湖北煙區(qū)氣象因子對煙葉質(zhì)量的影響
——以恩施州利川市元堡鄉(xiāng)為例

孫敬國，張允政，孫光偉，譚本奎，張鵬龍，李建平，馮 吉，陳振國

（1.湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030；2.十堰市煙草公司，湖北 十堰 442000；3.宜昌市煙草公司，湖北 宜昌 443000；4.恩施州煙草公司，湖北 恩施 445000）

湖北省是中國重要的煙葉產(chǎn)區(qū)之一，煙區(qū)烤煙整體質(zhì)量較好，根據(jù)2017年《全國烤煙煙葉香型風(fēng)格區(qū)劃》，湖北煙區(qū)劃分為武陵秦巴生態(tài)區(qū)。該區(qū)域煙葉以干草香、醇甜香為主體，氣象因子是彰顯煙葉品質(zhì)的重要因素之一，因此，根據(jù)氣象因子制定該區(qū)域適宜的措施是提高煙葉品質(zhì)的根本途徑。

煙草是品質(zhì)和產(chǎn)量兼顧的經(jīng)濟(jì)作物，對自然環(huán)境條件的變化敏感［1］，其生長發(fā)育與土壤、氣候和地理屬性相關(guān)［2-6］。氣象因素是煙草生長發(fā)育依賴的生態(tài)因子［7-9］，由于其自然屬性的特性，通過煙區(qū)之間的氣候比較，尋求不同區(qū)域煙葉的差異性，制定相適宜的農(nóng)藝操作措施，從而保障煙葉品質(zhì)凸顯。

湖北省恩施州利川市元堡鄉(xiāng)是“清江源”特色優(yōu)質(zhì)品牌煙葉的重要組成部分，是浙江中煙利群卷煙品牌原料基地。本研究通過對該煙區(qū)氣象因子的分析，以期對該地區(qū)煙葉的生產(chǎn)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 氣象資料收集

收集2014—2019年恩施州利川市元堡鄉(xiāng)常規(guī)觀測資料，包括日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、日照時數(shù)、降水量等。

1.2 方法

收集了2014—2019年利川市元堡鄉(xiāng)煙葉質(zhì)量數(shù)據(jù)?？緹熧|(zhì)量由煙葉感官質(zhì)量和煙葉化學(xué)成分組成。數(shù)據(jù)主要來源于湖北省煙草科學(xué)研究院長期定位監(jiān)測點所檢測數(shù)據(jù)。選取C3F煙葉，采用AA3連續(xù)流動分析儀測定煙葉中煙堿［10］、總氮［11］、總糖［12］和鉀［13］含量。

煙葉感官質(zhì)量測定：參考YC/T 138—1998煙草及煙草制品感官評價方法。感官質(zhì)量指標(biāo)包括香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒和灰色，其滿分分值分別為18、16、16、20、22、4和4分，總分為100分。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SQL SERVER、Excel等軟件，利用各站點日氣象資料分別計算出逐旬平均氣溫、降水總量、日照時數(shù)，及相鄰連續(xù)2～15個旬的平均氣溫、累積旬降水量、累積旬日照時數(shù)。

距平=（實測值-同期歷史均值）/同期歷史均值

采用SAS10.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象因子分析

2.1.1 溫度 由圖1可知，在煙葉移栽后，在煙葉大田生育期（5月中旬到9月中旬130 d），平均氣溫高于15℃。其中，平均氣溫在15～20℃約60 d，包括5月中旬至6月中旬、9月上旬和中旬；溫度在20℃以上的約70 d，包括6月下旬至8月下旬。

圖1 利川市元堡鄉(xiāng)2017—2019年平均氣溫

2.1.2 日照時數(shù) 由圖2可知，2017—2019年在煙葉大田生育期，利川市元堡鄉(xiāng)總?cè)照諘r數(shù)分別為543.50、691.80、596.50 h。移栽到團(tuán)顆期（5月中下旬）總?cè)照諘r數(shù)平均為86.73 h，團(tuán)棵到打頂期（6月和7月）總?cè)照諘r數(shù)平均為297.10 h，成熟及采烤期（8月和9月上中旬）總?cè)照諘r數(shù)平均為226.77 h。

圖2 利川市元堡鄉(xiāng)2017—2019年日照時數(shù)

