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      湖北不同植煙區(qū)烤煙物理特性分析

      2018-05-14 09:36黎根何猛劉峰峰李琳吳風(fēng)光
      中國(guó)煙草科學(xué) 2018年6期
      關(guān)鍵詞:統(tǒng)計(jì)分析烤煙

      黎根 何猛 劉峰峰 李琳 吳風(fēng)光

      摘 要:為了解湖北不同煙草種植區(qū)烤煙物理特性差異及其變化規(guī)律,采集湖北省15個(gè)縣市烤煙產(chǎn)區(qū)的烤煙樣品,測(cè)定煙葉物理特性各項(xiàng)指標(biāo)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和系統(tǒng)聚類。結(jié)果顯示:(1)B2F等級(jí)烤煙的葉寬、長(zhǎng)寬比、單葉重、全葉含梗率在襄陽(yáng)、十堰和恩施地區(qū)差異顯著,C3F等級(jí)烤煙的單葉重在襄陽(yáng)、十堰和恩施地區(qū)差異顯著,X2F等級(jí)地區(qū)間沒(méi)有差異;(2)竹山、竹溪、鄖西、宣恩、咸豐、南漳、建始、???、恩施、鶴峰、巴東、房縣、利川的烤煙聚為一類,棗陽(yáng)、襄州的烤煙聚為一類;襄陽(yáng)烤煙與十堰、恩施烤煙的物理特性差異較大;(3)湖北烤煙物理特性在單葉重和抗張強(qiáng)度方面變異程度大,葉位升高,葉長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比、單葉重增加;葉長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比、單葉重與葉位關(guān)系密切。

      關(guān)鍵詞:烤煙;統(tǒng)計(jì)分析;系統(tǒng)聚類;物理特性

      中圖分類號(hào):TS41+1 文章編號(hào):1007-5119(2018)06-0073-06 DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2018.06.011

      煙葉物理特性主要包括葉長(zhǎng)、單葉重、含梗率、抗張力、抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)量等,是煙葉質(zhì)量的重要組成部分。煙葉物理特性與煙草加工的性能、可用性以及煙草的煙氣組分密切相關(guān),會(huì)直接影響煙葉的品質(zhì)、卷煙制造過(guò)程、產(chǎn)品風(fēng)格、成本以及其他經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[1-2]。關(guān)于煙葉物理特性的研究多集中在施肥、采收方法、調(diào)制方法等農(nóng)業(yè)措施對(duì)物理特性的影響[3-5]。雖然一些研究已經(jīng)逐漸開(kāi)始關(guān)注不同產(chǎn)區(qū)煙葉的物理特性問(wèn)題[6-8],但湖北省作為烤煙的主產(chǎn)省份之一,關(guān)于湖北省烤煙特性指標(biāo)的一般范圍、分布狀況及區(qū)域分布特征還未見(jiàn)報(bào)道。為了明確湖北不同產(chǎn)煙區(qū)烤煙物理特性的差異,為湖北烤煙在工業(yè)上的合理使用提供理論依據(jù),本研究在閆克玉等[9]、尹啟生等[10]提出的烤煙物理性狀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,以及一些專家學(xué)者對(duì)烤煙物理性狀進(jìn)行研究[11-15]的基礎(chǔ)上,對(duì)湖北省15個(gè)產(chǎn)煙縣(按行政區(qū)劃分為十堰、襄陽(yáng)、恩施3個(gè)地區(qū))烤煙的物理特性進(jìn)行聚類分析,并對(duì)烤煙物理特性與葉位之間的相關(guān)性進(jìn)行了分析,以期對(duì)湖北烤煙主產(chǎn)區(qū)烤煙物理特性有更清晰的了解。

      1 材料與方法

      1.1 材料

      供試材料為2016年分別取自恩施州(恩施、巴東、鶴峰、建始、利川、咸豐、宣恩),十堰市(鄖西、房縣、竹山、竹溪)和襄陽(yáng)市(襄州、棗陽(yáng)、???、南漳)3個(gè)煙葉產(chǎn)地15個(gè)產(chǎn)煙縣中心倉(cāng)庫(kù)的云煙87,取樣等級(jí)為B2F、C3F、X2F,各等級(jí)烤煙分別取3 kg。物理特性各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定由湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心完成。

