牛玉德，杜鴻波，李金峰，韓治建，楊宏星，王國良，梅運鵬，李先鋒，湯建華，葉協(xié)鋒，劉紅恩*(.陜西省煙草公司漢中市公司，陜西漢中7000;.河南農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，河南鄭州5000;.商丘市質(zhì)量技術監(jiān)督檢驗測試中心，河南商丘76000;.河南農(nóng)業(yè)大學煙草學院/國家煙草栽培生理生化研究基地，河南鄭州5000)

煙草是我國重要的經(jīng)濟作物之一。煙草生產(chǎn)的經(jīng)濟效益主要取決于煙葉的品質(zhì)、產(chǎn)量和生產(chǎn)成本［1］。生物質(zhì)炭是生物質(zhì)在無氧或微氧條件下低溫熱轉(zhuǎn)化后的固體副產(chǎn)物，是一種有機碳含量高、多孔性、堿性、吸附能力強、多用途的生物質(zhì)材料［2］。研究表明，生物質(zhì)炭中含有 Na、K、Mg、Ca 等礦質(zhì)元素，可以促進土壤養(yǎng)分循環(huán)和植物生長［3］，施加生物質(zhì)炭可以明顯改善土壤質(zhì)量、提高作物產(chǎn)量［4－11］。目前，有關生物質(zhì)炭對黑麥草、菠菜、大豆、水稻、玉米等作物生長影響的研究較多［12－15］，而有關生物質(zhì)炭對烤煙生長發(fā)育、品質(zhì)及土壤理化性狀影響的研究則較少。因此，筆者在陜西省漢中市南鄭縣小南海鎮(zhèn)布置田間小區(qū)試驗，研究不同生物質(zhì)炭施用量及類型對烤煙各時期農(nóng)藝性狀、發(fā)病率以及產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響，以期獲得漢中煙區(qū)最佳的生物質(zhì)炭施用類型和用量，為漢中煙區(qū)土壤修復改良、煙葉品質(zhì)改善提供一定的技術依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況 試驗于2013年5月～9月在陜西省漢中市南鄭縣小南海鎮(zhèn)老龍池村進行。漢中市海拔1 000～1 500 m，屬于亞熱帶氣候區(qū)，北有秦嶺屏障，寒流不易侵入，氣候溫和濕潤。漢中地區(qū)地處北半球中緯度，來自西南、東南的暖濕氣流受巴山、秦嶺阻隔，使得區(qū)內(nèi)雨量充沛。土壤為山地黃棕壤，質(zhì)地壤土，基本理化性狀:有機質(zhì)9.49 g/kg，pH 6.73，速效磷 49.98 mg/kg，速效鉀 331.73 mg/kg，堿解氮72.32 mg/kg。

1.2 試驗材料 試驗用煙草品種為云煙97。

1.3 試驗設計 試驗共設置6個處理，分別為T0(常規(guī)施肥)、T1(常規(guī)施肥+300 kg/hm2花生殼炭)、T2(常規(guī)施肥+600 kg/hm2花生殼炭)、T3(常規(guī)施肥+900 kg/hm2花生殼炭)、T4(常規(guī)施肥+600 kg/hm2稻殼炭)、T5(常規(guī)施肥+600 kg/hm2麥稈炭)。每個處理重復3次，隨機區(qū)組排列，共18個小區(qū)，小區(qū)面積50 m2。生物質(zhì)炭采用穴施方式，在移栽前施入。

試驗地前茬煙草，產(chǎn)量2 490 kg/hm2，施用烤煙專用肥900 kg/hm2+硝酸鉀75 kg/hm2+硫酸鉀262.5 kg/hm2+高鈣磷150 kg/hm2+生物肥150 kg/hm2+油渣300 kg/hm2+磷酸二銨75 kg/hm2。常規(guī)施肥處理施肥量:煙草專用肥(12∶15∶18)1 050 kg/hm2、高鈣磷(44%)150 kg/hm2、硫酸鉀(＞51%)262.5 kg/hm2、生物肥 150 kg/hm2、有機肥300 kg/hm2，整體起壟后，條施。移栽后15 d左右，追肥硝酸鉀(9∶0∶35)75 kg/hm2。

