不同基肥和追肥对金铁锁药材及种子产量的影响

戚淑威，周国华，赵文林，程远辉，和根强，陈 翠*

(1.云南省农业科学院 高山经济植物研究所，云南 丽江 674100；2.云南白药集团 太安生物科技产业有限公司，云南 丽江 674100)

金铁锁(PsammosilenetunicoidesW.C.Wu et C.Y.Wu)为石竹科多年生草本药用植物，主要分布于我国西南地区金沙江和雅鲁藏布江沿岸[1-3]，以根入药，具有活血化瘀、消炎、止血、止痛化脓功效，可治疗风湿痹痛、胃痛、创伤出血、跌打损伤等[4-7]。金铁锁为单属种植物，分布区域狭窄，野生资源有限，已成为国家二级濒危植物[7]。云南、四川、贵州是野生金铁锁的主要分布区，也是主要栽培区[8]。金铁锁栽培历史短，较大面积种植仅有十多年的时间，研究报道主要集中在药理药效、分布、生物学特征等方面，而栽培研究报道不多[7-14]。在已有报道中，杨丽云等[15]研究了密度、尿素、过磷酸钙、硫酸钾及厩肥5个栽培因子对金铁锁产量的影响，认为尿素用量、种植密度和厩肥用量是影响金铁锁根产量的关键因素，其中尿素为负相关，过磷酸钙影响较小。而苏泽春等[16]通过对金铁锁不同地理居群土壤因子分析，认为速效磷、有机质、全磷、全氮是影响金铁锁根生长的关键因素。施肥方式的不合理性是影响农业生产及生态环境恶化的主要原因，科学合理施肥是保证作物产量、降低生产投入和改善土壤质量的重要途径[17]。目前，在农业生产中提倡化肥减量增效施用的大背景下，有机肥和化肥的合理配施是提高作物产量的关键[18]。羊粪、复合肥、磷酸二氢钾等是近年来金铁锁生产中的常用肥料，适宜的配比用量未有报道。本研究根据原有研究结果和现有生产中用肥现状，改变基肥类型、追施低成本叶面肥，深化金铁锁用肥的研究，以期指导其生产。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验于2019年4月在丽江市玉龙县太安乡云南白药集团太安生物科技产业有限公司基地进行，试验地海拔2680 m。试验地土壤养分：全氮1.15 g/kg、全磷0.65 g/kg、全钾10.1 g/kg、水解性氮为92 mg/kg，速效磷、速效钾分别为13.30、136 mg/kg，pH值5.9，有机质19.3 g/kg。试验施用的有机肥为腐熟羊粪，复合肥的氮∶磷∶钾比例为15∶15∶15，磷肥为过磷酸钙(含P2O515%)。

1.2 试验材料

试验材料为云南白药集团太安生物科技产业有限公司金铁锁规范化种植基地生产的一年生种苗。

1.3 试验方法

试验采用基肥和追肥的L16(45)正交试验设计，共有5个试验因素，分别为有机肥、过磷酸钙、复合肥、硼肥、磷酸二氢钾，每个因素均设4个水平(表1)，试验共计16个处理(表2)，重复3次，共计48个小区。每个小区面积22 m2，垄宽80 cm，沟宽30 cm，沟深20 cm左右。有机肥、磷肥、复合肥用作基肥、硼肥和磷酸二氢钾用作追肥，于7～8月施用2次。所有试验小区采取一致的栽培管理措施，于2019年10月初采收种子，11月将各处理小区金铁锁采挖后分别称量鲜重，并计算产量。

表1 试验因素与水平设计

1.4 统计分析

试验数据采用Excel 2003和DPS数据处理软件进行统计分析，利用直观分析和方差分析法确定最优处理组合[18]。

2 结果与分析

2.1 不同因素处理对金铁锁药材和种子产量影响的直观分析

试验不考虑交互作用。基肥量与追肥量对金铁锁产量影响的直观分析结果见表2，不同因素正交处理间产量差异较大，不同处理组合的产量范围为1590.67～3017.63 kg/hm2。表3为不同因素在相同水平下产量均值(K值)和极差(R)，K值大小可以用来反映同一因素的不同水平对产量影响的大小，从而可确定各因素的最佳水平[19-20]，根据药材产量K值得出A(有机肥)、B(施磷量)、C(复合肥)、D(磷酸二氢钾)、E(硼肥)因素的最佳水平分别为：7500 kg/hm2、1125 kg/hm2、300 kg/hm2、0.3%、0.05%。极差R反映了各因素的水平变动对产量影响的大小，由表2中5个因素各自水平间的药材产量的极差R值，得出不同基肥量和追肥量对金铁锁药材产量影响的大小依次为有机肥、磷肥、复合肥、磷酸二氢钾、硼肥。

