典型清香型煙區生態因子與烤煙品質灰色關聯度

常乃杰，劉青麗，李志宏，李軍營，馬二登，張云貴*

典型清香型煙區生態因子與烤煙品質灰色關聯度

常乃杰1，劉青麗1，李志宏1，李軍營2，馬二登2，張云貴1*

(1.中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081;2.云南省煙草農業科學研究院，云南玉溪 653100)

【目的】為了掌握典型清香型煙區烤煙品質與主要生態因子之間關聯度，為煙葉生產提供理論支撐。【方法】通過采集典型清香型煙區烤煙樣品和收集相關地點氣象資料，應用灰色關聯原理分析典型清香型煙區烤煙化學成分和感官質量評吸與氣象及土壤因子之間關聯度。【結果】①寧洱、會理、紅塔均溫在烤煙生育期均前期上升后期略有下降;平均相對濕度生育期先增加后穩定;降雨量均在成熟中期達到最大，3個地方降水均呈現前少后多狀態;前期日照充足后期較低，3個地方均在成熟前期達到日照最低值;溫差均呈現先下降后略有上升的狀態。②陽離子交換量與總糖和還原性糖、鹽分和煙堿灰色關聯最高，有效硼與煙葉中氯最高，有效鐵與煙葉中鉀灰色關聯最高，氯與淀粉含量灰色關聯最高;有效硼與煙草本香、香氣量、香氣質、濃度、刺激性勁頭、感官評吸總分均灰色關聯度最高，雜氣與土壤中水溶性氯關聯度最高，干凈度和濕潤感均與有效磷關聯度最高。③對于氣象因子:總糖與溫差灰色關聯度最高，還原糖和淀粉與平均相對濕度關聯度最高，煙堿、氯和鉀均與日照時數關聯度最高;濃度、刺激性、雜氣、干凈度及感官質量總分與平均相對濕度灰色關聯度最高，煙草本香、香氣質、回味等與日照時數關聯度最高，香氣量與均溫關聯度最高，濕潤感與溫差關聯度最高。【結論】從氣象因素上而言，本文選取的會理、紅塔和寧洱三個地區均適合優質清香型煙葉生產，其中相對平均濕度和日照時數對烤后煙葉化學成分及煙葉感官評吸影響尤為明顯;土壤因素中不同養分對于烤后煙葉及感官評吸影響具有差異，其中土壤有效硼影響顯著。

氣象因子;土壤因子;化學成分;灰色關聯;感官質量

【研究意義】煙草是我國極重要的農業作物，對我國國民經濟有著重大影響。然而，雖然我國農業快速發展，煙草種植已經發生了較大變化，煙草主產區轉移重心轉至西南。西南地區地勢變化大，氣候差異明顯，不同煙區的烤煙生產及烤煙品質都有較大差異[1-3]。所以，研究典型煙區的生態因子對烤煙品質，以及改進烤煙的生產具有重要要意義。【前人研究進展】黃愛纓等研究了土壤-氣候、煙草品種及其互作和煙葉等級對煙葉化學品質的綜合影響，發現其對烤煙主要化學成分的總變異貢獻率分別為48%，10.3%，19.7%，22%[4]。彭新輝等研究湖南煙區不同氣象和土壤對烤煙還原糖和煙堿影響，發現氣候對它們變異的貢獻率為72%、60%，氣候與土壤的互作效應對其貢獻率分別為15%、23 %，土壤對其貢獻率均為4%[5]。肖雅等對云南和福建主要煙區氣象和烤煙化學成分進行分析，發現主要化學指標與6、7月平均溫度關聯最大[6]。王連喜等試驗表明烤煙品質主要受伸根還苗期期降水和日照影響比較大，其中降水量影響尤為明顯[7]。【本研究切入點】然而由于煙草農業生產自身差異性比較大，大而泛的研究對實際生產意義有限，細化到每個煙區的試驗研究又難以投入如此大精力財力，因此涉及到煙草生產，選取各煙區中生態因子具有代表性的煙區進行研究有重大意義。【擬解決的關鍵問題】本文選取了西南清香型煙區的3類典型區域生態因子中最為重要的氣象因素和土壤因素，對氣象和土壤因子與烤煙煙葉化學及感官質量評吸進行灰色關聯分析，從而得知不同生態因子對烤煙品質的影響程度，以期為不同生態條件下因地制宜改進煙草生產，提高煙葉品質提供科學理論支撐。

