周澤弘，王昌全*，曹淋海，李啟權(quán)，張露心，李斌，杜倩(.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，四川 成都60；.四川省邛崍市國(guó)土資源局，四川 邛崍650；.中國(guó)煙草總公司四川省公司，四川 成都6007；.四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，四川 成都60066)

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四川庫(kù)存煙葉化學(xué)成分的差異及其主控因素

周澤弘1，王昌全1*，曹淋海2，李啟權(quán)1，張露心1，李斌3，杜倩4
(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，四川 成都611130；2.四川省邛崍市國(guó)土資源局，四川 邛崍611530；3.中國(guó)煙草總公司四川省公司，四川 成都610017；4.四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，四川 成都610066)

摘 要：為探尋四川庫(kù)存煙葉化學(xué)成分含量差異的主要影響因素，對(duì)2009至2011年四川庫(kù)存441份煙葉的化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)定，利用啞變量對(duì)區(qū)域、部位定性變量賦值，并利用一般線性模型(GLM)進(jìn)行主控因素分析。結(jié)果表明：四川庫(kù)存煙葉總糖、還原糖、煙堿、氯、鉀、總氮平均含量分別為23.91%、21.50%、2.44%、0.35%、2.01%、2.14%；部位是影響總糖、煙堿、鉀、總氮含量差異的主控因素，其獨(dú)立解釋能力分別為24.52%、56.13%、20.93%、37.84%；區(qū)域是影響還原糖、氯含量差異的主控因素，其獨(dú)立解釋能力分別為24.10%、25.88%；年份也是影響鉀和總氮差異的因素之一，其獨(dú)立解釋能力分別為20.22%、19.83%。

關(guān) 鍵 詞：庫(kù)存煙葉；化學(xué)成分；主控因素； 一般線性模型；四川

煙葉主要化學(xué)成分是煙葉品質(zhì)鑒定的重要指標(biāo)[1]，是決定煙葉質(zhì)量和風(fēng)格特色的基礎(chǔ)。已有的研究表明，煙葉各化學(xué)成分含量在區(qū)域[2]、年份[3]、部位[4]和品種[5]間存在較大差異，但對(duì)這些因素的影響程度和主控影響因素尚不十分明確。

目前，運(yùn)用一般線性模型(generalized linearmode，GLM)及決定系數(shù)判斷因素影響程度的大小已有相關(guān)報(bào)告[6–8]。較其他方法而言，該方法克服了定性指標(biāo)無(wú)法直接通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算分析評(píng)價(jià)內(nèi)容的缺陷，利用啞變量對(duì)定性影響因素進(jìn)行賦值，并對(duì)不同因素的影響程度進(jìn)行了量化。筆者測(cè)定了四川煙區(qū)2009至2011年庫(kù)存煙葉的化學(xué)成分含量，結(jié)合區(qū)域、年份、部位及品種因素，運(yùn)用GLM模型，對(duì)庫(kù)存煙葉化學(xué)成分含量差異進(jìn)行解析并找出其主控因素，以期為解決四川庫(kù)存煙葉數(shù)量大，利用難[9]的實(shí)際問(wèn)題提供參考。

1　材料與方法

1.1材料

四川庫(kù)存煙葉樣品取自川渝中煙公司。篩選2009至2011年間上、中、下部煙葉共計(jì)441份，產(chǎn)地涵蓋四川省主要種煙區(qū)，其中，廣元市13份，涼山州342份，瀘州市31份，攀枝花42份，宜賓市13份。煙葉品種包括紅大(HD)、云煙85(YY85)、云煙87(YY87)、中煙103(ZY103)，均為當(dāng)?shù)刂髟云贩N。

