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摘要：为探讨菇渣发酵有机肥在烤烟上的应用效果，采用田间试验研究了在减少传统烤烟基肥（化学复合肥）用量300kg/hm2的基础上，不同用量的菇渣发酵有机肥与基肥配施对烤烟生长、经济性状、内在化学成分的影响。试验结果表明，施用菇渣发酵有机肥可以减少烤烟基肥用量，提高烤烟产质量；其中以烤烟基肥用量450 kg/hm2与菇渣发酵有机肥3000kg/hm2组合处理烤烟产质量效果最好，可在一定程度上提升烤烟经济性状，改善化学成分协调性。
关键词：菇渣发酵有机肥；产质量；烤烟
中图分类号：S572.062
文章编号：1007-5119（2016）03-0034-06 DOI：10.13496，j.issn.1007-5119.2016.03.006
我国是烟叶生产大国，由于植烟历史较长，又长期偏施化肥，烟区土壤出现了非均衡性富集或耗竭、土壤板结、肥料利用率低等问题，导致烟株生长发育不良，病虫害增加，烟叶香气和油分逐渐减少，总体质量下降，已严重制约了烟叶生产的可持续健康发展。增加烟田土壤中有机物料的投入以提升烟叶产质量值得关注。
菇渣是栽培食用菌后的培养基剩余物，据“2012年中国食用菌产业发展大会”发布的信息和测算，我国的食用菌产量占世界总产量的70%，全国每年菌渣产生量在7000kt以上，是全球的第一大食用菌生产国。在农业生产中，由于不了解菌渣价值及相关技术研究滞后，菌渣往往被随意丢弃，未经处理的菌渣夹带大量的霉菌和害虫，极易产生严重的环境污染问题。近年来，国内外也有不少学者研究，将菇渣与其他辅料共同制作成园艺和蔬菜的育苗基质，可有效降低基质生产成本，但在实际生产中受地域或产业构成的限制，不可能将菇渣全部用作基质。大量研究表明，长期连续单施化肥可造成土壤容重增加，通透性变差，土壤板结，微生物活性降低，养分失调，酸化加剧，肥料利用率下降，作物产质量下降，而合理施用有机肥或者有机无机合理配施可改良土壤理化性状，提高作物对养分的利用率，提高产质量，促进大农业的可持续发展。因此，研究将菇渣制成有机肥，具有广阔的应用前景，可同时解决菇渣污染环境、长期单施化肥造成土壤板结等问题。目前，有不少试验研究了菇渣有机肥在花生、棉花等作物上的应用，但在烤烟生产中应用研究较少。
本试验通过一定的发酵工艺将菇渣制成有机肥，研究菇渣发酵有机肥对烤烟生长发育及产质量的影响，旨在为烤烟合理施用菇渣发酵有机肥提供理论依据。
1.材料与方法
1.1材料
1.1.1供试菇渣发酵有机肥供试的食用菌菇渣原料成分为棉籽壳45%，木屑40%，米糠15%，生产后将菇渣原料粉碎后，每立方米加入0.2kg发酵微生物、0.5g尿素、5kg家禽粪肥作为辅料发酵堆制成。菇渣有机肥的养分含量检测结果为：总氮1.52%，P2O5 0.89%，K20 1.59%，总养分4%。
供试的烤烟基肥为烟草专用复合肥，总养分≥29%，m（N）：m（P2O5）：m（K2O）=8：10：11。
1.1.2供试土壤试验于2014年在永兴县马田镇水源村进行。供试土壤类型为红壤，前茬作物为水稻，其土壤的基本理化性质为：pH6.5，有机质13.85g/kg，全氮1.78 g/kg，碱解氮149.76 mg/kg，全磷1.68 g/kg，有效磷54.8 mg/kg，全钾16.7g/kg，速效钾247.3mg/kg。
1.1.3供试品种云烟87。
1.2试验方法
