不同有機肥與無機肥配施對烤煙生長及鉛、鎘含量的影響

李曉婷，常壽榮，孔寧川，蔣美紅*，王俊科，鄭 武，張曉龍.

[1.云南瑞升煙草技術（集團）有限公司，昆明 650106；2.紅云紅河煙草（集團）有限責任公司，昆明 652300]

煙草作為一種特殊的經濟作物，最終將被吸煙者抽吸食用，加上重金屬鉛、鎘沸點較低，容易在燃燒抽吸時進入煙氣，再隨煙氣進入人體肺部，長期殘留體內，危害人體健康[1]。同時，土壤中過量的鉛、鎘積累會抑制煙株的生長發育，降低煙葉的產量和品質[2-4]。因此，如何降低煙葉中鉛、鎘重金屬含量，提高煙葉安全性迫在眉睫。目前，對于有機肥與無機肥配施的研究工作主要是集中在肥培措施對土壤微生物、烤煙生長發育、烤煙品質等方面[5-8]，而有關不同種類的有機肥與無機肥配施對煙葉重金屬的影響研究鮮見報道。本研究采用不同種類的有機肥與無機肥配施進行烤煙盆栽試驗，旨在探討不同種類有機肥對煙葉生長發育、產量與重金屬鉛、鎘含量的影響。此對指導烤煙生產中有機肥的合理施用，降低煙葉重金屬含量，提高煙葉安全性，保護生態環境，促進煙葉的可持續發展具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為云煙87。供試土壤為紅壤，pH 6.07，養分含量有機質 6.40 g/kg，堿解氮 30.08 mg/kg，速效磷42.60 mg/kg，速效鉀37.67 mg/kg，全鉛86.13 mg/kg，全鎘 0.105 mg/kg。各種有機肥的養分含量：腐熟農家肥主要為牛糞，含 N 1.18 g/kg 、P2O50.35 g/kg、 K2O 1.16 g/kg、全 Pb 0.51 mg/kg、全 Cd 10.9 mg/kg；玫瑰秸稈含 N 2.30 g/kg 、P2O51.04 g/kg、K2O 2.81 g/kg；大豆餅含N 7.00 g/kg 、P2O51.32 g/kg、K2O 2.13 g/kg；商品有機肥含N 2.50 g/kg 、P2O51.6 g/kg、K2O 2.2 g/kg。無機肥由昆明勁勛化工有限公司提供，m(N):m(P2O5):m(K2O)=12:10:24。

1.2 試驗設計

試驗于2011年在昆明市馬街的溫室大棚進行。試驗設5個處理，即CK：100%無機肥；農家肥處理：30%農家肥+70%無機肥；秸稈肥處理：30%秸稈+70%無機肥；豆餅肥處理：30%大豆餅+70%無機肥；商品有機肥處理：30%商品有機肥+70%無機肥。各處理每盆施純N 4.7g，m(N):m(P2O5):m(K2O)=1:1:2，其中各處理P、K不足部分分別用磷酸二氫鈣與硫酸鉀（均為分析純）補充。同時按照《土壤環境質量標準詳解》中鉛和鎘含量要求，向土壤中加入Pb(Ac)2與CdCl2，使鉛與鎘最終濃度分別達到500 mg/kg 與 2 mg/kg。

每個處理重復3次，共15盆，每盆裝風干土10 kg，隨機區組排列。煙苗移栽前，將肥料與重金屬試劑一起施入土壤，混拌均勻后裝盆、澆水，使土壤含水量穩定在75%左右1—2周后，再移栽煙苗1株。試驗管理為定期澆水，保證澆水量一致并無水滲出。煙株現蕾后打頂，并定時抹去胚芽。

1.3 測定項目與方法

各處理的烤煙農藝性狀調查方法參照YC/T142—2010[9]進行，于團棵期、旺長期與現蕾期分別測定株高、有效葉片數、最大葉長與最大葉寬。

各處理于煙株生理成熟后，毀滅性采集樣品，先用自來水小心洗凈根系泥土，然后用去離子水清洗整個植株，吸水紙吸干水分，將植株根、莖、葉分開，105 ℃殺青20 min，70 ℃烘干至恒重，稱量記錄干重。

