生物有机肥对胶州烟区烤烟品质和安全性的影响

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　　摘要 为明确生物有机肥对胶州烟区烟叶内在品质及安全性的影响，研究生物有机肥施用对烤烟田间农艺性状、经济性状、化学成分、重金属含量及农药残留的影响。结果表明，与对照相比，施用生物有机肥能够提高胶州烟区烤烟长势、产值产量、内在品质;除汞外，生物有机肥能够降低7种重金属及农药残留。可见，生物有机肥能够促进烟株生长发育，提高烟叶质量，减少烤烟重金属含量及农药残留，提高烤烟的安全性。
　　关键词 生物有机肥;烟叶质量;重金属;农药残留
　　中图分类号 S 572文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2020）01-0170-03
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.01.051
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　The Effect of Bio organic Fertilizer on the Quality and Safety of Flue cured Tobacco in Jiaozhou Area
　　BO Guo dong1， SHEN Guo ming1， YANG Bin2et al
　　（1.Tobacco Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Qingdao，Shandong266100;2.Qingdao Tobacco Limited Corporation，Qingdao，Shandong266100）
　　Abstract In order to explore the effect of bio organic fertilizer on the quality and safety of flue cured tobacco in Jiaozhou area， a experiment of bio organic ferlizer was conducted to study the effect of agronomical character， economic traits， chemical composition，heavy metal content and pesticide residues. Compared with control， bio organic fertilizer could improve the growth， output value and quality of tobacco in Jiaozhou area. Except Hg， it also reduced other seven heavy metals（Cr，Ni，Cu，Zn，As，Cd，Pb）and pesticide residues of tobacco leaves. As a result， bio organic fertilizer could promote the growth and quality of flue cured tobacco， reduce the content of heavy metal and pesticide residues and improve the safety of flue cured tobacco.
　　Key words Bio organic fertilizer;Quality of tobacco leaves;Heavy metal;Pesticide residues
　　長期以来人们为了追求烟叶产量的最大化，投入大量的化学肥料，导致土壤板结、土壤酸化及土壤性质恶化等现象，严重影响了烟叶生长及烟叶品质[1]，其对烟叶安全性的影响也日益凸显[2]。大量施用化肥降低烟株抗病性，增加农药施用量，这不仅对生态环境造成破坏，而且导致烟叶农药残留增加[3]。长期施用化肥土壤酸化还会增强土壤重金属含量离子的活性，植株对重金属离子的吸收增加，烟叶中的重金属含量增加[4]，严重影响了烟叶的安全性。
　　生物有机肥是以畜禽粪便、动植物残体及生活垃圾等有机物料作为原料，配施一定的氮、磷、钾及一定比例的微量元素肥料，并加入对改善土壤理化性质、作物吸收及元素释放等特定功能微生物，是一种兼具微生物肥力和有机效应的肥料[5]。生物有机肥中含有大量功能菌，具有改良土壤、提高肥料利用率、减少病虫害发生等特点。研究表明，生物有机肥能够调节土壤养分，改善土壤微生物群落数量及结构，增加土壤酶活性，促进土壤团粒形成[6-10]。生物有机肥能够促进烟株生长发育，提高烟叶品质[11]。
　　目前，胶州烟区因长期施用化肥导致的烤烟生长发育及烟叶质量下降等问题较为突出，针对当地烟区生物有机肥施用对烤烟的影响研究鲜有报道。笔者通过生物有机肥与常规施肥比较试验，探究生物有机肥对烟叶质量及其安全性的影响，旨在为胶州烟区烟叶可持续发展提供理论支持。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　试验地设在山东省青岛市胶州市里岔镇西安家沟村，试验区土壤为棕壤，前茬作物为烤烟，土壤理化性质：pH 5.76，速效钾194.24 mg/kg，铵态氮24.01 mg/kg，硝态氮129.84 mg/kg，有机质38.67 g/kg，有效磷45.69 mg/kg。
