鄭加玉，張忠鋒，程 森，蔡憲杰，姚忠達(dá)，汪季濤，朱啟法，薛 琳，張繼光*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266101；2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海 200082；3.安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，合肥 230088；4.安徽皖南煙葉有限責(zé)任公司，安徽 宣城 242000）

稻殼生物炭對(duì)整治煙田土壤養(yǎng)分及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響

鄭加玉1，張忠鋒1，程 森2，蔡憲杰2，姚忠達(dá)3，汪季濤3，朱啟法4，薛 琳4，張繼光1*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266101；2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海 200082；3.安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，合肥 230088；4.安徽皖南煙葉有限責(zé)任公司，安徽 宣城 242000）

為探究生物炭施用對(duì)整治煙田土壤改良及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響，在皖南的煙田整治區(qū)，研究了稻殼生物炭不同施用量對(duì)土壤養(yǎng)分及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的作用效果。結(jié)果表明，稻殼生物炭施用可以降低土壤容重，提高土壤pH及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分含量。生物炭可以促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育，對(duì)煙葉外觀(guān)產(chǎn)生一定影響，特別是油分指標(biāo)隨生物炭用量增加呈下降趨勢(shì)。生物炭施用一定程度上降低煙葉總糖及還原糖含量，提高總氮、煙堿及鉀含量，其中T2（生物炭7.5 t/hm2）處理煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好。同時(shí)煙葉感官質(zhì)量隨生物炭施用量增加呈現(xiàn)先增加（不變）后降低趨勢(shì)，感官評(píng)吸得分表現(xiàn)為T(mén)1=CK＞T2＞T3。烤煙的產(chǎn)量產(chǎn)值均隨著生物炭施用量增加而增加，其中 T3（生物炭 15 t/hm2）處理最高，產(chǎn)量達(dá) 1729.2 kg/hm2，產(chǎn)值達(dá)到37 516.8 元/hm2，較CK分別提高43.51%和43.48%。但上等煙比例隨生物炭用量增加呈先增加后降低趨勢(shì)。綜合土壤養(yǎng)分及煙葉的產(chǎn)質(zhì)量結(jié)果，在皖南煙田整治區(qū)，稻殼生物炭的施用量不宜超過(guò)7.5 t/hm2。

生物炭；土壤養(yǎng)分；土地整治；煙葉質(zhì)量；烤煙

當(dāng)前我國(guó)耕地資源緊張，退化嚴(yán)重，土地整治及土壤改良成為當(dāng)務(wù)之急。土地整治作為促進(jìn)土地合理利用、調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)和土地關(guān)系的重要手段，在實(shí)現(xiàn)土地資源的合理配置、提高土地利用率和改善生態(tài)環(huán)境方面起到了不可替代的作用［1-2］。近年來(lái)，我國(guó)煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上開(kāi)展了大量的土地整治及土壤改良工作，改善了產(chǎn)區(qū)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化了土壤生產(chǎn)條件［3-4］。在煙田土地整治過(guò)程中，煙田土壤改良和生態(tài)維護(hù)十分重要，關(guān)系到維持和提高土壤生產(chǎn)性能，挖掘煙葉增質(zhì)潛力，為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障［5］。目前在煙田土壤改良中采用的主要方法有秸稈還田、種植綠肥、增施有機(jī)肥和土壤改良劑等［6-7］。生物炭作為一類(lèi)新型環(huán)境功能材料，在土壤改良等方面引起廣泛關(guān)注。

