恩施煙區(qū)主要氣候因子與烤煙煙葉化學成分的關系

時 鵬，申國明，向德恩，陳明輝，王正旭，向必坤，孟貴星，張 琳，曹學鴻

（1.中國農業(yè)科學院煙草研究所，青島 266101；2.中國農業(yè)科學院研究生院，北京 100081；3.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；4.湖北省煙草公司利川分公司，湖北 利川 445403）

煙草是適應性較強的經濟作物，從北緯 60°到南緯 45°均有其分布，但煙草又是一種對氣候條件表現很敏感的作物。氣候條件的變化，不僅影響到煙株的生長發(fā)育，更重要的是影響烤后煙葉內在化學成分含量及其協調性，而且在不同的煙區(qū)，氣候條件不同對煙葉化學成分的影響程度也不同[1-4]。關于氣候因子與煙葉產質量的關系，已是很多煙草工作者所關注的問題[5-8]。

恩施州位于川中與江漢兩大凹陷盆地之間的突起部分，是云貴高原的一部分[9]。而恩施州主要植煙區(qū)地處清江流域，屬于我國西南部煙區(qū)的湘西丘陵貴州高原烤煙曬晾煙區(qū)，年種植面積大約2.67萬公頃，約占湖北省烤煙種植面積的60%。煙區(qū)地形地貌復雜，海拔高度跨度較大，土壤類型、氣候條件多樣。筆者收集了恩施煙區(qū)主要氣候和初烤煙葉化學成分的數據，分析了恩施煙區(qū)大田期主要氣候因子與煙葉化學成分的關系，以期為該煙區(qū)烤煙生產布局和充分利用氣候資源提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 數據收集

收集2008—2009年恩施州巴東、建始、利川、咸豐、恩施、鶴峰、來鳳、宣恩8個縣（市）植煙區(qū)初烤煙葉C3F等級共84份，品種為當地主栽品種云煙87。

煙區(qū)大田期的溫度、光照、降水等氣候數據（2001—2009年）均來源于恩施州氣象局，并根據當地移栽時間和終烤時間將大田期劃分為團棵期（4月下旬—6月上旬）、旺長期（6月中旬—7月中旬）和成熟期（7月下旬—9月上旬），與所收集煙樣品相對應的年份氣候數據作為主要研究對象。

1.2 化學成分測定方法

煙葉化學成分由農業(yè)部煙草產業(yè)產品質量監(jiān)督檢驗測試中心進行分析測定。測定指標包括總糖、還原糖、總氮、總植物堿、鉀和氯。總糖和還原糖采用鐵氰化鉀比色法[10]；總氮、總植物堿、鉀、氯含量的測定參照文獻[11-14]。推算出鉀氯比、糖堿比、兩糖比和氮堿比。

1.3 數據處理方法

數據運用SAS 9.1進行統計分析。

2 結 果

2.1 恩施煙區(qū)中部葉（C3F）主要化學成分含量

從表1可以看出，恩施煙區(qū)烤煙中部葉還原糖和總糖含量均值分別為27.56%和33.57%，氯的含量相對較低，平均含量僅為0.15%，其余化學成分均在適宜范圍之內。煙葉中氯含量的變異和變化范圍均較大，最大值為最小值的6.29倍，變異系數為36.52%。總糖的變異系數最小，為8.05%。除氯外，其余5種化學成分的偏度和峰度系數的絕對值均比較小，說明這5種化學成分在8個縣市中部煙葉中含量比較均勻，數據分布比較對稱，接近正態(tài)分布，而氯屬于右偏的偏態(tài)分布。

表1 恩施煙區(qū)中部煙葉（C3F）化學成分含量 %Table1 The contents of chemical components of middle tobacco leaves in Enshi tobacco area

2.2 恩施煙區(qū)2001—2009年主要氣候因子分析

由表2可以看出，恩施州煙區(qū)2001—2009年大田期平均溫度在19.68～26.01 ℃，基本處于煙草生長發(fā)育適宜溫度范圍之內，總體呈現先升后降的趨勢，旺長期達到最高。各時期平均溫度變異系數均較小，表明年度間各時期溫度變化幅度較小；大田期總降雨量在358.57～1526.90 mm，變化范圍較大，年度間降雨分布較不均勻，旺長期降雨量最大值為最小值9.16倍，變異系數最大，其次為成熟期降雨量，變異系數為 40.46%；大田期日照時數在436.60～1184.10 h，光照充足，團棵期日照時數變化范圍較大，最大值與最小值之間相差5.60倍；大田期積溫在4126.36～3594.32 ℃，最大值與最小值之間相差 830.98 ℃，變化范圍較大，并且旺長期積溫＞成熟期積溫＞團棵期積溫，各時期積溫變異系數較小，與平均溫度相似。2001—2009年平均溫度和積溫變化幅度最小，降雨量變化幅度最大。總體來看，恩施煙區(qū)近9年主要氣候因子變化幅度為降雨量＞日照時數＞平均溫度、積溫。

