隴中旱作區板藍根“3414”優化栽培施肥模式研究

關鍵詞：板藍根；“3414\"試驗設計；施肥量；產量；質量；隴中旱作區

中圖分類號：S567.2 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（2025）06-0543-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2025.06.009

Study on Optimized Cultivation and Fertilization Model of Radix Isatidis Based on '3414'Design in Dryland Areasof Central Gansu

YANG Weijing1，WANG Xingzheng1， PAN Xia2， LING Peng1，WEN Yinhua’，LIU Kun'， WANG Panpan'， LIU Quanliang1，HAN Tianpeng 3 （1.Dingxi Academyof Agricultural Sciences，DingxiGansu 743OOo，China; 2.The Testing CentreforDrug of Dingxi， DingxiGansu743ooo，China;3.Chankou ForestFarm Experimental Station，DingxiGansu 743ooo，China）

Abstract：Inorder toexploretheefectsofoptimizedcultivationandfertilizationmodelsontheyield，quality，andeconomic benefitsofRadixIsatidisiedyandareaofntralGansu，te'3414'expimentaldsignsoptdwithtrogn，spos， andpotassiumasmainefectivefactorstoestablishanoptimalfertilizationscheme.Resultsshowedthatfertlizationmodels significantlyetedgrooicaactes，ldntealualityndooicefiteltingurntactoorield and economic return followed the order Ngt;Pgt;K .Amongall treatments，the highest average yield （1O 765.41kg/ha） was obtained with application rates of N 217.08 kg/ha， P₂0₅ 119.87 kg/ha，and K2O 57.27 kg/ha-an increase of 55.3% compared to the control （no fertilizer）.Thesame treatmentalsoachievedthehighesteconomicreturn，withavalueoutputof43O61.64Yuan/haandneicome increaseof1313.51Yuanhacomparedtothecontrol.Underoptimizedfertlization，the（R，S）-goitrincontentofRadixIsatidis generallymetorexceded thestandardsof thePharmacopoeiaofthePeople'sRepublicofChina.Atemaryquadraticequation predictedthatthemaximumfertilizationrateforhighestyield（1O76582kg/ha）wouldbeN323.39g/ha，PO5115.7kg/aand K2O77.71 kg/ha.The optimal fertilization rate wasN 239.96 kg/ha， P₂0₅ 78.43kg/ha，and K2O 44.58 kg/ha，yielding10 388.07kg/ haItisrecommendedtatthisoptialfrtilizationmodelbeadoptedforstandardizedproductionofRdixIsatidisinenalGansu's dryland region.

Key Words：Radix Isatidis;'3414' experimental design; Fertilizationrate; Yield; Quality; Central Gansudrylandarea

板藍根為十字花科植物菘藍（IsatisindigoticaFort.）的干燥根[1-2]，主要含有生物堿類、黃酮類、有機酸類、甾醇類、氨基酸、堿基及核苷類、蒽醌、香豆素等多種化合物，具有清熱解毒，涼血利咽的功效［2-4]。板藍根是甘肅省定西市的大宗藥材之一，目前當地對板藍根的研究主要集中于普通栽培技術和一般藥理藥性研究，對其需肥規律和優化施肥模式的研究較少。相關研究表明，板藍根追加肥料以氮肥為主，出苗30d后實施首輪追肥，中期追肥在板藍根生長 60～70d 時進行，第3輪追肥則應在開花前進行；噴施葉面肥可有效提高產量，增加經濟效益[5-6]。

“3414\"研究方案是農業農村部測土配方施肥技術規范推薦采用的方案設計，是獲得作物最佳施肥比例、施肥量、施肥方法、質量控制的新型試驗方案[7-9]。為了探索氮磷鉀肥對隴中旱作區板藍根生產的影響，本研究采用“3414”方案探究了不同施肥組合對板藍根生長方面的效應，以期提高板藍根生產的科學施肥水平、藥材產量、藥材質量、經濟效益等綜合指標，為隴中旱作區板藍根科學栽培提供技術支撐。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2024年在甘肅省定西市農業科學研究院安定區西川試驗基地進行。當地海拔 1890m 年平均氣溫 7% ，降水量 480mm ，日照充足，溫差較大。試驗地土層深厚，土壤類型為黃綿土，土質疏松。耕層 20cm 土壤含有機質 13.04g/kg 、全氮 1.05g/kg 、全磷 0.68g/kg 、全鉀 28.70g/kg 水解氮 78.0mg/kg 、速效磷 25.0mg/kg 、速效鉀201.0mg/kg ， pH8.1 。