生物炭是在完全或者部分缺氧條件下，將木材、農(nóng)作物秸稈等農(nóng)作物廢棄物或動(dòng)物骨骼等控制溫度高溫裂解碳化產(chǎn)生的固態(tài)產(chǎn)物［8-10］。生物炭可以將碳元素固定很長(zhǎng)時(shí)間，固定的碳元素非常穩(wěn)定，將生物炭應(yīng)用于土壤中不僅可以提高土壤碳庫(kù)容量，在一定程度上減緩陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)［11］，還可以有效地改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，增加作物產(chǎn)量［12-13］。當(dāng)它與農(nóng)林業(yè)相結(jié)合時(shí)，可以解決廢棄物環(huán)境污染與循環(huán)利用等問(wèn)題［14-16］。近年來(lái)，生物炭在農(nóng)業(yè)土壤中的應(yīng)用研究逐漸增多，主要集中在生物炭對(duì)土壤理化性質(zhì)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的影響以及碳排放等方面［17-19］。目前，生物炭對(duì)煙田土壤改良及煙葉產(chǎn)質(zhì)量影響方面的研究還相對(duì)較少，基于各地區(qū)不同土壤及氣候條件的適宜生物炭施用量還有待于進(jìn)一步明確。本研究充分利用皖南地區(qū)豐富的水稻稻殼等廢棄物資源，研究稻殼生物炭還田后對(duì)煙田整治區(qū)土壤理化性質(zhì)、煙草生長(zhǎng)發(fā)育、煙葉化學(xué)成分及品質(zhì)的綜合影響，以期為皖南煙田土壤改良及煙葉可持續(xù)發(fā)展提供借鑒指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于 2014年在安徽宣城市宣州區(qū)楊柳鎮(zhèn)新龍村的“滬皖現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)高科技示范園”進(jìn)行，該區(qū)域地處皖南山區(qū)與長(zhǎng)江中、下游平原的結(jié)合部，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，季風(fēng)氣候顯著，光、熱、水氣候條件優(yōu)越。年平均日照時(shí)數(shù)2072.5 h；年平均溫度15.8 ℃，無(wú)霜期228 d；年平均降雨量1324.8 mm。試驗(yàn)田地處土地整治示范區(qū)，土壤類(lèi)型為潴育型水稻土，土壤質(zhì)地較為黏重，其黏粒含量占30.85%，粉粒含量39.80%，砂粒含量29.35%。試驗(yàn)田前茬作物為水稻，實(shí)行煙稻兩年輪作?？緹熎贩N為云煙97。生物炭為當(dāng)?shù)刈灾频牡練ぴ仙锾浚渲饕砘再|(zhì)為：pH 8.36，有機(jī)質(zhì)340.5 g/kg，全氮8.46 g/kg，全磷1.20 g/kg，全鉀12.5 g/kg。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，其中CK為不施用生物炭的對(duì)照；T1處理生物碳施用量為3.75 t/hm2；T2處理為7.5 t/hm2；T3處理為15 t/hm2。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每小區(qū)面積66.7 m2，植煙120棵。各處理的稻殼生物炭均在烤煙起壟前進(jìn)行地表撒施，然后翻耕混勻，最后再進(jìn)行施肥起壟。試驗(yàn)田施氮量為112.5 kg/hm2，m（N）:m（P2O5）:m（KO2）=1:2:3，其他田間管理措施均按皖南優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

在烤煙的平頂期，在每個(gè)小區(qū)選10株煙，測(cè)定其主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)，并根據(jù)葉長(zhǎng)、最大葉寬和葉面積指數(shù)計(jì)算葉面積［20］。在烤煙采收結(jié)束后，采集各處理的耕層（0～20 cm）土壤樣品，采用常規(guī)方法測(cè)定土壤基本理化性質(zhì)指標(biāo)［21］。

在煙葉烘烤結(jié)束后，對(duì)各處理烤后煙葉樣品進(jìn)行分級(jí)，并依據(jù) 2014年皖南煙葉公司的煙葉收購(gòu)等級(jí)及價(jià)格，對(duì)各處理的烤煙進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性狀分析。

每個(gè)處理小區(qū)取烤后的C3F和B2F等級(jí)煙葉各1.5 kg，在兩個(gè)等級(jí)煙葉樣品中隨機(jī)抽取20片，進(jìn)行外觀(guān)質(zhì)量鑒定并根據(jù)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分等級(jí)比例；兩個(gè)等級(jí)的煙葉樣品粉碎后采用王瑞新等［22］的方法進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分分析，其中C3F煙葉樣品卷制后交由上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。具體評(píng)價(jià)指標(biāo)包括香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、勁頭、刺激性及余味等6項(xiàng)，每項(xiàng)指標(biāo)均采用滿(mǎn)分 9分的量化打分，最后計(jì)算總得分。

