煙桿生物質燃灰替代硫酸鉀的研究

羅云霞，蘇家恩，王德勛

(1.大理州煙草公司彌渡縣分公司，云南彌渡672100;2.云南省煙草公司大理州公司，云南大理671000)

煙草是需鉀量較多的經濟作物?？竞鬅熑~鉀含量高低是衡量煙葉品質重要好壞的重要指標，因此有關烤煙鉀肥使用的研究非常多［1－4］。煙草吸鉀量為吸氮量的 2 ～3 倍［5］，因此煙葉生產上鉀肥施用量普遍偏高。但是，隨著化石能源的日漸枯竭，鉀肥價格也一路飚升，鉀肥已成為煙草用肥成本中比例最大的一項。國內開展了大量的有關生物鉀肥的研究［6－14］。作為新型能源，生物質能源目前正在全國大力推行，隨之產生的殘余物－草木灰約占總量的3% ～5%［15］。按消耗生物質燃料6 000 kg/hm2計算［16］，烘烤煙葉可以產生燃灰180～300 kg/hm2。如果能將這部分殘余物進行使用，那么不僅是生物質循環利用，而且能減少鉀肥使用量，降低煙農鉀肥使用成本。為此，在2013年開展煙桿生物質燃灰替代鉀肥試驗研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試材料為當地主栽品種紅花大金元。試驗田土壤類型為紅壤土，地勢平坦，排灌方便，質地疏松，土壤 pH 6.1，土壤養分含量為:有機質1.68 g/kg，堿解氮124.39 mg/kg，速效磷 29.53 mg/kg，速效鉀 107.52 mg/kg。煙桿生物質燃灰為2011年煙桿壓塊燃料2012年烘烤燃燒后收集的燃灰。經檢測，樣品中 pH 7.92，有機質 115.83 g/kg，全氮(N)20.36 g/kg，全磷(P2O5)2.08 g/kg，全鉀(K2O)112.87 g/kg，有效鉀83.22 g/kg。

1.2 試驗設計 試驗采用隨機區組設計，設4個處理:CK常規處理，復合肥(10∶10∶24)675 kg/hm2、硫酸鉀 300 kg/hm2、硝酸鉀 150 kg/hm2、農家肥 12 000 kg/hm2;T1 替代20%，復合肥(定制 10∶10∶0)675 kg/hm2、硫酸鉀(80% 硫酸鉀+燃灰20%)、硝酸鉀150 kg/hm2、農家肥12 000 kg/hm2;T2替代 30%，復合肥(定制 10∶10∶0)675 kg/hm2、硫酸鉀(70%硫酸鉀 +燃灰30%)、硝酸鉀150 kg/hm2、農家肥12 000 kg/hm2;T3替代 50%，復合肥(定制 10∶10∶0)675 kg/hm2、硫酸鉀(50%硫酸鉀 +燃灰50%)、硝酸鉀150 kg/hm2、農家肥12 000 kg/hm2。4次重復。每個小區種煙4行，每行種煙40株，四周設兩行保護行。

1.3 測定項目

1.3.1 農藝性狀統計。在各小區定點選取有代表性長勢的煙株5株，在打頂時(初花打頂)和第1次采烤前1 d測量株高、莖圍、留葉數、最大葉面積及頂葉面積。

1.3.2 常規化學分析。采烤后，每個處理分別選取X2F、C3F、B2F。根據 YC/T159－2002、YC/T217－2007、YC/T160－2002、YC/T162－2011、YC/T161－2002，進行常規化學品質分析。

1.3.3 產量統計。將試驗小區烤煙株數換算成16 500株/hm2進行產量調查。

1.4 數據處理 試驗數據采用Mathematica 10.0進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理大田煙葉農藝性狀 由表1可知，封頂前，與對照相比，3個處理的株高有0.05水平顯著性差異，3個處理間差異不顯著;3個處理的莖圍與對照相比有0.05水平顯著差異，T3處理與T1、T2處理有0.05水平顯著性差異，T1與T2處理之間有0.05水平顯著差異;3個處理的留葉數與對照有0.05水平顯著差異，3個處理間差異不顯著;T2、T3處理的最大葉面積與CK有0.05水平顯著差異，T1處理與對照差異不顯著，T1與T3處理間有0.05水平顯著差異;對照頂葉面積與3個處理有0.05水平顯著差異，T1處理與T2、T3處理有0.05水平顯著性差異，表明煙桿生物質燃灰在一定程度上能代替硫酸鉀促進封頂前煙葉株高等一系列農藝指標的生長，不同代替比例的煙桿生物質燃灰對煙株的莖圍、最大葉面積與頂葉面積等農藝指標的生長有不同的作用。采烤前3個處理的莖圍、留葉數與對照有0.05水平顯著差異，處理間差異不顯著;T1與T3處理的株高與CK和T2處理間有0.05水平顯著差異，CK與T2的株高差異不顯著，3個處理與對照的最大葉面積間均有0.05水平顯著差異，3個處理與對照的頂葉面積差異不顯著，T1與T2處理差異不顯著。由此可知，煙桿生物質燃灰可以部分代替硫酸鉀，且不同代替比例的煙桿生物質燃灰對煙株生長有不同的影響，主要表現在最大葉面積與頂葉面積2個方面。