基肥量与追肥量对金铁锁种子产量影响的直观分析结果见表2、表3，根据K值得出A(有机肥)、B(施磷量)、C(复合肥)、D(磷酸二氢钾)、E(硼肥)因素的最佳水平分别为：7500 kg/hm2、1125 kg/hm2、450 kg/hm2、0.3%、0.1%。由表3中5个因素各自水平间的极差R值，得出不同基肥量和追肥量对金铁锁种子产量影响的大小依次为有机肥、磷肥、磷酸二氢钾、复合肥、硼肥。

表2 不同因素处理金铁锁药材产量的直观分析结果

表3 不同因素在相同水平下药材和种子产量的根重均值(K值)、极差

2.2 不同因素对金铁锁药材和种子产量影响的方差分析

不同因素对金铁锁药材产量影响的方差分析结果见表4。在对金铁锁药材产量的影响因素中，有机肥、磷肥、复合肥、磷酸二氢钾4个因素所对应的P值均小于0.01，从而说明了4个因素对金铁锁产量的影响均达极显著水平，在生产中施用这些肥料均可提高金铁锁药材产量。硼肥因子P值大于0.01小于0.05，说明施用硼肥有一定效果，但未起到显著作用，生产中可适量喷施。按方差分析法，对F值所代表的因素进行排序，确定出各因素对产量的影响，方差分析结果与直观分析分析结果一致。

表4 不同因素对金铁锁药材产量影响的方差分析

不同因素对金铁锁种子产量影响情况见表5，显著性分析得出有机肥、磷肥、复合肥、磷酸二氢钾4个因素所对应的P值均小于0.01，说明了4个因素对金铁锁产量的影响均达极显著水平，在生产施用这些肥料均可提高金铁锁生产能力。硼肥因子对应的P值大于0.01且小于0.05，说明施用硼肥对金铁锁种子产量有一定的增产效果。

表5 不同因素对金铁锁种子产量影响的方差分析

2.2.1 有机肥对金铁锁药材和种子产量的影响 从表6可以看出，适宜的有机肥用量能显著提高金铁锁药材产量。有机肥施用量为7500 kg/hm2时，能极显著提高金铁锁产量；施用量为15000 kg/hm2时，能显著提高金铁锁产量。但有机肥超量使用时并不能提高金铁锁产量，由于试验地块原肥力条件中等，本次试验所施用有机肥为羊粪，羊粪含有机质比其他畜粪多，肥力值高，施用量为22500 kg/hm2时，反而会影响土壤环境，进而影响植物的生长，产量与未施用有机肥没有显著区别，数值略有下降。因此，本试验中，在适宜的有机肥用量为7500 kg/hm2时，金铁锁药材的产量最高。

表6 不同有机肥用量对金铁锁药材和种子产量的影响

与处理1(CK)相比，不同水平有机肥使用能显著提高金铁锁种子产量，不同用量没有差异。因此,有机肥施用能极显著提高金铁锁种子产量。

2.2.2 磷肥对金铁锁药材和种子产量的影响 根据表7方差分析结果，施用磷肥可对金铁锁产量会产生显著的影响。因试验地块土壤中磷含量不高，而磷肥是金铁锁根生长主要的土壤影响因子，施磷肥可迅速提高金铁锁药材产量。在本试验中，金铁锁产量数值随着磷肥施用量增加而略有增加，但统计分析表明不同施用量之间没有显著差异，从经济角度考虑，适宜的磷肥用量为375 kg/hm2，即可取得较好的经济效益。

表7 不同磷肥用量对金铁锁药材和种子产量的影响

与处理1(CK)相比，不同水平磷肥使用能极显著地提高金铁锁的种子产量，磷肥用量越高，种子产量越高。

2.2.3 复合肥对金铁锁药材和种子产量的影响 复合肥是现有中药材生产中常用肥料，表8中复合肥水平1、2、3、4的施用量分别为0、150、300、450 kg/hm2。从表8可看出，金铁锁生产中使用适量的复合肥可极显著地提高药材产量。中等肥力土壤条件下复合肥的适宜施用量为300～450 kg/hm2。

表8 不同复合肥用量对金铁锁药材和种子产量的影响

与处理1(CK)相比，复合肥施用量450 kg/hm2能显著提高金铁锁的种子产量。

2.2.4 磷酸二氢钾对金铁锁药材和种子产量的影响 从表9可看出，金铁锁生产中使用磷酸二氢钾可极显著提高药材产量。不同水平间没有显著差异,生产中磷酸二氢钾0.1%～0.3%浓度均可施用。在5%显著水平时，施用不同浓度磷酸二氢钾金铁锁种子产量存在差异，金铁锁生产中使用磷酸二氢钾可显著提高种子产量。最适宜施用磷酸二氢钾溶液浓度为0.3%。