      1.2 物理特性檢測(cè)方法

      檢測(cè)指標(biāo)包括煙葉葉長(zhǎng)、葉寬、單葉重、全葉含梗率、抗張力、抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)量。測(cè)定前,所有煙葉樣品經(jīng)恒溫恒濕箱平衡,恒溫恒濕箱溫度設(shè)定為22 ℃、濕度設(shè)定為65%,平衡時(shí)間為1周。各指標(biāo)測(cè)定方法參考文獻(xiàn)[16]的方法進(jìn)行。

      葉長(zhǎng)、葉寬用皮尺進(jìn)行測(cè)量。單葉重用分析天平進(jìn)行測(cè)量。全葉含梗率指煙葉主脈質(zhì)量占煙葉總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù),全葉含梗率=50片煙葉主脈梗質(zhì)量/50片煙葉總質(zhì)量×100%。

      抗張力用薄片拉伸強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定,檢測(cè)方法

      為:選取5片無(wú)破損的煙葉,在其主脈中部?jī)蓚?cè)分別截取平行于主脈的長(zhǎng)度18 cm×寬度1.5 cm長(zhǎng)形葉片條樣,分別測(cè)定10條葉片條樣的抗張拉力值,去掉最大值和最小值后取平均值??箯垙?qiáng)度是指煙葉抗張力與煙葉長(zhǎng)度的比值,抗張強(qiáng)度=抗張拉力平均值/測(cè)試樣長(zhǎng)度,單位為N/m。

      斷裂伸長(zhǎng)量是指煙葉在外界拉力拉伸至斷裂時(shí)煙葉所發(fā)生的凈延伸長(zhǎng)度(△L),用mm表示。原長(zhǎng)為L(zhǎng),在軸向拉力N作用下,變形后的斷裂長(zhǎng)度為L(zhǎng)',斷裂伸長(zhǎng)量△L=L'-L。

      1.3 數(shù)據(jù)處理方法

      采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。以單因素方差分析法(one way ANOVA)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析,采用新復(fù)極差法(Duncans multiple-range test)進(jìn)行多重比較,采用系統(tǒng)聚類法對(duì)湖北不同產(chǎn)地烤煙煙葉物理特性進(jìn)行聚類分析。

      2 結(jié) 果

      2.1 不同產(chǎn)區(qū)同等級(jí)烤煙物理特性比較

      恩施、十堰、襄陽(yáng)3個(gè)不同產(chǎn)區(qū)B2F等級(jí)煙葉物理特性方差分析及多重比較結(jié)果見(jiàn)表1,3個(gè)產(chǎn)地的煙葉葉長(zhǎng)、平均抗張力、抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)量地區(qū)間差異不明顯(P>0.05),葉寬、長(zhǎng)寬比、單葉重、全葉含梗率地區(qū)間差異顯著(P<0.05)。表1

      多重比較結(jié)果顯示,襄陽(yáng)地區(qū)煙葉葉寬與恩施地區(qū)和十堰地區(qū)差異顯著,恩施與十堰地區(qū)差異不顯著。恩施地區(qū)、十堰地區(qū)煙葉長(zhǎng)寬比大于襄陽(yáng)地區(qū),表明恩施和十堰地區(qū)煙葉外形比襄陽(yáng)地區(qū)狹長(zhǎng);恩施與十堰地區(qū)煙葉長(zhǎng)寬比差異不顯著。襄陽(yáng)地區(qū)煙葉單葉重比恩施地區(qū)重,其他地區(qū)間煙葉單葉重差異不顯著。恩施地區(qū)煙葉全葉含梗率高于十堰,表明十堰地區(qū)煙葉出片率比恩施地區(qū)好;其他地區(qū)間煙葉全葉含梗率差異不明顯。

      恩施、十堰、襄陽(yáng)3個(gè)不同產(chǎn)區(qū)C3F等級(jí)煙葉物理特性方差分析及多重比較結(jié)果見(jiàn)表2,煙葉葉長(zhǎng)、葉寬、長(zhǎng)寬比、平均抗張力和抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)量各地區(qū)間差異不顯著(P>0.05),單葉重、全葉含梗率地區(qū)間差異顯著(P<0.05)。多重比較結(jié)果顯示襄陽(yáng)地區(qū)煙葉葉寬比恩施地區(qū)寬,其他地區(qū)間煙葉葉寬差異不顯著。恩施地區(qū)長(zhǎng)寬比大于襄陽(yáng)地區(qū),表明恩施地區(qū)煙葉比襄陽(yáng)地區(qū)狹長(zhǎng),其他地區(qū)間差異不顯著。襄陽(yáng)地區(qū)單葉重比恩施地區(qū)重,其

