我国主要烟叶产区烤烟化学成分特征与可用性评价

蒋佳磊，陆扬，苏燕，潘力，汤晓东，陈晓水，牛芳芳，赵路灿，陆明华，朱书秀

浙江中烟工业有限责任公司技术中心，杭州市西湖区科海路118号 310024

我国主要烟叶产区烤烟化学成分特征与可用性评价

蒋佳磊，陆扬，苏燕，潘力，汤晓东，陈晓水，牛芳芳，赵路灿，陆明华，朱书秀

浙江中烟工业有限责任公司技术中心，杭州市西湖区科海路118号 310024

为研究我国主要烟叶产区烤烟化学成分特征及其可用性，测定和计算了全国12个主要的种植省区102个县级产区不同部位不同品种烟叶6种常规化学成分含量(总糖、还原糖、总植物碱、总氮、氯和钾)及3种衍生指标数值(糖碱比、氮碱比和钾氯比)，通过隶属度函数和层次分析法构建了烟叶化学成分可用性指数(CCUI)，并运用秩相关分析，方差分析，多重比较和地统计学等方法进行数据处理。结果表明：①我国烟叶质量总体上较好，但优质烟叶较少，部位间差异较大，品种间差异较小，与国外主流烟叶相比，我国烟叶呈现出糖含量、糖碱比、钾氯比较高，而氯含量较低等特点；②我国大部分地区烟叶氯含量偏低，主要集中在西南地区，部分地区烟叶氯含量高于全国平均水平，主要集中在河南省附近；③与其他文献相比，本研究构建的CCUI其拐点和权重的选择更符合实际，指向性更好，同时我国CCUI地统计学分布图，为卷烟工业企业采购原料和叶组配方的选择提供了参考。④上部、中部、下部烟叶CCUI分布和高低有明显区别，且中部＞下部＞上部，并首次提出了下部烟叶CCUI最能反映烤烟区域生态适应性的观点。

烤烟；化学成分；隶属度函数；层次分析法；氯；奢侈吸收；可用性指数；ArcGIS；生态适应性

烟叶中总糖、还原糖、总植物碱、总氮、氯、钾(一般称作“烟叶常规化学成分”[1])及糖碱比、氮碱比和钾氯比等衍生指标因其对烟叶质量的重要影响而成为烟草行业质量评价的“常规指标”[2]。但烟叶常规化学成分受品种、气候、地域等因素的影响，可能造成我国烟叶中各种常规化学成分的含量及比例差异较大，从而影响其化学成分可用性。虽然目前对烟叶常规化学成分特征[3-7]及其可用性评价[7-10]的研究较多，但多以区域性特征为主，受区域生态条件影响较大，无法全面反映我国烟叶常规化学成分总体特点；另一方面，化学成分可用性指数(Chemical Components Usability Index, CCUI)是一个既客观又主观的指标，它是通过加权平均的方式将无量纲化的化学成分指标进行赋权，得到的一种综合评价指标，因而其构建方式会存在较大的区别。目前大多数研究中权重的分配采用主成分分析法[2,9,11-13]或灰色关联系数法[8,14-15]，这类权重只能反映客观数据信息，而没有体现各参评指标对烟叶品质的重要性大小，缺乏指向性，因此不能真实反映烟叶可用性特征。本文研究了我国主要产区烟叶6种常规化学成分及3种衍生指标的特征，并试图建立一种科学、合理的烟叶常规化学成分可用性评价指标，结合地统计学分布图可视化定量地比较各地区烟叶的可用性差异，从而有利于更好地认识和掌握我国烟叶化学成分的总体特征，为卷烟工业企业采购原料和开发特色优质烟叶提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器

材料：由浙江中烟工业有限责任公司烟叶采购人员选自2011-2012年全国12个主要的烟草种植省区102个县级产区的云87、K326和云85 3个品种的上部叶(B2F)、中部叶(C3F)和下部叶(X2F)烤烟，样品等级由专职评级人员按照《GB 2635-92 烤烟》标准评定；每个县级产区9个烟叶样品(品种:部位=3:3，浙江中烟工业有限责任公司提供)，每个样品采集1.50 kg。

试剂：Brij35(AR，荷兰SKALAR公司)；对羟基苯甲酰肼、对氨基苯磺酸、氯胺T(AR，美国sigma公司)；氢氧化钠、磷酸和硝酸铁(AR，天津大茂化学试剂厂)；硫氰酸汞、甲醇、硝酸铁、硝酸、磷酸氢二钠(AR，温州化学试剂厂)；氰化钾、氯化钙、盐酸、醋酸、一水合柠檬酸(AR，国药集团)；蒸馏水(实验室制备)。

仪器：FUTURA II型连续流动分析仪、410型火焰光度计(法国Alliance公司)；THZ-320型台式恒温振荡器(上海精宏实验设备有限公司)；XS204型电子天平[感量0.0001 g，梅特勒托利多仪器(上海)有限公司]；Cyclotec 1093旋风式样品磨[福斯华(北京)科贸有限公司]。

