粉煤渣在旱地植烟土壤改良中的应用

(1 湖南农业大学农学院，长沙 410128； 2 常德市烟草公司，湖南常德 415000)

2012-10-27

张 滔(1980-)，男，湖南常德人，高级工程师，硕士研究生，主要从事烟叶生产及烟叶生产信息化研究工作。

粉煤渣在旱地植烟土壤改良中的应用

张滔1,2

(1 湖南农业大学农学院，长沙 410128； 2 常德市烟草公司，湖南常德 415000)

为探讨粉煤渣在旱地植烟土壤改良中的可行性，采用大田随机区组试验，研究了在旱地烟土中施加蜂窝煤渣对烤烟大田生长发育及其烤后烟叶产质量的影响。结果表明，施用粉煤渣后，烤烟大田生长优势明显，茎围、叶长、叶宽均极显著高于对照；烤后烟叶叶片较重、较厚，单位叶面质量极显著高于对照；烟叶总氮、烟碱含量较高，经济性状相对较好。综合说明，烟土施加粉煤渣后，可显著促进烤烟生长及其产值的提高，但对烟叶内在化学成分的协调及优质烟叶的形成有一定负面影响。

烤烟；煤渣；旱地；土壤改良

烟叶烘烤调制过程中多使用蜂窝煤(也称作型煤)作为燃料，大型密集型烘烤工场在烟叶烘烤结束后会产生大量的煤渣，而此类粉煤渣多被随意丢弃在工场附近，这一方面污染了周边环境，另一方面还对烟站的有效管理带来较大的困难。有研究表明，粉煤渣是一类带有吸附性孔隙的微小颗粒，具有较好的理化特性[1]，可用于改良土壤环境，促进植物生长[2，3]，提高作物经济效益。本试验以烘烤工场炉膛废煤渣为试验材料，研究植烟土壤中施加粉煤渣后对烤烟生长发育及其产质的影响，以期探讨粉煤渣作为土壤添加物对改良旱地植烟土壤的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2011年6～9月在湖南省凤凰县腊尔山镇进行，供试品种为云烟87，供试土壤为石灰性中壤土。粉煤渣为2010年烟叶烘烤时所剩的炉膛煤渣，取出后适当敲碎、混匀，使用前经露天堆沤处理。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

选择一处地势良好，面积0.08 hm2左右的烟地，平均规划成6个试验小区。采用完全随机区组设计，设2个处理，处理1在翻耕起垄时均匀施入处理过的粉煤渣，施用量为15 000 kg/ hm2，处理2为不施粉煤渣的对照。每处理3次重复。

1.2.2 大田农艺性状测定

采用田间挂牌标记的方法，在各小区5点法选取10株长势中等的烟株，将第5、10、15叶定为上、中、下部叶。自团棵期开始，测定烟株团棵期、旺长中期、现蕾期、下部叶成熟期、中部叶成熟期、上部叶成熟期烟株的株高、茎围、节距、有效叶数及叶长、叶宽。

1.2.3 烤后理化品质分析

于烘烤结束后，取各小区X2F、C3F、B2F等级初烤烟叶各1 kg用于烤烟理化品质分析。物理指标测定参考文献[4]方法进行，常规化学成分的分析检测方法主要依据国家烟草专卖局制定的行业标准。

1.2.4 烤烟经济性状分析

计量各试验小区烤后烟叶等级、重量，换算成烟叶公顷产量，并参照2011年凤凰县烤烟收购价格，确定烟叶产值情况。

1.3 数据分析

数据分析采用Excel 2003和SPSS 11.0统计分析软件。

2 结果与分析

2.1 对烤烟大田生长的影响

2.1.1 对株高、茎围、节距及有效叶数的影响

不同处理烟株旺长期长势具有很明显的差异，其中，团棵期差异相对较小，只有株高达到差异显著性水平，其他指标差异均不显著，但是到了旺长中期，除节距外，其他各项指标均达到了显著或极显著差异，尤其是烟株株高、茎围两项，分别高出对照28.3%和12.5%，达到极显著水平。在旺长后期即烟株现蕾时，株高、节距及有效叶数差异不明显，说明施粉煤渣处理不影响烟株旺长后期 长高、出叶，但茎围依然达到极显著差异(表1)。

