三門峽煙區烤煙經濟性狀與氣候因素的關系

張慢慢，邵惠芳*，許自成，陳彥春，王海波，陳廣晴，黃五星

(1.河南農業大學煙草學院，河南 鄭州 450002；2.河南省煙草公司三門峽市公司，河南 三門峽 472000；3.河南省煙草公司，河南 鄭州 450000)

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三門峽煙區烤煙經濟性狀與氣候因素的關系

張慢慢1，邵惠芳1*，許自成1，陳彥春2，王海波2，陳廣晴3，黃五星1

(1.河南農業大學煙草學院，河南 鄭州 450002；2.河南省煙草公司三門峽市公司，河南 三門峽 472000；3.河南省煙草公司，河南 鄭州 450000)

本研究利用三門峽煙區2004-2013年間烤煙經濟性狀與氣候因素的資料，采用灰色關聯、灰色優勢和回歸分析方法對三門峽煙區烤煙主要經濟性狀與氣候因子的關系進行分析，建立相應統計模型。結果表明：①烤煙產量和上、中等煙比例的平均值分別為1872.74 kg/hm2、34.53 % 和52.65 %，烤煙產量和中等煙比例的穩定性較強，上等煙比例穩定性相對較弱。②不同年季間，烤煙產量和上等煙比例變化趨勢基本一致，而中等煙比例變化則與之相反；烤煙產量和上等煙比例在不同種植區的表現為靈寶>盧氏>陜縣>澠池，中等煙比例陜縣>澠池>盧氏>靈寶。③關聯度分析表明平均溫度、日照時數、日最低氣溫和降水量對烤煙主要經濟性狀的影響較大。④回歸方程分析可知，在一定范圍內，較高的平均溫度、降水量、日照時數和日最低氣溫對提高烤煙主要經濟性狀是有利的。

烤煙；經濟性狀；氣候因素；灰色關聯；回歸

烤煙是一種重要的以收獲煙葉為主的主要經濟作物[1]，著重提高烤煙經濟性狀和品質成為生產中的重要目標。烤煙的主要經濟性狀包括產量、上等煙比例、中等煙比例、產值和均價等，生產過程中提高烤煙的主要經濟性狀才能夠實現煙農增產，行業增效和政府增稅的目的。周國柱等[2]研究表明，施氮量、留葉數和種植密度均影響烤煙產量，其中施氮量對烤煙產量的影響最大。烤煙旺長期揭膜培土后壟上覆蓋秸稈處理能顯著提高烤后煙葉的產量和上等煙比例等主要經濟性狀[3]。煙稻復種連作對烤煙經濟性狀也有影響，烤煙產量、產值、上等煙比例、均價隨連作年限的增加呈現緩慢升高而后下降的趨勢，連作12年后烤煙產量和上等煙比例等各項經濟性狀呈現不同程度的下降[4]。陳代明等[5]研究表明，不同留花打頂方式影響烤煙經濟性狀，保留中心花打掉周邊花且5 d后打頂能顯著提高烤煙產量、產值和上中等煙比例。與烤后煙葉的產量和產值密切相關的是高肥力水平下株高和有效葉數，其次為莖圍、上部葉面積和中部葉面積[6]。

烤煙的產量、上等煙和中等煙比例等經濟性狀受多種綜合因素的共同影響，其中烤煙在田間生長發育過程中的氣候因子是影響其經濟性狀的重要因子之一。研究烤煙主要經濟性狀與氣候因子的關系，分析影響烤煙經濟性狀的主要指標，有利于明確生產目標，對于提高烤煙經濟性狀具有重要的指導意義。鑒于此，本文利用三門峽煙區2003-2014年烤煙主要經濟性狀指標和氣候的相關資料，分析烤煙主要經濟性狀的現狀，并對主要經濟指標與氣候因子間的關系進行分析，以期為當地烤煙生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

