基于指数和法的文山烤烟主要化学成分协调性分析

王竞

摘要 [目的]掌握云南文山不同烟区的烤烟主要化学成分协调性差异情况。[方法]利用随机取样的方法采集7个县（市）的烤烟样品，采用指数和法对其主要化学成分含量进行赋值评分，并进行差异性分析和系统聚类。[结果]文山烟区烤烟常规化学成分之间有明显差异，在7个县（市）中以广南主要化学成分总得分最高，且与其他县（市）呈显著差异；基于烤烟常规化学成分的聚类分析，7个县（市）烤烟样品分为3类，第一梯队为西畴、丘北、文山、广南、麻栗坡县，第二梯队为马关县，第三梯队为砚山县。[结论]为烟草主要化学成分评价提供了新的思路和方法。

关键词 烤烟；化学成分；指数和法；协调性

中图分类号 S-03 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）02-0163-03

Abstract [Objective] The aim was to grasp difference of the main chemical components coordination of fluecured tobacco in Wenshan Yunnan.[Method] Fluecured tobacco samples from 7 counties were collected by random sampling method，the main chemical components were scored by index sum method，and the difference analysis and cluster analysis were carried out.[Result] The results indicated that after being scored，there were obvious differences on the conventional chemical compositions of fluecured tobacco in Wenshan.The total score of main chemical components of Guangnan was the highest in seven counties，and showed significant difference between the other counties.Cluster analysis based on the conventional chemical components of fluecured tobacco indicated that the fluecured tobacco samples from seven counties were divided into three categories，the first class was Xichou，Wenshan，Guangnan，Malipo，Qiubei County，the second class was Maguan County，and the third class was Yanshan County.[Conclusion] The results provide reference for main chemical components evaluation of fluecured tobacco.

Key words Fluecured tobacco；Chemical compositions；Index sum method；Coordination

文山州地處云贵高原东南部，属岩溶丘原地貌，多为亚热带高原季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛，但分布不均，光照丰富，热量充足，为优质烟栽培适宜区域，归属云南省自2009年发展的文山、普洱、保山及临沧4个新烟区之一。云南地区不同地域气候对烤烟品质产生不同的影响。化学成分是烟叶内在质量重要组成因素，也是其质量与香型特征的重要物质基础[1-2]。与烤烟质量相关的因素较多，其中与评吸质量关系密切的化学成分主要为总糖、还原糖、总氮、总植物碱以及钾、氯等[3]。与此同时，不同烤烟产地、生态气候条件下烤烟质量具有较大差别[4-7]。烟碱决定卷烟烟气的劲头，是影响烟叶品质最重要的化学成分，与烟叶的香气品质呈正相关[8]。总氮含量是反映烟叶田间营养状况和内在化学成分协调性的重要指标。烟叶中的水溶性总糖和还原糖是形成烟气醇和度的主要因素，水溶性总糖含量与还原糖含量在适宜范围时，有利于提升烟叶品质，促进叶片柔软，增加叶片弹性及色泽。烟叶中钾的含量对烟叶燃烧性影响较大，较高含量的钾有利于提高烟叶的持火力及烟支燃烧效率，有效降低烟气中的一氧化碳含量及焦油量，提高烟叶安全性。糖碱比反映了烟气的酸碱平衡关系。氯是烟叶生长过程中的必需元素，含氯较低的烟叶易碎，切丝率低，但含量较高时烟叶燃烧性差。前人对烤烟常规化学成分的差异分析方法较多，但存在一定的局限性，仅限定判断适宜范围，往往不能判定样品间的差异[9-12]。笔者利用根据各项主要化学成分范围赋分并加权平均的方法对文山州7个不同县（市）初烤烟叶主要化学成分进行了分析评价，以期为更好地了解文山州各县（市）烟叶化学成分质量主要特点以及烟草主要化学成分评价提供新的思路和方法。

1 材料与方法

1.1 材料

烟叶样品选取具有代表性文山、砚山、西畴、麻栗坡、马关、丘北、广南7个不同县（市）的C3F烟叶样品，共127个。样品烟叶去梗，50 ℃烘干至恒重，粉碎后过60目筛，所得烟叶粉末用于化学成分的测定。

1.2 测定方法

采用连续流动分析仪测定烟叶的烟碱、还原糖、总氮、钾含量。

1.3 赋值方法

烟叶样品化学成分得分赋值方法依据《中国烟草种植区划》[13]。采用指数和法评价烤烟化学成分协调性综合情况。

式中，P代表烤烟化学成分协调性综合指数；Ci为第i个化学成分指标量化分值；Pi为第i个化学成分指标相对权重。

1.4 数据处理 采用Excel 2010和SPSS 19.0统计软件进行数据统计、方差分析及聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同烟区烟叶化学成分含量 由表1可知，烟叶烟碱含量以西畴、马关2县最低，其他各县含量在2.00%～3.00%；总氮含量除马关县为1.35%±0.23%，其他各县总氮含量处于1.50%～2.00%；还原糖含量以文山县最高，在25%以上，其他各县在19.00%～25.00%；钾含量各县数值均较低，麻栗坡县钾含量稍高；糖碱比值各县均在10.00左右；氮碱比值砚山县较低，低于0.70，其他各县数值均在0.80左右；钾氯比以砚山县最低，文山县较低，其他各县均处在较高值。