1.2.1试验设计试验设6个施肥处理，如表1。每个处理3次重复，共18个小区，每个小区面积62.4 m2，各小区随机排列，株距50cm，行距120cm，周围设保护行。施用方法：菇渣有机肥按照不同梯度与烤烟基肥混合，在移栽前7d左右全部穴施。各处理后期追肥施用量和方法相同，其他农事操作按照当地优质烤烟栽培技术规程要求进行。
1.2.2调查与测定项目在烟株成熟期参照YC/T142-2010烟草农艺性状调查测量方法测定农艺性状；烤烟成熟时挂牌采收和烘烤，按国家烤烟分级标准计算各小区产量、产值，上、中等烟比例和均价；烤烟烘烤结束后，按部位取样分析测定烟碱、总氮、还原糖、总糖、全钾含量，烟碱含量采用紫外分光光度法进行测定，总氮含量参照YC/T161-2002方法测定，全钾含量参照YC/T173-2003方法测定，总糖和还原糖含量参照YC/T159-2002方法采用荷兰SKALAR连续流动分析仪测定。
1.2.3评吸方法以标准YC/T 138-1998烟草及烟草制品感官评价方法为基础，按照湖南省烟草质量监督检测站制定的单料烟内在质量评吸评分细则（表2）进行评吸鉴定。
1.4数据处理
采用SPSSl7.0进行数据处理和统计分析。
2.结果
2.1不同处理烟株成熟期农艺性状
由表3可知，除T4处理各指标值相对较大外，其他处理农艺性状间的差异不明显；T4处理烟株株高高于其他处理，茎秆粗壮，在株高、茎围、节距、有效叶数方面均表现出明显优势，在0.05水平上与其他处理差异显著。
下部叶的叶面积以T5处理最大，T1、T2、T3处理与对照相比略小，但在0.05水平上无显著差异。中部叶的叶面积大小依次为T4>T3>T1>T5>CK>T2，上部叶的叶面积大小依次为T4>T3>T5>T2>T1>CK，其中T4、T3、T5三个处理的叶面积与其他处理相比差异显著。可见，在减少烤烟复合肥用量300 kg/hm2的同时，适量增施菇渣发酵有机肥750～3750 kg/hm2有利于促进烤烟的生长发育，而且有利于上部烟叶的开片。 2.2不同处理烤烟经济性状
由表4可以看出，T1、T2处理与对照相比，在产量、产值、均价、上中等烟比例方面均没有显著差异。T4处理的烤烟经济效益最高，比对照产值高4542.4元/hln2，其次为T3和T5处理，比对照产值分别高出2775.17元/hm2和2188.95元/hm2；在上中等烟比例方面，所有处理的烤烟上中等烟比例均在93%以上，其中T4处理的中上等烟比例比对照提高了2%。可见，施用菇渣发酵有机肥750-3750 kg/hm2可减少烤烟基肥用量300 kg/hm2，还能在一定的程度上改善经济性状指标，其中以烤烟基肥用量450 kg/hm2菇渣发酵有机肥3000kg/hm2的处理对提高烤烟产量、均价、上中烟比例的效果最佳。
2.3不同处理烤烟主要化学成分及其协调性
2.3.1主要化学成分分析总糖、还原糖、总氮、烟碱、氮碱比是烤烟重要的常规化学成分指标，优质烟中总糖含量一般为18%～22%，还原糖为16%～20%。试验结果表明，各处理烤烟的总糖和还原糖含量总体均高于适宜值，与对照相比，施用菇渣发酵有机肥处理的烤烟还原糖、总糖含量稍有降低，其总糖和还原糖含量更趋近适宜值。
烤烟烟叶总氮和烟碱含量1.5～3.5%较适宜，优质烤烟总氮含量为1.5%～2.5%，烟碱含量为1.8%～2.8%。从表5中可以看出，除T3处理的C3F烟叶及T2、T3、T5和CK处理的B2F烟叶烟碱含量大于3.5%外，其他处理的烟叶烟碱含量均处于适宜范围；其中T4处理的烟叶烟碱最适宜。总氮含量方面，各部位烟叶总氮含量都以CK处理最高。可见，适量的施用菇渣发酵有机肥可降低烤烟总氮含量。
