玉溪煙區(qū)K326不同部位初烤煙葉面形態(tài)特征的識別

徐昭梅，高云才，黃云雯，鄧邵文*，謝新喬，李湘?zhèn)ィ∮暄?/p>

(1．紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，云南玉溪 653100；2．西南財經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院，四川綿陽 621000)

烤煙是以采葉為目的的經(jīng)濟(jì)作物，不同部位的煙葉內(nèi)在質(zhì)量不同，在卷煙中所起到的作用也不同[1]，分清部位非常重要。利用在同一烤煙植株不同部位具有不同葉形的異形葉性，對烤煙葉面形態(tài)進(jìn)行數(shù)字量化分析，可達(dá)到部位識別的目的，從而合理利用煙葉資源，優(yōu)化卷煙工藝配方。

目前，中華人民共和國煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[2]中對初烤煙葉面形態(tài)的描述多以感官定性描述為主，以數(shù)字量化的信息僅有“長寬比”一項指標(biāo)，其他特征均為文字定性描述。隨著現(xiàn)代感官分析技術(shù)在煙草領(lǐng)域的發(fā)展，僅用“長寬比”概念難以體現(xiàn)煙葉形狀特征。因此，應(yīng)建立一個合理、適用的葉面形狀描述方法，進(jìn)而構(gòu)建起多元量化的初烤煙葉面形狀指標(biāo)體系，才能更加全面、客觀地評價初烤煙葉面形狀特征。目前，烤煙葉面形狀的分析在煙葉評級領(lǐng)域的研究鮮有報道[3-4]。筆者通過對玉溪煙區(qū)K326不同部位初烤煙葉面形狀指標(biāo)進(jìn)行測量分析，研究了初烤煙不同部位之間葉面形態(tài)特征的差異，以便在煙葉分級過程中準(zhǔn)確判定煙葉部位，實現(xiàn)傳統(tǒng)評級可傳承和現(xiàn)代評級可量化。

1　材料與方法

1.1材料嚴(yán)格按照42級烤煙國家標(biāo)準(zhǔn)，對玉溪煙區(qū)2017年K326初烤煙進(jìn)行逐片挑選，共挑選初烤煙樣品15套。其中，易門縣3套，元江縣3套，峨山縣3套，華寧縣3套，江川縣3套；每套樣品12個等級，分別為X1F、X2F、X3F、X4F、C1F、C2F、C3F、C4F、B1F、B2F、B3F和B4F。

1.2方法每套樣品每個等級抽取完整度好的10片初烤煙測量相關(guān)指標(biāo)，15套樣品共抽取1 800片初烤煙進(jìn)行測量。參考杭悅宇等[5]、周連第等[6]、彭瑜等[7]的葉面形態(tài)指標(biāo)定量分析方法，對初烤煙的以下10個指標(biāo)進(jìn)行測量：測量葉片長度(L)、葉片最寬處的寬度(M1)、葉最寬處至葉柄距離(L1)、葉基最寬處的寬度(M2)、葉基最寬處到葉柄距離(L2)、葉基末端寬度(M3)、葉基末端到葉柄距離(L3)、葉片2/3處的寬度(M4)、葉片前1/5處的寬度(M5)、葉片前1/5的長度(L5)(圖1)。并將以上所測10個數(shù)值換算成7個特征值：全葉形態(tài)L/M1、葉基部的開片程度M2/L、葉片上端的開片程度M4/L、葉尖部的闊度M5/L、葉基寬窄的變化(M2-M3)/(L2-L3)、葉尖尖銳程度M5/L5和葉片最寬處的位置L1/L。采用SPSS21.0和SAS9.2軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

圖1　初烤煙葉面形態(tài)指標(biāo)示意Fig.1　Schematic diagram of the characteristics of leaf shape of flue-cured tobacco

