劉仁浪　蔣翼杰　江美彥　陳靳松　肖婕妤　鄭全林　吳衛(wèi)

摘要： 在國(guó)家防止耕地“非糧化”政策下，為合理利用四川地區(qū)紫色土（坡地、荒地等）進(jìn)行白芷種植，本研究采用3因素5水平二次正交回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，探究紫色土中氮肥、磷肥、鉀肥配施對(duì)川芷2號(hào)白芷品種產(chǎn)量和有效成分含量的影響。結(jié)果表明，紫色土中氮肥、磷肥、鉀肥配施對(duì)白芷產(chǎn)量的影響大小為鉀肥＞磷肥＞氮肥，鉀肥和磷肥對(duì)產(chǎn)量的影響都達(dá)到顯著或極顯著水平，氮肥對(duì)白芷產(chǎn)量沒(méi)有顯著影響；氮肥、磷肥、鉀肥配施對(duì)歐前胡素含量的影響為鉀肥>氮肥>磷肥，對(duì)異歐前胡素含量的影響為磷肥>氮肥>鉀肥，可見(jiàn)鉀肥顯著影響歐前胡素含量，磷肥顯著影響異歐前胡素含量。通過(guò)統(tǒng)計(jì)頻數(shù)法優(yōu)化出施肥配方，在氮肥施用量為233.73～283.36 kg/hm²、磷肥施用量為1 380.66～1 522.04 kg/hm²、鉀肥施用量為215.14～240.03 kg/hm²時(shí)川芷2號(hào)能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，在氮肥施用量為240.39～276.58 kg/hm²、磷肥施用量為1 097.69～1 197.45 kg/hm²、鉀肥施用量為163.12～185.91 kg/hm²時(shí)可以均衡地提高川芷2號(hào)根中歐前胡素和異歐前胡素含量。最終利用灰色關(guān)聯(lián)度和逼近理想解排序法（DTOPSIS法）綜合獲得在紫色土中川芷2號(hào)的最優(yōu)施肥方案：氮肥施用量為193.40kg/hm²、磷肥施用量為1 449.26 kg/hm²、鉀肥施用量為239.88 kg/hm²。

關(guān)鍵詞： 紫色土；白芷；配施；產(chǎn)量；歐前胡素；異歐前胡素

中圖分類號(hào)： S567.9;S143 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1000-4440（2023）01-0208-10

Effects of combined application of nitrogen fertilizer， phosphorus fertilizer and potassium fertilizer on yield and active components of Angelica dahurica in purple soil

LIU Ren-lang¹， JIANG Yi-jie¹， JIANG Mei-yan¹， CHEN Jin-song¹， XIAO Jie-yu¹， ZHENG Quan-lin²，WU Wei¹

（1.College of Agronomy， Sichuan Agricultural University， Wenjiang 611130， China；2.Suining Tiandi Network Chuanbaizhi Industrial Co.， Ltd.， Suining 629000， China）

Abstract： Under the Chinese policy background of preventing non-grain conversion of cultivated land， a quadratic orthogonal regression rotation combination design using three factors and five levels was adopted in this study to make rational use of purple soil （sloping field， wasteland， etc.） in Sichuan area for Angelica dahurica var. formosana planting and to explore the effects of combined application of nitrogen fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer in purple soil on the yield and effective components content of A. dahurica var. formosana variety of Chuanzhi 2. The results showed that， the effect of combined application of nitrogen fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer on A. dahurica var. formosana yield in purple soil was ranked as follows： potassium fertilizer > phosphate fertilizer > nitrogen fertilizer. Both phosphate fertilizer and potassium fertilizer had significant or extremely significant effect on the yield of A. dahurica var. formosana， while nitrogen fertilizer had no significant effect on the yield of A. dahurica var. formosana. The effect of combined application of nitrogen fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer on the imperatorin content was ranked as potassium fertilizer > nitrogen fertilizer > phosphate fertilizer， while the effect on isoimperatorin content was ranked as phosphate fertilizer > nitrogen fertilizer > potassium fertilizer. It can be seen that potassium fertilizer significantly affected imperatorin content， and phosphate fertilizer significantly affected isoimperatorin content. The fertilization formula was optimized by statistical frequency method， and it was found that Chuanzhi 2 could achieve high yield when the application levels of nitrogen fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer were 233.73-283.36 kg/hm²， 1 380.66-1 522.04 kg/hm²and 215.14-240.03 kg/hm²， respectively. The contents of imperatorin and isoimperatorin in roots of Chuanzhi 2 could equably increase when the application levels of nitrogen fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer were 240.39-276.58 kg/hm²， 1 097.69-1 197.45 kg/hm²and 163.12-185.91 kg/hm²， respectively. Finally， the optimal fertilization scheme for Chuanzhi 2 in purple soil was obtained by comprehensively using the grey relational degree and technique for order preference by similarity to ideal solution （DTOPSIS） method， and the application levels of nitrogenous fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer were 193.40 kg/hm²， 1 449.26 kg/hm²and 239.88 kg/hm²， respectively.