1.2 方法

1.2.1 样品处理和分析

按《GB/T 19616-2004 烟草成批原料取样的一般原则》抽取烟叶样品，参照《YC/T 31-1996 烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定》制备试样后，依据《YC/T 159-2002 烟草及烟草制品 水溶性糖的测定》，《YC/T 160-2002 烟草及烟草制品 总植物碱的测定》，《YC/T 162-2011 烟草及烟草制品 氯的测定》，《YC/T 161-2002 烟草及烟草制品 总氮的测定》，《YC/T 217-2007 烟草及烟草制品 钾的测定》分别测定总糖、还原糖、总植物碱、氯、总氮和钾的含量，并计算糖碱比、氮碱比和钾氯比。每个样品设两个平行。

1.2.2 数据处理

采用Matlab 7.11并结合Excel 2007对各参评指标检测或计算值进行矩阵运算。采用ArcGIS 9.3软件绘制区域烟叶氯含量和化学成分可用性指数空间分布图，其中地统计学分析中半方差函数的拟合采用GS+7.0。

1.2.3 烟叶化学成分可用性评价

1.2.3.1 烟叶化学成分可用性指数

将常规化学成分原生指标(总糖、还原糖、总植物碱、氯、总氮和钾)及其衍生指标(糖碱比、氮碱比和钾氯比)作为各县级产区烤烟化学成分的参评指标，由于其最适值范围不一致，为消除量纲影响，根据各参评指标特征运用模糊数学理论选择隶属度函数[16]，将原始数据压缩到[0, 1]范围内，再按各参评指标对烟叶品质重要性大小赋予适当的权重，得到烟叶CCUI。根据我公司利群品牌烟叶特点并结合前人研究经验[10-11]将烟叶CCUI划分为6个等级(数值越大，烟叶可用性越好，级别越高)，其中CCUI＞0.80为6级，0.70≤CCUI＜0.80为5级，0.60≤ CCUI＜ 0.70为 4级，0.50≤ CCUI＜ 0.60为3级，0.40≤CCUI＜0.50为2级，CCUI≤0.40为1级。通过CCUI可以对各地区烟叶质量状况进行评价。CCUI的计算方法如下：

式中：i为县级产区；j为参评指标；f(x)为隶属度函数；w为参评指标的权重。

1.2.3.2 隶属度函数的确定

隶属度函数的类型较多，如梯形、钟形、S形、Z形等。虽然本质上其确定过程是客观的，但不同人对同一个模糊概念的认识理解又存在一定的差异，因此隶属度函数的确定又带有主观性[17]。根据烤烟化学成分的实际情况，参考吴殿信等制定的烤烟各类化学成分含量-分值表[18](最低分为10分，最高分为100分)，并结合前人研究经验[2,8,11]确定隶属度函数。其中总糖、还原糖、总植物碱、氯、总氮、糖碱比和氮碱比的隶属度函数类型均为中间梯形分布：

而钾氯比和钾的隶属度函数类型为升半梯形分布：

各隶属度函数拐点值的确定结合我公司利群品牌烟叶实际情况并参考烤烟质量标准的要求[19]，具体见表1。

表1 9项参评指标的隶属度函数类型及拐点Tab. 1 Function types and in fl ection points of 9 indexes

1.2.3.3 权重的确定

确定参评指标的权重是综合评价中的关键问题，准确地赋权是获得科学合理的评价结果的基础。赋权的方法较多，但大致分为主观法和客观法两类，前者通过人为主观上对各评价指标的重视程度来实现，它很大程度上取决于人的经验、知识和偏好，例如Delphi法、层次分析法和专家评分法；后者直接根据指标的原始数据信息，采用数理统计方法处理并获得权重，例如熵权法、标准离差法和CRITIC法[20-21]。卷烟化学成分各参评指标权重是否合理主要通过其对烟叶品质重要性的大小来判断，因此具有一定的主观性。因此本文选择主观法进行研究。

一般针对某一目标的决策，较难同时对若干指标做出精确的判断，并将它们相对于目标的重要性以数量关系来表示，但却较容易对任意两指标做出精确判断，并给出相对重要性的数量关系，层次分析法(AHP)可以很好地解决这一问题。通过三标度-AHP法[22-23]可以判断9项参评指标对烟叶品质重要性的大小，从而构造比较矩阵：

为了保证比较矩阵的客观性，本文邀请五位烟叶专家(A、B、C、D和E)判断任意两种参评指标对烟叶品质贡献度大小，通过AHP法进行计算，最终权重w为四位专家(下文中排除了专家B的结果)权重的均值，具体见表2。

表2 五位专家对参评指标的贡献度判断Tab. 2 Contribution of indexes judged by fi ve experts

分别构造五位专家的权重判断矩阵D9×9如下：

式中：i、j、k均为1, 2, 3…,9，且i和k为行编号，j为列编号；

由权重判断矩阵D9×9，通过matlab 7.11计算得到最大特征值(λmax)和对应的特征向量(V)。V归一化后可分别得到五位专家各自的权重，并计算平均权重W。层次分析法需进行一致性检验[24]，本文中阶数n为9，查表得RI为1.45，通过λmax计算得到五位专家的权重分配的CR均小于0.100，故结果可信，具体见表3。

