貴州烏蒙煙區(qū)氣候特征及其對煙葉化學成分的影響

劉炳清，翟欣，許自成，楊雙劍，陳雪，黃化剛

(1.河南農(nóng)業(yè)大學煙草學院，河南 鄭州　450002；2.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié)　551700)

貴州烏蒙煙區(qū)氣候特征及其對煙葉化學成分的影響

劉炳清1，翟欣2，許自成1，楊雙劍2，陳雪2，黃化剛2

(1.河南農(nóng)業(yè)大學煙草學院，河南 鄭州450002；2.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié)551700)

摘要：為了探討貴州烏蒙煙區(qū)氣候因素對煙葉化學成分的影響，利用煙區(qū)的氣候因素資料以及煙葉化學成分數(shù)據(jù)，分析了煙區(qū)的氣候特點及其與煙葉化學成分的關(guān)系.結(jié)果表明：貴州烏蒙煙區(qū)大田期均溫為17.49 ℃，大田期日照時數(shù)平均為606.91 h，大田期降雨量為831.90 mm；煙葉化學成分表現(xiàn)為總糖、還原糖較高，煙堿、總氮、蛋白質(zhì)含量較適宜，煙葉吸味淡，刺激味較輕，鉀氯比值平均為6.90；相關(guān)分析表明，溫度對煙葉化學成分的影響最大，各生育期溫度與總糖、還原糖含量呈負相關(guān)關(guān)系，與煙堿、總氮、蛋白質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系；旺長期和成熟期日照時數(shù)的多少對煙葉糖類物質(zhì)、鉀含量以及含氮化合物的積累也存在較大程度地影響；降水條件對煙葉化學成分的影響相對較小.

關(guān)鍵詞：烤煙；貴州烏蒙煙區(qū)；氣候因素；化學成分

第一作者：劉炳清(1987-)，女，碩士研究生，主要從事煙草品質(zhì)生態(tài)與質(zhì)量評價研究.E-mail:bqliu2012@126.com

Analysis of climate factors and their influence on the chemical

components of flue-cured tobacco leaves from Wumeng

tobacco-growing areas in Guizhou Province

LIU Bing-qing1,ZHAI Xin2,XU Zi-cheng1,YANG Shuang-jian2,CHEN Xue2,HUANG Hua-gang2

(1.College of Tobacco Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China;

2.Bijie Branch of Guizhou Provincial Tobacco Company,Bijie 551700,China)

Abstract：In order to study the influence of climate factors of Wumeng tobacco-growing areas,Guizhou Province,on chemical components of flue-cured tobacco leaves,using the meteorological data and the data of chemical components,climate factors and their correlation with chemical components of flue-cured tobacco leaves were analyzed.The results showed that average temprature during field period was 17.49 ℃,the mean of total sunshine hours during field period was 606.91 h and the mean of total precipitation during field period reached to 831.90 mm.Tobacco leaves in the areas had higher contents of total sugar,reducing sugar and nicotine,total nitrogen and protein contents were more appropriate.They also had less offensive and irritating odor.The average ratio of K+/Cl-in tobacco leaves was 6.90.Correlation analysis indicated that the influence of temperature on chemical components in tobacco leaves was the strongest.In all the growth stages,temperatures were negatively correlated with total sugar and reducing sugar,while they were positively related to the contents of nicotine,total nitrogen and protein.Sunshine durations during the vigorous growth stage and maturing period had a larger influence on sugar,potassium content and accumulation of nitrogen compounds in tobacco leaves.The influence of precipitation condition on the chemical components of tobacco leaves was relatively week.

Key words：flue-cured tobaccos;Wumeng tobacco-growing area in Guizhou Province;climatic factors;chemical components

