烤烟C3F等级烟叶表面颜色区域特征量化分析与聚类

2017-06-29王改丽甄焕菊李悦魏春阳郑

山东农业科学 2017年6期

王改丽++甄焕菊++李悦++魏春阳++郑宪滨++于建军

摘要：为揭示烤烟C3F等级烟叶表面颜色的区域性差异，以2015年14个省份的C3F等级初烤烟叶为试材，采用多重比较和系统聚类法，对烟叶样品的表面颜色进行量化分析。结果表明：①烤烟表面颜色空间分布特征：明度（L*）为 47.90～63.77；红度（a*）为14.12～15.56；黄度（b*）为39.91～53.52；颜色饱和度（C*）为42.07～55.73。②烤烟C3F等级烟叶表面颜色具有较强的区域性差异：长江中上游和西南烟区的黄度b*和颜色饱和度C*均显著高于东南烟区；黄淮和北方烟区烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征参数较为相近，均没有显著性差异。③烤烟C3F等级烟叶表面颜色区域性差异形成的重要原因是生态条件差异所致，品种对其影响较小。④烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征可分为四类，并呈现较强的区域特征分布。

关键词：烤烟；C3F等级烟叶；颜色；区域特征

中图分类号：S572.01文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）06-0021-05

Abstract In order to reveal the surface color regional disparity of C3F grade tobacco leaves，using the C3F grade cured tobacco leaves from 14 provinces in 2015 as the experimental materials，the surface color of tobacco leaf samples were quantitatively analyzed by the methods of multiple comparison and system clustering. The results were as follows. The surface color spatial distribution features of the flue-cured tobacco showed that the brightness （L*） was 47.90～63.77， the red degrees （a*） was 14.12～15.56， the yellow degree （b*） was 39.91～53.52， and the color saturation （C*） was 42.07～55.73. There were strong regional differences in C3F grade flue-cured tobacco leaf surface color. The b* and C* of upper-middle reaches of Yangtze river and Southwest tobacco areas were significantly higher than that of Southeast tobacco areas. There were no significant differences in C3F grade tobacco leaf surface color feature parameters in Huanghuai and North tobacco areas. The ecological condition was the important reason for formation of C3F grade flue-cured tobacco leaf surface color regional differences， and variety had the small effects.

KeywordsFlue-cured tobacco； C3F grade tobacco leaf； Color； Regional characteristics

烟叶的外观特性主要是依靠人们眼看、手摸等感官做出的主观判断，是目前烟叶分级的主要依据[1]。烤后烟叶的表面颜色是影响烟叶外观质量的主要因素[2]，与烟叶品质密切相关[3-5]。由于生态环境条件、栽培调制技术和品种的差异，烤后烟叶颜色表现不同[6，7]。〖HJ*4/9〗同一产地的烤烟受品种、成熟度、部位等影响，在颜色呈现上也存在一定的差异性[8-10]。基于分光光谱仪测定L*、a*、b*和C*颜色空间分布参数的研究，在烟草、木板、纺织等行业得到了广泛应用[11-13]。烤烟颜色主要由光泽强度、颜色饱和度及均匀程度共同呈现[14]，但是有关烤烟颜色与L*、a*、b*和C*特征参数相关性的研究较少。目前，关于烤烟表面颜色的研究多为定性评价，定量研究的较少[15]。对同一产区烤烟表面颜色的研究较多，而对于烤烟表面颜色地域性差异的研究较少[16，17]。本研究以全国5大烟区9个主栽品种的C3F等级烟叶为对象，测定其表面颜色特征参数，并运用统计学方法深入研究该等级烟叶表面颜色的区域性差异和聚类分析，探究其在不同产区表面颜色的呈色特性和差异性成因，旨在为烤烟表面颜色系统的区域性划分提供数据支撑和理论依据。