1.2方法

1.2.1化學(xué)成分的測(cè)定

煙葉化學(xué)成分主要測(cè)定總糖、還原糖、煙堿、氯、鉀、總氮含量，交由川渝中煙公司完成。

1.2.2煙葉化學(xué)成分的GLM模型

選取區(qū)域、部位、品種、年份4個(gè)影響因素建立化學(xué)成分的GLM模型，其中，煙草區(qū)域、部位、品種是固定效應(yīng)的影響因素，年份是定量的影響因素，各化學(xué)成分的含量是定量的檢測(cè)結(jié)果。

1.2.3統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。在SPSS19.0中采用方差分析及GLM–Univariate[6–8]研究區(qū)域、年份、部位以及品種對(duì)庫(kù)存煙葉各化學(xué)成分含量的影響，其中，定性變量(區(qū)域、部位、品種)采用啞變量[10]進(jìn)行賦值，定量變量(年份、化學(xué)成分)以原始數(shù)據(jù)輸入。GLM–Univariate分析中用各回歸方程的校正決定系數(shù)來(lái)確定各影響因素對(duì)化學(xué)成分含量變化的獨(dú)立解釋能力[10]。

2　結(jié)果與分析

2.1四川庫(kù)存煙葉的化學(xué)成分

統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表1)表明，四川庫(kù)存煙葉總糖、還原糖、煙堿、氯、鉀、總氮平均含量分別為23.91%、21.50%、2.44%、0.35%、2.01%、2.14%，化學(xué)成分平均含量均符合魯黎明等[11]提出的優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分的適宜質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍。其中氯的變異系數(shù)最大，變異系數(shù)為41.01%，其次是煙堿，變異系數(shù)為28.49%，其余4種化學(xué)成分變異系數(shù)較小，均小于20%。從數(shù)據(jù)分布類型看，氯含量的偏度值>+1，樣本的變異不符合正態(tài)分布，其余5種化學(xué)成分的偏度值均在–1和+1之間，基本符合正態(tài)分布規(guī)律。2.2 四川庫(kù)存煙葉化學(xué)成分的影響因素

表1　四川庫(kù)存煙葉化學(xué)成分的統(tǒng)計(jì)特征Table 1　Characteristics of chemical components of tobacco leaf in tobacco inventory in Sichuan

2.2.1區(qū)域的影響

不同區(qū)域間庫(kù)存煙葉化學(xué)成分含量存在差異(表 2)。攀枝花煙區(qū)煙葉總糖含量最高，瀘州煙區(qū)的最低；攀枝花煙區(qū)煙葉還原糖含量最高，瀘州煙區(qū)的最低；瀘州煙區(qū)煙葉煙堿含量最高，廣元煙區(qū)的最低；宜賓煙區(qū)煙葉氯含量最高，攀枝花煙區(qū)的最低；攀枝花煙區(qū)煙葉鉀含量最高，涼山州煙區(qū)的最低；宜賓煙區(qū)煙葉總氮含量最高，攀枝花煙區(qū)的最低。

表2　不同影響因素的庫(kù)存煙葉的化學(xué)成分Table 2　Chemical composition of tobacco leaves inventory under different influence factors %

2.2.2年份間差異

不同年份間的化學(xué)成分含量存在差異。2011年總糖含量為25.15%，顯著高于其他年份。還原糖含量以2010年最高，為22.05%，2010年、2011年還原糖含量差異不顯著，與2009年的差異顯著。煙堿含量以2010年最高，為2.62%，2010年、2011年煙堿含量差異不顯著，與2009年的差異顯著。氯含量以2011年最高，為0.38%，2010年、2011年氯含量差異不顯著，與2009年差異顯著。2009年鉀含量為2.19%，顯著高于其他年份。2011年總氮含量為2.27%，顯著高于其他年份。

2.2.3部位的影響

不同部位煙葉化學(xué)成分含量存在差異。中部葉總糖含量為25.83%，顯著高于其他部位。中部葉還原糖含量為23.03%，顯著高于其他部位。上部葉煙堿含量為3.23%，顯著高于其他部位。下部葉氯含量為0.40%，顯著高于其他部位。下部葉鉀含量為2.31%，顯著高于其他部位。上部葉煙堿含量為2.43%，顯著高于其他部位，中部葉、下部葉總氮含量差異不顯著。