植煙行距、株距分別為110、55 cm。試驗田塊起壟、施肥后，于5月11日進行打孔、穴施、移栽，各小區(qū)的大田管理參照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術規(guī)程進行。在煙草各生育期分別記錄農(nóng)藝性狀及發(fā)病率，成熟后各小區(qū)單獨采收和掛桿烘烤，記錄其產(chǎn)量、等級和產(chǎn)值等經(jīng)濟性狀，并采集X2F、C3F和B2F樣品各0.5 kg，粉碎過篩后測定其常規(guī)化學成分。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 煙株農(nóng)藝性狀與發(fā)病率。在煙草團棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期和成熟期分別記錄株高、莖圍、有效葉數(shù)、最大葉長和最大葉寬等農(nóng)藝性狀，并按照漢中市煙草公司的行業(yè)標準對煙草花葉病的發(fā)病率進行分級統(tǒng)計。

1.4.2 經(jīng)濟性狀。按照國標GB 2635－1992《烤煙》分級方法對煙葉進行分級，調(diào)查各小區(qū)烤后煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例、中上等煙比例、下等煙比例等經(jīng)濟性狀。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2003軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物質(zhì)炭類型及施用量對煙草各生育時期農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 不同生物質(zhì)炭類型及施用量對煙葉團棵期生長發(fā)育的影響。由表1可知，與常規(guī)施肥處理T0相比，施用生物質(zhì)炭后(處理T1～T5)均增加了團棵期煙葉的株高、莖圍和最大葉面積，有效促進團棵期煙葉早發(fā)快長。其中，隨著花生殼炭施用量(處理T1～T3)的增加，株高、莖圍、最大葉長、最大葉寬、最大葉面積等指標也逐漸增加，并在施用900 kg/hm2花生殼時(處理T3)達到最大。

表1 施用生物質(zhì)炭對團棵期煙葉農(nóng)藝性狀的影響

對于生物質(zhì)炭類型來說，團棵期株高表現(xiàn)為處理T5＞處理T2＞處理T4，莖圍表現(xiàn)為處理T5＞處理T4＞處理T2，最大葉長表現(xiàn)為處理T4＞處理T5＞處理T2，最大葉寬表現(xiàn)為處理T5＞處理T4＞處理T2，最大葉面積表現(xiàn)為處理T5＞處理T4＞處理T2，說明不同類型生物質(zhì)炭對團棵期煙葉生長發(fā)育的影響并沒有明顯的差異。

2.1.2 不同生物質(zhì)炭類型及施用量對煙葉旺長期生長發(fā)育的影響。由表2可知，煙草在旺長期時，各處理的株高和最大葉面積開始表現(xiàn)出明顯的差異。與常規(guī)施肥處理T0相比，施用一定數(shù)量的生物質(zhì)炭后(處理T2～T5)均增加了旺長期煙葉的株高、莖圍和最大葉面積，有效促進旺長期煙葉的快速生長。其中，隨著花生殼炭施用量(處理T1～T3)的增加，莖圍、最大葉長、最大葉寬、最大葉面積等指標也逐漸增加，并在施用900 kg/hm2花生殼時(處理T3)達到最大值。而對于株高和有效葉數(shù)來說，隨著花生殼炭施用量(處理T1～T3)的增加，則表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，在施用600 kg/hm2花生殼時(處理T2)達到最大值。說明在旺長期施用600～900 kg/hm2花生殼炭能夠有效促進煙株的生長發(fā)育。

對于生物質(zhì)炭類型來說，旺長期株高表現(xiàn)為處理T5＞處理T4＞處理T2，莖圍表現(xiàn)為處理T4＞處理T5＞處理T2，最大葉長、最大葉寬和最大葉面積均表現(xiàn)為處理T4＞處理T5＞處理T2，稻殼炭和麥稈炭處理明顯優(yōu)于花生殼炭處理，且稻殼炭處理更有利于促進旺長期煙葉葉片的發(fā)育，而麥稈炭更有利于提高株高和增加有效葉數(shù)。

