煙桿生物質(zhì)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(jīng)濟(jì)作物?？竞鬅熑~鉀含量高低是衡量煙葉品質(zhì)重要好壞的重要指標(biāo)，因此有關(guān)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(chǎn)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(jià)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(xiàng)。國(guó)內(nèi)開(kāi)展了大量的有關(guān)生物鉀肥的研究［6－14］。作為新型能源，生物質(zhì)能源目前正在全國(guó)大力推行，隨之產(chǎn)生的殘余物－草木灰約占總量的3% ～5%［15］。按消耗生物質(zhì)燃料6 000 kg/hm2計(jì)算［16］，烘烤煙葉可以產(chǎn)生燃灰180～300 kg/hm2。如果能將這部分殘余物進(jìn)行使用，那么不僅是生物質(zhì)循環(huán)利用，而且能減少鉀肥使用量，降低煙農(nóng)鉀肥使用成本。為此，在2013年開(kāi)展煙桿生物質(zhì)燃灰替代鉀肥試驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試材料為當(dāng)?shù)刂髟云贩N紅花大金元。試驗(yàn)田土壤類型為紅壤土，地勢(shì)平坦，排灌方便，質(zhì)地疏松，土壤 pH 6.1，土壤養(yǎng)分含量為:有機(jī)質(zhì)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(zhì)燃灰為2011年煙桿壓塊燃料2012年烘烤燃燒后收集的燃灰。經(jīng)檢測(cè)，樣品中 pH 7.92，有機(jī)質(zhì) 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(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)4個(gè)處理:CK常規(guī)處理，復(fù)合肥(10∶10∶24)675 kg/hm2、硫酸鉀 300 kg/hm2、硝酸鉀 150 kg/hm2、農(nóng)家肥 12 000 kg/hm2;T1 替代20%，復(fù)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(nóng)家肥12 000 kg/hm2;T2替代 30%，復(fù)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(nóng)家肥12 000 kg/hm2;T3替代 50%，復(fù)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(nóng)家肥12 000 kg/hm2。4次重復(fù)。每個(gè)小區(qū)種煙4行，每行種煙40株，四周設(shè)兩行保護(hù)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)。在各小區(qū)定點(diǎn)選取有代表性長(zhǎng)勢(shì)的煙株5株，在打頂時(shí)(初花打頂)和第1次采烤前1 d測(cè)量株高、莖圍、留葉數(shù)、最大葉面積及頂葉面積。

1.3.2 常規(guī)化學(xué)分析。采烤后，每個(gè)處理分別選取X2F、C3F、B2F。根據(jù) YC/T159－2002、YC/T217－2007、YC/T160－2002、YC/T162－2011、YC/T161－2002，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)品質(zhì)分析。

1.3.3 產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)。將試驗(yàn)小區(qū)烤煙株數(shù)換算成16 500株/hm2進(jìn)行產(chǎn)量調(diào)查。

1.4 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Mathematica 10.0進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理大田煙葉農(nóng)藝性狀 由表1可知，封頂前，與對(duì)照相比，3個(gè)處理的株高有0.05水平顯著性差異，3個(gè)處理間差異不顯著;3個(gè)處理的莖圍與對(duì)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(gè)處理的留葉數(shù)與對(duì)照有0.05水平顯著差異，3個(gè)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(duì)照差異不顯著，T1與T3處理間有0.05水平顯著差異;對(duì)照頂葉面積與3個(gè)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(zhì)燃灰在一定程度上能代替硫酸鉀促進(jìn)封頂前煙葉株高等一系列農(nóng)藝指標(biāo)的生長(zhǎng)，不同代替比例的煙桿生物質(zhì)燃灰對(duì)煙株的莖圍、最大葉面積與頂葉面積等農(nóng)藝指標(biāo)的生長(zhǎng)有不同的作用。采烤前3個(gè)處理的莖圍、留葉數(shù)與對(duì)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(gè)處理與對(duì)照的最大葉面積間均有0.05水平顯著差異，3個(gè)處理與對(duì)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(zhì)燃灰可以部分代替硫酸鉀，且不同代替比例的煙桿生物質(zhì)燃灰對(duì)煙株生長(zhǎng)有不同的影響，主要表現(xiàn)在最大葉面積與頂葉面積2個(gè)方面。