为排除专家对所涉及的某些参评指标有特殊“青睐”或“歧视”，须通过Spearman秩相关系数[25]检验各专家的权重排名(秩排名结果如表3)，结果见表4。

一般认为相关系数≥0.7时，结果高度线性相关[26]。Spearman秩相关系数显示，A、C、D和E4位专家权重分配排名的Spearman秩相关系数均大于0.7，且显著性一致；而专家B与D、E相关性较弱且不显著，故排除专家B的结果，得到最终权重分配w(见表3)。

表3 五位烟叶专家各自的权重分配Tab. 3 Weight allocation

表4 五为烟叶专家权重排名的Spearman秩相关系数Tab. 4 Spearman’s rank correlation coef fi cients

2 结果与分析

2.1 我国烟叶常规化学成分特征

2.1.1 地域差异性特征

表5 我国主要产区烟叶9种参评指标和CCUITab. 5 9 indexes and CCUI of tobacco leaves in main tobacco producing areas of China

续表5

续表5

续表5

通过对检测数据(所列数值为不同品种不同部位的均值，见表5)的分析发现，如表6所示，按照表1所推荐的限值范围来看，102个地区除钾氯比外的8项参评指标80%以上均在临界限值范围内，总糖、还原糖、总植物碱、总氮、糖碱比和氮碱比更是达到了90%以上。但各项参评指标在最优值范围内的比例却较低(6.86～47.06%)，且地区间差异较大，氯和钾氯比变异性甚至接近100%。

与巴西、美国和津巴布韦等国的优质烟叶[27]相比，如表7所示，我国烤烟含糖量明显偏高，总植物碱含量虽与美国相似，但明显低于巴西和津巴布韦，从而导致糖碱比亦明显偏高，总氮和钾含量略低于国外烟叶，而氮碱比与国外烟叶基本一致；氯含量与巴西接近，但明显低于美国和津巴布韦，且变化范围过大，主要集中在低位，最低值仅在0.03%，从而导致钾氯比亦明显偏高。

表6 我国主要产区烟叶常规化学成分含量特征Tab. 6 Conventional chemical component content of tobacco leaves in main tobacco producing areas of China

表7 其他国家与我国烟叶 我国主要产区烟叶常规化学成分含量比较Tab. 7 Conventional chemical component content of tobacco leaves in main tobacco producing areas of China compared with other countries

除氯外，各项原生指标符合正态分布，而衍生指标则明显偏度过大，经Lilliefors检验[16]同样证明了这一点(如表6)。氯的地域性分布特性值得探讨。采用ArcGIS软件(具体方法同2.2节)绘制了我国区域烟叶氯含量分布图(见图1)。结合图1和表5，发现我国烟叶大部分地区(60.78%)氯含量低于0.3%，其中13.73%的地区氯含量甚至不足0.1%，且氯含量较低的区域主要集中在西南地区；7.84%左右地区氯含量高于0.8%，且主要集中在河南省附近。

2.1.2 品种差异性特征

按照品种统计各参评指标均值，并进行方差分析和多重比较(见表8)，结果表明：云87、K236和云85 3个品种9项参评指标间均无统计学意义。

图1 我国区域烟叶氯含量分布图Fig. 1 The geographical distribution of tobacco chloride content in China

2.1.3 部位差异性特征

按照部位统计各参评指标均值，并进行方差分析和多重比较(见表9)，结果表明：总糖、还原糖、总植物碱、糖碱比、氮碱比和钾氯比6项指标不同部位间差异均有高度统计学意义，其中总糖、还原糖和钾氯比表现为中部＞下部＞上部；总植物碱表现为上部＞中部＞下部，糖碱比、氮碱比表现与总植物碱相反，为下部＞中部＞上部。而氯、总氮和钾3项指标不同部位间差异相对较弱，其中氯中部最低，且中部和上、下部间差异有统计学意义；总氮上部最高，且上部和中、下部间差异有统计学意义；钾上部最低，且上部和中、下部间差异有统计学意义。

表8 不同品种间参评指标差异分析Tab. 8 Variance analysis of different varieties in indexes

表9 不同部位间参评指标差异分析Tab. 9 Variance analysis of different parts in indexes

2.2 烟叶常规化学成分可用性评价

通过对烟叶常规化学成分含量及其比例的分析表明：品种对参评指标的影响并不明显，而地域和部位对各参评指标的影响较大。通过ArcGIS软件中的Geostatistical Wizard模块，将各地区不同部位的CCUI值投影到相应位置的坐标点上(Beijing 1954坐标系)，采用普通Kriging方法，通过GS+7.0进行半方差函数拟合，选择球面模型对未采样的区域进行空间插值拟合，并将CCUI按照6级10类(2、3、4和5级各自进一步均分为两类)划分，获得了我国12个省区不同部位烟叶CCUI地统计学分布图(见图2)。地统计学分布图不仅可以直观地区分各地区化学成分可用性差异，而且可预测未来采样点处的取值，同时，随着未来新增采样点的加入，插值也将更为接近真实值。虽然烟叶常规化学成分含量及其比例可能还受栽培措施、施肥灌溉和调制加工等条件的影响，且本研究的取样点也有限，但各数据矢量空间化后，烟叶CCUI分布和大小一目了然，对于卷烟工业企业采购原料和叶组配方的选择具有一定的参考价值。