所有測(cè)定數(shù)據(jù)均采用Excel和SPSS15.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)　果

2.1稻殼生物炭還田對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

各處理的土壤養(yǎng)分含量如表1所示，從表中可以看出，生物炭施用能明顯影響煙田土壤的理化性狀。土壤容重隨著生物炭用量的增加呈降低趨勢(shì)，其中T3處理的土壤容重最小為1.15 g/cm3。而土壤pH隨著生物炭施用量增加呈升高趨勢(shì)，其中T3處理最高為6.70。土壤有機(jī)質(zhì)及堿解氮、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量也隨著稻殼生物炭施用量的增加而增加。除T1和CK處理的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和有效磷含量無(wú)顯著差異（P＞0.05）外，生物炭T2 及T3處理與CK的土壤養(yǎng)分含量之間均存在顯著差異。

表1　生物炭對(duì)煙田土壤養(yǎng)分的影響Table 1 Effect of biochar on soil nutrients in tobacco field

可見(jiàn)，整治煙田施用稻殼生物炭后可改良土壤酸堿性，改善土壤容重及其孔隙度，并增加土壤速效養(yǎng)分含量，其中以T3處理最佳。

2.2稻殼生物炭對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

生物炭施用對(duì)平頂期烤煙農(nóng)藝性狀的結(jié)果如表2所示。從煙株的整體長(zhǎng)勢(shì)來(lái)看，生物炭施用一定程度上促進(jìn)煙草生長(zhǎng)發(fā)育。但其對(duì)株高和有效葉片數(shù)的影響較小，各處理烤煙的株高介于112.83～116.08 cm，有效葉片數(shù)均在14片左右，生物炭各處理和CK間無(wú)顯著差異。煙株莖圍的大小順序?yàn)門(mén)3＞T2＞T1＞CK，T3處理最大為10.22 cm，其與T1和CK的差異達(dá)到顯著水平。生物炭施用也明顯增加了中部及上部煙葉面積，中部葉面積以T3處理最大，顯著高于其他3個(gè)處理；上部葉面積以T2處理最大，但與T3無(wú)顯著差異，兩者均顯著大于T1和CK處理。

表2　生物炭對(duì)平頂期烤煙農(nóng)藝性狀的影響Table 2 Effect of biochar on agronomic traits of tobacco at top-dressing period

2.3稻殼生物炭對(duì)烤煙外觀(guān)質(zhì)量的影響

各處理煙葉外觀(guān)質(zhì)量的結(jié)果表明（表3），C3F等級(jí)煙葉中橘黃煙比例CK處理最低僅為30%，T2處理最高，煙葉成熟度總體表現(xiàn)為T(mén)1=T2＞T3＞CK，煙葉的結(jié)構(gòu)和身份上均表現(xiàn)為生物炭各處理優(yōu)于CK，油分表現(xiàn)為CK和T1處理稍?xún)?yōu)于T3和T2處理。各處理的煙葉色度無(wú)明顯規(guī)律性。

表3　生物炭對(duì)烤煙外觀(guān)質(zhì)量的影響Table 3 Effect of biochar on raw tobacco appearance quality

B2F等級(jí)煙葉中，以T3處理煙葉的橘黃比例最高，成熟度最好，煙葉結(jié)構(gòu)以T1和T2處理較好，煙葉身份在各處理間差異較小。煙葉油分的占比指標(biāo)上表現(xiàn)為：CK＞T1＞T2＞T3。整體來(lái)看，生物炭施用會(huì)提升煙葉顏色、成熟度和結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，而對(duì)煙葉油分則有一定負(fù)面影響。

2.4稻殼生物炭對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響

生物炭對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響如表4所示。對(duì)比我國(guó)常用的優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［23-25］。各處理C3F及B2F煙葉的總糖及還原糖均較高，超過(guò)了優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍，而烤煙的煙堿和總氮含量總體適宜，其中僅T3處理的C3F煙葉煙堿含量稍低為1.35%。各處理C3F煙葉的糖堿比和氮堿比偏高，鉀含量及鉀氯比較為適宜，但B2F煙葉的這幾項(xiàng)指標(biāo)則偏低。