表2 施用生物質(zhì)炭對旺長期煙葉農(nóng)藝性狀的影響

2.1.3 不同生物質(zhì)炭類型及施用量對煙葉現(xiàn)蕾期生長發(fā)育的影響。由表3可知，與常規(guī)施肥處理T0相比，施用一定數(shù)量的生物炭(處理T3～T5)均增加了現(xiàn)蕾期煙葉的株高、莖圍和最大葉面積，有效促進了現(xiàn)蕾期煙葉生長發(fā)育。其中，隨著花生殼炭施用量(處理T1～T3)的增加，現(xiàn)蕾期煙葉的株高、有效葉數(shù)均逐漸增加，并在施用900 kg/hm2花生殼時(處理T3)達到最大值，且除了株高、有效葉數(shù)和莖圍外，施用300～600 kg/hm2花生殼炭時(處理T1～T2)的最大葉長、最大葉寬及最大葉面積則均小于常規(guī)施肥處理T0。說明施用花生殼炭時應保持足夠的數(shù)量，施用900 kg/hm2以上更有利于促進現(xiàn)蕾期煙株的生長發(fā)育。

對于生物質(zhì)炭類型來說，現(xiàn)蕾期株高、有效葉數(shù)、莖圍表現(xiàn)為處理T4＞處理T5＞處理T2，最大葉長、最大葉寬和最大葉面積均表現(xiàn)為處理T5＞處理T4＞處理T2，稻殼炭和麥稈炭處理明顯優(yōu)于花生殼炭處理，且稻殼炭處理更有利于促進現(xiàn)蕾期煙葉莖稈的發(fā)育，而麥稈炭更有利于現(xiàn)蕾期煙葉葉片的發(fā)育。

表3 施用生物質(zhì)炭對現(xiàn)蕾期煙葉農(nóng)藝性狀的影響

2.1.4 不同生物質(zhì)炭類型及施用量對煙葉成熟期生長發(fā)育的影響。由表4可知，與常規(guī)施肥處理T0相比，施用一定數(shù)量的生物質(zhì)炭(處理T1～T5)均增加了成熟期煙葉的株高和有效葉數(shù)，對莖圍、最大葉長、最大葉寬及最大葉面積則影響不大。其中，隨著花生殼炭施用量的增加(處理T1～T3)，成熟期煙葉的株高、有效葉數(shù)等均逐漸增加，并在施用900 kg/hm2花生殼時(處理T3)達到最大值。與常規(guī)施肥處理T0相比，除了施用300 kg/hm2花生殼炭(處理T1)的最大葉長、最大葉寬和最大葉面積有所增加外，施用600～900 kg/hm2花生殼炭處理均無明顯增加。說明施用花生殼炭后，對成熟期煙葉莖稈的縱向發(fā)育(株高)和有效葉數(shù)的增加仍然具有一定的作用，而對于煙葉莖稈的橫向發(fā)育(莖圍)以及葉片的發(fā)育則作用減弱。

對于生物質(zhì)炭類型來說，成熟期株高、有效葉數(shù)表現(xiàn)為處理T5＞處理T4＞處理T2，莖圍表現(xiàn)為處理T5＞處理T4=處理T2，最大葉長表現(xiàn)為處理T2＞處理T5＞處理T4，最大葉寬表現(xiàn)為處理T2=處理T4＞處理T5，最大葉面積表現(xiàn)為處理T2＞處理T5＞處理T4，但是，花生殼炭、稻殼炭和麥稈炭3種生物質(zhì)炭對成熟期煙株生長發(fā)育的影響差異并不大。

