焦甜香烟叶形成的气象因素分析

周初跃，郭东锋，姚忠达，舒俊生

（安徽中烟工业有限责任公司技术中心，合肥 230088）

烟草（Nicotiana tabacum L.）原产亚热带，喜欢温暖而湿润的气候。气象条件对烟叶质量和风格的形成起到了关键性的重要作用[1]。根据气候、土壤及其他生态条件，我国可分为5大种烟区域，不同区域烟叶质量、风格有较大差异[2]。焦甜香是优质烟叶共有的一种优质香韵，尤以皖南区域所产烟叶为国内代表。围绕烟叶或皖南焦甜香烟叶特色形成[3-9]国内已有较多研究，李龙等[10]构建的水气候影响函数应用于皖南大田期气候动态的评价，罗勇等[11]研究认为，在气候因素中成熟期光照强度对烤烟香型风格和香气前体物含量影响最明显，黄中艳等[12]研究认为，云南气候三因素的匹配和时段分配对烟叶品质有重要影响。但是针对焦甜香风格形成与气象因素的研究尚不多见，本研究拟以焦甜香烟叶与气象因素为研究对象，探索焦甜香的形成与气象因子之间的关系，为烟叶生产资源配置以及烟草种植区域调整等提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

本研究材料来自 2012年度皖南、郴州、张家界、三门峡、曲靖、文山、凉山、丽江、昆明、玉溪、三明、龙岩、遵义、南平、许昌 15个产烟区域，取样为C3F标准等级初烤烟叶3～5 kg进行感官评价。

1.2 方法

1.2.1 烟叶感官评价 根据焦甜香香韵的强弱进行打分，分强（5分）、较强（4分）、中（3分）、较弱（2）、弱（1分）和无（0分）6个档次。

1.2.2 各烤烟区域大田期确定及焦甜香香韵确定15个植烟区域大田期的确定及焦甜香评价结果见表1。

表1 各植烟区域大田期及焦甜香判定Table1 Definition of field growth period and coke sweet aroma type for the samples

1.3 气象数据来源

15个气象点数据取自中国气象数据共享服务网（http∶//cdc.cma.gov.cn/），文中所用气象数据为烤烟大田期数据，其中极端最低气温、极端最高气温、最小相对湿度、最大风速均采用各样本极大、极小值，降雨量为大田期总量，其他气象因子为大田期均值。

2 结 果

由表2看出，区域间气象因子差异较为明显。其中极端最低温变异达到57.59%，皖南大田期最低温达到-1.1 ℃，而许昌大田期最低温在15.3 ℃；各区域大田期降水量也存在较大差异，变异达到39.09%，大田期降水量最少的为许昌255.1 mm，最大的为三明降水量达到了1217.2 mm；日降水量≥0.1 mm天数各区域变异达到25.70%，许昌日降水量≥0.1 mm天数只有32 d，而文山达到了93 d；各区域最大风速变异为27.03%，最大日降水量区域间变异达到了64.26%，三门峡最大日降水量只有30.4 mm，而张家界最大日降水量达到了217.7 mm，说明各地在大田期降雨强度差异较大；各地大田期田间最小相对湿度也存在较大变异为39.71%，皖南田间最小相对湿度达到了 8%，遵义最小相对湿度为30%。除平均气压数据不服从正态性外，其他气象因子均服从正态分布。

通过对大田期气象因子与烟叶焦甜香香韵进行相关分析表明，烟叶焦甜香与极端最高温、平均气压、平均气温、平均水汽压、平均最低气温、平均最高气温均呈显著或极显著的正相关关系。

以焦甜香香韵为应变量、气象因子为自变量进行回归分析，结果见表3、4，方程诊断p=0.002达到极显著水平，方程决定系数达到 R2=0.96，共有极端最高温、极端最低温、降水量、平均气温、日照时数、最大风速、最小相对湿度7个气象因子达到系数检验显著水平，它们组合的线性方程可以解释焦甜香香韵96%的变异，所建立的回归方程为：

Y焦甜香=-21.87+0.18X极端最低气温+0.64X极端最高气温+0.004X降水量-0.45X平均气温+0.009X日照时数+0.35X最大风速+0.24X最小相对湿度

