寧遠(yuǎn)煙區(qū)濃香型煙葉生育期氣候變化特征分析

張莉　李虎　錢建財(cái)　范幸龍　李春順　李強(qiáng)

摘??? 要：為揭示與寧遠(yuǎn)煙區(qū)濃香型煙葉風(fēng)格特征形成密切相關(guān)的生態(tài)因子，以寧遠(yuǎn)煙區(qū)1991—2020年連續(xù)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)用非線性多項(xiàng)式擬合回歸方法分析其影響煙葉生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成的主要限制因子（日均氣溫、日均照時(shí)數(shù)、日均降水量和日均相對(duì)濕度）的變化特征。結(jié)果表明：（1）寧遠(yuǎn)縣煙區(qū)烤煙苗期日均氣溫平均值為（8.85±1.70） ℃，日照時(shí)數(shù)平均值為（2.40±0.76） h，日均降水量和日均相對(duì)濕度均在較大波動(dòng)中緩慢上升。（2）伸根期日均氣溫平均值為（17.09±2.87） ℃，3月底穩(wěn)定升至15℃；日均日照時(shí)數(shù)和日均降水量均在較大波動(dòng)中逐漸增加，日均相對(duì)濕度在較大波動(dòng)中逐漸降低。（3）旺長(zhǎng)期“光、溫、水”同步增加，日均氣溫、日均降水量、日均日照時(shí)數(shù)和日均相對(duì)濕度平均值分別為（23.98±1.22） ℃、（7.38±2.46） mm、（4.34±0.68） h、（80.70 ±1.38）%，但后3個(gè)氣象因子波動(dòng)較大。（4）成熟期日均氣溫和日照時(shí)數(shù)增速先快后慢，其平均值分別為（27.68±1.00） ℃、（6.30±1.24） h；日均降水量和日均相對(duì)濕度均在較大波動(dòng)中緩慢下降。綜上所述，寧遠(yuǎn)煙區(qū)苗期和伸根前期“低溫寡照”的氣候特征是煙草生長(zhǎng)發(fā)育的主要限制因子；伸根后期和旺長(zhǎng)期的光照、氣溫和相對(duì)濕度適宜，且同步增加，為煙葉物質(zhì)積累和品質(zhì)形成創(chuàng)造了優(yōu)良的生態(tài)條件；成熟期“高溫低濕”的氣候特征有利于煙葉的成熟，是彰顯寧遠(yuǎn)煙區(qū)濃香型煙葉風(fēng)格特征的主要生態(tài)因子之一。

關(guān)鍵詞：寧遠(yuǎn)； 烤煙； 生育期；氣候特征

中圖分類號(hào)：S162.5+4?????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2023.08.004

Analysis of the Climate Characteristics during Growth Period of the Strong Flavor Type Tobacco Leaves in Ningyuan Tobacco Growing Area

ZHANG Li1， LI Hu2， QIAN Jiancai2， FAN Xinglong2*， LI Chunshun1， LI Qiang3

（1. China Tobacco Jiangsu Industrial Company Limited， Nanjing， Jiangsu 210019， China; 2. Yongzhou Branch of Hunan Provincial Tobacco Company， Yongzhou， Hunan 423000， China; 3.College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128， China）

