烟杆生物质燃灰替代硫酸钾的研究

罗云霞，苏家恩，王德勋

(1.大理州烟草公司弥渡县分公司，云南弥渡672100;2.云南省烟草公司大理州公司，云南大理671000)

烟草是需钾量较多的经济作物。烤后烟叶钾含量高低是衡量烟叶品质重要好坏的重要指标，因此有关烤烟钾肥使用的研究非常多［1－4］。烟草吸钾量为吸氮量的 2 ～3 倍［5］，因此烟叶生产上钾肥施用量普遍偏高。但是，随着化石能源的日渐枯竭，钾肥价格也一路飚升，钾肥已成为烟草用肥成本中比例最大的一项。国内开展了大量的有关生物钾肥的研究［6－14］。作为新型能源，生物质能源目前正在全国大力推行，随之产生的残余物－草木灰约占总量的3% ～5%［15］。按消耗生物质燃料6 000 kg/hm2计算［16］，烘烤烟叶可以产生燃灰180～300 kg/hm2。如果能将这部分残余物进行使用，那么不仅是生物质循环利用，而且能减少钾肥使用量，降低烟农钾肥使用成本。为此，在2013年开展烟杆生物质燃灰替代钾肥试验研究。

1 材料与方法

1.1 供试材料 供试材料为当地主栽品种红花大金元。试验田土壤类型为红壤土，地势平坦，排灌方便，质地疏松，土壤 pH 6.1，土壤养分含量为:有机质1.68 g/kg，碱解氮124.39 mg/kg，速效磷 29.53 mg/kg，速效钾 107.52 mg/kg。烟杆生物质燃灰为2011年烟杆压块燃料2012年烘烤燃烧后收集的燃灰。经检测，样品中 pH 7.92，有机质 115.83 g/kg，全氮(N)20.36 g/kg，全磷(P2O5)2.08 g/kg，全钾(K2O)112.87 g/kg，有效钾83.22 g/kg。

1.2 试验设计 试验采用随机区组设计，设4个处理:CK常规处理，复合肥(10∶10∶24)675 kg/hm2、硫酸钾 300 kg/hm2、硝酸钾 150 kg/hm2、农家肥 12 000 kg/hm2;T1 替代20%，复合肥(定制 10∶10∶0)675 kg/hm2、硫酸钾(80% 硫酸钾+燃灰20%)、硝酸钾150 kg/hm2、农家肥12 000 kg/hm2;T2替代 30%，复合肥(定制 10∶10∶0)675 kg/hm2、硫酸钾(70%硫酸钾 +燃灰30%)、硝酸钾150 kg/hm2、农家肥12 000 kg/hm2;T3替代 50%，复合肥(定制 10∶10∶0)675 kg/hm2、硫酸钾(50%硫酸钾 +燃灰50%)、硝酸钾150 kg/hm2、农家肥12 000 kg/hm2。4次重复。每个小区种烟4行，每行种烟40株，四周设两行保护行。

1.3 测定项目

1.3.1 农艺性状统计。在各小区定点选取有代表性长势的烟株5株，在打顶时(初花打顶)和第1次采烤前1 d测量株高、茎围、留叶数、最大叶面积及顶叶面积。

1.3.2 常规化学分析。采烤后，每个处理分别选取X2F、C3F、B2F。根据 YC/T159－2002、YC/T217－2007、YC/T160－2002、YC/T162－2011、YC/T161－2002，进行常规化学品质分析。

