烟草废弃物资源化利用现状及堆肥利用研究

柳榭阳 邸慧慧 黄占斌 何小松*

1 中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院 北京 100083

2 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室 北京 100012

3 湖北省烟草公司恩施州公司 恩施 445000

4 湖南农业大学农学院 长沙 410128

我国作为烟草大国，每年的烟叶产量超过200万吨，烟草种植面积和产量均居世界首位。在种植与加工烟草的过程中，产生的烟草废弃物（杈烟、茎杆、低次烟叶）能够达到烟叶总产量的25%，如果对其处理不当，不仅浪费资源，还会污染大气、土壤及地下水，对环境造成危害[1]。目前，我国烟草行业对烟草废弃物的处理方式，大多仍是随意丢弃或者集中焚烧销毁。因此，探究烟草废弃物如何更高效合理的利用，是目前我国关于生态环境研究中需要解决的问题之一。本文综述了烟草废弃物资源化利用现状，包括提取茄尼醇、蛋白质等物质以及生产堆肥；烟草废弃物堆肥过程中的关键物质：腐植酸、烟碱和木质纤维素研究；烟草废弃物堆肥研究的概况。这对加强烟草废弃物的资源化利用，特别是烟草废弃物作为原料生产堆肥具有重要意义。

1 烟草废弃物资源化利用现状

我国作为烟草种植大国，生产中不可避免会产生大量的烟草废弃物。为了提高优质烟叶有效供给能力，实现卷烟上水平，2011年国家烟草专卖局要求每株烟打掉3片叶（2片底脚叶、1片顶叶），即每公顷约产生1800 kg废弃鲜烟叶，所以各烟区势必产生大量的废弃鲜烟叶[2]。这样既造成了资源浪费，也造成了环境污染。近年来，国家逐渐加大了环境保护和农业废弃物的资源化利用力度，烟草行业也不例外。国内外针对烟草的资源化利用进行了大量研究。研究表明，目前国内外对烟草废弃物的资源化利用主要是从烟叶中提取茄尼醇、烟碱、植物蛋白等物质，也可用于制作堆肥、活性炭及生物质燃料等[3]。

1.1 国内外烟草废弃物相关研究概况

运用Citespace软件，对国内外关于烟草废弃物相关研究进行可视化分析。采用中国知网数据库作为中文文献检索平台，检索方式选择高级检索，来源类别限定为“核心期刊”（具体包括：北大核心期刊、中国科学引文数据库和南大核心期刊），以“烟草废弃物”或“废弃烟草”或“废弃烟叶”为主题词进行检索，检索时间跨度为2001—2020年，经人工确认研究主题无误且没有重复记录后，得到的中文文献只有55篇，所以不对此进行Citespace分析。外文文献来源于Web of Science（WOS）数据库核心合集，设置检索策略为：TS=（tobacco waste or discarded tobacco），语言选择“English”，时间跨度设为2001—2020年，同样经过人工确认研究主题无误且没有重复记录后，共得650篇英文文献。

从不同年份的相关文献发文量来看（图1），关于烟草废弃物相关研究的发文量随着出版年份逐渐上升，可知近20年来，人们对烟草废弃物的处理越来越关注。

图1 WOS数据库中烟草废弃物相关研究发文量趋势Fig.1 Trends in the publications number of research related with tobacco waste in WOS database

