烟用饼肥快速发酵方法研究及应用

王 林１，黎妍妍２，吴风光１，何结望１，汪 健１，吴文琪１，李志刚１，张 楠１，刘 领３

（１． 湖北中烟工业有限责任公司，武汉 ４３００４０；２． 中国烟草白肋烟试验站／湖北省烟草科研所，武汉 ４３００３０；３． 河南科技大学农学院，河南 洛阳 ４７１００３）

摘要：进行了大堆发酵试验，研究了饼肥发酵过程中温度、养分含量变化等。同时进行了大田试验，分析了施用发酵饼肥后烤烟田间效用等，研究了快速发酵技术对烤烟综合质量的影响。结果表明，饼肥快速发酵最优组合各组分含量为饼肥３８％～４５％、稻草粉１０％～１４％、普钙２．５％～３．０％、ＨＭ腐熟剂０．０１％～０．０３％、水４０％～４８％；最佳配比为饼肥４１．６６％、稻草粉１１．１１％、普钙２．７８％、ＨＭ腐熟剂０．０１％、水４４．４４％。施用上述配比发酵后的饼肥可明显提升烤后烟叶的化学成分协调性和感官评吸质量。

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关键词 ：烤烟；饼肥；快速发酵；烟叶品质

中图分类号：Ｓ５７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：０４３９－８１１４（２０１５）０４－０７９８－０４

ＤＯＩ：１０．１４０８８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ０４３９－８１１４．２０１５．０４．００８

收稿日期：２０１４－０５－１５

基金项目：湖北省科技攻关项目（２００６ＡＡ２０１Ｃ７３）；黄鹤楼优质烤烟配套生产技术研究及推广项目（２０１３Ａ０６４ＹＳ０６－０１）；河南科技大学人才

基金项目（０９００１５９７）

作者简介：王 林（１９７９－），男，河南固始人，农艺师，硕士，主要从事烟叶品质生态研究及质量评价工作，（电话）13971073839（电子信箱）wanglin2008@gmail.com；通信作者，刘 领（１９７８－），男，副教授，硕士生导师，博士，主要从事烟草生理生态研究，（电话）１５１３７９１６２０５（电子信箱）ｌｉｕｌｉｎｇｈｅｎａｎ＠１２６．ｃｏｍ。

烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）是一种特殊的经济作物，其质量的优劣与品种、生态条件、栽培措施、调制过程等密切相关。相对于一个特定的烟叶产区而言，选定主栽品种后，施肥技术就成为影响烤烟品质的最重要因素之一。关于如何施肥，前人已进行了大量研究，并证实了其有效性。尽管施肥可以改善烟叶品质，但由此引起的土壤肥力降低、环境恶化等问题不容忽视。

近年来，针对以上问题，烟草科技工作者开展了相关研究，以保持烟叶生态发展及其可持续发展。以往研究和生产实践证明［１－３］，施用饼肥能够提高土壤微生物数量、增强土壤酶活力，并改善土壤环境。在烤烟生产中，施用饼肥可控制上部烟叶烟碱含量，提高烟叶化学成分协调性；提高致香物质含量，增加烟叶的香气质和香气量，进而改善烟叶评吸质量［４－１１］。但现有技术中，常规饼肥发酵进程慢且不能完全腐熟，生产中往往由于施用了未腐熟的饼肥而造成烟叶贪青晚熟、产量降低、病害加重及烟叶杂气和刺激性增加［１１，１２］。因此，如何加快饼肥发酵进程，提高饼肥腐熟程度，是饼肥发酵研究的重中之重。本研究主要探讨了不同物料的不同配比对饼肥发酵速度、温度以及发酵后的养分含量的影响，并通过田间验证试验比较分析了本方法发酵的饼肥、未发酵饼肥和常规发酵饼肥对烤烟品质的影响，以期为加快饼肥发酵和提高饼肥腐熟程度寻求科学依据。

１ 材料与方法

１．１ 试验设计

１．１．１ 室内模拟试验 ２００８年开展了１０ ℃、２０ ℃和３０ ℃环境温度下的发酵试验，试验于２月２１日开始，３月４日翻堆，３月１２日结束，发酵历程２1 ｄ。试验地点安排在湖北省农业科学院农场。具体试验物料配比如表１所示。

