文山烟叶主要化学成分与气象因子灰色关联分析

沈燕金，张一扬，戴 珏，王 影，胡棕棂

（1湖南农业大学烟草研究院，长沙　410128；2云南省烟草公司文山州公司，文山　663000）

文山烟叶主要化学成分与气象因子灰色关联分析

沈燕金1，2，张一扬1*，戴 珏2，王 影2，胡棕棂2

（1湖南农业大学烟草研究院，长沙410128；2云南省烟草公司文山州公司，文山663000）

运用灰色关联分析方法对文山州气象因子中的月平均温度和降水量与烟叶主要化学成分进行关联分析，结果表明，月平均温度对主要化学成分的影响明显大于降水量。B2F烟叶主要化学成分受月平均温度的影响大小依次为烟碱＞总氮＞总糖＞还原糖＞钾＞氯，C3F烟叶主要化学成分受月平均温度的影响大小依次为烟碱＞总氮＞还原糖＞总糖＞钾＞氯，X2F烟叶主要化学成分受月平均温度的影响大小依次为烟碱＞钾＞总氮＞还原糖＞总糖＞氯。

烤烟；化学成分；气象因子；灰色关联分析

烤烟对环境相当敏感，气象因子是影响烤烟内在化学品质形成的重要因素之一［1～3］。前人运用回归分析、典型相关分析、灰色关联分析、方差分析等方法对气象因子与化学品质关系作了大量研究［4～8］。灰色系统理论作为处理“小样本”、“贫信息”不确定系统的有效方法，近年来越来越多地被应用到实际生产领域中［9］。灰色关联分析基本思想是根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否密切，曲线越接近，则相应序列之间关联度就越大，反之则越小［10，11］。笔者应用灰色关联度分析方法中的绝对灰色关联度对文山州月平均气温和降水量与主要化学成分进行关联分析，以期探索文山州影响烟叶化学品质的主要气象因子，为文山州烤烟生产提供一定的参考。

1　材料和方法

1.1烟样采集和测定

2013年在文山州48个主要植烟乡镇的119个取样点采集烟样。每个点采集B2F、C3F、X2F各1个烟叶样品，每份1.5 kg，共357份。样品等级由专职评级人员按照“GB 2635-92烤烟”标准进行，等级合格率达到85%以上。总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾和氯的含量按照王瑞新等［12］的方法测定。

1.2气象数据收集

收集2013年文山州48个主要植烟乡镇烤烟生长大田期5～8月平均气温和降水量。

1.3数据处理与分析

采用灰色绝对关联分析法。

（1）数据标准化。首先对原始数据依据均值化公式x′=xij（x′为均值化后数据为j个指标的ijx—ijj平均值）进行标准化处理。

（2）求各指标始点零化像及si、sj、。

设有n个聚类对象，m个聚类指标，得到原始数据序列:

原始数据序列的始点零化像:

式中:x0i（k）=xi（k）-xi（1）

令:

分别取5月、6月、7月、8月月平均气温和月降水量作为烤烟生长大田期主要气象因子，将上述大田期主要气象因子作为因素列，将烟叶主要化学成分的总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾和氯含量作为特征列，对气象因子与烟叶主要化学成分进行关联分析。

采用灰色建模软件V6.0、DPS7.05统计软件对数据进行分析。

2　结果与分析

2.1文山州各植烟乡镇月降水量和平均气温

文山州各植烟乡镇月降水量和平均气温见表1。由表1可知，文山州各植烟乡镇烤烟大田期5～8月降水量分布不均衡，乡镇之间月降水量极差较大，5月降水量变异系数最大，为62.54%，8月降水量变异系数最小，为28.75%。文山州各植烟乡镇5～8月平均气温差异较大，乡镇之间温度极差在7.3～7.5℃，乡镇之间变异系数相对较小，在6.18%～7.04%之间。

表1　文山州各植烟乡镇月降水量和平均气温

2.2 文山州各植烟乡镇烟叶主要化学成分

文山州各乡镇烟叶主要化学成分见表2。由表2可知，B2F烟叶总糖和还原糖含量变异达中等水平，总氮、烟碱和钾含量变异较小，氯含量变异很大，变异系数为100.81%。C3F烟叶总糖、还原糖、总氮、烟碱和钾含量变异程度相近，且变异系数均不大，氯含量变异系数较大，为138.26%。X2F烟叶总糖、还原糖、总氮、烟碱和钾含量变异程度也相近，且变异系数均不大，在20%左右，氯含量变异系数较大，为81.7%。

表2　文山州各乡镇烟叶主要化学成分（%）

2.3B2F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度分析

B2F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度值见表3。由表3可知，5～8月降水量与B2F烟叶主要化学成分含量灰色关联度值均相对较小。5月平均气温与B2F烟叶总糖和烟碱含量的灰色关联度值相对较大，分别为0.7487和0.7640；6月平均气温与B2F烟叶总氮和烟碱的灰色关联度值较大，分别为0.7196和0.8601；7月平均气温与B2F烟叶总氮和烟碱的灰色关联度值分别为0.7802和0.9593；8月平均气温与B2F烟叶总氮和烟碱的灰色关联度值分别为0.7436和0.8994。综上说明，月平均气温对B2F烟叶主要化学成分的影响要明显大于月降水量，其中B2F烟叶烟碱受月平均气温的影响最大，其次是总氮，总糖含量受月平均气温的影响要大于还原糖，钾含量受月降水量和月平均气温的影响相对较小，氯含量受月降水量和月平均气温的影响最小。