2　結(jié)果與分析

2.1烤煙部位與葉面形態(tài)指標(biāo)的關(guān)系由表1可知，中部葉長寬比普遍在3.02左右，葉長與葉寬均達(dá)到國際型優(yōu)質(zhì)煙葉的標(biāo)準(zhǔn)，葉基最寬處在葉中位置，呈長橢圓形。上部葉長度達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，長寬比均在3.90左右，葉最寬處靠近葉中偏上，呈披針形。下部葉發(fā)育最差，長寬比均在2.29左右，葉基最寬處在靠近基部位置，呈卵圓形。下部葉葉基最寬寬度普遍在16.99 cm，與葉基末端寬度的差為12.91 cm，且葉基至葉基末端距離均在8.21 cm，寬度差與長度差比值在1.62左右，下部煙基部呈典型的圓鈍狀。中部葉基最寬寬度普遍在14.58 cm，與葉基末端寬度的差為9.16 cm，且葉基至葉基末端距離均在10.59 cm，寬度差與長度差比值在0.9左右，中部葉的基部介于楔形與近半圓形之間。上部葉基部兩邊的葉緣相對較平直，葉基最寬寬度普遍在12.79 cm，與葉基末端寬度的差為4.35 cm，且葉基至葉基末端距離均在9.72 cm，寬度差與長度差比值在0.44左右，呈漸狹狀。下部葉尖部較鈍，中部葉尖較銳，上部葉尖尖銳。各部位的測量值標(biāo)準(zhǔn)差、方差相對較大，特征值的標(biāo)準(zhǔn)差、方差相對較小，各部位葉面形狀指標(biāo)均存在不同程度的變異，變異范圍在2.342%～28.347%，大多數(shù)指標(biāo)的變異系數(shù)為中等變異(10%≤變異系數(shù)≤30%為中等變異)，原因是樣品的下部包含了第1～6葉位的葉片，中部包含了第7～14葉位的葉片，上部包含了第15～22葉位的葉片，相鄰葉位間的葉面形狀指標(biāo)有差異。因此，可以根據(jù)葉面形狀指標(biāo)對3個部位再進(jìn)行細(xì)分。

表1　煙葉各部位的葉面形狀指標(biāo)統(tǒng)計

由表2、3可知，各部位間的葉長、葉最寬處至葉柄距離、葉基最寬度、葉基末端寬度、葉片長寬比、葉基部開片程度、葉片上端的開片程度、葉尖部的闊度、葉基寬窄的變化、葉尖尖銳程度和葉片最寬處的位置11項指標(biāo)的差異達(dá)到顯著水平。各部位間的葉基最寬度、葉基末端寬度、葉片長寬比、葉片上端的開片程度、葉尖部的闊度、葉基寬窄的變化、葉尖尖銳程度和葉片最寬處的位置8項指標(biāo)的差異達(dá)到極顯著水平。其中，葉基最寬度是下部>中部>上部，葉基末端寬度是下部<中部<上部，葉基寬窄的變化為下部>中部>上部，說明下部煙基部呈典型的圓鈍狀，中部葉的基部呈楔形，上部葉基部兩邊的葉緣相對較平直，呈漸狹狀。煙葉長寬比為下部<中部<上部，葉片上端的開片程度是下部>中部>上部，葉尖尖銳程度為下部<中部<上部，下部葉最寬處靠近基部，中部葉最寬處在中部，上部葉最寬處在葉中偏上，說明下部葉葉形大多是卵圓形，葉尖較鈍；中部葉葉形大多是長橢圓形，葉尖較短而尖銳，呈急尖狀；上部葉葉形大多是披針形，葉尖較長且逐漸尖銳，呈漸尖狀。綜上可見，葉基最寬度、葉基末端寬度、葉片長寬比、葉片上端的開片程度、葉尖部的闊度、葉基寬窄的變化、葉尖尖銳程度和葉片最寬處的位置8項葉面形狀指標(biāo)能確定為判定部位的依據(jù)，并根據(jù)這8項指標(biāo)對烤煙臨界部位進(jìn)行方差分析。

