江艷華，曹義明，趙曉燕

（1.安徽創(chuàng)泰生物科技有限公司，合肥 231100；2.北京農(nóng)學(xué)院，北京 102206）

煙草是一年生草本植物，屬茄科（Solanaceas）煙草屬（Nicotiana）。單葉互生，有粘質(zhì)柔毛，多分布在溫帶、熱帶等地區(qū)。煙草原產(chǎn)于南美洲，我國(guó)引種很早，產(chǎn)量較大，產(chǎn)區(qū)主要分布在山東、安徽、福建、湖南、云南和貴州等地[1]。

煙葉是卷煙工業(yè)的主要原料[2]，按照烤煙國(guó)家分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，煙葉分為不同的等級(jí)[3]，但由于氣候條件、生產(chǎn)技術(shù)等因素的影響，生產(chǎn)出的煙葉質(zhì)量參差不齊。為保證卷煙品質(zhì)的穩(wěn)定性，在種植、加工和生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有大量的青煙葉不能用于生產(chǎn)卷煙而被廢棄，隨著行業(yè)有關(guān)“優(yōu)化煙葉結(jié)構(gòu)，打掉部分上部發(fā)育不全葉和下部營(yíng)養(yǎng)不良葉（上3 片、下3 片）”方針的實(shí)施，煙葉中廢棄青煙葉的量更是不斷增加，每年廢棄的青煙葉可達(dá)60 萬(wàn)t左右。這些廢棄的青煙葉大部分被作為廢棄物丟棄，或者就地處理直接回田。目前的處理方法容易造成資源浪費(fèi)，也可能造成病蟲害的二次污染，破壞土壤健康，加重?zé)煵萃羵鞑『Φ奈：Α?/p>

煙草的生長(zhǎng)與土壤pH 環(huán)境密切相關(guān)，由于酸雨、過(guò)量施用化學(xué)肥料等原因?qū)е峦寥赖膒H 下降，土壤的酸化不僅不利于煙草生長(zhǎng)發(fā)育和煙葉品質(zhì)的形成，還會(huì)導(dǎo)致土傳病蟲害的增加[4-6]。施用土壤改良劑是改良酸性土壤的一項(xiàng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)措施，主要原料有多種類型，如生石灰、草木灰、牡蠣殼等，其中草木灰顆粒劑對(duì)土壤改良效果最好，還能促進(jìn)煙苗生長(zhǎng)，降低煙草青枯病的發(fā)生[7]。為了更好地資源化利用廢棄鮮煙葉，解決鮮煙葉作為廢棄物被丟棄而造成資源浪費(fèi)或直接回田造成的污染風(fēng)險(xiǎn)，本課題開展利用廢棄青煙葉生產(chǎn)煙田專用土壤改良劑的初步研究。煙渣的理化指標(biāo)經(jīng)檢驗(yàn)后根據(jù)其指標(biāo)性狀，再適當(dāng)添加其他生物原料可作為生產(chǎn)土壤改良劑主要的原料。根據(jù)煙渣中有機(jī)質(zhì)含量、以及各種中微量元素含量的數(shù)值，經(jīng)科學(xué)分析，再添加其他生物原料，經(jīng)科學(xué)配制并調(diào)整物料的pH，混合均勻后通過(guò)生物反應(yīng)后，生產(chǎn)出適用于酸化土壤的煙草專用土壤改良劑，以期改善由于青煙葉隨意丟棄而造成的環(huán)境污染現(xiàn)狀，控制煙田耕地質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提高耕地地力水平，實(shí)現(xiàn)投入品減量化、生產(chǎn)清潔化、廢棄物資源安全化和產(chǎn)業(yè)模式生態(tài)化。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

為國(guó)內(nèi)各省市煙草核心種植區(qū)域產(chǎn)生的廢棄青煙葉、礦物堿、生物堿和豆粕。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 青煙葉的預(yù)處理

集中收集青煙葉，主要為生產(chǎn)過(guò)程中的上3 片和下3 片煙葉，干燥后經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，粉碎粒徑為0.5~2 mm。

1.2.2 青煙葉有害物質(zhì)的去除

青煙葉中的有害物質(zhì)去除采用水熱法在專用生物反應(yīng)釜完成。將粉碎后的青煙葉與生物堿（或礦物堿）進(jìn)行科學(xué)配制，充分混合后放入反應(yīng)釜進(jìn)行處理，根據(jù)粒徑大小可做分層處理或堆積處理2 種處理方法，粒徑小的需要裝入專用容器進(jìn)行處理，這樣可以有效防止因粒徑小物料密度大，造成通透困難從而導(dǎo)致不能充分反應(yīng)。反應(yīng)釜內(nèi)在特定的壓力和溫度下，做35 min 的處理。

1.2.3 煙田專用土壤改良劑的原料配比

共設(shè) 3 種原料配比，煙渣+生物堿（1∶1）、煙渣+礦物堿（1∶1）和煙渣+生物堿+豆粕（5∶3∶2）的組分進(jìn)行配置研發(fā)土壤改良劑。

1.2.4 不同配比土壤改良劑的指標(biāo)測(cè)定

主要測(cè)定pH、有機(jī)質(zhì)總量和易氧化有機(jī)質(zhì)3 種指標(biāo)。

1.2.5 土壤改良劑的盆栽與田間試驗(yàn)