表1 不同處理大田煙葉農(nóng)藝性狀

2.2 不同處理烤后煙常規(guī)化學(xué)成分 由表2可知，3個(gè)處理B2F的煙堿、總氮、煙解氮、蛋白質(zhì)、氧化鉀與氯離子的含量與對(duì)照無(wú)顯著性差異;T2處理的總糖含量與CK無(wú)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(wú)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(wú)顯著性差異，與T1處理有0.05水平顯著性差異;對(duì)照與3個(gè)處理的淀粉含量?jī)蓛芍g均有0.05水平顯著性差異，表明煙桿生物質(zhì)燃灰的替代量對(duì)上部葉的糖類物質(zhì)有較大影響，對(duì)其他常規(guī)化學(xué)成分的含量影響不大。3個(gè)處理C3F的總氮、煙解氮、蛋白質(zhì)、氧化鉀的含量與對(duì)照無(wú)顯著差異，化學(xué)成分中總糖、蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)為對(duì)照與T1、T2處理有0.05水平顯著差異，與T3處理無(wú)顯著差異，T1、T2處理間無(wú)顯著差異，與T3處理均有0.05水平顯著差異;對(duì)照的還原糖含量與T1、T2處理無(wú)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(wú)顯著性差異?？梢?jiàn)，煙桿生物質(zhì)燃灰的替代比例對(duì)糖類物質(zhì)和煙堿的含量有較大影響。3個(gè)處理X2F除總氮和氧化鉀含量與對(duì)照無(wú)顯著差異外，其總糖、還原、煙堿、煙解氮、蛋白質(zhì)、氯離子、淀粉對(duì)照與對(duì)照均有不同程度的差異性，表明煙桿生物質(zhì)燃灰的替代比例對(duì)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(zhì)燃灰的不同替代比例對(duì)化學(xué)成分的影響逐漸增強(qiáng)。

表2 不同處理烤后煙常規(guī)化學(xué)成分%

2.3 不同處理煙葉的經(jīng)濟(jì)效益 由表3可知，對(duì)照產(chǎn)量與T1處理無(wú)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(chǎn)量最大，CK最小;均價(jià)以T3處理最大，與CK有0.05水平顯著差異，與T1、T2處理無(wú)顯著差異，對(duì)照與T1、T2處理無(wú)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(wú)顯著性差異。綜合來(lái)看，T3處理有助于提高烤煙的經(jīng)濟(jì)質(zhì)量，提高農(nóng)民收益，相比對(duì)照可以提高產(chǎn)值8 717.72元/hm2。

表3 不同處理烤后煙經(jīng)濟(jì)效益

3 結(jié)論與討論

生物質(zhì)燃料在煙葉烘烤中的推廣應(yīng)用中對(duì)解決煙葉烘烤替代能源問(wèn)題具有重要意義，是實(shí)現(xiàn)烘烤能源改革的新途徑之一［17］。同時(shí)，化學(xué)肥料的使用是農(nóng)業(yè)獲得高產(chǎn)的重要手段，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，由于大量施用氮肥，氮肥利用率降低。據(jù)報(bào)道，我國(guó)氮肥的當(dāng)季利用率為30% ～35%［18］。氮素的過(guò)量施用等不合理的農(nóng)業(yè)管理措施不僅加劇氮素通過(guò)淋溶、反硝化等途徑損失，而且降低種植效益，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，甚至危及食品安全和人畜健康［19］。就現(xiàn)階段而言，減少化學(xué)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(jìn)植物對(duì)養(yǎng)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(zhì)燃灰可以部分代替硫酸鉀，促進(jìn)煙株的生長(zhǎng)發(fā)育，而且不同代替比例的煙桿生物質(zhì)燃灰對(duì)煙株生長(zhǎng)有不同的影響，主要對(duì)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(guī)化學(xué)成分受煙桿生物質(zhì)燃灰替代比例的影響較大，表現(xiàn)為隨著煙葉部位的降低，煙桿生物質(zhì)燃灰的比例對(duì)化學(xué)成分的影響逐漸增強(qiáng);不同比例的煙桿生物質(zhì)燃灰替代對(duì)烤煙的經(jīng)濟(jì)效益有較大影響，其中T3處理有助于提高烤煙的經(jīng)濟(jì)質(zhì)量，提高農(nóng)民收益。