Abstract： In order to reveal the ecological factors that are closely related to the formation of the strong flavor type tobacco leaves in Ningyuan country. Based on the continuous meteorological observation data from 1991 to 2020 in Ningyuan tobacco growing area， the change characteristics of the daily average temperature、daily average sunshine hours、daily average precipitation and daily average relative humidity were analyzed with a nonlinear polynomial regression method， which were the main limiting factors affecting the growth， development and quality formation of tobacco leaves. The results showed that：（1） In seedling stage of flue-cured tobacco，the average daily average temperature of flue-cured tobacco was （8.85±1.70） ℃， and the average sunshine hours was （2.40±0.76） h. The average daily precipitation and average daily relative humidity rised slowly in large fluctuations. （2） In the root spreading stage of flue-cured tobacco， the average daily temperature at root extension stage was （17.09±2.87） ℃， and rose steadily to above 15 ℃ at the end of March; the daily average sunshine hours and the daily average precipitation increased gradually in large fluctuations， and daily average relative humidity decreased gradually in large fluctuations.（3） In the rapid growth stage of flue-cured tobacco，the "light， temperature and precipitation" increased synchronously. The average values of daily average temperature， daily average precipitation， daily average sunshine hours and daily average relative humidity were （23.98±1.22） ℃， （7.38±2.46） mm， （4.34±0.68） h and （80.70±1.38）%， respectively， but the fluctuation of the latter three fluctuate was larger. （4） In the maturing stage of flue-cured tobacco，the growth rate of daily average temperature and daily average sunshine hours is first fast and then slow， and their average values are （27.68±1.00） ℃ and （6.30±1.24） h， respectively. The daily average precipitation and daily average relative humidity decreased slowly with large fluctuations. In conclusion， the climatic characteristics of "low temperature and less sunshine" at seedling stage and early root spreading stage were in limiting factors for tobacco growth and development. The daily average temperature、daily average sunshine hours and daily average relative humidity at the late root spreading stage and the rapid growth stage were suitable and increased simultaneously， which created excellent ecological conditions for the material accumulation and quality formation of tobacco leaves. The climate characteristic of "high temperature and low humidity" in the maturing stage was conducive to the maturity of tobacco leaves， which was one of the main ecological factors that highlight the style characteristics of the strong flavor type tobacco leaves in Ningyuan country.

Key words： Ningyun; flue-cured tobacco; growing period; climate characteristics

生態(tài)環(huán)境影響煙草生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)，決定風(fēng)格特征[1]。大量研究表明，煙草生育期內(nèi)的氣象因子與煙葉風(fēng)格特征和品質(zhì)的形成密切相關(guān)[2-4]。陳頤等[5]研究表明，成熟期的“焚風(fēng)逼熟”與“高溫逼熟”現(xiàn)象是賦予湖南南部烤煙濃香型煙葉風(fēng)格特色的重要?dú)庀笠蛩?。馮浪[6]研究表明，四川鹽源縣高海拔煙區(qū)移栽期的干旱、低溫顯著影響烤后煙葉的品質(zhì)。張環(huán)緯[7]研究表明，福建龍巖煙區(qū)烤煙的鉀和煙堿含量分別與3月份的降雨量和4月份的氣溫呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；福建南平煙區(qū)4月份日照時(shí)數(shù)極顯著影響烤煙總糖和淀粉含量。張波等[8]研究表明，四川涼山煙區(qū)烤煙旺長(zhǎng)期的空氣溫濕度、日照時(shí)數(shù)和降水量顯著影響煙葉鉀含量。楊園園等[9]研究表明，我國濃香型煙葉的焦香、正香甜與成熟期日均氣溫呈顯著正相關(guān)，焦香甜與大田生育期的降水量正相關(guān)。

寧遠(yuǎn)縣是湖南典型濃香型烤煙種植大縣。煙葉品質(zhì)優(yōu)良、濃香型風(fēng)格特征突出，深受卷煙工業(yè)企業(yè)喜歡。寧遠(yuǎn)烤煙每年種植面積約5 000 hm2，年產(chǎn)煙葉12 000 t，是鞏固脫貧攻堅(jiān)成果和實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的重要產(chǎn)業(yè)。寧遠(yuǎn)煙區(qū)四面環(huán)山、海拔落差大，山地立體氣候特征明顯，晝夜溫差大，同時(shí)又受亞熱帶季風(fēng)影響，雨熱同期、空氣濕潤、降水充沛，光溫豐富。正是其獨(dú)特優(yōu)越的生態(tài)條件為其優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供了保障。生態(tài)因子決定煙葉特色，然而關(guān)于寧遠(yuǎn)煙區(qū)烤煙生育期氣候特征的研究還鮮見報(bào)道。因此，本研究以寧遠(yuǎn)縣連續(xù)30年的氣象數(shù)據(jù)為依據(jù)，應(yīng)用非線性多項(xiàng)式擬合回歸方法，分析寧遠(yuǎn)烤煙生育期氣候的特征，揭示主要?dú)庀笠蜃訉?duì)煙葉生長(zhǎng)發(fā)育、煙葉品質(zhì)和風(fēng)格特征的影響，以期更加合理、有效地利用氣候資源為其優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