Key words： purple soil;Angelica dahurica;combined application;yield;imperatorin;isoimperatorin

中藥白芷[Angelica dahurica （Fisch. ex Hoffm） Benth. et Hook. f.]藥食兩用，其原植物為傘形科當(dāng)歸屬植物白芷（A. dahurica）和杭白芷（A. dahurica var. formosana），具有驅(qū)風(fēng)散寒、清熱排膿、消腫止痛等功效^[1-2]。川白芷（四川）、祁白芷（河北）、禹白芷（河南）、杭白芷（浙江）是目前市場(chǎng)上主要流通的白芷品種^[3]。據(jù)《遂寧縣志》和《遂寧白芷志》記載，川白芷栽培歷史至今已有400～600年，是著名的川產(chǎn)道地藥材^[4-5]，一般種植于涪江兩岸的灰潮土上，但目前隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，白芷種植區(qū)域從涪江兩岸擴(kuò)張于四川內(nèi)地的紫色土區(qū)域^[6]。《全國(guó)土地利用總體規(guī)劃綱要（2006-2020年） 》提出，要確保18億畝耕地紅線，而四川紫色土耕地集中分布于四川盆地丘陵區(qū)和海拔800 m以下的低山區(qū)，占全省耕地面積的68%^[7-8]。本課題組調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在國(guó)家防止耕地“非糧化”政策下，川白芷種植于紫色土區(qū)域（坡地、荒地等）的面積越來(lái)越大，且市場(chǎng)認(rèn)可度和售價(jià)都超過(guò)用灰潮土種植的白芷。

施肥、產(chǎn)地土壤條件、生長(zhǎng)環(huán)境、播種時(shí)期等因素會(huì)影響白芷的生長(zhǎng)發(fā)育及次生代謝^[9-14]。前人對(duì)白芷施肥的相關(guān)研究中大多探究施肥措施對(duì)白芷抽薹苔率和產(chǎn)量的影響以及不同肥料種類對(duì)川白芷產(chǎn)量的影響，并未見(jiàn)關(guān)于紫色土中白芷配方施肥的研究報(bào)道^{[9-10，15]}。賈全全等^[16]在江西省紅壤丘陵區(qū)引種4大白芷品種（川白芷、杭白芷、禹白芷、祁白芷），發(fā)現(xiàn)杭白芷最適宜栽培于江西省紅壤丘陵區(qū)。因此應(yīng)依據(jù)白芷產(chǎn)地土壤和品種的特性制定科學(xué)合理的施肥措施，本研究采用3因素5水平二次正交回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法，探討紫色土中氮肥、磷肥、鉀肥配施對(duì)白芷品種川芷2號(hào)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期為川芷2號(hào)在紫色土上種植時(shí)合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)點(diǎn)概況

本試驗(yàn)于2019-2020年在川白芷道地產(chǎn)區(qū)四川省遂寧市船山區(qū)余健村（30°50′N(xiāo)，105°57′E）進(jìn)行。試驗(yàn)地為平地，前茬為白芷，土質(zhì)為紫色土，土壤pH為8，有機(jī)質(zhì)含量13.41 g/kg，全氮含量0.96 g/kg，全磷含量0.73 g/kg，全鉀含量17.79 g/kg，堿解氮含量76.03 mg/kg，速效磷含量5.83 mg/kg，速效鉀含量144.10 mg/kg。