各處理不同器官鉛與鎘的重金屬含量分別參照國家標準 GB/T5009.12—2010[10]與 GB/T5009.15—2003[11]測定，并計算各處理各器官的鉛與鎘的累積量與分配率。

重金屬積累量=該植株重金屬含量×該植株生物量

分配率（%）=不同部位重金屬積累量/煙株總吸收重金屬量×100%

1.4 數據分析

數據統計分析主要運用SPSS 16.0進行。

2 結 果

2.1 農藝性狀

從表1可以看出，團棵期和旺長期株高、最大葉面積各處理間沒有顯著差異，但總的趨勢表現為：團棵期化肥CK處理株高與最大葉面積略高于其他處理，秸稈肥處理最低；在旺長期與現蕾期，豆餅肥處理株高略高于 CK，有機肥處理的最大葉面積高于CK。有效葉片數各處理與CK差異顯著，CK處理顯著高于其余處理。在烤煙生長后期，有機無機配施處理促進了煙株的株高與最大葉面積。

表1 不同處理對烤煙農藝性狀的影響Table 1 The effect of treatments on agronomic attributes

2.2 烤煙生物量

根干質量、葉干質量和總干質量在各處理之間均無顯著差異（表2），但表現趨勢為：烤煙打頂后，根干質量農家肥大于其余處理；葉干質量CK最低，豆餅肥處理最高，質量從高到低排序為豆餅處理＞商品有機肥處理＞農家肥處理＞秸稈肥處理＞CK；總干質量為豆餅處理＞商品有機肥處理＞農家肥處理＞CK＞秸稈肥處理。莖干質量秸稈肥處理顯著低于 CK，其余無顯著差異。從煙葉干質量和總干質量來看，豆餅肥處理表現最好。

表2 不同處理對烤煙生物量影響Table 2 The biomass of different treatments

2.3 烤煙鉛含量

從圖1看出，各處理的煙株根莖葉器官鉛含量表現為：根＞葉＞莖，說明鉛在煙株根系中富集較多。根系鉛含量的各處理間差異顯著，依次為商品有機肥處理＜農家肥處理＜豆餅肥處理＜秸稈肥處理＜CK；莖鉛含量為秸稈肥與豆餅肥處理略高于CK，而農家肥與商品有機肥處理略低，但各處理間無顯著差異；煙葉鉛含量以商品有機肥處理顯著低于CK，其余處理略低于CK，但差異不顯著。由此可見，有機肥與無機肥配施可降低煙株根系與葉中鉛含量，農家肥處理與商品有機肥處理表現較好，尤以商品有機肥處理最好。

2.4 烤煙鎘含量

圖1 不同處理對烤煙鉛含量的影響Fig.1 Lead content of different treatments

圖2 不同處理對烤煙鎘含量的影響Fig.2 Cadmium content of different treatments

從圖2可看出，各處理煙株鎘均以葉中含量最高，根與莖次之，說明鎘在煙株葉片中富集較多。根系鎘含量為秸稈處理與豆餅肥處理顯著高于CK，農家肥與商品有機肥處理略高于CK，但差異不顯著；莖中鎘含量各處理均低于CK，秸稈、豆餅肥處理與CK差異不顯著，農家肥處理與商品有機肥處理顯著低于CK，分別降低了42%與34%左右。葉中鎘含量豆餅肥處理高于 CK，而農家肥處理、秸稈肥處理與商品有機肥處理低于 CK，各處理間差異均不顯著，農家肥處理與商品有機肥處理表現較好，分別降低了33.29%與30.85%。由此可見，有機肥與無機肥配施因有機肥種類不同，煙株對鎘的吸收反應不同，農家肥處理與商品有機肥處理表現較好，尤以農家肥處理最好。

2.5 鉛在煙株不同器官的積累與分配

從表3可知，煙株葉片鉛累積量為豆餅肥＞CK＞ 秸稈肥＞農家肥＞商品有機肥處理；煙株鉛累積量為 CK ＞豆餅肥處理＞ 秸稈處理＞農家肥處理＞商品有機肥處理。從圖3可知，鉛分配率各處理均以根系最高，達到46.48%～60.91%；葉片次之，30.59%～42.27%；莖部最低，僅8.50%～14.34%。

