growth(30d)of 190 experimental lettuces under different water and fertilizer treatments 753.48L,总耗肥在190.71585.74g。不同处理下生菜耗水耗肥量均低于 CK 处理。其中,S1S5相比CK分别节肥25.01%、19.15%、34.12%、51.89%和74.10%,说明养鱼尾水中适当添加水溶肥能提高生 菜对水肥的吸收量。2.2 不同处理生菜生长比较 以收获时叶片
38、数、地上鲜重、根鲜重、地上干重、根干重、根系长度和根冠比为验证指标,对不同处理下生菜进行比较,结果见表5。由表可见,生菜叶片数、地上鲜重、根鲜重、地上干重、根干重和产量均随着水溶肥浓度上升呈先增大后减少的趋势。其中,S2处理下的叶片数最多,为35片株1,其地上鲜重最大,为99.1g株1,显著高于其它处理。根冠比是指植物地下部分与地上部分的鲜重或干重的比值,其大小反映了植物地下部分与地上部分的相关性24。各处理下根冠比排序为S5S4S3CKS2S1,与根系长度变化趋势一致,均随着水溶肥浓度的升高呈逐渐减小的趋势,这是由于营养液浓度较低时,作物优先将营养用于根系的生长。各处理地上鲜重的排序为S2S
39、1CKS3S4S5,说明混合营养液水溶肥配比在0.8、1倍时,对地上鲜重的增加效果较为明显。各处理植株地上鲜重之和为产量。由表可知,S2处理产量最高,为1.88kgm2,显著高于其它处理,比CK处理(1.63kgm2)超出15.32%;S1处理下产量次之,为1.74kgm2,略高于CK处理;各处理下产量排序为S2S1CKS3S4S5。实验表明当混合营养液水溶肥配比在0.8、1倍时植株发育较好,有较大的鲜重增长量。2.3 不同处理生菜品质比较 实验测定的奶油生菜主要营养品质指标包括可溶性糖、可溶性蛋白、VC和硝酸盐,其中硝酸盐为负向指标,检测结果见表6。由表可知,生菜的可溶 表 5 不同处理生菜
40、生长指标的比较(平均值均方差)Table 5 Comparison of the lettuce quality factors among treatments(mean SD)处理Treatment 叶片数 Leaves 地上鲜重 Fresh weight above ground(gplant1)根鲜重 Fresh root weight(gplant1)地上干重Above-ground dry weight(gplant1)根干重 Dry weight of root(gplant1)根系长度 Root length(cm)根冠比 Root shoot ratio(%)产量 Yield
41、(kgm2)S1 33.661.25b 91.522.54b 10.000.87ab 0.610.07c 4.940.22ab 43.283.81c 0.100.01c 1.740.34abS2 35.000.74a 99.163.71a 11.351.58a 0.710.04a 5.260.42a 56.613.89b 0.110.01c 1.880.27a S3 33.801.58b 54.745.26b 10.540.69b 0.690.01b 4.600.18b 60.522.48a 0.130.02bc 1.620.42b S4 32.240.45b 63.494.90c 7.730
42、.49c 0.630.09c 4.310.23c 61.161.59a 0.140.01b 1.200.35c S5 29.611.25c 43.346.58d 9.601.09b 0.530.03d 3.400.16d 60.002.98a 0.180.03a 0.820.14d CK 32.250.58b 85.984.98b 11.101.35a 0.680.07ab 4.400.24b 43.004.58c 0.130.02bc 1.630.22b 注:小写字母表示处理间在 0.05 水平上的差异显著性。下同。Note:Lowercase indicates the differenc
43、e significance among treatments at 0.05 level.The same as below.第3期 杨小玲等:养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价 263表 6 不同处理生菜品质指标比较 Table 6 Comparison of the lettuce quality factors among different treatments 处理 Treatment 可溶性糖 Soluble sugar(%)可溶性蛋白 Soluble protein(%)VC(mgkg1)硝酸盐(以 NO3 计)Nitrate(count as NO3,mgk