2.1.3 降水量 由圖3可知，2017—2019年在大田生育期，利川元堡總降雨量分別為920.0、657.4、452.1 mm。在移栽后至緩苗期（5月中旬），雨水適中平均降雨量為50.8 mm，在移栽到團(tuán)棵期（5月中旬到6月中旬）降水量在27.6～82.9 mm，旺長期（6月下旬到7月中旬）降水量在134.9～346.9 mm，成熟期（7月中旬到8月上旬）降水量在146.3～304.1 mm。

圖3 利川市元堡鄉(xiāng)2017—2019年降雨量

2.2 氣象因子與煙葉質(zhì)量相關(guān)性分析

2.2.1 與煙葉鉀含量的相關(guān)性 由表1可知，2017—2019年在利川市元堡鄉(xiāng)，5月下旬、6月上中旬、7月中旬、7月下旬到8月上旬、8月下旬到9月中旬的降水距平與煙葉鉀含量呈顯著正相關(guān)；5月上旬、8月中旬日照時數(shù)距平與烤煙鉀含量呈顯著正相關(guān)；6月上旬到7月下旬、9月氣溫距平與對烤煙鉀含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

2.2.2 與煙葉煙堿含量的相關(guān)性 由表1可知，2017—2019年在利川市元堡鄉(xiāng)，5月下旬、6月上中旬、8月上旬、8月下旬降水距平與煙葉煙堿含量呈顯著負(fù)相關(guān)；6月中下旬、7月中旬和9月上中旬日照時數(shù)距平和5月下旬、7月中旬、9月下旬平均氣溫距平與煙堿含量呈顯著正相關(guān)。

表1 氣象因子與煙葉鉀和煙堿含量的相關(guān)性（2017—2019年）

2.2.3 與煙葉總氮含量的相關(guān)性 由表2可知，2017—2019年在利川市元堡鄉(xiāng)，4月下旬到5月上旬、6月下旬到9月上旬降水距平與煙葉總氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)，9月中旬降水距平與煙葉總氮含量呈顯著正相關(guān)；6月下旬、7月下旬和9月上旬日照時數(shù)距平與總氮含量呈顯著正相關(guān)，8月上旬日照時數(shù)與總氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)；5月下旬、7月中旬、8月上旬、8月下旬、9月下旬氣溫距平與總氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)，6月中下旬氣溫距平與總氮含量呈顯著正相關(guān)。

2.2.4 與煙葉總糖含量的相關(guān)性 由表2可知，2017—2019年在利川市元堡鄉(xiāng)煙區(qū)，5月上旬、8月中旬到9月中旬降水距平與總糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)，6月中旬呈顯著正相關(guān)；4月下旬至5月上旬、5月下旬、8月中旬、8月下旬日照時數(shù)距平與總糖含量呈顯著正相關(guān)，6月上中旬日照時數(shù)距平與總糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)；4月下旬至5月上旬、6月下旬至7月上旬、8月中下旬溫度距平與總糖含量呈顯著正相關(guān)，7月中旬、9月中下旬溫度距平與總糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

表2 氣象因子與煙葉總氮和總糖含量的相關(guān)性（2017—2019年）

2.2.5 與煙葉感官質(zhì)量的相關(guān)性 采用氣象距平的方法進(jìn)行了利川市元堡鄉(xiāng)煙區(qū)氣象因子與感官質(zhì)量的相關(guān)分析，結(jié)果（表3）顯示，在利川市元堡鄉(xiāng)，6月中下旬、7月上旬以及9月中上旬的距平降水量，5月中下旬、8月下旬、9月下旬的距平氣溫，5月中旬和9月下旬的距平日照時數(shù)，均與烤煙感官質(zhì)量呈顯著正相關(guān)；而6月上旬和9月下旬的距平降水量，6月中旬到7月上旬、7月下旬、9月上中旬的距平氣溫，6月中旬、7月下旬、9月上中旬的距平日照時數(shù)均與烤煙感官質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 距平氣象因子與煙葉感官質(zhì)量的相關(guān)分析（2017—2019年）

