半夏为天南星科植物Pinellia ternata（Thunb.）Breit.的干燥块茎^[1]。近年来，由于过度采挖和生长环境变化等原因，半夏野生资源不断减少，栽培半夏已成为该药材的主要来源^[2-6]。半夏出干率是指半夏块茎的干物质含量，干物质所占比重越大其药效成分含量越多，临床疗效越显著。半夏出干率是半夏等级的标志之一，出干率越大，品质越好，等级越高^[7-11]。对于栽培半夏的研究不但要追求产量，还要注重出干率和产品等级。等级高具体是指一、二等品所占比率较高^[12-13]。研究栽培半夏出干率与施肥的关系主要是依据《中药材种植质量管理规范》《中药材生产质量管理规范》（Good Agricultural Practice，GAP），讨论品质与最佳施肥量的平衡点，达到节约成本、减少环境污染、提高药材品质的目的。

目前，常用肥料的研究主要集中在栽培模式、不同施肥水平对鲜半夏产量的影响等方面^[14]，如赵忠堂等^[12]研究了收获期和出干率的关系；但施肥对半夏等级和出干率的影响尚未见报道。为此，本文在半夏高产高效栽培最佳施肥数学模型研究的基础上^[15-16]，进一步研究施肥对半夏等级和出干率的影响，旨在为半夏的科学配方施肥及制定合理的栽培措施提供依据。

1 材料与方法 1.1 试验地基本情况

试验设在甘肃省清水县城郊川水地上，海拔1378 m；土质中壤，肥力中等。土壤养分全N（Nitrogen，氮）0.63 g· kg^-1；全P₂O₅（Phosphorus pentoxide，五氧化二磷）1.29 g·kg^-1；全K₂O（potassium oxide，氧化钾）16.85 g·kg^-1。碱解N 68.0 mg·kg^-1；速效P₂O₅ 22.7 mg·kg^-1；速效K₂O 173.5 mg·kg^-1。前茬以小麦做匀地试验，试验区肥力均匀一致。

1.2 试验材料 1.2.1 试验用化肥

氮肥用尿素（含N 46 %，兰州石化公司产），磷肥用过磷酸钙（含P₂O₅ 12 %，白银绿源磷复合肥有限责任公司产），钾肥用氯化钾（含K₂O 60%，青海利源化肥厂产）。

1.2.2 试验材料

采用清水县百家乡野生半夏做试验材料。种茎过筛后均匀一致，直径1.0 cm左右，单粒（块）重约0.82 g。

1.3 试验方法 1.3.1 试验设计

试验设计方案为氮肥(X₁)、磷肥(X₂)、钾肥（X₃）三因子二次通用旋转组合设计，试验因子水平及设计见表 1。

1.3.2 播种、田间管理及收获

为便于田间管理和降低因化肥水平渗透作用对试验的影响，每小区做一畦，四周打埂，埂宽10 cm、高15 cm。小区净面积12.25 m²（3.5 m×3.5 m），共20处, 分2个区组随机排列（“0”点处理重复6次）。播种时先铲出畦内表土，整平畦底，将全部化肥混合后一次性施入畦底，耧入土中混匀后在表面撒匀种茎，最后均匀覆土15 cm。整个生育期内全试验过程未施有机肥，也不追施其它肥料。于11月13日播种，播量（块茎）4200 kg·hm^-2，密度510万粒/hm²（280 kg/666.67 m²，34万粒/666.67 m²）。翌年4月1日出苗前浇透水一次，并地表覆盖麦草保持土壤松软湿润。5月3日开始出苗，5月25日植株叶片已封住地面。全生育期视苗情、土壤和大气湿度随时浅灌，并做到田间无杂草。生育期间病虫采用统一方案防治，效果理想。待全田倒苗、叶片干枯后，于9月15日一次性采挖。每小区四周除去30 cm宽的面积不计产（以进一步消除肥料不同水平在小区间的横向渗透影响，并消除边际效应），剩余部分带回实验室严格考种。考种项目为：一、二等品半夏干重比率和出干率。