表4 施用生物質(zhì)炭對成熟期煙葉農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同生物質(zhì)炭類型及施用量下烤煙經(jīng)濟學性狀分析 由表5可知，與常規(guī)施肥處理T0相比，施用生物質(zhì)炭(處理T1～T5)均增加了煙葉單葉重、產(chǎn)量、產(chǎn)值和中上等煙葉比例。其中，隨著花生殼炭施用量(處理T1～T3)的增加，煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和中上等煙葉比例均明顯增加，并在施用900 kg/hm2花生殼時(處理T3)達到最大值。就單葉重來說，施用花生殼炭的處理表現(xiàn)為處理T1＞處理T3＞處理T2，且施用600 kg/hm2花生殼炭處理的單葉重較常規(guī)施肥處理T0甚至有所下降，說明施用花生殼炭能夠提高煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值及中上等煙葉比例，但在提高煙葉單葉重及促進葉片發(fā)育方面，其具體的施用量有待進一步探討。

對于生物質(zhì)炭類型來說，產(chǎn)量表現(xiàn)為處理T4＞處理T5＞處理T2，產(chǎn)值則表現(xiàn)處理T4＞處理T2＞處理T5，單葉重表現(xiàn)為處理T5＞處理T4＞處理T2，但3種生物質(zhì)炭類型對提高中上等煙葉比例方面則差異不大。說明，漢中煙區(qū)施用稻殼炭提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值的效果最好，而麥稈炭和花生殼炭則差異不大;施用3種類型的生物質(zhì)炭均可以提高中上等煙比例，但三者之間的差異不大;施用麥稈炭對增加煙葉單葉重的效果更好，而施用稻殼炭和麥稈炭則差異不大。

表5 施用生物質(zhì)炭對烤后煙葉經(jīng)濟學性狀及產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

3 結(jié)論與討論

生物質(zhì)炭具有疏松多孔、吸附能力強的特點［16］，其施入土壤后可以對肥料和養(yǎng)分起到吸附和緩釋的作用，可提高肥料利用率，促進煙葉生長發(fā)育，提高烤煙產(chǎn)量。該試驗獲得了較為相同的結(jié)果。試驗結(jié)果表明，施用生物質(zhì)炭可以明顯增加煙葉生育中前期的株高、莖圍和葉片大小，有效促進了煙葉的早發(fā)快長，并增加了煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和中上等煙葉比例，增加了植煙經(jīng)濟效益。漢中煙區(qū)由于地形和氣候因素，降雨量較大，肥料流失嚴重，肥料利用率低，煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量下降。建議漢中煙區(qū)施用生物質(zhì)炭來進行土壤改良，以提高肥料利用率，增加煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值。

試驗中，隨著花生殼炭施用量的增加，各個生育時期的農(nóng)藝性狀均顯著提高，產(chǎn)量、產(chǎn)值和中上等煙葉比例葉明顯增加，且在900 kg/hm2的施用量水平下達到最高。建議漢中煙區(qū)施用生物質(zhì)炭時控制好用量，以600～900 kg/hm2為宜。

在生物質(zhì)炭的施用類型方面，綜合各個時期煙葉的農(nóng)藝性狀指標，稻殼炭和麥稈炭處理明顯優(yōu)于花生殼炭處理，且稻殼炭處理更有利于促進旺長期煙葉葉片的發(fā)育和現(xiàn)蕾期煙葉莖稈的發(fā)育，而麥稈炭更有利于提高旺長期的株高和有效葉數(shù)以及現(xiàn)蕾期煙葉葉片的發(fā)育。而且，施用稻殼炭在提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的效果最好，而麥稈炭和花生殼炭則差異不大;施用3種類型的生物質(zhì)炭均可以提高中上等煙比例，但三者之間的差異不大;施用麥稈炭對增加煙葉單葉重的效果更好，而施用稻殼炭和麥稈炭則差異不大。因此，漢中煙區(qū)選擇稻殼炭作為土壤改良的材料之一效果較好。

綜上所述，漢中煙區(qū)施用生物質(zhì)炭是一項土壤改良、促進煙葉生長發(fā)育的良好措施，生物質(zhì)炭施用量宜控制在穴施600～900 kg/hm2左右，在生物質(zhì)炭的種類上可選擇稻殼炭作為土壤改良材料。

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