2.2.6 影響煙葉品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子研究 氣象因子對煙葉品質(zhì)具有重要意義，根據(jù)不同時間段對煙葉品質(zhì)的影響，對氣象因子進(jìn)行了權(quán)重分析，結(jié)果（表4）顯示，8月下旬和9月下旬溫度對煙葉品質(zhì)影響權(quán)重較大，此時煙葉處于成熟采烤期，煙葉對光熱條件要求比較高，高溫天氣多對烤煙品質(zhì)不利。

表4 影響烤煙品質(zhì)的重要?dú)庀笠蜃訖?quán)重排序分析（2017—2019年）

6月中下旬到7月中下旬，此階段為烤煙旺長期，對光、溫、水的需求比較高，而此時鄂西地區(qū)處于干旱時期，水分的供需矛盾較大，因此，此時期降水對烤煙品質(zhì)比較重要。

5月中下旬到6月上旬，此階段是煙葉團(tuán)棵期到旺長期，由于山區(qū)春季回溫慢，陰雨寡照，而烤煙移栽后需要充足的光熱，此時期的熱量條件供需存在矛盾，因此，5月中下旬到6月上旬的日照時數(shù)、氣溫是對烤煙品質(zhì)的影響較大。

3 討論

3.1 溫度對煙葉的影響

溫度是影響烤煙品質(zhì)重要因素之一［14］，溫度過高或過低都會抑制煙株生長［15］，曹仕明等［16］研究認(rèn)為，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烤煙要求前期溫度較低，后期溫度較高。利川市元堡鄉(xiāng)在煙葉生長后期，溫度高于25℃以上有20 d左右，可見該地區(qū)滿足優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的溫度需求。

利川市元堡鄉(xiāng)氣溫與煙葉鉀含量、煙堿、總氮、總糖和煙葉感官質(zhì)量性顯著。王彪等［17］和古戰(zhàn)朝等［18］在不同年份對云南烤煙化學(xué)成分和氣象因子進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，烤后煙葉中煙堿和總氮含量與成熟后期的溫度有較高的關(guān)聯(lián)度。劉遜［19］探討了湘西自治州煙區(qū)烤煙品質(zhì)和生態(tài)因子的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)大田期平均氣溫對煙葉物理性狀和煙葉化學(xué)成分（總糖、還原糖、總氮、煙堿）有顯著影響。杜國偉［20］通過研究重慶植煙區(qū)生態(tài)因子對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)影響，發(fā)現(xiàn)均溫對烤煙上中等煙比例具有重要影響，均溫是對烤煙評吸質(zhì)量的作用程度最大。王育軍等［21］運(yùn)用簡單相關(guān)和典型相關(guān)分析方法對云南保山煙區(qū)氣象因子與烤后煙葉化學(xué)成分含量的關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)大田期均溫對煙葉蛋白質(zhì)、還原糖、總氮及鉀氯比影響較大，5—7月平均氣溫與C3F煙葉蛋白質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)，5—9月均溫與C3F煙葉還原糖呈顯著負(fù)相關(guān)，總氮與5月均溫之間呈顯著負(fù)相關(guān)，鉀氯比與8—9月均溫之間呈顯著正相關(guān)。

3.2 日照時數(shù)對煙葉的影響

煙草是喜光作物，光照條件對煙草的生長發(fā)育和生理代謝都有較大的影響［22］。2017—2019年，在利川市元堡鄉(xiāng)煙葉大田生育期，總?cè)照諘r數(shù)在543.5～691.8 h，烤煙生長最合適的光照條件是全年日照時數(shù)大于2 000 h，大田生長期日照時數(shù)大于500 h［23］，可見，利川市元堡鄉(xiāng)有滿足優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的光照條件。

利川元堡鄉(xiāng)5—10月日照時數(shù)與煙葉質(zhì)量相關(guān)性顯著，蔣斌等［24］對黔西南州的研究指出，優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)受5月、7月、9月和5—9月累計日照影響比較大。5月上旬、8月中旬日照時數(shù)距平與烤煙鉀含量呈顯著正相關(guān)。謝敬明等［25］研究了紅河州中低海拔日照時數(shù)對煙葉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，施木克值和鉀含量受旺長期到煙葉成熟期日照時數(shù)影響較大。6月中下旬、7月中旬和9月中上旬日照時數(shù)距平與煙堿含量呈顯著正相關(guān)，5月上旬、5月下旬、8月中下旬日照時數(shù)距平與總糖含量呈顯著正相關(guān)。朱振乾［26］研究了昭通烤后煙葉主要內(nèi)在化學(xué)成分與氣候因子的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)煙葉總糖和還原糖含量與日照時數(shù)之間呈顯著或極顯著正相關(guān)。

