韶關(guān)煙區(qū)煙葉化學(xué)成分與氣候因子相關(guān)性分析

宗釗輝　趙偉才　楊天旭　張海霞　王維　王軍

摘? ? 要：為探明韶關(guān)煙葉化學(xué)成分與氣候因子相關(guān)性，為烤煙種植提供參考。利用相關(guān)性分析與回歸分析，對(duì)2000—2020年韶關(guān)煙區(qū)主要?dú)夂蛞蜃优c煙葉化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：除成熟期降雨量偏多與平均氣溫偏高外，韶關(guān)氣候因子基本滿足優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)需求，降雨量、溫度、日較差、相對(duì)濕度、日照時(shí)間年際間波動(dòng)較大；韶關(guān)煙區(qū)煙葉年際間總糖、還原糖、煙堿含量與糖堿比變化較大。相關(guān)分析表明：平均氣溫、降雨量、濕度和日較差與韶關(guān)煙葉化學(xué)成分存在顯著相關(guān)關(guān)系，主要影響煙葉煙堿、總糖、還原糖含量與糖堿比、氮堿比。進(jìn)一步回歸分析發(fā)現(xiàn)，團(tuán)棵期與成熟期降雨量對(duì)煙葉化學(xué)成分影響最大。綜上，韶關(guān)煙區(qū)成熟期降雨量多與平均氣溫偏高，降雨量、溫度、相對(duì)濕度不穩(wěn)定，對(duì)煙葉化學(xué)成分影響較大，生產(chǎn)上可以適當(dāng)提前移栽，減少氣候因子對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響。

關(guān)鍵詞：韶關(guān)煙區(qū)；煙葉；氣候因子；化學(xué)成分；相關(guān)性分析

中圖分類號(hào)：S572? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2023.09.002

Correlation Analysis Between Chemical Components of Tobacco and Climatic Factors in Shaoguan Tobacco-growing Area

ZONG Zhaohui ZHAO Weicai YANG Tianxu ZHANG Haixia WANG Wei WANG Jun

（1.Tobacco Science Institute of Guangdong， Shaoguan， Guangdong 512029， China; 2.Guangdong Tobacco Shaoguan City Company Limited， Shaoguan， Guangdong 512029， China; 3. College of Agronomy，South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642， China; 4. Guangdong China Tobacco Industrial? Company Limited， Guangzhou， Guangdong 510599， China）

Abstract：In order to explore the correlation between tobacco chemical components and meteorological factors in Shaoguan， and to provide reference for flue-cured tobacco planting. Correlation analysis and regression analysis were used to analyze the main meteorological factors and chemical components data in Shaoguan from 2000 to 2020. The results showed that the climatic factors in Shaoguan was met the demand of high-quality tobacco production except for higher rainfall and higher average temperature at maturestage. The rainfall， temperature， daily range， relative humidity and sunshine duration had fluctuated greatly between years. The chemical components of total sugar， reducing sugar， nicotine and sugar-base ratio of tobacco leaves in Shaoguan changed greatly from year to year. Correlation analysis showed that average temperature， rainfall， humidity and daily range were significantly correlated with the chemical composition of tobacco leaves， which mainly affected the contents of nicotine， total sugar and reducing sugar， sugar-base ratio and nitro-base ratio of tobacco leaves.Regression analysis showed that the rainfall at therosette stage and mature stage had the greatest influence on the chemical composition of tobacco leaves. In conclusion，the rainfall and average temperature at maturity stage are too high in shaoguan tobacco-growing area， and the rainfall， temperature， equivalent humidity are fluctuate greatly， which have a great effect on the conventional chemical components of flue-cured tobacco. In production， proper transplanting could be done in advance to reduce the influence of climate factors on the chemical components of flue-cured tobacco.

Key words： Shaoguan tobacco-area; meteorological factors; flue-cured tobacco; chemical composition; correlation analysis

韶關(guān)市位于廣東省北部，屬中亞熱帶濕潤(rùn)型季風(fēng)氣候區(qū)，水熱資源豐富，雨熱同季，光照充足，是中國(guó)煙葉種植最佳生態(tài)區(qū)之一，2023年種植面積達(dá)到8 400 hm，占廣東省煙葉種植面積近2/3，是焦甜醇甜香型煙葉標(biāo)志性產(chǎn)區(qū)，為卷煙工業(yè)提供了大量?jī)?yōu)質(zhì)卷煙原料[1- 2]。

