文山煙葉主要化學(xué)成分與氣象因子灰色關(guān)聯(lián)分析

沈燕金，張一揚(yáng)，戴 玨，王 影，胡棕欞

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，長(zhǎng)沙　410128；2云南省煙草公司文山州公司，文山　663000）

文山煙葉主要化學(xué)成分與氣象因子灰色關(guān)聯(lián)分析

沈燕金1，2，張一揚(yáng)1*，戴 玨2，王 影2，胡棕欞2

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，長(zhǎng)沙410128；2云南省煙草公司文山州公司，文山663000）

運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)文山州氣象因子中的月平均溫度和降水量與煙葉主要化學(xué)成分進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果表明，月平均溫度對(duì)主要化學(xué)成分的影響明顯大于降水量。B2F煙葉主要化學(xué)成分受月平均溫度的影響大小依次為煙堿＞總氮＞總糖＞還原糖＞鉀＞氯，C3F煙葉主要化學(xué)成分受月平均溫度的影響大小依次為煙堿＞總氮＞還原糖＞總糖＞鉀＞氯，X2F煙葉主要化學(xué)成分受月平均溫度的影響大小依次為煙堿＞鉀＞總氮＞還原糖＞總糖＞氯。

烤煙；化學(xué)成分；氣象因子；灰色關(guān)聯(lián)分析

烤煙對(duì)環(huán)境相當(dāng)敏感，氣象因子是影響烤煙內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)形成的重要因素之一［1～3］。前人運(yùn)用回歸分析、典型相關(guān)分析、灰色關(guān)聯(lián)分析、方差分析等方法對(duì)氣象因子與化學(xué)品質(zhì)關(guān)系作了大量研究［4～8］。灰色系統(tǒng)理論作為處理“小樣本”、“貧信息”不確定系統(tǒng)的有效方法，近年來(lái)越來(lái)越多地被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域中［9］?；疑P(guān)聯(lián)分析基本思想是根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來(lái)判斷其聯(lián)系是否密切，曲線越接近，則相應(yīng)序列之間關(guān)聯(lián)度就越大，反之則越?。?0，11］。筆者應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法中的絕對(duì)灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)文山州月平均氣溫和降水量與主要化學(xué)成分進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，以期探索文山州影響煙葉化學(xué)品質(zhì)的主要?dú)庀笠蜃?，為文山州烤煙生產(chǎn)提供一定的參考。

1　材料和方法

1.1煙樣采集和測(cè)定

2013年在文山州48個(gè)主要植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)的119個(gè)取樣點(diǎn)采集煙樣。每個(gè)點(diǎn)采集B2F、C3F、X2F各1個(gè)煙葉樣品，每份1.5 kg，共357份。樣品等級(jí)由專職評(píng)級(jí)人員按照“GB 2635-92烤煙”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，等級(jí)合格率達(dá)到85%以上?？偺?、還原糖、煙堿、總氮、鉀和氯的含量按照王瑞新等［12］的方法測(cè)定。

1.2氣象數(shù)據(jù)收集

收集2013年文山州48個(gè)主要植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)烤煙生長(zhǎng)大田期5～8月平均氣溫和降水量。

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

采用灰色絕對(duì)關(guān)聯(lián)分析法。

（1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。首先對(duì)原始數(shù)據(jù)依據(jù)均值化公式x′=xij（x′為均值化后數(shù)據(jù)為j個(gè)指標(biāo)的ijx—ijj平均值）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

（2）求各指標(biāo)始點(diǎn)零化像及si、sj、。

設(shè)有n個(gè)聚類對(duì)象，m個(gè)聚類指標(biāo)，得到原始數(shù)據(jù)序列:

原始數(shù)據(jù)序列的始點(diǎn)零化像:

式中:x0i（k）=xi（k）-xi（1）

令:

分別取5月、6月、7月、8月月平均氣溫和月降水量作為烤煙生長(zhǎng)大田期主要?dú)庀笠蜃樱瑢⑸鲜龃筇锲谥饕獨(dú)庀笠蜃幼鳛橐蛩亓?，將煙葉主要化學(xué)成分的總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯含量作為特征列，對(duì)氣象因子與煙葉主要化學(xué)成分進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。

采用灰色建模軟件V6.0、DPS7.05統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1文山州各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)月降水量和平均氣溫