［1］高家合，劉運(yùn)國(guó)，李梅云，等.鉀肥對(duì)烤煙根系和煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響及其關(guān)系研究［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2010，31(2):24 －28.

［2］戴勛，王毅，劉彥中，等.不同鉀肥追施量對(duì)烤煙K326生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2009，30(1):19 －22.

［3］鐘曉蘭，張德進(jìn)，周生路，等.鉀肥用量及基追肥比例對(duì)烤煙干物質(zhì)累積和鉀素吸收動(dòng)態(tài)的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，17(2):251 －255.

［4］顏合洪，胡雪平，張錦韜，等.不同施鉀水平對(duì)烤煙生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005(1):20 －23.

［5］曹志洪，王恩沛.土壤供鉀特性和烤煙的鉀肥有效施用［J］.煙草科技，1993(2):33－37.

［6］劉國(guó)順，王景，徐辰生，等.生物鉀肥對(duì)烤煙含鉀量和經(jīng)濟(jì)性狀的影響［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2005(4):46 －48.

［7］高華軍，林北森，王軍衛(wèi)，等.施用生物鉀肥后減少化學(xué)鉀肥對(duì)土壤養(yǎng)分和烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響［J］.作物雜志，2012(3):105－109.

［8］曾凡海，孫永華，蔣美紅，等.增施生物鉀肥對(duì)烤煙的產(chǎn)質(zhì)量和鉀含量的影響［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013(5):53 －56.

［9］黃瑾，高華軍，劉春萍，等.生物鉀肥對(duì)植煙土壤養(yǎng)分和烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響［J］.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，41(11):1198 －1201.

［10］高華軍，林北森.生物鉀肥對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量影響的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2009，30(3):73 －76.

［11］蔣長(zhǎng)春，王明富，余垚穎，等.有機(jī)鉀肥對(duì)攀枝花烤煙農(nóng)藝性狀和產(chǎn)質(zhì)量的影響［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2014(8):48－51.

［12］端永明，朱法亮，鄧世友.生物鉀肥對(duì)烤煙產(chǎn)量質(zhì)量的影響［J］.云南農(nóng)業(yè)科技，2003(1):38，45.

［13］樸世領(lǐng)，李虎林，盧忠恩，等.生物鉀肥對(duì)烤煙生產(chǎn)的影響［J］.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，1997(2):94－97.

［14］方先蘭，辜尊榮，曾立榮.烤煙施用生物鉀肥試驗(yàn)初報(bào)［J］.江西農(nóng)業(yè)科技，2001(4):21 －22.

［15］宋鴻偉，郭民臣，王欣，等.生物質(zhì)燃燒過(guò)程中的積灰結(jié)渣特性［J］.節(jié)能與環(huán)?？稍偕茉矗?003(9):29－31.

［16］張聰輝，趙宇，蘇家恩，等.密集烤房使用不同類型燃煤烘烤效果研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43(1):246 －247，250.

［17］張世賢.中國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展及平衡施肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1989:10－15.

［18］蘇勝齊，王正銀.緩釋復(fù)合肥與覆膜旱作對(duì)水稻氮素營(yíng)養(yǎng)的效應(yīng)研究［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2006，20(1):45 －49.

［19］范丙全，胡春芳，平建立.灌溉施肥對(duì)壤質(zhì)潮土硝態(tài)氮淋溶的影響［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，1998(1):16 －21.

［20］張維理，林葆，李家康.西歐發(fā)達(dá)國(guó)家提高化肥利用率的途徑［J］.土壤肥料，1998(5):3 －9.