44、g1)S1 1.620.11b 1.390.06ab 25.410.72a 3323.64238.70a S2 1.740.08a 1.440.14a 16.120.81c 2583.08191.25b S3 1.590.04b 1.270.09b 14.740.48c 1993.18135.28c S4 1.370.05c 1.190.12c 12.830.54d 1255.87152.69d S5 1.300.10c 1.140.04c 10.220.29d 730.0768.74e CK 1.610.05b 1.310.08b 19.470.71b 3105.13210.81a 性糖、可
45、溶性蛋白均随着水溶肥浓度上升呈先增大后减少的趋势。与CK相比,S1、S2处理下,奶油生菜可溶性糖含量分别提升了0.01个、0.13个百分点,可溶性蛋白含量分别提升了0.08个、0.13个百分点,其他处理下奶油生菜可溶性糖和可溶性蛋白较CK处理有所下降。VC和硝酸盐含量随水溶肥浓度的增加而增加。S1处理下VC含量较CK处理提升了30.93%,但其他处理下VC含量较CK处理有所下降。S2、S3、S4、S5处理下,负向指标硝酸盐含量较CK处理分别降低了16.8%、35.81%、59.58%和76.49%;S1处理下硝酸盐含量最高,为3323.64mgkg1,高于CK处理,且超出国家安全标准(3000
46、mgkg1)。实验说明适当比例养鱼尾水替代水溶肥进行生菜水培,不但能提高生菜可溶性糖、可溶性蛋白质含量,还能适当降低生菜硝酸盐含量,提高生菜品质。2.4 不同处理生菜生产综合效益评价(1)构建评价指标体系 采用层次分析法(AHP),选取生菜生长指标包括叶片数、地上鲜重和地上干重,生菜品质指标包括可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C和硝酸盐含量,以及生产过程营养液消耗量和水溶肥消耗量,共9项指标,根据各指标间的层次关系,构建综合效益评价指标体系。(2)主观法确定指标权重 采用L-A-Medal比率标度法,对单一指标作两两比较构建判断矩阵,计算各层次相应指标在各目标层中的权重(Wj,j),结果见表7。(
47、3)熵权法确定指标权重 用选取的9项指标构造指标矩阵,建立基于熵权的多目标决策评价指标体系,采用熵权法(EWM)计算各项评价指标的客观权重(j)19,22,结果见表7。(4)两种方法融合确定指标权重 将主观权重和客观权重集化融合确定指标的最终权重(Rj),结果见表7。从表可以看出,生菜各单一营养生长指标对不同生育阶段水肥供应处理所 表 7 判断矩阵和层次分析法(AHP)权重计算结果 Table 7 Calculation results of AHP(analytic hierarchy process)weight based on Judgment Matrix and AHP 生长指标
48、Growth index 品质指标 Quality index 营养液指标 Nutrient solution index 权重 Weight 叶片数Leaves 地上产量AGY 地上干重 AGDW 可溶性糖Soluble sugar 可溶性蛋白Soluble protein VC 硝酸盐Nitrate耗肥量Fertilizer consumption 耗水量 Water consumption Wj 0.248 0.504 0.248 0.145 0.145 0.145 0.564 0.794 0.206 j 0.148 0.301 0.148 0.043 0.043 0.043 0.165
49、 0.088 0.023 j 0.101 0.099 0.098 0.110 0.105 0.132 0.119 0.129 0.107 Rj 0.140 0.276 0.135 0.044 0.042 0.053 0.183 0.106 0.023 注:Wj表示某元素 j 在相应目标层内的权重;j表示该元素在总目标层的最终权值;j表示熵权法确定的客观权重;Rj表示主观权重和客观权重集化融合确定的最终权重。Note:Wj represents the weight of an element j in the corresponding target layer;j represents th
50、e final weight of the element in the overall target layer;j represents the objective weight determined by the entropy weight method;Rj represents the final weight determined by the integration of subjective weight and objective weight.AGY is above-ground yield,AGDW is above-ground dry weight.中 国 农 业
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