1.3.3 产量统计。将试验小区烤烟株数换算成16 500株/hm2进行产量调查。

1.4 数据处理 试验数据采用Mathematica 10.0进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理大田烟叶农艺性状 由表1可知，封顶前，与对照相比，3个处理的株高有0.05水平显著性差异，3个处理间差异不显著;3个处理的茎围与对照相比有0.05水平显著差异，T3处理与T1、T2处理有0.05水平显著性差异，T1与T2处理之间有0.05水平显著差异;3个处理的留叶数与对照有0.05水平显著差异，3个处理间差异不显著;T2、T3处理的最大叶面积与CK有0.05水平显著差异，T1处理与对照差异不显著，T1与T3处理间有0.05水平显著差异;对照顶叶面积与3个处理有0.05水平显著差异，T1处理与T2、T3处理有0.05水平显著性差异，表明烟杆生物质燃灰在一定程度上能代替硫酸钾促进封顶前烟叶株高等一系列农艺指标的生长，不同代替比例的烟杆生物质燃灰对烟株的茎围、最大叶面积与顶叶面积等农艺指标的生长有不同的作用。采烤前3个处理的茎围、留叶数与对照有0.05水平显著差异，处理间差异不显著;T1与T3处理的株高与CK和T2处理间有0.05水平显著差异，CK与T2的株高差异不显著，3个处理与对照的最大叶面积间均有0.05水平显著差异，3个处理与对照的顶叶面积差异不显著，T1与T2处理差异不显著。由此可知，烟杆生物质燃灰可以部分代替硫酸钾，且不同代替比例的烟杆生物质燃灰对烟株生长有不同的影响，主要表现在最大叶面积与顶叶面积2个方面。

表1 不同处理大田烟叶农艺性状

2.2 不同处理烤后烟常规化学成分 由表2可知，3个处理B2F的烟碱、总氮、烟解氮、蛋白质、氧化钾与氯离子的含量与对照无显著性差异;T2处理的总糖含量与CK无显著性差异，与T1、T3处理均有0.05水平显著差异，T1、T3处理与CK总糖含量三者两两之间均有0.05水平显著差异;CK的还原糖含量与T1、T2处理无显著差异，与T3处理有0.05水平显著差异，T3处理的还原糖含量与T2处理无显著性差异，与T1处理有0.05水平显著性差异;对照与3个处理的淀粉含量两两之间均有0.05水平显著性差异，表明烟杆生物质燃灰的替代量对上部叶的糖类物质有较大影响，对其他常规化学成分的含量影响不大。3个处理C3F的总氮、烟解氮、蛋白质、氧化钾的含量与对照无显著差异，化学成分中总糖、蛋白质含量表现为对照与T1、T2处理有0.05水平显著差异，与T3处理无显著差异，T1、T2处理间无显著差异，与T3处理均有0.05水平显著差异;对照的还原糖含量与T1、T2处理无显著差异，与T3处理有0.05水平显著差异;CK的烟碱含量与T1处理有0.05水平显著性差异，与T2、T3处理无显著性差异。可见，烟杆生物质燃灰的替代比例对糖类物质和烟碱的含量有较大影响。3个处理X2F除总氮和氧化钾含量与对照无显著差异外，其总糖、还原、烟碱、烟解氮、蛋白质、氯离子、淀粉对照与对照均有不同程度的差异性，表明烟杆生物质燃灰的替代比例对下部叶有较大的影响。所以，随着烟叶部位的降低，烟杆生物质燃灰的不同替代比例对化学成分的影响逐渐增强。

表2 不同处理烤后烟常规化学成分%

2.3 不同处理烟叶的经济效益 由表3可知，对照产量与T1处理无显著性差异，与T2、T3处理均有0.05水平显著性差异，且T3处理的产量最大，CK最小;均价以T3处理最大，与CK有0.05水平显著差异，与T1、T2处理无显著差异，对照与T1、T2处理无显著差异;上等烟比例同样以T1处理最大，T3处理次之，T1与T3处理之间无显著性差异。综合来看，T3处理有助于提高烤烟的经济质量，提高农民收益，相比对照可以提高产值8 717.72元/hm2。

表3 不同处理烤后烟经济效益

3 结论与讨论

生物质燃料在烟叶烘烤中的推广应用中对解决烟叶烘烤替代能源问题具有重要意义，是实现烘烤能源改革的新途径之一［17］。同时，化学肥料的使用是农业获得高产的重要手段，为农业生产带来巨大的经济效益。但是，在农业生产上，由于大量施用氮肥，氮肥利用率降低。据报道，我国氮肥的当季利用率为30% ～35%［18］。氮素的过量施用等不合理的农业管理措施不仅加剧氮素通过淋溶、反硝化等途径损失，而且降低种植效益，造成资源浪费和环境污染，甚至危及食品安全和人畜健康［19］。就现阶段而言，减少化学肥料施用量是提高烟叶安全性的有效途径之一。肥料增效剂因其能促进植物对养分的吸收，提高化肥利用率，减少化肥用量而受到重视［20］。