突现关键词是指关键词在某个时段内频次突然增高，即突现关键词。分析研究领域中的突现关键词，可以反映某领域的研究热点及前沿。WOS数据库中烟草废弃物相关研究的前25个突现关键词如图2所示。图中展示了其突现强度及持续时长，发现所有的突现关键词都持续了2年及以上，其中持续时间最长的突现关键词是2015—2020年的菌株（strain），表明从2015年开始关于菌株在尼古丁降解方面的研究广泛出现，一直持续至今；2001—2007年没有出现突现关键词，说明这段时间的研究不多；2007—2012年的研究主要集中在烟草废弃物的生物降解和被其污染土壤中物质的迁移转化，可推测早期的烟草废弃物处理还是多以填埋、随意丢弃为主；2012—2016年主要对烟草废弃物潜在应用进行了大量研究，包括烟碱的降解和提取利用、菌株在烟碱降解中的作用以及烟草生长发育相关研究。近年来的研究主要集中在烟草废弃物的处理处置方面，包括烟草废弃物的减量手段和综合利用方法，其中关于焚烧销毁、制备活性炭和利用废弃烟草中纤维素的研究最多。

图2 WOS数据库中烟草废弃物相关研究的前25个突现关键词Fig.2 Top 25 highlight key words of research related with tobacco waste in WOS database

1.2 烟草废弃物的资源化利用途径

1.2.1 提取重要化合物

提取茄尼醇。茄尼醇具有抗菌、消炎的作用，是一种重要的抗癌、抗溃疡和抗心脑血管疾病药物的中间体，未来在医药行业有着巨大的发展前景。它是一种天然产物，在烟草、马铃薯和桑叶中含量较高[3]。

提取烟碱。烟碱俗称尼古丁，是天然烟叶中存在的一种特殊生物碱，它的用途非常的广泛，在国防、农业、医药和烟草行业被广泛的应用[4]。

提取蛋白质。从烟草中提取的蛋白质具有较高的营养价值和药用价值。它是一种优良的食品添加剂原料，同时还能作为人类补充营养的物质。烟叶蛋白中含有10种氨基酸，营养价值远远高于其他植物蛋白。

1.2.2 制备其他物质

生产堆肥。利用生物腐熟技术将烟秆或废弃烟叶制成堆肥。该技术具有周期短、无环境污染及利用率高等特点。由于烟碱含量较高，经过腐殖化后形成的堆肥具有独特的抗病和生化作用。湖北省恩施州利用烟草秸秆发酵技术成功生产出烟草秸秆生物堆肥，并形成“一厂四线”的生物堆肥生产布局，构建了“低碳烟草、清洁生产、循环农业”的烟区可持续发展全新模式[5]。

制备活性炭。烟草废弃物中有机碳含量较高，可以用其来制备活性炭。采用化学法在合适的工艺条件下制备的活性炭具有原料成本低廉、产品纯度高、比表面积大、吸附性能好等优良特性，可用做催化剂或催化剂载体，具有足够的机械强度及耐酸、耐热、耐碱性能。活性炭被广泛应用于化学和医学工业方面，在城市污水、饮用水、工业废水的处理上表现良好。

制备生物质类燃料。通过一定的方式将烟草废弃物有效利用，制成生物质燃料，可以解决一定的能源问题，实现资源的循环再生。生物质燃料是一种清洁的新能源，具有原料多样化和资源可循环利用的特点。此外，它对环境无害，经济上可行。它可以转化为传统的固体、液体和气体燃料，是一种资源利用率高的可再生能源，可以替代煤炭[6]。

其他用途。烟草秸秆富含纤维素，含量为38%～45%，纤维质量好，且比一般木材和草类秸秆纤维更易提取和加工，成本更低。纤维素具有多种用途：纤维素衍生物羧甲基纤维素钠是一种应用广泛的化工原料；秸秆堆肥含有纤维素生物质；利用纤维素可以生产燃料乙醇；烟草秸秆还可以制作纤维板。烟草秸秆既可用于造纸业，又可供卷烟厂按比例掺在烟末中作烟草薄片，这样做出的薄片强度高、弹性好、燃烧性能好[7]。

