云南省卷煙原料基地生態條件區劃指標的篩選研究

董石飛，李枝樺，羅華元，楊應明，王金宏，倪 明，李枝武，陳 初，羅 云，饒 智*，劉紅光*

(1.紅云紅河煙草(集團)有限責任公司，云南昆明 650022;2.云南省農業科學院農業環境資源研究所，云南昆明 650205)

烤煙生長發育受生態環境的影響和制約，環境條件不僅影響煙葉的農藝性狀、內在化學成分和品質，還對煙葉的風格特征起決定作用。為提高烤煙品質，必須以品牌為導向對植煙區域進行合理區劃［1－5］。紅云紅河集團在云南省內原料基地涉及7市(州)41縣(區)，海拔高差懸殊，生態條件復雜多樣，所產煙葉風格各具特色，可滿足不同檔次卷煙對原料的需求。該研究通過對紅云紅河集團云南原料基地的生態因子進行主成分分析，篩選出科學區劃不同質量檔次原料基地的關鍵生態因子，進行不同檔次原料基地的合理區劃。

1 材料與方法

1.1 研究區域 紅云紅河集團云南原料基地涵蓋了7市(州)41縣(區)355個植煙鄉鎮，海拔高差懸殊，生態條件復雜多樣。

1.2 原料基地氣候條件收集與整理 收集了紅云紅河集團云南省內7市(州)41個基地縣最近30年各縣各鄉(鎮)的海拔、日照、氣溫、降雨量等數據，共收集整理1.3萬條氣象數據。

1.3 原料基地煙樣采集與檢測 掛牌采集云南省內原料基地的450套烤后煙樣(C3F、B3F各225個)，由紅云紅河集團技術中心組織評吸委員，按《云煙、紅河品牌各類別卷煙的煙葉原料感官質量指標的分值要求》進行感官質量評吸(表1)。

表1 云煙、紅河品牌各類別卷煙的煙葉原料感官質量指標的分值要求

1.4 原料基地土樣采集與檢測 在紅云紅河集團云南省內7市(州)41個基地縣采集1 148個土樣。土樣采用GPS定位系統確定樣品經緯度，在掛牌取煙樣的田塊內對應取土樣。測定項目包括土壤有機質、堿解氮、速效磷及速效鉀的含量［6－10］。

1.5 數據分析 采用EXCEL、SPSS18.0統計分析軟件對數據進行相關性、主成分分析。

2 結果與分析

2.1 原料基地煙葉原料的檔次劃分 根據450個代表性煙樣的感官質量評吸結果對煙樣劃分質量檔次，將符合生產一二類卷煙的原料定為高檔原料，符合生產高三類卷煙的原料定為中檔原料，只符合生產其他類卷煙的原料定為中低檔原料。結果表明，符合作高檔原料的煙樣占32.0%;符合作中檔原料的煙樣占58.7%;符合作中低檔原料的煙樣占9.3%(圖1)。

2.2 原料基地生態因子的主成分篩選 以感官質量評吸結果劃分原料基地煙葉的質量檔次，追溯不同檔次原料產地的生態條件。利用主成分分析法，找出劃分紅云紅河集團云南省內原料基地不同檔次原料生產區域的生態條件指標，篩選影響不同檔次原料形成的主要生態條件指標并使之量化，以便制訂出不同檔次煙葉原料產地環境條件的區劃指標。

因此對原料基地各生態因子之間的關系進行相關分析，根據生態因子相關系數矩陣的計算結果(表2)，進一步利用SPSS18.0分析軟件，按照雅可比(JACOBL)方法，求取8個主成分的相關矩陣R的特征值、方差貢獻率和累積方差貢獻率(表3)。由表3可知，前5個主成分(Z1～Z5)的方差貢獻率分別為35.84%、17.31%、13.20%、12.06%、9.87%，累計方差貢獻率達88.28%，＞85%。因此，前5個主成分可綜合反映原來多個指標的全部信息。在總的特征值計算的基礎上，分別對影響不同檔次原料形成的前5個主成分(Z1～Z5)的特征向量進行逐一計算。計算結果見表4。

表2 8個生態因子的相關系數矩陣(R)

表3 8個主成分的相關系數矩陣特征值和方差貢獻率

2.3 主要生態因子數學模型的建立 利用主成分分析結果建立各個生態因子的數學模型。選取其中5個主成分(Z1～Z5)，以各因子(X1～X8)的特征向量(表4)為變量系數建立各主成分一級數學模型:

根據以上5個主成分(Z1～Z5)的數學方程式，結合各個主成分的貢獻率(Z1為35.84%、Z2為17.31%、Z3為13.20%、Z4為12.06%、Z5為9.87%)，建立以貢獻率為系數的綜合數學模型(高檔原料):

F高檔原料=0.358 4Z1+0.173 1Z2+0.132Z3+0.120 61Z4+0.098 7Z5

同理，依據上述方法，對中檔原料及中低檔原料進行計算，可分別得到中檔原料及中低檔原料綜合數學模型:

F中檔原料=0.314 2Z1+0.191 5Z2+0.161 1Z3+0.1398 1Z4+0.102 1Z5

F中低檔原料=0.276 7Z1+0.125 8Z2+0.121 4Z3+0.102 1Z4+0.079 3Z5

2.4 不同質量檔次原料產地環境的主要生態因子影響權重 利用數學模型逐一計算影響各質量檔次原料形成的生態因子權重，結果表明影響高檔原料形成的生態因子權重從高到低依次為海拔﹥土壤質地﹥大田期降雨＞土壤速效磷＞土壤堿解氮＞大田期日照＞土壤速效鉀＞土壤有機質含量;影響中檔原料形成的生態因子權重從高到低依次為海拔＞大田期降雨＞土壤質地＞土壤堿解氮＞土壤速效磷＞土壤速效鉀＞大田期日照＞土壤有機質含量;影響中低檔原料形成的生態因子權重從高到低依次為海拔＞土壤質地＞大田期降雨＞土壤速效鉀＞大田期日照＞土壤堿解氮＞土壤速效磷＞土壤有機質含量(表5)。

通過對上述生態因子權重的排序結果分析，可知海拔、土壤質地及大田期降雨對高檔、中檔及中低檔原料影響的平均權重分別為22.80%、19.27%、19.13%，平均權重之和達61.20%，遠大于其他生態因子的平均權重。分析海拔、土壤質地及大田期降雨3個生態因子的權重可知，上述3個生態因子是影響各檔次原料形成的主要生態因子，因此確定海拔、土壤質地及大田期降雨這3個主要生態因子作為不同檔次原料產地生態條件的區劃指標。

3 結論

(1)結合煙樣評吸結果，紅云紅河集團原料基地煙葉符合作高檔原料的占32.0%;符合作中檔原料的占58.7%;符合作中低檔原料的占9.3%。

(2)海拔、土壤質地及大田期降雨是影響各檔次原料形成的主要生態因子，對高檔、中檔及中低檔原料影響的平均權重分別為22.8%、19.27%、19.13%，平均權重之和達61.20%，是紅云紅河集團劃分不同檔次原料產地生態條件的主要區劃指標。研究結果為紅云紅河集團對的原料基地進行合理區劃提供了理論依據，為建立品牌導向型專屬核心原料基地奠定了技術基礎。

表4 影響不同檔次原料形成的主成分分析的特征向量

表5 影響不同檔次原料形成的生態因子權重 %

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