基于“3414”施肥方案的二年生桔梗主要性狀的綜合評價

金冬雪，孫 迪，樊桓均，宋子葉，嚴一字*

（1.延邊大學農學院，吉林 延吉 133002；2.海升集團彬縣組培脫毒種苗繁育中心，陜西 彬州 713500）

桔梗［Platycodon grandiflorum（Jacq.）A. DC.］為桔梗科桔梗屬多年生草本植物，是我國傳統道地藥材之一。桔梗具有宣肺、祛痰、鎮咳、消腫等功效［1］。桔梗既是一種藥食同源植物［2］，也是一種觀賞植物，另外，在保健品、化妝品等方面的應用也越來越廣泛。

然而，隨著對桔梗用途的深入研究，對桔梗的需求量也日益增加，野生桔梗資源早已無法滿足當前市場的需求，從而進行了大量的人工栽培。在桔梗人工栽培過程中，由于各地桔梗生產技術標準參差不齊，導致人工栽培條件下桔梗的外觀品質和產量差異較大［3］，造成上等品奇缺，次等品積壓，使桔梗生產者的經濟效益大大降低。因此，如何提高桔梗的產量和品質，是目前桔梗生產中亟待解決的問題。

栽培桔梗的產量和品質，不僅受氣候、土壤等自然因素的影響，還受肥料因素的影響。而氮、磷、鉀作為植物生長的三要素，既可以滿足桔梗對基本營養元素的需求，促進植物正常生長發育，又可以提高植物的產量和品質，實現經濟效益最佳化。但是，就目前桔梗施肥方面的研究而言，與糧食作物相比，研究者甚少，研究不夠深入。廖興國等［4］用盆栽方式進行正交試驗，得出合理施用氮、磷、鉀肥，既可以促進桔梗的生長發育，也可以提高桔梗產量和品質的結論。王靜等［5］采用三因素二次D-飽和最優設計方案，結果表明施用氮、磷、鉀能提高桔梗的產量和總皂苷含量等有效成分的累積。李霞等［6］通過正交設計研究表明：氮、磷、鉀合理配施明顯促進了一年生桔梗生長和產量的提高。王靜等［7］通過在大田采用三因素二次D-飽和最優設計的研究方法，得出合理的氮、磷、鉀配施能顯著提高桔梗產量的結論。王小仲等［8］在貴州省關嶺縣，采用“3414”試驗方案，得出不同肥料種類對桔梗一年生小苗生長和產量有明顯促進作用的結論。張紅燕等［9］研究結果表明有機肥、氮、磷、鉀配施對桔梗有增產作用。王靜等［5］通過氮、磷、鉀三因素二次D-飽和最優設計（310）的研究方法，結果表明施肥是提高栽培藥用植物產量和品質的重要措施。張曉虎等［10］試驗表明合理施肥能夠提高桔梗產量。祝麗香等［11］研究表明氮、磷、鉀的積累對桔梗干物質生產、產量有重要作用。耿慧云［12］研究指出鉀肥對桔梗產量和品質的影響較大。郭鑫年等［13］認為通過施用鉀肥能夠顯著提高水稻產量。

然而前人的研究主要是探討一年生桔梗施肥的方式和施肥的種類對桔梗產量的影響，而氮磷鉀肥對二年生桔梗主要農藝性狀和外觀品質方面的研究卻很少，特別是在北方寒冷地區的研究更少。而在桔梗的外觀品質性狀中，根長和側根數的多少是衡量桔梗外觀品質的重要指標，這主要是因為在桔梗加工過程中，需要進行扒皮處理，而根短、側根數多則扒皮費工、損耗大，影響桔梗的價格，導致經濟效益降低。

