北苍术与茅苍术药材组织横切面的主要鉴别特征是皮层有纤维束，木质部纤维束大。茅苍术皮层有油室，北苍术皮层也有油室，所以A选项错误；北苍术木栓层有石细胞带，B选项错误；北苍术和茅苍术韧皮部不是主要鉴别特征，C选项错误；纤维束与导管相间排列不是两者的主要鉴别特征，E选项错误，所以答案是D。