供試材料為四川農(nóng)業(yè)大學(xué)吳衛(wèi)教授選育的川芷2號(hào)白芷品種，原植物為杭白芷，其豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性良好^[17]。

供試肥料：氮肥為尿素（氮含量≥46.40%），磷肥為過(guò)磷酸鈣（含P₂O₅≥15%），鉀肥為硫酸鉀（含K₂O≥50%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用3因素5水平二次正交回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)進(jìn)行田間試驗(yàn)，設(shè)置氮肥（x₁）、磷肥（x₂）、鉀肥（x₃）3個(gè)因素，各5個(gè)水平，共23個(gè)小區(qū)隨機(jī)排列，每個(gè)小區(qū)面積為30 m²（長(zhǎng)×寬=5 m×6 m）。二次正交回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素水平編碼見(jiàn)表1，設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方案見(jiàn)表2。

1.3 田間管理

2019年10月采用條播方式將川芷2號(hào)播種于遂寧市船山區(qū)余健村，當(dāng)苗高4～7 cm時(shí)，進(jìn)行1～2次間苗，并按10 cm×40 cm株行距定苗。氮肥（尿素）作為苗肥（12月）、冬肥（次年2月）、春肥（次年3月）施用，施用比例為2∶5∶3；磷肥（過(guò)磷酸鈣）與鉀肥（硫酸鉀）作為底肥（9月）、春肥（次年3月）施用，施用比例為5∶5。其余田間栽培措施，均與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶保持一致。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量指標(biāo)的測(cè)定 2020年8月10日收獲時(shí)采用5點(diǎn)取樣法，每個(gè)小區(qū)取10株樣品，將白芷植株從莖基部分離為地上部分和地下部分。用清水洗干凈地下部分（根）后稱鮮質(zhì)量，用直尺測(cè)量根長(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量根直徑。將白芷根放置于105 ℃烘箱內(nèi)殺青15～30 min后，45 ℃烘干至恒質(zhì)量后稱其干質(zhì)量。各小區(qū)挖取3壟白芷稱量總的根鮮質(zhì)量，再折算出產(chǎn)量。

1.4.2 有效成分含量的測(cè)定 參照《中華人民共和國(guó)藥典》^[1]（簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》）中的方法測(cè)定白芷根部歐前胡素及異歐前胡素的含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析與處理

采用Excel 2017、 DPS 7.05對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理與分析，并建立回歸模型，使用Excel 2017和GraphPad Prism 8制圖。

根折干率=根干質(zhì)量（g）/根鮮質(zhì)量（g）×100%

產(chǎn)量（kg/hm²）=挖取白芷總鮮質(zhì)量（kg）/挖取面積（m²）×10 000

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥、磷肥、鉀肥配施對(duì)川芷2號(hào)產(chǎn)量的影響

2.1.1 模型的建立與檢驗(yàn) 使用DPS7.05統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)產(chǎn)量（Y₁）、根鮮質(zhì)量（Y₂）、根干質(zhì)量（Y₃）、折干率（Y₄）、根長(zhǎng)（Y₅）、根直徑（Y₆）、歐前胡素含量（Y₇）、異歐前胡素含量（Y₈）的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到氮肥（x₁）、磷肥（x₂）、鉀肥（x₃）施肥量的回歸模型。通過(guò)F檢驗(yàn)分別驗(yàn)證方程各項(xiàng)回歸系數(shù)、總回歸系數(shù)和失擬度，得到方差分析結(jié)果（表3）。

由表3可知，產(chǎn)量、折干率的方程總回歸系數(shù)FR（F1R=6.370，F(xiàn)4R=6.244）均達(dá)到極顯著水平，失擬度F1Lf未達(dá)到顯著水平（F1Lf=2.117），失擬度F4Lf達(dá)到顯著水平（F4Lf=3.272），說(shuō)明產(chǎn)量的二次回歸方程模型擬合得較好，其可靠程度較高。根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、根長(zhǎng)、根直徑、歐前胡素含量、異歐前胡素含量方程的總回歸系數(shù)FR和失擬度FLf均不顯著，說(shuō)明其二次回歸方程擬合效果不好，不可以進(jìn)行模型決策。在產(chǎn)量的二次回歸方程中，一次項(xiàng)（x2、x3）、二次項(xiàng)（x22、x32）、交互項(xiàng)（x2x3）均達(dá)到顯著或極顯著水平。因此，剔除在α=0.05顯著水平下不顯著的項(xiàng)后，可得到簡(jiǎn)化后的產(chǎn)量（Y1′）二次回歸方程：Y1′=1 390.01+200.08x2+148.56x3-137.77x22-164.42x32+174.27x2x3。