三門峽煙區位于河南省的西部(東經110°21′～112°01′，北緯33°31′～35°05′)，海拔高度300～1500 m，屬山地丘陵地貌[7]。暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫13.8 ℃，年降水量500～800 mm，無霜期為216 d左右[8]。三門峽煙區土壤多紅、黃粘土，富含磷鉀且土層深厚；較高的地勢和較大的晝夜溫差有利于煙葉內含物質的積累[9]。

1.2 數據來源

主要調查了三門峽烤煙大田生育期(5-9月)的月平均溫度、月平均相對濕度、5-9月總降水量、5-9月總日照時數、月平均日最低氣溫、月平均日最高氣溫和月平均最小相對濕度等主要氣候因子的氣象資料，該氣象資料(2004-2013年)由三門峽市氣象局提供。2004-2013年三門峽市烤煙產量和上、中等煙比例數據來源于河南省煙草公司三門峽市公司技術中心，其中烤煙產量和上、中等煙比例的數據樣本來自澠池(各10個)、陜縣(各10個)、盧氏(各10個)和靈寶(各10個)。

1.3 研究方法

1.3.1 描述性分析 利用三門峽市(澠池、陜縣、盧氏和靈寶)2004-2013年烤煙主要經濟性狀(產量、上等煙比例、中等煙比例)的相關資料，應用SPSS 21.0軟件進行統計性描述，分析三門峽煙區烤煙主要經濟性狀的總體狀況以及在不同年季和不同種植區的經濟性狀表現。在Microsoft Excel中進行數據的初步整理、制圖表，相關分析和通徑分析在SPSS 21.0中實現。

1.3.2 灰色關聯度分析 根據灰色系統理論[10-12]，運用灰色關聯分析對與烤煙經濟性狀(產量、上等煙比例、中等煙比例)有關的氣候因子(平均溫度、相對濕度、降水量、日照時數、日最低氣溫、日最高氣溫、最小相對濕度)進行關聯系數及關聯度分析。將烤煙經濟性狀(產量、上等煙比例、中等煙比例)作為參考數列(母序列)X0(t)，相關的氣候因子作為比較數列(子序列)Xi(t)，i=1,2，……，m，則在t=K時，母序列與子序列的關聯系數為L0i，其計算公式為：

式中，△0i(k)為K時刻2個比較序列的絕對差，即|X0(k)-Xi(k)|，(1≤i≤m)；△max和△min分別表示所有比較序列在各個時刻的絕對值中的最大值和最小值，因比較序列變換后互相相交，因此一般取△min=0，其中ρ為分辨系數，ρ∈(0.1～0.5)。綜合關聯系數，計算子序列與母序列的關聯度r0i。

根據灰色關聯的原則，灰色關聯度系數越大，表示該序列與參考數列的關系越密切，反之則越疏遠，以此建立關聯序列，并對其進行排列。

1.3.3 回歸分析 運用回歸分析，分析烤煙經濟性狀(產量、上等煙比例、中等煙比例)與氣候因子的回歸關系，進而得出主要氣候因子與烤煙經濟性狀的相關關系及相應的回歸方程。

2 結果與分析

2.1 三門峽煙區烤煙經濟性狀的總體狀況

對三門峽煙區的烤煙產量和上、中等煙比例進行統計分析如表1所示。烤煙產量的平均值為1872.74kg/hm2，變幅為1255.34～2288.18kg/hm2，變異系數較小，說明烤煙產量穩定性較強；上等煙比例的變異系數較大，為42.83 %，說明其穩定性較差，中等煙比例的變異系數較上等煙比例的小；從偏度系數可知，烤煙產量和中等煙比例的偏度和峰度系數均為負值，為左偏峰，而上等煙比例的的偏度系數大于0，其整體分布呈現正向偏態峰；而峰度系數均小于0，均表現為平闊峰，說明數據分布較為分散。