该研究表明，烟杆生物质燃灰可以部分代替硫酸钾，促进烟株的生长发育，而且不同代替比例的烟杆生物质燃灰对烟株生长有不同的影响，主要对烤烟的最大叶面积与顶叶面积有较大的影响;不同部位烟叶的常规化学成分受烟杆生物质燃灰替代比例的影响较大，表现为随着烟叶部位的降低，烟杆生物质燃灰的比例对化学成分的影响逐渐增强;不同比例的烟杆生物质燃灰替代对烤烟的经济效益有较大影响，其中T3处理有助于提高烤烟的经济质量，提高农民收益。

［1］高家合，刘运国，李梅云，等.钾肥对烤烟根系和烟叶产质量的影响及其关系研究［J］.中国烟草科学，2010，31(2):24 －28.

［2］戴勋，王毅，刘彦中，等.不同钾肥追施量对烤烟K326生长及产质量的影响［J］.中国烟草科学，2009，30(1):19 －22.

［3］钟晓兰，张德进，周生路，等.钾肥用量及基追肥比例对烤烟干物质累积和钾素吸收动态的影响［J］.应用生态学报，2006，17(2):251 －255.

［4］颜合洪，胡雪平，张锦韬，等.不同施钾水平对烤烟生长和品质的影响［J］.湖南农业大学学报，2005(1):20 －23.

［5］曹志洪，王恩沛.土壤供钾特性和烤烟的钾肥有效施用［J］.烟草科技，1993(2):33－37.

［6］刘国顺，王景，徐辰生，等.生物钾肥对烤烟含钾量和经济性状的影响［J］.中国烟草科学，2005(4):46 －48.

［7］高华军，林北森，王军卫，等.施用生物钾肥后减少化学钾肥对土壤养分和烤烟产质量的影响［J］.作物杂志，2012(3):105－109.

［8］曾凡海，孙永华，蒋美红，等.增施生物钾肥对烤烟的产质量和钾含量的影响［J］.湖南农业科学，2013(5):53 －56.

［9］黄瑾，高华军，刘春萍，等.生物钾肥对植烟土壤养分和烤烟产质量的影响［J］.广西农业科学，2010，41(11):1198 －1201.

［10］高华军，林北森.生物钾肥对烤烟产质量影响的研究进展［J］.中国烟草科学，2009，30(3):73 －76.

［11］蒋长春，王明富，余垚颖，等.有机钾肥对攀枝花烤烟农艺性状和产质量的影响［J］.中国烟草科学，2014(8):48－51.

［12］端永明，朱法亮，邓世友.生物钾肥对烤烟产量质量的影响［J］.云南农业科技，2003(1):38，45.

［13］朴世领，李虎林，卢忠恩，等.生物钾肥对烤烟生产的影响［J］.延边大学农学学报，1997(2):94－97.

［14］方先兰，辜尊荣，曾立荣.烤烟施用生物钾肥试验初报［J］.江西农业科技，2001(4):21 －22.

［15］宋鸿伟，郭民臣，王欣，等.生物质燃烧过程中的积灰结渣特性［J］.节能与环保可再生能源，2003(9):29－31.

［16］张聪辉，赵宇，苏家恩，等.密集烤房使用不同类型燃煤烘烤效果研究［J］.安徽农业科学，2015，43(1):246 －247，250.

［17］张世贤.中国的农业发展及平衡施肥在农业生产上的应用［M］.北京:农业出版社，1989:10－15.

［18］苏胜齐，王正银.缓释复合肥与覆膜旱作对水稻氮素营养的效应研究［J］.水土保持学报，2006，20(1):45 －49.

［19］范丙全，胡春芳，平建立.灌溉施肥对壤质潮土硝态氮淋溶的影响［J］.植物营养与肥料学报，1998(1):16 －21.

［20］张维理，林葆，李家康.西欧发达国家提高化肥利用率的途径［J］.土壤肥料，1998(5):3 －9.