2.2.4品種的影響

不同品種間化學(xué)成分含量存在一定差異。不同品種煙葉總糖、還原糖含量差異顯著，總糖、還原糖含量以HD最高，分別為24.85%、22.28%，顯著高于其他品種。煙葉煙堿含量以YY87最高，為2.87%，顯著高于其他品種。煙葉氯含量以ZY103最高，為0.50%，顯著高于其他品種。不同品種煙葉鉀含量差異不顯著，鉀含量以YY87最高，為2.15%。不同品種間煙葉總氮含量差異不顯著，總氮含量以ZY103最高，為2.31%。

2.3主控因素分析

2.3.1對(duì)總糖的主控因素

從各回歸方程的校正決定系數(shù)(表3)可以看出，各因素對(duì)四川庫(kù)存煙葉總糖含量變異的獨(dú)立解釋能力大小依次為部位、區(qū)域、品種、年份，其中，部位對(duì)總糖含量差異的獨(dú)立解釋能力為24.52%，高于其他因素，說(shuō)明部位是庫(kù)存煙葉總糖含量的主控因素。品種對(duì)總糖含量差異的影響(20.44%)小于區(qū)域的影響(23.70%)，說(shuō)明區(qū)域的影響強(qiáng)于品種間的影響。

表3　不同因素對(duì)煙葉總糖含量的影響程度Table 3　Influence of different factors on total sugar contents in tobacco leaves

2.3.2 對(duì)還原糖的主控因素

由表4可知，各因素對(duì)四川庫(kù)存煙葉還原糖含量變異的獨(dú)立解釋能力大小依次為區(qū)域、部位、品種、年份，其中，區(qū)域?qū)€原糖含量差異的獨(dú)立解釋能力為24.10%，高于其他因素，說(shuō)明區(qū)域是還原糖含量差異的主控因素。部位、品種也是影響還原糖含量的重要因素，其獨(dú)立解釋能力分別為23.70%、19.83%。

表4　不同因素對(duì)煙葉還原糖含量的影響程度Table 4　Influence of different factors on reducing sugars content of tobacco leaves

2.3.3對(duì)煙堿的主控因素

由表5可知，各因素對(duì)四川庫(kù)存煙葉煙堿含量變異的獨(dú)立解釋能力大小依次為部位、年份、區(qū)域、品種，其中，部位對(duì)煙堿含量差異的獨(dú)立解釋能力為56.13%，遠(yuǎn)高于其他因素，說(shuō)明部位是影響煙堿含量差異的最主要因素。區(qū)域、年份、品種對(duì)煙堿含量差異的獨(dú)立解釋能力較小，均不能作為影響煙堿含量差異的主要因素。

表5　不同因素對(duì)煙葉煙堿含量的影響程度Table 5　Influence of different factors on nicotine content of tobacco leaves

2.3.4對(duì)氯的主控因素

由表6可知，各因素對(duì)四川庫(kù)存煙葉氯含量變異的獨(dú)立解釋能力大小依次為區(qū)域、品種、部位、年份，其中，區(qū)域?qū)β群坎町惖莫?dú)立解釋能力為25.88%，高于其他因素，說(shuō)明區(qū)域是影響氯含量差異的最主要因素，但不同部位間氯含量差異小。

2.3.5對(duì)鉀的主控因素

由表7可知，各因素對(duì)四川庫(kù)存煙葉鉀含量變異的獨(dú)立解釋能力大小依次為部位、年份、區(qū)域、品種，其中，部位對(duì)鉀含量差異的獨(dú)立解釋能力為20.93%，高于其他因素，說(shuō)明部位是影響鉀含量差異的最主要因素。年份對(duì)煙葉鉀含量差異的獨(dú)立解釋能力為20.22%，說(shuō)明年份在一定程度上影響煙葉鉀含量。