根据标准回归系数的大小可以判断，对焦甜香形成影响程度依次为：极端最高温＞最小相对湿度＞降水量＞日照时数＞平均气温＞极端最低温＞最大风速。

利用回归分析筛选出的7个气象因子对15个区域进行判别分析，其中南平为非焦甜香、许昌为焦甜香待判样本，结果见表 5～8，判别结果诊断类别间达到极显著水平，拟合度达到 100%，全部分类正确，其中待判样本南平、许昌后验概率分别为0.9772和1，判别正确，说明以极端最高温、极端最低温、降水量、平均气温、日照时数、最大风速、最小相对湿度7个气象因子来判别焦甜香区域有较高的准确率。所建立判别函数为：

表2 大田期气象因子统计描述及相关分析Table2 Description and correlation analysis of climatic factors in field period

表3 逐步回归方差分析Table3 ANOVA results of stepwise regression

表4 逐步回归各系数检验Table4 Diagnosis results of each regression coefficients in stepwise regression analysis

Y焦甜香=-0.0698X极端最低气温-0.1760X极端最高气温+0.0009X降水量+0.0309X平均气温-0.0032X日照时数-0.0589X最大风速-0.0068X最小相对湿度

表5 判别分析诊断检验Table5 Diagnosis results of discrimination analysis

表6 判别结果拟合检验诊断Table6 Diagnosis results of discrimination analysis fitted value

表7 判别分析计算后分类和后验概率Table7 Classification results and posteriori probabilities based on discrimination function

表8 判别模型待判别样本判别结果Table8 Predict results from predictive samples based on discrimination function

3 讨 论

气象因素是烟叶质量和风格形成的重要因素，但对烟叶生长发育和质量风格形成影响机理较为复杂[13-19]。一般烤烟生育的最适温度为24～28 ℃，相关研究文献认为[1]，烤烟生育的最适宜温度为20～38 ℃；有研究认为，在20～28 ℃的范围内，烟叶的内在质量有随着成熟期平均温度升高而提高的趋势[20]；而温度（极端最高温、最低温和平均温度）对焦甜香的影响可能是较大的温差给烟株造成一定的胁迫作用，对烟叶内含物的积累有一定的作用，利于潜香物质的积累和转化[25,27]。降水量对烟叶质量的形成更为复杂，受地形地貌、降雨量、强度等共同作用，有研究认为在一定范围内，降雨量的增多会增加烟叶中氯的含量[21,24]，而氯含量过高对烟叶品质产生不利影响；在一定范围内，降雨量、日照时数和积温的增加有利于烟叶中总糖的积累，但不利于含氮化合物的积累[21,26]；而田间相对湿度的研究大多集中在病虫害方面[22-23]，与烟叶质量风格相关研究较少，可能与田间风速共同作用与烟株生理生化代谢过程，与烟株的光合作用和蒸腾作用协同影响，进而影响烟草的生长发育。

4 结 论

通过以上分析可以得出，气象因子中极端最高温、极端最低温、降水量、平均气温、日照时数、最大风速、最小相对湿度7个因素对焦甜香烟叶的形成有较为重要的作用，7项指标所组成的线性方程可以解释焦甜香香韵96%的变异，且以此7个气象因子判别植烟区域焦甜香香韵的有无准确率较高。进一步分析可知，极端最高温对焦甜香香韵的形成影响最大，其次为最小相对湿度、降水量、日照时数、平均气温，极端最低温和最大风速对焦甜香香韵的形成影响相对较弱。因此，在烟草生产过程中尤其要协调农事栽培措施与此7项气象关键因子的协调优化，促进烟叶质量提升和风格的彰显。

由于烟叶质量和风格形成是受生态、品种以及栽培共同作用的结果，而生态因素中气象条件复杂多变，其对烟叶质量、风格的影响研究也最为复杂，对于两者的关系尚需要进一步深入细致研究。

[1]刘国顺.烟草栽培学[M].北京：中国农业出版社，2009.

[2]王彦亭，谢剑平，李志宏.中国烟草种植区划[M].北京：科学出版社，2010.

