四川库存烟叶化学成分的差异及其主控因素

周泽弘，王昌全*，曹淋海，李启权，张露心，李斌，杜倩(.四川农业大学资源学院，四川 成都60；.四川省邛崃市国土资源局，四川 邛崃650；.中国烟草总公司四川省公司，四川 成都6007；.四川中烟工业有限责任公司技术研发中心，四川 成都60066)



四川库存烟叶化学成分的差异及其主控因素

周泽弘1，王昌全1*，曹淋海2，李启权1，张露心1，李斌3，杜倩4
(1.四川农业大学资源学院，四川 成都611130；2.四川省邛崃市国土资源局，四川 邛崃611530；3.中国烟草总公司四川省公司，四川 成都610017；4.四川中烟工业有限责任公司技术研发中心，四川 成都610066)

摘 要：为探寻四川库存烟叶化学成分含量差异的主要影响因素，对2009至2011年四川库存441份烟叶的化学成分进行测定，利用哑变量对区域、部位定性变量赋值，并利用一般线性模型(GLM)进行主控因素分析。结果表明：四川库存烟叶总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮平均含量分别为23.91%、21.50%、2.44%、0.35%、2.01%、2.14%；部位是影响总糖、烟碱、钾、总氮含量差异的主控因素，其独立解释能力分别为24.52%、56.13%、20.93%、37.84%；区域是影响还原糖、氯含量差异的主控因素，其独立解释能力分别为24.10%、25.88%；年份也是影响钾和总氮差异的因素之一，其独立解释能力分别为20.22%、19.83%。

关 键 词：库存烟叶；化学成分；主控因素； 一般线性模型；四川

烟叶主要化学成分是烟叶品质鉴定的重要指标[1]，是决定烟叶质量和风格特色的基础。已有的研究表明，烟叶各化学成分含量在区域[2]、年份[3]、部位[4]和品种[5]间存在较大差异，但对这些因素的影响程度和主控影响因素尚不十分明确。

目前，运用一般线性模型(generalized linearmode，GLM)及决定系数判断因素影响程度的大小已有相关报告[6–8]。较其他方法而言，该方法克服了定性指标无法直接通过数据计算分析评价内容的缺陷，利用哑变量对定性影响因素进行赋值，并对不同因素的影响程度进行了量化。笔者测定了四川烟区2009至2011年库存烟叶的化学成分含量，结合区域、年份、部位及品种因素，运用GLM模型，对库存烟叶化学成分含量差异进行解析并找出其主控因素，以期为解决四川库存烟叶数量大，利用难[9]的实际问题提供参考。

1　材料与方法

1.1材料

四川库存烟叶样品取自川渝中烟公司。筛选2009至2011年间上、中、下部烟叶共计441份，产地涵盖四川省主要种烟区，其中，广元市13份，凉山州342份，泸州市31份，攀枝花42份，宜宾市13份。烟叶品种包括红大(HD)、云烟85(YY85)、云烟87(YY87)、中烟103(ZY103)，均为当地主栽品种。

1.2方法

1.2.1化学成分的测定

烟叶化学成分主要测定总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮含量，交由川渝中烟公司完成。

1.2.2烟叶化学成分的GLM模型

选取区域、部位、品种、年份4个影响因素建立化学成分的GLM模型，其中，烟草区域、部位、品种是固定效应的影响因素，年份是定量的影响因素，各化学成分的含量是定量的检测结果。

1.2.3统计方法

数据采用Excel 2007和SPSS19.0进行统计分析。在SPSS19.0中采用方差分析及GLM–Univariate[6–8]研究区域、年份、部位以及品种对库存烟叶各化学成分含量的影响，其中，定性变量(区域、部位、品种)采用哑变量[10]进行赋值，定量变量(年份、化学成分)以原始数据输入。GLM–Univariate分析中用各回归方程的校正决定系数来确定各影响因素对化学成分含量变化的独立解释能力[10]。

2　结果与分析

2.1四川库存烟叶的化学成分

统计结果(表1)表明，四川库存烟叶总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮平均含量分别为23.91%、21.50%、2.44%、0.35%、2.01%、2.14%，化学成分平均含量均符合鲁黎明等[11]提出的优质烤烟化学成分的适宜质量分数范围。其中氯的变异系数最大，变异系数为41.01%，其次是烟碱，变异系数为28.49%，其余4种化学成分变异系数较小，均小于20%。从数据分布类型看，氯含量的偏度值>+1，样本的变异不符合正态分布，其余5种化学成分的偏度值均在–1和+1之间，基本符合正态分布规律。2.2 四川库存烟叶化学成分的影响因素

表1　四川库存烟叶化学成分的统计特征Table 1　Characteristics of chemical components of tobacco leaf in tobacco inventory in Sichuan