1 材料與方法

1.1 樣本采集

2013、2014年，在云南省玉溪市紅塔區、普洱市寧洱縣及四川省涼山州會理縣(3個典型清香型亞區)采集烤煙及其對應土壤樣品;氣象數據由當地氣象部門提供(均溫根據采樣點進行海拔高度校正)。

1.2 樣品測定

土壤樣品測試項目包括:有機質、pH值、堿解氮、有效磷、速效鉀、有效硼、有效鐵、有效錳、有效鉬、水溶性氯、鹽分、陽離子交換量和有效硫，測試方法參照參考文獻[8]。

煙葉樣品測試項目包括:總糖、還原糖、煙堿、淀粉、氯及鉀，測試方法參照參考文獻[9]。

感官質量評吸:卷制長70 mm、圓周27.5 mm的煙支，經過平衡水分后由評吸專家評吸。

1.3 數據處理

數據分析軟件為SPSS 21，作圖軟件為Sigmaplot(V10.0)。

2 結果與分析

2.1 烤煙不同生育期的氣象特征

由圖1可知，均溫在烤煙生育期內呈現出前期上升后期略有下降的趨勢，寧洱的均溫比紅塔和會理高，紅塔和會理接近;平均相對濕度在烤煙生育期內呈現出先增加后穩定的狀態，寧洱的平均相對濕度高于紅塔，紅塔高于會理;降雨量在伸根期少，此后逐漸增加，在成熟中期達到最大，成熟后期略有降低;寧洱的降雨量各生育期均為最大，紅塔的降雨量在伸根期比會理略高，其他生育期低于會理;日照時數為生育前期高而后期低，在成熟前期達到最低值;會理的日照時數比紅塔和寧洱高，紅塔比寧洱略高;溫差自伸根期至成熟前期為下降趨勢，此后略有升高;在烤煙全生育期內，會理的溫差高于紅塔，寧洱的溫差最低。

2.2 土壤因子對煙葉化學成分及感官評吸影響

選擇植煙土壤因子和主要烤后煙葉化學成分及感官評吸結果分別進行灰色關聯分析(表1～2)，與烤后煙葉總糖關聯度較高的土壤因子為:陽離子交換量，pH，有效硼，鹽分，水溶性氯;對還原糖而言，陽離子交換量、pH、有效硫、有效硼、水溶性氯關聯度較高;煙堿關聯度是鹽分、有效鐵、有效硼、水溶性氯及有效鉀關聯度最高;烤后煙葉中氯含量則與土壤中有效硼、水溶性氯，有效硫，有效鉀，有效磷關聯度最高;烤后煙葉中鉀含量與土壤中有效鐵、有效錳、有效硼、水溶性氯及有效磷關聯度最高;烤后煙葉中淀粉則是水溶性氯、有效硼、有效硫、有效磷及有效鉀關聯度最高。

圖1 不同生育期寧洱、紅塔和會理主要氣象因子特征Fig.1 Characteristics ofmeteorological factors in different growth stages of Ninger，Hongta and Huili

烤煙感官評吸質量中煙草本香關聯度最高的土壤因子為:有效硼，有效鐵，有效硫，水溶性氯，有效磷;香氣量、香氣質關聯度最高的土壤因子均為:有效硼，有效磷，水溶性氯，有效硫，有效鐵;與濃度關聯度最高的土壤因子為:有效硼，水溶性氯，有效磷，有效硫，有效鉀;與刺激性關聯度最高的土壤因子為:有效硼，有效鐵，有效磷，水溶性氯，有效硫;而勁頭則有效硼、水溶性氯、有效鐵、pH、鹽分關聯度最高;與雜氣關聯度最高的土壤因子為:水溶性氯，有效鐵，有效磷，有效硼，有效錳;干凈度與有效鐵、有效磷、堿解氮、有效硼、有效錳關聯度最高;與濕潤感關聯度最高的土壤因子為:有效磷，有效硼，水溶性氯，有效鐵，鹽分;與回味關聯度最高的土壤因子為:有效磷，有效硼，有效鐵，有效硫，有機質;感官評吸總分則與有效硼、水溶性氯、有效磷、堿解氮和有效鐵關聯度最高。

表1 土壤因子與烤后煙葉化學成分灰色關聯度Table 1 The grey correlation degree between soil factors and chemical components of flue cured tobacco leaves

表2 土壤因子和烤后煙葉感官評吸灰色關聯度Table 2 The grey correlation degree between the soil factors and the sensory evaluation of flue-cured tobacco

