焦甜香煙葉形成的氣象因素分析

周初躍，郭東鋒，姚忠達，舒俊生

（安徽中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心，合肥 230088）

煙草（Nicotiana tabacum L.）原產(chǎn)亞熱帶，喜歡溫暖而濕潤的氣候。氣象條件對煙葉質(zhì)量和風格的形成起到了關(guān)鍵性的重要作用[1]。根據(jù)氣候、土壤及其他生態(tài)條件，我國可分為5大種煙區(qū)域，不同區(qū)域煙葉質(zhì)量、風格有較大差異[2]。焦甜香是優(yōu)質(zhì)煙葉共有的一種優(yōu)質(zhì)香韻，尤以皖南區(qū)域所產(chǎn)煙葉為國內(nèi)代表。圍繞煙葉或皖南焦甜香煙葉特色形成[3-9]國內(nèi)已有較多研究，李龍等[10]構(gòu)建的水氣候影響函數(shù)應(yīng)用于皖南大田期氣候動態(tài)的評價，羅勇等[11]研究認為，在氣候因素中成熟期光照強度對烤煙香型風格和香氣前體物含量影響最明顯，黃中艷等[12]研究認為，云南氣候三因素的匹配和時段分配對煙葉品質(zhì)有重要影響。但是針對焦甜香風格形成與氣象因素的研究尚不多見，本研究擬以焦甜香煙葉與氣象因素為研究對象，探索焦甜香的形成與氣象因子之間的關(guān)系，為煙葉生產(chǎn)資源配置以及煙草種植區(qū)域調(diào)整等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究材料來自 2012年度皖南、郴州、張家界、三門峽、曲靖、文山、涼山、麗江、昆明、玉溪、三明、龍巖、遵義、南平、許昌 15個產(chǎn)煙區(qū)域，取樣為C3F標準等級初烤煙葉3～5 kg進行感官評價。

1.2 方法

1.2.1 煙葉感官評價 根據(jù)焦甜香香韻的強弱進行打分，分強（5分）、較強（4分）、中（3分）、較弱（2）、弱（1分）和無（0分）6個檔次。

1.2.2 各烤煙區(qū)域大田期確定及焦甜香香韻確定15個植煙區(qū)域大田期的確定及焦甜香評價結(jié)果見表1。

表1 各植煙區(qū)域大田期及焦甜香判定Table1 Definition of field growth period and coke sweet aroma type for the samples

1.3 氣象數(shù)據(jù)來源

15個氣象點數(shù)據(jù)取自中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http∶//cdc.cma.gov.cn/），文中所用氣象數(shù)據(jù)為烤煙大田期數(shù)據(jù)，其中極端最低氣溫、極端最高氣溫、最小相對濕度、最大風速均采用各樣本極大、極小值，降雨量為大田期總量，其他氣象因子為大田期均值。

2 結(jié) 果

由表2看出，區(qū)域間氣象因子差異較為明顯。其中極端最低溫變異達到57.59%，皖南大田期最低溫達到-1.1 ℃，而許昌大田期最低溫在15.3 ℃；各區(qū)域大田期降水量也存在較大差異，變異達到39.09%，大田期降水量最少的為許昌255.1 mm，最大的為三明降水量達到了1217.2 mm；日降水量≥0.1 mm天數(shù)各區(qū)域變異達到25.70%，許昌日降水量≥0.1 mm天數(shù)只有32 d，而文山達到了93 d；各區(qū)域最大風速變異為27.03%，最大日降水量區(qū)域間變異達到了64.26%，三門峽最大日降水量只有30.4 mm，而張家界最大日降水量達到了217.7 mm，說明各地在大田期降雨強度差異較大；各地大田期田間最小相對濕度也存在較大變異為39.71%，皖南田間最小相對濕度達到了 8%，遵義最小相對濕度為30%。除平均氣壓數(shù)據(jù)不服從正態(tài)性外，其他氣象因子均服從正態(tài)分布。

通過對大田期氣象因子與煙葉焦甜香香韻進行相關(guān)分析表明，煙葉焦甜香與極端最高溫、平均氣壓、平均氣溫、平均水汽壓、平均最低氣溫、平均最高氣溫均呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。

以焦甜香香韻為應(yīng)變量、氣象因子為自變量進行回歸分析，結(jié)果見表3、4，方程診斷p=0.002達到極顯著水平，方程決定系數(shù)達到 R2=0.96，共有極端最高溫、極端最低溫、降水量、平均氣溫、日照時數(shù)、最大風速、最小相對濕度7個氣象因子達到系數(shù)檢驗顯著水平，它們組合的線性方程可以解釋焦甜香香韻96%的變異，所建立的回歸方程為：