由图2可知，上部、中部和下部烟叶CCUI的大小和分布均有明显的区别，通过表5数据进行方差分析和多重比较计算发现，CCUI均值中部(0.74)＞下部(0.66)＞上部(0.57)，且部位间差异均高显著(α=0.01)。

上部烟叶CCUI较低，大部分地区集中在1-3级，且在分布上呈现中间低两边高的趋势；部分烟叶CCUI较高的区域达到了4级，主要集中在四川和云南大部，山东、河南和安徽三省以及江西和福建东部地区。中部烟叶CCUI普遍较大，基本在4.5级以上，且在地图上呈现中间高两边低的趋势；CCUI较高的区域达到了5.5级，主要集中在云南南部，福建西南部，四川东部，重庆、贵州和广西三省以及湖南和湖北西部地区，其中尤以云南和广西的部分地区CCUI最高，达到了6级。下部烟叶地区间差异较大，基本在2级以上，CCUI较大的区域达到4.5-5级，且集中在山东、河南、湖北、湖南、贵州和云南六省的斜线附近，并向周围地区辐射衰减，沿线地区均在4级左右，其中尤以云南、河南和山东部分地区的CCUI最高，达到5级，另外福建和江西两省交界处地区烟叶同样达到了4-5级。

图2 我国区域烟叶CCUI分布图Fig. 2 The distribution of tobacco CCUI in China

3 讨论

通过对不同地区、品种和部位烟叶常规化学成分含量及比例的研究，发现我国主要产区烟叶质量总体上较好，但优质烟叶较少，与巴西、美国和津巴布韦烟叶相比，我国主要产区烟叶存在含糖量、糖碱比、钾氯比偏高，而氯含量偏低等特点；烟叶常规化学成分含量及比例在不同品种间差异并不明显，这与沈焓[28]、李晓婷[10]等人的研究结果较为类似，表明品种对常规化学成分的影响可能相对较小；烟叶常规化学成分含量及比例在不同部位间的差异较大，其分布规律与丁云生(云南大理[2])、罗华(湖南邵阳[9])、李晓婷(云南临沧[10])等对各地的研究结果较为类似，表明部位间分布规律可能受品种、地域等因素的影响较小，而是烟草植物自身对常规化学成分吸收、转运和积累等生理特点决定。

一些文献报道我国大部分地区烤烟氯含量偏低，未达到优质烟叶氯含量的要求，并成为我国烤烟品质进一步提高的瓶颈[29-30]，而且地区间差异较大，呈“南低北高”的趋势，尤其是黄淮地区的河南等地相对较高[30-32]，这与本研究的结果较为相似。研究表明，烟叶氯含量的高低主要受土壤氯含量影响，且烟叶氯含量与土壤氯含量呈正相关[33-35]。烟草不但很容易吸收土壤中的氯，而且易在烟叶中过量积累，即表现出对氯“奢侈吸收”的特性，加上烟叶大田生产中较少出现缺氯的明显症状，而氯对烟叶燃烧性又有不利作用，导致忽视烟草氯的重要性[29,32]。我国土壤平均氯含量为24.8 mg/kg[36]，植烟土壤最适宜氯含量一般在30.0 mg/kg左右[37]。河南烟区土壤含氯量为30.1 mg/kg左右[38]，与植烟土壤氯含量最适值接近，而我国主要烟叶产区土壤氯含量[29](安徽18.5 mg/kg，湖南16.6 mg/kg，贵州4.6 mg/kg，四川11.6 mg/kg，云南20.0 mg/kg)均远低于这一数值。造成我国主要烟叶产区氯含量偏低的原因可能来自三个方面：a. 受传统观念影响，国内外专家普遍认为烟草是忌氯作物[34,38],不宜施用含氯肥料及有机肥，土壤中氯元素得不到补充；b. 烟草本身对氯具有“奢侈吸收”的特性，而各大烟区长期种植烟草导致烟区土壤氯含量不断降低；c. 地势、降雨影响，土壤中的氯溶解度大，移动性强，如云贵川烟区地势较高降雨量较大，游离的氯元素容易下渗流失。而处于黄淮烟区的河南省由于“引黄灌溉”等历史原因导致土壤处于盐渍化范围或边缘，地下水中氯含量较高[39]，从而导致其烟叶氯含量高于全国平均水平。