2.3 整個生長季氣象因子對煙葉化學成分及感官評吸影響

選擇生長季氣象因子和烤后煙葉化學成分及感官評吸結果分別進行灰色關聯分析(表3～4)。

烤后煙葉中總糖與溫差及平均相對濕度關聯度最高;還原糖與平均相對濕度及降水量關聯度最高;煙堿和淀粉含量均與日照時數及平均相對濕度關聯度最高;烤后煙葉中的氯與日照時數及均溫關聯度最高;而與烤后煙葉中的鉀關聯度最高的氣象因子為日照時數和平均相對濕度。

生長季氣象因子和烤后煙葉感官評吸關聯程度。煙草本香、回味和香氣質均與日照時數及平均相對濕度關聯度最高;煙香氣量與均溫及日照時數關聯度最高;濃度、雜氣、刺激性均與平均相對濕度及日照時數關聯度最高;勁頭、干凈度和感官評吸總分均與平均相對濕度及降水量關聯度最高;濕潤感則與溫差及降水量關聯度最高。

表3 生長季主要氣象因子與烤后煙葉化學成分灰色關聯度Table 3 The grey correlation degree between meteorological factors and chemical components of flue cured tobacco leaves

表4 生長季主要氣象因子和烤后煙葉感官評吸灰色關聯度Table 4 The grey correlation degree between themeteorological factors and the sensory evaluation of flue-cured tobacco

3 討 論

3.1 典型清香型煙區不同生育期氣象特征

生產優質的清香型優質烤煙，生長需水特點是前期少，中期多，后期又少，對氣溫條件的要求是前期較低、中期較高、成熟期不低于20℃[3，10];伸根期水分少利于烤煙生根，旺長期烤煙生長快速需要充足水分，后期降水少則利于煙葉成熟[11];烤煙在整個大田生長季日照時數最好達到500～700 h，Jackson等人發現延長日照時數可以增對烤煙煙堿、鉀等[12];溫差而言，一般晝夜溫差大有利于減少呼吸消耗，對于煙葉是有機質積累有利;空氣濕度一般清香型區域前期較低，隨生育期推移相對濕度逐漸增大，成熟期相對濕度最大。紅塔、寧洱和會理作為典型清香型亞區，區域氣象條件均符合優質清香型煙葉生產條件[13]。

3.2 土壤因子對烤后煙葉化學成分及感官評吸影響

在植物生長中有效硼可使糖更易于跨越質膜，促進其運輸，本試驗中有效硼無論對于糖分還是煙堿以及其它化學成分，都有高關聯程度，這與韋翔華等研究一致[14]。而徐淑芬等人研究表明，微量元素中對煙堿含量影響大的是硼，對糖含量影響大的是錳和鐵[15]。有效磷一般提高烤后煙葉中的總糖和還原糖;也有研究表明隨著磷肥施用增加，總糖及還原糖會隨之降低[16]。本試驗中，有效硼與烤后煙葉化學成分及感官評吸都有很強關聯，這與尹鵬達等人研究一致[17]。本文現階段研究為篩選影響烤后煙葉化學成分及感官評吸的關聯程度高的指標，并未涉及到相關養分對化學成分及感官評吸的正負影響。宋瑩麗[18]收集了8個省煙葉及土壤數據，研究發現土壤pH、陽離子交換量、鹽基飽和度及速效鉀含量對煙葉化學成分的含量影響較大。這與本文在常規土壤指標上一致，微量元素指標上則有些出入，這可能與研究區域烤煙香型有關，宋瑩麗所研究為濃香型煙區，而本試驗為清香型煙區，而產生差異性的生態因素作用可能正是不同香型產生的原因。

3.3 生長季主要氣象因子對烤后煙葉化學成分及感官評吸影響

戴冕等人研究發現光照時數與烤后煙葉還原糖積累呈顯著相關，降雨量和平均相對濕度則與烤后煙葉煙堿的積累呈極顯著的相關關系[19]。然而陳偉等研究發現對于南方烤后煙葉中煙堿、氯和鉀影響最大的氣象因子是日照時數[20]。本試驗煙堿、氯、鉀與陳偉等人研究一致，而對總糖、還原性糖影響對大的是溫差和平均相對濕度，淀粉則是平均相對濕度影響最大。

對于濃度、刺激性、雜氣、干凈度及感官質量總分，平均相對濕度關聯度最高，這與周翔研究基本一致[21]。而本研究中煙草本香、香氣質、回味等與日照時數關聯度最大，香氣量與均溫關聯度最高，濕潤感與溫差關聯度最高。