在试验过程中，只有环境温度为３０ ℃条件下的发酵可以启动，而环境温度为１０ ℃和２０ ℃条件下的发酵过程不能完成（因为实验室中原料物质总量较少，温度低时不能启动；在大堆发酵操作时原料物质总量较多，且多于春季进行，不存在这一问题）。因此，室内模拟试验分析的为环境温度３０ ℃的发酵试验。

１．１．２ 大堆发酵中试试验 为了验证室内模拟发酵试验配方的合理性，以常规饼肥发酵为对照处理1，以及室内模拟发酵的处理２、处理６和处理７进行了大堆发酵中试试验，试验安排在湖北省房县西坪试验站进行，设置４个处理。具体试验物料配比如表１所示。

１．１．３ 田间验证试验 为了验证中试配方的合理性，以未发酵饼肥为对照，进行了中试发酵物料对烤烟烟叶品质影响的田间小区试验。每６６７ ｍ２烟田施用饼肥３０．００ ｋｇ、复合肥（N∶P∶K=１０∶１０∶２０，下同）３４．７２ ｋｇ、硫酸钾（５０％）５．００ ｋｇ、磷肥（１４％）１６．００ ｋｇ作为基肥；复合肥１０．００ ｋｇ、硫酸钾６．００ ｋｇ作为追肥。试验布置于湖北省房县西坪试验站进行，设置５个处理。田间处理１-４同大堆发酵中试试验，具体试验物料配比如表１所示；田间处理５为未发酵饼肥。

采用随机区组排列，设重复３次。每小区种烟４行，每行１５株，共种烟６０株，行距１．１ ｍ，株距０．６ ｍ，半生育期覆膜。采集试验烤后烟叶（Ｃ３Ｆ等级），比较分析烟叶外观质量、化学成分、感官质量和经济性状指标。

１．２ 分析方法

饼肥发酵后的有机碳测定采用重铬酸钾容量法－稀释热法，全氮测定采用硫酸－混合催化剂－蒸馏法，全磷测定采用硫酸－高氯酸－硝酸消煮－钼锑抗比色法，全钾测定采用硫酸－高氯酸－硝酸消煮－火焰光度法。各指标具体测定方法教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献［１３］。

烟叶感官评吸质量由湖北中烟技术中心组织评吸专家，按标准ＹＣ／Ｔ１３８－１９９８《烟草及烟草制品》和湖北中烟工业有限责任公司技术中心单料烟评吸标准进行鉴定。烟叶化学成分指标含量测定教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献［１４］。

２ 结果与分析

２．１ 室内模拟试验

室内模拟试验分析了不同处理发酵过程中碳、氮的变化与发酵后主要养分含量。发酵过程中，碳（Ｃ）和氮（Ｎ）均存在明显的损失，两者之间，碳的损失较高。碳的损失率是衡量发酵腐熟程度的重要指标，其值为５０．００％～６０．００％最佳。由表２可知，本试验碳的损失率为３５．２５％～６０．１０％，处理２、处理７的碳损失率分别为５７．０４％和５７．３７％，处理６的碳损失率为６０．１０％。本试验氮的损失率为２２．５２％～４７．０５％，处理１、处理３、处理７和处理９的氮损失率均接近或超过了４０．００％，存在过量损失；处理６和处理８的氮损失率分别为３１．４５％和３３．５６％。一般情况下，物料发酵后Ｃ／Ｎ均降低，降低幅度为３.00～６.00。本试验中处理２和处理６的Ｃ／Ｎ比值下降幅度接近３.00；其他处理的下降幅度均在２.00以下。在正常的发酵过程中，除碳素外，其他养分均有不同程度的浓缩。在本试验中，仅处理２、处理４和处理６发酵后物料全氮含量高于发酵前，浓缩率分别是发酵前的１０３．４４％、１１８．２５％和１１５．７１％，其中处理４的养分浓缩率最高。