臨界部位的判定是煙葉分級的一個難點[8]，其中C3F與X1F，C4F與X2F，B1F與C1F、C2F的部位判定容易混淆。由表4可知，C3F與X1F、C4F與X2F、B1F與C2F在葉基最寬度存在極顯著差異，表現(xiàn)趨勢為葉基最寬度X1F>C3F，X2F>C4F，B1F>C2F。B1F與C1F、C2F在葉基末端寬度存在極顯著差異，表現(xiàn)趨勢為葉基末端寬度B1F>C1F>C2F。C3F與X1F，C4F與X2F，B1F與C1F、C2F在葉片長寬比存在極顯著差異，形態(tài)特征表現(xiàn)為長寬比C3F>X1F，C4F>X2F，B1F>C2F>C1F。C3F與X1F、C4F與X2F在葉片上端的開片程度存在極顯著差異，表現(xiàn)趨勢為葉片上端的開片程度X1F>C3F，X2F>C4F。C3F與X1F、C4F與X2F在葉尖部的闊度存在極顯著差異，形態(tài)特征表現(xiàn)為葉尖部的闊度X1F>C3F，X2F>C4F。C3F與X1F，C4F與X2F，B1F與C1F、C2F在葉基寬窄的變化存在極顯著差異，表現(xiàn)趨勢為葉基寬窄的變化X1F>C3F，X2F>C4F，C1F≈C2F>B1F。C3F與X1F、C4F與X2F在葉尖尖銳程度存在極顯著差異，形態(tài)特征表現(xiàn)為葉尖尖銳程度X1F>C3F，X2F>C4F。C3F與X1F、C4F與X2F、B1F與C1F在葉片最寬處的位置存在極顯著差異，形態(tài)特征表現(xiàn)為下部葉最寬處靠近葉基部，中部葉最寬處靠近葉中位置，上部葉最寬處靠近葉中偏上位置。可見，中下部交界葉能從葉基最寬度、葉片長寬比、葉片上端的開片程度、葉尖部的闊度、葉基寬窄的變化、葉尖尖銳程度和葉片最寬處的位置7項指標(biāo)進(jìn)行識別。中上部交界葉能從葉基末端寬度、葉片長寬比、葉基寬窄的變化和葉片最寬處的位置4項指標(biāo)進(jìn)行識別。綜上所述，葉片長寬比、葉基寬窄的變化和葉片最寬處的位置3項葉面形狀指標(biāo)能作為臨界部位識別的依據(jù)。

表2　不同部位烤煙葉面形狀測量值的差異分析

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母分別表示不同處理間在0.01、0.05水平差異顯著

Note:The capital letters and lowercase letters in the same column indicated significant differences at 0.01 and 0.05 level, respectively

表3　不同部位烤煙葉面形狀特征值的差異分析

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母分別表示不同處理間在0.01、0.05水平差異顯著

Note:The capital letters and lowercase letters in the same column indicated significant differences at 0.01 and 0.05 level, respectively