一般认为优质烟叶的含钾量在2%以上。表5中B2F烟叶和C3F烟叶钾含量最低的是CK处理，C3F烟叶T2和CK处理钾含量较低。可见适量施用菇渣发酵有机肥有助于提高上部及下部烟叶的钾含量。
2.3.2内在化学成分协调性分析烟叶中总糖和烟碱的比率常被作为烟气强度和柔和性评价的基础，二者平衡是形成均衡烟气的重要因素，一般认为优质烟叶的氮碱比通常等于或略小于1，以0.8～0.9最适宜，优质烟叶糖碱比为8～12。从表5可知，不同用量的菇渣有机肥与基肥配施对烟叶糖碱比、氮碱比的影响没有表现出规律性变化，不同处理和不同部位的烟叶糖碱比、氮碱比差异较大，其中T4处理的烟叶糖碱比最接近适宜值水平，T2及T4处理的氮碱比值接近适宜范围。
2.4感官评吸质量分析
各处理烟叶感官评吸鉴定的结果表明（表6），感官评吸总分为56.7-60.6，等级间以C3F较好，B2F居中，X2F次之。不同处理等级平均值方面，T1、T2、T3、T4、T5处理等级评吸总分平均值均高于对照处理，可见，菇渣发酵有机肥与基肥配施均可改善烟叶感官评吸质量。
在香气质和香气量方面，各处理间香气质平均值以T3、T4较高，对照与T1、T5处理次之；香气量平均值以对照处理最低，T3处理最高，其他处理居中。因此，适量施用菇渣发酵有机肥有利于烟叶增香，其中以T3、T4处理效果最明显，可有效提高烟叶香气质和香气量。此外，不同用量的菇渣发酵有机肥与基肥配施对烟叶杂气、浓度、劲头、余味也有改善作用。
3.讨论
有机肥在烤烟生产上的提质、增效、增香作用以及菇渣发酵有机肥在花生、棉花等作物上的增产增效作用均已被大量研究所证实，施用菌渣有机肥4500kg/hm2和复合肥25kg/hm2能促进油菜增产，菌渣有机肥可替代化肥在棉花上做基肥施用，可促进棉花增产；潘兴兵等、韩小斌等、窦玉青等的研究表明，有机肥与无机肥配施可促进烟株生长发育，提高烟株抗病性，提高烤烟产量、产值和中上等烟比例。本试验结果表明，菇渣发酵有机肥与基肥（复合肥）配施可以减少基肥用量，烤烟基肥450 kg/hm2菇渣有机肥2250-3750kg/hm2配施能有效提高烤烟产量和产值。结论与前人研究结果一致。
由于有机肥种类多，肥力及应用效果相差大，在烤烟上的施用量、施用时期和施用方法也不尽相同，前任对于有机肥替代化肥的使用量及配比比例方面也不尽相同。徐健钦等研究表明，在化肥减量20%基础上，配施生物有机肥烤烟产值产量提高，青枯病病情指数降低；张焕菊等研究表明应用等量生物有机肥降低30%化肥用量在大理烤烟生产上效果较好，既能有效地减少当地的化肥施用量，又可发挥生物有机肥改善烟叶品质的作用；付利波等研究表明，施25%熟饼肥+75%复合肥的处理烤烟产量、产值最高，烟叶内在化学品质协调性较好；武雪萍等研究表明，河南省植烟区烤烟生产以50%芝麻饼肥+50%化肥配施为宜。本试验结果表明，烤烟基肥用量450kg/hm2与菇渣有机肥750、1 500 kg/hm2配施，与传统烤烟基肥用量750 kg/hm2的对照处理相比，在烟株农艺性状、烟叶产量和产值方面没有显著差异；按有效养分计算，可减少40%的基肥用量，减少烤烟大田期施肥总量的13.49%。
菇渣发酵有机肥替代部分烤烟基肥在烤烟上应用，改善烟叶质量效果较好，但菇渣发酵有机肥具体的生物活性物质及具体的作用机理仍不明确，其对土壤中腐殖质和有机质含量、土壤团粒结构、烟田土壤物理性状以及烤烟根际土壤环境的影响也还有待进一步深入研究。
4.结论