表1 烤煙主要經濟性狀的統計量描述

2.2 三門峽煙區烤煙經濟性狀的表現

2.2.1 不同年季之間 從圖1可知，烤煙產量和上等煙比例隨年季間的變化整體呈現出升高-降低-升高-降低的趨勢，2004-2006年烤煙產量逐漸升高，上等煙比例在2006年稍有降低；烤煙產量在2007年顯著降低，降至近10年最低值，而上等煙比例則升高；2007-2010年烤煙產量逐年增加且在2010年增至近10年最高值，上等煙比例整體上也呈現增加趨勢，在2011年增至最高；2012年烤煙產量和上等煙比例均升高，而2013年二者均下降。中等煙比例整體上呈現出降低-升高-降低-升高趨勢，2004年中等煙比例最高，而2011年最低。烤煙產量和上、中等煙比例不同年季間的波動變化可能是因為三門峽氣候因子等的變化造成的。

2.2.2 不同種植區域之間 如圖2所示，對于煙草產量來說，煙草產量在不同種植區的表現為靈寶>盧氏>陜縣>澠池。多重比較表明，靈寶和盧氏煙草種植區烤煙產量差異不顯著，但其烤煙產量高于陜縣和澠池煙草種植區，且差異顯著；陜縣和澠池2煙區間烤煙產量差異不顯著。不同煙草種植區的烤煙產量的變異性均不同，其中澠池煙區的變異系數較高，達24.20 %。

對于烤煙上等煙比例來說，烤煙上等煙比例在不同種植區間的表現為靈寶>盧氏>陜縣>澠池，其中澠池和陜縣煙區烤煙上等煙比例變異系數較大，分別為73.90 % 和74.55 %，可見樣本的穩定性較差，而靈寶和盧氏的穩定性相對較好。多重比較結果表明，靈寶煙區的烤煙上等煙比例顯著高于陜縣和澠池煙區，F值為7.41。

烤煙中等煙比例在不同煙草種植區間達到極顯著水平，其中中等煙比例在不同種植區間的表現為陜縣煙草種植區>澠池煙草種植區>盧氏煙草種植區>靈寶煙草種植區。澠池煙區的中等煙比例變異系數較小，說明其樣本的穩定性較好。

圖1 三門峽煙區烤煙產量和上、中等煙比例在不同年份間的變化Fig.1 Change of the flue-cured tobacco yield and the superior and medium leaves proportion in the different years of Sanmenxia

圖2 三門峽不同種植區烤煙產量和上、中等煙比例的變化Fig.2 Change of flue-cured tobacco yield and the superior and medium leaves proportion in different growing areas of Sanmenxia

總的來看，不同煙草種植區之間，靈寶和盧氏煙區烤煙產量和上等煙比例均為最高，而陜縣和澠池煙區則中等煙比例較高；不同煙區烤煙上等煙比例變化趨勢差異較大，這可能是因為樣本的數量較少，導致其穩定性不好。

2.3 烤煙經濟性狀與氣候因素的灰色關聯度分析

如表2所示，與烤煙產量關聯度最大的是平均溫度，關聯度為0.714，其次是日照時數、降水量和日最低氣溫，關聯度在0.6～0.7，日最高氣溫、相對濕度和最小相對濕度與烤煙產量的關聯度相對較小；平均溫度與烤煙上等煙比例的關聯度最大，即平均溫度與上等煙比例的關系最為密切，其次是日最低氣溫>日照時數>降水量>日最高氣溫>相對濕度>最小相對濕度，最小相對濕度對上等煙比例的影響最小；日照時數與中等煙比例的密切程度最大，其關聯度值為0.790，日最低溫度次之，而最小相對濕度與中等煙比例的關聯程度最小。由此可知，與烤煙主要經濟性狀密切相關的氣候因子主要有平均溫度、日照時數、日最低溫度和降水量等。

2.4 烤煙經濟性狀與氣候因素的回歸分析

2.4.1 烤煙產量與氣候因素的回歸分析 由表3可知，烤煙產量與平均溫度、日照時數、降水量和日最低溫度呈線性回歸關系，且烤煙產量與平均溫度和日照時數的回歸方程達到0.01的極顯著水平，而其與相對濕度、日最高溫度和最小相對濕度的回歸方程不顯著。