2 堆肥过程中关键物质研究

堆肥是在一定条件下通过微生物的作用，使有机物不断被降解和稳定，并产出一种适宜于土地利用的产品的过程。任何一种合格优质的有机肥料的生产都必须经过堆肥发酵过程。堆肥过程中一些物质的形成和转化影响着堆肥进程。腐殖化是有机物矿质化过程中的一些中间产物在微生物作用下重新合成一种更复杂的有机化合物，即腐殖质的过程。腐殖质化过程为土壤保存了养分，是土壤的保肥过程。堆肥过程中主要降解物质是分别参与碳、氮循环的蛋白质类物质与木质纤维素类物质，其中木质纤维素类有机质是腐殖质的主要来源，而腐植酸是土壤腐殖质的主要活性成分。烟草废弃物中的烟碱属于有害物质，随意丢弃会对生态环境和人类健康造成严重危害，所以烟草废弃物资源化利用前，先要妥善处理其中的烟碱。

2.1 腐植酸形成

腐植酸是动植物遗骸（主要是植物遗骸）经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程形成和积累起来的一类有机物质[8]，其化学结构复杂，大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。它主要从风化煤、褐煤、泥炭中活化、提取和分离，还可以通过其他工艺手段从洁净的生物质资源中转化而来，是地球上最丰富的天然有机分子，也是维持土壤结构和肥力的关键组成[9]。在堆肥过程中，一部分腐植酸是在堆肥过程中新生成的，另一部分腐植酸是由堆肥原料中原有腐殖质腐殖化而来的[10]。堆肥时间、原料成分、堆置工艺都会影响腐植酸的生成和变动。作物秸秆、禽畜粪便等在微生物（真菌、细菌）作用下，通过有氧发酵，将纤维素、木质素、蛋白质等分解成作物可利用的养分，并形成腐殖质。堆肥的腐殖化过程与土壤腐殖化过程相近，是土壤腐殖化过程的一个快速过程，对补充腐殖质含量低，结构溶解性和生物活性比较差的土壤有重要意义。

木质素降解和腐殖质形成作为堆肥化过程中的重要步骤，直接影响堆肥效率和产品质量。在堆肥过程中，木质素及其解聚产物是腐殖质的重要前体物质，木质素能够在特定微生物的代谢作用下发生结构变化，最终腐殖化形成特定结构的腐殖质[11]。腐植酸形成的过程被称为腐殖化，涉及许多生物化学反应。目前，腐殖化过程主要有3种理论：木质素－蛋白理论、多酚－蛋白理论和羰胺缩合理论。木质素参与的有木质素－蛋白理论和多酚－蛋白理论，因此在堆肥过程中，木质素是形成腐殖质的重要前体物质[12]。堆肥腐殖质是堆肥化过程中生成的次生产物。腐植酸是腐殖质的主要成分[13]。在堆肥过程中，腐殖质的含量是不断变化的。Wang等[14]研究了猪粪和木屑共同堆肥的腐殖化过程。堆肥初期，可能是原料中部分腐殖质组分降解，腐植酸和黄腐酸含量迅速下降。随后，腐植酸和黄腐酸含量变化呈相反的趋势，黄腐酸含量持续下降，而腐植酸含量逐渐增加。Zhou等[15]通过添加不同量的中草药渣，定量分析了餐厨垃圾和锯末堆肥过程中腐殖质的含量。当厨余垃圾、木屑与中草药渣含量的比例为1∶1∶1时，腐植酸和黄腐酸的含量分别从8.10%和6.88%下降到3.97%和0.79%；在堆肥中期，腐植酸含量先降低后升高；堆肥后，腐植酸含量从0.96%增加到2.67%；在没有中草药残渣的情况下，腐植酸含量呈先上升后下降的趋势，从0.68%下降到0.40%。