1.3.3 试验地播前的土壤化验方法

全氮用半微量开氏法、全磷用氢氧化钠熔融－钼锑抗比色法、全钾用氢氧化钠熔融－火焰光度法、碱解氮用碱解扩散法、速效磷用碳酸氢钠熔融－钼锑抗比色法、速效钾用乙酸铵提取－火焰光度法^[8]。

1.3.4 等级划分

参考张贵君^[9]的分级标准，当地一、二等品分别为直径＞1.5cm、1~1.5cm的干块茎。过筛后计算一、二等品所占总干重的比率。

1.4 统计方法

采用软件Excel 2003处理原始数据，得出显著性结果，用DPS 7.05进行统计分析，得出回归方程。

2 结果与分析 2.1 回归方程

试验结果见表 2，回归方程见表 3。方程经拟合性、显著性检验并剔除方程中不显著项后得：一等品重比率Ŷ ₁=22.4092+3.9651X₁+1.9005X₂-2.4298X₂²-1.7917X₃²

二等品重比率Ŷ₂=51.1995-4.9137X₂+5.9716X₂²+4.8155X₃²出干率Ŷ₃=27.7440+1.7680X₂+1.1396X₃+1.4802X₁²+1.7984X₂²

其中X₁、X₂、X₃分别为N、P₂O₅、K₂O的施量编码值；方程Ŷ₁、Ŷ₃达0.01为极显著水平；Ŷ₂达0.1为显著水平。

2.2 施肥对半夏等级的影响 2.2.1 主效应分析

一、二等品重比率回归方程（Ŷ₁、Ŷ₂）本身已经过无量纲形编码代换，其偏回归系数已标准化，故可直接由其绝对值大小来判断各肥料因子对各等级重比率影响的重要性。因此，3因素对一等品和二等品重比率的影响程度分别为N＞P＞K、P＞N＞K。

一、二等品重比率越高则半夏等级就越高。可见，当地影响半夏等级的主要因素是N、P肥。

2.2.2 对一等品重比率的影响 2.2.2.1 单施效应

将方程Ŷ₁中任意两因子固定取-1.682（即不施），可分别计算出第三因子的单施效应值，具体见表 4。当X₁=1.682（在设计范围内未找到施量佳点）、X₂=0.391、X₃=0时，N、P、K单施分别达一等品重比率的极值是13.94%、11.04%、5.67%；分别较不施肥时（0.60%）可提高13.34、10.44、5.07个百分点。

2.2.2.2 两素配施效应

对方程Ŷ1中任一因子固定取-1.682（即不施），可分别计算出NP、NK、PK配施的效应值，见表 5、6、7。可见，一等品重比率以NP配施时最高（24.38%），NK配施次之(19.01%)，PK配施最差(16.11%)；分别较不施肥时（0.60%）增加23.78、18.41、15.51个百分点；NP配施较N、P、K单施分别提高10.44、13.34、18.71个百分点；NK配施较N、P、K单施分别提高5.07、7.97、13.34个百分点；PK配施较N、P、K单施分别提高2.17、5.07、10.44个百分点。

2.2.2.3 三素配施效应

对方程Ŷ₁求X₁，X₂，X₃的一阶偏导数并置零，求解知，当编码值X₁=1.682（施N 600.0 kg·hm^-2）、X₂=0.391（施P₂O₅ 184.9 kg·hm^-2）、X₃=0（施K₂O150.0 kg·hm^-2）时，一等品重比率Ŷ1达极值29.45%，比不施肥（0.60%）提高28.85个百分点，比N、P、K单施（13.94%、11.04%、5.67%）分别提高15.51、18.41、23.78个百分点，比NP、NK、PK配施（24.38%、19.01%、16.112%）分别提高5.07、10.44、13.34个百分点。

可见，三素（N、P、K）配施效果最佳，其次为NP配施，单施效果最差。

2.2.3 对二等品重比率的影响

从方程Ŷ₂可以看出，N（X₁）与二等品重比率无明显关系。求解该方程：当X₂=-1.682（即不施P₂O₅）、X₃=±1.682（即不施K₂O或施300.0kg·hm^-2）时二等品重比率达设计范围内的最大值89.98%。