　　1.2 试验材料 供试烤烟品种为当地主栽品种中烟100。供试肥料见表1。
　　1.3 试验设计 　　试验共设置2个处理，每个处理设置3个重复，随机排列，每个小区面积为80 m2，株行距为50cm×120 cm，种植密度为16 500棵/hm2，试验田管理按照当地优质烟叶栽培管理措施进行。
　　CK（对照）：常规施肥，于移栽前将发酵豆饼300.0 kg/hm2、烟草专用肥324.0 kg/hm2、硫酸钾复合肥153.0kg/hm2平地条施后起垄。移栽后30～35 d，追施硝酸钾复合肥88.5 kg/hm2、磷酸二胺30.0 kg/hm2。T：于移栽前将复合微生物有机肥2 400 kg/hm2于起垄前均匀撒施于土壤表面，用旋耕起垄机进行起垄。移栽后30～35 d，将微生物菌剂30 L/hm2用清水稀释300倍喷施地上植株和地表土壤，喷至叶面滴水、土壤湿润为宜。
　　1.4 检测项目与方法
　　1.4.1 农艺性状。田间调查记载按照《中华人民共和国烟草行业标准YC/T 142—1998烟草农艺性状调查方法》，调查平顶期烤烟农艺性状，包括株高、叶数、茎围、节距、最大叶长及叶宽。
　　1.4.2 经济性状及内在化学品质。按照烤烟标准（GB 2635—92）分级测产，按照当地收购价格计算产量，选取C3F烟叶样品，采用近红外光谱法测定烟叶化学成分[12]。
　　1.4.3 重金属。 选取C3F烟叶样品，粉碎后过40目筛后，铜、锌、镍、铅、镉采用原子吸收分光光度法测定，砷采用二乙基二硫代氨基甲酸银比色法测定，汞采用冷原子吸收法测定[13]。
　　1.4.4 农药残留。异恶草酮、三唑醇、三唑酮按参照YC/T 405.1—2011检测，高效氯氟氰菊酯按参照YC/T 405.2—2011检测，仲丁灵、除芽通、氟节胺、苯醚甲环唑按参照YC/T 405.3.2011检测，菌核净参照YC/T 218—2007检测。
　　1.5 数据分析 采用Microsoft Excel 2007和用SAS 9.2软件进行数据分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 烤烟农艺性状 由表2可知，在烤烟生长平顶期，与CK相比，生物有机肥提高了烤烟的株高、腰叶叶长及叶宽。施
　　用生物有机肥能够改善烤烟的长势，对烟株的生长发育起到一定的促进作用。
　　2.2 烤烟经济性状
　　由表3可知，与CK相比，T处理产量提高了3.18%，产值提高了3.54%。此外，烤烟上中等烟比例及均价也相应提高。因此，生物有机肥施用能够增加烤烟经济效益，提高烟农收益。
　　2.3 烟叶化学成分
　　烤后烟叶的化学成分与烟叶的内在品质密切相关，烟叶中的总糖、还原糖含量与烤烟的吃味有关，总氮及烟碱与烟气的刺激性有关，钾、氯与烟叶的燃烧性密切相关，在一定程度上，烤烟的糖碱比、氮碱比及钾氯比能够反映烤烟烟气的醇和度、刺激性及燃烧性[14]。优质烤后烟叶最适范围：烟碱2%，总糖22%～28%，还原糖15%～20%，总氮2.5%，钾>2%，
　　氯0.3%～0.8%，糖碱比6～10，氮碱比0.8～0.9，钾氯比>4。由表4可知，与CK相比，T处理烤烟中部叶的烟碱、总糖、还原糖、总氮及氯含量均不同程度的降低，钾含量增加。且T处理烤烟中部叶的烟碱、还原糖、钾、氯含量、钾氯比较CK更接近烤烟内在化学成分的范围。生物有机肥能够协调烤烟烟叶内在化学成分，提高烤烟内在品质。
　　2.4 烤煙中部叶重金属含量
　　重金属是影响烤烟质量安全的重要因子，烟叶燃吸过程中可通过主流烟气进入人体，对人体造成潜在危害。通过对烟叶8种主要重金属的检测可以看出，除汞（Hg）的影响较小外，T降低了烟叶中其他7种重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb）含量（表5）。
　　2.5 烤烟中部叶农药残留
　　T处理菌核净、仲丁灵的含量降低了20.4%、81.6%，氟节胺和苯醚甲环唑的含量由0.037、0.036 mg/kg降为0。生物有机肥施用能够降低烤烟烟叶农药残留含量，提高烟叶质量安全性（表6）。
　　3 结论与讨论
　　该研究结果表明，施用生物有机肥能提高胶州烟区烤烟生长发育及产值，这与刘汉军等[11]的研究结果一致，此外，生物有机肥均衡烟叶内在化学成分，提高烤烟内在品质。由于施用生物有机肥增加了土壤中功能性微生物数量，促进根系活力，根系养分吸收能力增强。与此同时，施用生物有机肥能够促进烤烟养分的均衡吸收，有利于芳香物质的积累，化学成分更加协调，改善了烟叶内在质量[15-16]。
　　生物有机肥能够降低烟叶中重金属含量，生物有机肥含有的有机质及微生物对重金属离子具有较强的吸附能力，能够减少作物对重金属的吸收。此外，生物有机肥中的有机质与土壤中的镉、铅等重金属络合或鳌合形成有机化合物，减少了其有效性，进而减少了烟株的吸收[17]。生物有机肥提高了烟株的抗病性，农药的施用减少，烟叶中的农药残留降低。生物有机肥中功能性微生物的优势种群能占据根系生态区，拮抗或抑制病原微生物侵染根系，提高作物抗病性[18]，与此同时，生物有机肥能够促进养分吸收并产生多种活性物质和抗、抑病物质调控作物生长，进而降低病虫害的发生[19]。
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