烤烟黑胫病是一种土壤真菌病害。近年来，由于烤烟连作种植模式不断扩展，烤烟黑胫病愈演愈烈，严重影响烤烟品质及产量的形成[1]。何川等[2]研究发现随着烤烟连作年限的延长，烟草黑胫病的病情逐年加重。这可能是由于长期连作一方面导致耕地土传病菌的累积，另一方面降低了烤烟同化能力，造成烟株生长发育延缓，因而降低了烟株的抗病性[3]。生物炭是生物质在部分缺氧或完全缺氧条件下高温裂解的产物，对土壤物理化学性状的变化起着重要作用，已经广泛应用于农田土壤改良，有利于提高烤烟的产质量[4-6]。官恩娜[7]研究表明，施用烟草秸秆炭和稻壳炭能够抑制黑胫病病菌菌丝的生长，对烟草黑胫病防治效果较好，有利于减轻烤烟黑胫病的病情。前人研究发现施用生物炭能够促进烤烟生物量的提高，且烟株根系的生物量与生物炭施用量呈正相关[8]。毛家伟等[9]研究表明，施用生物炭能促进烤后烟叶产量与产值的提高，且与生物炭用量呈正相关。郑加玉等[10]研究发现烤烟的产量与产值随着生物炭施用量的增加而增加，但上等烟比例随着生物炭施用量的增加呈先升高后降低的趋势。前人研究主要集中于生物炭对烤烟生长及产质量的影响[11-16]，且多是1年试验得到的结果或是针对其他作物的研究，如连续施用生物炭对花生[17]、玉米[18]产量的影响，而关于在长期连作烟田土壤连续施用生物炭，研究其对烤烟黑胫病、干物质及产质量影响尚鲜见报道。因此，本研究通过研究连续施用生物炭的长期效应，以期为生物炭在长期连作烟田上应用，防治烤烟黑胫病以及促进优质烤烟产质量的形成提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验为3年定位试验，于2015年3月-2017年9月在湖南省凤凰县进行，烤烟品种为云烟87，由湖南省烟草公司湘西自治州公司提供试验土壤为黄灰土，基础地力：碱解氮0.11 g·kg-1、有效磷0.04 g·kg-1、有效钾0.26 g·kg-1、pH值 6.50。生物炭为稻壳生物炭，由湖南正恒农业科技发展有限公司提供。生物炭的养分含量：碱解氮26.00 mg·kg-1、有效磷459.00 mg·kg-1、有效钾3.71 g·kg-1、pH值9.4。试验施用肥料为烟草专用肥料，氮肥用量112.5 kg·hm-2，且 N∶P∶K=1∶1.18∶2.85。试验处理为连续施用生物炭(每年移栽前均施用3 750 kg·hm-2生物炭)记作T；以不施用生物炭作为对照记作CK。生物炭在移栽前划分小区时均匀撒施，并旋耕深翻与耕层土壤混匀。烤烟移栽期为4月28日，每小区面积为30 m2，其他烤烟栽培农艺措施按当地生产规范进行。

丹皮酚有抗菌性，对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、蜡状芽孢杆菌的MIC分别为640、640、320和 640 μg/mL，250 μg/mL可抑制趾间发癣菌。丹皮酚与化妆品相关的药理研究见表4。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 黑胫病发病率及病害指数 2015-2017年烤烟成熟期时统计每小区的烤烟黑胫病发病株数，并对烟株黑胫病病害程度进行分级[19]，按照公式计算发病率和病害指数：

发病率=黑胫病烟株数/总烟株数×100%

(1)

初始通道同步模块主要功能是运用弹性缓存机制对齐各个通道的数据。ILS模块主要负责状态转换,并给出相应指示信息;Buffer模块则完成通道数据的缓存。

1.2.2 干物质积累 分别在2015-2017年烤烟成熟期时选取每小区有代表性烟株3株，采用杀青烘干称重法测定其根茎叶重量。

病害指数=∑(各等级黑胫病株数×病害等级)/(总烟株数×4) ×100%

(2)

由于直流系统接地对电力系统的危险性大，国家、电力行业及企业在安全生产、经济效益等方面要求越来越高，当发生接地后，利用本文提到的分析及查找方法，符合现场实际，能快速查找故障点，以避免故障扩大。