      他地區(qū)間煙葉單葉重差異不顯著。恩施地區(qū)煙葉全葉含梗率高于十堰地區(qū),表明十堰地區(qū)煙葉出片率高于恩施地區(qū),其他地區(qū)間煙葉全葉含梗率差異不顯著。十堰地區(qū)斷裂伸長(zhǎng)量高于襄陽(yáng)地區(qū),說(shuō)明其煙葉纖維強(qiáng)度高于襄陽(yáng)地區(qū),其他地區(qū)間斷裂伸長(zhǎng)量差異不顯著。

      恩施、十堰、襄陽(yáng)3個(gè)不同產(chǎn)區(qū)X2F等級(jí)煙葉物理特性方差分析及多重比較結(jié)果見(jiàn)表3,烤煙葉長(zhǎng)、葉寬、長(zhǎng)寬比、單葉重、全葉含梗率、平均抗張力、抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)量各地區(qū)間差異不顯著(P>0.05)。

      綜合方差分析及多重比較結(jié)果,X2F等級(jí)煙葉各物理特性不存在差異,B2F和C3F等級(jí)煙葉地區(qū)間一些煙葉物理特性指標(biāo)存在差異,通過(guò)比較可以看出,這些差異除在全葉含梗率方面十堰與恩施地區(qū)有差異,其他幾個(gè)物理特性差異指標(biāo)是襄陽(yáng)與十堰、恩施地區(qū)的差異。

      2.2 物理特性的聚類分析

      將15個(gè)產(chǎn)煙縣不同部位煙葉的各項(xiàng)物理指標(biāo)的平均值用SPSS軟件對(duì)煙葉長(zhǎng)、寬、長(zhǎng)寬比、單葉重、全葉含梗率、平均抗張力、抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,運(yùn)行系統(tǒng)聚類分析并得到聚類圖1,煙葉的各項(xiàng)物理指標(biāo)通過(guò)聚類分析聚為兩類,第1類包括竹山、竹溪、鄖西、宣恩、咸豐、南漳、建始、???、恩施、鶴峰、巴東、房縣和利川,煙葉長(zhǎng)寬比較大;棗陽(yáng)和襄州歸為第2類,煙葉葉寬較寬,單葉重較重。從本研究烤煙物理特性的比較中可知,烤煙物理特性的差異主要是襄陽(yáng)與十堰、恩施的差異,聚類的結(jié)果與這一結(jié)論有一定一致性;但襄陽(yáng)地區(qū)與十堰、恩施的差異,主要由襄州和棗陽(yáng)地區(qū)的煙葉葉寬較寬,長(zhǎng)寬比較小,單葉重較重差異造成的,而襄陽(yáng)地區(qū)中的??蹬c南漳兩縣數(shù)據(jù)與十堰、恩施各縣聚類在一起。

      2.3 物理特性變化規(guī)律

      湖北烤煙煙葉各部位不同物理特性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表4。結(jié)果表明,不同物理特性指標(biāo)的變異系數(shù)不同。其中單葉重的變異最大,變異系數(shù)為32.44%;其次是抗張強(qiáng)度,變異系數(shù)為27.25%;再者是長(zhǎng)寬比、平均抗張力、葉寬、斷裂伸長(zhǎng)量,變異系數(shù)分別為16.11%,15.10%,12.64%,10.69%;變異較小的是葉長(zhǎng)和全葉含梗率,變異系數(shù)分別為9.08%,8.18%。表明湖北烤煙物理特性在單葉重和抗張強(qiáng)度方面的差異程度較大。

      將不同等級(jí)煙葉物理特性做方差分析及多重比較結(jié)果如表5所示。從表5可知,部位間煙葉葉長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比、單葉重存在顯著差異(P<0.05),其他指標(biāo)在部位間差異不顯著(P>0.05)。從多重比較結(jié)果可知,葉位升高,葉長(zhǎng)變長(zhǎng),長(zhǎng)寬比變大,煙葉葉形越狹長(zhǎng);且葉位升高單葉重變重。