1.2供試材料與儀器

供試氮肥為尿素（含 N46% ），磷肥為普通過磷酸鈣（含 P₂O₅16% ，鉀肥為硫酸鉀（含 K₂O52% ）。指示板藍根品種為定藍2號，由定西市農業科學研究院提供。試驗用儀器主要有GZC-GF-MBS型電熱鼓風干燥箱（上海躍進醫療器械有限公司），SX-2.5-10型箱式電阻爐（北京中興偉業儀器有限公司），HH-S6型雙列六孔水浴鍋（北京科偉永興儀器有限公司），LC-20A型高效液相色譜儀、AUW220D型電子分析天平（日本島津公司）。

1.3 試驗方法

試驗采用“3414\"最優完全設計方案，即肥料為氮、磷、鉀3個因素，施肥為0、1、2、3四個水平，即0水平指不施肥，2水平指當地習慣施肥量（施 N217.08kg/hm² ！ P₂O₅119.87kg/hm² ： K₂0 57.27kg/hm² ，1水平 ⁼² 水平 ×0.5 ，3水平 =2 水平 ×1.5 。試驗共設14個處理（見表1），每處理3次重復，小區面積 15m²（3m×5m） 。試驗供試肥料均按設計標準用量以小區為單位在播種前均勻撒于地表，作為基肥結合整地一次性翻入土中。平整地面后按行距 30cm 、株距 10cm 于4月上旬播種。

1.4 測定項目與方法

2022年11月上旬按小區及時分別收獲并測定產量。采挖時按小區統計板藍根根腐病發病情況并計算板藍根根腐病發病率，計算方法為全小區內發病的株數占小區總株數的比值。本研究采用2020版《中華人民共和國藥典》規定的板藍根質量標準測定板藍根有效成分[1]

1.5 數據分析

采用SPSS19.0軟件對試驗數據進行分析，試驗圖表繪制采用Excel2003軟件進行。

2 結果與分析

2.1不同施肥處理對板藍根主要農藝性狀的影響從表2可以看出，株高以處理 N₂P₂K₂ 最高，為 29.5cm ，較空白處理 N₀P₀K₀ 高 10.0cm ；處理N₂P₀K₂ 最矮，為 14.2cm ，較空白處理 N₀P₀K₀ 矮5.3cm 。冠幅以空白處理 |N₀P₀K₀ 最大，為 48.5cm ；處理N₂P₀K₂ 最小，為 28.1cm ，較空白處理 N₀P₀K₀ 減小20.4cm 。葉片數以處理 N₀P₂K₂ 最多，為41.5片，較空白處理 N₀P₀K₀ 多10.5片；處理 N₂P₂K₀ 最少，為18.0片，較空白處理 N₀P₀K₀ 少13.0片。主根長以處理 N₁P₁K₂ 最長，為 30.48mm ，較空白處理N₀P₀K₀ 長 6.68mm ；處理 N₁P₁K₂ 最短，為18.45mm ，較空白處理 N₀P₀K₀ 短 5.35mm 。蘆頭徑粗以處理 N₁P₂K₁ 最粗，為 15.10mm ，較空白處理N₀P₀K₀ 粗 1.63mm ；處理 N₁P₁K₂ 最細，為9.00mm ，較空白處理 N₀P₀K₀ 細 4.47mm 。側根數以處理 N₃P₂K₂ 、 N₂P₁K_i 最多，均為2.4條，均較空白處理 N₀P₀K₀ 多1.3條；處理 N₂P₂K₂ 最少，為0.7條，較空白處理 N₀P₀K₀ 少0.4條。處理 N₂P₀K₂ 、N₂P₂K₁ 、 N₁P₂K₁ 的主根長和蘆頭徑粗均高于空白處理 N₀P₀K₀ ，說明這3個處理條件下所生產的板藍根商品性尚佳；處理 N₂P₂K₂ 、 N₂P₂K₁ 的側根數均少于空白處理 N₀P₀K₀ ，說明這2個處理條件下所生產的板藍根外觀好。由此認為，處理 N₂P₂K₁ 條件下生產的板藍根商品性尚佳、外觀好。