腐植酸的含量变化与堆肥化进程密切相关。腐植酸/黄腐酸的比值被广泛用于评价腐植酸和黄腐酸转化的相对速度以及堆肥的腐熟度。在整个堆肥化过程中，腐植酸/黄腐酸显著增加，最终趋于稳定。E4/E6是腐植酸在465与665 nm波长处的吸光度之比，反映腐植酸的缩合度和芳构化程度。与原料相比，腐熟堆料中腐植酸的E4/E6显著降低，表明堆肥化过程产生更多的腐植酸，且腐植酸分子中缩合度、芳构化程度和分子量均增大[12]。堆肥腐植酸的形成与多种因素有关。主要包括温度、pH值、有机物、抑制剂和诱导剂等[11]。

堆肥腐植酸具有多种环境功能，包括改变微量元素的迁移、固定及淋溶，间接激活或抑制土壤酶活性，保护和贮存诸多营养元素，在改善土壤结构，促进团粒的形成和增加土壤的缓冲性能，改良酸性土，改造盐碱地方面发挥着重要作用[16]。我国南方酸性土壤较多，施用腐植酸肥料后，腐植酸与土壤中的铁、铝等离子发生作用，形成络合物，再加上腐植酸本身的缓冲作用，从而可降低酸性土壤的酸度。我国盐碱地大多分布在北方干旱地区，施用腐植酸类肥料能改变盐碱地土壤表层的结构，增加团粒结构，破坏盐分上升的条件，起到“隔盐”的作用。腐植酸有吸附、络合重金属的能力，也是重金属污染修复的重要材料[17]。腐植酸还可以控氮释磷促钾，提高肥料利用效率，增加作物产量[18]。

2.2 烟碱的生物调控

烟碱的生物调控是指利用微生物的矿化作用将烟碱降解为羧酸和氨基酸等低害或无害物质的过程，与传统烟碱调控技术相比具有降解效率高、降解产物好等优点。传统的物理和化学方法可以降解烟碱，但这些方法不仅耗时且价格昂贵。目前，对于烟碱生物调控的研究主要集中在微生物降解方面。微生物在自然界中存在广泛，是物质循环的重要促进者，它们在调节烟草废弃物中烟碱含量方面起到了积极的作用，具有重要的应用前景。到目前为止，能降解烟碱的微生物主要是细菌，真菌相对较少。可降解烟碱的细菌中50%以上属于节杆菌属（Arthrobacter）和假单胞菌属（Pseudomonas），其他菌株大多为产碱菌（Al-caligenes）、无色杆菌属（Achromobacter）、芽孢杆菌属（Bacillus）和中间苍白杆菌属（Ochrobac-trum intermediate）等[19]。烟碱降解菌主要是通过矿质化作用降解烟碱，这些菌株具有较强的烟碱抗性，能将烟碱转化为羧酸和氨基酸，从而降解有毒有害废物。

2.3 木质纤维素的降解

木质纤维素是地球上最丰富的生物质资源，其主要由纤维素（占干物质重的30%～50%）、半纤维素（占干物质重的20%～40%）及木质素（占干物质重的15%～25%）三部分构成，此外还包括少量的结构蛋白、脂类和灰分。烟杆中纤维素含量可达77.44%，木质素含量可达18.63%[20]。堆肥能否腐熟主要限制因素是木质素，堆肥过程中蛋白质类物质在高温下容易被微生物降解为氨基酸、脂肪酸等小分子物质，而木质纤维素类有机质结构致密、难降解、腐熟周期较长，是腐殖质的主要来源，也是腐熟周期的主要限制因素。在植物细胞壁中，纤维素通过木质素、半纤维素和蛋白质形成的共价化学键嵌入，这使得植物在物理和化学性质等各个方面都难以被微生物降解。木质素的解聚是木质纤维素碳循环的强制性要求，也是木质纤维素综合应用的关键步骤[21]。