1.2.3 烤烟产质量 分别在2015-2017年烤烟烘烤完成后，按照GB 2635-1992[20]的方法进行分级，并统计烤后烟叶上等烟、中上等烟、下等烟比例、均价、产量、产值。

1.3 统计分析

采用Microsoft Excel 2010进行数据整理，独立样本T检验采用SPSS 22.0处理。

2 结果与分析

2.1 烤烟连作下连续施用生物炭对烤烟黑胫病害的影响

由图3可知，2015、2016年T处理烤烟的干物质量均高于CK，其中，2016年T处理烤烟干物质量与CK间差异显著，连续施用生物炭后烤烟干物质量较CK增加了40.50～85.20 g，而2017年T处理烤烟干物质量较CK降低了20.0 g，但二者间无显著性差异。3年定位试验期内，T处理烤烟干物质量处于348.00～353.77 g范围内，而CK烤烟干物质量处于268.58～368.00 g范围内。表明连续施用生物炭有助于烤烟干物质积累量的增加，2015、2016年生物炭对烤烟干物质积累量具有明显的促进作用，而2017年对烤烟干物质积累量的促进作用有所降低。

传统观念一般认为，女性往往比男性更谨慎、胆小，贪腐的可能性相应较小，因而无论是在制度设计，还是在其他实际工作中，长期以来都存在着“对女性官员发生腐败的关注度不够”［29］的问题。这一方面降低了女官员自身的涉腐风险意识，另一方面也放大了防治女性腐败的制度缺陷与漏洞，从而弱化了防治女性腐败的效果，甚而催生了“鼓励”女性腐败的反向作用。如果女性通过腐败能找到一条风险小、成本低、收益大的升官发财之路，从而实现利益最大化的话，那么女性职务犯罪呈明显快速增长势头也就在所难免了［14］。

  

注：**和*分别表示差异极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)。下同。Note: ** and * mean extremely significant difference and significant difference at 0.01 and 0.05 level, respectively. The same as following.图1 烤烟连作下连续施用生物炭后不同年份烤烟黑胫病发病率比较Fig.1 The comparison of morbidity of black shank of flue-cured tobacco in different years after continuous application of biochar under flue-cured tobacco continuous cropping

  

图2 烤烟连作下连续施用生物炭后不同年份烤烟黑胫病病害指数比较Fig.2 The comparison of disease-infected indices of black shank of flue-cured tobacco in different years after continuous application of biochar under flue-cured tobacco continuous cropping

2.2 烤烟连作下连续施用生物炭对烤烟干物质积累的影响

由图1可知，3年定位连续施用生物炭后烤烟黑胫病发病率均低于CK。与CK相比，T处理烤烟黑胫病发病率在2015、2016、2017年分别降低了8.33%、3.81%、2.78%，其中，2015年T处理发病率显著低于CK。从不同年份来看，随着连作年限的延长，CK与连续施用生物炭处理的烤烟黑胫病发病率均有不同程度的增加。3年内，CK的烤烟黑胫病发病率处于9.26%～11.48%范围内，而T处理烤烟黑胫病发病率处于0.93%～8.70%范围内。

  

图3 烤烟连作下连续施用生物炭后不同年份烤烟成熟期干物质积累比较Fig.3 The comparison of dry matter of flue-cured tobacco at ripe period in different years after continuous application of biochar under flue-cured tobacco continuous cropping

2.3 烤烟连作下连续施用生物炭对干物质分配的影响

随着无线传感网络的发展[1-2],采用干电池供电的无线传感网络节点存在体积大、续航时间受限、特定环境下电池更换困难、以及电池处理不当易造成环境污染等问题[3-4]。近年来,环境能量俘获作为一种有望解决无线传感网络节点终身供电问题的潜在技术,已经引起了人们的广泛关注[5-8]。振动能量在环境中分布范围广,能量密度高,因此可以通过俘获环境中的振动能量来为无线传感网络节点供电[4]。与其他振动能量收集装置相比,压电式装置具有结构简单、能量转换效率高、无电磁干扰、易于微型化等优点,因此被广泛应用在环境振动能量俘获系统中[5-6]。