表3 不同處理對烤煙不同器官鉛累積影響Table 3 Lead accumulation of different treatments

圖3 不同處理的鉛在煙株中分配率Fig.3 Lead distribution in different parts

2.6 鎘在煙株不同器官的積累與分配

從表4看出，鎘累積量在煙株根、莖、葉與全株中均以豆餅肥處理高于 CK；而農家肥處理、秸稈肥處理與商品有機肥處理低于 CK，農家肥處理最低。從圖4看，鎘分配率各處理中均以根系最低，僅有6.30%～9.74%；莖次之11.68%～15.34%；葉片最高，占總吸收量的78.03%～81.39%。

表4 不同處理對烤煙不同器官鎘累積量影響Table 4 Cadmium accumulation of different treatments

3 討 論

適量有機肥或微生物菌劑與無機肥配合施用可改善土壤理化性狀，提高土壤養分的礦化率，促進烤煙生長發育，有利于烤煙干物質積累，提高烤煙產質量[5-8]。在烤煙生長前期，無機肥養分釋放迅速，供肥量大，促進煙苗生長；到烤煙生長后期，有機質的分解速度加快，養分供應充足，配施適量有機肥處理的煙株生長狀況優于單施化肥的處理。這與前人研究結果一致[12]。

圖4 不同處理的鎘在煙株中分配率Fig.4 Cadmium distribution in different parts

近幾年，許多學者主要通過調控農藝措施或應用土壤改良劑研究煙葉中的重金屬含量。鄔石根等[13]研究發現增施鉀肥或營養調節劑可不同程度降低煙葉對鉛鎘的吸收。陳慶園等[14-15]研究認為，覆膜栽培與不同打頂方式對烤煙重金屬含量有一定的影響。胡鐘勝等[16]認為，凹凸棒土、骨粉與活性炭等一定程度上減少土壤與烤煙的鉛鎘含量。而有機肥對重金屬含量的影響主要集中在水稻[17]、玉米[18]、蔬菜[19-20]等非煙作物上。研究表明，有機肥施入土壤后，可與土壤中的鎘、鉛等重金屬絡合或螯合形成有機化合物，改變土壤中重金屬的化學行為，降低其有效性，減少作物吸收[21]。但也有人證明施用有機肥改良土壤有一定風險，有機肥在礦化過程中分解出的低分子量有機酸或腐殖酸可對土壤中的重金屬起活化作用[22]。本試驗結果表明，不同有機肥種類對烤煙重金屬含量影響不一樣，農家肥與商品有機肥的施用可適當降低煙葉對鉛鎘的吸收。因此，施用有機肥料對土壤中重金屬的影響極為復雜，這與有機肥的性質、土壤條件、重金屬種類等多種因素相關，還有待于進一步研究探討。

重金屬鉛鎘在烤煙中的吸收與累積影響研究發現，本研究中鉛在煙草中的分配為根＞葉＞莖，這與前人的研究結果一致[23-24]；而劉優雄等[25]研究結果為根＞莖＞葉。鎘在煙草中的遷移性也較強，在根系和莖中含量較低，葉片中含量較高，吸收的鎘80%以上分布在葉片中，這與吳玉萍等[26]研究結果一致。說明煙葉對鎘的耐受力較強，是鎘富集植物，而對鉛不敏感。總之，烤煙生產中，選擇重金屬含量較低的區域，合理選用有機肥種類，降低煙葉對重金屬的吸收，提高煙葉安全性。

4 結 論

本試驗研究證明，在施氮量相同條件下，不同種類的有機肥與無機肥配施對烤煙的生長發育與重金屬鉛、鎘含量影響不一致。大豆餅與無機肥配施處理明顯促進煙株株高、最大葉面積與生物量。煙株鉛含量而言，有機無機肥配施處理均能降低煙株鉛的含量，但是商品有機肥與無機肥配施綜合表現最好，煙葉鉛含量比對照降低了43.83%。煙株鎘含量而言，農家肥或商品有機肥與無機肥配施降低煙葉鎘含量，農家肥表現最好，比對照降低了33.29%，而大豆餅、秸稈的應用結果卻相反。所有處理烤煙的各器官對鉛鎘吸收、富集與分配分別表現為根＞葉＞莖與葉＞莖＞根，根系中鉛分配46.48%～60.91%，煙葉鎘分配78.03%～81.39%。

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