1材料与方法

1.1材料

采用2015年全国5大烟区14个省（市）47个植烟县（区、乡）9个烤烟品种的C3F等级初烤烟叶样品。具体样品信息见表1。

1.2指标测定

烟叶表面顏色空间分布特征参数的测定采用Color-Eye 7000A 型分光光谱仪（美国，GretagMacbeth公司）。避开残伤或病斑，在叶片距叶尖1/3处、叶中及距叶基部1/3处各选取2个共6个相对称的点取样测定，结果取其平均值，每个样品取5片叶。主要测定参数为：L*（明度值）、a*（红绿色度值，正值代表红度，负值则代表绿度）、b*（黄蓝色度值，正值代表黄度，负值则代表蓝度）和C*（颜色饱和度）。具体原理及测定方法见参考文献[18]。

1.3数据统计分析

采用Microsoft Excel 2013、SPSS 18.0和DPS 7.05进行数据统计分析。多重比较采用LSD法，系统聚类采用标准化处理、欧氏距离和离差平方和法进行。

2结果与分析

2.1烤烟C3F等级烟叶表面颜色空间分布特征

由表2可知，烤烟C3F烟叶表面颜色空间分布总体特征：明度（L*）均值57.46，变幅为47.90～63.77；红度（a*）均值15.94，变幅为14.12～15.56；黄度（b*）均值46.97，变幅为39.91～53.52；颜色饱和度（C*）均值49.63，变幅为42.07～55.73。烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征参数存在不同程度的变异，红度a*的变异系数最大，为7.91%，其次为黄度b*，明度L*变异程度最小。

2.2烤烟C3F等级烟叶表面颜色区域性分布特征

2.2.1烤烟C3F等级烟叶表面颜色区域性差异分析由表3可以看出，明度L*均值以长江中上游烟区最高（61.19），东南烟区最低（55.17），前者显著高于后者，说明前者的C3F等级烟叶表面颜色较为鲜亮，后者的则较暗淡。红度a*均值以西南烟区最高（16.64），显著高于其它四个烟区。黄度b*均值以长江中上游烟区最高（50.19），东南烟区最低（43.56），两个烟区间差异显著，说明前者C3F等级烟叶表面的黄色特征比东南烟区要突出。颜色饱和度C*以长江中上游最高（52.51），东南烟区最低（46.23），其中后者显著低于其它四个烟区。从表3中还可看出，长江中上游和西南烟区C3F等级烟叶表面颜色特征参数均比较高，东南烟区的均偏低。

2.2.2C3F等级烟叶表面颜色特征参数在不同种植区内变异程度分析由表4可知，烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征参数在不同烤烟种植区内均存在不同程度的变异。明度L*和黄度b*以西南烟区的变异系数最大，长江中上游烟区的最小，说明西南烟区烤烟C3F等级烟叶表面颜色的亮度和黄色特性变化幅度较大，这可能与西南烟区地域分布较广、生态条件差异较大有关。红度a*和颜色饱和度C*均以东南烟区的变异系数最大。从表4中还可看出，长江中上游烟区烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征参数的变异程度均较小。

2.3烤烟C3F等级烟叶表面颜色区域性差异成因分析

2.3.1生态条件对烤烟C3F等级烟叶表面颜色空间分布的影响由表5可以看出，K326和云烟87在不同生态条件下C3F等级烟叶表面颜色空间特征参数均存在不同程度的变异性。K326黄度b*的变异系数最大，红度a*的变异系数最小，说明生态条件对C3F等级烟叶表面颜色的亮度、黄色特性和颜色饱和度的影响大于对红色特性的影响。云烟87的变化趋势与K326一致，说明此结论具有较强的代表性。

2.3.2品种对烤烟C3F等级烟叶表面颜色空间分布的影响由表6可知，同一种植区内不同烤烟品种C3F等级烟叶表面颜色特征变异性较小，除红度a*的变异系数相对较大外，其它几个参数的变异系数均在5%以内。其中长江中上游和西南烟区几个参数的变异系数均在3%之内，说明两个烟区内品种对烤烟C3F等级烟叶表面颜色的影响较小。