煙葉化學(xué)成分是煙葉的物質(zhì)基礎(chǔ)，與感官質(zhì)量評(píng)價(jià)之間有著重要的關(guān)系[3- 4]。劉海偉等[5]發(fā)現(xiàn)，雜氣與煙葉中的氯、還原糖、總糖、煙堿含量呈正相關(guān)，與鉀含量呈負(fù)相關(guān)；陳彬等[6]認(rèn)為，氯、兩糖比對(duì)香氣質(zhì)、吃味有較大影響，適宜氯含量與兩糖比可以提高煙葉的吸食品質(zhì)；湯朝起等[7]對(duì)河南煙葉原料研究表明，煙堿與總氮含量偏高，煙葉吸食品質(zhì)下降。煙葉化學(xué)成分含量受氣候、土壤、栽培措施與品種等因素共同影響，其中氣候是影響煙葉化學(xué)成分含量重要因素[8-9]，烤煙在生產(chǎn)季節(jié)對(duì)水分、日照與溫度需求不同，生育期溫度、光照、降水等氣候因子的變化都會(huì)導(dǎo)致煙葉內(nèi)在化學(xué)成分含量發(fā)生變化。姬興杰等[10]研究發(fā)現(xiàn)，溫?zé)釋?duì)河南中部煙葉化學(xué)成分有較大影響，高溫日數(shù)增加，總糖含量和糖堿比增加，兩糖比與鉀減??；王躍能等[11]研究認(rèn)為，煙葉的水溶性總糖和還原糖含量主要受大田期日照時(shí)數(shù)影響，煙堿含量主要受大田期空氣濕度影響；楊天旭等[12]、梁盟等[13]研究結(jié)果則認(rèn)為，影響煙葉煙堿和總氮含量的主要?dú)夂蛞蜃邮峭L(zhǎng)期的降雨量與日照時(shí)數(shù)；陳偉等[14]研究發(fā)現(xiàn)，南北煙區(qū)煙葉化學(xué)成分主要影響因素不同，相對(duì)濕度、氣溫日較差和10 cm地溫對(duì)北方煙區(qū)化學(xué)成分的影響較大，日照時(shí)數(shù)和降雨量對(duì)南方煙區(qū)化學(xué)成分的影響較大。隨著氣候劇烈變化，氣候的年季變化對(duì)煙葉化學(xué)成分組成的影響，已成為諸多影響因素中最重要、最活躍的因素[15]，關(guān)于其他煙區(qū)氣候因子與煙葉化學(xué)成分研究有較多報(bào)道[16-18]，但不同地區(qū)其氣候存在較大差異。

韶關(guān)是我國(guó)濃香型煙葉重要原料產(chǎn)區(qū)，目前關(guān)于韶關(guān)氣候因子與烤煙內(nèi)在化學(xué)成分關(guān)系研究鮮有報(bào)道。本研究通過收集2010—2020年韶關(guān)4個(gè)煙葉產(chǎn)區(qū)烤后煙葉化學(xué)成分與氣候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析韶關(guān)煙區(qū)氣象因子與煙葉內(nèi)在化學(xué)成分的關(guān)系，構(gòu)建韶關(guān)煙區(qū)氣候因子與煙葉化學(xué)成分的關(guān)系模型，探討氣候因子對(duì)煙葉化學(xué)成分影響，為韶關(guān)煙葉種植主動(dòng)適應(yīng)氣候變化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以韶關(guān)南雄、始興、樂昌和乳源4個(gè)煙葉產(chǎn)區(qū)為研究對(duì)象。試驗(yàn)材料為2010—2020年韶關(guān)煙區(qū)主栽品種‘粵煙97’，每年樣品數(shù)量共28份，為保障樣品均一性，每年樣品均取自同一田塊，固定栽培措施，取樣部位為中部葉（第6葉位至第14葉位），測(cè)定樣品剔除烘烤異常煙葉。氣象數(shù)據(jù)來源于韶關(guān)氣象局2010—2020年監(jiān)測(cè)記錄（主要包含降雨量、溫度、積溫、日照、相對(duì)濕度等）。

1.2 測(cè)定方法

每個(gè)供試樣品共2 kg，總糖、還原糖、煙堿、氯、鉀采用流動(dòng)分析法測(cè)定，總氮采用凱氏定氮法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel2016、SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析， Origin 2018及R 3.6.3進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙生長(zhǎng)季氣候因子年季差異