2.2聚類分析根據(jù)葉面形狀指標(biāo)與臨界部位相關(guān)分析結(jié)果，選出與部位極顯著相關(guān)的葉片長寬比、葉基寬窄的變化和葉片最寬處3個指標(biāo)，對各等級所在的部位進(jìn)行聚類分析。根據(jù)圖2結(jié)果，可將三大部位再細(xì)分為9類。第一類為腳葉(葉位1～3)，包括X3F和X4F，形態(tài)特征為葉長是葉寬的2.19～2.36倍，葉基形態(tài)呈截形，葉片最寬處位置靠近葉片基部，葉片呈卵圓形。第二類為下二棚(葉位4～5)，包括X2F，葉長是葉寬的2.29倍，葉基形狀呈圓鈍狀，葉片最寬處位置靠近葉片基部，葉片呈長卵圓形。第三類為下偏中交界葉(葉位6～7)，包括X1F，葉長是葉寬的2.34倍，葉基形態(tài)呈半圓狀，葉片最寬處位置靠近葉片基部，葉片呈長卵圓形。第四類為下腰葉(葉位8～9)，包括C4F，葉長是葉寬的2.29倍，葉基呈低楔形，葉片最寬處位置靠近葉片中部，葉片呈寬橢圓形。第五類為腰葉(葉位10～13)，包括C2F和C3F，葉長是葉寬的2.92～3.13倍，葉基呈低楔形，葉片最寬處位置靠近葉片中部，葉片呈橢圓形。第六類為上腰葉(葉位14～15)，包括C1F，葉長是葉寬的2.92倍，葉基呈高楔形，葉片最寬處位置靠近葉片中部，葉片呈橢圓形。第七類為上二棚(葉位16～18)，包括B1F與B2F，葉長是葉寬的3.32～3.47倍，葉基漸狹狀明顯，呈寬披針形。第八類為下頂葉(葉位19～20)，包括B3F，葉長是葉寬的4.21倍，葉基漸狹狀明顯，呈披針形。第九類為上頂葉(葉位21～22)，包括B4F，葉長是葉寬的4.58倍，形態(tài)特征為葉片狹長，葉基最寬處與葉寬差異較小，葉尖較長且逐漸尖銳，呈披針形。

表4　臨界部位烤煙葉面形狀指標(biāo)差異分析

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母分別表示不同處理間在0.01、0.05水平差異顯著

Note:The capital letters and lowercase letters in the same column indicated significant difference at 0.01 and 0.05 level, respectively

圖2　葉面形狀聚類分析Fig.2　Cluster analysis chart of characteristics of leaf shape

3　結(jié)論與討論

烤煙不同部位的葉片在生長發(fā)育過程中，常因遺傳特性、生態(tài)環(huán)境、栽培措施、激素以及生長調(diào)節(jié)劑的使用而出現(xiàn)不同的葉形，在植物學(xué)上被稱為異形葉性。該研究根據(jù)烤煙葉面形狀特點，對測量出的10個以數(shù)字量化的葉面形狀進(jìn)行描述，并換算成7個相對特征值，更全面地揭示了煙葉著生部位的葉面形狀多樣性和差異性，為烤煙部位識別提供了數(shù)據(jù)支撐。其中，葉基最寬度、葉基末端寬度、葉片長寬比、葉片上端的開片程度、葉尖部的闊度、葉基寬窄的變化、葉尖尖銳程度和葉片最寬處的位置8項葉面形狀描述指標(biāo)能確定為烤煙部位識別的依據(jù)。在烤煙臨界部位的判定中，以葉片長寬比、葉基寬窄的變化和葉片最寬處的位置3項葉面形狀描述指標(biāo)能確定為臨界部位識別的依據(jù)，從而能提高臨界部位識別的準(zhǔn)確性。

根據(jù)葉面形狀描述指標(biāo)與部位識別的相關(guān)分析結(jié)果進(jìn)行聚類分析，將烤煙部位清晰地劃分為9類，這與煙葉分級領(lǐng)域中烤煙部位劃分的發(fā)展趨勢基本相同，說明量化的葉面形狀描述指標(biāo)具有合理性。可見，葉片長寬比、葉基寬窄的變化和葉片最寬處的位置3項葉面形狀描述指標(biāo)可以較好地反映初烤煙的部位特征，可作為初烤煙部位識別的葉面形態(tài)特征。

該研究所采用的葉面形狀描述方法系統(tǒng)地分析了葉面形狀與部位之間的聯(lián)系，較全面、準(zhǔn)確地反映了烤煙葉面形狀特征，有助于提高煙葉部位判定的準(zhǔn)確性，在烤煙葉面形狀描述研究的領(lǐng)域有較高的參考價值，但仍需進(jìn)一步研究和完善。

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