综合表中数据，施用粉煤渣能有效促进烟株旺长前期长高、后期增粗，较符合植物生长发育的一般规律，对烤烟生长发育有利。

表1 烟株长势比较

注：同列小写字母不同表示差异显著，大写字母不同表示差异极显著。下同。

2.1.2 对烤烟叶片的影响

不同处理烟叶长宽差异较大，田间观察可以看出，施用粉煤渣的烟地烟株长势明显优于对照，叶长、叶宽均显著高于对照。上、中、下部叶有效叶面积均极显著高于对照，分别高出对照27.5%、16.5%、33.0%。

试验结果之所以会有如此之大的差异，一方面是因为2011年烟株大田生长阶段天气特别干旱，移栽后一个月内基本无雨，抑制了烟株对营养元素的吸收利用。而在添加粉煤渣后，由于煤渣颗粒的砂性及孔隙吸收性，有利于夜间吸附空气中的水分，并能直接改善土壤物理环境，增加植烟土壤保水保肥能力，在一定程度上削弱了干旱对烟株的负面影响。另一方面，粉煤渣的添加还间接地增强了烟株根系对肥料的吸收利用，较大程度上保障了营养物质的持续供给。对照烟田大部分烟株下部叶出现干旱逼熟的假熟现象，且上部叶由于营养元素的吸收障碍，只有少数圆顶良好，有些烟株在中、上部叶成熟时甚至还出现了“天盖地”的现象。

由此可以说明，烟田施加粉煤渣能改善植烟土壤理化环境，在一定程度上可增强烟株的抗旱能力，能有效地促进烟叶生长。

2.2 对烤烟理化品质的影响

2.2.1 对烤烟物理指标的影响

不同处理烤烟上、中、下部叶都存在较大的差异，且具有一致的规律，统一表现为处理组高于对照组，且大部分都存在显著性或极显著性差异。处理组烤后烟叶叶长都极显著高于对照，与大田鲜烟表现一致。而开片度只有下部叶表现出显著差异，中、上部叶差异不明显，这是因为下部叶从生长至成熟都处于一个较长的干旱期，对照组烟叶生长受到抑制，未能及时开片。而下部叶采收后，烟株耗水相对减少，干旱情况也稍有缓解，中、上部叶生长环境相对较好(表2)。

目前流行的卷烟口味要求与化学成分相对应的单叶重为下部叶5～10 g，中、上部叶8～11 g[5]。施加粉煤渣后，烟叶单叶重显著增加，原因在于烟叶不但较长，叶厚度也极显著高于对照。但是处理组上部叶单叶重却高达16.1 g，远远超出相对适应范围，不利于烟叶内在化学成分的协调，不利于优质烟叶的形成。

烟叶厚度与烟叶身份正相关，是烟叶的一个重要质量性状。厚度适中的烟叶，油分多、弹性强、质量好，过厚的烟叶则劲头大，杂气重，刺激性强。由表2可以看出，添加粉煤渣后，上部叶厚度增加17.5 μm之多，有超过适宜范围的趋势，容易导致上部叶烟碱过高，烟味过重，刺激性太强，不利于优质烟叶形成。由于烟叶厚度的影响，烤烟单位叶面积质量也存在极显著或显著性差异。

综上分析，烟田施加粉煤渣后可极显著增加叶长、叶厚，提高烟叶单叶重和单位叶面积质量，在一定程度上，可以有效提高烟叶产量，但是烟叶化学成分却可能会受影响，而且随着烟叶长度、厚度的显著增加，亦存在烘烤调制难的问题。因此，在烟田中施用粉煤渣还需要注意施用量的问题，以调和烟叶产质量矛盾，达到最佳收益。

表2 烤后烟叶物理指标比较

2.2.2 对烤烟化学指标的影响

烤后烟叶总糖、还原糖含量都处在较适宜范围，而且除上部叶外，其他均差异不显著，处理组大部分指标都稍高于对照，说明施加粉煤渣后能局部提高烟叶含糖量，对上部叶的影响尤为明显。处理组上、中、下部叶总氮和烟碱含量极显著或显著高于对照，证明添加粉煤渣可显著提高烟叶总氮、烟碱含量，容易使烟叶存在烟碱含量过高的问题，尤其是中、上部烟叶，其烟碱含量已超出适宜范围，分别高出最大边界值11.7%和28.3%(表3)。从这一点看，施加粉煤渣不利于烤烟上部叶减焦降氮的品质需求，对优质烟叶的形成不利。

