基于产量品质及水肥利用率的袋培辣椒水肥耦合方案

为探究水肥耦合对袋培辣椒产量、果实品质、水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)和肥料利用率(Fertilizer Use Efficiency,FUE)的影响,构建袋培辣椒水肥精准化管理模式,该研究以‘博陇(37-94)Bolon RZ F1’辣椒为对象,设3种灌溉水平(基质相对含水量70%~75%(W1)、55%~60%(W2)和40%~45%(W3))、3个营养液浓度水平(设置150%(F1)、100%(F2)、80%(F3)标准山崎辣椒营养液浓度)和2个营养液供应量(正常供应、减量供应(每次辣椒采收前6 d营养液减量40%供应))三因素耦合,共18个处理,分析各因子及其耦合效应,建立综合评价辣椒产量、WUE、FUE及果实综合品质的多目标优化模型,并利用遗传算法多目标优化法对该模型进行寻优。结果表明:灌溉量和营养液浓度单因子及其耦合效应均对辣椒产量、WUE和FUE有显著性影响,产量、WUE和FUE均随灌溉量和营养液浓度的增加先增加后降低;利用Topsis法对各处理的果实品质进行综合评价,营养液减量供应可在维持产量和WUE较高的基础上,显著提高辣椒果实综合品质和FUE;营养液减量供应下W2F2处理的辣椒产量、WUE和FUE最高,营养液减量供应下W2F1处理果实综合品质最好。遗传算法多目标优化法寻优表明营养液减量供应结合W2F2处理效果最佳。该试验条件下,高产优质的袋培辣椒水肥耦合方案为:通过灌溉将基质相对含水量控制在55%~60%,施用100%浓度的标准山崎辣椒营养液,且每次辣椒采收前6 d营养液减量40%供应。该模式下的辣椒产量达到87930.52 kg/hm^2,果实品质综合评价贴合度达到0.742,WUE和FUE分别达到41.14 kg/m^3和38.83%,此结果可为辣椒高产优质且水肥科学管理提供指导依据。