不同处理发酵后物料主要养分含量如表２所示。综合考虑发酵后各处理全氮、全磷和全钾含量及均衡性，以处理６发酵效果最好，处理２和处理４次之。

综上所述，室内模拟试验表明，在３０ ℃的环境温度条件下，处理６发酵效果最好，处理２和处理４次之。

２．２ 大堆发酵中间试验

２．２．１ 不同处理发酵过程中的温度情况 由表３可知，在大堆发酵条件下，物料配方对发酵启动速度和温度变化有明显影响。对照样处理１达到５５ ℃需要３ ｄ，比其他处理多１ ｄ。发酵期间各处理的最高温度为５５．２～５９．５ ℃，处理３最高温度最高。≥５５ ℃的天数处理３持续时间最长，为１２ ｄ；其次是处理２和处理４，分别为９ ｄ和８ ｄ；处理１持续时间最短，仅为５ ｄ。物料配方与发酵进程关系密切，处理３发酵历程最短，为１５ ｄ；处理２和处理４较长，分别为１９ ｄ和１８ ｄ；处理１最长，为２５ ｄ。

２．２．２ 不同处理发酵过程中碳、氮的变化与发酵后主要养分含量 由表４可知，在大堆发酵过程中，处理３的碳素损失率和氮素浓缩率均最高，分别达到了５６．７９％和１２０．８５％，处理１最低。各处理中，以处理１的Ｃ／Ｎ下降幅度最小，其他处理Ｃ／Ｎ下降幅度均在２.00以上，处理３略高。从大堆发酵中试试验物料主要养分含量来看，处理３的含氮量最高，为４．６３％；处理２次之，为４．２７％；处理４最低。在氮、磷、钾养分均衡性方面，以处理４最佳，其次为处理３和处理２。综合氮、磷、钾养分含量和均衡性两方面的特性，处理３相对较好，其次是处理２和处理４，处理１最差。

大堆发酵中试试验验证了室内模拟试验的结果，但中试试验的发酵历程较模拟试验短，最高温度高。试验结果表明，大堆发酵中试试验处理３（饼肥４１．６６％、稻草粉１１．１１％、普钙２．７８％、ＨＭ腐熟剂０．０１％、水４４．４４％）表现最好，其次是处理２，再次为处理4，最差的为处理1。

２．３ 田间验证试验

大田试验分析了发酵饼肥对Ｃ３Ｆ等级烟叶化学成分、感官质量的影响（表５和表６）。田间试验处理３烟叶烟碱含量为２．８９％，钾含量接近２．００％（表5），烟叶化学成分协调性优于其他处理；烤后烟叶的香气质好、香气量充足，杂气和刺激性明显好于其他处理（表6）。

３ 小结与讨论

合理施用饼肥对培肥地力、提高烟叶产量和质量具有明显效果。已有研究表明，由于饼肥的Ｃ／Ｎ比较小，分解较快，易产生高温，因此施用未腐熟的饼肥会使局部温度升高，影响种子发芽并引起烧根；另一方面，施用未腐熟的饼肥还可能导致氮素养分释放延迟，造成烟株后期贪青晚熟，对烟叶品质产生不利影响［１１，１２］。而传统的饼肥发酵方式不仅进程较慢，而且易产生腐熟不充分的问题。因此，探索饼肥快速发酵方法，加快饼肥发酵进程，提高饼肥腐熟程度，对于解决上述问题、改善土壤质地具有重要意义。

本研究中的室内模拟试验和大堆发酵中试试验结果表明，饼肥快速发酵最优方案为：饼肥３８．００％～４５．００％、稻草粉１０．００％～１４．００％、普钙２．５０％～３．００％、ＨＭ腐熟剂０．０１％～０．０３％、水４０％～４８％。其中，饼肥主要成分为大豆、菜子和花生渣；普钙为发酵提供了微酸环境；ＨＭ腐熟剂起到了促进分解的作用；稻草粉增加了发酵肥堆的透气性。在大堆发酵中试试验中，要求将肥堆放置于室内发酵，若放置于室外发酵，肥堆上要加盖稻草，或盖雨布防雨。发酵过程中，每７～１０ ｄ需深翻一次，共深翻１～２次，最后打开肥堆，可见８０％以上的成团肥料外附着有灰白色菌类即为发酵完成。

与常规发酵饼肥、未发酵饼肥相比，使用上述配方不仅为饼肥发酵提供了一种方便快捷的方法，而且可提高发酵饼肥的安全性，具有保护土壤生态环境、提高烟叶内在品质和安全性的作用，是一种确保优质烤烟生产可持续发展的饼肥发酵方法，而且该方法原材料丰富、取材方便、操作简便、环保卫生、经济实用，烟农容易掌握。

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（责任编辑 韩 雪）