表4　生物炭對(duì)烤煙主要化學(xué)成分的影響Table 4 Effect of biochar on chemical components of flue-cured tobacco leaves

C3F和B2F等級(jí)煙葉的總糖、還原糖和糖堿比總體上隨生物炭用量增加呈先降低后增加趨勢(shì)，但與CK相比，生物炭施用不同程度降低了這3個(gè)指標(biāo)的值；其中總糖及還原糖含量最低的為T(mén)2處理?？偟蜔焿A含量均隨生物炭用量增加呈先增加后降低趨勢(shì)。煙葉鉀含量總體上隨生物炭用量增加而增加，但T2及T3處理間煙葉鉀含量無(wú)顯著差異。此外，氯離子和氮堿比在各處理間無(wú)顯著差異。可見(jiàn)，適量生物炭施用可一定程度降低煙葉總糖及還原糖含量，提高煙葉總氮、煙堿及鉀含量，并且以T2處理的煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性相對(duì)較好。

2.5稻殼生物炭對(duì)烤煙評(píng)吸質(zhì)量的影響

生物炭對(duì) C3F煙葉感官質(zhì)量的影響如表5所示，可見(jiàn)施用生物炭的T1、T2處理與CK相比，煙葉的香氣質(zhì)和香氣量得分一致，刺激性有所下降，而雜氣稍有增加，而且T1的焦甜感突出，舒適性較好，T2的吃味略顯平淡。T3處理煙葉香氣量和香氣質(zhì)的得分最低，雜氣及余味殘留較多，吃味欠舒適。從總分來(lái)看，CK和T1處理總得分最高，感官質(zhì)量最好，T2次之，T3處理最低?？梢?jiàn)生物炭施用對(duì)烤煙的感官質(zhì)量具有重要影響。其中較低施用量（3.75 t/hm2）的生物炭對(duì)煙葉感官質(zhì)量無(wú)明顯影響，而中高量（7.5 t/hm2及15 t/hm2）生物炭施用后會(huì)對(duì)煙葉刺激性、余味及總體得分產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是高量施用后導(dǎo)致煙葉香氣質(zhì)及香氣量下降，雜氣漸多，余味欠舒適。但生物炭施用量與煙葉感官質(zhì)量的具體關(guān)系還需要進(jìn)一步細(xì)化研究。

表5　生物炭對(duì)C3F煙葉評(píng)吸質(zhì)量的影響Table 5 Effect of biochar on sensory quality of C3F fluecured tobacco

2.6稻殼生物炭對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

烤后煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀結(jié)果表明（表6），生物炭各處理的煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值均高于對(duì)照，而且隨生物炭施用量增加，煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值均呈增加趨勢(shì)，其中以T3處理的產(chǎn)量和產(chǎn)值最高，分別達(dá)到1729.2 和37 516.8 元/hm2。但煙葉均價(jià)則與此不同，T1處理的煙葉均價(jià)最高為 23.16元/kg，T2處理最低為20.49元/kg。各處理煙葉的上等煙比例隨著生物炭用量增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，表現(xiàn)T1＞T2＞CK＞T3；而中上等煙的比例則是 T2最低，T3最高，T1與CK處理一致。

表6　生物炭對(duì)烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 6 Effect of biochar on economic characters of fluecured tobacco