2.4.2 烤煙上等煙比例與氣候因素的回歸分析 從表4可見，上等煙比例與平均溫度和降水量呈線性回歸關系，回歸方程的齊性檢驗F值表明，其與平均溫度、降水量的回歸方程達到極顯著水平，而與其他氣候因子線性關系不顯著；回歸方程的決定系數R2決定了上等煙與氣候因子擬合度的強弱，其中平均溫度的降水量的R2分別為0.640和0.702，說明通過烤煙上等煙比例與常量建立的回歸方程可以解釋平均溫度64 %的變異，解釋降水量70.2 %的變異，其回歸方程具有代表性，可以解釋平均溫度和降水量與上等煙之間的關系。

表2 烤煙產量和上、中等煙比例與氣候因素的灰色關聯矩陣分析

注：*、**分別表示處理間差異達到0.05和0.01顯著水平。

Note:*,** indicated the significant differences at the 0.05 and 0.01 levels, respectively.

表4 烤煙上等煙比例與氣候因子的回歸分析

注：*、**分別表示處理間差異達到0.05和0.01顯著水平。

Note:*, ** indicated the significant differences at the 0.05 and 0.01 level, respectively.

表5 烤煙中等煙比例與氣候因子的回歸分析

注：*、**分別表示處理間差異達到0.05和0.01顯著水平。

Note:*, ** indicated the significant differences at the 0.05 and 0.01 levels, respectively.

2.4.3 烤煙中等煙比例與氣候因素的回歸分析 如表5所示，回歸方程的齊性檢驗(F)結果表明，中等煙比例與日照時數和平均溫度的回歸方程達到極顯著水平，而其與其他氣候因子的回歸方程關系不顯著；由回歸方程的決定系數R2可知，回歸方程擬合度的強弱為日照時數>平均溫度>日最低氣溫>降水量>日最高氣溫>相對濕度>最小相對濕度，其中最小相對濕度與中等煙比例的回歸方程最弱。

3 結論與討論

烤煙的主要經濟性狀是煙草行業重視的重要指標之一，全國烤煙單產均值為1700 kg/hm2左右，上中等煙比例的均值達50 %左右[13]。三門峽煙區烤煙產量均值為1872.74 kg/hm2，高于全國平均水平，上中等煙比例均值為43.59 %，稍低于國家平均水平。烤煙主要經濟性狀在不同年季間和不同種植區間存在差異，烤煙產量和上等煙比例在2010年達到近10年中最大值2288.18 g/hm2、34.73 %，而2004和2007年烤煙產量則低于全國水平；中等煙比例2011年最高，而2007年最低，差異達到顯著水平；靈寶煙區的烤煙產量和上等煙比例均高于其他煙區，其次是盧氏煙區，澠池煙區最低，中等煙比例則陜縣最高，盧氏較低。因此，三門峽煙區在烤煙生長發育過程中，在保證煙葉品質的前提下，繼續維持或提高現有產量，同時提高烤煙上、中等煙比例，保持其穩定性，以獲取更大的經濟效益。

三門峽煙區烤煙主要經濟性狀在不同年份和不用種植區間差異顯著，氣候因素起著舉足輕重的作用，已成為影響烤煙經濟性狀高低的重要指標之一。灰色關聯分析的結果可知，平均溫度、日照時數、降水量和日最低氣溫是影響烤煙產量和上等煙比例的重要氣候因子，這與謝遠玉等[14]研究的烤煙伸根期至采烤初期的大田平均氣溫、最低氣溫與烤煙產量和上等煙比例有明顯線性關系且達到極顯著水平的研究結果一致。李琦等[15]研究也表明，4月份平均溫度和降水量對烤煙產量有顯著影響，呈正相關關系。降水量在烤煙生長的不同階段對其經濟性狀的影響則不同，在烤煙成熟期，降雨量少有利于烤煙產量和品質的提高，蔣斌等[16]研究表明，黔西南州上等煙比例與5、7和8月的降水量呈顯著負相關，降水過多則上等煙比例下降。日照時數的分布情況對烤煙產量和上、中等煙比例有顯著影響，日照時數7月份較少8月份較多時，有利于上等煙比例提高，7月份日照時數多而8月份減少時顯著提高中等煙比例[17]。而三門峽煙區烤煙中等煙比例與日照時數的關聯度最為密切，因此，適宜的日照時數是提高三門峽中等煙比例的關鍵。