3.3 降雨量對煙葉的影響

水分是影響烤煙生產(chǎn)的重要因素，煙草的需水量大，大田期總耗水量約為5 010 m3/hm2，約500 mL降水量。利川元堡鄉(xiāng)在移栽到團(tuán)棵期降水量在27.6～82.9 mm，旺長期降水量在134.9～346.9 mm，成熟期降水量在146.3～304.1 mm。龍懷玉等［27］研究認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)對降雨的要求是移栽至團(tuán)棵期較少，胚長期較多，成熟期又較少，具體而言，還苗期與伸根期降雨量80～100 mm、旺長期降雨量100～200mm、成熟期降雨量80～120 mm。可見，利川市元堡鄉(xiāng)的降水量符合優(yōu)質(zhì)煙的生產(chǎn)需求。

本研究中，5月下旬、6月中上旬、7月中旬到8月上旬、8月下旬到9月中旬的降水與煙葉鉀含量呈正相關(guān)，且相關(guān)性顯著；5月下旬、6月中上旬、8月上旬和8月下旬降水距平與煙葉煙堿含量呈顯著負(fù)相關(guān)。韋成才等［28］研究表明，煙堿含量與大田期5—8月平均降水量呈負(fù)相關(guān)。4月下旬到5月上旬、6月下旬到9月上旬降水距平與煙葉總氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)，9月中旬到10月上旬呈顯著正相關(guān)；5月上旬、8月中旬到9月中旬降水量距平與總糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)，6月中旬呈顯著正相關(guān)。

4 結(jié)論

通過對湖北煙區(qū)氣象因子對煙葉質(zhì)量的影響研究，取得主要結(jié)論如下：

1）恩施州利川市元堡鄉(xiāng)氣象因子符合優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的需求；

2）恩施州利川市元堡鄉(xiāng)5月下旬到7月中旬、9月下旬溫度與煙堿含量呈正相關(guān)；5月上旬、6月下旬到7月上旬，8月中下旬溫度與總糖含量呈正相關(guān)；5月中下旬、8月下旬、9月下旬的溫度與烤煙感官質(zhì)量呈正相關(guān)；6月上旬到7月下旬，9月溫度與對烤煙鉀含量呈負(fù)相關(guān)；5月下旬、7月中旬、8月上旬、8月下旬、9月下旬溫度與總氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

3）恩施州利川市元堡鄉(xiāng)5月上旬、8月中旬日照時數(shù)與烤煙鉀含量呈正相關(guān)；6月中下旬，7月中旬和9月中上旬日照時數(shù)與煙堿含量呈顯著正相關(guān)；6月下旬、7月下旬和9月上旬日照時數(shù)與總氮含量呈顯著正相關(guān)；5月上旬、5月下旬、8月中下旬日照時數(shù)與總糖含量呈顯著正相關(guān)；5月中旬和9月下旬日照時數(shù)與烤煙感官質(zhì)量呈正相關(guān)。

4）恩施州利川市元堡鄉(xiāng)5月下旬、6月中上旬、7月中旬到8月上旬、8月下旬到9月中旬的降水與煙葉鉀含量呈正相關(guān)；6月中下旬、7月上旬以及9月中上旬的降水量與烤煙感官質(zhì)量呈正相關(guān)；5月下旬、6月中上旬、8月上旬、8月下旬降水與煙葉煙堿含量呈負(fù)相關(guān)；5月上旬、6月下旬到9月上旬降水與煙葉總氮含量呈負(fù)相關(guān)；5月上旬、8月中旬到9月中旬降水與總糖含量呈負(fù)相關(guān)。

5）恩施州利川市元堡鄉(xiāng)氣象因子對煙葉質(zhì)量的影響權(quán)重大小具體為7月下旬、8月下旬和9月下旬的平均旬氣溫對煙葉質(zhì)量影響最大，其次為5月中旬和6月中旬的平均旬日照時數(shù)，再次為5月中旬、6月和9月上旬的降水量。