2.1.2 因子主效應(yīng)分析 根據(jù)表3中各項(xiàng)回歸系數(shù)的F值，使用以下貢獻(xiàn)率計(jì)算公式得出各因素對(duì)因變量的貢獻(xiàn)率：

在紫色土中氮肥、磷肥、鉀肥對(duì)川芷2號(hào)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率分別為：△氮肥=0.346，△磷肥=1.812，△鉀肥=1.842，其貢獻(xiàn)率大小排序?yàn)殁浄剩玖追剩镜?，其中鉀肥和磷肥?duì)產(chǎn)量的影響最大，氮肥對(duì)產(chǎn)量的影響最小。

2.1.3 單因素效應(yīng)分析 由表3可知，單因素項(xiàng)中，氮肥對(duì)川芷2號(hào)產(chǎn)量沒(méi)有顯著影響，而磷肥和鉀肥對(duì)其產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著或極顯著水平，其中磷肥的影響達(dá)到極顯著水平。通過(guò)降維法，得出磷肥、鉀肥對(duì)產(chǎn)量的單因素效應(yīng)方程，由方程作單因素效應(yīng)圖（圖1）。

由圖1可知，隨著磷肥和鉀肥施用水平的升高，川芷2號(hào)產(chǎn)量先增加后降低，符合肥料報(bào)酬定律，說(shuō)明磷肥和鉀肥的施用范圍設(shè)計(jì)合理。磷肥和鉀肥在0～1水平時(shí)川芷2號(hào)的產(chǎn)量達(dá)到最高值，說(shuō)明在紫色土中，當(dāng)磷肥施用量為1 099.44～1 449.26 kg/hm²、鉀肥施用量為179.91～239.88 kg/hm²時(shí)有利于川芷2號(hào)獲得高產(chǎn)。

2.1.4 互作效應(yīng)分析 由表3的回歸系數(shù)顯著性分析可知，磷肥-鉀肥互作對(duì)紫色土中川芷2號(hào)產(chǎn)量的影響達(dá)到了顯著水平，而氮肥-磷肥、氮肥-鉀肥互作對(duì)其產(chǎn)量影響不顯著。使用降維法固定氮肥因子使其為0，可得磷肥-鉀肥互作與產(chǎn)量的方程，根據(jù)方程可作出互作效應(yīng)圖（圖2）。

由圖2可知，不同磷肥、鉀肥配比對(duì)紫色土中種植的川芷2號(hào)產(chǎn)量影響差異較大，當(dāng)磷肥、鉀肥水平處于低磷高鉀和低鉀高磷時(shí)都對(duì)白芷產(chǎn)量有明顯的抑制作用。隨著磷肥和鉀肥施用水平的增加，產(chǎn)量也隨著增加。磷肥水平為1.68，鉀肥水平為1.34（即磷肥施用量為1 679.14 kg/hm²，鉀肥施用量為260.33 kg/hm²）時(shí)川芷2號(hào)產(chǎn)量最高。說(shuō)明磷肥-鉀肥互作有利于川芷2號(hào)產(chǎn)量的增加。