2.2 不同烟区化学成分含量赋值得分差异性分析

由表2可知，不同县（市）各化学成分含量之间存在一定的差异，且各个县（市）化学成分差异性也不同。烟叶的烟碱及总氮含量得分以马关县最低，且烟碱含量与文山市、砚山县、麻栗坡县及广南县的烟叶烟碱含量得分之间呈极显著差异，其余县（市）之间差异不显著，其烟叶总氮含量与文山市、麻栗坡县、丘北县及广南县呈极显著差异；而麻栗坡县因最高的总氮得分，与砚山县、西畴县及马关县的烟叶总氮含量得分之间的差异达到极显著水平。

烟叶的还原糖含量得分以文山市最低，广南县得分最高，且与其他县（市）呈显著性差异。烟叶的钾含量得分以砚山县最低，与西畴县、麻栗坡县、马关县呈极显著差异水平。麻栗坡县烟叶的钾含量得分最高，且与麻栗坡县与文山市、丘北县与广南县呈极显著差异水平。各个县（市）糖碱比得分差异不显著。

氮碱比是衡量烟叶含氮化合物转化率的重要指标之一。烟叶的氮碱比得分以砚山县最低，且与文山市、西畴县、丘北县及广南县呈极显著差异，与麻栗坡县呈显著差异。

钾氯比是影响烟叶燃烧性的重要指标之一。烟叶的钾氯比得分以砚山县得分最低，且与西畴县、麻栗坡县、马关县、丘北县及广南縣呈极显著差异。西畴得分最高，达到100分，除砚山县外，与其他县（市）的得分差异不显著。

文山州不同县（市）烟叶化学成分含量总得分以广南县最高，其次为麻栗坡县，马关县得分最低。

2.3 不同烟区烤烟主要化学成分赋值的聚类分析

采用系统聚类法对不同县（市）烟叶主要化学成分进行聚类分析（图1）。由图1可知，7个县（市）共分为3大类：3（西畴）、6（丘北）、1（文山）、7（广南）、4（麻栗坡）为第 Ⅰ 类；5（马关）为第 Ⅱ 类；2（砚山）为第 Ⅲ 类。通过分析可以看出第 Ⅰ 类化学成分得分总分较高，且与第 Ⅱ 类、第 Ⅲ 类之间呈显著差异，第 Ⅱ 类与第 Ⅲ 类之间差异较小。

3 讨论

文山属亚热带高原季风气候区，全年日照充足，气温适宜，降雨量充沛，属于烤烟优质栽培的适宜区域，但文山州不同烟区土壤养分、栽培措施及气候条件存在一定的差异。该研究通过文山州7个县（市）进行烤烟生产试验，对各个县（市）产区烟叶常规化学成分分析，能够更好地了解各个县（市）烟叶质量。

化学成分作为评价烤烟品质的重要因素之一。烟草行业通常以烟叶内在化学成分含量及其相关比值来衡量烤烟化学成分的协调性。烟草内在化学成分是否最适，通常以最适范围来判定。然而，近年来诸多学者对烤烟化学成分的适宜范围并未达成统一。例如，烤烟总糖含量有18%～22%[14]、20%～26%[15]、16%～20%[16]等几种说法，而烤烟氯含量有0.3%～0.8%[17]、0.3%～0.6%[18]、0.4%～0.8%[19]等多种说法。因此，对烤烟的化学成分最适范围的确定，有待进一步开展研究。

该研究通过对烤烟常规化学成分的测定结果进行分类赋值，能够对烤烟各个常规化学成分进行综合分析，进而对烤烟各个常规化学成分进行准确评价。通过对文山7个县（市）化学成分的分析可以看出，7个县（市）化学成分之间存在一定差异，这主要由于不同县（市）之间土壤养分含量及栽培管理措施不同，与此同时，云南地区不同县（市）之间也存在一定的差异。基于烤烟常规化学成分的聚类分析，将文山州7个县（市）的烤烟样品分为3类：第 Ⅰ 类为西畴、丘北、文山、广南、麻栗坡；第 Ⅱ 类为马关；第 Ⅲ 类为砚山。第 Ⅰ 类化学成分得分总分较高，且与第 Ⅱ 类、第 Ⅲ 类之间呈显著差异。

进而可以看出，该方法能够较为准确地将烤烟质量较为相近的县（市）归为一类。由此可见，该方法可以严格而准确地对不同烤烟样品进行有效分类，优选品质较为相近的特色优质烟叶原料，为卷烟工业基地单元布局和优质烟叶原料采购提供参考。

4 结论

通过分类赋值的方法对烤烟常规化学成分进行协调性评价是可行的，该方法可以有效地辨别烟叶样品间的差异性。利用该方法将文山州7个县（市）烟叶的常规化学成分协调性分为3类：第 Ⅰ 类常规化学成分协调性最优，包括西畴、丘北、文山、广南、麻栗坡；第 Ⅱ 类次之，为砚山县；第 Ⅲ 类再次之，为马关县。

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