      3 討 論

      將15個(gè)產(chǎn)煙縣按行政區(qū)劃分為恩施、十堰、襄陽(yáng)3個(gè)種植區(qū),對(duì)3個(gè)種植區(qū)的烤煙物理特性進(jìn)行方差分析,結(jié)果在X2F等級(jí)烤煙比較中,3個(gè)種植區(qū)間烤煙物理特性不存在差異。而B(niǎo)2F和C3F等級(jí)烤煙中,3個(gè)地區(qū)烤煙物理特性比較結(jié)果顯示,除在全葉含梗率方面十堰與恩施地區(qū)有差異,其他幾個(gè)物理特性差異指標(biāo)是襄陽(yáng)與十堰、恩施地區(qū)的差異,襄陽(yáng)地區(qū)烤煙葉寬、單葉重比十堰、恩施地區(qū)高,長(zhǎng)寬比小于十堰和恩施地區(qū)。并且系統(tǒng)聚類結(jié)果和物理特性結(jié)果有一定程度一致性,聚類結(jié)果為第1類包括竹山、竹溪、鄖西、宣恩、咸豐、南漳、建始、???、恩施、鶴峰、巴東、房縣、利川,第2類包括棗陽(yáng)、襄州。即襄陽(yáng)地區(qū)的保康、南漳和十堰、恩施的產(chǎn)煙縣聚在一起,而襄州、棗陽(yáng)單獨(dú)聚為一類。楊虹琦等[8]研究指出生態(tài)條件對(duì)物理特性有一定影響,本研究中湖北產(chǎn)區(qū)間烤煙物理特性的差異和聚類的結(jié)果可能是由于種植區(qū)的生態(tài)差異造成:恩施、十堰以及襄陽(yáng)地區(qū)的???、南漳屬于山地生態(tài)區(qū),襄州、棗陽(yáng)屬于鄂北崗地。

      薛超群等[17]指出,煙草物理特性中單葉重變異最大,本研究也得出相同的規(guī)律。本研究中所觀察到的8項(xiàng)物理特性指標(biāo)中變異從小到大的排列順序是:全葉含梗率<長(zhǎng)<斷裂伸長(zhǎng)量<寬<平均抗張力<長(zhǎng)寬比<抗張強(qiáng)度<單葉重,其中單葉重和抗張強(qiáng)度變異程度較大,變異較大的種植區(qū)環(huán)境條件有差異。閆鐵軍等[18]在烤煙物理特性差異分析中表明葉位是影響物理特性的第一要素,本研究與閆鐵軍等的研究結(jié)果基本一致。從方差分析及多重比較結(jié)果可知,葉長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比、單葉重與葉位有相關(guān)性,這種相關(guān)性很可能是不同葉位的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期不同所致。

      本研究對(duì)湖北烤煙主產(chǎn)區(qū)煙葉物理特性做了一個(gè)初步了解,并根據(jù)試驗(yàn)分析結(jié)果對(duì)生態(tài)條件對(duì)物理特性的影響做了推測(cè)。生態(tài)條件對(duì)烤煙物理特性的影響還需要考慮光照、溫度、栽培條件以及品種等,郭建華等[19]將國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口煙物理特性做比較后明確了國(guó)產(chǎn)煙的定位,而在后續(xù)的研究中還應(yīng)將湖北烤煙與鄰近省份以及進(jìn)口煙的物理特性做比較,以便對(duì)湖北烤煙的物理特性有更加準(zhǔn)確的定位,為提升湖北烤煙物理特性做參考。

      4 結(jié) 論

      本研究通過(guò)對(duì)恩施、十堰、襄陽(yáng)三地的烤煙物理特性比較可知,在B2F和C3F等級(jí)中,襄陽(yáng)烤煙的單葉重、葉寬值均高于恩施與十堰地區(qū),長(zhǎng)寬比小于恩施與十堰地區(qū),十堰地區(qū)含梗率低于恩施地區(qū)。X2F等級(jí)三地沒(méi)有差異。隨葉位升高,葉長(zhǎng)、單葉重、長(zhǎng)寬比增大。在對(duì)湖北主產(chǎn)區(qū)烤煙物理特性有了更加清晰的了解基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究生態(tài)環(huán)境對(duì)煙葉物理特性的影響對(duì)于提升湖北烤煙物理特性指標(biāo)具有重要的指導(dǎo)意義。

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