粉煤渣在旱地植煙土壤改良中的應用

(1 湖南農業大學農學院，長沙 410128； 2 常德市煙草公司，湖南常德 415000)

2012-10-27

張 滔(1980-)，男，湖南常德人，高級工程師，碩士研究生，主要從事煙葉生產及煙葉生產信息化研究工作。

粉煤渣在旱地植煙土壤改良中的應用

張滔1,2

(1 湖南農業大學農學院，長沙 410128； 2 常德市煙草公司，湖南常德 415000)

為探討粉煤渣在旱地植煙土壤改良中的可行性，采用大田隨機區組試驗，研究了在旱地煙土中施加蜂窩煤渣對烤煙大田生長發育及其烤后煙葉產質量的影響。結果表明，施用粉煤渣后，烤煙大田生長優勢明顯，莖圍、葉長、葉寬均極顯著高于對照；烤后煙葉葉片較重、較厚，單位葉面質量極顯著高于對照；煙葉總氮、煙堿含量較高，經濟性狀相對較好。綜合說明，煙土施加粉煤渣后，可顯著促進烤煙生長及其產值的提高，但對煙葉內在化學成分的協調及優質煙葉的形成有一定負面影響。

烤煙；煤渣；旱地；土壤改良

煙葉烘烤調制過程中多使用蜂窩煤(也稱作型煤)作為燃料，大型密集型烘烤工場在煙葉烘烤結束后會產生大量的煤渣，而此類粉煤渣多被隨意丟棄在工場附近，這一方面污染了周邊環境，另一方面還對煙站的有效管理帶來較大的困難。有研究表明，粉煤渣是一類帶有吸附性孔隙的微小顆粒，具有較好的理化特性[1]，可用于改良土壤環境，促進植物生長[2，3]，提高作物經濟效益。本試驗以烘烤工場爐膛廢煤渣為試驗材料，研究植煙土壤中施加粉煤渣后對烤煙生長發育及其產質的影響，以期探討粉煤渣作為土壤添加物對改良旱地植煙土壤的可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2011年6～9月在湖南省鳳凰縣臘爾山鎮進行，供試品種為云煙87，供試土壤為石灰性中壤土。粉煤渣為2010年煙葉烘烤時所剩的爐膛煤渣，取出后適當敲碎、混勻，使用前經露天堆漚處理。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

選擇一處地勢良好，面積0.08 hm2左右的煙地，平均規劃成6個試驗小區。采用完全隨機區組設計，設2個處理，處理1在翻耕起壟時均勻施入處理過的粉煤渣，施用量為15 000 kg/ hm2，處理2為不施粉煤渣的對照。每處理3次重復。

1.2.2 大田農藝性狀測定

采用田間掛牌標記的方法，在各小區5點法選取10株長勢中等的煙株，將第5、10、15葉定為上、中、下部葉。自團棵期開始，測定煙株團棵期、旺長中期、現蕾期、下部葉成熟期、中部葉成熟期、上部葉成熟期煙株的株高、莖圍、節距、有效葉數及葉長、葉寬。

1.2.3 烤后理化品質分析

于烘烤結束后，取各小區X2F、C3F、B2F等級初烤煙葉各1 kg用于烤煙理化品質分析。物理指標測定參考文獻[4]方法進行，常規化學成分的分析檢測方法主要依據國家煙草專賣局制定的行業標準。

1.2.4 烤煙經濟性狀分析

計量各試驗小區烤后煙葉等級、重量，換算成煙葉公頃產量，并參照2011年鳳凰縣烤煙收購價格，確定煙葉產值情況。

1.3 數據分析

數據分析采用Excel 2003和SPSS 11.0統計分析軟件。

2 結果與分析

2.1 對烤煙大田生長的影響

2.1.1 對株高、莖圍、節距及有效葉數的影響

不同處理煙株旺長期長勢具有很明顯的差異，其中，團棵期差異相對較小，只有株高達到差異顯著性水平，其他指標差異均不顯著，但是到了旺長中期，除節距外，其他各項指標均達到了顯著或極顯著差異，尤其是煙株株高、莖圍兩項，分別高出對照28.3%和12.5%，達到極顯著水平。在旺長后期即煙株現蕾時，株高、節距及有效葉數差異不明顯，說明施粉煤渣處理不影響煙株旺長后期 長高、出葉，但莖圍依然達到極顯著差異(表1)。