文山州各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)月降水量和平均氣溫見(jiàn)表1。由表1可知，文山州各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)烤煙大田期5～8月降水量分布不均衡，鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間月降水量極差較大，5月降水量變異系數(shù)最大，為62.54%，8月降水量變異系數(shù)最小，為28.75%。文山州各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)5～8月平均氣溫差異較大，鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間溫度極差在7.3～7.5℃，鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間變異系數(shù)相對(duì)較小，在6.18%～7.04%之間。

表1　文山州各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)月降水量和平均氣溫

2.2 文山州各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉主要化學(xué)成分

文山州各鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉主要化學(xué)成分見(jiàn)表2。由表2可知，B2F煙葉總糖和還原糖含量變異達(dá)中等水平，總氮、煙堿和鉀含量變異較小，氯含量變異很大，變異系數(shù)為100.81%。C3F煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿和鉀含量變異程度相近，且變異系數(shù)均不大，氯含量變異系數(shù)較大，為138.26%。X2F煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿和鉀含量變異程度也相近，且變異系數(shù)均不大，在20%左右，氯含量變異系數(shù)較大，為81.7%。

表2　文山州各鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉主要化學(xué)成分（%）

2.3B2F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度分析

B2F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度值見(jiàn)表3。由表3可知，5～8月降水量與B2F煙葉主要化學(xué)成分含量灰色關(guān)聯(lián)度值均相對(duì)較小。5月平均氣溫與B2F煙葉總糖和煙堿含量的灰色關(guān)聯(lián)度值相對(duì)較大，分別為0.7487和0.7640；6月平均氣溫與B2F煙葉總氮和煙堿的灰色關(guān)聯(lián)度值較大，分別為0.7196和0.8601；7月平均氣溫與B2F煙葉總氮和煙堿的灰色關(guān)聯(lián)度值分別為0.7802和0.9593；8月平均氣溫與B2F煙葉總氮和煙堿的灰色關(guān)聯(lián)度值分別為0.7436和0.8994。綜上說(shuō)明，月平均氣溫對(duì)B2F煙葉主要化學(xué)成分的影響要明顯大于月降水量，其中B2F煙葉煙堿受月平均氣溫的影響最大，其次是總氮，總糖含量受月平均氣溫的影響要大于還原糖，鉀含量受月降水量和月平均氣溫的影響相對(duì)較小，氯含量受月降水量和月平均氣溫的影響最小。

表3　B2F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.4C3F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度分析

C3F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度值見(jiàn)表4。由表4可知，5～8月降水量與C3F煙葉主要化學(xué)成分含量灰色關(guān)聯(lián)度值均相對(duì)較小。5月平均氣溫與C3F煙葉還原糖、總氮和煙堿含量的灰色關(guān)聯(lián)度值相對(duì)較大，分別為0.8268、0.7249和0.8673；6月平均氣溫與C3F煙葉還原糖、總氮和煙堿的灰色關(guān)聯(lián)度值較大，分別為0.7396、0.8068和0.9990；7月平均氣溫與C3F煙葉總氮和煙堿的灰色關(guān)聯(lián)度值分別為0.8913和0.8912；8月平均氣溫與C3F煙葉還原糖、總氮和煙堿的灰色關(guān)聯(lián)度值分別為0.7160、0.8402和0.9499。綜上說(shuō)明，月平均氣溫對(duì)C3F煙葉主要化學(xué)成分的影響要明顯大于月降水量，其中C3F煙葉煙堿受月平均氣溫的影響最大，其次是總氮，再次是還原糖和總糖，氯含量受月降水量和月平均氣溫的影響相對(duì)較小，鉀含量受月降水量和月平均氣溫的影響最小。

表4　C3F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.5X2F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度分析

X2F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度值見(jiàn)表5。由表5可知，5～8月降水量與X2F煙葉主要化學(xué)成分含量灰色關(guān)聯(lián)度值均相對(duì)較小。5月平均氣溫與X2F煙葉還原糖、煙堿和含量的灰色關(guān)聯(lián)度值相對(duì)較大，分別為0.8207和0.8100；6月平均氣溫與X2F煙葉還原糖、總氮、煙堿和鉀含量的灰色關(guān)聯(lián)度值較大，分別為0.7351、0.7325、 0.9228和0.8438；7月平均氣溫與X2F煙葉總氮、煙堿和鉀含量的灰色關(guān)聯(lián)度值分別為0.7966、0.9635和0.9385；8月平均氣溫與X2F煙葉還原糖、總氮、煙堿和鉀含量的灰色關(guān)聯(lián)度值分別為0.7120、0.7579、0.9689和0.8813。綜上說(shuō)明，月平均氣溫對(duì)X2F煙葉主要化學(xué)成分的影響要明顯大于月降水量，其中X2F煙葉煙堿含量受月平均氣溫的影響最大，其次是鉀、總氮和還原糖含量，總糖和氯含量受月降水量和月平均氣溫的影響相對(duì)較小。