3　討　論

土壤酸堿度影響土壤肥力及植物生長(zhǎng)發(fā)育，煙葉生長(zhǎng)的最適宜pH一般為5.5～6.5，對(duì)pH＜5.5的土壤需要開(kāi)展土壤酸化改良。作為一種優(yōu)良的土壤酸化改良劑，生物炭本身含有豐富的鹽基離子，施加到土壤之后，可以通過(guò)交換降低土壤氫離子和交換性鋁離子水平，從而提高土壤pH值［26］，本試驗(yàn)中不同用量的生物炭施用后明顯提升土壤 pH，與CK相比提高了0.82～1.10單位。針對(duì)偏黏性土壤，生物炭施用后可有效降低土壤容重，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，改善土壤的通氣及水肥供應(yīng)狀況，增強(qiáng)土壤微生物活動(dòng)等有益作用［27-28］。此外，生物炭有類(lèi)似有機(jī)質(zhì)的作用，不僅可以直接提高土壤有機(jī)碳含量，而且可以通過(guò)不同途徑對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量產(chǎn)生影響：一方面生物炭可以吸附土壤有機(jī)分子，通過(guò)催化作用促進(jìn)小的有機(jī)分子聚合形成有機(jī)質(zhì)［29］，另一方面，生物炭及其組分可以緩慢分解有助于腐殖質(zhì)的產(chǎn)生。本研究結(jié)果表明，施用生物炭后土壤有機(jī)質(zhì)含量升高，生物炭施用量越高，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的提升效果越顯著，這與之前研究結(jié)果一致［30］。此外，生物炭可以通過(guò)陽(yáng)離子交換吸附土壤中的NO3-和NH4+，減少土壤中氮素?fù)p失，從而增加土壤中的氮素含量［31］。本研究中土壤有效磷及速效鉀含量也隨生物炭用量增加而增加，這與之前研究結(jié)果相符［18，32］。但也有研究［30，33］認(rèn)為土壤速效磷含量隨生物炭的施用呈先升高后降低的趨勢(shì)。適量的生物炭施用可減少土壤中有效磷的淋溶流失［34］，從而使得有效磷含量升高；當(dāng)生物炭用量過(guò)高時(shí)，則引起土壤中有效磷的生物和化學(xué)固定，從而導(dǎo)致有效磷含量降低。此外，不同差異的產(chǎn)生還可能與試驗(yàn)土壤的類(lèi)型及性質(zhì)不同有關(guān)。

大量田間試驗(yàn)表明，生物炭施用可通過(guò)改善土壤條件來(lái)增加作物生物量及產(chǎn)量，特別是在酸性土壤上施用生物炭可以提高肥料利用率，保持作物產(chǎn)量穩(wěn)定及一定增產(chǎn)效果［35］。但生物炭的產(chǎn)量效應(yīng)受生物炭本身性質(zhì)、施用數(shù)量及時(shí)期、土壤類(lèi)型及肥力狀況、種植作物種類(lèi)及其田間管理等多方面因素的綜合影響。本研究中隨著生物炭施用量增加，煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值均增加，以施用量15 t/hm2的處理最高，這與葉協(xié)鋒等［36］在陜西漢中地區(qū)的研究結(jié)果一致。同時(shí)烤煙的上等煙比例隨生物炭施用量的增加呈先增加后降低趨勢(shì)，這可能與生物炭改變土壤中養(yǎng)分含量及環(huán)境條件有關(guān)，特別是高量施用后會(huì)影響土壤的碳氮比，會(huì)造成煙葉的碳氮代謝失調(diào)。

與以產(chǎn)量為主的大田作物不同，生物炭施用后對(duì)煙葉質(zhì)量的影響更值得關(guān)注。生物炭施用后對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響，各方面結(jié)論并不一致。有研究認(rèn)為隨生物炭用量的增加，煙葉氯含量降低，鉀含量提高，煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)［37］。也有研究認(rèn)為生物炭適量施用可提高煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，過(guò)量施用則降低煙葉品質(zhì)［33］。本研究結(jié)果顯示，生物碳施用量7.5 t/hm2處理的烤后煙葉總糖及還原糖含量降低，總氮、煙堿及鉀含量明顯增加，煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好。生物炭施用對(duì)煙葉感官質(zhì)量的影響與煙葉化學(xué)成分的結(jié)果類(lèi)似，隨生物炭施用量增加，煙葉感官品質(zhì)呈現(xiàn)先提高（不變）后降低的趨勢(shì)。特別是施用量3.75 t/hm2的處理與對(duì)照相比，雖然感官質(zhì)量得分一致，但煙葉焦甜感突出，內(nèi)在品質(zhì)有所提升。而隨著生物炭量施用量增加，煙葉香氣質(zhì)及香氣量下降，雜氣及刺激性增加，煙葉感官質(zhì)量下降，這與許多研究結(jié)論一致［36，38］。但也有研究［39］認(rèn)為，生物炭單獨(dú)用作煙田土壤改良劑時(shí)，其對(duì)煙葉感官質(zhì)量有一定程度的降低作用。因此，關(guān)于生物炭對(duì)煙葉感官質(zhì)量的影響目前尚沒(méi)有明確結(jié)論，但過(guò)量施用勢(shì)必對(duì)煙葉品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。煙田中生物炭的適宜施用量及其施用方式，應(yīng)根據(jù)研究區(qū)的氣候條件、土壤性狀、施肥管理及煙葉生產(chǎn)實(shí)際情況，并結(jié)合土壤改良、固碳減排及產(chǎn)質(zhì)量提升等不同的研究目的來(lái)綜合確定。