2.2不同施肥處理對板藍根產量的影響

確定施肥量必須考慮土壤肥力對作物產量的影響，從表3可以看出，空白處理 N₀P₀K₀ 條件下板藍根產量是全肥處理 N₂P₂K₂ （施 N217.08kg/hm² P₂O₅ 119.87kg/hm² 、 K₂O 57.27kg/hm²） 時產量的64.4% ；無氮處理 N₀P₂K₂ （施 P₂O₅119.87kg/hm²， K₂O57.27kg/hm²） 的板藍根產量是全肥處理 N₂P₂K₂ 的 68.7% ，無磷處理 N₂P₀K₂ （施 N217.08kg/hm² 、K₂O57.27kg/hm² ）的板藍根產量是全肥處理 N₂P₂K₂ 的 73.7% ，無鉀處理 N₂P₂K₀ （施 N217.08kg/hm². P₂O₅119.87kg/hm²） 的板藍根產量是全肥處理N₂P₂K₂ 的 76.5% 。由于無氮處理較全肥處理減產幅度最大，而無磷處理、無鉀處理較全肥處理減產幅度相對較小，說明試驗地土壤肥力中等偏下，土壤中氮含量為中等偏下水平，而磷、鉀含量為中等偏上水平。

各施肥處理的板藍根產量均高于空白處理N₀P₀K₀ ，其中以全肥處理 N₂P₂K₂ 增產效果最好，折合產量為 10 765.41kg/hm² ，較空白處理 N₀P₀K₀ 增產 55.3% ，增產差異極顯著；處理 N₃P₂K₂ 次之，折合產量為 10418.66kg/hm² ，較空白處理 N₀P₀K₀ 增產 50.3% ，增產差異極顯著；處理 N₂P₂K₁ 居第3位，折合產量為 10 265.33kg/hm² ，較空白處理N₀P₀K₀ 增產 48.1% ，增產差異極顯著；處理 N₂P₂K₃ 居第4位，折合產量為 10 131.72kg/hm² ，較空白處理 N₀P₀K₀ 增產 46.2% ，增產差異極顯著；其余處理較空白處理 N₀P₀K₀ 增產 6.7%～43.3% ，除處理N₀P₂K₂ 較空白處理 N₀P₀K₀ 增產差異顯著外，其他處理較空白處理 N₀P₀K₀ 增產差異均極顯著。無氮處理 N₀P₂K₂ 較最高產量處理 N₂P₂K₂ 減產 31.3% ，無磷處理 N₂P₀K₂ 較最高產量處理 N₂P₂K₂ 減產26.3% ，無鉀處理 N₂P₂K₀ 較最高產量處理 N₂P₂K₂ 減產 23.5% ，說明限制板藍根產量的主要養分因子是Ngt;Pgt;K ，即以氮肥增產效果最佳，其次是磷肥，鉀肥最小。氮、磷、鉀缺素處理（ N₀P₂K₂ 、 N₂P₀K₂. N₂P₂K₀. ）較空白處理 N₀P₀K₀ 分別增產 6.7%，14.4% 、18.7% ，即無鉀處理 N₂P₂K₀ 產量最高，無磷處理N₂P₀K₂ 次之，無氮處理 N₀P₂K₂ 產量最低，說明常量施用2種肥料時對板藍根產量的影響因素由大到小依次為NP、NK、PK。