表5　X2F煙葉主要化學(xué)成分與溫度和降水量灰色關(guān)聯(lián)度分析

3　結(jié)論與討論

文山州各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)烤煙大田期5～8月降水分布不均衡，月降水量變異系數(shù)較大，在28.75%～62.54%之間。文山州各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)5～8月平均氣溫差異較大，鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間溫度極差在7.3～7.5℃，鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間變異系數(shù)相對(duì)較小，在6.18%～7.04%之間。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同部位煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀含量的變異系數(shù)總體在15%～25%之間，氯含量變異系數(shù)較大，在81.7%～138.26%之間。月平均氣溫對(duì)不同煙葉主要化學(xué)成分的影響均要明顯大于月降水量。不同部位煙葉煙堿含量受月平均氣溫的影響最大，氯含量受月降水量和月平均氣溫的影響最小。B2F煙葉主要化學(xué)成分受月平均溫度的影響大小依次為煙堿＞總氮＞總糖＞還原糖＞鉀＞氯，C3F煙葉主要化學(xué)成分受月平均溫度的影響大小依次為煙堿＞總氮＞還原糖＞總糖＞鉀＞氯，X2F煙葉主要化學(xué)成分受月平均溫度的影響大小依次為煙堿＞鉀＞總氮＞還原糖＞總糖＞氯。

王彪等［7］對(duì)云南代表性煙區(qū)的氣象因子與煙葉化學(xué)成分的典型相關(guān)分析表明，與化學(xué)成分達(dá)到顯著相關(guān)的氣象因子為5～8月的氣溫，在化學(xué)成分指標(biāo)中，煙堿和還原糖對(duì)氣候條件反應(yīng)最為顯著。徐茜等［6］運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論研究發(fā)現(xiàn)，和溫度因素有關(guān)的氣象因子與烤煙單產(chǎn)的關(guān)聯(lián)度都很高。張波等［13］研究發(fā)現(xiàn)，主要?dú)庀笠蜃尤站鶞囟葘?duì)煙葉化學(xué)成分含量的影響最大。這些結(jié)論均與本研究結(jié)果基本一致，說(shuō)明溫度是影響烤煙主要化學(xué)成分的最大的氣象因子，而煙葉化學(xué)成分中煙堿、總氮、還原糖受氣象因子的影響最大。

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Gray Correlation Analysis between Chem ical Compositions of Flue-cured Tobacco Leaves and Meteorological Factors in Wenshan

SHEN Yan-jin1，2，ZHANG Yi-yang1*，DAIJue2，WANG Ying2，HU Zong-ling2
（1 Institute of Tobacco，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2Wenshan Tobacco Company，Wenshan，Yunnan 663000，China）

The gray correlation analysis between monthly rainfall and mean temperature in Wenshan and the contents of chemical compositions in flue-cured tobaccowere analyzed.The results indicated that effects ofmonthlymean temperature onmain chemical compositionswere significantly higher than those ofmonthly rainfall.Effects ofmonthlymean temperature onmain chemical composition of B2F flue-cured tobacco leaves showed the trend of nicotine＞total N＞total sugar＞reducing sugar＞potassium ＞chlorine.Effects of monthly mean temperature on main chemical composition of C3F flue-cured tobacco leaves showed the trend of nicotine＞total N＞reducing sugar＞total sugar＞potassium ＞chlorine.Effects ofmonthly mean temperature on main chemical composition of X2F flue-cured tobacco leaves showed the trend of nicotine＞potassium ＞total N＞reducing sugar＞total sugar＞chlorine.

flue-cured tobacco；chemical composition；meteorological factors；gray correlation analysis

S572

A

1001-5280（2015）05-0511-05

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.05.13

2015-06-14

沈燕金（1983-），男，云南陸良人，碩士研究生，主要從事煙葉生產(chǎn)技術(shù)工作，Email:wsycjszx＠126.com。*通信作者。

云南省煙草公司科技計(jì)劃項(xiàng)目（2012YN59）。