4 結 論

從氣象特征上看，本文選取的會理、紅塔和寧洱三個地區均適合優質清香型煙葉生產。土壤中不同養分對于烤后煙葉及感官評吸影響具有差異，其中土壤有效硼影響顯著。整體而言，氣象因素中相對平均濕度和日照時數對烤后煙葉化學成分及煙葉感官評吸影響最大。

本文選取清香型煙區三個典型亞區進行分析，雖然選取對烤煙品質的影響最大的生態因子-氣象和土壤。但受試驗條件制約，像地形、地質、海拔高度、土壤質地及不同因素之間交互作用等未進行考慮。針對生態數據獲取制約因素多，今后研究可以通過遙感數據和地面氣象站數據反演插值獲得更精確的煙區生態數據，從而研究不同生態因子對烤煙品質影響，既可以減少人力物力投入，又可獲得更加精確生態數據。總之，進行烤煙生產和區劃時，要綜合考慮地形、海拔、土壤母質、質地、太陽輻射以及氣象等生態因素。

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(責任編輯 李 潔)

Grey Correlation Degree between Ecological Factors and Quality of Flue-cured Tobacco in Typical Tobacco Grow ing Areas

CHANG Nai-jie1，LIU Qing-li1，LIZhi-hong1，LIJun-ying2，MA Er-deng2，ZHANG Yun-gui1*
(1.Institute of Agricultural Resources and Regional Planning，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing100081，China;2.Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences，Yunnan Yuxi653100，China)

【Objective】The present paper aimed to understand the correlation degree between the quality of flue-cured tobacco and themain ecological factors in typical flue cured tobacco-growing areas，and provide a theoretical support for tobacco production.【Method】Through collecting typical flue-cured tobacco samples related meteorological data were selected and the correlation between chemical composition and sensory quality of flue cured tobacco and meteorological and soil factors in typical tobacco growing areas by grey relational grade were analyzed.【Result】(i)For Ning′er，Huili and Hongta:the average temperature increased initially and then decreased slightly in the early stage of the growth period;the average relative humidity fertility rate increased and then stabilized;the rainfall amount reached themaximum in themedium ofmaturity;and the precipitation in the three placeswasmore in the early growth period;in the early days，the early sunshine was low，and the three places reached the lowest sunshine in the early stage ofmaturity;the temperature difference showed a slight increase after the firstdrop;the average temperaturewere slightly decreased in the early stage of the growth period of flue-cured tobacco;the sunshine was abundant in the early stage of the growth period，and the late stage of the growth period was low，and the lowest sunlightwas reached in the early stage of growth;the temperature difference showed a slight increase in the state after the first rise.(ii)The grey incidence of Cation exchange capacity with total sugar，reducing sugar，salt and nicotine was the highest，effective boron and chlorine content in tobacco leaves，highest effective iron and potassium in tobacco leaves grey incidence was the highest，chlorine and starch content highest grey relation;Effective boron and tobacco aroma，concentration of aroma，sweet temperament，and stimulating momentum and sensory evaluation of grey correlation，the highest total score of mixed gas and the soil water soluble chloride，highest degree of clean and moist feeling with effective phosphorus highest correlation.(iii)The correlation between the total sugar and the temperature differencewas the highest，and the correlation degree between the reducing sugar and the starch and the average relative humidity was the highest，and the nicotine，chlorine and potassium were the highest in the sunshine hours;the concentration，irritation，the correlation between the total score of sensory quality and the average relative humidity was the highest，and the correlation degreewas the highest with the sunshine hours，the highestdegree of aroma and average temperature，and the highestdegreeofwetnessand temperature difference.【Conclusion】From the aspects ofmeteorological factors，the Hongta and Ning′er are suitable for the production of high quality flue cured tobacco leaves;the relative humidity and sunshine hourshad a higher effecton the flue-cured tobacco leaves;and the effects of differentnutrients on soilswere different，and the effect of soil available boron was significant.

Meteorological factors;Soil factors;Chemical composition;Gray correlation;Sensory quality

S572

A

1001-4829(2017)8-1754-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.010

2016-02-16

清香型特色優質煙葉生態基礎研究(Ts-03-2011002 1);全國烤煙煙葉香型風格區劃研究(110200901003)

常乃杰(1993-)，男，安徽蚌埠人，碩士研究生，農業生態方向，E-mail:changnaijie@qq.com，Tel:13261953790，*為通訊作者:張云貴，E-mail:zhangyungui@caas.cn。