由图2可知，烤烟黑胫病病害指数变化趋势与烤烟黑胫病发病率相似，即3年定位连续施用生物炭后烤烟黑胫病病害指数均低于CK。与CK相比，T处理烤烟黑胫病病害指数在2015、2016、2017年分别降低了4.40%、1.90%、1.39%；其中，2015年T处理烤烟黑胫病病害指数显著低于CK。从不同年份来看，CK与T处理的烤烟黑胫病病害指数均随着年份的增加逐渐上升，但CK烤烟黑胫病病害指数的上升幅度较小。3年定位时间内，CK烤烟黑胫病病害指数处于 4.86%～5.74%范围内，而T处理烤烟黑胫病病害指数处于0.46%～4.35%范围内。综合烤烟黑胫病发病率及病害指数可知，连续施用生物炭后能在不同程度上降低烤烟黑胫病发病率和病害指数，但不同年份间存在差异，且随着连作时间的延长，连续施用生物炭对烤烟黑胫病的抑制作用逐渐降低。

 

表1 烤烟连作下连续施用生物炭后不同年份烤烟干物质分配比较Table 1 The comparison of dry matter allocation of flue-cured tobacco in different years after continuous application of biochar under flue-cured tobacco continuous cropping

  

年份Year处理Treatment叶Leaf/g标准差SD/g茎Stem/g标准差SD/g根Root/g标准差SD/g占比Proportion/%叶Leaf标准差SD茎Stem标准差SD根Root标准差SD2015CK109 0816 86101 0053 7458 5033 2342 5810 18 36 465 9120 964 28T133 3031 28118 953 61101 520 0137 455 9133 773 6628 792 262016CK112 503 54114 001 4186 00 1 4136 001 0536 480 5427 520 51T123 004 24124 507 78105 50 6 3634 882 1835 251 2229 880 972017CK121 5040 31161 500 7185 0018 3832 565 7044 456 9923 001 28T133 5040 31105 0035 36109 5038 8938 551 1130 130 2431 32∗0 86

2.4 烤烟连作下连续施用生物炭对烤后烟叶等级的影响

由表2可知，从上等烟比例来看，3年中T处理与CK比较，上等烟比例分别显著增加了2.60%、5.76%、8.91%，增幅分别为8.60%、22.68%、44.46%。从不同年限烤烟上等烟变化趋势来看，T处理与CK的上等烟比例均有所下降，只是连续施用生物炭的上等烟比例下降幅度较CK低，表现为随着连作年限的延长连续施用生物炭对烤烟上等烟比例增幅加大。从中上等烟比例来看，3年中T处理与CK比较中上等烟比例分别增加了2.70%、0.51%、3.67%，增幅分别为2.98%、0.58%、4.57%，其中，仅2016年T处理与CK差异不显著，其他年份差异均达显著水平。从下等烟比例来看，3年均表现为连续施用生物炭处理后烤后烟叶的下等烟比例低于CK，其中2015和2017年与CK相比差异达显著或极显著水平。综合3年烤后烟叶等级来看，连续施用生物炭有利于优质烤烟品质的形成。

由表1可知，连续施用生物炭后，与CK相比，烤烟的叶干物质量，3年内分别增加了23.50、10.50、12.00 g；烤烟的茎干物质量前2年(2015、2016年)分别增加了17.95、10.50 g，而2017年降低了56.5 g；烤烟的根干物质量3年内分别增加了43.02、19.50、24.5 g。从各部位干物质占全株干物质比例来看，2015、2016年均表现为施用生物炭处理的烟株叶及茎干物质量占全株比例较CK低，而其根干物质量占全株比例较CK高；2017年表现为施用生物炭处理的烟株茎干物质量占全株比例较CK低，而其叶根干物质量占全株比例较CK高，且二者间差异显著。表明连续施用生物炭能提高叶及根的干物质积累，尤其有利于促进烤烟根干物质量占全株比例的提高。

 

表2 烤烟连作下连续施用生物炭后不同年份烤后烟叶等级比较Table 2 The comparison of grade of tobacco leaves after baking in different years after continuous application of biochar under flue-cured tobacco continuous cropping /%

  

年份Year处理Treatment上等烟比例Thefirstclasstobaccoproportion标准差SD增量Increment增幅Rateofincrease中上等烟比例Thesuperiortobaccoproportion标准差SD增量Increment增幅Rateofincrease下等烟比例Theinferiortobaccoproportion标准差SD增量Increment增幅Rateofincrease2015CK30 280 91T32 88∗0 282 608 6090 460 7193 15∗0 912 702 989 54∗0 716 850 91-2 70-28 262016CK25 381 67T31 14∗0 995 7622 6887 750 5288 251 110 510 5812 250 5211 751 11-0 51-4 132017CK20 050 34T28 96∗∗0 268 9144 4680 301 1683 97∗0 683 674 5719 70∗∗1 1616 030 68-3 67-18 65