2000—2020年韶關(guān)煙區(qū)煙株大田生育期（2—7月）氣象要素統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。整個(gè)大田生育期日平均氣溫12.68～28.85 ℃，隨著煙株生長(zhǎng)發(fā)育，平均氣溫呈上升趨勢(shì)，氣溫日較差呈先減小后增大的趨勢(shì)，7月日較差最大為9.46 ℃；相對(duì)濕度為76.18%～83.04%，在適宜范圍內(nèi)，2—7月累計(jì)日照時(shí)長(zhǎng)為687.14 h，有效積溫達(dá)到了2 163℃·d，降雨量為1 086.88 mm，光照、熱量與降雨量均滿足煙株正常生長(zhǎng)發(fā)育需求，但成熟期（6月、7月）降雨量、溫度過高。有效積溫變異系數(shù)較?。ǎ?5%），不同年份間有效積溫變化較小，降雨量、溫度、日較差、相對(duì)濕度、日照時(shí)間變異系數(shù)較大（＞ 15%），不同年份間波動(dòng)較大；整個(gè)煙草生育期，旺長(zhǎng)期（4月、5月）的氣候因子變異系數(shù)大于團(tuán)棵期（2月、3月）與成熟期（6月、7月），且5月份氣候因子變異系數(shù)最大，不同年份間煙株旺長(zhǎng)期的氣象條件變化幅度大于團(tuán)棵期與成熟期。

2.2 2000—2020年烤煙常規(guī)化學(xué)成分分析

由表2可知，2000—2020年韶關(guān)煙區(qū)煙葉化學(xué)成分平均值為總糖25.96%、還原糖21.46%、煙堿2.65%、總氮1.90%、鉀2.34%、糖堿比8.99、氮堿比0.79，氮堿比偏低，其余指標(biāo)在適宜范圍內(nèi)；總氮、鉀、氯含量與氮堿比變化較為穩(wěn)定（變異系數(shù)＜15），說明上述化學(xué)成分受氣候因子影響較少，含量較為穩(wěn)定，且不同年份間鉀離子含量均大于2%，氯離子含量小于0.4%，在適宜范圍內(nèi)；總糖、還原糖、煙堿含量與糖堿比年際間變化較大（變異系數(shù)＞15），容易受外界條件波動(dòng)影響，且其最小值、最大值不在適宜范圍內(nèi)，說明外界因素不穩(wěn)定會(huì)影響韶關(guān)煙區(qū)煙葉的可用性，其中總糖含量、還原糖、糖堿比變異系數(shù)大于100，更容易受外界因素影響，年際間含量存在較大差異，不利于工業(yè)配方穩(wěn)定性。

2.3 烤煙內(nèi)在化學(xué)成分與氣候因子相關(guān)性分析

同一品種、栽培條件下不同年份的化學(xué)成分存在差異，對(duì)生長(zhǎng)季不同階段的氣候因子與煙葉化學(xué)成分進(jìn)行相關(guān)性分析結(jié)果見表3。團(tuán)棵期降雨量與總糖、還原糖、糖堿比呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，其余化學(xué)成分與氣候因子無顯著相關(guān)關(guān)系；旺長(zhǎng)期日較差與煙堿含量呈顯著正相關(guān)，與氮堿比呈顯著負(fù)相關(guān)，其余化學(xué)成分與氣候因子無顯著相關(guān)關(guān)系；成熟期降雨量與煙堿含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與氮堿比、糖堿比呈顯著正相關(guān)，平均溫度與煙堿含量呈顯著正相關(guān)。進(jìn)一步分析結(jié)果表明，氣候因子主要對(duì)烤煙的總糖、還原糖、煙堿、糖堿比、氮堿比有重要影響，在烤煙生長(zhǎng)前、中期，降雨量、日較差對(duì)烤煙內(nèi)在化學(xué)成分有較大影響，在烤煙生長(zhǎng)后期降雨量與平均溫度對(duì)烤煙內(nèi)在化學(xué)成分有較大影響，尤其是對(duì)煙堿合成具有顯著影響。

2.4 烤煙內(nèi)在化學(xué)成分與氣象條件逐步回歸分析

烤煙內(nèi)存化學(xué)成分受一個(gè)或多個(gè)氣候因子共同影響，為了探索氣象條件對(duì)烤煙內(nèi)存化學(xué)成分的綜合影響，本研究通過逐步回歸法建立氣候因子與烤煙內(nèi)存化學(xué)成分關(guān)系的綜合模型?？偺?、還原糖是烤后煙葉主要化學(xué)成分的重要組成，也是煙草重要的致香物質(zhì)。由表4可知，團(tuán)棵期降雨量是影響烤后煙葉總糖、還原糖含量的主要因素，團(tuán)棵期降雨量越高，總糖、還原糖含量越高；煙堿主要對(duì)感官質(zhì)量的香氣量、勁頭有重要影響，影響煙堿含量的2個(gè)氣候因子P＞DTR，P增加與DTR縮小，煙堿含量下降；糖堿比與氮堿比是衡量烤后煙葉化學(xué)成分適宜性的重要指標(biāo)，影響糖堿比的3個(gè)氣候因子為P＞T＞RH，糖堿比受P影響最大，P越高，糖類化合物合成增加，糖堿比越大；影響氮堿比的氣候因子有2個(gè)，P＞DTR，與煙堿相反，P增加與DTR縮小，氮堿比變大。