表6　不同因素對(duì)煙葉氯含量的影響程度Table 6　Influence of different factors on chlorine content of tobacco leaves

表7　不同因素對(duì)煙葉鉀含量的影響程度Table 7　Influence of different factors on potassium content of tobacco leaves

2.3.6對(duì)總氮的主控因素

由表8可知，各因素對(duì)四川庫(kù)存煙葉總氮含量變異的獨(dú)立解釋能力大小依次為部位、年份、品種、區(qū)域，其中，部位對(duì)總氮含量差異的獨(dú)立解釋能力為37.84%，高于其他因素，說(shuō)明部位是影響總氮差異的最主要因素。年份對(duì)煙葉總氮含量差異的獨(dú)立解釋能力為19.83%，說(shuō)明年份在一定程度上影響煙葉總氮含量。

表8　不同因素對(duì)煙葉總氮含量的影響程度Table 8　Influence of different factors on total nitrogen content of tobacco leaves

3　結(jié)論與討論

四川庫(kù)存煙葉各化學(xué)成分呈現(xiàn)出“中糖高鉀”的特點(diǎn)，這可能與四川烤煙風(fēng)格特色有關(guān)，鉀含量高于全國(guó)主產(chǎn)區(qū)烤煙的鉀含量(1.93%)[12]。鉀是煙草吸收量最大的生長(zhǎng)必需營(yíng)養(yǎng)元素，其含量多少在一定程度上體現(xiàn)煙葉質(zhì)量的好壞[13]，由此可見(jiàn)，四川庫(kù)存煙葉可以作為優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的原料。

部位是總糖、煙堿、鉀、總氮含量差異的主控因素，區(qū)域是還原糖、氯含量差異的主控因素。部位、區(qū)域?qū)偺羌斑€原糖都有較大的影響，但影響程度有所不同，這與以往研究[14–15]基本一致。煙葉的遺傳特性決定了煙堿含量的高低，在煙葉不同部位的含量出現(xiàn)較大差異[16–18]。不同生長(zhǎng)階段，煙草各部位對(duì)鉀的需求量不同，最終表現(xiàn)出上部葉、中部葉、下部葉存在差異[19–20]?？偟菬熑~中含氮化合物所含氮素的總和，各部位合成含氮化合物的能力不同，進(jìn)而表現(xiàn)為部位間總氮含量差異明顯[21–22]。不同區(qū)域土壤氯含量差異較大，煙草在生長(zhǎng)過(guò)程中攝入氯含量出現(xiàn)不同，進(jìn)而表現(xiàn)為各區(qū)域煙葉氯含量差異明顯[23]。此外，鉀含量在年際間表現(xiàn)出遞減趨勢(shì)，總氮含量表現(xiàn)出遞增趨勢(shì)，這可能與近年來(lái)四川地區(qū)的施肥措施有關(guān)。

針對(duì)四川庫(kù)存煙葉各化學(xué)成分含量的主控因素，在烤煙實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)注意煙葉部位以及區(qū)域的選擇，同時(shí)也應(yīng)考慮不同年份間的影響。

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責(zé)任編輯：羅慧敏英文編輯：羅 維

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

中圖分類號(hào)：S572.01

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007?1032(2016)02?0147?05投稿網(wǎng)址：http://xb.ijournal.cn

收稿日期：2015–11–24 修回日期：2016–01–14

基金項(xiàng)目：四川省煙草公司重點(diǎn)項(xiàng)目(SCYC201402006)；川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司重點(diǎn)項(xiàng)目(12097)

作者簡(jiǎn)介：周澤弘(1991—)，男，四川南充人，碩士研究生，主要從事土壤與環(huán)境質(zhì)量可持續(xù)研究，pyfzzh@163.com；*通信作者，王昌全，教授，主要從事土壤與環(huán)境可持續(xù)研究，w.changquan@163.com