寧遠(yuǎn)縣位于湖南省永州市，介于東經(jīng)110°42'～112°27'，北緯25°11'～26°08'之間，南北長(zhǎng)104.7 km，東西寬52.2 km，土地總面積2 510 km2；四面環(huán)山，最高海拔1 959 m，最低海拔165 m；丘陵面積占全縣面積的63%；屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤區(qū)，夏季溫暖濕潤，降水豐沛，冬季較寒冷，氣溫較低。

1.2 氣象資料來源

1991—2020年基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)由寧遠(yuǎn)縣氣象局提供?？緹熒诜譃槊缙凇⑸旄?、旺長(zhǎng)期、成熟期4個(gè)階段。根據(jù)寧遠(yuǎn)縣烤煙種植制度，其苗期為每年12月中旬到次年3月上旬，伸根期為每年3月中旬到4月下旬，旺長(zhǎng)期為每年5月上旬到6月上旬，成熟期為每年6月中旬到7月中旬。本研究選擇影響煙葉生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成的主要限制因子，日均氣溫、日均日照時(shí)數(shù)、日均降水量和日均相對(duì)濕度開展研究。

1.3 分析方法

2 結(jié)果與分析

2.1 寧遠(yuǎn)烤煙苗期氣候變化特征分析

由圖1可知，寧遠(yuǎn)縣烤煙苗期日均氣溫平均值為（8.85±1.70） ℃，最低溫為6.11 ℃，最高溫為12.50 ℃，自1月下旬起穩(wěn)步上升；日均降水量逐漸增加，但波動(dòng)較大，平均值為（2.81±1.64） mm，最低降水量為0.26 mm，最高降水量為9.52 mm；日均日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)先下降后緩慢上升的變化趨勢(shì)，波動(dòng)較大，平均值為（2.40±0.76） h，最低日照時(shí)數(shù)為1.18 h，最高時(shí)數(shù)為 4.69 h；日均相對(duì)濕度逐漸升高，平均值為（77.87±3.02） %，最低日均濕度為70.30%，最高日均濕度為83.34%。由日均氣候因子與時(shí)間序列擬合的回歸趨勢(shì)線可知：苗期日均氣溫、日照時(shí)數(shù)、日均降水量和日相對(duì)濕度均呈非線性的變化趨勢(shì)，且都通過了99.9%顯著性檢驗(yàn)。

2.2 寧遠(yuǎn)烤煙伸根期氣候變化特征分析

由圖2可知，寧遠(yuǎn)縣烤煙伸根期日均氣溫平均值為（17.09±2.87） ℃，最低溫為12.72 ℃，最高溫為22.21 ℃，3月底平均氣溫穩(wěn)定升至15 ℃以上；日均降水量波動(dòng)大，平均值為（6.24±2.25） mm，最低和最高降水量分別為2.10、12.91 mm；日均日照時(shí)數(shù)逐漸增加，平均值為（2.78±1.07） h，最低和最高日照時(shí)數(shù)分別為0.68、4.81 h；日均相對(duì)濕度平均值為（81.51±2.05） %，最低和最高日均相對(duì)濕度分別為76.76%、86.74%。由日均氣候因子與時(shí)間序列擬合的回歸趨勢(shì)線可知：日均氣溫呈一次曲線升高，且通過了 99.9% 顯著性檢驗(yàn)；日均降水量和日均日照時(shí)數(shù)以相似的非線性曲線變化，且分別通過了99.5% 和99.9% 顯著性檢驗(yàn)；日均相對(duì)濕度呈非線性變化，在較大波動(dòng)中緩慢下降，通過了99.9% 顯著性檢驗(yàn)。