綜合表中數據，施用粉煤渣能有效促進煙株旺長前期長高、后期增粗，較符合植物生長發育的一般規律，對烤煙生長發育有利。

表1 煙株長勢比較

注：同列小寫字母不同表示差異顯著，大寫字母不同表示差異極顯著。下同。

2.1.2 對烤煙葉片的影響

不同處理煙葉長寬差異較大，田間觀察可以看出，施用粉煤渣的煙地煙株長勢明顯優于對照，葉長、葉寬均顯著高于對照。上、中、下部葉有效葉面積均極顯著高于對照，分別高出對照27.5%、16.5%、33.0%。

試驗結果之所以會有如此之大的差異，一方面是因為2011年煙株大田生長階段天氣特別干旱，移栽后一個月內基本無雨，抑制了煙株對營養元素的吸收利用。而在添加粉煤渣后，由于煤渣顆粒的砂性及孔隙吸收性，有利于夜間吸附空氣中的水分，并能直接改善土壤物理環境，增加植煙土壤保水保肥能力，在一定程度上削弱了干旱對煙株的負面影響。另一方面，粉煤渣的添加還間接地增強了煙株根系對肥料的吸收利用，較大程度上保障了營養物質的持續供給。對照煙田大部分煙株下部葉出現干旱逼熟的假熟現象，且上部葉由于營養元素的吸收障礙，只有少數圓頂良好，有些煙株在中、上部葉成熟時甚至還出現了“天蓋地”的現象。

由此可以說明，煙田施加粉煤渣能改善植煙土壤理化環境，在一定程度上可增強煙株的抗旱能力，能有效地促進煙葉生長。

2.2 對烤煙理化品質的影響

2.2.1 對烤煙物理指標的影響

不同處理烤煙上、中、下部葉都存在較大的差異，且具有一致的規律，統一表現為處理組高于對照組，且大部分都存在顯著性或極顯著性差異。處理組烤后煙葉葉長都極顯著高于對照，與大田鮮煙表現一致。而開片度只有下部葉表現出顯著差異，中、上部葉差異不明顯，這是因為下部葉從生長至成熟都處于一個較長的干旱期，對照組煙葉生長受到抑制，未能及時開片。而下部葉采收后，煙株耗水相對減少，干旱情況也稍有緩解，中、上部葉生長環境相對較好(表2)。

目前流行的卷煙口味要求與化學成分相對應的單葉重為下部葉5～10 g，中、上部葉8～11 g[5]。施加粉煤渣后，煙葉單葉重顯著增加，原因在于煙葉不但較長，葉厚度也極顯著高于對照。但是處理組上部葉單葉重卻高達16.1 g，遠遠超出相對適應范圍，不利于煙葉內在化學成分的協調，不利于優質煙葉的形成。

煙葉厚度與煙葉身份正相關，是煙葉的一個重要質量性狀。厚度適中的煙葉，油分多、彈性強、質量好，過厚的煙葉則勁頭大，雜氣重，刺激性強。由表2可以看出，添加粉煤渣后，上部葉厚度增加17.5 μm之多，有超過適宜范圍的趨勢，容易導致上部葉煙堿過高，煙味過重，刺激性太強，不利于優質煙葉形成。由于煙葉厚度的影響，烤煙單位葉面積質量也存在極顯著或顯著性差異。

綜上分析，煙田施加粉煤渣后可極顯著增加葉長、葉厚，提高煙葉單葉重和單位葉面積質量，在一定程度上，可以有效提高煙葉產量，但是煙葉化學成分卻可能會受影響，而且隨著煙葉長度、厚度的顯著增加，亦存在烘烤調制難的問題。因此，在煙田中施用粉煤渣還需要注意施用量的問題，以調和煙葉產質量矛盾，達到最佳收益。

表2 烤后煙葉物理指標比較

2.2.2 對烤煙化學指標的影響

烤后煙葉總糖、還原糖含量都處在較適宜范圍，而且除上部葉外，其他均差異不顯著，處理組大部分指標都稍高于對照，說明施加粉煤渣后能局部提高煙葉含糖量，對上部葉的影響尤為明顯。處理組上、中、下部葉總氮和煙堿含量極顯著或顯著高于對照，證明添加粉煤渣可顯著提高煙葉總氮、煙堿含量，容易使煙葉存在煙堿含量過高的問題，尤其是中、上部煙葉，其煙堿含量已超出適宜范圍，分別高出最大邊界值11.7%和28.3%(表3)。從這一點看，施加粉煤渣不利于烤煙上部葉減焦降氮的品質需求，對優質煙葉的形成不利。