随着纤维素的广泛应用，世界各国学者在纤维素降解菌的筛选方面做出了很多努力，获得了许多优良菌株（表1）。

表1 微生物降解纤维素的主要种属Tab.1 Main species of microbial degrading cellulose

木质素是一种复杂的三维网状高分子芳香族聚合物，其溶解性差，化学降解难[22]。自然界中的木质素降解菌极少，仅有极少数菌能完全分解木质素生成CO2。木材腐朽真菌通常分为3类：白腐担子菌（White-Rot Basidiomycetes）、软腐菌（Soft-Rot Fungi）与褐腐担子菌（Brown-Rot Basidiomycetes），分别主要引起木材白色、软质或棕色腐朽。白腐真菌是担子菌中的一类异质真菌，其中侧耳菌（Pleurotus）和粗毛栓菌（Trametes gallica）均有产木质素降解酶的能力，且产酶较快。白腐真菌是已知的唯一能将木质素降解为CO2和H2O的一类真菌，被公认为是一种高效木质素降解功能微生物，黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）是其代表菌种。子囊菌（Ascomycetes）和氘菌（Deuteromycetes）通常导致木材软腐腐烂，氘菌与一些子囊菌能在土壤、森林垃圾和堆肥中降解木质素[23，24]。担子菌是降解木质素的最大真菌类群，绝大部分褐腐菌也属于担子菌。担子菌型白腐菌和一些相关的凋落物分解真菌是唯一能使木质素有效矿质化的微生物。

细菌降解木质素的降解能力很弱，只能降解分子量低的木质素或木质素产物，它们的降解方式包括侵蚀、挖掘和形成洞穴。细菌仅在木质素降解的最后阶段发挥作用，但其在矿质化木质素方面起重要作用。具有木质素降解能力的菌株包括假单胞菌属（Pseudomonassp.）、微球菌属（Micrococcussp.）和小单胞菌属（Micromonosporasp.），其中，假单胞菌降解效率最高，但是这些细菌都不产生胞外氧化还原酶（Peroxidase）。放线菌可产生具有催化活性的胞外氧化还原酶，其中链霉菌会溶解部分木质素，最终产物是水溶性酸可沉淀的聚合木质素，例如属于链霉菌属的丝状细菌可矿质化木质素[25，26]。

3 国内外烟草废弃物堆肥研究概况

3.1 国内外烟草废弃物堆肥文献研究概况

再次运用Citespace软件，对国内外烟草废弃物堆肥研究进行可视化分析。采用中国知网数据库作为中文文献检索平台，检索方式选择高级检索，来源类别限定为“核心期刊”（具体包括：北大核心期刊、中国科学引文数据库和南大核心期刊），以“烟草废弃物”并“堆肥”为主题词进行检索，检索时间跨度为2001—2020年，经人工确认研究主题无误且没有重复记录后，得到的中文文献只有6篇，所以不对此进行Citespace分析。外文文献来源于WOS数据库核心合集，设置检索策略为：TS=Tobacco waste and（composting or compost），语言选择“English”，时间跨度设为2001—2020年，同样经过人工确认研究主题无误且没有重复记录后，共得66篇英文文献。

由图3所示，关于烟草废弃物堆肥研究的发文量随着出版年份呈波浪上升的趋势，可知20年来，人们对烟草废弃物堆肥处理的关注度逐渐上升。

图3 WOS 数据库中烟草废弃物堆肥相关研究发文量趋势Fig.3 Trends in the publications number of research related with tobacco waste compost in WOS database

WOS数据库中烟草废弃物堆肥研究的前25个突现关键词见图4。图中展示了其突现强度及持续时长，早期的突现关键词持续时长都高达3年及以上，2010年后出现的突现关键词持续了2年及以上，其中持续时间最长的关键词是2008—2013年的酶活性（enzyme activity），表明从2008年开始关于烟草废弃物堆肥过程中酶活性变化及烟草废弃物作为土壤改良剂对土壤中酶活性影响方面的研究集中出现，一直持续至2013年。由图4还可以看出，2001—2008年的突现关键词就只有1个，说明这个阶段关于烟草废弃物堆肥方面的研究并不广泛；2008—2011年的研究主要集中在烟草废弃物堆肥过程中微生物群落和酶活性变化方面；2011—2017年主要是对烟草废弃物堆肥有机物、碳、氮、电导率等指标和一些相关处理方法的研究。随着近年来不断强调农业废弃物无害化、减量化、资源化，烟草废弃物堆肥研究中腐植酸、重金属、有机改良剂、肥料的改良以及对环境的保护成为目前的研究热点。