2.2.1区域的影响

不同区域间库存烟叶化学成分含量存在差异(表 2)。攀枝花烟区烟叶总糖含量最高，泸州烟区的最低；攀枝花烟区烟叶还原糖含量最高，泸州烟区的最低；泸州烟区烟叶烟碱含量最高，广元烟区的最低；宜宾烟区烟叶氯含量最高，攀枝花烟区的最低；攀枝花烟区烟叶钾含量最高，凉山州烟区的最低；宜宾烟区烟叶总氮含量最高，攀枝花烟区的最低。

表2　不同影响因素的库存烟叶的化学成分Table 2　Chemical composition of tobacco leaves inventory under different influence factors %

2.2.2年份间差异

不同年份间的化学成分含量存在差异。2011年总糖含量为25.15%，显著高于其他年份。还原糖含量以2010年最高，为22.05%，2010年、2011年还原糖含量差异不显著，与2009年的差异显著。烟碱含量以2010年最高，为2.62%，2010年、2011年烟碱含量差异不显著，与2009年的差异显著。氯含量以2011年最高，为0.38%，2010年、2011年氯含量差异不显著，与2009年差异显著。2009年钾含量为2.19%，显著高于其他年份。2011年总氮含量为2.27%，显著高于其他年份。

2.2.3部位的影响

不同部位烟叶化学成分含量存在差异。中部叶总糖含量为25.83%，显著高于其他部位。中部叶还原糖含量为23.03%，显著高于其他部位。上部叶烟碱含量为3.23%，显著高于其他部位。下部叶氯含量为0.40%，显著高于其他部位。下部叶钾含量为2.31%，显著高于其他部位。上部叶烟碱含量为2.43%，显著高于其他部位，中部叶、下部叶总氮含量差异不显著。

2.2.4品种的影响

不同品种间化学成分含量存在一定差异。不同品种烟叶总糖、还原糖含量差异显著，总糖、还原糖含量以HD最高，分别为24.85%、22.28%，显著高于其他品种。烟叶烟碱含量以YY87最高，为2.87%，显著高于其他品种。烟叶氯含量以ZY103最高，为0.50%，显著高于其他品种。不同品种烟叶钾含量差异不显著，钾含量以YY87最高，为2.15%。不同品种间烟叶总氮含量差异不显著，总氮含量以ZY103最高，为2.31%。

2.3主控因素分析

2.3.1对总糖的主控因素

从各回归方程的校正决定系数(表3)可以看出，各因素对四川库存烟叶总糖含量变异的独立解释能力大小依次为部位、区域、品种、年份，其中，部位对总糖含量差异的独立解释能力为24.52%，高于其他因素，说明部位是库存烟叶总糖含量的主控因素。品种对总糖含量差异的影响(20.44%)小于区域的影响(23.70%)，说明区域的影响强于品种间的影响。

表3　不同因素对烟叶总糖含量的影响程度Table 3　Influence of different factors on total sugar contents in tobacco leaves

2.3.2 对还原糖的主控因素

由表4可知，各因素对四川库存烟叶还原糖含量变异的独立解释能力大小依次为区域、部位、品种、年份，其中，区域对还原糖含量差异的独立解释能力为24.10%，高于其他因素，说明区域是还原糖含量差异的主控因素。部位、品种也是影响还原糖含量的重要因素，其独立解释能力分别为23.70%、19.83%。

表4　不同因素对烟叶还原糖含量的影响程度Table 4　Influence of different factors on reducing sugars content of tobacco leaves

2.3.3对烟碱的主控因素

由表5可知，各因素对四川库存烟叶烟碱含量变异的独立解释能力大小依次为部位、年份、区域、品种，其中，部位对烟碱含量差异的独立解释能力为56.13%，远高于其他因素，说明部位是影响烟碱含量差异的最主要因素。区域、年份、品种对烟碱含量差异的独立解释能力较小，均不能作为影响烟碱含量差异的主要因素。

表5　不同因素对烟叶烟碱含量的影响程度Table 5　Influence of different factors on nicotine content of tobacco leaves

2.3.4对氯的主控因素

由表6可知，各因素对四川库存烟叶氯含量变异的独立解释能力大小依次为区域、品种、部位、年份，其中，区域对氯含量差异的独立解释能力为25.88%，高于其他因素，说明区域是影响氯含量差异的最主要因素，但不同部位间氯含量差异小。

2.3.5对钾的主控因素

由表7可知，各因素对四川库存烟叶钾含量变异的独立解释能力大小依次为部位、年份、区域、品种，其中，部位对钾含量差异的独立解释能力为20.93%，高于其他因素，说明部位是影响钾含量差异的最主要因素。年份对烟叶钾含量差异的独立解释能力为20.22%，说明年份在一定程度上影响烟叶钾含量。