本研究发现不同部位CCUI值中部＞下部＞上部，这与一些区域性研究认为CCUI值中部＞上部＞下部的结论[2,9,11]有所不同。这主要是由于CCUI指标在构建时本身存在较大差异，一方面隶属度函数类型或拐点的选择有所不同，尤其是拐点的选择一般会按照各中烟公司实际情况确定，本研究基于浙江中烟工业有限公司“利群”品牌卷烟配方烟叶化学成分含量检测数据的长期分布情况统计，以95%和99%的置信水平对应的置信区间设为上下限最优值和临界值，同时结合叶组配方专家的调整意见确定各参评指标所属隶属函数曲线的拐点，另外，由于烟叶化学成分含量和比例必须符合烤烟质量标准的要求[19]，故拐点的可变性相对还是较弱的；更为重要的是这些研究中权重的分配主要采用主成分分析法或灰色关联系数法等数理统计手段，这类权重只能反映客观数据信息，对于处理黑箱性质的评价体系较为有用，而没有体现各参评指标对烟叶品质的重要性大小，缺乏指向性，因此不能真实反映烟叶可用性特征。通过比较发现这些研究中的权重分配[2,9,12-13,15]较为平均，SD在0.007～0.027之间，而本研究提出的权重其SD达到0.123，对各参评指标的侧重点明显不同。

同一地区不同部位烟叶CCUI的大小反映了烟叶自身天然特性造成的可用性差异，而不同地区同一部位烟叶CCUI的大小在一定程度上反映了由土壤状况和气象条件决定的烤烟生态适宜性。《中国烟草种植区划》[40]中提出的烤烟生态适应性分区图(其中土壤状况和气候条件分别占30%和70%权重)表明：我国最适宜种植烤烟的区域主要集中在山东、河南、湖北、湖南、贵州和云南六省部分地区组成的斜线附近以及福建江西两省交界处部分地区。这种烤烟生态适应性分布特征与本研究提出的下部烟叶CCUI分布特征较为类似。这种巧合的出现可能并不是偶然，而与烟叶的空间分布，理化特性和人为干预有关。上部烟叶摘收最晚，其摘收前，中、下部烟叶已经摘收，由于此时上部烟叶还比较弱小，光合作用和物质积累容易不足，导致我国上部烟叶普遍存在成熟度不够的问题[41]，而且烟株不完整，非正常的营养环境导致烟叶的理化特性不能正确反映区域生态状况；中部烟叶着生在烟株的中间部位，无论是光照、养分吸收，干物质积累都比较合理，使各项常规化学成分含量和比例比较适中，受生态条件不利影响相对较小，反而对于区域生态条件差异不够灵敏；下部烟叶最早发生，成熟和摘收，其摘收前，烟株个体完整，较能反映整株烟株的营养环境，并且由于处于遮荫郁蔽，通风不良，光照和热量不足等不利的生长条件，对区域生态条件差异较为灵敏，相对较能反映区域水土状况。因此，下部烟叶CCUI在一定程度上能反映烤烟生态适应性特征。

4 结论

分析了全国12个主要的种烟省区102个县级产区不同部位不同品种烟叶6种常规化学成分指标及3种衍生指标的区域性特征，发现我国烟叶质量总体上较好，但优质烟叶较少，部位间差异较大，品种间差异较小，与国外主流烟叶相比，我国烟叶表现出糖含量、糖碱比、钾氯比较高，而氯含量较低等特点，并研究了我国烟叶氯含量分布特征，探讨了我国大部分地区烟叶氯含量偏低而河南省附近偏高的原因。同时，通过对9种参评指标采用适当的隶属度函数转换，以对烟叶品质的贡献度大小分配权重，构建了烤烟不同部位化学成分可用性指数CCUI，绘制我国烟叶CCUI地统计学地图，发现上部、中部和下部烟叶CCUI的分布和高低均有明显的区别，且中部＞下部＞上部，并首次提出了下部烟叶CCUI最能反映烤烟生态适应性的观点。

[1]杜文，谭新良，易建华，等. 用烟叶化学成分进行烟叶质量评价[J]. 中国烟草学报，2007, 13(3): 25-31.DU Wen, TAN Xinliang, YI Jianhua, et al. Evaluation of leaf tobacco quality using chemical composition data[J].Acta Tabacaria Sinica, 2007, 13(3): 25-31.

[2]丁云生，何悦，曹金丽，等. 大理州烤烟主要化学成分特征及其可用性分析[J]. 中国烟草科学，2009, 30(3):13-18.DING Yunsheng, HE Yue, CAO Jinli, et al. Chemical component characteristics and usability of flue-cured tobacco leaves in Dali prefecture[J]. China Tobacco Science, 2009, 30(3):13-18.

[3]彭新辉，易建华，周清明，等. 不同烟区烤烟的化学成分比较[J]. 烟草科技，2009(4): 58-60.PENG Xinhui, YI Jianhua, ZHOU Qingming, et al.Chemical comparison between flue-cured tobacco from di ff erent areas[J]. Tobacco Science & Technology, 2009(4):58-60.