本研究表明，在减少基肥用量40%的情况下，烤烟基肥用量450kg/hm2菇渣发酵有机肥3000kg/hm2的处理烤烟产质量最佳，能有效协调内在化学成分，降低烟叶总氮含量，提高上部和下部烟叶的钾含量，氮碱比、糖碱比更加适宜，同时还可有效改善烟叶感官评吸质量，促进烟叶增香提质。
关键词：菇渣发酵有机肥；产质量；烤烟
中图分类号：S572.062
文章编号：1007-5119（2016）03-0034-06 DOI：10.13496，j.issn.1007-5119.2016.03.006
我国是烟叶生产大国，由于植烟历史较长，又长期偏施化肥，烟区土壤出现了非均衡性富集或耗竭、土壤板结、肥料利用率低等问题，导致烟株生长发育不良，病虫害增加，烟叶香气和油分逐渐减少，总体质量下降，已严重制约了烟叶生产的可持续健康发展。增加烟田土壤中有机物料的投入以提升烟叶产质量值得关注。
菇渣是栽培食用菌后的培养基剩余物，据“2012年中国食用菌产业发展大会”发布的信息和测算，我国的食用菌产量占世界总产量的70%，全国每年菌渣产生量在7000kt以上，是全球的第一大食用菌生产国。在农业生产中，由于不了解菌渣价值及相关技术研究滞后，菌渣往往被随意丢弃，未经处理的菌渣夹带大量的霉菌和害虫，极易产生严重的环境污染问题。近年来，国内外也有不少学者研究，将菇渣与其他辅料共同制作成园艺和蔬菜的育苗基质，可有效降低基质生产成本，但在实际生产中受地域或产业构成的限制，不可能将菇渣全部用作基质。大量研究表明，长期连续单施化肥可造成土壤容重增加，通透性变差，土壤板结，微生物活性降低，养分失调，酸化加剧，肥料利用率下降，作物产质量下降，而合理施用有机肥或者有机无机合理配施可改良土壤理化性状，提高作物对养分的利用率，提高产质量，促进大农业的可持续发展。因此，研究将菇渣制成有机肥，具有广阔的应用前景，可同时解决菇渣污染环境、长期单施化肥造成土壤板结等问题。目前，有不少试验研究了菇渣有机肥在花生、棉花等作物上的应用，但在烤烟生产中应用研究较少。
本试验通过一定的发酵工艺将菇渣制成有机肥，研究菇渣发酵有机肥对烤烟生长发育及产质量的影响，旨在为烤烟合理施用菇渣发酵有机肥提供理论依据。
1.材料与方法
1.1材料
1.1.1供试菇渣发酵有机肥供试的食用菌菇渣原料成分为棉籽壳45%，木屑40%，米糠15%，生产后将菇渣原料粉碎后，每立方米加入0.2kg发酵微生物、0.5g尿素、5kg家禽粪肥作为辅料发酵堆制成。菇渣有机肥的养分含量检测结果为：总氮1.52%，P2O5 0.89%，K20 1.59%，总养分4%。
供试的烤烟基肥为烟草专用复合肥，总养分≥29%，m（N）：m（P2O5）：m（K2O）=8：10：11。
1.1.2供试土壤试验于2014年在永兴县马田镇水源村进行。供试土壤类型为红壤，前茬作物为水稻，其土壤的基本理化性质为：pH6.5，有机质13.85g/kg，全氮1.78 g/kg，碱解氮149.76 mg/kg，全磷1.68 g/kg，有效磷54.8 mg/kg，全钾16.7g/kg，速效钾247.3mg/kg。
1.1.3供试品种云烟87。
1.2试验方法
1.2.1试验设计试验设6个施肥处理，如表1。每个处理3次重复，共18个小区，每个小区面积62.4 m2，各小区随机排列，株距50cm，行距120cm，周围设保护行。施用方法：菇渣有机肥按照不同梯度与烤烟基肥混合，在移栽前7d左右全部穴施。各处理后期追肥施用量和方法相同，其他农事操作按照当地优质烤烟栽培技术规程要求进行。
