不同生物质炭施用量及类型对汉中烤烟生长发育及产量·产值的影响

牛玉德，杜鸿波，李金峰，韩治建，杨宏星，王国良，梅运鹏，李先锋，汤建华，叶协锋，刘红恩*(.陕西省烟草公司汉中市公司，陕西汉中7000;.河南农业大学资源与环境学院，河南郑州5000;.商丘市质量技术监督检验测试中心，河南商丘76000;.河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地，河南郑州5000)

烟草是我国重要的经济作物之一。烟草生产的经济效益主要取决于烟叶的品质、产量和生产成本［1］。生物质炭是生物质在无氧或微氧条件下低温热转化后的固体副产物，是一种有机碳含量高、多孔性、碱性、吸附能力强、多用途的生物质材料［2］。研究表明，生物质炭中含有 Na、K、Mg、Ca 等矿质元素，可以促进土壤养分循环和植物生长［3］，施加生物质炭可以明显改善土壤质量、提高作物产量［4－11］。目前，有关生物质炭对黑麦草、菠菜、大豆、水稻、玉米等作物生长影响的研究较多［12－15］，而有关生物质炭对烤烟生长发育、品质及土壤理化性状影响的研究则较少。因此，笔者在陕西省汉中市南郑县小南海镇布置田间小区试验，研究不同生物质炭施用量及类型对烤烟各时期农艺性状、发病率以及产量、产值的影响，以期获得汉中烟区最佳的生物质炭施用类型和用量，为汉中烟区土壤修复改良、烟叶品质改善提供一定的技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验点概况 试验于2013年5月～9月在陕西省汉中市南郑县小南海镇老龙池村进行。汉中市海拔1 000～1 500 m，属于亚热带气候区，北有秦岭屏障，寒流不易侵入，气候温和湿润。汉中地区地处北半球中纬度，来自西南、东南的暖湿气流受巴山、秦岭阻隔，使得区内雨量充沛。土壤为山地黄棕壤，质地壤土，基本理化性状:有机质9.49 g/kg，pH 6.73，速效磷 49.98 mg/kg，速效钾 331.73 mg/kg，碱解氮72.32 mg/kg。

1.2 试验材料 试验用烟草品种为云烟97。

1.3 试验设计 试验共设置6个处理，分别为T0(常规施肥)、T1(常规施肥+300 kg/hm2花生壳炭)、T2(常规施肥+600 kg/hm2花生壳炭)、T3(常规施肥+900 kg/hm2花生壳炭)、T4(常规施肥+600 kg/hm2稻壳炭)、T5(常规施肥+600 kg/hm2麦秆炭)。每个处理重复3次，随机区组排列，共18个小区，小区面积50 m2。生物质炭采用穴施方式，在移栽前施入。

试验地前茬烟草，产量2 490 kg/hm2，施用烤烟专用肥900 kg/hm2+硝酸钾75 kg/hm2+硫酸钾262.5 kg/hm2+高钙磷150 kg/hm2+生物肥150 kg/hm2+油渣300 kg/hm2+磷酸二铵75 kg/hm2。常规施肥处理施肥量:烟草专用肥(12∶15∶18)1 050 kg/hm2、高钙磷(44%)150 kg/hm2、硫酸钾(＞51%)262.5 kg/hm2、生物肥 150 kg/hm2、有机肥300 kg/hm2，整体起垄后，条施。移栽后15 d左右，追肥硝酸钾(9∶0∶35)75 kg/hm2。

植烟行距、株距分别为110、55 cm。试验田块起垄、施肥后，于5月11日进行打孔、穴施、移栽，各小区的大田管理参照当地优质烟叶生产技术规程进行。在烟草各生育期分别记录农艺性状及发病率，成熟后各小区单独采收和挂杆烘烤，记录其产量、等级和产值等经济性状，并采集X2F、C3F和B2F样品各0.5 kg，粉碎过筛后测定其常规化学成分。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 烟株农艺性状与发病率。在烟草团棵期、旺长期、现蕾期和成熟期分别记录株高、茎围、有效叶数、最大叶长和最大叶宽等农艺性状，并按照汉中市烟草公司的行业标准对烟草花叶病的发病率进行分级统计。

1.4.2 经济性状。按照国标GB 2635－1992《烤烟》分级方法对烟叶进行分级，调查各小区烤后烟叶的产量、产值、上等烟比例、中上等烟比例、下等烟比例等经济性状。

1.5 数据处理 采用Excel 2003软件对试验数据进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 不同生物质炭类型及施用量对烟草各生育时期农艺性状的影响