貴州烏蒙煙區(qū)位于畢節(jié)市西北部，主要包括威寧、赫章、納雍等地，具有海拔較高，光照資源豐富等得天獨厚的生態(tài)環(huán)境條件，有“高原煙?！敝Q，主產(chǎn)山地清甜香煙葉原料.不同煙區(qū)因生態(tài)因素不同其煙葉品質(zhì)特色也存在很大差異[1].在烤煙大田生長的不同生育期，光照、溫度、水分等氣候因子的變化均會對煙葉品質(zhì)產(chǎn)生重要影響[2-3].大量的科學試驗[4-5]表明，氣候因素是影響優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的主要生態(tài)學外因.黎妍妍等[6]、李繼新等[7]研究了貴州煙區(qū)的整體生態(tài)特征及烤煙質(zhì)量特點.趙爽等[8]對畢節(jié)威寧煙區(qū)的生態(tài)特點進行了分析，但關(guān)于貴州烏蒙煙區(qū)特色煙葉質(zhì)量與氣候因素的關(guān)系研究還未見報道.鑒于此，本研究擬在分析貴州烏蒙煙區(qū)氣候因素及煙葉化學成分狀況的基礎上，分析各生育期氣候因子與煙葉化學成分的關(guān)系，探討貴州烏蒙煙區(qū)氣候因素對煙葉化學成分的影響，以此來指導生產(chǎn)實踐，為解讀烏蒙特色煙葉質(zhì)量與風格成因提供氣候生態(tài)學方面的參考依據(jù).

1材料與方法

1.1氣候資料收集

貴州烏蒙煙區(qū)1961～2000年氣候資料由貴州省氣象局提供.主要地點如表1所示，共28個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象站點在該煙區(qū)烤煙種植區(qū)域中具有一定的代表性.根據(jù)基礎氣候資料并結(jié)合各地烤煙生長發(fā)育時期，選擇烤煙各生育期均溫(℃)、大田期≥10 ℃積溫(℃)、大田期可用日數(shù)(d)、年均溫(℃)、各生育期日照時數(shù)(h)、年日照時數(shù)(h)、各生育期降雨量(mm)、年降雨量(mm)等氣候因子用于分析.其中烤煙大田期可用日數(shù)是以熱量條件來界定煙區(qū)烤煙大田生長發(fā)育和成熟的一項時間指標，以大田期的起始溫度至終止溫度之間的天數(shù)來表示[9].國外優(yōu)質(zhì)煙區(qū)氣候數(shù)據(jù)參考文獻[10].

表1　貴州烏蒙煙區(qū)代表植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本情況

1.2樣品采集及指標測定

1.2.1煙葉樣品的采集按照取樣代表性原則，采用GPS定位技術(shù)，在貴州烏蒙煙區(qū)上述植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集烤后煙葉樣品共計28份.品種為當?shù)刂髟云贩N‘云煙87’，煙葉等級為C3F，每份采集烤后煙葉3.0 kg，樣品等級由專職評級人員按照GB 2635-92進行評定.煙樣烘干，粉碎，過篩，用于化學成分測定.

1.2.2指標測定方法化學成分測定指標包括煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯、蛋白質(zhì)，并計算糖堿比、氮堿比、鉀氯比，測定方法參考王瑞新[11]的方法.

1.3數(shù)據(jù)處理

全部試驗數(shù)據(jù)處理采用SPSS 19.0和Excel 2003統(tǒng)計軟件完成.

2結(jié)果與分析

2.1貴州烏蒙煙區(qū)氣候因素狀況分析

對貴州烏蒙煙區(qū)總體氣候資料進行統(tǒng)計分析，結(jié)果見表2.該煙區(qū)歷年均溫為12.25 ℃，煙葉大田期≥10 ℃有效積溫為2 098.99 ℃，大田期可用日數(shù)為128.96 d，處于適宜范圍(120～160 d)[12]之內(nèi)，但變異系數(shù)較大.在烤煙生長時期，隨著生長發(fā)育的推進，各生育時期的平均氣溫呈逐漸增加的趨勢，在成熟期達到最大值19.59 ℃，大田期均溫為17.49 ℃，變幅為15.04～19.14 ℃.由表可見，該煙區(qū)烤煙生長各時期溫度均低于國外優(yōu)質(zhì)煙區(qū)，一般認為，伸根期氣溫18～28 ℃、旺長期氣溫20～28 ℃，成熟期氣溫20～25 ℃有利于優(yōu)質(zhì)煙葉的生長發(fā)育[10]，貴州烏蒙煙區(qū)整體氣溫偏低，這可能與該煙區(qū)整體海拔較高有關(guān)[8].