2.3不同施肥處理對板藍根經濟效益的影響

從表3可以看出，各施肥處理經濟效益較空白處理 N₀P₀K₀ 均有較大提高，其中以處理 N₂P₂K₂ 的產值最高，達43061.64元 /hm² ，較空白處理N₀P₀K₀ 增加純收人13500.52元 /hm² ；處理 N₃P₂K₂ 次之，產值為41674.64元 /hm² ，較空白處理N₀P₀K₀ 增加純收入11759.65元 /hm² ；處理 |N₂P₂K₁ 居第3位，產值為41061.32元 /hm² ，較空白處理N₀P₀K₀ 增加純收入11762.83元 /hm² ；處理 N₂P₂K₃ 居第4位，產值為40526.88元 /hm² ，較空白處理N₀P₀K₀ 增加純收人10703.13元 /hm² ；其余處理較空白處理 N₀P₀K₀ 增加純收入為 741.84～10465.53 元 /hm² 。同時還可以看出，無氮處理 N₀P₂K₂ 、無磷處理 N₂P₀K₂ 、無鉀處理 N₂P₂K₀ 較最高收益處理N₂P₂K₂ 的純收入分別降低 94.5% 、 79.4% 、 71.1% ，高氮處理 N₃P₂K₂ 、高磷處理 N₂P₃K₂ 、高鉀處理N₂P₂K₃ 較最高收益處理 N₂P₂K₂ 的純收入分別降低了12.8% 7 68.3% ！ 20.7% 。綜合考慮認為，影響收益的施肥因素為 Ngt;Pgt;K ，經濟效益最佳的處理為N₂P₂K_2° （204號

2.4肥料效應模型和最佳施肥量

將14個處理的板藍根產量與對應氮、磷、鉀施用量的結果采用回歸方法分析，得出產量與肥料之間的三元二次擬合方程為：

Y=456.3447+6.2597X₁+5.1652X₂-0.8788X₃- （2號 0.120 5X₁ ²-0.102 4X₂ ²-0.432 06X₃ ²+0.009 3X₁X₂+ 0.2125X₁X₃+0.1984X₂X₃（R²=0.9369） 式中， Y 為板藍根產量， X₁ 為N施用量， X₂ 為P₂O₅ 施用量， X₃ 為 K₂O 施用量。

經對回歸方程進行顯著性檢測，差異達顯著水平（ ?lt;0.05 ），說明回歸方程擬合較好，表明板藍根產量與氮、磷、鉀施用量之間有顯著的回歸關系，可以用該回歸方程確定 N ： P₂O₅ 、 K₂O 的最大施量和最佳施量。對該方程偏導求解得到，最大施肥量為 N323.39kg/hm² 7 P₂O₅115.77kg/hm²? （202K₂O77.71kg/hm² ，該水平下板藍根產量最高，為10 765.82kg/hm² ；最佳施肥量為 N239.96kg/hm². ，P₂O₅78.43kg/hm² 、 K₂O44.58kg/hm² ，該水平下板藍根產量為 10 388.07kg/hm²

2.5 單種肥料效應分析

2.5.1施氮效應分析在 P₂O₅ 、 K₂O 施用量固定的情況下，對不同施氮處理進行回歸分析，擬合氮肥 （X₁） 效應，得出N施用量的一元二次回歸模型，對一元二次回歸方程進行方差分析，經 F 檢驗中所得 F 值大于 F_0.05 ，說明單位面積產量與N單因子施用量間有顯著回歸關系。對N施用量和板藍根產量的關系做散點圖，擬合一元二次曲線（圖1）。從圖1可以看出，在 P₂O₅ 、 K₂O 施用量都處于2水平時，板藍根的產量隨施N量的增加呈先增加后減少的趨勢。通過回歸分析得出試驗最高施N量為 243.50kg/hm² ，該條件下產量為10815.00kg/hm² ；最佳施N量為 228.11kg/hm² ，該條件下產量為 10801.50kg/hm² 。

2.5.2施磷效應分析在N、 K₂O 施用量固定的情況下，對不同施磷處理進行回歸分析，擬合磷肥（X₂） 效應，得出 P₂O₅ 施用量的一元二次回歸模型，對一元二次回歸方程進行方差分析，經 F 檢驗中所得 F 值大于 F_0.05 ，說明單位面積產量與 P₂O₅ 單因子施用量間有顯著回歸關系。對 P₂O₅ 施用量同板藍根產量的關系做散點圖，擬合一元二次曲線（圖2）。從圖2可以看出，在N、 K₂O 肥施用量都處于2水平時，隨著 P₂O₅ 施用量的增加，產量也隨著增加。但這種增加不是無限的，在 P₂O₅ 施用量達到2水平時產量達到最高，之后增施 P₂O₅ 施用量反而導致產量下降，因此要適量施用 P₂O₅ 門通過回歸分析得出， P₂O₅ 最高施用量為73.08kg/hm² ，該條件下產量為 10636.50kg/hm² ： P₂O₅ 最佳施用量為 63.13kg/hm² ，該條件下產量為10585.50kg/hm² 。