表1 不同處理大田煙葉農藝性狀

2.2 不同處理烤后煙常規化學成分 由表2可知，3個處理B2F的煙堿、總氮、煙解氮、蛋白質、氧化鉀與氯離子的含量與對照無顯著性差異;T2處理的總糖含量與CK無顯著性差異，與T1、T3處理均有0.05水平顯著差異，T1、T3處理與CK總糖含量三者兩兩之間均有0.05水平顯著差異;CK的還原糖含量與T1、T2處理無顯著差異，與T3處理有0.05水平顯著差異，T3處理的還原糖含量與T2處理無顯著性差異，與T1處理有0.05水平顯著性差異;對照與3個處理的淀粉含量兩兩之間均有0.05水平顯著性差異，表明煙桿生物質燃灰的替代量對上部葉的糖類物質有較大影響，對其他常規化學成分的含量影響不大。3個處理C3F的總氮、煙解氮、蛋白質、氧化鉀的含量與對照無顯著差異，化學成分中總糖、蛋白質含量表現為對照與T1、T2處理有0.05水平顯著差異，與T3處理無顯著差異，T1、T2處理間無顯著差異，與T3處理均有0.05水平顯著差異;對照的還原糖含量與T1、T2處理無顯著差異，與T3處理有0.05水平顯著差異;CK的煙堿含量與T1處理有0.05水平顯著性差異，與T2、T3處理無顯著性差異?？梢?，煙桿生物質燃灰的替代比例對糖類物質和煙堿的含量有較大影響。3個處理X2F除總氮和氧化鉀含量與對照無顯著差異外，其總糖、還原、煙堿、煙解氮、蛋白質、氯離子、淀粉對照與對照均有不同程度的差異性，表明煙桿生物質燃灰的替代比例對下部葉有較大的影響。所以，隨著煙葉部位的降低，煙桿生物質燃灰的不同替代比例對化學成分的影響逐漸增強。

表2 不同處理烤后煙常規化學成分%

2.3 不同處理煙葉的經濟效益 由表3可知，對照產量與T1處理無顯著性差異，與T2、T3處理均有0.05水平顯著性差異，且T3處理的產量最大，CK最小;均價以T3處理最大，與CK有0.05水平顯著差異，與T1、T2處理無顯著差異，對照與T1、T2處理無顯著差異;上等煙比例同樣以T1處理最大，T3處理次之，T1與T3處理之間無顯著性差異。綜合來看，T3處理有助于提高烤煙的經濟質量，提高農民收益，相比對照可以提高產值8 717.72元/hm2。

表3 不同處理烤后煙經濟效益

3 結論與討論

生物質燃料在煙葉烘烤中的推廣應用中對解決煙葉烘烤替代能源問題具有重要意義，是實現烘烤能源改革的新途徑之一［17］。同時，化學肥料的使用是農業獲得高產的重要手段，為農業生產帶來巨大的經濟效益。但是，在農業生產上，由于大量施用氮肥，氮肥利用率降低。據報道，我國氮肥的當季利用率為30% ～35%［18］。氮素的過量施用等不合理的農業管理措施不僅加劇氮素通過淋溶、反硝化等途徑損失，而且降低種植效益，造成資源浪費和環境污染，甚至危及食品安全和人畜健康［19］。就現階段而言，減少化學肥料施用量是提高煙葉安全性的有效途徑之一。肥料增效劑因其能促進植物對養分的吸收，提高化肥利用率，減少化肥用量而受到重視［20］。

該研究表明，煙桿生物質燃灰可以部分代替硫酸鉀，促進煙株的生長發育，而且不同代替比例的煙桿生物質燃灰對煙株生長有不同的影響，主要對烤煙的最大葉面積與頂葉面積有較大的影響;不同部位煙葉的常規化學成分受煙桿生物質燃灰替代比例的影響較大，表現為隨著煙葉部位的降低，煙桿生物質燃灰的比例對化學成分的影響逐漸增強;不同比例的煙桿生物質燃灰替代對烤煙的經濟效益有較大影響，其中T3處理有助于提高烤煙的經濟質量，提高農民收益。

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