沈晗，周冀衡，趙百東，李強(qiáng)，宋淑芳，王紹坤，羅華元

1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，長沙410128；2國家煙草專賣局，北京100045；3紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，昆明650202

生態(tài)條件是煙葉品質(zhì)的主要影響因素[1]，而海拔高度與生態(tài)因子關(guān)系密切[2-4]，云南煙區(qū)海拔差異大，煙區(qū)立體氣候明顯，生態(tài)條件復(fù)雜多樣［5］,同時(shí)，不同品種對海拔高度會表現(xiàn)出不同程度的敏感性[6]，因此，只有將品種特性與海拔等自然條件結(jié)合起來,才能發(fā)揮優(yōu)良品種的潛力[7]，合理進(jìn)行品種布局，充分利用自然資源，是提高煙葉品質(zhì)的重要措施[8]。大量研究表明，烤后煙葉總氮、鉀、煙堿與海拔呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，總糖和還原糖與海拔呈顯著或極顯著正相關(guān)[9-16]，馬繼良等研究表明葉寬與海拔呈負(fù)相關(guān)[17]，陳傳孟等研究認(rèn)為隨海拔升高株高稍矮、莖圍稍粗、節(jié)距稍短、葉片短窄[10]。以上研究側(cè)重于海拔對煙葉內(nèi)在品質(zhì)和物理性狀的影響，對于海拔因素和土壤因素對烤煙的影響效應(yīng)大小的比較以及品種適宜種植的海拔段的研究則鮮見報(bào)道。本研究通過分析海拔及土壤因素對保山煙區(qū)三個主栽品種煙葉的物理性狀和化學(xué)成分的影響，旨在探索主栽品種適宜種植的海拔區(qū)間，以期為保山煙區(qū)進(jìn)一步優(yōu)化品種立體布局提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用GPS定位技術(shù)，在保山市2個主要植煙縣的4個種煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)布置48個試驗(yàn)取樣點(diǎn)，選取當(dāng)?shù)匾?guī)劃種植的主栽品種，騰沖縣曲石鎮(zhèn)和界頭鎮(zhèn)聯(lián)合布置K326，界頭鎮(zhèn)和固東鎮(zhèn)聯(lián)合布置云煙87，昌寧縣耉街鄉(xiāng)布置紅花大金元，以每100m為海拔梯度，每個試驗(yàn)品種在海拔為1450m，1550，1650m，1750m，1850m，1950m，2050m，2150m的8個海拔點(diǎn)分水稻土和紅壤兩種土壤布置取樣點(diǎn)，取樣點(diǎn)海拔高度可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況上下浮動10米，每個取樣點(diǎn)取3個重復(fù)樣品。栽培措施均按保山優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，田間選擇生長正常的烤煙掛牌標(biāo)記作為試驗(yàn)取樣煙株，嚴(yán)格成熟采收，按三段式烘烤工藝科學(xué)烘烤。烤煙收獲后，采集C3F (中部桔黃三級)初烤煙葉樣品144份。采集的煙葉樣品由專職評級人員按照國家標(biāo)準(zhǔn)《烤煙》（GB 2635-92）進(jìn)行分級，等級合格率達(dá)到85%以上，每個樣品取3.0 kg。

1.2 樣品測定

1.2.1 烤煙化學(xué)成分測定指標(biāo)及方法

煙葉總糖、還原糖、煙堿的測定依據(jù)《YC/T 159-2002》，采用連續(xù)流動法進(jìn)行測定[18]，檢測數(shù)據(jù)都換算成百分率，總氮和鉀的含量按照王瑞新等[19]的方法測定，氯離子用離子色譜法測定[20]，并計(jì)算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。

1.2.2 烤煙物理性狀測定指標(biāo)及方法

物理特性測定指標(biāo)主要有：單葉重、開片度、含梗率、葉片厚度、葉面積質(zhì)量（葉質(zhì)重）、含水率。單葉重是指一片葉的重量，開片度是指葉寬與葉長的百分比，葉質(zhì)重指單位面積的煙葉重量。物理性狀指標(biāo)測定均參照鄧小華研究方法[21]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

煙葉化學(xué)成分可用性指數(shù)(Chemical Components Usability Index, CCUI)采用隸屬度函數(shù)模型與指數(shù)和法來確定，即按公式計(jì)算，式中Nij和Wij分別表示第i個煙葉樣本、第j個指標(biāo)的隸屬度值和權(quán)重系數(shù)，其中0＜Nij≤1，0≤Wij≤1且滿足本文采用主成分分析法確定各參評指標(biāo)的權(quán)重，m為化學(xué)成分指標(biāo)的個數(shù)。采用Excel軟件和SPSS17.0處理分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種烤后煙葉物理性狀和化學(xué)成分的描述性分析