2.5.3施鉀效應分析在N、 P₂O₅ 施用量固定的情況下，對不同施鉀處理進行回歸分析，擬合鉀肥 （X₃） 效應，得出 K₂O 施用量的一元二次回歸模型。對一元二次回歸方程進行方差分析，經 F 檢驗中所得 F 值大于 F_0.05 ，說明單位面積產量與 K₂O 單因子施用量間有顯著回歸關系。對 K₂O 施用量同板藍根產量的關系做散點圖，擬合一元二次曲線（圖3）。從圖3可以看出，在 N 、 P₂O₅ 施用量都處于2水平時，隨著 K₂O 施用量的增加，產量也隨著增加，但這種增加不是無限的，在 K₂O 施用量達到2水平時產量達到最高，之后增施 K₂O 反而產量下降，因此要適量施用 K₂O 。通過回歸分析得出 K₂O 最高施用量為 56.30kg/hm² ，該條件下產量為 10833.00kg/hm² ； K₂O 最佳施用量為50.44kg/hm² ，該條件下產量為 10806.00kg/hm² 。

2.6不同施肥處理對板藍根根腐病發病率的影響

由表4可見，由于施肥量不盡相同，各處理板藍根根腐病的發病率也有差異，但各施肥處理的板藍根根腐病發病率均低于空白處理 N₀P₀K₀ 這表明不同氮磷鉀配施具有提高板藍根抗病性的效果。隨著氮肥用量的增加，板藍根根腐病發病率逐漸提高，抗病性相應減弱。不施磷肥時根腐病發病率較高，施用磷肥各處理的根腐病發病率均小于不施磷肥處理，表明增施磷肥可提高板藍根根腐病的抗病性，而在一定范圍內施用鉀肥也可提高板藍根根腐病的抗病性。

2.7不同施肥處理對板藍根品質的影響

根據2020版《中華人民共和國藥典》以（R，S）-告依春作為評價板藍根質量的主要依據[1]。由表5可知，處理 N₂P₀K₂ （R，S）-告依春含量最高，達0.067% ，極顯著高于2020版《中華人民共和國藥典》規定標準 （gt;0.020% ）；處理 N₂P₂K₀ 含量最低，只有 0.019% ，低于2020版《中華人民共和國藥典》規定標準；其余處理介于 0.021%～0.039% ，均達2020版《中華人民共和國藥典》規定標準。在N施用量處于1水平（ 108.54kg/hm² ）、 P₂O₅ 施用量處于2水平 119.87kg/hm² 條件下，當 K₂O 施用量處于1水平 28.63kg/hm² 時（R，S）-告依春含量為《中華人民共和國藥典》規定含量的1.60倍； K₂O 施用量處于2水平 （57.27kg/hm² 時（R，S）-告依春含量為《中華人民共和國藥典》規定含量的1.95倍。當P₂O₅ 、 K₂O 施用量均處于2水平（ P₂O₅119.87 kg/hm² 、 K₂O57.27kg/hm² 時，板藍根中（R，S）-告依春含量隨著N施用量的增加呈現先增加后減少的趨勢，這可能與次生代謝物的合成與調控有關。除處理 N₂P₂K₀ 外，其余各處理（R，S）-告依春含量均達《中華人民共和國藥典》規定標準。

從表5還可以看出，各施肥處理板藍根的一、二級品出成率均高于空白處理 N₀P₀K₀ ，表明合理施肥可提高板藍根的成藥等級，且板藍根一、二級品出成率隨著N施用量的增加而提高。其中以處理 N₃P₂K₂ 的一、二級品出成率最高，為 84.0% ，較空白處理 N₀P₀K₀ 增加42.9個百分點；處理N₂P₂K₃ 次之，為 82.0% ，較空白處理 N₀P₀K₀ 增加40.9個百分點。處理 N₂P₂K₀ 、 N₂P₂K₂ 板藍根一、二級品出成率較高，分別為 79.8% 、 79.2% ，較空白處理 N₀P₀K₀ 分別增加38.7、38.1個百分點。