对方程Ŷ₂中X₂、X₃两因子分别取-1.682（即不施），计算出P、K肥的单施效应，见表 4。可见，P、K肥对二等品重比率的影响表现出复杂性：P（X₂）肥在0.411之前、K（X₃）肥在0之前，二等品重比率均随施肥量的增加呈下降趋势；P（X₂）肥在0.411之后、K（X₃）肥在0之后，二等品重比率随施肥量的增加均呈增加趋势。

2.3 施肥对出干率的影响 2.3.1 主效应分析

出干率回归方程（Ŷ₃）本身也已经过无量纲形编码代换，其偏回归系数已标准化，故可直接由其绝对值大小来判断各肥料因子对出干率影响的重要性。因此，3因素对出干率的影响程度为P＞K＞N。可见，当地影响半夏出干率的主要因素是P、K肥。

2.3.2 单施效应

对方程Ŷ₃中分别将两因子固定取-1.682（即不施），并计算出N、P、K单施效应值，具体见表 8。当X₁=±1.682（即0或600 kg·hm^-2）、X₂=1.682（即300 kg·hm^-2）、X₃=1.682（即300kg·hm^-2）时，出干率分别达N、P、K单施时的最大值32.13%、38.08%、35.96%。其分别较不施肥（32.13%）时提高0、5.95、3.83个百分点。由表 8可见，单施时，出干率随K肥施量的增加呈线型增加趋势。而出干率随N、P肥施量的增加表现出复杂性：出干率分别在N（X₁）施肥量编码值0之前、P（X₂）施肥量0.698之前，随施量的增大而减小；却分别在N（X₁）施肥量编码值0之后、P（X₂）施肥量编码值0.698之后，均随施量的增大而增大。

2.3.3 配施效应

对方程Ŷ₃求解得知，在设计范围内，当X₁=±1.682（即不施N或施N600 kg·hm ^-2）、X₂=1.682（即施P2O5 300 kg·hm^-2）、X₃=1.682（即施K₂O 300 kg·hm ^-2）时，出干率Ŷ₃达最大值41.91%。可见，三素配施（41.91%）分别较N、P、K肥单施增加了9.78、3.83、5.95个百分点。

3 讨论

由于不同施肥水平下一、二等品所占重比率不同，导致二等品重比率随P（或K）肥施量的增加而先下降后增加的复杂变化趋势。因为一等品重比率在P（X₂）施量编码值-1.682~0.391、K（X₃）施量编码值-1.682~0之间时，均随施量的增加而明显增大，所以在此区间内二等品重比率就相对明显下降；随着P（或K）肥施量的进一步增大，一等品重比率越过佳点后开始下降，而此时二等品重比率就相对开始增大。

对于出干率随N（或P）肥施量的增加而先下降后增加的变化趋势，我们初步认为是由各等级出干率不同所致，即一等品出干率较低、二等品出干率较高。结合一、二等品重比率施肥效应可见，一等品重比率随N肥施量的增加而增大，随P肥施量的不断增大而先增大后下降；二等品重比率随P肥施量的不断增大而先降低后增大，N肥对二等品重比率的影响不明显。因此，一等品重比率增大时出干率会有所下降，一等品重比率下降（二等品重比率增加）时出干率会有所增大。三等品可能也有一定影响。对这种现象还有待于进一步研究。

总之，本试验条件下，要使半夏等级和出干率均较高，则N肥施量以较大为宜、P肥取编码值0.391~1.682、K肥取编码值0。对于栽培半夏不但要追求产量，还要注重等级和出干率。因此，结合半夏高产高效栽培最佳施肥数学模型研究^[3]的最大产量与经济最佳施肥量编码值（X₁=0.638、X₂=0.838、X₃=0.157）分析可得：当编码值X₁=0.638、X₂=0.838、X₃=0.078，相应农业措施为纯N 431.79kg·hm^-2、P₂O₅ 224.79 kg·hm^-2、K₂O 157.00 kg·hm^-2时，半夏产量、等级、出干率均达到较高水平。