分析表明（表1），不同品種的煙葉的物理性狀差異較大，而化學(xué)成分差異較小，三品種的物理性狀的變異系數(shù)總體上均要小于化學(xué)成分的變異系數(shù)。說明煙葉化學(xué)成分受海拔和土壤因素的影響較大。

表1 保山不同品種烤后煙葉物理性狀和化學(xué)成分的描述性分析

續(xù)表1

2.2 烤后煙葉物理性狀和化學(xué)成分與海拔高度的相關(guān)分析

由簡單相關(guān)分析結(jié)果可知（表2），三品種物理性狀與海拔相關(guān)性達(dá)顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）的指標(biāo)要少于化學(xué)成分，這也說明海拔因素對化學(xué)成分的影響效應(yīng)要大于物理性狀；K326的開片度和含水率與海拔呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）,紅花大金元的單葉重和開片度與海拔分別呈顯著（P＜0.05）和極顯著（P＜0.01）負(fù)相關(guān)，云87的葉厚和葉質(zhì)重與海拔分別呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）負(fù)相關(guān)，這說明在物理性狀中，開片度受海拔影響較大；K326的總糖和還原糖與海拔分別呈顯著和極顯著正相關(guān)，總氮和鉀與海拔分別呈極顯著和顯著負(fù)相關(guān)，紅花大金元的總糖與海拔呈極顯著正相關(guān)，總氮、煙堿、鉀與海拔呈極顯著負(fù)相關(guān)，云87還原糖與海拔呈顯著正相關(guān)，這說明K326和紅花大金元受海拔因素影響較大，云87受海拔因素影響較小。

表2 海拔與烤后煙葉物理性狀和化學(xué)成分之間的相關(guān)系數(shù)

表3 保山煙區(qū)不同土壤和海拔條件下烤后煙葉化學(xué)成分指標(biāo)誤差方差等同性的 Levene 檢驗(yàn)

2.3 不同土壤和海拔條件下烤煙的物理性狀和化學(xué)成分方差分析

由方差齊次性檢驗(yàn)結(jié)果可知(表3) ,除K326的總氮、氯，紅花大金元的還原糖、氯，云87的煙堿和鉀外，三品種其余各化學(xué)成分的F值均小于F0.05值,這說明該處理的總體方差相等,滿足方差分析的前提條件。主效應(yīng)方差分析結(jié)果表明（表4），海拔對K326總糖和還原糖含量有顯著影響（F=3.01，P＜0.05；F=2.60，P＜0.05）；海拔對紅花大金元的總糖、總氮、煙堿和鉀含量有顯著影響（F=4.52,P＜0.05；F=3.68，P＜0.05;F=5.29，P＜0.05；F=3.22）,同 時(shí)，土壤和海拔與土壤的互作效應(yīng)對紅花大金元的煙堿含量有顯著影響（F=8.61，P＜0.05；F=3.27,P＜0.05）；海拔和土壤對云87的氯含量有顯著影響（F=3.49，P＜0.05,F=8.21,P＜0.05）；這也說明海拔對紅花大金元化學(xué)成分影響較大，其次是K326，而對云87化學(xué)成分影響較小。

由方差分析平方和占總計(jì)平方和的比例（表5）可知，海拔、土壤及其互作效應(yīng)對上述化學(xué)成分指標(biāo)含量變異的影響程度不同，影響效應(yīng)依次是海拔＞海拔與土壤的互作效應(yīng)＞土壤。

表4 不同土壤和海拔條件下烤煙的物理性狀和化學(xué)成分方差分析

續(xù)表4

表5 不同土壤和海拔條件下烤煙的物理性狀和化學(xué)成分方差分析的平方和占總計(jì)平方和比例

2.4 煙葉主要化學(xué)成分可用性綜合評價(jià)

將主要化學(xué)成分指標(biāo)作為評價(jià)各品種不同海拔段烤煙化學(xué)成分可用性的因子，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論計(jì)算各質(zhì)量指標(biāo)的隸屬度，使各參評指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為0.1～1.0的數(shù)值。常用于綜合評價(jià)的隸屬函數(shù)類型主要有3種，分別為：反S型、S型和拋物線型，其中烤煙總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯含量、氮堿比和糖堿比的函數(shù)類型均為拋物線型，函數(shù)表達(dá)式為：

烤煙鉀含量和鉀氯比的函數(shù)類型則均為S型，函數(shù)表達(dá)式為：

式中，x1為下限；x2為上限；x3為最優(yōu)值下限；x4為最優(yōu)值上限，x為各化學(xué)成分的實(shí)際含量。根據(jù)以往研究[22]，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確定各參評指標(biāo)的函數(shù)類型及轉(zhuǎn)折點(diǎn)，并采用主成分分析方法計(jì)算權(quán)重（表6）。

