基于“3414”方案的云木香產量與質量研究初報

康平德，陳 翠，程遠輝，徐天才，戚淑威，楊麗云，孫 恒，袁慧娟，楊少華

（云南省農業科學院 高山經濟植物研究所，云南 麗江 674100）

木香［Saussurea costus（Falc.）Lipsch.］又名青木香、廣木香、興瞿草，曾用拉丁名Aucklandia lappaDecne，為菊科（Asteraceae）鳳毛菊屬（Saussurea）多年生草本植物［1］，因其具有色澤棕黃、不枯心、味濃、油性足的特點，在國內被稱為“云木香”。云木香具有行氣止痛、健脾消食之功效，主要用于治療胸腕脹痛，瀉痢后重，食積不消，不思飲食，2020年版《中國藥典》規定木香烴內酯、去氫木香內酯為木香質量控制的指標［2］，具有抗炎、抗胃潰瘍、抗腫瘤、保肝等藥理作用［3-6］。木香在我國種植最早記載于云南保山，我國自20世紀30年代，從印度引種種植于云南麗江，1959年首次出口。截至目前，木香人工種植區域主要為云南、四川、貴州、湖北等地，并以云南為木香的道地產區［7］。前人對云木香的研究主要集中在質量指標控制［8-12］、栽培技術［13-16］、化學成分及藥理作用［17-21］等方面，基于“3414”方案設計的有關云木香產量、質量的研究尚未見報道。本研究通過氮、磷、鉀肥配比的“3414”試驗設計，分析不同配比對云木香產質量的影響，旨在明確提高云木香的鮮產量、改善云木香質量的最佳施肥量及其配比，以期為高海拔山區云木香的科學施肥、優質高效種植提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在云南省麗江市玉龍納西族自治縣魯甸鄉拉美榮村進行，試驗地海拔2800 m，年平均氣溫9 ℃,年降雨量800~1100 mm。試驗用的云木香種子為麗江市玉龍縣魯甸鄉當地主栽云木香品種的種子，經云南省農業科學院高山經濟植物研究所楊少華研究員鑒定為菊科云木香屬云木香［Saussurea costus（Falc.）Lipsch.］的種子。

氮肥（尿素46.4%，重慶建峰化工股份有限公司）；磷肥（過磷酸鈣 16%，云南昆陽磷肥廠）；鉀肥（硫酸鉀52%，湖北省當陽市綠源化工有限公司）；對照品木香烴內酯（批號：111524-201911，中國食品藥品檢定研究院）、去氫木香內酯（批號：111525-201912，中國食品藥品檢定研究院）甲醇（色譜純，美國Merck公司）；水為超純水。

1.2 試驗設計

2021年3月25日開始播種，每穴播種3粒，地膜覆蓋。2022年11月23日，對試驗小區采挖并測定云木香的實際產量，換算成單位產量。其他管理措施按照當地常規方法進行。

采用“3414”完全施肥設計。設置氮（N）、磷（P）、鉀（K）3因素4水平14種肥料組合。根據云木香品種的營養特性、預期產量水平、土壤的供肥作用、生產技術條件，并適當參考試驗地區農戶的高產施肥狀況等，設定2水平施肥量為純N 360.0 kg/hm2、純P 270.0 kg/hm2、純K 225.0 kg/hm2，其中，40%的純N作為基肥，其余60%的純N分2次追肥施入，磷、鉀肥直接作為基肥一次性施入。田間廂寬3 m×4 m，小區之間開挖深溝阻隔，溝寬30 cm，小區面積12 m2，株行距20 cm×30 cm，前茬作物為蕓豆，每個處理設3次重復，周圍種植保護行，共計42個小區（表1）。

1.3 測定指標與方法

于2022年11月23日進行云木香采挖測產，并換算成公頃產量；每小區取回云木香根部樣品帶回室內，參照2020年版《中國藥典》的方法對木香烴內酯、去氫木香內酯和揮發油含量用高效液相色譜法進行測定。

1.4 數據處理

用SPSS 22.0軟件進行統計分析；采用Excel 2016軟件對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對云木香產量的影響

不同施肥處理的云木香鮮重產量結果見圖1。不同施肥處理對云木香鮮重產量有顯著的影響，各處理較CK均顯著增產，幅度為41.83%~132.67%。各施肥處理的云木香鮮重產量在13472.59~31347.12 kg/hm2之間，其中，N3P2K2的云木香鮮重產量最高，為31347.12 kg/hm2，較CK顯著提高了132.67%，其次，N2P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N2P2K3的鮮重產量較高，分別較CK增加了125.00%、114.11%、111.39%、111.14%，N3P2K2與N2P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N2P2K3、N0P2K2的鮮重產量差異不顯著，與其他處理差異顯著。