[4]邓小华，周冀衡，李晓忠，等. 湖南烤烟化学成分特征及其相关性[J]. 湖南农业大学学报：自然科学版，2007,33(1): 24-27.DENG Xiaohua, ZHOU Jiheng, LI Xiaozhong, et al.Correlation and characteristics of chemical components of flue-cured tobacco in Hunan[J]. Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences), 2007, 33(1): 24-27.

[5]程昌新，王金平，卢秀萍，等. 云南省不同地区烤烟化学成分的多变量分析[J]. 郑州轻工业学院学报：自然科学版，2007, 22(1): 31-35.CHENG Changxin, WANG Jinping, LU Xiuping, et al.Multivariate statistical analysis of chemical components in flue-cured tobacco leaves under different locations in Yunnan[J]. Journal of Zhengzhou University of Light Industry(Natural Science), 2007, 22(1): 31-35.

[6]李洪勋，唐远驹. 毕节地区烤烟化学成分分析[J]. 河南农业科学，2007(11): 52-54.LI Hongxun, TANG Yuanju. Analysis of chemical components in fl ue-cured tobacco of Bijie region[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2007(11): 52-54.

[7]李葆，刘春奎，闫启峰，等. 湖北恩施烟区烤烟化学成分特点及综合评价[J]. 江西农业学报，2010, 22(5): 12-14.LI Bao, LIU Chunkui, YAN Qifeng, et al. Analysis of chemical components of flue-cured tobacco in Enshi tobacco-growing areas of Hubei province[J]. Acta agriculturae Jiangxi, 2010, 22(5): 12-14.

[8]张勇刚，吴键，项波卡，等. 基于改进模糊灰色关联分析法的烤烟化学品质评价[J]. 烟草科技，2014(10): 83-86.ZHANG Yonggang, WU Jian, XIANG Boka, et al.Chemical quality evaluation of flue-cured tobacco based on improved fuzzy grey correlation analysis[J]. Tobacco Science & Technology, 2014(10): 83-86.

[9]罗华，邓小华，张光利，等. 邵阳市主产烟县烤烟化学成分特征与可用性评价[J]. 湖南农业大学学报：自然科学版，2009, 35(6): 623-627.LUO Hua, DENG Xiaohua, ZHANG Guangli, et al.Characteristics of chemical components and usability of lf ue-cured tobacco leaves grown in main tobacco-producing counties of Shaoyang city[J]. Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences), 2009, 35(6): 623-627.

[10]李晓婷，亚平，何元胜，等. 云南省临沧烟区烤烟化学成分特征及空间分布[J]. 烟草科技，2013(1): 53-57.LI Xiaoting, YA Ping, HE Yuansheng, et al. Characteristics and spatial distribution of chemical components in fluecured tobacco leaves from Lincang tobacco growing areas in Yunnan[J]. Tobacco Science & Technology, 2013(1): 53-57.

[11]王育军，周冀衡，李强，等. 曲靖烟叶化学成分可用性及其对感官评吸质量的影响[J]. 烟草科技，2014(11):67-73.WANG Yujun, ZHOU Jiheng, LI Qiang, et al. Chemical component usability of Qujing tobacco leaves and its Influences on sensory quality[J]. Tobacco Science &Technology, 2014(11): 67-73.

[12]王育军，周冀衡，鲁鑫浪，等. 昆明市烤烟化学成分可用性评价及其与潜香物质的关系[J]. 中国农业科技导报,2014, 16(5): 108-114.WANG Yujun, ZHOU Jiheng, LU Xinlang, et al. Usability and Correlation with latent fragrant substance of chemical component in flue-cured tobacco leaves in Kunming[J],Journal of Agricultural Science and Technology, 2014,16(5): 108-114.

[13]肖瑾，邓小华，田峰，等. 湘西自治州烤烟化学成分可用性评价[J]. 云南农业大学学报，2014, 29(5): 706-710.XIAO Jin, DENG Xiaohua, TIAN Feng, et al. Chemical components usability of flue-cured tobacco leaves grown in Xiangxi autonomous prefecture [J]. Journal of Yunnan Agricultural University, 2014, 29(5): 706-710.

[14]黎妍妍，黄元炯，许自成，等. 河南烟区烟叶质量可用性的综合评价[J]. 安徽农业科学，2006, 34(9): 1903-1904.LI Yanyan, HUANG Yuanjiong, XU Zicheng, et al.Comprehensive evaluation of the tobacco quality usability in Henan[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2006,34(9): 1903-1904.

[15]张晓斌，夏琛，项波卡，等. 基于灰色关联分析的云南烟叶化学成分适宜性评价[J]. 烟草科技，2011(10): 32-35.ZHANG Xiaobin, XIA Chen, XIANG Boka, et al.Suitability evaluation of chemical components in Yunnan tobacco with grey incidence analysis[J]. Tobacco Science &Technology, 2011(10): 32-35.

