不同配方生物炭基有机肥对百色烟草生长发育和产质量的影响

张纪利，殷全玉，刘慧生，宋战锋，王新发，刘国顺，黄崇峻，韦建玉*

(1.广西中烟工业有限责任公司，广西南宁 530001；2.河南农业大学烟草学院/烟草行业烟草栽培重点实验室/河南省生物炭工程技术研究中心，河南郑州 450002；3.广西壮族自治区烟草公司贺州市公司，广西贺州 542899；4.广西壮族自治区烟草公司百色市公司，广西百色 533000)

我国是世界上烟草第一生产大国和第一消费大国，广西地区是我国烟草主产区之一，种植历史悠久。广西烟草香气浓郁，风格特色突出，在卷烟配方中占据重要地位。现阶段由于盲目追求产量、重施化肥、轻施有机肥、重施大量元素、轻施中微量元素、耕地重用轻养，导致植烟土壤质量退化，病害频发，烟叶品质下降。生物炭因其疏松多孔的结构和独特理化性质而在农业生产中备受重视，研究表明，生物炭具有改良土壤物理特性，增加其对养分的固持能力和生物活性、降低作物病害发生等作用，但生物炭本身存在pH偏高、碳基高度芳香化不易被吸收利用等缺点。生物炭基有机肥是以作物秸秆等农林植物废弃生物质生产的生物炭为基质，与其他有机物料按照一定比例进行混配制成的有机肥，充分发挥了生物炭改土、增产、抗病的优点，有效避免了生物炭养分不足的缺点和有机肥因腐熟不彻底导致病害加重的风险。目前，生物炭基有机肥广泛应用于蔬菜、粮食作物、果树和茶树等经济作物中。

由于每个地区气候条件、土壤状况不同，生物炭基有机肥发挥的效果不同，应用于作物生产时，应因地、因作物、因具体条件而异。八角和甘蔗是广西传统的特色经济作物，种植面积和产量位居全国首位，八角树修剪下的枝叉、甘蔗制糖工艺沉淀下的滤泥等固体废弃物亟待处理。笔者依据广西烟草主产区之一百色烟区的主要植烟土壤和生态特色，充分利用广西当地廉价且丰富的八角、滤泥和牛粪等固体废弃物，开发出适宜百色烟区的烟草专用生物炭基有机肥，研究其对烟草生长发育和产质量的影响，旨在为生物炭基有机肥本地化生产、应用提供数据支撑。

1 材料与方法

供试生物炭为花生壳炭，其理化性质为C、H、O、N元素含量分别为50%～60%、3.0%～4.0%、17.0%～21.0%、1.3%～1.7%，氯离子含量0.4%～0.6%，水分10%～20%，比表面积为2.00～5.57 m/g，孔径为1.543 nm，总孔容0.010 cm/g。

供试滤泥、八角和牛粪为广西当地有机肥原料；供试烤烟品种为云烟87；供试土壤基础肥力见表1。

表1 试验地土壤基础肥力

试验于2019年在广西壮族自治区百色市进行，2个试验点分别位于靖西市新甲乡新荣村(106.37 E，23.18 N)和隆林县各族自治县德峨镇保上村(105.15 E，24.64 N)。试验设4个处理，分别为CK当地有机肥、T八角生物炭基有机肥、T滤泥生物炭基有机肥、T牛粪生物炭基有机肥，各处理总氮量相同，氮∶磷∶钾为1∶2∶3。烟草于2019年2月移栽，按照当地优质烟草生产技术规范管理烟田。

旺长期每小区随机取3株烟，挖出烟根，用加拿大的EPSON系分析仪分析烟草根系发育状况。烟株打顶后10 d，每小区随机选取10株烟，调查株高、茎围、叶片数、最大叶长、叶宽等农艺性状(《烟草农艺性状调查测量方法 YC /T 142—2010》)。不同处理烟叶单独采收、挂牌烘烤，统计各等级烟叶产量，计算经济性状。取C3F和B2F等级烤后烟叶样品分析常规化学成分。