煙草專用土壤改良劑施用方法：作為基肥一次施入，在收獲前50 d 左右追施一次煙草專用生物鉀肥，每畝追施25 kg，禁止施用土壤殺菌劑。

種植試驗(yàn)選擇在山東沂水現(xiàn)代煙草科技園內(nèi)施用煙草專用土壤改良劑分別進(jìn)行了盆栽和地栽種植試驗(yàn)。盆栽和地栽定植時(shí)間為2021 年5 月28 日，收獲日期為8 月27 日。分別對(duì)種植前和種植后采取的土樣進(jìn)行了理化指標(biāo)分析。測(cè)定土壤總有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、總鉀、硫和氯等的含量以及土壤的pH[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料組分不同對(duì)土壤改良劑pH 的影響

根據(jù)表1 可知，青煙葉粉粹后的煙渣的pH 為酸性，經(jīng)過(guò)加入生物堿或礦物堿后都將提高產(chǎn)品的pH。其中只加入生物堿或礦物堿的處理pH 提高的更多，第3種處理中生物堿的配比降低，且添加另一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后，pH 也能提高，但幅度不如前2 種高，只能接近中性，生產(chǎn)的產(chǎn)品對(duì)酸化嚴(yán)重的煙田改善作用不明顯。煙渣+礦物堿的處理生產(chǎn)調(diào)理劑的pH 最高，但是由于礦物堿很容易導(dǎo)致土壤出現(xiàn)板結(jié)問(wèn)題，不利于土壤的生態(tài)環(huán)境健康。效果最好的是煙渣+生物堿的處理，這2 種組分都是生物原料，活性高，不容易導(dǎo)致土壤出現(xiàn)板結(jié)問(wèn)題，更有利于促進(jìn)土壤生態(tài)環(huán)境健康。

表1 不同原料組分土壤改良劑的pH

2.2 原料組分不同對(duì)土壤改良劑養(yǎng)分的影響

根據(jù)表2 可知，配方煙堿+生物堿的土壤改良劑總有機(jī)物含量可達(dá)52.9%，對(duì)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和培肥土壤會(huì)有明顯的提升，而且該配方的易氧化有機(jī)質(zhì)較高，有利于促進(jìn)煙草生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，對(duì)提高煙草的抗病性和抗逆性以及提升煙草品質(zhì)會(huì)有明顯效果。配方煙渣+礦物堿的土壤改良劑總有機(jī)物含量較低，不適用于有機(jī)質(zhì)偏低的煙田，在酸化嚴(yán)重的地區(qū)能起到很好的作用，在降水量較大區(qū)域?qū)ν寥郎鷳B(tài)環(huán)境的改變不明顯，不利于土壤培肥，而且該配方易氧化有機(jī)質(zhì)的含量偏低，在使用過(guò)程中需要添加一定量的有機(jī)肥來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。組分煙渣+生物堿+豆粕的土壤改良劑總有機(jī)物含量最高，適用于土壤有機(jī)質(zhì)缺乏的區(qū)域，對(duì)土壤的保水保肥能力有很大的改善，對(duì)培肥地力有較大作用。

表2 不同原料組分土壤改良劑的有機(jī)質(zhì)總量

2.3 土壤改良劑盆栽與田間地栽試驗(yàn)對(duì)土壤pH 的影響

采用煙渣+生物堿（1∶1）的配方生產(chǎn)土壤改良劑進(jìn)行盆栽和田間地栽試驗(yàn)，見表3，施用土壤改良劑后的土壤pH 分別升高了0.35 和0.5，說(shuō)明施用土壤改良劑有利于提高土壤酸化的改良。

表3 土壤改良劑對(duì)土壤pH 的影響

2.4 土壤改良劑盆栽與田間地栽試驗(yàn)對(duì)土壤養(yǎng)分和營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響

根據(jù)表4 可知，在盆栽和地栽試驗(yàn)中，施用土壤改良劑后的土壤有機(jī)質(zhì)總含量有升高趨勢(shì)，鉀和硫的含量也高于處理前，說(shuō)明土壤改良劑能提高土壤中的養(yǎng)分含量。土壤中氮、磷和氯3 種元素的變化在2 種處理中的變化不太一致，可能與在盆栽和地栽條件下，煙草對(duì)土壤中養(yǎng)分的消耗不太一致有關(guān)。

表4 土壤改良劑對(duì)土壤養(yǎng)分與營(yíng)養(yǎng)元素的影響

3 討論與展望

本試驗(yàn)分析了3 種不同配方生產(chǎn)的土壤改良劑的pH 和有機(jī)質(zhì)的含量對(duì)土壤的調(diào)節(jié)作用，結(jié)果證明利用煙渣可以生產(chǎn)調(diào)節(jié)土壤酸化和養(yǎng)分流失的土壤改良劑。3 種不同配方土壤改良劑根據(jù)各自的理化性狀，可充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)或3 種產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合，施用于相應(yīng)的煙田，解決煙田土壤酸化的問(wèn)題。其中煙渣+生物堿的配方可以有效調(diào)節(jié)土壤pH，增加土壤養(yǎng)分，是較為理想的配方。而針對(duì)土壤養(yǎng)分較少的地塊，可以采用煙渣+生物堿+豆粕的配方，在提高土壤pH 的同時(shí)還能更好地補(bǔ)充土壤中的養(yǎng)分。對(duì)于土壤酸化較嚴(yán)重的地塊，可以采用煙渣+礦物堿的配方，但由于礦物堿容易導(dǎo)致土壤板結(jié)，使用時(shí)要特別注意，并適量補(bǔ)充有機(jī)肥來(lái)調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分。本試驗(yàn)只是進(jìn)行了土壤改良劑及土壤理化性狀檢驗(yàn)，對(duì)于其在煙草實(shí)際種植過(guò)程中對(duì)煙草生長(zhǎng)的貢獻(xiàn)情況有待于進(jìn)一步研究。