表9 不同浓度磷酸二氢钾对金铁锁药材和种子产量的影响

2.2.5 硼肥对金铁锁产量的影响 从表10可看出，适宜浓度的硼肥可提高药材产量，使用的适宜浓度为0.05%。金铁锁生产中使用硼肥可适当提高种子产量，不同浓度硼肥使用在1%水平时不存在极显著差异，在5%水平时存在显著差异，使用的适宜浓度为0.05%～0.20%。

表10 不同浓度硼肥对金铁锁药材和种子产量的影响

2.3 最优处理组合分析

通过表11不同处理间药材产量的多重比较分析，处理8的产量最高，但与处理6、处理7质检差异不显著，都为最优组合。而根据正交试验的直观分析结果K值和方差分析结果综合考虑，得出本试验的最优处理组合为：A2B2D3C2E2，即基肥和追肥适宜施用量分别为：有机肥7500 kg/hm2、过磷酸钙375 kg/hm2、复合肥300 kg/hm2、磷酸二氢钾0.1%、硼肥0.05%。该处理组合未在本试验处理组合中，通过补充试验，结果得到该组合产量达到3447.45 kg/hm2，大于正交试验结果中的最高值3017.63 kg/hm2，说明利用正交试验优化金铁锁基肥和追肥的研究方案是成功的。

种子产量的多重比较分析结果见表11，处理16的产量最高，与大部分处理没有显著差异。与未施用任何肥料或低肥量处理有显著差异，说明只要施用肥料，无论是基肥还是追肥，都会对种子产量有促产作用。

表11 金铁锁不同处理组合间药材和种子产量多重比较

3 结论与讨论

正交试验是多因素、多水平的问题，根据试验结果可找出各因素的主次关系和最优搭配条件。通过金铁锁不同基肥和追肥施用量正交试验结果表明，不同基肥量和追肥量对金铁锁药材产量的影响依次为有机肥、磷肥、复合肥、磷酸二氢钾、硼肥；基肥和追肥适宜配比施用量分别为：有机肥7500 kg/hm2、过磷酸钙1125 kg/hm2、复合肥300 kg/hm2、磷酸二氢钾0.3%、硼肥0.05%。不同基肥量和追肥量对金铁锁种子产量的影响依次为有机肥、磷肥、磷酸二氢钾、复合肥、硼肥，基肥和追肥适宜配比施用量分别为：有机肥7500 kg/hm2、过磷酸钙1125 kg/hm2、复合肥450 kg/hm2、磷酸二氢钾0.3%、硼肥0.1%。

不同基肥和追肥的配合施用能极大提高金铁锁药材和种子产量。磷肥能显著影响着金铁锁药材和种子产量，本研究中所用磷肥基肥为过磷酸钙，含P2O5为15%，磷肥移动慢，肥效迟缓[22]，因本试验栽培时间仅为1年，对磷的吸收有限，不同施用量间磷肥未有明显差异。磷酸二氢钾属高浓度磷钾二元素速效复合肥料，其中含P2O552%左右，含K2O 34%左右，是经济实用的叶面肥[23]，追肥效果较好，与过磷酸钙两者合理配用，能更好地为植物提供磷肥和钾肥。在生产中，偏酸性土壤建议使用钙镁磷肥作为磷肥基肥，以改良酸性土壤，提供多种元素，种植时间长，缺磷地块需加大磷肥施用量。

基肥和追肥的施用量对植物的生长很关键，野生金铁锁一般生长在较贫瘠干旱的山地草丛或灌丛中，人工栽培后对肥料用量较为敏感。本研究中地块肥力中等，有机肥(羊粪)7500～15000 kg/hm2水平对金铁锁药材产量均达极显著水平；从产量来看，施7500 kg/hm2的产量最高；不施有机肥的产量比施有机肥1500 kg/hm2的产量略高，说明当有机肥用量超过一定区间后，产量反而下降，适宜的用肥量对金铁锁生产很关键。羊粪是一种养分含量比较高的速效农家肥，羊粪的肥效一般为4～6个月，养分含量远远超过大多数畜类的粪便，同时其团粒结构可防止土壤板结。本试验中，羊粪施用量不高，但如果用其他农家肥，用肥量可根据具体情况提高。有机肥作为基肥施用时，改变的主要是土壤环境，短期内施用量变化对地上部分影响较少，因此，本研究中不同水平有机肥都能增加金铁锁种子量[24-25]。

硼是植物必需的营养元素之一，植物体内含硼量适宜，能促进根系生长、改善作物各器官的有机物供应、提高结实率和坐果率[26-27]。本试验中，施用少量硼肥作叶面肥，也能明显提高金铁锁药材和种子产量。中药材生产中适宜的基肥和追肥配比施用是中药材获得优质高产的基础。山区种植药材有其特殊性，如何减少山区种植中药材基肥、运输、人力等方面的投入，提高肥料利用率，在降低农药化肥的同时提质增效，加大叶面肥的施用是一项较好的解决方案。