Y焦甜香=-21.87+0.18X極端最低氣溫+0.64X極端最高氣溫+0.004X降水量-0.45X平均氣溫+0.009X日照時數(shù)+0.35X最大風速+0.24X最小相對濕度

根據(jù)標準回歸系數(shù)的大小可以判斷，對焦甜香形成影響程度依次為：極端最高溫＞最小相對濕度＞降水量＞日照時數(shù)＞平均氣溫＞極端最低溫＞最大風速。

利用回歸分析篩選出的7個氣象因子對15個區(qū)域進行判別分析，其中南平為非焦甜香、許昌為焦甜香待判樣本，結(jié)果見表 5～8，判別結(jié)果診斷類別間達到極顯著水平，擬合度達到 100%，全部分類正確，其中待判樣本南平、許昌后驗概率分別為0.9772和1，判別正確，說明以極端最高溫、極端最低溫、降水量、平均氣溫、日照時數(shù)、最大風速、最小相對濕度7個氣象因子來判別焦甜香區(qū)域有較高的準確率。所建立判別函數(shù)為：

表2 大田期氣象因子統(tǒng)計描述及相關(guān)分析Table2 Description and correlation analysis of climatic factors in field period

表3 逐步回歸方差分析Table3 ANOVA results of stepwise regression

表4 逐步回歸各系數(shù)檢驗Table4 Diagnosis results of each regression coefficients in stepwise regression analysis

Y焦甜香=-0.0698X極端最低氣溫-0.1760X極端最高氣溫+0.0009X降水量+0.0309X平均氣溫-0.0032X日照時數(shù)-0.0589X最大風速-0.0068X最小相對濕度

表5 判別分析診斷檢驗Table5 Diagnosis results of discrimination analysis

表6 判別結(jié)果擬合檢驗診斷Table6 Diagnosis results of discrimination analysis fitted value

表7 判別分析計算后分類和后驗概率Table7 Classification results and posteriori probabilities based on discrimination function

表8 判別模型待判別樣本判別結(jié)果Table8 Predict results from predictive samples based on discrimination function

3 討 論

氣象因素是煙葉質(zhì)量和風格形成的重要因素，但對煙葉生長發(fā)育和質(zhì)量風格形成影響機理較為復(fù)雜[13-19]。一般烤煙生育的最適溫度為24～28 ℃，相關(guān)研究文獻認為[1]，烤煙生育的最適宜溫度為20～38 ℃；有研究認為，在20～28 ℃的范圍內(nèi)，煙葉的內(nèi)在質(zhì)量有隨著成熟期平均溫度升高而提高的趨勢[20]；而溫度（極端最高溫、最低溫和平均溫度）對焦甜香的影響可能是較大的溫差給煙株造成一定的脅迫作用，對煙葉內(nèi)含物的積累有一定的作用，利于潛香物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)化[25,27]。降水量對煙葉質(zhì)量的形成更為復(fù)雜，受地形地貌、降雨量、強度等共同作用，有研究認為在一定范圍內(nèi)，降雨量的增多會增加煙葉中氯的含量[21,24]，而氯含量過高對煙葉品質(zhì)產(chǎn)生不利影響；在一定范圍內(nèi)，降雨量、日照時數(shù)和積溫的增加有利于煙葉中總糖的積累，但不利于含氮化合物的積累[21,26]；而田間相對濕度的研究大多集中在病蟲害方面[22-23]，與煙葉質(zhì)量風格相關(guān)研究較少，可能與田間風速共同作用與煙株生理生化代謝過程，與煙株的光合作用和蒸騰作用協(xié)同影響，進而影響煙草的生長發(fā)育。

4 結(jié) 論

通過以上分析可以得出，氣象因子中極端最高溫、極端最低溫、降水量、平均氣溫、日照時數(shù)、最大風速、最小相對濕度7個因素對焦甜香煙葉的形成有較為重要的作用，7項指標所組成的線性方程可以解釋焦甜香香韻96%的變異，且以此7個氣象因子判別植煙區(qū)域焦甜香香韻的有無準確率較高。進一步分析可知，極端最高溫對焦甜香香韻的形成影響最大，其次為最小相對濕度、降水量、日照時數(shù)、平均氣溫，極端最低溫和最大風速對焦甜香香韻的形成影響相對較弱。因此，在煙草生產(chǎn)過程中尤其要協(xié)調(diào)農(nóng)事栽培措施與此7項氣象關(guān)鍵因子的協(xié)調(diào)優(yōu)化，促進煙葉質(zhì)量提升和風格的彰顯。

由于煙葉質(zhì)量和風格形成是受生態(tài)、品種以及栽培共同作用的結(jié)果，而生態(tài)因素中氣象條件復(fù)雜多變，其對煙葉質(zhì)量、風格的影響研究也最為復(fù)雜，對于兩者的關(guān)系尚需要進一步深入細致研究。

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