該煙區(qū)年平均日照時數(shù)1 402.86 h，大田期日照時數(shù)平均為606.91 h，變幅563.46～647.12 h，低于美國、巴西和津巴布韋煙區(qū)，但貴州烏蒙煙區(qū)的大田期日照時數(shù)均在優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)所需要的日照時數(shù)范圍(500～700 h)[13].各生育期日照時數(shù)表現(xiàn)為成熟期>伸根期>旺長期，均能滿足優(yōu)質(zhì)煙生長的需要.該煙區(qū)平均年降雨量為988.79 mm，大田期降雨量為831.90 mm，隨生育期的延長，降雨量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，且各時期降雨量均高于國外優(yōu)質(zhì)煙區(qū).旺長期降雨量平均值為242.63 mm，比伸根期增多，此時期是烤煙生長需水最多的時期，充足的水分有利于烤煙的生長.以上各氣候指標除大田期可用日數(shù)和伸根期降雨量變異系數(shù)相對較大外，其余指標變異系數(shù)均較小，表明這些氣候指標在貴州烏蒙煙區(qū)比較穩(wěn)定，是該區(qū)域優(yōu)質(zhì)烤煙品質(zhì)形成的基本保證.

表2　貴州烏蒙煙區(qū)主要氣候指標的描述統(tǒng)計分析

2.2貴州烏蒙煙區(qū)煙葉化學成分分析

貴州烏蒙煙區(qū)煙葉化學成分狀況見表3.一般認為優(yōu)質(zhì)煙葉化學成分的適宜范圍為[13-14]：總糖含量18%～22%，還原糖含量16%～18%，總氮含量1.5%～3.5%，煙堿含量1.5%～3.5%，鉀含量>2%，氯含量<1%，蛋白質(zhì)含量6%～9%，糖堿比8～10，氮堿比0.9～1.0，鉀氯比>4.烏蒙煙區(qū)煙葉煙堿含量平均為2.70%，在適宜范圍內(nèi)，但變異程度較大，變異系數(shù)達到26.80%；總糖和還原糖含量普遍較高，導致糖堿比較高，均高于優(yōu)質(zhì)煙葉含量范圍.總氮含量為1.89%，在優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍內(nèi)，氮堿比為0.73，略低于最適宜值.烏蒙煙區(qū)煙葉鉀含量較低，平均為1.59%，氯含量為0.25%，鉀氯比為6.90，大于優(yōu)質(zhì)煙葉的鉀氯比，但三者變異幅度都較大.煙葉蛋白質(zhì)含量6.65%，在適宜范圍之內(nèi).

表3　貴州烏蒙煙葉化學成分指標狀況分析

2.3貴州烏蒙煙區(qū)氣候因素對煙葉化學成分的影響

2.3.1熱量條件的影響熱量條件與煙葉化學成分的相關(guān)分析結(jié)果如表4所示.各熱量指標與總糖含量呈極顯著的負相關(guān)，與煙葉蛋白質(zhì)含量呈極顯著的正相關(guān)；伸根期均溫與糖堿比、還原糖含量呈顯著負相關(guān)，其余熱量指標與糖堿比、還原糖含量呈極顯著的負相關(guān)；除伸根期均溫外，其余熱量指標與煙堿含量呈顯著正相關(guān)；旺長期均溫與總氮含量呈極顯著正相關(guān)，其余熱量指標與總氮含量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系；成熟期均溫、大田期可用日數(shù)與煙葉鉀含量呈顯著的負相關(guān)關(guān)系.其余指標間相關(guān)關(guān)系不顯著.

表4　貴州烏蒙煙區(qū)熱量條件與煙葉化學成分的相關(guān)系數(shù)

*表示相關(guān)性達到0.05顯著水平，**表示相關(guān)性達到0.01極顯著水平.

2.3.2光照條件的影響對各烤煙生長各生育期日照時數(shù)與煙葉化學成分進行簡單相關(guān)分析，結(jié)果見表5.煙堿、總氮、氯含量以及氮堿比與各光能指標的相關(guān)不顯著.伸根期日照時數(shù)與總糖、鉀含量以及糖堿比、鉀氯比呈顯著的負相關(guān)關(guān)系；旺長期日照時數(shù)與總糖、糖堿比呈極顯著正相關(guān)，與還原糖含量呈顯著正相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量呈顯著負相關(guān)；成熟期日照時數(shù)與總糖、糖堿比呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，與還原糖、鉀含量呈顯著負相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān).

表5　貴州烏蒙煙區(qū)日照時數(shù)與煙葉化學成分的相關(guān)關(guān)系相關(guān)系數(shù)

*表示相關(guān)性達到0.05顯著水平，**表示相關(guān)性達到0.01顯著水平.