2.3 寧遠(yuǎn)煙區(qū)烤煙旺長(zhǎng)期氣候變化的主要特征

由圖3可知，寧遠(yuǎn)縣烤煙旺長(zhǎng)期日均氣溫平均值為（23.98±1.22） ℃，最低溫為21.62 ℃，最高溫為26.18 ℃；日均降水量基本很定，但波動(dòng)大，平均值為（7.38±2.46） mm，最低和最高降水量分別為2.91、14.09 mm；日均日照時(shí)數(shù)緩慢增加，平均值為（4.34±0.68） h，最低和最高日照時(shí)數(shù)分別為2.85、5.74 h；日均相對(duì)濕度在5月中旬之前緩慢下降，隨后在較大波動(dòng)中升高，平均值為（80.70±1.38）%。由日均氣候因子與時(shí)間序列擬合的回歸趨勢(shì)線可知：日均氣溫呈一次曲線升高，通過了 99.9% 顯著性檢驗(yàn)；日均降水量和日均日照時(shí)數(shù)的變化趨勢(shì)基本一致，但二者均未達(dá)到99.5%著性檢驗(yàn)；日均相對(duì)濕度波動(dòng)較大，呈非線性變化，通過了99.9% 顯著性檢驗(yàn)。

2.4 寧遠(yuǎn)煙區(qū)烤煙成熟期氣候變化的主要特征

由圖4可知，寧遠(yuǎn)縣烤煙成熟期日均氣溫平均值為（27.68±1.00） ℃，日均日照時(shí)數(shù)平均值為（6.30±1.23） h，二者均在7月上旬升至最高，并保持穩(wěn)定；日均降水量在較大波動(dòng)中緩慢下降，平均值為（5.40±2.97） mm，最低和最高降水量分別為0.95、14.44 mm；日均相對(duì)濕度緩慢下降，平均值為（78.41±2.60）%。由日均氣候因子與時(shí)間序列擬合的回歸趨勢(shì)線可知：日均氣溫和日均日照時(shí)數(shù)以相似的非線性曲線增加，均通過了99.9% 顯著性檢驗(yàn)；日均降水量和日均相對(duì)濕度均逐漸降低，呈相似的非線性變化，通過了99.9% 顯著性檢驗(yàn)。

3 討論與結(jié)論

煙草是品質(zhì)作物，為煙草工業(yè)企業(yè)提供高品質(zhì)的煙葉原料是煙草種植的首要目標(biāo)。生態(tài)環(huán)境是煙草外觀質(zhì)量、理化特征的關(guān)鍵影響因素，是煙葉風(fēng)格特征形成的決定因素之一[13-14]。烤煙是喜溫植物。低溫影響煙草種子萌發(fā)、煙株生長(zhǎng)發(fā)育、內(nèi)含物質(zhì)的積累。苗期遭遇低溫，導(dǎo)致花芽提早分化，出現(xiàn)早花的現(xiàn)象。研究表明，13 ℃是煙草苗期生長(zhǎng)的最低閾值溫度，22～28 ℃是煙葉大田生育期的最適溫度，20～25 ℃是煙葉大田成熟期的最適溫度[15]。由寧遠(yuǎn)縣近30年氣象數(shù)據(jù)分析可知，寧遠(yuǎn)煙區(qū)12月中旬至3月上旬，即整個(gè)苗期和伸根期前期的氣溫都低于13 ℃，直到4月中旬日均溫才穩(wěn)定在最適溫度范圍內(nèi)。盡管通過集約化漂浮育苗技術(shù)極大地改善了煙苗萌發(fā)、生長(zhǎng)的環(huán)境，但苗期的低溫仍然延長(zhǎng)了煙苗的成苗日數(shù)，增加了管理成本。移栽后遭遇低溫，誘導(dǎo)早花，進(jìn)而導(dǎo)致葉數(shù)減少。伸根期后期、旺長(zhǎng)期，以及成熟期均在大田生育期的最適溫度范圍內(nèi)，有利于煙葉內(nèi)含物質(zhì)的積累、品質(zhì)的形成。因此，寧遠(yuǎn)煙區(qū)在煙草伸根期需通過營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)和保溫薄膜覆蓋栽培技術(shù)防止煙草早花。