[16]李柏年，吴礼斌. matlab数据分析方法[M]. 北京：机械工业出版社，2012.LI Bainian, WU Libin. MATLAB data anaylsis methods[M].Beijing: China Machine Press, 2012.

[17]王季方，卢正鼎. 模糊控制中隶属度函数的确定方法[J].河南科学，2000, 18(4): 348-351.WANG Jifang, LU Zhengding. The determine method of membership function in fuzzy control[J], Henan Science,2000, 18(4): 348-351.

[18]吴殿信，袁志永，闫克玉，等. 烤烟各等级烟叶质量指数的确定[J]. 烟草科技，2001(12): 9-15.Wu Dianxin, YUAN Zhiyong, YAN Keyu, et al.Establishment on quality indexes of di ff erent grades of fl uecured tobacco[J]. Tobacco Science & Technology, 2001(12):9-15.

[19]佟道儒. 烟草育种学[M]. 北京：中国农业出版社，1997.

[20]毛玮. 几种典型综合评价方法的比较及SAS软件实现[D]. 北京：中国人民解放军军事医学科学院，2011.

[21]王晖，陈丽，陈垦，等. 多指标综合评价方法及权重系数的选择[J]. 广东药学院学报，2007, 23(5): 583-589.

[22]李宗梅. 天津市污灌区土壤—小麦系统重金属污染评价及相关分析[D]. 天津：天津师范大学，2006.

[23]左军. 层次分析法中判断矩阵的间接给出法[J]. 系统工程，1988, 10(6): 56-63.

[24]闫威，陈长怀，陈燕. 层次分析法一致性指标的临界值研究[J]. 数理统计与管理，2011, 30(3): 414-423.YAN Wei, CHEN Changhuai, CHEN Yan. The threshold value of consistency index for analytic hierarchy process[J].Application of statistics and Management, 2011, 30(3): 414-423.

[25]刘震，吴广，丁维岱，等. SPSS统计分析与应用[M].北京：电子工业出版社，2011.

[26]朱书秀，蒋佳磊，斯文，等. 烟叶中 7 种重金属地域性及相关性研究[J]. 烟草科技，2015, 48(3): 47-52.ZHU Shuxiu, JIANG Jialei, SI Wen, et al. Study on regionalism and correlation of seven heavy metals in tobacco leaf[J]. Tobacco Science & Technology, 2015,48(3): 47-52.

[27]邵惠芳，焦桂珍，郑聪，等. 四川烤烟的质量特点及与国外烤烟的相似性分析[J]. 江西农业学报，2009,21(10): 30-33.SHAO Huifang, JIAO Guizhen, ZHENG Cong, et al.Quality traits of fl ue-cured tobacco in Sichuan and analysis of their comparability with foreign flue-cured tobacco[J].Acta Agriculturae Jiangxi, 2009, 21(10): 30-33.

[28]沈焓，周冀衡，赵百东，等. 云南保山区主栽品种海拔适应性研究[J]. 中国烟草学报，2013, 19(5): 43-49.SHEN Han, ZHOU Jiheng, ZHAO Baidong, et al. altitude adaptability of main tobacco cultivates in Baoshan of Yunnan[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2013, 19(5): 43-49.

[29]张清壮，屠乃美，付小红，等. 氯对烤烟的影响及植烟土壤氯现状[J]. 作物研究，2015, 29(2): 215-220.ZHANG Qingzhuang, TU Naimei, FU Xiaohong, et al. Effect of chlorine on flue-cured tobacco and current situation of chlorine in tobacco-planting soil[J]. Crop Research, 2015, 29(2): 215-220.

[30]韩忠明，李章海，黄刚，等. 我国主要烟区烤烟氯含量特征比较研究[J]. 贵州农业科学，2008, 36(1): 106-107.HAN Zhiming, LI Zhanghai, HUANG Gang, et al.Characteristic of tobacco chlorine content in main tobacco cultivation areas in china[J]. Guizhou Agricultural Sciences,2008, 36(1): 106-107.

[31]李强，周冀衡，何伟，等. 中国主要烟区烤烟氯含量区域特征研究[J]. 中国土壤与肥料，2010(2): 49-54.LI Qiang, ZHOU Jiheng, HE Wei, et al. Study of regional characteristic of chlorine content of flue-cured tobacco in main tobacco area of China[J]. Soils and Fertilizers Sciences in China, 2010(2): 49-54.

[32]李强，周冀衡. 我国烤烟氯含量区域特征及与其他化学成分的相关性研究[J]. 作物研究，2009(23): 197-201.

[33]胡国松，郑伟，王震东. 烤烟营养原理[M]. 北京：科学出版社，2000.

[34]叶协锋，凌爱芬，李亚娟，等. 河南省主要烟区植烟土壤肥力状况评价[J]. 土壤通报，2009, 40(6): 1303-1307.YE Xiefeng, LING Aifen, LI Yajuan, et al. Evaluation of the soil fertility in tobacco-growing areas in Henan province[J].Chinese Journal of Soil Science, 2009, 40(6): 1303-1307.