2.3.3降水條件的影響烏蒙煙區(qū)降水條件與煙葉化學成分的相關(guān)關(guān)系見表6.伸根期降雨量與總糖、還原糖、鉀含量、糖堿比呈顯著負相關(guān)關(guān)系；旺長期降雨量與總糖含量呈正相關(guān)關(guān)系，且達到極顯著水平，與還原糖、鉀含量呈顯著正相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量呈顯著的負相關(guān)關(guān)系；成熟期降雨量與煙葉鉀含量呈顯著負相關(guān)；大田期降雨量與總糖、還原糖含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與蛋白質(zhì)呈極顯著的負相關(guān)，與糖堿比呈顯著的正相關(guān).其余指標間相關(guān)關(guān)系不顯著.

表6　貴州烏蒙煙區(qū)降水條件與煙葉化學成分的相關(guān)系數(shù)

*表示相關(guān)性達到0.05顯著水平，**表示相關(guān)性達到0.01顯著水平.

3討論與結(jié)論

氣候因子是影響烤煙內(nèi)在化學品質(zhì)形成的重要因素之一，烤煙對環(huán)境相當敏感，氣象條件的變化對煙葉產(chǎn)量、質(zhì)量均有較大的影響[15].因此，有關(guān)氣候?qū)熑~質(zhì)量影響的研究[5,16-18]一直受到重視.根據(jù)對貴州烏蒙煙區(qū)整體氣候資料的統(tǒng)計，結(jié)果表明該煙區(qū)烤煙各生育時期日照時數(shù)和降雨量均能滿足煙葉生長發(fā)育的需要，煙葉大田期可用日數(shù)較適宜，溫度相對偏低是最大不足之處，但大田期日照時期的延長在一定程度上彌補了生育期熱量不足的劣勢.烤煙成熟采烤時期日照時數(shù)增多，恰逢該煙區(qū)全年高溫多雨時段，這種光溫水的同步合理匹配，有利于優(yōu)質(zhì)煙葉的生長.總體而言，貴州烏蒙煙區(qū)烤煙生長季節(jié)氣候條件較好.

化學成分是評價煙葉質(zhì)量的重要指標，是決定煙葉品質(zhì)和風格特色的物質(zhì)基礎.對貴州烏蒙煙區(qū)煙葉化學成分進行分析發(fā)現(xiàn)，該煙區(qū)煙葉總糖含量和還原糖含量較高，煙堿、總氮、蛋白質(zhì)、氯含量含量均在適宜范圍，鉀含量略微偏低.煙葉化學成分之間的比值是判定煙葉化學成分是否協(xié)調(diào)的重要指標[19].糖堿比是分析煙草糖、氮化合物相對平衡的一個重要指數(shù)[20].貴州烏蒙煙區(qū)煙葉糖含量相對較高，糖堿比也高，導致煙葉吸味較淡，刺激性較輕，表現(xiàn)出清甜香特點.鉀氯比反映煙葉的燃燒性，烏蒙煙葉鉀氯比值大于4，說明燃燒性較好.

氣候因素影響煙葉中內(nèi)含物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)化，進而影響煙葉的品質(zhì).相關(guān)分析結(jié)果表明，氣溫對煙葉化學成分的影響最大，這與李天福等[15]的研究一致，多數(shù)熱量指標與煙葉化學成分指標之間的相關(guān)關(guān)系達到極顯著水平，隨著各生育期溫度的升高，煙葉總糖、還原糖含量呈現(xiàn)下降趨勢，煙堿、總氮、蛋白質(zhì)含量則呈現(xiàn)上升趨勢.貴州烏蒙煙區(qū)總體化學成分表現(xiàn)為糖高堿低，這可能正是由于該煙區(qū)溫度偏低所致.適當提高各生育期的溫度，可使糖堿比達到更適宜水平，煙葉的協(xié)調(diào)性更好，進而有利于優(yōu)質(zhì)煙葉品質(zhì)的形成.光能資源對煙葉化學成分的影響主要體現(xiàn)在旺長期日照時數(shù)和成熟期日照時數(shù)上.旺長期日照越充足越有利于糖類物質(zhì)的積累和鉀含量的提高，而成熟期日照時數(shù)的增多則有利于含氮化合物的積累.降水條件與煙葉化學成分相關(guān)分析表明，除成熟期降雨外，其余降水指標對部分化學成分指標有一定程度地影響.