2.1.1 不同生物质炭类型及施用量对烟叶团棵期生长发育的影响。由表1可知，与常规施肥处理T0相比，施用生物质炭后(处理T1～T5)均增加了团棵期烟叶的株高、茎围和最大叶面积，有效促进团棵期烟叶早发快长。其中，随着花生壳炭施用量(处理T1～T3)的增加，株高、茎围、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积等指标也逐渐增加，并在施用900 kg/hm2花生壳时(处理T3)达到最大。

表1 施用生物质炭对团棵期烟叶农艺性状的影响

对于生物质炭类型来说，团棵期株高表现为处理T5＞处理T2＞处理T4，茎围表现为处理T5＞处理T4＞处理T2，最大叶长表现为处理T4＞处理T5＞处理T2，最大叶宽表现为处理T5＞处理T4＞处理T2，最大叶面积表现为处理T5＞处理T4＞处理T2，说明不同类型生物质炭对团棵期烟叶生长发育的影响并没有明显的差异。

2.1.2 不同生物质炭类型及施用量对烟叶旺长期生长发育的影响。由表2可知，烟草在旺长期时，各处理的株高和最大叶面积开始表现出明显的差异。与常规施肥处理T0相比，施用一定数量的生物质炭后(处理T2～T5)均增加了旺长期烟叶的株高、茎围和最大叶面积，有效促进旺长期烟叶的快速生长。其中，随着花生壳炭施用量(处理T1～T3)的增加，茎围、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积等指标也逐渐增加，并在施用900 kg/hm2花生壳时(处理T3)达到最大值。而对于株高和有效叶数来说，随着花生壳炭施用量(处理T1～T3)的增加，则表现为先升高后降低的趋势，在施用600 kg/hm2花生壳时(处理T2)达到最大值。说明在旺长期施用600～900 kg/hm2花生壳炭能够有效促进烟株的生长发育。

对于生物质炭类型来说，旺长期株高表现为处理T5＞处理T4＞处理T2，茎围表现为处理T4＞处理T5＞处理T2，最大叶长、最大叶宽和最大叶面积均表现为处理T4＞处理T5＞处理T2，稻壳炭和麦秆炭处理明显优于花生壳炭处理，且稻壳炭处理更有利于促进旺长期烟叶叶片的发育，而麦秆炭更有利于提高株高和增加有效叶数。

表2 施用生物质炭对旺长期烟叶农艺性状的影响

2.1.3 不同生物质炭类型及施用量对烟叶现蕾期生长发育的影响。由表3可知，与常规施肥处理T0相比，施用一定数量的生物炭(处理T3～T5)均增加了现蕾期烟叶的株高、茎围和最大叶面积，有效促进了现蕾期烟叶生长发育。其中，随着花生壳炭施用量(处理T1～T3)的增加，现蕾期烟叶的株高、有效叶数均逐渐增加，并在施用900 kg/hm2花生壳时(处理T3)达到最大值，且除了株高、有效叶数和茎围外，施用300～600 kg/hm2花生壳炭时(处理T1～T2)的最大叶长、最大叶宽及最大叶面积则均小于常规施肥处理T0。说明施用花生壳炭时应保持足够的数量，施用900 kg/hm2以上更有利于促进现蕾期烟株的生长发育。

对于生物质炭类型来说，现蕾期株高、有效叶数、茎围表现为处理T4＞处理T5＞处理T2，最大叶长、最大叶宽和最大叶面积均表现为处理T5＞处理T4＞处理T2，稻壳炭和麦秆炭处理明显优于花生壳炭处理，且稻壳炭处理更有利于促进现蕾期烟叶茎秆的发育，而麦秆炭更有利于现蕾期烟叶叶片的发育。

表3 施用生物质炭对现蕾期烟叶农艺性状的影响

2.1.4 不同生物质炭类型及施用量对烟叶成熟期生长发育的影响。由表4可知，与常规施肥处理T0相比，施用一定数量的生物质炭(处理T1～T5)均增加了成熟期烟叶的株高和有效叶数，对茎围、最大叶长、最大叶宽及最大叶面积则影响不大。其中，随着花生壳炭施用量的增加(处理T1～T3)，成熟期烟叶的株高、有效叶数等均逐渐增加，并在施用900 kg/hm2花生壳时(处理T3)达到最大值。与常规施肥处理T0相比，除了施用300 kg/hm2花生壳炭(处理T1)的最大叶长、最大叶宽和最大叶面积有所增加外，施用600～900 kg/hm2花生壳炭处理均无明显增加。说明施用花生壳炭后，对成熟期烟叶茎秆的纵向发育(株高)和有效叶数的增加仍然具有一定的作用，而对于烟叶茎秆的横向发育(茎围)以及叶片的发育则作用减弱。