采用Office 2016进行数据整理，不同处理间差异采用SPSS 22.0 软件进行单因素方差分析，LSD法进行显著性检验(<0.05)。

2 结果与分析

烟株打顶后10 d各处理农艺性状见表2。由表2可知，隆林试验点烟草打顶后株高在85.60～92.90 cm，T组株高明显高于对照和其他处理，较CK高8.5%；打顶后10 d烟株茎围在8.35～8.74 cm，除T外各处理与对照无显著差异，T的茎围最大，较常规施肥CK提高了2.0%，差别未达显著水平；打顶后10 d烟株节间距在3.60～3.80 cm，试验组整体高于对照组，但未达显著差异；打顶后10 d烟株有效叶片数在18.20～19.70片，处理组均高于对照组，其中T和T处理显著高于对照；打顶后10 d烟株最大叶长在68.90～71.10 cm，最大叶宽在26.00～27.60 cm，处理组的最大叶长和叶宽略高于对照组，但均未达显著差异。

靖西新甲试验地打顶后10 d的烟草株高在106.00～114.00 cm，试验组均显著高于对照组，T、T和T分别较对照提高了5.0%、6.3%和7.5%；茎围在7.60～8.16 cm，试验组均等于或高于对照组，但差异不显著，其中T处理表现较优；节间距在7.10～8.50 cm，试验组显著高于对照组，其中T和T表现较好，分别较对照组提高了19.7%和15.5%；试验组的有效叶片数显著高于对照组，T、T和T分别较对照提高了36.1%、20.4%和13.6%，T的有效叶片数显著高于对照组，较对照组增加了5.3片；最大叶长和最大叶宽处理组和对照组差异不显著。

综合靖西新甲和隆林德峨试验地烟草农艺性状来看，生物炭基有机肥显著改善了烟株的农艺性状，株高和有效叶片数提高最为明显，其中T处理(八角生物炭基有机肥)效果最优。

表2 打顶后10 d各处理烟株农艺性状

旺长期烟草根系发育状况见表3。从表3可以看出，隆林试验点试验组总根长和总根表面积均显著高于对照组，但试验组之间差异不显著，T、T和T的总根长分别较对照增加了26.7%、32.1%和39.4%，总根表面积分别较对照增加了17.0%、12.8%和19.9%；除T的平均根直径与对照组差异不显著外，其他试验组的平均根直径和根体积均显著高于对照组，但试验组内差异不显著，T、T和T的平均根直径分别较对照增加了25.6%、9.0%和28.2%，根体积分别较对照增加了69.6%、46.4%和69.0%；T和T的根尖数和分枝数均高于对照组，且达显著水平，T和T处理的根尖数较对照分别增加了35.1%和28.9%，分枝数分别增加了15.4%和29.8%，T组的根尖数和分枝数与对照差异不显著。

靖西试验点处理组总根长和总根表面积均显著高于对照组，T处理优于T和T处理，T、T和T的总根长分别较对照增加了21.8%、19.8%和78.6%，总根表面积分别较对照增加了18.1%、12.5%和38.9%；试验组的平均根直径和根体积均显著高于对照组，T处理优于T和T处理，T、T和T的平均根直径分别较对照增加了50.9%、84.0%和28.4%，根体积分别较对照增加了39.7%、91.6%和76.4%；试验组的根尖数和分枝数均高于对照组，其中T显著优于T和T，T、T和T的根尖数分别较对照增加了168.1%、42.3%和34.3%，分枝数分别较对照增加了115.8%、97.9%和58.2%。

综合靖西新甲和隆林德峨试验地烟草根系发育情况来看，生物炭基有机肥显著改善了烟株的根系发育，根尖数、分枝数、根体积和总根长均表现出较大幅度提升。T处理(八角生物炭基肥)对根尖数和分枝数的改善效果最为明显，在靖西试验地对这2个性状的提升效果均超过了100%，根尖和分枝数对烟草根系吸收功能最为重要，因此认为T处理整体优于T(滤泥生物炭基肥)和T(牛粪生物炭基肥)。