2.5 烤烟连作下连续施用生物炭对烤烟经济效益的影响

由表3可知，3年中T处理与CK相比均价分别增加了0.63、0.75、1.94元·kg-1，增幅分别为2.82%、3.49%、9.82%，且均与CK差异达显著水平。从不同年份烤烟均价变化趋势来看，T处理与CK的均价均有所下降，但T处理均价下降幅度较CK低。与CK相比，3年中T处理的烤烟产量分别增加了123.94、48.38、127.07 kg·hm-2，增幅分别为6.46%、2.56%、7.17%，但仅2015年时T处理与CK差异极显著。从烤烟产值上来看，3年中T处理与CK相比烤烟产值分别增加了4 086.34、2 485.64、6 216.13元·hm-2，增幅分别为9.47%、6.09%、17.72%，其中仅2016年时T处理与CK差异不显著，其他年份差异均达极显著水平。综合3年烤后烟叶经济效益来看，连续施用生物炭，缓解了因连作时间的延长导致烤后烟叶经济效益的趋势，有利于提高烤烟经济效益。

 

表3 烤烟连作下连续施用生物炭后不同年份烤后烟叶经济性状比较Table 3 The comparison of economic benefits of tobacco leaves after baking in different years after continuous application of biochar under flue-cured tobacco continuous cropping

  

年份Year处理Treatment均价Theaverageprice/(元·kg-1)标准差SD/(元·kg-1)增量Increment/(元·kg-1)增幅RateofIncrease/%产量Production/(kg·hm-2)标准差SD/(kg·hm-2)增量Increment/(kg·hm-2)增幅Rateofincrease/%产值Theoutputvalue/(元·hm-2)标准差SD/(元·hm-2)增量RateofIncrease/(元·hm-2)增幅RateofIncrease/%2015CK22 490 11T23 12∗∗0 090 632 821919 7515 762043 69∗∗28 06123 946 4643173 02545 3047259 36∗∗709 064086 349 472016CK21 570 25T22 33∗0 200 753 491890 2563 761938 6354 1248 382 5640792 271784 2143277 91883 472485 646 092017CK19 790 32T21 74∗∗0 301 949 821772 8580 961899 9223 48127 077 1735084 011464 1341300 14∗∗936 536216 1317 72

3 讨论

烤烟黑胫病害常见于连作的烟田，在我国各烟叶主产区均有发生，随着连作时间的延长，烤烟黑胫病发生越频繁，且病情加重[2,21]。本研究发现连续施用生物炭后，可不同程度地降低烤烟黑胫病的发病率及病害指数。官恩娜[7]研究发现，烟草秸秆炭和稻壳炭对黑胫病菌菌丝的生长抑制作用显著。这可能是由于施用生物炭后抑制了土壤中病菌的活性，降低了病菌感染烟株的几率，从而表现为烟株黑胫病的发病率及病害指数的降低。本研究中，连续施用生物炭后，烤烟黑胫病的发病率及病害指数在不同年份上存在差异，主要表现为随着连作时间的延长，连续施用生物炭对烤烟黑胫病的抑制作用逐渐降低。这与前人研究[22-25]结果一致。连作对作物生产会产生不利影响，这可能是由于随着连作年限的延长，土壤中致病菌的逐年积累增加了烟株感病的几率。