硫元素是烤煙品質的限制因子，缺硫或硫過量都將顯著影響作物的產量和品質，有研究表明，煙葉含硫量>0.7%會影響煙葉燃燒性。由表3可知，烤煙含硫量均在最高臨界值0.7%以下，且下、上部葉硫含量存在一定的差異，處理組高出對照0.9%和1.2%，說明施加粉煤渣后有可能增加植煙土壤中硫含量，從而使煙葉硫含量相應增加。但是硫在土壤-煙株系統中轉化、移動、吸收及其調節等過程是非常復雜的，影響因素也較多。張曉海在云南煙區試驗表明，煙區在最大施硫量達到150 kg/hm2時，煙葉含硫量也不超過0.35%。因此，這并不意味著粉煤渣的施用會致使煙葉硫含量持續增加，影響煙葉品質。

表3 烤后煙葉化學指標比較

2.3 對烤煙經濟性狀的影響

施加粉煤渣后，處理組烤后煙葉平均單葉重、產量均極顯著高于對照，在此影響下，煙葉產值也相對較高，差異達到極顯著水平。煙葉均價和中上等煙的比例差異不顯著，其原因在于對照組下部葉成熟度不夠，葉片較薄，煙葉烤后含青重，影響煙葉等級；而處理組上部葉較長、較厚，烤后煙掛灰多，因此，兩組煙葉均價、上中等煙比例相差無幾(表4)。

施加粉煤渣后，煙葉經濟性狀依靠增加煙葉重量或產量有了一定的改善，因此，在今后煙葉生產中，需要適當調整粉煤渣施用量、改進煙葉烘烤調制手段，以協調煙葉產質量矛盾，使效益達到最大化。

表4 烤煙經濟性狀比較

2.4 安全性評估

煤屬于礦產資源，粉煤渣中可能含有較多的重金屬，施用后可能間接影響煙葉重金屬含量，而近年來人們對煙草安全越來越重視，尤其是對煙葉重金屬含量越來越敏感，因此，本試驗還對烤煙中部葉部分重金屬含量做了檢測評估。結果表明，煙葉重金屬含量都處在國家限制范圍內，符合優質煙葉的品質要求。施加粉煤渣后，雖然中部葉重金屬含量都稍高于對照，但并未達到顯著性差異，說明煤渣的施用對煙葉重金屬含量影響不大(表5)。其原因可能有以下兩點：一是烤煙型煤含煤量較低，工場中型煤的煤與粘土比例常為1︰1左右；二是在烘烤過程中，型煤經過高溫燃燒，重金屬極易變成易揮發的離子態而逸失。

表5 烤后煙葉重金屬含量比較

3 結論與討論

粉煤渣具有較好的理化特性，可直接或間接的影響植煙土壤環境，進而影響烤煙生長發育及其產質。試驗結果表明，植煙土壤施用粉煤渣后煙株生長優勢明顯，莖圍顯著增粗，葉片長長、長寬，上、中、下部葉葉長、葉寬及煙葉有效葉面積極顯著高于對照，可較大程度地促進烤煙生長發育；烤后煙葉片較重，較厚，單位葉面積質量也相對較高，因而煙葉產量較高，產值較好，但是均價、中上等煙比例并沒有提升；煙葉化學品質方面，總氮、煙堿含量顯著增加，甚至超出了適宜范圍，對煙葉品質不利，硫含量也有一定的增加，但并未超出適宜值范圍。

由此可以看出，土壤中添加粉煤渣可有效改善土壤理化結構，增強作物的抗逆性，尤其是增強煙株的抗旱作用，能明顯促進大田煙株生長發育，提高產值。但生產中為保證煙葉品質，必須注意施用量的問題，以免煙葉總氮、煙堿含量過高。此外，粉煤渣在煙草土壤改良上的應用還需因地制宜，考慮煙葉重金屬安全問題，確保在促進煙株生長、提高煙葉品質、增加經濟效益的同時，保障卷煙產品的吸食安全。

[1] 史正軍，廖偉文.含煤渣營養基質的理化特性及應用效果研究[J].廣東林業科技，2004，20(2)：42-46.

[2] 楊 浩.家庭園藝ABC[M].北京：中國農業出版社，2006.25.

[3] 方 至，符志賢.石煤灰渣農業利用研究[J].農業環境保護，1997,16(2):269-271.

[4] 吉書文，滕兆波.煙草物理檢測[M].鄭州：河南科學出版社，1997.

[5] 云南省煙草科學研究所.云南煙草栽培學[M].北京.科學出版社，2007.60.

[6] 王瑞新.煙草化學[M].北京：中國農業出版社，2003.39.

[7] 劉 華.植煙土壤改良和保護技術研究[J].植物醫生，2009,22(5):42-44.

S572.06

A

1001-5280(2012)07-0062-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.07.16

責任編輯：黃燕妮