因此，本研究擬采用“3414”施肥方案，旨在通過氮磷鉀肥料的不同配比組合，來探討不同氮磷鉀配比對北方寒冷地區桔梗主要農藝性狀的影響，同時進一步研究氮磷鉀配比在桔梗外觀品質和產量上的效應，以確定本試驗范圍內最佳氮磷鉀配比，為今后北方寒冷地區高產優質桔梗栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗在吉林省延吉市延邊大學農學院實驗基地進行，經度129.50，緯度42.88，所在地屬季風性氣候，春季干燥多風，夏季溫熱多雨，秋季涼爽少雨，冬季漫長寒冷。年平均氣溫5.5℃，全年無霜期160 d，年平均降水量為479.0 mm，平均日照為2447.2 h，結冰日164 d。供試土壤類型為黑土，土質為砂土，土壤基礎性狀：有機質為23.64 g/kg，pH值為8.24，全氮為0.58 g/kg，堿解氮為26.6 mg/kg，全磷為12.71 g/kg，有效磷為292.33 mg/kg，全鉀為15.59 g/kg，速效鉀為106.6 mg/kg。

1.2 材料與方法

試驗設計：采用“3414”施肥方案，設氮、磷、鉀3個因素，各因素4個水平，14個處理。3次重復，隨機區組排列。小區面積4.5 m ×16 m =72 m2。試驗方案及氮磷鉀施肥量見表1。

肥料種類及含量：氮肥為尿素（N 46%），磷肥為磷酸二銨（P2O546%，N 18%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 50%）。每個小區肥料按配比混合后，采用條施的方法作為基肥一次性施入。

供試種子為品系延梗0303的種子。于2017年5月初播種，畦寬1 m，長16 m，過道寬0.3 m。播種前先開溝施肥，覆土后再開溝條播，每處理種10行，行距20 cm。待苗高3～4 cm時進行定苗，株距為5 cm，生長期間進行除草和澆水，于2019年9月末收獲進行取樣調查。

表1 桔梗氮磷鉀肥“3414”試驗設計 （g/m2）

1.3 調查的性狀及方法

每個小區在中間兩行連續取10株，并對其主要性狀進行調查。如株高、莖粗、莖葉鮮重、根長、根徑、側根數、單根鮮重、小區產量，測定方法參考金銀蘭［14］的方法。

經濟系數計算方法：

經濟系數 = 經濟產量/生物學產量 = 單根鮮重/（地上部鮮重+單根鮮重）

1.4 數據處理

運用Excel 2007軟件對試驗數據進行整理，應用SPSS 17.0統計軟件進行方差分析、多重比較及隸屬函數法分析。

2 結果與分析

2.1 不同氮磷鉀配比處理對二年生桔梗地上部主要性狀的影響

表2 為二年生桔梗地上部主要性狀的方差分析結果，從表中可知除了莖粗的F值達到顯著水平外，株高和莖葉鮮重的F值均達到極顯著水平。

在株高方面，處理4的株高最大，CK的株高最小；在0.05水平上，處理4、6、13、14的株高均顯著大于CK，其它處理與CK間均不存在顯著差異。在莖粗方面，處理3的莖粗最大，處理7的莖粗最小；在0.05水平上，處理3、9、14的莖粗均顯著大于CK，其它各處理與CK間均不存在顯著差異。在莖葉鮮重方面，處理10的莖葉鮮重最大，CK的莖葉鮮重最小；在0.05水平上，僅有處理2與CK的莖葉鮮重間不存在顯著差異，其他處理均顯著大于CK。

表2 不同氮磷鉀配比處理后的桔梗地上部性狀的F值及多重比較

2.2 不同氮磷鉀配比對二年生桔梗根部主要性狀和經濟系數的影響

不同氮磷鉀配比處理后桔梗根部主要性狀及經濟系數的方差分析及多重比較結果見表3。從表3可知，除了根徑的F值達到了顯著水平外；根長、側根數、單根鮮重、經濟系數的F值均達到了極顯著水平。

在根長方面，處理10的根長最大，CK的根長最小；在0.05水平上，所有處理的根長均顯著大于CK。在根徑方面，處理10的根徑最大，CK的根徑最小；在0.05水平上，處理3、6、7、10的根徑顯著大于CK，其它處理與CK的根徑間均不存在顯著差異。在側根數方面，處理7的側根數最少，處理12的側根數最多；在0.05水平上，處理11、12的側根數顯著大于CK，處理6、7、10顯著小于CK，其它處理與CK間均不存在顯著差異。在單根鮮重方面，處理10的單根鮮重最大，處理6次之，CK最小；在0.05水平上，處理3、4、8、9、12與CK的單根鮮重間均不存在顯著差異，其它各處理的單根鮮重均大于CK，特別是處理6和處理10表現突出。