4　結(jié)　論

皖南煙田整治區(qū)施用生物炭后，能夠改良土壤酸堿性，在生物炭施用量梯度內(nèi)，pH提升0.82～1.10單位，土壤容重隨生物炭用量增加而降低，而土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量隨著生物炭用量增加而增加。

生物炭施用可以促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育，特別促進(jìn)莖圍及中上部煙葉葉面積增加。生物炭施用會(huì)提升煙葉外觀(guān)中顏色、成熟度和結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，但油分指標(biāo)則隨生物炭施用量增加呈下降趨勢(shì)。此外，生物炭施用可一定程度降低煙葉總糖及還原糖含量，提升總氮、煙堿及鉀含量，并以7.5 t/hm2用量煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好。

整治區(qū)煙葉的感官質(zhì)量隨生物炭施用量增加呈先增加（不變）后降低趨勢(shì)?？緹煹漠a(chǎn)量和產(chǎn)值則隨生物炭施用量的增加而增加，但上等煙比例則呈先上升后下降的趨勢(shì)。因此基于土壤養(yǎng)分及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的分析結(jié)果，在皖南煙田整治區(qū)，稻殼生物炭的施用量不宜超過(guò)7.5 t/hm2。

［1］ 張正峰，趙偉. 土地整理的資源與經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估方法［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（3）：295-299.

［2］ 丁恩俊，周維祿，謝德體. 國(guó)外土地整理實(shí)踐對(duì)我國(guó)土地整理的啟示［J］. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2006，4（2）：11-15.

［3］ 吳海勇，李躍平，田峰，等. 土地整理對(duì)湘西煙田土壤養(yǎng)分的影響［J］. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，（23）：32-34.

［4］ 蒲元瀛，張光輝，仝景川，等. 恩施州基本煙田土地整理建設(shè)模式研究與實(shí)踐［J］. 中國(guó)煙草科學(xué)，2012，33 （6）：1-6.

［5］ 張翔，黃元炯，范藝寬，等. 河南省埴煙土壤與烤煙施肥的現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及對(duì)策［J］. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，（11）：54-57.

［6］ 劉添毅，黃一蘭，王雪仁，等. 煙區(qū)土壤改良技術(shù)措施研究［J］. 中國(guó)煙草科學(xué)，2006，27（3）：10-15.

［7］ 薄國(guó)棟，張繼光，申國(guó)明，等. 秸稈還田對(duì)植煙土壤有機(jī)質(zhì)及團(tuán)聚體特征的影響［J］. 中國(guó)煙草科學(xué)，2014，35 （3）：12-16.

［8］ Goldberg E D. Black carbon in the environment: properties and distribution［M］. New York， NY: John Wiley and Sons， 1985.

［9］ Laird D， Fleming P， Wang B， et al. Biochar impact on nutrient leaching from a Midwestern agricultural soil ［J］. Geoderma， 2010， 158: 436-442.

［10］ Bruun E W， Hauggaard-Nielsen H， Ibrahim N， et al. Influence of fast pyrolysis temperature on biochar labile fraction and short-term carbon loss in a loamy soil［J］. Biomass & Bioenergy， 2011， 35（3）: 1182-1189.

［11］ Xu G， Lv Y C， Sun J N， et al. Recent advances in biochar applicationsinagriculturalsoils:benefitsand environmental implications［J］. Clean-Soil， Air， Water，2012， 40（10）: 1093-1098.

［12］ 房彬，李心清，趙斌，等. 生物炭對(duì)旱作農(nóng)田土壤理化性質(zhì)及作物產(chǎn)量的影響［J］. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23 （8）：1292-1297.

