煙草廢棄物在農業生產上的應用研究

[摘 要] 煙草廢棄物如煙稈、腋芽、煙葉殘渣、腳葉等，一部分可以制定生物炭，用作燃料，其燃燒能量能基本達到等量燃煤的水平，但是燃燒殘留物卻對環境造成了嚴重的污染。因此，如何合理化利用煙草廢棄物是亟待解決的一個難題。基于此，本文針對利用煙草廢棄物制備活性炭、生產農藥和有機肥等方面進行簡要綜述。

[關鍵詞] 煙草廢棄物；活性炭；農藥；有機肥

[中圖分類號] X712 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）04-73-2

煙草屬茄科，一年生或有限多年生草本植物[1]。中國因為人口眾多，對煙草的需求量較大。在我國，植煙大省有云南、湖南、甘肅、山東、河南和貴州六省，每個省份的氣候條件不一樣，煙葉香型也不一樣。近年來，全國每年煙草種植面積達100萬hm2，生產煙葉450～500萬t[2]。煙草廢棄物一般是指煙稈、腋芽、煙葉殘渣、腳葉等，1 hm2煙草收獲后能產生煙稈2 250～3 000 kg，產生煙稈有機物216萬t[3]。對于煙稈的處理，一部分是制定生物炭，用作燃料，其燃燒能量能基本達到等量燃煤的水平，但是燃燒殘留物卻對環境成了嚴重的污染。因此，如何合理化利用煙草廢棄物是亟待解決的一個難題[4]。針對于煙草廢棄物的利用，在醫藥工業、化學化工、食品等方面研究較為深入，本文針對利用煙草廢棄物制備活性炭、生產農藥和有機肥等方面進行簡要綜述。

1 利用煙草廢棄物生產有機肥

有機肥是指來自于光合作用的產物植物，或者是以植物為食物源而生存的動物。經過一定的加工程序，有益于植物生長的含碳物料，不僅為植物的生長提供營養，還能改善土壤。近年來，為了提高農作物產量，無機肥因省人工、肥效快而被大量使用。又因無機肥肥效快，使用不當容易被雨水沖洗，隨雨水積聚在湖泊，導致環境遭到嚴重的破壞，水體污染加劇。而有機肥的營養成分齊全，肥效慢、肥效持續時間長，有機肥的添加可以增加土壤有機質含量，改變土壤結構，從而改變土壤性質。而且無重金屬殘留和毒素，適合農作物生長。已有數據統計顯示，世界上已有部分國家停止了無機肥的使用，從2016年起，農業部提出了無機肥使用率零增長的號召。有機肥的使用將得到全面推廣和加強，農業部2017年也針對有機肥進行了專項補貼。

目前，對于煙草廢棄物轉化為有機肥的研究中，主要有煙草廢棄物和藍藻混合制作有機肥。煙葉廢棄物中富含碳、氮、鉀等各種元素，而藍藻富含磷等元素，把兩者混合起來制作有機肥，一方面元素可以互補，另一方面加入廢棄煙葉改善藍澡泥的疏松度，改變通氣狀況，而且利于堆腐發酵，同時可降低藍藻泥本身的毒素。根據現有報道，此制取工藝已在生產中得到實際運用[5]。通過這種工藝，生產出來的有機肥的使用效果超過國家標準，同時也起到了凈化湖泊的作用。將其施入作物生長的土壤中，能促進土壤團粒結構的形成，從而提高土壤品質，緩沖酸性土壤及鹽堿地對作物的影響，使土壤貯肥、保水能力得到提高，同時還能抑制雜草生長和防治農作物病蟲害。因此，把煙葉廢棄物作為基礎肥料，用來生產綠色有機復混肥，前景可觀。但值得注意的是，作為有機肥的煙草廢棄物，煙堿一定要進行處理。沒有處理的煙葉廢棄物，過高的煙堿含量會抑制土壤中的有益菌株的繁殖和生長，從而影響農作物的產量與品質。