图4 WOS 数据库中烟草废弃物堆肥相关研究的前 25 个突现关键词Fig.4 Top 25 highlight key words of research related with tobacco waste compost in WOS database

文献共被引就是2篇（或多篇论文）同时被后来1篇或多篇论文所引证，则称这2篇论文构成共被引关系。从图5中可以得到，Briski F（2012）和Piotrowska-Cyplik A（2009）是2篇非常重要的论文，因为他们的被引频次位列前2，说明其在本领域内具有重要影响。将这2篇论文提取出来（表2），发现2篇文章主要围绕着烟草废弃物堆肥过程中烟碱降解相关方面进行研究，表明关于烟碱降解方面的研究具有重要意义。

表2 WOS数据库中关于烟草废弃物堆肥研究被引次数最高的2篇文章Tab.2 Top 2 cited articles on tobacco waste compost research in WOS database

图5 WOS数据库中关于烟草废弃物堆肥文献共被引网络图谱Fig.5 Network atlas of co-cited literatures on tobacco waste compost research in WOS database

20年来，在烟草废弃物堆肥的研究领域中，发文数量较高的国家依次为中国、土耳其、克罗地亚和巴西（图6）。中国发文量为14篇，占总量的21.21%；其次为土耳其10篇（15.15%）和克罗地亚8篇（12.12%）。其中中国的发文量不仅最多，而且其中心性达到了0.11，可见中国在这方面的研究和各国之间的合作比较紧密。

图6 WOS数据库中关于烟草废弃物堆肥研究国家合作网络图谱Fig.6 National cooperative network map on tobacco waste compost research in WOS database

利用CiteSpace绘制了关于烟草废弃物堆肥研究机构合作网络图谱（图7）。WOS数据库中发文量最多的机构是萨格勒布大学（University of Zagreb），其次分别为爱琴海大学（Ege University）、中国农业大学（China Agricultural University）、安卡拉大学（Ankara University）、中国农业科学院（Chinese Academy of Agricultural Sciences）。发文量排名前5的机构中，有2所是来自中国。这表明中国在烟草废弃物堆肥研究领域中发展较快、研究成果较多。同时，各机构所表现的中心性都不强，反映了各机构间合作强度很小。

图7 WOS数据库中关于烟草废弃物堆肥研究机构合作网络图谱Fig.7 Cooperative network map of research institutions on tobacco waste compost research in WOS database

3.2 烟草废弃物堆肥的应用研究进展

3.2.1 烟草废弃物堆肥对土壤养分的影响

土壤肥力是土壤肥沃的重要指标之一。它是衡量土壤为作物生长提供各种养分能力的指标。长期施用有机肥料可以增加速效养分，增加连作烟田大团聚体的比例，提高团聚体的稳定性。有机肥料作为一种天然植物类肥料，能显著提高土壤有机质含量[27]。烟草废弃物堆肥中营养成分高，重金属含量低，可作为有机肥料[28]。新鲜烟草废弃物与农田土壤制作的有机肥可以增加土壤有机质、全氮、总磷含量、土壤碱解氮、速效钾、有效磷、土壤微生物碳氮含量[29]。施用由烟草废弃物、树皮和稻草制成的堆肥后，对灰壤化土中发生的与碳、氮和磷循环有关的生化过程有良好的影响，同时能显著提高灰壤化土的pH值，是土壤中有机质、总氮、有效磷和速效钾的重要来源[30]。烟草废弃物堆肥的好处可能在于其对后续植物生长的残留效应，以及增加其他营养素释放的量[31]。