圖1 不同施肥處理的云木香鮮重產量比較

不同施肥處理的云木香干重產量結果見圖2。不同施肥處理對云木香干重產量均有顯著影響，各處理均比CK顯著增產，增產幅度在36.77%~132.48%之間。各施肥處理的云木香干重產量在4510.78~10486.61 kg/hm2之間，其中，N3P2K2的云木香干重產量最高，為10486.61 kg/hm2，較CK顯著提高了132.48%，其次，N2P2K2、N2P3K2的干重產量較高，分別較CK顯著增加了109.10%、101.33%，N3P2K2與N2P2K2、N2P3K2的干重產量差異不顯著，與其他處理差異顯著，CK的干重產量與其他處理的干重產量差異顯著。

圖2 不同施肥處理的云木香干重產量比較

2.2 氮、磷、鉀肥缺肥分析

缺氮肥、磷肥、鉀肥分析結果見表2。將試驗中N0P0K0、N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0、N2P2K2處理的鮮重產量篩選出來組成表2，即形成0水平、缺N、缺P、缺K和常規（水平2）。本研究的大田基礎肥力處理（N0P0K0）的云木香鮮重產量為13605.98 kg/hm2，相對產量為47.89%，表明本試驗的地肥力偏低，不施肥條件下減產率為52.11%，土壤供肥能力為47.89%。缺N、缺P、缺K等3個處理的相對產量分別為96.83%、73.94%和100.35%。由此可知，3種肥料對云木香產量的影響大小順序為P肥＞N肥＞K肥。

表2 缺氮肥、磷肥、鉀肥結果分析表

2.3 不同處理對云木香鮮重產量的效應和函數分析

2.3.1 一元、二元和三元二次肥料效應函數分析 肥料效應函數及顯著性檢驗結果見表3。將N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2處理的鮮重產量結果挑出，用Excel 2010軟件進行回歸分析，得到氮肥單因素回歸分析方程；將N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2處理的產量結果挑出，得到磷肥單因素回歸分析方程；將N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2、N2P2K3處理的產量結果挑出，得到鉀肥單因素回歸分析方程；將N0P2K2、N1P2K2、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2、N3P2K2、N1P1K2處理的產量結果挑出，得到氮、磷肥二因素回歸分析方程；將N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K3、N3P2K2、N1P2K1處理的產量結果挑出，得到氮、鉀肥二因素回歸分析方程；將N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K3、N2P1K1處理的產量結果挑出，得到磷、鉀肥二因素回歸分析方程；用模擬尋優的方法將試驗結果按x1、x2、x3、x1x2、x1x3、x2x3、x12、x22、x32、y列整理，輸入Excel 2003軟件進行回歸分析，得到氮、磷、鉀三因素回歸方程。本試驗的一元、二元和三元二次肥料效應函數擬合結果。由表3可知，除K肥的一元二次函數R2值、NK的二元二次函數R2值較低，其他擬合函數R2均較高，但是F檢驗結果的P值都大于5%，P肥、NPK肥的P值接近5%，結果表現為該研究擬合方程的回歸效果不顯著，擬合失真，屬于非典型肥料效應函數，故不適合用邊際求導法計算出推薦施用肥量。據此分析，本研究結果不可用一元、二元、三元肥料效應函數模型得到可靠的推薦肥料施用量。

表3 肥料效應函數及顯著性檢驗

2.3.2 云木香鮮重產量的頻次分析 云木香鮮重產量的頻次分析結果見表4。由于本研究擬合結果與典型三元二次肥料效應函數不相符，因此，采用產量頻次分析法來確定適合的推薦肥量施用量［22-23］，結合本研究不同處理的云木香平均鮮重產量數據，以鮮重產量范圍13472.59~31347.12 kg/hm2為統計區間，分別統計了N、P、K的4個施肥水平對應產量在統計區間內出現的次數，然后計算其次數、平均值、標準差、均數標準差、95%置信區間（表4）。氮（純N）推薦施肥量95%置信區間的范圍為223.91~316.09 kg/hm2，磷（純P2O5）推薦施肥量 95%置信區間的范圍為175.14~240.81 kg/hm2，鉀（純K2O）推薦施肥量95%置信區間的范圍為70.97~111.31 kg/hm2。

表4 云木香產量的頻次分析

2.4 不同施肥處理對云木香質量指標的影響

由表5可知，不同處理之間的木香烴內酯含量差異不顯著。各施肥處理的木香烴內酯含量在1.50%~2.00%之間，木香烴內酯含量前3位是N2P0K2、N2P2K0、N2P2K3（N2P2K2），分別為2.00%、2.00%、1.90%，較不施肥處理有所增加，其他處理較不施肥處理增加得不明顯，處理N2P1K2的木香烴內酯含量最低，為1.50%，其次是N2P3K2、N1P2K1，其木香烴內酯含量較低，均為1.60%。

表5 不同施肥處理對云木香質量指標的影響 %

不同處理之間的去氫木香內酯含量差異不顯著。各施肥處理的去氫木香內酯含量在1.00%~1.60%之間，去氫木香內酯含量最高的處理為N2P0K2，為1.60%，較CK增加49.53%；N0P0K0、N2P2K0的去氫木香內酯含量較低，分別為1.07%、1.10%；N2P1K2最低，為1.00%。