［13］ 王萌萌，周啟星. 生物炭的土壤環(huán)境效應(yīng)及其機(jī)制研究［J］. 環(huán)境化學(xué)，2013，32（5）：768-780.

［14］ 石紅蕾，周啟星. 生物炭對(duì)污染物的土壤環(huán)境行為影響研究進(jìn)展［J］. 生態(tài)學(xué)雜志，2014，33（2）：486-494.

［15］ 李力，陸宇超，劉婭，等. 玉米秸稈生物炭對(duì)Cd（Ⅱ）的吸附機(jī)理研究［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，31（11）：2277-2283.

［16］ 王寧，侯艷偉，彭靜靜，等. 生物炭吸附有機(jī)污染物的研究進(jìn)展［J］. 環(huán)境化學(xué)，2012，31（3）：227-295.

［17］ 郭偉，陳紅霞，張慶忠，等. 華北高產(chǎn)農(nóng)田施用生物質(zhì)炭對(duì)耕層土壤總氮和堿解氮含量的影響［J］. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20（3）：425-428.

［18］ 陳心想，何緒生，耿增超，等. 生物炭對(duì)不同土壤化學(xué)性質(zhì)、小麥和糜子產(chǎn)量的影響［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33 （20）：6534-6542.

［19］ 柯躍進(jìn)，胡學(xué)玉，易卿，等. 水稻秸稈生物炭對(duì)耕地土壤有機(jī)碳及其 CO2釋放的影響［J］. 環(huán)境科學(xué)，2014，35（1）：93-99.

［20］ 劉國(guó)順. 煙草栽培學(xué)［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［21］ 魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

［22］ 王新瑞. 煙草化學(xué)［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［23］ 陳江華，劉建利，龍懷玉. 中國(guó)煙葉礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)及主要化學(xué)成分含量特征研究［J］. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2004，10（5）：20-27.

［24］ 閆克玉，陳鵬. 烤煙40級(jí)制煙葉主要化學(xué)成分分析研究［J］. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1993（2）：35-39.

［25］ 李永忠，羅鵬濤. 氯在煙草體內(nèi)的生理代謝功能及其應(yīng)用［J］. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995（1）：57-61.

［26］ Van Zwieten L， Kimber S， Morris S， et al. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermillwasteon agronomic performance and soil fertility［M］. Plant Soil， 2010，327（1/2）: 235-246.

［27］ Glaser B， Lehmann J， Zech W. Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal-a review［J］. Biology and Fertility of Soils，2002， 35: 219-230.

［28］ Laird D A， Brown R C， Amonette J E， et al. Review of the pyrolysis platform for coproducing bio-oil and biochar［J］. Biofuels， Bioproducts＆Biorefining， 2009， 3: 547-562.

［29］ Liang B， Lehmann J， Sohi Saran P， et al. Black carbon affects the cycling of non-black carbon in soil［J］. Organic Geochemistry， 2010， 41（2）: 206-213.

［30］ 曾愛(ài)，廖允成，張俊麗，等. 生物炭對(duì)塿土土壤含水量、有機(jī)碳及速效養(yǎng)分含量的影響［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，32（5）：1009-1015.

［31］ Lehmann J， Pereira da Silva Jr J， Steiner C， et al. Nutrient availability and leaching in an archaeological Anthrosol and a Ferralsol of the Central Amazon basin: fertilizer，manure and charcoal amendments［J］. Plant & Soil， 2003，249（2）: 343-357.

［32］ 王麗淵，劉國(guó)順，王林虹，等. 生物質(zhì)炭對(duì)烤煙干物質(zhì)積累量及根際土壤理化性質(zhì)的影響［J］. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，29（1）：140-144.

［33］ 趙殿峰，徐靜，羅璇，等. 生物炭對(duì)土壤養(yǎng)分、烤煙生長(zhǎng)以及煙葉化學(xué)成分的影響［J］. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，23（3）：85-92.

［34］ 李際會(huì)，呂國(guó)華，白文波，等. 改性生物炭的吸附作用及其對(duì)土壤硝態(tài)氮和有效磷淋失的影響［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2012，33（2）：220-225.