对于生物质炭类型来说，成熟期株高、有效叶数表现为处理T5＞处理T4＞处理T2，茎围表现为处理T5＞处理T4=处理T2，最大叶长表现为处理T2＞处理T5＞处理T4，最大叶宽表现为处理T2=处理T4＞处理T5，最大叶面积表现为处理T2＞处理T5＞处理T4，但是，花生壳炭、稻壳炭和麦秆炭3种生物质炭对成熟期烟株生长发育的影响差异并不大。

表4 施用生物质炭对成熟期烟叶农艺性状的影响

2.2 不同生物质炭类型及施用量下烤烟经济学性状分析 由表5可知，与常规施肥处理T0相比，施用生物质炭(处理T1～T5)均增加了烟叶单叶重、产量、产值和中上等烟叶比例。其中，随着花生壳炭施用量(处理T1～T3)的增加，烟叶的产量、产值和中上等烟叶比例均明显增加，并在施用900 kg/hm2花生壳时(处理T3)达到最大值。就单叶重来说，施用花生壳炭的处理表现为处理T1＞处理T3＞处理T2，且施用600 kg/hm2花生壳炭处理的单叶重较常规施肥处理T0甚至有所下降，说明施用花生壳炭能够提高烟叶的产量、产值及中上等烟叶比例，但在提高烟叶单叶重及促进叶片发育方面，其具体的施用量有待进一步探讨。

对于生物质炭类型来说，产量表现为处理T4＞处理T5＞处理T2，产值则表现处理T4＞处理T2＞处理T5，单叶重表现为处理T5＞处理T4＞处理T2，但3种生物质炭类型对提高中上等烟叶比例方面则差异不大。说明，汉中烟区施用稻壳炭提高烟叶产量、产值的效果最好，而麦秆炭和花生壳炭则差异不大;施用3种类型的生物质炭均可以提高中上等烟比例，但三者之间的差异不大;施用麦秆炭对增加烟叶单叶重的效果更好，而施用稻壳炭和麦秆炭则差异不大。

表5 施用生物质炭对烤后烟叶经济学性状及产量、产值的影响

3 结论与讨论

生物质炭具有疏松多孔、吸附能力强的特点［16］，其施入土壤后可以对肥料和养分起到吸附和缓释的作用，可提高肥料利用率，促进烟叶生长发育，提高烤烟产量。该试验获得了较为相同的结果。试验结果表明，施用生物质炭可以明显增加烟叶生育中前期的株高、茎围和叶片大小，有效促进了烟叶的早发快长，并增加了烟叶的产量、产值和中上等烟叶比例，增加了植烟经济效益。汉中烟区由于地形和气候因素，降雨量较大，肥料流失严重，肥料利用率低，烟叶产量和质量下降。建议汉中烟区施用生物质炭来进行土壤改良，以提高肥料利用率，增加烟叶产量和产值。

试验中，随着花生壳炭施用量的增加，各个生育时期的农艺性状均显著提高，产量、产值和中上等烟叶比例叶明显增加，且在900 kg/hm2的施用量水平下达到最高。建议汉中烟区施用生物质炭时控制好用量，以600～900 kg/hm2为宜。

在生物质炭的施用类型方面，综合各个时期烟叶的农艺性状指标，稻壳炭和麦秆炭处理明显优于花生壳炭处理，且稻壳炭处理更有利于促进旺长期烟叶叶片的发育和现蕾期烟叶茎秆的发育，而麦秆炭更有利于提高旺长期的株高和有效叶数以及现蕾期烟叶叶片的发育。而且，施用稻壳炭在提高烟叶产量和产值的效果最好，而麦秆炭和花生壳炭则差异不大;施用3种类型的生物质炭均可以提高中上等烟比例，但三者之间的差异不大;施用麦秆炭对增加烟叶单叶重的效果更好，而施用稻壳炭和麦秆炭则差异不大。因此，汉中烟区选择稻壳炭作为土壤改良的材料之一效果较好。

综上所述，汉中烟区施用生物质炭是一项土壤改良、促进烟叶生长发育的良好措施，生物质炭施用量宜控制在穴施600～900 kg/hm2左右，在生物质炭的种类上可选择稻壳炭作为土壤改良材料。

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