在經濟系數方面，處理2的經濟系數最高，處理9的經濟系數最低；在0.05水平上，只有處理4、8、9、10和14的經濟系數顯著小于CK，其它處理與CK無顯著差異。

2.3 不同氮磷鉀配比處理后二年生桔梗主要性狀的隸屬函數值分析

根據以上試驗結果，采用隸屬函數法對數據進行分析（表4），以期綜合評價“3414”施肥方案處理后的二年生桔梗主要性狀。將對桔梗的產量和外觀品質影響較大的株高、根長、根徑、單根鮮重、經濟系數等性狀的平均數值換算成隸屬函數值，然后計算各性狀的平均隸屬函數值作為綜合評定標準。其中根長、根徑、單根鮮重、經濟系數采用隸屬函數值，株高和側根數采用反隸屬函數值。從表4可知，平均隸屬函數值由高到低的順序為：N2P2K3>N2P2K2>N2P3K2>N0P2K2>N2P1K2>N1P2K2>N3P2K2>N1P1K2>N2P2K1>N1P2K1>N2P2K0>N0P0K0>N2P0K2>N2P1K1。

除了處理4之外，鉀肥用量高（2水平和3水平）的處理，如處理10、6、7、2、5、3、11、14的平均隸屬函數值均較高，排在前8位，而鉀肥用量低的處理排位靠后；除了處理5之外，磷肥和鉀肥用量高（2水平和3水平）的處理，如處理10、6、7、2、3、11的平均隸屬函數值均較高，排在前7位，而排在第7位的處理氮肥的用量是最高（3水平）的；而排在前3位的氮肥用量也較高。說明在氮磷鉀肥用量均高時，有關桔梗產量和外觀品質的性狀表現優異，特別是多施用磷鉀肥可提高桔梗的產量和外觀品質。

表3 不同氮磷鉀配比處理后的桔梗根部性狀及經濟系數的F值與多重比較

表4 不同氮磷鉀肥配比處理后桔梗主要性狀的隸屬函數值

3 討論

施肥是植物生產的重要措施，合理施肥既能夠促進其生長發育，又能提高產量。通過氮磷鉀三因素的肥料配比試驗，14種氮磷鉀配比組合處理后二年生桔梗的株高、莖粗、莖葉鮮重與CK均存在較大差異，而根部與產量和外觀品質有關的性狀也明顯好于CK，其表現為根部的根長較長、根徑較大、側根數較少、單根鮮重較大。這與孫迪［15］的研究結果相似，但其與本研究采用的種子和土壤條件不同。本研究的土壤為沙土，且比較瘠薄。因此認為，在不同土壤條件下，桔梗的大田種植，離不開一定量的氮磷鉀三大營養元素，應該重視氮磷鉀肥的合理配施，特別是增加磷鉀肥的用量，不僅能提高桔梗產量，而且能改善其外觀品質。

4 結論

（1）14種不同氮磷鉀肥配比處理后，桔梗的株高、莖粗、莖葉鮮重、根長、根徑、側根數、單根鮮重、經濟系數與N0P0K0相比存在較大差異，且施肥處理的綜合表現好于N0P0K0。

（2）通過隸屬函數法對14種不同氮磷鉀肥配比處理進行綜合評價可得出結果：由高到低的順序為N2P2K3>N2P2K2>N2P3K2>N0P2K2>N2P1K2>N1P2K2>N3P2K2>N1P1K2>N2P2K1>N1P2K1>N2P2K0>N0P0K0>N2P0K2>N2P1K1。

（3）在14種不同氮磷鉀肥料配比處理中，處理N2P2K3（N 8.8 g/m2、P2O517.4 g/m2、K2O 45 g/m2）和處理N2P2K2（N 8.8 g/m2、P2O517.4 g/m2、K2O 30 g/m2）的綜合表現最好。

（4）在本研究范圍內，多施肥有助于提高桔梗的產量和外觀品質，特別要多施磷鉀肥效果更佳。