［35］ 曲晶晶，鄭金偉，鄭聚鋒. 小麥秸稈生物質(zhì)炭對(duì)水稻產(chǎn)量及晚稻氮素利用率的影響［J］. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，28（3）：288-291.

［36］ 葉協(xié)鋒，李志鵬，于曉娜，等. 生物炭用量對(duì)植煙土壤碳庫(kù)及烤后煙葉質(zhì)量的影響［J］. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2015，21（5）：33-41.

［37］ 李莉，張聳，張兆陽(yáng)，等. 生物炭對(duì)煙田土壤理化性狀及煙葉化學(xué)成分的影響［J］. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，47 （10）：60-62.

［38］ 劉新源，劉國(guó)順，劉宏恩，等. 生物炭施用量對(duì)煙葉生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，43（2）：58-62.

［39］ 宗勝杰，典瑞麗，于曉娜，等. 重慶植煙土壤改良及其對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響［J］. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，44（6）：72-75.

Effect of Rice Husk Biochar on Soil Nutrients of Tobacco Field, Yield and Quality of Tobacco Leaves in Land Consolidation Areas

ZHENG Jiayu1， ZHANG Zhongfeng1， CHENG Sen2， CAI Xianjie2， YAO Zhongda3，WANG Jitao3， ZHU Qifa4， XUE Lin4， ZHANG Jiguang1*
（1. Tobacco Research Institute of CAAS， Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing， Ministry of Agriculture， Qingdao 266101 China； 2. Shanghai Tobacco Group Limited Liability Company， Shanghai 200082， China； 3. China Tobacco Anhui Industrial Co.， Ltd.， Hefei 230088， China； 4. Anhui Wannan Tobacco Leaf Co.， Ltd， Xuancheng， Ahhui 242000， China）

In order to explore the effects of biochar on soil improvement， yield and quality of tobacco leaves in land consolidation areas， we conducted field experiments in the tobacco planting area of south Anhui Province， to study the influence of different amounts of rice husk biochar on soil nutrients， yield and quality of tobacco leaves. The results showed that rice husk biochar application could decrease soil bulk density， improve soil pH， and increase the soil organic matter， alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus and available potassium content. The results also showed that rice husk biochar application could promote the growth of tobacco and influence the appearance characters of tobacco leaves， especially the oil content of tobacco， which decreased with the increased amount of biochar application. The contents of total sugar and reducing sugar in flue-cured tobacco leaves decreased， but the total nitrogen，nicotine and potassium contents increased with the dosage of rice husk biochar in a certain degree. The coordination of tobacco chemical composition in T2 treatment （7.5 t/ha of biochar） was better than that in other treatments. Meanwhile， the sensory quality of tobacco leaf increased or remained the same at first， then decreased with the increasing amount of biochar application， the order of sensory quality of tobacco leaf in all treatments was T1=CK＞T2＞T3. The yield and output value of flue-cured tobacco both increased with the amount of rice husk biochar. The highest yield （1729.2 kg/ha） and output value （37516.8 Yuan/ha） were found inT3 treatment，which increased by 43.51% and 43.48% respectively compared with those in CK. However， the high-class-leaf percentage of flue cured tobacco increased firstly， then decreased with the increasing amount of biochar application. Based on the comprehensive influence of rice husk biochar on soil nutrients， the yield and quality of tobacco leaves， the amount of rice husk biochar application should be no more than 7.5 t/ha in land consolidation tobacco fields of south Anhui.

biochar； soil nutrients； land consolidation； quality of tobacco leaf； flue-cured tobacco

S572.062

1007-5119（2016）04-0006-07

10.13496/j.issn.1007-5119.2016.04.002

上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目“皖南煙區(qū)土壤生態(tài)維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”（00827）；安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目“皖南煙區(qū)土壤改良關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”（2013129）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（ASTIP-TRIC06）

鄭加玉（1989-），碩士，主要從事土壤生態(tài)環(huán)境利用方面研究。E-mail：zhejiayu@163.com。*通信作者，E-mail：Jiguang8002@163.com

2015-07-17

2016-03-15