表6　不同因素对烟叶氯含量的影响程度Table 6　Influence of different factors on chlorine content of tobacco leaves

表7　不同因素对烟叶钾含量的影响程度Table 7　Influence of different factors on potassium content of tobacco leaves

2.3.6对总氮的主控因素

由表8可知，各因素对四川库存烟叶总氮含量变异的独立解释能力大小依次为部位、年份、品种、区域，其中，部位对总氮含量差异的独立解释能力为37.84%，高于其他因素，说明部位是影响总氮差异的最主要因素。年份对烟叶总氮含量差异的独立解释能力为19.83%，说明年份在一定程度上影响烟叶总氮含量。

表8　不同因素对烟叶总氮含量的影响程度Table 8　Influence of different factors on total nitrogen content of tobacco leaves

3　结论与讨论

四川库存烟叶各化学成分呈现出“中糖高钾”的特点，这可能与四川烤烟风格特色有关，钾含量高于全国主产区烤烟的钾含量(1.93%)[12]。钾是烟草吸收量最大的生长必需营养元素，其含量多少在一定程度上体现烟叶质量的好坏[13]，由此可见，四川库存烟叶可以作为优质烤烟生产的原料。

部位是总糖、烟碱、钾、总氮含量差异的主控因素，区域是还原糖、氯含量差异的主控因素。部位、区域对总糖及还原糖都有较大的影响，但影响程度有所不同，这与以往研究[14–15]基本一致。烟叶的遗传特性决定了烟碱含量的高低，在烟叶不同部位的含量出现较大差异[16–18]。不同生长阶段，烟草各部位对钾的需求量不同，最终表现出上部叶、中部叶、下部叶存在差异[19–20]。总氮是烟叶中含氮化合物所含氮素的总和，各部位合成含氮化合物的能力不同，进而表现为部位间总氮含量差异明显[21–22]。不同区域土壤氯含量差异较大，烟草在生长过程中摄入氯含量出现不同，进而表现为各区域烟叶氯含量差异明显[23]。此外，钾含量在年际间表现出递减趋势，总氮含量表现出递增趋势，这可能与近年来四川地区的施肥措施有关。

针对四川库存烟叶各化学成分含量的主控因素，在烤烟实际生产中，应注意烟叶部位以及区域的选择，同时也应考虑不同年份间的影响。

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责任编辑：罗慧敏英文编辑：罗 维

Study on chemical constituents and main controlling factors of tobacco leaf from tobacco inventory in Sichuan

Zhou Zehong1，Wang Changquan1*，Cao Linhai2，Li Qiquan1，Zhang Luxin1，Li Bin3，Du Qian4
(1.College of Resource, Sichuan Agricultural University, Chengdu, 611130, China; 2.Land Resources Bureau of Qionglai City, Qionglai, Sichuan 611530, China; 3.China National Tobacco Company of Sichuan Province, Chengdu 610017, China; 4.Raw Material Department, Technology Center, China Tobacco Sichuan Industrial Co., Ltd., Chengdu 610066, China)

Abstract:Based on the 441 leaf samples of flue-cured tobacco in Sichuan inventory from 2009 to 2011, the main controlling factors affecting the contents of tobacco chemical components was analyzed by using dummy variables as qualitative variables for regions and parts combined with GLM model. The results showed that for the inventory of Sichuan tobacco, the average contents of total sugar, reducing sugar, nicotine, chlorine, potassium, total nitrogen were 23.91%, 21.50%, 2.44%, 0.35%, 2.01% and 2.14%, respectively. The content of each chemical composition was significantly affected by area, year, location and varietal differences. Location was the main controlling factor affecting the content of total sugar, nicotine, potassium and total nitrogen, which could explain 24.52%, 56.13%, 20.93% and 37.84% of the variability respectively; . Area was the main controlling factors of reducing sugars and chlorine, explaining 24.10% and 25.88% of the variability respectively. Year was also one of the main factors influencing the differences in potassium and total nitrogen, which could explain 20.22%, 19.83% of the variability respectively.

Keywords:tobacco leaf inventory; chemical composition; main control factors; generalized linear mode(GLM); Sichuan

中图分类号：S572.01

文献标志码：A

文章编号：1007−1032(2016)02−0147−05投稿网址：http://xb.ijournal.cn

收稿日期：2015–11–24 修回日期：2016–01–14

基金项目：四川省烟草公司重点项目(SCYC201402006)；川渝中烟工业有限责任公司重点项目(12097)

作者简介：周泽弘(1991—)，男，四川南充人，硕士研究生，主要从事土壤与环境质量可持续研究，pyfzzh@163.com；*通信作者，王昌全，教授，主要从事土壤与环境可持续研究，w.changquan@163.com