Vaccari等[26]研究发现施用生物炭后小麦的生物量和产量增加了30%；王丽渊[27]通过盆栽试验发现，施用生物炭对烤烟的生物量积累有显著促进作用，但不同生育期对各部分器官干物质的促进作用存在差异，主要表现为在生育前期促进烤烟根的生长，而在生育后期促进地上部分的生长。李静静等[28]研究发现施用生物炭后烤烟的干物质积累量增加，烤烟的干物质积累量最高增加了9.4%。本研究结果在不同年份中烤烟干物质的变化规律与前人研究结果[26，28]略有差异。本研究中3年连续施用生物炭后，烤烟的干物质积累量在2015和2016年均有所增加，增幅为12.96%～31.72%，但2017年时烤烟的干物质积累量略有降低，降幅为5.43%，且从不同年份烤烟干物质的变化趋势来看，随着连作年限的增加，生物炭对烤烟干物质积累的促进作用逐年降低。从烤烟干物质各器官的分配比例来看，连续施用生物炭后，烤烟的叶、根干物质量与对照相比，均有不同程度的增加，烤烟的茎干物质量只在前两年有所增加；3年定位试验结果表明，烤烟的根系干物质占全株比例均高于对照。说明连续施用生物炭有利于烤烟地下部分的生长，这可能是由于生物炭的多孔性质改善了土壤结构，有利于烤烟根系的下扎和养分的吸收[29-30]。随着连作年限的增加，可能是由于土壤中的影响烤烟生长发育的障碍因子逐年增加，如病原菌等在土壤中逐年累积增多影响烤烟的生长发育，因而导致连作后期生物炭对烤烟干物质量的促进作用降低。宗胜杰[31]研究发现连续施用生物炭与相同生物炭施用总量的一次性施用相比，连续施用生物炭后烤烟的根系干重较高，说明连续施用生物炭有利于烤烟地下部分的生长发育，且其促进作用优于一次性施用相同总量的生物炭。刘新源[32]研究也发现施用生物炭可以促进种植1年的烤烟根系的发育。但在连作多年的土壤中连续施用生物炭，其对烤烟干物质积累的促进效果可能会被削弱，甚至略有抑制作用。

研究表明施用生物炭对作物产量无显著影响[33-34]，但大量研究发现生物炭能促进作物产量增加。Genesio等[35]研究发现生物炭能在不影响葡萄品质的前提下增加其产量；朱克亚等[36]研究表明，施用生物炭后不仅能促进烤烟产量的增加，还能显著增加上等烟和中等烟的比例。毛家伟等[9]研究发现施用生物炭后烤烟的产量最高增加了506.5 kg·hm-2，而产值最高增加了7 739元·hm-2。不同研究针对生物炭是否促进作物产量得出的结论不一，这可能与作物种类、土壤类型、生物炭制备工艺等不同相关。本研究中，长期连续施用生物炭在3年中均能不同程度的提高烤后烟叶均价、产量与产值，均价增量0.63～1.94元·kg-1、产量增量48.38～127.07 kg·hm-2、产值增量2485.64～6216.13元·hm-2。但连续施用生物炭后，3年中烤后烟叶的均价、产量与产值随着连作时间的延长逐渐降低。凌天孝等[37]研究发现一次性施用生物炭(9 000 kg·hm-2)并配施常规施肥，对烤烟的产量、产值及上中等烟比例均有不同程度的提高，这与本研究结果相同。这可能有2种原因：一是不同植烟区域及生物炭施用量的差异所导致，二是连续施用生物炭对烤烟产质量的长期效益可能优于一次性施用生物炭。本研究发现连续施用生物炭后，3年中烤后烟叶的上等烟及中上等烟比例均较CK有不同程度的提高，虽然烤后烟叶的上等烟及中上等烟比例会随着连作时间延长而逐渐下降，但其下降幅度低于对照组，缓解了因连作时间的延长导致的烤后烟叶等级下降趋势，有利于优质烤烟品质的形成。本研究结果表明，连续施用生物炭对缓解烤烟病害、促进烤烟干物质积累和产质量增加的作用会逐年降低，因此在实际应用过程中连续施用生物炭对烤烟连作时间较短(1～2年)的田块积极作用较大，而连作时间较长后(3年以上)连续施用生物炭的影响可能会降低。本研究尚未解决连作多年后如何继续保持连续生物炭对烤烟生产的积极作用，今后工作中将选用不同土壤改良剂与生物炭配施，或者将生物炭与肥料加工成生物炭基肥料后施用这2种方法继续开展深入研究。

4 结论

烤烟连作下，烤烟黑胫病情逐年加重，烤后烟叶等级及经济效益也逐年降低；而烤烟连作下连续施用生物炭有利于缓解烤烟黑胫病情，促进烤烟干物质积累，从烤烟干物质分配来看，连续施用生物炭主要有利于烤烟地下部分的生长。连续施用生物炭能够提高烤后烟叶等级及经济效益，有利于优良烤烟产质量的形成。此外，连续施用生物炭对缓解烤烟黑胫病情、促进烤烟干物质积累和提高烤后烟叶等级及经济效益等作用随着连作时间的延长逐渐减弱。

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