基于EWM-TOPSIS-AISM模型对不同氮肥施用量下盐碱地玉米材料生产与氮素利用的全面评价

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Comprehensive Evaluation of Maize Material Production and Nitrogen Utilization in Saline-Alkali Land Under Different Nitrogen Application Levels Based on EWM-TOPSIS-AISM Models

盐碱地玉米氮肥优化研究：基于干物质积累与氮利用效率的耦合机制分析，采用DK815和Xianyu 1225两个品种，在0、150、225、300 kg N/ha四个梯度下，通过EWM-TOPSIS-AISM模型评估表明，225-300 kg N/ha（尤其DK815品种）显著提升产量（79.78%-118.48%）和氮利用效率（NUE），干物质积累速率（Vmax）和分配时效（Tmax）达到最优，建议盐碱区推广该配比。

　　

摘要

宁夏黄河灌溉区的盐碱土上的玉米生产面临着产量低和氮利用效率低的挑战。本研究旨在阐明在盐碱胁迫下，玉米的干物质积累、氮（N）利用和产量形成之间的耦合机制，并确定最佳的氮肥施用量和品种。实验采用两年分割区田间试验设计，使用两个玉米品种（‘DK815’ [DK] 和 ‘Xianyu 1225’ [XY]），设置了四个氮肥水平（N1：0，N2：150，N3：225，N4：300 kg N ha?1）。测量了干物质、氮积累动态、产量构成成分以及氮利用效率指标。研究采用了一种综合模型，该模型结合了熵权重方法（EWM）、基于理想解的排序偏好技术（TOPSIS）和对抗性解释结构模型（AISM）来评估整体表现。氮肥施用是提高盐碱土上玉米生产力的关键因素。N3–N4处理显著增加了总干物质和氮的积累量，优化了积累动态，使得最大积累速率（Vmax）更高，最大积累速率出现的时间（Tmax）更早，并改善了同化产物的向籽粒的转运和分配。与N1处理相比，N3–N4处理使产量分别提高了79.78%–97.82%（DK品种）和113.00%–118.48%（XY品种）。此外，随着氮肥施用量的增加，氮肥的部分因子生产力（PFP）下降，而氮回收效率（RE）和氮利用效率（NUE）均呈上升趋势。EWM-TOPSIS评估结果一致表明，对于两种品种而言，处理效果排序为N4 > N3 > N2 > N1，其中DK815品种在N4处理下的表现通常优于XYN4品种。AISM分析揭示了多级层次结构，并将DK815品种的N4处理组合置于最高层次。总体而言，在所研究的盐碱条件下，对于耐盐性更强的DK815品种而言，每公顷施用300公斤氮肥是实现最高产量和最佳系统生产力的最佳策略。