不同處理之間的木香烴內酯+去氫木香內酯總量差異不顯著。各施肥處理的木香烴內酯+去氫木香內酯總量在2.50%~3.60%之間，木香烴內酯+去氫木香內酯總量最高的處理是N2P0K2，為3.60%，較CK增加了20.00%，N0P2K2、N2P2K2、N2P2K3、N3P2K2、N1P1K2、N2P1K1的木香烴內酯+去氫木香內酯總量均為3.20%，以N2P1K2最低，為2.50%。

不同處理之間的云木香地下部根的揮發油含量的差異達極顯著水平，以N2P0K2、N2P3K2處理最高，但兩者之間的差異不顯著，與其他處理之間的差異顯著。各施肥處理的揮發油含量在0.59%~0.87%之間，前3位的是N2P0K2、N2P3K2、N2P2K1，分別為0.87%、0.80%、0.70%。N3P2K2和N2P2K2的揮發油含量分別為0.69%、0.62%。

3 小結與討論

3.1 不同施肥處理對云木香產量的影響

本研究試驗條件下，施肥能顯著提高云木香鮮重和干重產量，3種肥料的配合施用能夠最大限度地提高云木香產量，N3P2K2的云木香鮮重和干重產量最高，較不施肥處理分別顯著增產132.67%、132.48%，其次是N2P2K2，其鮮重和干重產量均較高，分別較CK增產了125.00%和109.10%，不施肥處理N0P0K0的鮮重和干重產量均最低，最佳肥料配比處理為N3P2K2和N2P2K2，從降低肥料施用量、減少種植成本方面考慮，本試驗條件下可選擇處理N2P2K2。

肥料單因素對云木香鮮重產量的影響作用表現為：磷肥增產作用最明顯，氮肥次之，鉀肥最差。單因素肥料效應函數分析結果表明：氮、磷、鉀肥料效應函數方程的P值均大于0.05，擬合方程回歸均不顯著。兩因素交互效應的肥料效應分析結果表明：氮磷、氮鉀、磷鉀肥料效應函數方程的P值均大于0.05，擬合方程回歸均不顯著；三元二次肥料效應函數不典型，不能用邊際求導法計算推薦施肥量。因此，本試驗采用頻率分析法，計算推薦施肥量，N、P的施用量與產量頻率分析方法獲得的推薦施肥量相比基本符合，K肥施用量偏高。由于“3414”方案在云木香上的研究還未見報道，因而未與其他研究結果進行比較。

綜合云木香產量表現，最佳施肥處理為N3P2K2。經頻次分析，推薦該地的施用氮肥223.91~316.09 kg/hm2，平均值為272.43 kg/hm2；磷肥175.14 ~240.81 kg/hm2，平均值為207.97 kg/hm2；鉀肥70.97~111.31 kg/hm2，平均值為176.35 kg/hm2；肥料施用配比為1∶（0.55~1.08）∶（0.22~0.50），在該氮、磷、鉀肥施用范圍內，云木香鮮重產量有95%的概率達到13472.59~ 31347.12 kg/hm2。試驗區域的土壤肥力水平有待于進一步研究。本研究提供的施肥量可以為生產施肥量提供參考，應根據具體情況進行調整。

3.2 不同施肥處理對云木香質量指標的影響

氮、磷、鉀肥配施對木香烴內酯、去氫木香內酯、揮發油含量的影響無明顯規律。木香烴內酯、去氫木香內酯、揮發油既是云木香藥材質量的重要指標，也是云木香主要活性化學成分［24］。各處理的木香烴內酯+去氫木香內酯總含量均達2020年版《中國藥典》的標準［2］，鮮重產量最高的N3P2K2和N2P2K2處理的木香烴內酯和去氫木香內酯含量均為3.20%，揮發油含量分別為0.69%、0.62%，是本研究中選擇出較理想的2個處理。隨著氮、磷、鉀肥的用量增加，木香烴內酯、去氫木香內酯、揮發油含量的變化趨勢不明顯。此外，木香烴內酯、去氫木香內酯還受產地和初加工方法的影響，楊天梅等［25］研究了不同產地初加工方法對云木香的木香烴內酯、去氫木香內酯的影響，木香烴內酯+去氫木香內酯總含量在2.36%~3.56%之間，結果與本研究相差不大。此外，不同的產地、種植年限、采收時間對木香烴內酯、去氫木香內酯含量的影響也較大，云南麗江的云木香木香烴內酯和去氫木香內酯含量較高［8,11］。氮、磷、鉀肥對這3個質量指標的影響機理還有待于進一步研究。

本研究結果可以為云南麗江地區云木香高效施肥提供理論參考，具有一定參考價值和實踐意義。在云木香實際生產中，由于地理位置和地塊土壤養分的不同，在種植前均應開展測土配方論證。