2 栽培平菇

平菇又稱糙皮側耳，是比較常見食用菌，其栽培特點為簡單、易操作和省人工。而且平菇具有一定的藥用和食用價值，如藥用方面具有補腎壯陽、疏經活絡、追分散寒的功效[6]。平菇栽培主料為棉籽殼，也可以玉米芯、棉稈等為原料。研究發現，廢棄煙葉中富含氮、磷、鉀等，包含平菇生長過程中所必需的各種營養成分，可部分代替棉籽殼栽培平菇[7]。

3 制備活性炭

活性炭因化學性質穩定、吸附性較強，常作為吸附劑，在去色、除臭和污水處理方面效果較好。還可作催化劑及催化劑載體，具有足夠的機械強度及耐酸、耐熱、耐堿性能[8]，在化學和醫學工業等方面用途十分廣泛。利用廢棄煙葉制備活性炭[9]，制取的活性炭具有良好的吸附性能，可作為商業活性炭使用。

4 制備工業乙醇

工業乙醇是一種新型能源，其原理為燃燒清潔的高辛烷值燃料，是可再生能源。工業乙醇不僅是優良的燃料，還是優良的燃油品改善劑，能夠使汽油增加內氧，達到充分燃燒，達到節能和環保的目的。乙醇還可以有效降低芳烴、烯烴含量，隨著非再生能源的減少和枯竭，再生能源如工業乙醇已經受到各國的重視。而煙葉廢棄物中含有大量的糖類，糖類是低聚物，只要經過一定的處理就可以轉化為乙醇。高榮天等[10]研究了煙葉廢棄物中制取燃料乙醇的發酵工藝，此工藝操作簡單，成本相對低，乙醇生產產率高，過程短還節約了大量時間，還可以提取煙堿。該工藝用石油醚做浸提劑，不僅煙堿提取率高，而且對原料污染較低，將煙堿分離更有利于乙醇產率的提高。

5 生產農藥

煙堿，又名尼古丁，是一種生物堿煙堿，廣泛存在于茄科植物（茄屬）中，可以用來制作綠色農藥。所制作的殺蟲劑，具有低毒高效、殺蟲譜廣、內吸和滲透較強等優點。而高效、低毒、低殘留的無公害農藥是21世紀農藥發展的方向[11-13]。利用煙堿所制農藥是綠色農藥，從廢棄煙葉中提取煙堿制作農藥意義重大[14]。煙堿類殺蟲劑是1991年才推出的一類相對較新的殺蟲劑，是煙草毒素煙堿的衍生物。煙堿被用于作殺蟲劑已有200多年的歷史，但其降解速度非常快，因此被研制成了持久性藥劑。主要作用于昆蟲神經系統，與煙堿受體結合，擾亂神經沖動的傳輸。煙堿類殺蟲劑的作用機制主要是通過選擇性控制昆蟲神經系統煙堿型乙酰膽堿酯酶受體，阻斷昆蟲中樞神經系統的正常傳導，從而導致害蟲出現麻痹進而死亡。煙堿類農藥是光譜殺蟲劑，可作為胃毒劑和接觸劑使用，具有殘留活性。

6 結語

煙葉廢棄物的處理一直是煙農和煙草部門亟待解決的難題，通過相應的工業和生物工程手段來變廢為寶是當前的一大趨勢，并且已經取得了一些成果。近年來，針對煙葉廢棄物的開發利用已上升到一定高度，其潛在的價值將會得到進一步開發，并服務于人們的日常生活。煙葉廢棄物的開發利用滿足我國可持續發展要求，探尋擴大煙葉廢品棄物的利用范圍，充分利用煙葉廢棄物的有效成分為醫藥工業、化學化工、食品等方面提供原料，增加綜合利用程度，一方面減少對環境的污染，另一方面可以幫助煙農和煙草企業增加經濟收益，因此這一領域將會成為研究重點和熱點。

參考文獻

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