3討論與結論

氮、磷、鉀是作物生長發育不可缺少的營養元素，對作物生長發育以及產量和品質的形成有顯著影響［10-12]。試驗結果表明，施肥提高了板藍根產量，限制板藍根產量和經濟效益的主要養分因子的作用由大到小依次為N、P、K，氮肥增產效應最為明顯，磷肥次之，鉀肥較差。這可能是因為氮是磷脂、蛋白質、核酸的主要組成成分，而這些物質又是細胞膜、原生質和細胞核的重要組成成分；酶和許多輔酶、輔基中都有氮素的參與；氮是植物激素的成分；氮也是葉綠素的主要成分等原因導致，因此氮素的多寡會直接影響植物的生長和發育[i3]。當其他2種肥料用量一定時，單施氮、磷、鉀肥表現出產量和效益在一定范圍內隨著肥料施用量的增加而提高，超過范圍則降低，呈現出拋物線關系，符合“報酬遞減律學說”[14]。磷、鉀之間的交互效應明顯，其中一種肥料施用量的增加都會提高另一種肥料的肥效。單種肥料效應分析結果表明，氮肥、磷肥、鉀肥三種肥料擬合得出的3個一元二次方程均為顯著水平，這表明氮肥、磷肥、鉀肥合理施用可以有效增加板藍根產量，而且隨施肥量的增加板藍根產量呈現先增加后減少的趨勢，同樣符合“報酬遞減律學說”[14]

在板藍根大田種植過程中存在地勢起伏、地力不均、施肥不勻等無法掌控因素，因此在考慮施肥量時，應當進行綜合考量。“3414”肥效試驗得出的三元二次肥料效應函數相對于3個單因素一元二次肥料效應函數綜合分析結果更強，更加全面。本研究經三元二次方程擬合，預測最大施肥量為 N323.39kg/hm² 、 P₂O₅115.77kg/hm² 、 K₂O77.71 kg/hm² ，該水平下板藍根產量最高，為10765.82kg/hm² ；最佳施肥量為 N239.96kg/hm² 、 P₂O₅78.43 kg/hm² 、 K₂O44.58kg/hm² ，該水平下板藍根產量為10 388.07kg/hm² 。利用一元二次肥料回歸方程估算得出，施 P₂O₅ 119.87kg/hm². 二 K₂O57.27kg/hm² 時，最高施N量為 243.50kg/hm² ，該條件下產量為 10815.00kg/hm² ；最佳施N量為 228.11kg/hm² 該條件下產量為 10 801.50kg/hm² 。施N217.08kg/hm² 、 K₂O57.27kg/hm² 時， P₂O₅ 最高施用量為73.08kg/hm² ，該條件下產量為 10 636.50kg/hm² P₂O₅ 最佳施用量為 63.13kg/hm² ，該條件下產量為10585.50kg/hm² 。施 N217.08kg/hm² 、 P₂O₅119.87 kg/hm² 時， K₂O 最高施用量為 56.30kg/hm² ，該條件下產量為 10 833.00kg/hm² ； K₂O 最佳施用量為50.44kg/hm² ，該條件下產量為 10 806.00kg/hm² 。經過綜合分析與評價，采用三元二次優化施肥模式預測結果更加有利于實際生產。

中藥材栽培不僅要追求產量，還要重視有效成分的含量。有效成分的含量不但是藥用植物栽培的重要組成部分，也影響著成藥的藥效和經濟效益，在生產中要十分重視。本研究結果表明，施 N217.08kg/hm² 、 K₂O 57.27kg/hm² 的處理（R，S）-告依春含量最高，為 0.067% ，是《中華人民共和國藥典》規定含量的3.35倍。

綜上所述，氮磷鉀配施優化施肥模式對板藍根產量、質量、抗病性、經濟效益等均為正效應，有助于降低板藍根根腐病發病率，提高板藍根的品質。根據不同施肥模式對產量、質量、抗病性和經濟效益的影響程度，推薦隴中旱作區板藍根優化栽培的最佳施肥模式為施 N239.96kg/hm² 、P₂O₅78.43kg/hm² 、 K₂O44.58kg/hm² 。在實際生產中應根據土壤肥力水平、氣候條件、肥料及藥材價格等進行適當調整，以實現投資最小化、效益最大化的生產目標。

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