貴州烏蒙煙區(qū)在貴州省烤煙綜合區(qū)劃中屬于黔西北高原中山地清甜香型烤煙種植區(qū)，在烤煙氣候區(qū)劃中屬于黔西北溫涼春旱多日照煙區(qū)[8]，所產(chǎn)煙葉具有清甜香風格特色，溫度、光照、降雨量等生態(tài)因子對煙葉化學成分均有一定程度地影響.在該煙區(qū)烤煙種植區(qū)劃時，要著重考慮以上氣候因素，善于利用該煙區(qū)的氣候資源，盡可能做到光、溫、水資源的配置與煙草的生長發(fā)育規(guī)律相吻合，同時還可以針對該區(qū)生態(tài)環(huán)境特點，尋找最佳移栽期使烤煙的生長發(fā)育在一年中最好的光溫水條件下進行.

參考文獻

[1]唐遠駒.特色煙葉區(qū)域劃分中的幾個問題[J].中國煙草科學,2010,31(2):1-4,9

[2]胡鐘勝,龍偉,譚軍,等.楚雄煙區(qū)烤煙生態(tài)氣候因子評析[J].中國煙草科學,2012,33(1):63-68

[3]周明昆,李國燦,張成穩(wěn),等.氣候條件對大理州烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2012,40(6):3470-3473

[4]許自成，劉國順，劉金海，等.銅山煙區(qū)生態(tài)因素和煙葉質(zhì)量特點[J].生態(tài)學報,2005,25(7):1748-1753

[5]程昌新,盧秀萍,許自成,等.基因型和生態(tài)因素對煙草香氣物質(zhì)含量的影響[J].中國農(nóng)學通報,2005,21(11):137-139

[6]黎妍妍,丁偉,李傳玉,等.貴州煙區(qū)生態(tài)條件及烤煙質(zhì)量狀況分析[J].安全與環(huán)境學報,2007,7(2):96-100

[7]李繼新,潘文杰,田野,等.貴州典型生態(tài)區(qū)煙葉質(zhì)量特點分析[J].中國煙草科學,2009,30(1):62-67

[8]趙爽,翟欣,許自成,等.烏蒙煙區(qū)氣候生態(tài)特點分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學,2013,41(10):70-73

[9]龍懷玉,劉建利.中國烤煙氣候適宜性和需水量空間分布特征[M].北京:中國大地出版社,2007

[10]龍懷玉,劉建利,徐愛國,等.我國部分煙區(qū)與國際優(yōu)質(zhì)煙區(qū)烤煙大田期間某些氣象條件的比較[J].中國煙草學報,2003,9(z1):41-47

[11]王瑞新.煙草化學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003

[12]莫建國.唐遠駒,汪圣洪,等.貴州烤煙大田期可用日數(shù)與利用分析[J].中國煙草科學,2012,33(1):37-42

[13]劉國順.煙草栽培學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003

[14]閆克玉,趙獻章.煙葉分級[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003

[15]李天福,王彪,楊煥文.氣象因子與煙葉化學成分及香吃昧間的典型相關(guān)分析[J].中國煙草學報,2006,12(1):23-26

[16]高旭,孫曙光,許自成,等.曲靖煙區(qū)烤煙質(zhì)量綜合評價及其與氣候因子的關(guān)系[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學學報,2012,47(2):51-57

[17]溫永琴,徐麗芬,陳宗瑜,等.云南烤煙石油醚提取物和多酚類與氣候要素的關(guān)系[J].湖南農(nóng)業(yè)大學學報,2002,28(2):103-105

[18]韋成才,馬英明,艾綏龍,等.陜南烤煙質(zhì)量與氣候關(guān)系研究[J].中國煙草科學,2004,35(4):38-41

[19]黎妍妍,許自成,王金平,等.湖南煙區(qū)氣候因素分析及對煙葉化學成分的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2007,28(3):308-311

[20]李肅,鮮興明,楊杰,等.四川煙區(qū)烤煙還原糖與總植物堿比值的分布特點及其與評吸品質(zhì)的關(guān)系[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學學報,2012,47(5):75-81

(責任編輯趙曉倩)

收稿日期：2014-06-17；修回日期：2014-07-15

基金項目：中國煙草總公司貴州省煙草公司重點科技攻關(guān)項目(GY2012-06).

通信作者：許自成，男，教授，博士，研究方向為煙草品質(zhì)生態(tài)與煙葉質(zhì)量評價.E-mail:zcxu@sohu.com

中圖分類號：S 572

文獻標志碼：A

文章編號：1003-4315(2015)03-0113-06