[35]Tsai C R. The uptake of Chloride by fl ue-cured tobacco in Taiwan[J]. Bulletin of Taiwan Tob Inst, 1979(10): 39-46.

[36]袁家富，邹焱，章新军，等. 我国主要烟区土壤含氯状况及烟草含氯肥料施肥研究现状[J]. 华中农业大学学报，1999(28): 248-251.

[37]朱换换，符雷，曾代龙，等. 我国植烟土壤含氯量及其他土壤性状对烟株氯素营养的影响研究进展[J].作物研究，2014, 28(3): 328-331.

[38]范艺宽，张翔，黄元炯，等. 河南烟区土壤和灌溉水氯含量状况评价[J]. 烟草科技，2003(8): 39-41.FAN Yikuan, ZHANG Xiang, HUANG Yuanjiong, et al.Assessment of chlorine content in soil and irrigation water of Henan tobacco growing areas[J], Tobacco Science &Technology, 2003(8): 39-41.

[39]武小净，李德成，胡锋，等. 我国主要烟区灌溉水氯含量状况评价[J]. 土壤，2013, 45(4): 759-762.WU Xiaojing, LI Decheng, HU Feng, et al. Assessment on chlorine contents in irrigation water of tobacco-planting areas in China[J]. Soils, 2013, 45(4): 759-762.

[40]王彦亭，谢剑平，李志宏. 中国烟草种植区划[M]. 科学出版社，2010.WANG Yanting, XIE Jianping, LI Hongzhi. Distribution of Tobacco Planting Areas in China[M]. Science Press, 2010.

[41]朱尊权. 提高上部烟叶可用性是促“卷烟上水平”的重要措施[J]. 烟草科技, 2010(6): 5-9, 31.ZHU Zunquan. Improving usability of upper leaves, an important measure for accelerating up-grading cigarette quality[J]. Tobacco Science & Technology, 2010(6): 5-9,31.

：JIANG Jialei, LU Yang, SU Yan , et al. Chemical characteristics and usability of fl ue-cured tobacco growing in main tobacco producing areas in China [J]. Acta Tabacaria Sinica, 2017, 23(2)

*Corresponding author.Email：zhushux@zjtobacco.com

Chemical characteristics and usability of fl ue-cured tobacco growing in main tobacco producing areas in China

JIANG Jialei, LU Yang, SU Yan, PAN Li, TANG Xiaodong, CHEN Xiaoshui, NIU Fangfang, ZHAO Lucan, LU Minghua,ZHU Shuxiu*
Technology Centre, China Tobacco Zhejiang Industrial Co., Ltd, Hangzhou 310024, China

To study the Chemical characteristics and usability of fl ue-cured tobacco in China’s main producing areas, six kinds of general chemical components (total sugar, reducing sugar, total plant alkaloid, total nitrogen, chlorine and potassium) and three kinds of derivation indicators (sugar-nicotine ratio, nitrogen-nicotine ratio and ratio of potassium to chlorine) of various parts of different tobacco leaves planted in 102 counties in 12 provinces were measured and calculated. Chemical Components Usability Index (CCUI) was constructed by membership function and analytic hierarchy process. Such methods as rank correlation analysis, variance analysis, multiple comparisons and geostatistics were used for data analysis. Results showed that: ① China’s tobacco leaf quality was good in general, but was lack in premium tobacco leaves. There were large di ff erence between producing areas, while small di ff erence between varieties. Compared with foreign quality tobacco leaves, tobacco leaves in China featured higher sugar content, sugar-nicotine ratio and ratio of potassium to chlorine, and low chlorinity. ② The chlorinity of tobacco leaves was low in most areas of China (manly in the southwest), while high in some areas (mainly near Henan province). ③ Compared with other references, the choices of in fl ection point and weight of CCUI, which was built by this study, was more realistic and tendentious. Distribution map of CCUI provides reference for raw material purchase and tobacco leaf formulation for tobacco manufacturing enterprises. ④ Di ff erences in CCUI distribution and size of upper part, middle part and low part were signi fi cant, middle part ＞ low part ＞ upper part. The point that CCUI in low part could re fl ect precisely the regional ecological suitability of fl ue-cured tobacco was fi rst proposed.

flue-cured tobacco; chemical component; membership function; analytic hierarchy process; chlorine; luxury absorption;usability index; ArcGIS; ecological suitability

蒋佳磊，陆扬，苏燕，等. 我国主要烟叶产区烤烟化学成分特征与可用性评价[J]. 中国烟草学报，2017,23（2）

蒋佳磊(1987—)，硕士，工程师，主要从事烟草化学分析与数理统计工作，Email: jiangjialei@zju.edu.cn

朱书秀(1982—)，本科，工程师，主要从事烟草化学分析与数理统计工作，Email: zhushux@zjtobacco.com

2016-03-30；< class="emphasis_bold">网络出版日期：

日期：2017-02-03