1.2.2调查与测定项目在烟株成熟期参照YC/T142-2010烟草农艺性状调查测量方法测定农艺性状；烤烟成熟时挂牌采收和烘烤，按国家烤烟分级标准计算各小区产量、产值，上、中等烟比例和均价；烤烟烘烤结束后，按部位取样分析测定烟碱、总氮、还原糖、总糖、全钾含量，烟碱含量采用紫外分光光度法进行测定，总氮含量参照YC/T161-2002方法测定，全钾含量参照YC/T173-2003方法测定，总糖和还原糖含量参照YC/T159-2002方法采用荷兰SKALAR连续流动分析仪测定。
1.2.3评吸方法以标准YC/T 138-1998烟草及烟草制品感官评价方法为基础，按照湖南省烟草质量监督检测站制定的单料烟内在质量评吸评分细则（表2）进行评吸鉴定。
1.4数据处理
采用SPSSl7.0进行数据处理和统计分析。
2.结果
2.1不同处理烟株成熟期农艺性状
由表3可知，除T4处理各指标值相对较大外，其他处理农艺性状间的差异不明显；T4处理烟株株高高于其他处理，茎秆粗壮，在株高、茎围、节距、有效叶数方面均表现出明显优势，在0.05水平上与其他处理差异显著。
下部叶的叶面积以T5处理最大，T1、T2、T3处理与对照相比略小，但在0.05水平上无显著差异。中部叶的叶面积大小依次为T4>T3>T1>T5>CK>T2，上部叶的叶面积大小依次为T4>T3>T5>T2>T1>CK，其中T4、T3、T5三个处理的叶面积与其他处理相比差异显著。可见，在减少烤烟复合肥用量300 kg/hm2的同时，适量增施菇渣发酵有机肥750～3750 kg/hm2有利于促进烤烟的生长发育，而且有利于上部烟叶的开片。 2.2不同处理烤烟经济性状
由表4可以看出，T1、T2处理与对照相比，在产量、产值、均价、上中等烟比例方面均没有显著差异。T4处理的烤烟经济效益最高，比对照产值高4542.4元/hln2，其次为T3和T5处理，比对照产值分别高出2775.17元/hm2和2188.95元/hm2；在上中等烟比例方面，所有处理的烤烟上中等烟比例均在93%以上，其中T4处理的中上等烟比例比对照提高了2%。可见，施用菇渣发酵有机肥750-3750 kg/hm2可减少烤烟基肥用量300 kg/hm2，还能在一定的程度上改善经济性状指标，其中以烤烟基肥用量450 kg/hm2菇渣发酵有机肥3000kg/hm2的处理对提高烤烟产量、均价、上中烟比例的效果最佳。
2.3不同处理烤烟主要化学成分及其协调性
2.3.1主要化学成分分析总糖、还原糖、总氮、烟碱、氮碱比是烤烟重要的常规化学成分指标，优质烟中总糖含量一般为18%～22%，还原糖为16%～20%。试验结果表明，各处理烤烟的总糖和还原糖含量总体均高于适宜值，与对照相比，施用菇渣发酵有机肥处理的烤烟还原糖、总糖含量稍有降低，其总糖和还原糖含量更趋近适宜值。
烤烟烟叶总氮和烟碱含量1.5～3.5%较适宜，优质烤烟总氮含量为1.5%～2.5%，烟碱含量为1.8%～2.8%。从表5中可以看出，除T3处理的C3F烟叶及T2、T3、T5和CK处理的B2F烟叶烟碱含量大于3.5%外，其他处理的烟叶烟碱含量均处于适宜范围；其中T4处理的烟叶烟碱最适宜。总氮含量方面，各部位烟叶总氮含量都以CK处理最高。可见，适量的施用菇渣发酵有机肥可降低烤烟总氮含量。
一般认为优质烟叶的含钾量在2%以上。表5中B2F烟叶和C3F烟叶钾含量最低的是CK处理，C3F烟叶T2和CK处理钾含量较低。可见适量施用菇渣发酵有机肥有助于提高上部及下部烟叶的钾含量。