3.2.2 烟草废弃物堆肥对土壤微生态的影响

农田中产生大量含水量高的新鲜烟草废弃物，如处理不当，可能造成环境污染。鲜烟叶含有大量的病原菌，特别是烟草花叶病毒，如果将烟叶直接还田，将增加烟草花叶病毒的发病率[32]。土壤环境中富含微生物，部分为植物病害的土传病原菌（病原微生物），部分为可通过参与碳循环提高植物抗病性的微生物[33～35]。烟草废弃物堆肥可以改善土壤的物理性质，是优良的土壤改良剂[36]。施用烟草废弃物堆肥后，可增加土壤的孔隙度、结构稳定性和田间持水量，并降低土壤的容重和密度，对谷物产量产生了积极的影响[37，38]。通过对部分土壤质量指标进行2年以上的监测发现，烟草废弃物堆肥可以提高土壤团聚体稳定性和田间持水量，并降低土壤的堆积密度[39，40]。施用烟草废弃物堆肥后，可促进土壤中假单胞菌、固氮菌等有益微生物群落的建立[29]。将烟草废弃物堆肥和农田粪便以不同比例施用于土壤后，显著提高了土壤中呼吸酶、脱氢酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性[41]。研究发现，作物秸秆与粪便等制作的有机肥，可以改善微生物群落和功能，增强植株抗病性，减少土传病害的发生[42]。施用堆肥后，土壤有机质、线虫多样性和微生物碳量显著提高[43]。

3.2.3 烟草废弃物堆肥对烟草生长的影响

烟叶质量的高低主要取决于土壤养分、空间养分和烟叶养分的平衡与调控。土壤养分是影响烟叶质量的重要因素之一。烤烟生长发育所需的矿质养分基本来自土壤。土壤的组成和性质决定了烤烟的养分供应。研究表明，施用烟草腐熟堆肥能有效改善土壤养分状况，有利于保持土壤肥力[44]。适量的施用烟草腐熟有机肥，对烟草生长前期有一定的影响，但由于后期腐熟有机肥的缓慢释放，促进生长，会将这一影响逐渐缩小，进而超过未施用腐熟有机肥的处理。施用烟草废弃物堆肥，不仅可以减少肥料投入，还可以通过替代部分肥料来增加有益微生物数量并刺激烟草植物生长[29]。在植烟土壤中添加烟草废弃物制备的有机肥，不仅可以增加烟叶长、叶宽、有效叶数和最大叶面积等农艺性状，而且可以提高烟叶中氮、磷、钾的含量[44]。研究表明，施用堆肥可以改善烟叶的外观质量、烟叶的颜色、结构、含油量和色度，提高烤烟的平均产量、平均价格和产值等经济效益[45]。

4 结论与展望

目前，国内外对烟草废弃物的综合利用主要是提取茄尼醇、烟碱和蛋白质等。在众多的关于烟草废弃物研究中，仅有少部分文献报道是关于烟草废弃物堆肥研究。对于烟草废弃物肥料化利用的研究主要集中在烟草堆肥过程的模拟、烟草堆肥腐熟度的评价以及烟草废弃物对作物生长发育的影响等方面，而对烟草废弃物堆肥的养分控释机理和土壤微环境的研究较少。此外，烟草废弃物堆肥利用存在集中堆肥成本高、运输难、养分转化和烟叶堆肥的氮、磷、钾养分控释及保水机理不明的问题，关于烟草废弃物堆肥施用后对土壤微环境的影响还待明确。

针对以上问题，我们应该开展烟草废弃物堆肥的设计和试验，以明确烟草废弃物堆肥养分控释机理和对土壤微环境的影响，为后续制定烟草废弃物田间堆肥质量标准和烟草废弃物堆肥应用技术规程提供理论依据，对未来烟草废弃物的处理和资源化利用提供一个新的方向。