表2 恩施煙區(qū)2001—2009年烤煙各時期主要氣候因子Table2 The conditions of main climatic factors from the year of 2001-2009 in Enshi tobacco area

2.3 大田期主要氣候因子與初烤煙葉（C3F）化學成分的關系

2.3.1 大田期主要氣候因子與中部煙葉（C3F）化學成分的相關性分析 表3結果表明，煙葉中化學成分除鉀氯比與氣候因子沒有顯著相關性外，其余化學成分及比值均與氣候因子有顯著的相關性。還原糖和總氮與團棵期積溫呈極顯著負相關；總糖與團棵期均溫具有顯著相關性，與其他時期的降雨量、日照時數、平均溫度和團棵期積溫均有極顯著相關性；總植物堿與各時期日照時數和平均溫度均有顯著相關性，并且與日照時數和團棵期積溫有負相關性，與平均溫度呈顯著正相關性；煙葉中氯只與團棵期、成熟期和整個大田期降雨量呈顯著正相關性，與其他氣候因子沒有顯著相關性；氮堿比只與團棵期和成熟期積溫呈顯著負相關；糖堿比與各時期的降雨量和日照時數有顯著正相關關系，而與各時期的平均溫度和團棵期積溫有顯著的負相關性；各時期的日照時數和旺長期平均溫度對兩糖差均有顯著的負相關影響，煙葉中其他化學成分與氣候因子沒有顯著相關性。

相關性分析表明，在一定范圍內，降雨量、日照時數和積溫的增加有利于煙葉中總糖的積累，但不利于煙葉中含氮化合物的積累；各時期的降雨量對煙葉中氯的含量均具有較大的影響，在一定范圍內，降雨量的增多會增加煙葉中氯的含量。

2.3.2 大田期主要氣候因子與中部煙葉（C3F）化學成分的逐步回歸分析 以氣候因子作為自變量，煙葉中主要化學成分作因變量，在P=0.05條件下做逐步回歸分析，得到回歸方程：

Y總糖=29.35+0.00267X大田期日照時數+0.00102X團棵期積溫

Y總植物堿=2.97-0.00089X旺長期日照時數

Y氯=－0.035+0.0005X團棵期降雨量

Y糖堿比=8.76+0.0017X大田期日照時數

逐步回歸分析表明，大田期總日照時數和團棵期均溫與煙葉中總糖存在正相關關系，作為單一變量引入方程；旺長期日照時數與煙葉總植物堿含量存在負相關關系，作為引入變量建立了極顯著回歸方程；大田期日照時數與糖堿比呈正相關，建立了極顯著回歸方程；煙葉中氯受團棵期降雨量影響較大，兩者之間具有正相關關系，其他化學成分受氣候因子的影響相對較小。

表3 各時期氣候因子與初烤煙葉（C3F）主要化學成分的相關性分析Table3 The correlations between climatic factors and chemical components in middle tobacco leaves

3 討 論

本研究表明，烤后煙葉中還原糖、總糖、總植物堿、總氮、鉀、氯及氮堿比、糖堿比和兩糖差均與氣候因子有顯著相關性。降雨量、日照時數、平均溫度和積溫對煙葉總糖影響較大，在一定范圍內，降雨量、日照時數和積溫的增加有利于煙葉中總糖的積累；煙葉中總植物堿的含量與日照時數呈顯著的負相關性，表明在一定范圍內，日照的增多也不有利于煙葉中含氮化合物的積累，這與丁根勝等[15]對南平氣候因子與煙葉化學成分的關系研究結果相一致；各時期的降雨量對煙葉中氯也具有較大的影響，在一定范圍內，降雨量的增多會增加煙葉中氯的含量，與其呈正相關性；糖堿比和氣候因子的相關性與總糖和氣候因子的相關性一致，受降雨量、日照時數的影響均較大。大田期氣候因子與中部煙葉中化學成分回歸分析結果與相關性分析結果基本一致。

總體來看，主要氣候因子對恩施中部煙葉化學成分的影響，日照時數影響程度最大，降雨量次之，平均溫度和積溫最弱，這與石俊雄等[16]研究結果相類似，影響較大的氣候因子是日照時數，其次為降水量和平均溫度，陳偉等[17]也認為，在南方煙區(qū)影響煙葉化學成分的主導因子是日照時數和降水量；而汪孝國等[18]通過氣候因子對豫西煙葉的影響研究結果表明，對烤煙化學成分的影響依次是平均溫度＞日照＞降水，周翔等[19]通過研究氣候因子對山東煙區(qū)煙葉質量的影響表明，降雨量是山東煙葉質量的限制因子。這些研究結果不盡相同，可能與區(qū)域不同氣候因子的變化規(guī)律不同，導致主要氣候因子對煙葉質量的影響程度不同有關。

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