表6 烤煙化學(xué)成分可用性評價(jià)的指標(biāo)選取、函數(shù)拐點(diǎn)及權(quán)重值

由烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)比較分析（表7）可知，紅花大金元化學(xué)成分可用性指數(shù)最高，其次是K326，云87最?。话捶种怠?.90、0.75～0.90、0.60～0.75、＜0.60將烤煙化學(xué)成分可用性分為好、較好、中等和稍差4個檔次[23]，總體上三品種煙葉可用性依次為紅花大金元＞K326＞云87；K326在海拔1400-1800m煙葉化學(xué)成分可用性均為較好，顯著(p＜0.05)好于1800-1900m和2100-2200m海拔段煙葉，好于1900-2100m海拔段煙葉，但差異不顯著（p＞0.05）；紅花大金元在海拔1400-1800m煙葉化學(xué)成分可用性均為較好，且變異較小，1400-1600m海拔段煙葉化學(xué)成分可用性好于（p＞0.05）1600-2000m海拔段的煙葉，顯著（P＜0.05）好于2000-2200m海拔段煙葉，且隨海拔的升高煙葉化學(xué)成分可用性呈降低趨勢；云87不同海拔段煙葉可用性無顯著差異（p＞0.05）。這些說明K326和紅花大金元煙葉化學(xué)成分可用性受海拔影響較大，在1400-2200m海拔段里，在一定程度上隨海拔升高煙葉可用性降低，而云87煙葉化學(xué)成分可用性受海拔影響較小。

表7 主栽品種不同海拔烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)比較

3 結(jié)論與討論

煙葉物理性狀和化學(xué)成分是決定煙葉質(zhì)量的重要因素。本研究表明海拔因素對煙葉物理性狀和化學(xué)成分有重要影響，并且海拔對煙葉化學(xué)成分的影響要大物理性狀；在一定海拔范圍內(nèi)，煙葉開片度、氮、鉀、煙堿與海拔呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，總糖和還原糖與海拔呈顯著或極顯著正相關(guān)，這與已有研究結(jié)論一致[9-18]；同時(shí)，海拔因素對煙葉物理性狀和化學(xué)成分的影響效應(yīng)大于土壤因素，也有研究表明[24-25]，同一地域海拔高度對烤煙的影響程度遠(yuǎn)大于該區(qū)域土壤農(nóng)化性質(zhì)。由于云南保山地形地貌復(fù)雜，立體氣候明顯，隨海拔升高氣溫下降，光照強(qiáng)度和降雨量也會發(fā)生很大變化，從而導(dǎo)致了烤煙在不同海拔條件下，煙葉物理性狀和化學(xué)成分發(fā)生很大變化。此外，本文方差分析的誤差平方和占總計(jì)平方和的比例最大，可能是在同一海拔高度因坡向不同，其氣候條件差異也很大。

已有研究表明，不同品種對海拔高度會表現(xiàn)出不同程度的敏感性[6]，本研究認(rèn)為，K326和紅花大金元受海拔因素影響較大，云87受海拔因素影響較小；K326和紅花大金元煙葉開片度與海拔呈顯著負(fù)（p＜0.05），說明其物理質(zhì)量也隨海拔升高而呈降低趨勢，同時(shí)，當(dāng)海拔超過1700- 1800m段時(shí)，在一定程度上隨海拔升高煙葉化學(xué)成分可用性呈降低趨勢。據(jù)報(bào)道，紅花大金元不耐冷，對熱量有較高要求，理想種植海拔為1 400～1 950 m[26]，也有研究通過分析云南不同海拔高度的氣象因子，初步把海拔1297.95～1706.60m 和 1706.60 ～2219.35m 分為 2 個不同的氣象區(qū)域，8月平均氣溫作為與海拔高度關(guān)系密切的氣象因子在海拔1706.6以上時(shí)偏低[4]，由此表明，影響K326和紅花大金元在較高海拔地區(qū)化學(xué)成分可用性的主要?dú)庀笠蜃涌赡苁菧囟?，具體的氣象因子還有待進(jìn)一步深入研究。因此，K326和紅花大金元更適宜在1700-1800m左右及以下海拔區(qū)域種植，近年實(shí)踐也表明，在保山煙區(qū)紅花大金元種植逐步向海拔較低或緯度較低熱量充足的煙區(qū)轉(zhuǎn)移。此外，由于受樣本數(shù)量、來源以及檢測方法的限制，本研究具有地域相對性，保山以外其他地區(qū)能否得出相同結(jié)論還有待進(jìn)一步探索。

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