综上分析可知，生态条件对烤烟表面颜色空间分布的影响远大于烤烟品种，生态条件不同是造成烤烟C3F烟叶表面颜色区域性差异的主要原因。

2.4烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征参数值聚类分析

烤烟C3F等级烟叶表面颜色的聚类分析采用L*、a*、b*、C*颜色特征参数值，数据经标准化转换，采用欧式距离、离差平方和法进行，结果见图1。由聚类结果看出，在欧式距离约8处，可将不同种植区烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征划分为四大类：第一类主要包括南平市松溪县、三明市永安县、龙岩市永定县、三明市清流县等8个植烟县（市），主要集中在东南烟区；第二类包括哈尔滨市富锦县、许昌市襄城县、通化市柳河县、丹东市宽甸县等9个植烟县（区），主要集中在黄淮和北方烟区；第三类包括昆明市石林县、凉山州会东县、凉山州越西县、凉山州德昌县、普洱市宁洱县、曲靖市马龙县等10个植烟县，主要集中在西南烟区；第四类包括遵义市仁怀市、丽江市古城区、恩施州宣恩县、宜宾市筠连县等20个植烟县（区），主要集中在西南和长江中上游烟区。

各类别烤烟C3F等级烟叶表面颜色空间分布特征见表7：第一类烤烟C3F等级表面颜色的明度L*、黄度b *和饱和度C*均值都最低，红度a*均值也相对较低，说明东南烟区烟叶表面颜色暗淡，黄色特征不明显，颜色饱和度欠佳。红度a*均值以第三类的最高。第四类烤烟C3F等级表面颜色的明度L*、黄度b*和饱和度C*的均值都是最高，说明此类别烟叶表面颜色鲜艳、黄色特性明显，颜色饱和度较高。其中，第三和第四类烤烟C3F等级表面颜色空间分布特征最为接近，此研究结果与生产实际基本吻合。

3讨论与结论

3.1烤烟C3F烟叶表面颜色空间分布特征：明度L*为 47.90～63.77；红度a*为14.12～15.56；黄度b*为39.91～53.52；颜色饱和度C*为42.07～55.73。烟叶表面颜色特征参数在不同种植区存在不同程度的变异，其中，西南烟区烤烟C3F等级烟叶表面颜色的明度L*和黄度b*、东南烟区的红度a*和颜色饱和度C*的变异程度均较大。

3.2长江中上游和西南烟区的黄度b*和颜色饱和度C*均显著高于东南烟区，说明两烟区烤烟C3F等级烟叶表面颜色较为鲜亮，黄色特性较明显，烟叶颜色饱和度高，而東南烟区则表现的比较暗淡，黄色和红色特性较弱，颜色饱和度不够。其中，黄淮和北方烟区烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征参数较为相近，均没有显著性差异。此结论与烟叶生产实际和前人的研究结果相一致[18，19]。

3.3烤烟C3F等级烟叶表面颜色区域性差异成因分析结果表明，品种对其影响较小，生态条件对其影响较大，也就是说，生态条件差异是烤烟C3F烟叶表面颜色区域性差异形成的重要原因。此结论与魏春阳等[18]的研究结果相一致。

3.4烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征可分为四类，并呈现较强的区域特征分布：第一类主要集中在东南烟区，总体特征是烟叶表面颜色暗淡，黄色特性弱，饱和度不够。第二类主要集中在黄淮和北方烟区，各参数指标均处于中间位置。第三类和第四类较为接近，主要集中在西南和长江中上游烟区，总体特征是烟叶表面颜色亮度较高，黄色显性较好，颜色饱和度高。此结论基本与当前不同植烟区烤烟颜色的实际和前人的研究结果相一致[18]。

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