表3　B2F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度分析

2.4C3F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度分析

C3F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度值见表4。由表4可知，5～8月降水量与C3F烟叶主要化学成分含量灰色关联度值均相对较小。5月平均气温与C3F烟叶还原糖、总氮和烟碱含量的灰色关联度值相对较大，分别为0.8268、0.7249和0.8673；6月平均气温与C3F烟叶还原糖、总氮和烟碱的灰色关联度值较大，分别为0.7396、0.8068和0.9990；7月平均气温与C3F烟叶总氮和烟碱的灰色关联度值分别为0.8913和0.8912；8月平均气温与C3F烟叶还原糖、总氮和烟碱的灰色关联度值分别为0.7160、0.8402和0.9499。综上说明，月平均气温对C3F烟叶主要化学成分的影响要明显大于月降水量，其中C3F烟叶烟碱受月平均气温的影响最大，其次是总氮，再次是还原糖和总糖，氯含量受月降水量和月平均气温的影响相对较小，钾含量受月降水量和月平均气温的影响最小。

表4　C3F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度分析

2.5X2F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度分析

X2F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度值见表5。由表5可知，5～8月降水量与X2F烟叶主要化学成分含量灰色关联度值均相对较小。5月平均气温与X2F烟叶还原糖、烟碱和含量的灰色关联度值相对较大，分别为0.8207和0.8100；6月平均气温与X2F烟叶还原糖、总氮、烟碱和钾含量的灰色关联度值较大，分别为0.7351、0.7325、 0.9228和0.8438；7月平均气温与X2F烟叶总氮、烟碱和钾含量的灰色关联度值分别为0.7966、0.9635和0.9385；8月平均气温与X2F烟叶还原糖、总氮、烟碱和钾含量的灰色关联度值分别为0.7120、0.7579、0.9689和0.8813。综上说明，月平均气温对X2F烟叶主要化学成分的影响要明显大于月降水量，其中X2F烟叶烟碱含量受月平均气温的影响最大，其次是钾、总氮和还原糖含量，总糖和氯含量受月降水量和月平均气温的影响相对较小。

表5　X2F烟叶主要化学成分与温度和降水量灰色关联度分析

3　结论与讨论

文山州各植烟乡镇烤烟大田期5～8月降水分布不均衡，月降水量变异系数较大，在28.75%～62.54%之间。文山州各植烟乡镇5～8月平均气温差异较大，乡镇之间温度极差在7.3～7.5℃，乡镇之间变异系数相对较小，在6.18%～7.04%之间。各乡镇不同部位烟叶总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾含量的变异系数总体在15%～25%之间，氯含量变异系数较大，在81.7%～138.26%之间。月平均气温对不同烟叶主要化学成分的影响均要明显大于月降水量。不同部位烟叶烟碱含量受月平均气温的影响最大，氯含量受月降水量和月平均气温的影响最小。B2F烟叶主要化学成分受月平均温度的影响大小依次为烟碱＞总氮＞总糖＞还原糖＞钾＞氯，C3F烟叶主要化学成分受月平均温度的影响大小依次为烟碱＞总氮＞还原糖＞总糖＞钾＞氯，X2F烟叶主要化学成分受月平均温度的影响大小依次为烟碱＞钾＞总氮＞还原糖＞总糖＞氯。

王彪等［7］对云南代表性烟区的气象因子与烟叶化学成分的典型相关分析表明，与化学成分达到显著相关的气象因子为5～8月的气温，在化学成分指标中，烟碱和还原糖对气候条件反应最为显著。徐茜等［6］运用灰色系统理论研究发现，和温度因素有关的气象因子与烤烟单产的关联度都很高。张波等［13］研究发现，主要气象因子日均温度对烟叶化学成分含量的影响最大。这些结论均与本研究结果基本一致，说明温度是影响烤烟主要化学成分的最大的气象因子，而烟叶化学成分中烟碱、总氮、还原糖受气象因子的影响最大。

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Gray Correlation Analysis between Chem ical Compositions of Flue-cured Tobacco Leaves and Meteorological Factors in Wenshan

SHEN Yan-jin1，2，ZHANG Yi-yang1*，DAIJue2，WANG Ying2，HU Zong-ling2
（1 Institute of Tobacco，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2Wenshan Tobacco Company，Wenshan，Yunnan 663000，China）

The gray correlation analysis between monthly rainfall and mean temperature in Wenshan and the contents of chemical compositions in flue-cured tobaccowere analyzed.The results indicated that effects ofmonthlymean temperature onmain chemical compositionswere significantly higher than those ofmonthly rainfall.Effects ofmonthlymean temperature onmain chemical composition of B2F flue-cured tobacco leaves showed the trend of nicotine＞total N＞total sugar＞reducing sugar＞potassium ＞chlorine.Effects of monthly mean temperature on main chemical composition of C3F flue-cured tobacco leaves showed the trend of nicotine＞total N＞reducing sugar＞total sugar＞potassium ＞chlorine.Effects ofmonthly mean temperature on main chemical composition of X2F flue-cured tobacco leaves showed the trend of nicotine＞potassium ＞total N＞reducing sugar＞total sugar＞chlorine.

flue-cured tobacco；chemical composition；meteorological factors；gray correlation analysis

S572

A

1001-5280（2015）05-0511-05

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.05.13

2015-06-14

沈燕金（1983-），男，云南陆良人，硕士研究生，主要从事烟叶生产技术工作，Email:wsycjszx＠126.com。*通信作者。

云南省烟草公司科技计划项目（2012YN59）。