2.3.2内在化学成分协调性分析烟叶中总糖和烟碱的比率常被作为烟气强度和柔和性评价的基础，二者平衡是形成均衡烟气的重要因素，一般认为优质烟叶的氮碱比通常等于或略小于1，以0.8～0.9最适宜，优质烟叶糖碱比为8～12。从表5可知，不同用量的菇渣有机肥与基肥配施对烟叶糖碱比、氮碱比的影响没有表现出规律性变化，不同处理和不同部位的烟叶糖碱比、氮碱比差异较大，其中T4处理的烟叶糖碱比最接近适宜值水平，T2及T4处理的氮碱比值接近适宜范围。
2.4感官评吸质量分析
各处理烟叶感官评吸鉴定的结果表明（表6），感官评吸总分为56.7-60.6，等级间以C3F较好，B2F居中，X2F次之。不同处理等级平均值方面，T1、T2、T3、T4、T5处理等级评吸总分平均值均高于对照处理，可见，菇渣发酵有机肥与基肥配施均可改善烟叶感官评吸质量。
在香气质和香气量方面，各处理间香气质平均值以T3、T4较高，对照与T1、T5处理次之；香气量平均值以对照处理最低，T3处理最高，其他处理居中。因此，适量施用菇渣发酵有机肥有利于烟叶增香，其中以T3、T4处理效果最明显，可有效提高烟叶香气质和香气量。此外，不同用量的菇渣发酵有机肥与基肥配施对烟叶杂气、浓度、劲头、余味也有改善作用。
3.讨论
有机肥在烤烟生产上的提质、增效、增香作用以及菇渣发酵有机肥在花生、棉花等作物上的增产增效作用均已被大量研究所证实，施用菌渣有机肥4500kg/hm2和复合肥25kg/hm2能促进油菜增产，菌渣有机肥可替代化肥在棉花上做基肥施用，可促进棉花增产；潘兴兵等、韩小斌等、窦玉青等的研究表明，有机肥与无机肥配施可促进烟株生长发育，提高烟株抗病性，提高烤烟产量、产值和中上等烟比例。本试验结果表明，菇渣发酵有机肥与基肥（复合肥）配施可以减少基肥用量，烤烟基肥450 kg/hm2菇渣有机肥2250-3750kg/hm2配施能有效提高烤烟产量和产值。结论与前人研究结果一致。
由于有机肥种类多，肥力及应用效果相差大，在烤烟上的施用量、施用时期和施用方法也不尽相同，前任对于有机肥替代化肥的使用量及配比比例方面也不尽相同。徐健钦等研究表明，在化肥减量20%基础上，配施生物有机肥烤烟产值产量提高，青枯病病情指数降低；张焕菊等研究表明应用等量生物有机肥降低30%化肥用量在大理烤烟生产上效果较好，既能有效地减少当地的化肥施用量，又可发挥生物有机肥改善烟叶品质的作用；付利波等研究表明，施25%熟饼肥+75%复合肥的处理烤烟产量、产值最高，烟叶内在化学品质协调性较好；武雪萍等研究表明，河南省植烟区烤烟生产以50%芝麻饼肥+50%化肥配施为宜。本试验结果表明，烤烟基肥用量450kg/hm2与菇渣有机肥750、1 500 kg/hm2配施，与传统烤烟基肥用量750 kg/hm2的对照处理相比，在烟株农艺性状、烟叶产量和产值方面没有显著差异；按有效养分计算，可减少40%的基肥用量，减少烤烟大田期施肥总量的13.49%。
菇渣发酵有机肥替代部分烤烟基肥在烤烟上应用，改善烟叶质量效果较好，但菇渣发酵有机肥具体的生物活性物质及具体的作用机理仍不明确，其对土壤中腐殖质和有机质含量、土壤团粒结构、烟田土壤物理性状以及烤烟根际土壤环境的影响也还有待进一步深入研究。
4.结论
本研究表明，在减少基肥用量40%的情况下，烤烟基肥用量450kg/hm2菇渣发酵有机肥3000kg/hm2的处理烤烟产质量最佳，能有效协调内在化学成分，降低烟叶总氮含量，提高上部和下部烟叶的钾含量，氮碱比、糖碱比更加适宜，同时还可有效改善烟叶感官评吸质量，促进烟叶增香提质。