3 討論與結(jié)論

3.1 韶關(guān)氣候特征分析

煙草團(tuán)棵期對(duì)水、熱需求較少，月降水量70～100 mm為優(yōu)，旺長(zhǎng)期對(duì)水分、溫度、光照需求較高，有利于烤煙干物質(zhì)積累[19-20]。本研究結(jié)果顯示，韶關(guān)前期日均溫度較高，降雨量在75 mm以上，有利于煙苗移栽后早生快發(fā)；旺長(zhǎng)期與成熟期日均溫度20 ℃以上，降雨量190 mm以上，溫度適宜，降水充足，可滿足焦甜醇甜香煙葉生產(chǎn)需求。但是，成熟期降雨量偏大，煙株容易受澇害影響，造成煙葉根系活力下降與脫肥現(xiàn)象；后期高溫高濕，上部葉假熟采收，影響煙葉品質(zhì)；大田中后期溫度、降雨量變異系數(shù)大于15，年際間不穩(wěn)定，不利于煙葉質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)上可以提前膜下小苗移栽，避開后期高溫高濕天氣?；瘜W(xué)成分方面，氮堿比偏低，其余化學(xué)成分含量整體在焦甜醇甜香煙葉適宜范圍內(nèi)。

3.2 韶關(guān)煙葉化學(xué)成分特征及其與氣候因子關(guān)系

本研究發(fā)現(xiàn)，韶關(guān)煙區(qū)煙葉氮堿比偏低，其余化學(xué)成分含量整體在焦甜醇甜香煙葉適宜范圍內(nèi)，總糖、還原糖、煙堿含量與糖堿比年際間變化較大，其極大、極小值不在適宜范圍內(nèi)。研究還發(fā)現(xiàn)，烤煙團(tuán)棵期降雨量、旺長(zhǎng)期日較差、成熟期降雨量與空氣濕度和煙葉總糖、還原糖、煙堿含量與糖堿比、氮堿比值存在顯著相關(guān)關(guān)系，其他化學(xué)成分與氣候因子間相關(guān)關(guān)系不顯著；逐步回歸結(jié)果表明，團(tuán)棵期與成熟期降雨量是影響化學(xué)成分的主要?dú)夂蛞蜃印F(tuán)棵期降雨量增加，煙葉總糖、還原糖含量增加，糖堿比升高，與蘇永士等[21]、李杰等[22]的研究結(jié)果較為一致。煙葉生長(zhǎng)前期以碳代謝為主，前期水分充足，煙株早生快發(fā)，利于干物質(zhì)積累，特別是糖類物質(zhì)積累。成熟期降雨量增加，煙堿含量降低，氮堿比升高，煙堿主要在根系合成，其合成期主要集中在成熟期。因此，成熟期烤煙根系活力大小與煙堿含量相關(guān)，韶關(guān)煙區(qū)成熟期降雨量多，煙葉對(duì)澇害脅迫較為敏感，短暫漬水，導(dǎo)致根系受損，根系活力下降，煙堿合成減少[22-23]，其次成熟期高溫、高濕天氣會(huì)使煙葉高溫逼熟，煙葉假熟，生育期縮短，煙堿合成時(shí)間減少[24]。前人對(duì)于山東[25]、云南[26]煙區(qū)的研究也表明，煙堿受降水總量影響較大，呈負(fù)相關(guān)，與本研究結(jié)論基本一致。

3.3 結(jié)論

綜合來看，韶關(guān)氣象條件適宜烤煙生長(zhǎng)，但成熟期降雨量與溫度偏高；煙葉化學(xué)成分較為適宜，總糖、還原糖、煙堿含量易受氣候影響，部分年份不在適宜范圍內(nèi)；團(tuán)棵期與成熟期降雨量是影響韶關(guān)煙葉品質(zhì)穩(wěn)定性的主要?dú)夂蛞蜃??；谏仃P(guān)煙葉生長(zhǎng)季溫度較高的前提，生產(chǎn)上可以提前膜下小苗移栽，把煙葉生育期前移，提高氣候條件與煙葉對(duì)光、溫、水等氣候資源的匹配度，對(duì)穩(wěn)定韶關(guān)煙區(qū)化學(xué)成分有一定促進(jìn)作用。

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