烤煙產量與平均溫度、日照時數、降水量和日最低氣溫達到了極顯著或顯著的線性回歸關系，這與周明昆等[18]的研究結果一致，烤煙產量與9月中旬氣溫呈正相關，與7月上旬至9月中旬降雨量呈相關關系。許彥平等[19]研究也表明，烤煙產量與5月和7-8月的降水量呈現顯著或極顯著正相關關系，同時烤煙上等煙和中等煙比例與平均溫度、降水量和日照時數呈極顯著相關關系，肖修炎等[17]研究也表明烤煙上等煙、上中等煙比例與氣溫、日照時數、降水量呈顯著或微顯著相關關系。

綜合可知，氣候因素對烤煙主要經濟性狀有影響，有利的氣候條件有利于提高烤煙經濟效益，但氣象因素目前難以人為改變，只能采取趨利避害的方式減少烤煙損失[20-21]。因此，總結出主要氣候因素對烤煙經濟性狀的影響，有利于煙草行業的發展。本研究僅選取了氣候因素中的部分指標與烤煙產量的關系進行了研究，而影響烤煙產量的因子還有很多，還需要從實際情況中不斷實踐，為提高烤煙經濟性狀做貢獻。

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(責任編輯 李山云)

Relationship between Economic Traits and Climatic Factors of Flue-cured Tobacco in Sanmenxia

ZHANG Man-man1, SHAO Hui-fang1*, XU Zi-cheng1, CHEN Yan-chun2, WANG Hai-bo2, CHEN Guang-qing3, HUANG Wu-xing1

(1.College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Henan Zhengzhou 450002, China; 2.Company of Sanmenxia City of Henan Provincial Tobacco Company, Henan Sanmenxia 472000, China; 3.Henan Provincial Tobacco Company, Henan Zhengzhou 450000, China)

Using the economic characters of flue-cured tobacco and climate factors in Sanmenxia tobacco growing areas from 2004 to 2013 as studied materials, the relationships between the syndrome factor of main economic characters and climate factors by grey correlation, grey advantage and regression were analyzed, and the corresponding statistical model was established. The results showed that (i)The mean of yield and the high and middle class tobacco leaf proportion were 1872.74 kg/hm2, 34.53 % and 52.65 %, the stability of tobacco yield and the proportion of middle class tobacco leaf were stronger, and high class tobacco leaf was relatively weaker. (ii) In different years, the changes of tobacco yield and high class tobacco leaf proportion were basic consistent, and middle class leaf proportion were on the contrary; Tobacco yield and high class tobacco leaf proportion were in order of Lingbao > Lushi > Shanxian > Mianchi in different tobacco growing areas, and middle class leaf proportion of Shanxian > Mianchi > Lushi > Lingbao.(iii) With correlation degree analysis and gray dominance analysis,the average temperature, sunshine hours, daily minimum temperature and precipitation had greater effects on the major economic characteristics of flue-cured tobacco. (iv) In a certain range, the higher average temperature, precipitation, sunshine hours and daily minimum temperature by regression equation analysis were favorable to improve the main economic traits of flue-cured tobacco.

Flue-cured tobacco; Economic traits; Climate factors; Grey correlation; Regression

1001-4829(2016)11-2732-06

10.16213/j.cnki.scjas.2016.11.041

2015-11-10

河南省煙草公司科技攻關項目(HYKJ 201210、HYKJ 201043)；三門峽東部煙區煙葉質量提升工程(HYKJ201103)

張慢慢(1989-)，女，河南開封人，在讀碩士研究生，主要從事煙草栽培與質量評價研究，E-mail: zhangmanman722@126.com，聯系電話：15981865823，*為通訊作者：邵惠芳，副教授，E-mail: shf.email@163.com。

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