2.1.5 川芷2號(hào)施肥方案的優(yōu)選 使用統(tǒng)計(jì)頻數(shù)法進(jìn)行分析可以得到一個(gè)合適的高產(chǎn)范圍。由當(dāng)?shù)赝寥?、氣候條件可知小區(qū)產(chǎn)量高于 27 347.68 kg/hm²即為高產(chǎn)。因此，以產(chǎn)量方程作為相關(guān)函數(shù)目標(biāo)，采用統(tǒng)計(jì)頻數(shù)法優(yōu)選出川芷2號(hào)產(chǎn)量高于 27 347.68 kg/hm²的氮肥、磷肥、鉀肥配施方案。由表4可知，在紫色土中種植的川芷2號(hào)產(chǎn)量高于27 347.68 kg/hm²的方案有40個(gè)，通過(guò)計(jì)算95%的置信區(qū)間，可優(yōu)化出穩(wěn)定的施肥范圍，即氮肥施用量為233.73～283.36 kg/hm²、磷肥施用量為1 380.66～1 522.04 kg/hm²、鉀肥施用量為215.14～240.03 kg/hm²時(shí)，在紫色土中種植的川芷2號(hào)產(chǎn)量高于27 347.68 kg/hm²。

2.2 氮肥、磷肥、鉀肥配施對(duì)川芷2號(hào)有效成分的影響

2.2.1 因子主效應(yīng)分析 白芷有效藥用成分主要為歐前胡素、異歐前胡素等香豆素類化合物^[18]。利用2.1.2中貢獻(xiàn)率公式計(jì)算各因素對(duì)川芷2號(hào)有效成分指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。由表5可知，各因素對(duì)川芷2號(hào)根中的有效成分的影響不同，對(duì)歐前胡素含量的影響為鉀肥>氮肥>磷肥，對(duì)異歐前胡素含量的影響為磷肥>氮肥>鉀肥。鉀肥對(duì)根中歐前胡素含量影響較大，而對(duì)根中異歐前胡素含量的影響最小，氮肥處于中間調(diào)控地位，磷肥對(duì)根中歐前胡素含量影響最小，而對(duì)根中異歐前胡素含量的影響較大。

2.2.2 單因素效應(yīng)分析 由表3可知，單因素項(xiàng)中，鉀肥顯著影響川芷2號(hào)根中歐前胡素含量，磷肥顯著影響川芷2號(hào)根中異歐前胡素含量，通過(guò)降維法得到鉀肥對(duì)歐前胡素含量及磷肥對(duì)異歐前胡素含量影響的單因素方程，由方程得到單因素效應(yīng)圖（圖3）。

由圖3可知，鉀肥對(duì)歐前胡素含量及磷肥對(duì)異歐前胡素含量的影響各不相同。由圖3A可知，鉀肥對(duì)歐前胡素含量的影響整體呈下降的趨勢(shì)，即隨著鉀肥施用水平加大，歐前胡素含量呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明施用過(guò)量的鉀肥不利于歐前胡素的積累，并對(duì)歐前胡素含量的積累有負(fù)面影響，鉀肥施用量與歐前胡素含量呈負(fù)相關(guān)。由圖3B可知，磷肥對(duì)異歐前胡素含量的影響呈先下降后上升趨勢(shì)，隨著磷肥施用水平的加大，異歐前胡素含量先降低再升高。磷肥施用量在-1.68～1.68水平時(shí)異歐前胡素含量先降低后再升高，1.68水平時(shí)異歐前胡素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于-1.68水平時(shí)異歐前胡素的含量，說(shuō)明高磷水平比低磷水平更有利于異歐前胡素的積累，磷肥施用量與異歐前胡素含量呈正相關(guān)。

2.2.3 提高川芷2號(hào)有效成分含量的施肥方案的優(yōu)選 《中國(guó)藥典》規(guī)定，白芷根中歐前胡素含量不得少于0.08%^[1]。根據(jù)《中國(guó)藥典》的規(guī)定和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際，將紫色土上種植的川芷2號(hào)根中的歐前胡素含量≥0.28%，異歐前胡素含量≥0.15%視為優(yōu)質(zhì)白芷標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)頻數(shù)法得到歐前胡素含量大于0.28%的方案有55個(gè)（表6）；異歐前胡素含量大于0.15%的方案有75個(gè)（表7）。