硫元素是烤烟品质的限制因子，缺硫或硫过量都将显著影响作物的产量和品质，有研究表明，烟叶含硫量>0.7%会影响烟叶燃烧性。由表3可知，烤烟含硫量均在最高临界值0.7%以下，且下、上部叶硫含量存在一定的差异，处理组高出对照0.9%和1.2%，说明施加粉煤渣后有可能增加植烟土壤中硫含量，从而使烟叶硫含量相应增加。但是硫在土壤-烟株系统中转化、移动、吸收及其调节等过程是非常复杂的，影响因素也较多。张晓海在云南烟区试验表明，烟区在最大施硫量达到150 kg/hm2时，烟叶含硫量也不超过0.35%。因此，这并不意味着粉煤渣的施用会致使烟叶硫含量持续增加，影响烟叶品质。

表3 烤后烟叶化学指标比较

2.3 对烤烟经济性状的影响

施加粉煤渣后，处理组烤后烟叶平均单叶重、产量均极显著高于对照，在此影响下，烟叶产值也相对较高，差异达到极显著水平。烟叶均价和中上等烟的比例差异不显著，其原因在于对照组下部叶成熟度不够，叶片较薄，烟叶烤后含青重，影响烟叶等级；而处理组上部叶较长、较厚，烤后烟挂灰多，因此，两组烟叶均价、上中等烟比例相差无几(表4)。

施加粉煤渣后，烟叶经济性状依靠增加烟叶重量或产量有了一定的改善，因此，在今后烟叶生产中，需要适当调整粉煤渣施用量、改进烟叶烘烤调制手段，以协调烟叶产质量矛盾，使效益达到最大化。

表4 烤烟经济性状比较

2.4 安全性评估

煤属于矿产资源，粉煤渣中可能含有较多的重金属，施用后可能间接影响烟叶重金属含量，而近年来人们对烟草安全越来越重视，尤其是对烟叶重金属含量越来越敏感，因此，本试验还对烤烟中部叶部分重金属含量做了检测评估。结果表明，烟叶重金属含量都处在国家限制范围内，符合优质烟叶的品质要求。施加粉煤渣后，虽然中部叶重金属含量都稍高于对照，但并未达到显著性差异，说明煤渣的施用对烟叶重金属含量影响不大(表5)。其原因可能有以下两点：一是烤烟型煤含煤量较低，工场中型煤的煤与粘土比例常为1︰1左右；二是在烘烤过程中，型煤经过高温燃烧，重金属极易变成易挥发的离子态而逸失。

表5 烤后烟叶重金属含量比较

3 结论与讨论

粉煤渣具有较好的理化特性，可直接或间接的影响植烟土壤环境，进而影响烤烟生长发育及其产质。试验结果表明，植烟土壤施用粉煤渣后烟株生长优势明显，茎围显著增粗，叶片长长、长宽，上、中、下部叶叶长、叶宽及烟叶有效叶面积极显著高于对照，可较大程度地促进烤烟生长发育；烤后烟叶片较重，较厚，单位叶面积质量也相对较高，因而烟叶产量较高，产值较好，但是均价、中上等烟比例并没有提升；烟叶化学品质方面，总氮、烟碱含量显著增加，甚至超出了适宜范围，对烟叶品质不利，硫含量也有一定的增加，但并未超出适宜值范围。

由此可以看出，土壤中添加粉煤渣可有效改善土壤理化结构，增强作物的抗逆性，尤其是增强烟株的抗旱作用，能明显促进大田烟株生长发育，提高产值。但生产中为保证烟叶品质，必须注意施用量的问题，以免烟叶总氮、烟碱含量过高。此外，粉煤渣在烟草土壤改良上的应用还需因地制宜，考虑烟叶重金属安全问题，确保在促进烟株生长、提高烟叶品质、增加经济效益的同时，保障卷烟产品的吸食安全。

[1] 史正军，廖伟文.含煤渣营养基质的理化特性及应用效果研究[J].广东林业科技，2004，20(2)：42-46.

[2] 杨 浩.家庭园艺ABC[M].北京：中国农业出版社，2006.25.

[3] 方 至，符志贤.石煤灰渣农业利用研究[J].农业环境保护，1997,16(2):269-271.

[4] 吉书文，滕兆波.烟草物理检测[M].郑州：河南科学出版社，1997.

[5] 云南省烟草科学研究所.云南烟草栽培学[M].北京.科学出版社，2007.60.

[6] 王瑞新.烟草化学[M].北京：中国农业出版社，2003.39.

[7] 刘 华.植烟土壤改良和保护技术研究[J].植物医生，2009,22(5):42-44.

S572.06

A

1001-5280(2012)07-0062-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.07.16

责任编辑：黄燕妮