表3 不同处理旺长期烟草根系指标

各处理烤后烟叶经济性状见表4。由表4可知，施用生物炭基有机肥料能够有效地提高烟草产量、产值、均价和上等烟比例，T处理表现最佳，其次是T处理。隆林试验地T处理的产量、产值、均价和上等烟比例分别较对照提高了7.3%、13.9%、6.2%和5.0%；T处理的产量、产值、均价和上等烟比例分别较对照提高了3.0%、12.8%、9.5%和9.1%。靖西试验地T处理的产量、产值、均价和上等烟比例分别较对照提高了11.0%、31.7%、18.6%和7.9%；T处理的产量、产值、均价和上等烟比例分别较对照提高了2.9%、14.3%、11.2%和3.4%。综合两地分析，生物炭基有机肥的效果优于当地的有机肥，且T烟草专用复混肥+八角生物炭基肥处理经济性状最好。

表4 各处理烤后烟叶经济性状

分别取各处理烤后烟叶B2F、C3F这2个等级进行常规化学成分分析，结果见表5。由表5可知，在隆林试验点，生物炭基有机肥可以提升B2F和C3F烟叶总糖和还原糖含量，B2F烟叶总糖增幅为2.40%～14.42%、还原糖增幅为6.59%～17.96%；C3F烟叶总糖增幅为4.62%～15.97%、还原糖增幅为9.09%～22.22%。B2F和C3F烟叶总氮含量在2.40%左右；烟碱含量降低，B2F烟叶降幅为8.49%～12.73%、C3F烟叶降幅为0.72%～4.71%。B2F烟叶的钾含量增加，增幅为0.57%～18.97%，C3F烟叶的钾含量在2.35%左右。氯含量变化不大，在0.25%左右。一般认为，糖碱比(水溶性总糖/烟碱)在8～12较为适宜，生物炭基有机肥可以提升B2F和C3F烟叶的糖碱比，使上部叶的糖碱比更接近适宜比值8，中部叶均在适宜范围内。两糖比是指还原糖与水溶性总糖的比值，该比值在一定程度上反映了烟草成熟度，比值越接近1，说明烟草成熟度越高，成熟度较好的烟叶两糖比应大于0.85。生物炭基有机肥有提高两糖比的趋势，但对照及各处理均在0.85左右，在适宜水平范围内。钾氯比是表征烟叶燃烧性的重要指标，≥4比较适宜。试验组和对照组的钾氯比均在4以上，符合优质烟叶要求。生物炭基有机肥提高B2F烟叶的钾氯比，提高幅度为4.63%～14.65%，对C3F烟叶也有一定的提高作用(T处理除外)。

在靖西试验点，生物炭基有机肥可以提升B2F烟叶总糖和还原糖含量，但C3F烟叶的总糖含量稍有降低，但均在31.0%左右；还原糖含量在27.5%左右，差别不大。在总氮和烟碱含量上，B2F烟叶的含量变化不大，总氮在1.50%左右，烟碱在2.35%左右；生物炭基有机肥可以提升C3F烟叶的总氮含量，对烟碱也有一定的提高作用(T除外)。钾含量和氯含量变化幅度不大，B2F和C3F烟叶的钾含量分别在1.70%和2.00%左右，氯含量分别在0.40%和0.32%左右。B2F烟叶的糖碱比、两糖比和钾氯比变化趋势与隆林试验点一致，而C3F烟叶的两糖比与隆林试验点一致，有降低糖碱比的作用，使糖碱比更趋合理，氯含量均在6.50%左右。

综合来看，生物炭基有机肥可以优化各项化学成分的含量，使其化学成分更协调，T处理(八角生物炭基有机肥)为最优处理。

表5 各处理烤后烟叶化学成分

3 结论与讨论

该研究以广西当地特色经济八角和甘蔗产业链中产生的固体废弃物为有机肥资源，将其与生物炭混配，调节其中的中微量矿质营养元素比例，制得适于广西烟区的烟草专用生物炭基有机肥，在百色烟区的靖西和隆林进行试验。结果表明，广西当地特色有机肥资源八角和滤泥均可以与生物炭配制成生物炭基有机肥，用于烟叶生产，可以促进烟株生长，改善烟草根系发育，提高烤烟产质量，其中八角生物炭基有机肥效果最佳，具有较好的生产应用前景，可以在百色烟区进行示范推广。该研究结果对于利用当地特色有机肥资源开发生物炭基有机肥，降低炭基肥生产应用成本，促进固体废弃物资源化利用具有借鉴价值。