由表6、表7可知，通過(guò)計(jì)算95%的置信區(qū)間，得出當(dāng)?shù)适┯昧繛?33.73～277.06 kg/hm²，磷肥施用量為1 001.35～1 197.45 kg/hm²，鉀肥施用量為144.83～185.91 kg/hm²時(shí)川芷2號(hào)根中的歐前胡素含量可達(dá)到0.28%及以上；當(dāng)?shù)适┯昧繛?40.39～276.58 kg/hm²，磷肥施用量為1 097.69～1 317.05 kg/hm²，鉀肥施用量為163.12～196.70 kg/hm²時(shí)川芷2號(hào)根中的異歐前胡素含量可達(dá)到0.15%及以上。再進(jìn)行交集優(yōu)化后可得出當(dāng)?shù)适┯昧繛?40.39～276.58 kg/hm²，磷肥施用量為1 097.69～1 197.45 kg/hm²，鉀肥施用量為163.12～185.91 kg/hm²時(shí)可以均衡地提高紫色土中種植的川芷2號(hào)根中歐前胡素和異歐前胡素含量。

2.3 基于灰色關(guān)聯(lián)度和DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)川芷2號(hào)的產(chǎn)量及有效成分含量

為了精準(zhǔn)探究在紫色土中種植川芷2號(hào)的施肥配方，本研究綜合了產(chǎn)量、歐前胡素含量、異歐前胡素含量，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度法得到其關(guān)聯(lián)度和權(quán)重（表8）。通過(guò)關(guān)聯(lián)度和權(quán)重進(jìn)行DTOPSIS法處理，根據(jù)DTOPSIS法中的C_i（相對(duì)接近度）進(jìn)行排序，并計(jì)算出待評(píng)材料的γ_i（關(guān)聯(lián)度）（表9）。

由表9可知，灰色關(guān)聯(lián)度法中最大關(guān)聯(lián)度差異為45.15%，而DTOPSIS法中最大C_i差異為71.03%，說(shuō)明DTOPSIS法相比灰色關(guān)聯(lián)度法放大了處理間的差異性，更有利于區(qū)分待評(píng)材料間的優(yōu)劣。處理5、處理12和處理21等處理采用灰色關(guān)聯(lián)度和DTOPSIS法得到的綜合評(píng)價(jià)排序結(jié)果一致，其中綜合表現(xiàn)最優(yōu)的是處理5，即當(dāng)?shù)适┯昧繛?93.40 kg/hm²，磷肥施用量為1 449.26 kg/hm²，鉀肥施用量為239.88 kg/hm²（氮肥∶磷肥∶鉀肥=0.75∶1.81∶1.00）時(shí)在紫色土中川芷2號(hào)的產(chǎn)量和有效成分含量綜合最優(yōu)。

3 討論

遂寧市位于四川盆地中部丘陵低山地區(qū)，其土壤以紫紅色砂土和泥巖為主^[19]。由于川白芷種植區(qū)域由涪江沖積壩上（灰潮土）逐漸向丘陵低山地區(qū)擴(kuò)張，導(dǎo)致白芷種植在紫色土上的面積越來(lái)越大。本課題組在川芷2號(hào)的多點(diǎn)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)紫色土中種植川芷2號(hào)的產(chǎn)量與灰潮土基本一致，但其歐前胡素和異歐前胡素含量略高于灰潮土，可能是由于紫色土母巖疏松，易崩解，所以礦質(zhì)養(yǎng)分含量高，肥力好，有機(jī)質(zhì)含量較低，磷、鉀等含量豐富^[20]。本研究中在紫色土中種植的川芷2號(hào)氮肥、磷肥、鉀肥的配比為0.75∶1.81∶1.00，其產(chǎn)量和歐前胡素含量最高。陳郡雯等^[21]研究發(fā)現(xiàn)灰潮土中白芷氮肥、磷肥、鉀肥配比為1.3∶1.9∶1.0時(shí)白芷產(chǎn)量和歐前胡素含量最高。這可能是由于紫色土與灰潮土的土壤母質(zhì)、理化性質(zhì)、養(yǎng)分狀況及分布形態(tài)存在差異，從而對(duì)白芷產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不同影響^[22-24]；也可能是不同白芷品種需肥量有所差異。紫色土與灰潮土對(duì)川芷2號(hào)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響因素還需進(jìn)一步探究。