煙草是喜光作物，適宜的光照強(qiáng)度才能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的煙葉。研究表明，光照不足，煙葉大而薄，機(jī)械強(qiáng)度弱，外觀質(zhì)量、物理特征和內(nèi)在品質(zhì)差；強(qiáng)光照射，煙葉葉脈突出、組織粗糙，容易出現(xiàn)“粗筋暴葉”，影響煙葉品質(zhì)[16-17]。寧遠(yuǎn)煙區(qū)苗期、伸根期和旺長(zhǎng)前期的日均日照時(shí)數(shù)都低于4 h，并且波動(dòng)較大，直到6月中旬，即旺長(zhǎng)中后期、成熟期，日均日照時(shí)數(shù)才穩(wěn)定高于4 h。由此可知，寧遠(yuǎn)煙區(qū)育苗至旺長(zhǎng)前期存在光照時(shí)數(shù)偏低的不利氣象條件，煙株旺長(zhǎng)后期和成熟期光照充足，滿足了煙葉生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成對(duì)光的需要。前期日照時(shí)數(shù)偏低主要受其地理位置和海拔落差大、四面環(huán)山的地形共同影響。獨(dú)特的地理環(huán)境導(dǎo)致在特定時(shí)期云霧較厚，降低了光強(qiáng)，縮短了光照時(shí)間。

植物葉片氣孔開閉與空氣相對(duì)濕度密切相關(guān)。氣孔開閉直接影響葉片CO2的吸收效率，進(jìn)而影響植株光合產(chǎn)物的積累[15， 18]。寧遠(yuǎn)煙區(qū)烤煙大田生育期日均相對(duì)濕度在旺長(zhǎng)后期（6月上旬）最高，成熟期緩慢下降，平均值78.41%～81.51%，在我國優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)適宜濕度范圍內(nèi)，但波蕩較大。旺長(zhǎng)期是煙株快速生長(zhǎng)、內(nèi)涵物質(zhì)積累的關(guān)鍵時(shí)期。寧遠(yuǎn)煙區(qū)該時(shí)期適宜的溫度、濕度、光照為煙葉物質(zhì)積累創(chuàng)造了優(yōu)良的生態(tài)條件，也為其優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。成熟期日均溫、日均日照時(shí)數(shù)持續(xù)穩(wěn)定升高，而日均降水量逐漸降低，形成“高溫低濕”的氣象條件。該氣象條件導(dǎo)致葉片氣孔打開不完全，甚至閉合，降低胞內(nèi) CO2濃度，影響光合產(chǎn)物的積累。這可能是寧遠(yuǎn)煙區(qū)中部煙葉還原糖含量（21.57%）低于全國平均值（26.01%）的重要原因[19-20]。成熟期“高溫低濕”的氣象條件有利于煙葉的成熟，是寧遠(yuǎn)煙區(qū)煙葉快速成熟落黃和品質(zhì)形成的重要生態(tài)環(huán)境。

綜上，寧遠(yuǎn)煙區(qū)烤煙苗期至伸根前期存在“低溫寡照”的氣候特征，日均氣溫直至3月底才穩(wěn)定升至15 ℃，日均日照時(shí)數(shù)和日均降水量均在較大波動(dòng)中逐漸增加；旺長(zhǎng)期“光溫水”同步增加，日均氣溫、日均降水量、日均日照時(shí)數(shù)和日均相對(duì)濕度平均值分別為（23.98±1.22） ℃、（7.38±2.46） mm、（4.34±0.68） h、（80.70±1.38）%，為煙葉物質(zhì)積累創(chuàng)造了優(yōu)良的生態(tài)條件，為優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)打下了物質(zhì)基礎(chǔ)；成熟期日均氣溫和日照時(shí)數(shù)增速先快后慢，日均降水量和日均相對(duì)濕度均在較大波動(dòng)中緩慢下降，形成“高溫低濕”的氣候特征，有利于煙葉的成熟和快速落黃，是彰顯寧遠(yuǎn)煙區(qū)濃香型煙葉風(fēng)格特征的主要生態(tài)因子之一。

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收稿日期：2023-02-23

基金項(xiàng)目：江蘇中煙科技項(xiàng)目（H202226）

作者簡(jiǎn)介：張莉（1979—），女，河南鄭州人，工程師，碩士，主要從事煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)及工業(yè)應(yīng)用研究。

通訊作者簡(jiǎn)介：范幸龍（1988—），男，安徽安慶人，農(nóng)藝師，碩士，主要從事基地?zé)熑~原料研究。