[3]季学军，张国，王道支，等.皖南不同土壤类型烤烟抗氧化能力差异分析[J].中国烟草科学，2011，32（6）：26-31.

[4]张国，时向东，季学军，等.皖南砂壤土和水稻土烤烟叶片组织结构发育规律研究[J].中国烟草科学，2011，32（6）：37-42.

[5]李志，史宏志，刘国顺，等.土壤质地对皖南烤后烟叶中性香气成分含量及焦甜香风格的影响[J].中国烟草学报，2010（2）：6-10.

[6]祖朝龙，季学军，马称心，等.皖南土壤和烟叶中矿质元素含量与烟叶焦甜香特色风格的关系[J].土壤，2010（1）：26-32.

[7]邱立友，祖朝龙，杨超，等.皖南烤烟根际微生物与焦甜香特色风格形成的关系[J].土壤，2010（1）：45-52.

[8]史宏志，李志，刘国顺，等.皖南不同质地土壤烤后烟叶中性香气成分含量及焦甜香风格的差异[J].土壤，2009（6）：980-985.

[9]史宏志，李志，刘国顺，等.皖南焦甜香烤烟碳氮代谢差异分析及糖分积累变化动态[J].华北农学报，2009（3）：144-148.

[10]李龙，凤宝文，张民蓓，等.皖南烟叶大田生育期气候条件动态评价研究[J].中国农学通报，2013（4）：178-182.

[11]罗勇，陈永安，潘文杰，等.气候与土壤对烤烟香气前体物和香型风格的影响[J].贵州农业科学，2012（12）：76-79.

[12]黄中艳，朱勇，邓云龙，等.云南烤烟大田期气候对烟叶品质的影响[J].中国农业气象，2008（4）：440-445.

[13]倪霞，鲁韦坤，查宏波，等.生态因子对烟叶化学成分影响的研究进展[J].安徽农业科学，2012（3）：1355-1359.

[14]廖玉芳，宋忠华，赵福华，等.气候变化对湖南主要农作物种植结构的影响[J].中国农学通报，2010（24）：276-286.

[15]康健丽.气候条件对烤烟生长发育的影响[J].内蒙古农业科技，2010（6）：58-59.

[16]武丽，王涛，刘志，等.生态气候因素对烟草质量的影响研究进展[J].安徽农业科学，2010（21）：11310-11312.

[17]言勇，颜合洪.气候因子对烟草品质影响的研究进展[J].作物研究，2009（5）：339-344.

[18]薛剑波，李小松，屈建康，等.生态因素对烟草烟碱形成的影响研究进展[J].河南农业科学，2009（1）：11-13.

[19]周金仙.不同生态条件下烟草品种产量与品质的变化[J].烟草科技，2005（9）：32-35.

[20]中国农业科学院烟草研究所.中国烟草栽培学[M].上海：上海科学技术出版社，1987.

[21]时鹏，申国明，向德恩，等.恩施烟区主要气候因子与烤烟烟叶化学成分的关系[J].中国烟草科学，2012，33（4）：13-16.

[22]莫建国，陈庆园，于飞.烟草赤星病病原菌侵染的气象条件分析[J].安徽农业科学，2012（25）：12530-12532.

[23]李文峰，李小凯，苏丰敏，等.通过逐步回归法建立许昌烟草花叶病气象预测模型及应用[J].农业科技通讯，2011（1）：51-53.

[24]张波，王树声，史万华，等.凉山烟区气象因子与烤烟烟叶化学成分含量的关系[J].中国烟草科学，2010，31（3）：13-17.

[25]杜咏梅，张建平，王树声，等.主导烤烟香型风格及感官质量差异的主要化学指标分析[J].中国烟草科学，2010，31（5）：7-12.

[26]张骏，杨征宇，刘新民，等.四川会东烤烟香型风格特点及主导因子初探[J].中国烟草科学，2011，32（6）：7-11.

[27]杜咏梅，刘新民，程森，等.宣威上部烤烟主要化学指标与其清香型风格典型性关系分析[J].中国烟草科学，2012，33（3）：42-46.