土壤耕作層速效氮含量低，速效磷和速效鉀含量較為豐富是白芷高產(chǎn)的基礎(chǔ)^[11]。從本研究單因素分析中可知，氮肥對(duì)紫色土中種植的川芷2號(hào)產(chǎn)量影響不顯著，磷肥對(duì)產(chǎn)量有極顯著影響，鉀肥對(duì)產(chǎn)量有顯著影響，同時(shí)磷肥-鉀肥對(duì)紫色土中種植的川芷2號(hào)產(chǎn)量還有交互作用。翟娟園等^[13]研究發(fā)現(xiàn)，土壤有效磷及速效鉀的含量與白芷根質(zhì)量呈現(xiàn)正相關(guān)，這與本研究的結(jié)果一致。

白芷根中總香豆素主要為歐前胡素和異歐前胡素，歐前胡素和異歐前胡素含量能反映川白芷的品質(zhì)^[25-26]。賈蕾等^[27]研究發(fā)現(xiàn)，磷肥和鉀肥有利于提高白芷根中香豆素的含量。陳郡雯等^[28]研究發(fā)現(xiàn)，川白芷在生長(zhǎng)過(guò)程中異歐前胡素含量與根部氮、磷、鉀的積累量呈顯著正相關(guān)。在本研究中川芷2號(hào)根中的歐前胡素和異歐前胡素含量均大于0.1%，符合《中國(guó)藥典》的規(guī)定。本研究中氮肥、磷肥、鉀肥配施對(duì)白芷歐前胡素含量的影響為鉀肥>氮肥>磷肥，對(duì)異歐前胡素含量的影響為磷肥>氮肥>鉀肥，磷肥顯著影響異歐前胡素含量，鉀肥顯著影響歐前胡素含量，磷肥施用量與異歐前胡素含量呈正相關(guān)，而鉀肥施用量與歐前胡素含量呈負(fù)相關(guān)。陳郡雯等^[21]在氮肥、磷肥、鉀肥配施對(duì)川白芷歐前胡素和異歐前胡素含量影響的研究中發(fā)現(xiàn)，鉀肥施用量與歐前胡素含量呈負(fù)相關(guān)，磷肥施用量與異歐前胡素含量呈正相關(guān)，本研究結(jié)果與其一致。因此在四川白芷主產(chǎn)區(qū)紫色土上種植白芷，只要選擇合理的氮肥、磷肥、鉀肥施用量及配比，就可以保障其產(chǎn)量和品質(zhì)，白芷產(chǎn)量最高可達(dá)27 347.68 kg/hm²，歐前胡素和異歐前胡素含量分別可達(dá)0.28%、0.15%。這為新產(chǎn)區(qū)白芷生產(chǎn)提供了科學(xué)施肥指導(dǎo)，為合理利用坡地、荒地等開(kāi)展白芷生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)通過(guò)3因素5水平二次正交回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，建立了以氮肥、磷肥、鉀肥施用量為自變量，在紫色土中種植的白芷產(chǎn)量和有效成分含量為因變量的函數(shù)模型，通過(guò)模型分析得出，磷肥和鉀肥施用量對(duì)川芷2號(hào)產(chǎn)量有顯著影響，磷肥-鉀肥對(duì)產(chǎn)量還有交互作用。利用頻數(shù)分析法優(yōu)化出紫色土中種植的川芷2號(hào)高產(chǎn)的施肥配方：氮肥施用量為233.73～283.36 kg/hm²、磷肥施用量為1 380.66～1 522.04 kg/hm²、鉀肥施用量為215.142～240.03 kg/hm²。鉀肥施用量對(duì)歐前胡素含量有顯著作用，磷肥施用量對(duì)異歐前胡素含量有顯著作用，使用頻數(shù)分析法進(jìn)行交集優(yōu)化后可得出，當(dāng)?shù)适┯昧繛?40.39～276.58 kg/hm²，磷肥施用量為1 097.69～1 197.45 kg/hm²，鉀肥施用量為163.12～185.91 kg/hm²時(shí)可以均衡地提高紫色土中種植的川芷2號(hào)根中歐前胡素和異歐前胡素含量。最后通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度和DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)同時(shí)兼顧紫色土中川芷2號(hào)的產(chǎn)量和有效成分含量的最優(yōu)施肥方案：氮肥施用量為193.40kg/hm²，磷肥施用量為1 449.26 kg/hm²，鉀肥施用量為239.88 kg/hm²。

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（責(zé)任編輯：陳海霞）