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        烤煙部位量化識(shí)別判定方法研究

        2016-12-08 17:08:45牛玉德高華鋒薛林王朝佐
        湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年18期
        關(guān)鍵詞:烤煙部位

        牛玉德++高華鋒++薛林++王朝佐++解燕++朱啟發(fā)++任杰++王濤++徐秀紅

        摘要:試驗(yàn)測(cè)量了不同煙區(qū)的不同品種、不同葉位煙葉主要外觀形態(tài)指標(biāo),比較分析了各項(xiàng)指標(biāo)的穩(wěn)定性和可靠性,以期選擇適宜指標(biāo)識(shí)別判定煙葉部位。結(jié)果表明,部位標(biāo)度值的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性都較好,波動(dòng)性小,不同部位煙葉間差異顯著,而同一部位不同產(chǎn)地和不同品種煙葉間幾乎沒有差異,作為識(shí)別判定煙葉部位的量化指標(biāo)穩(wěn)定可靠;而葉片長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比等指標(biāo)變異系數(shù)大,波動(dòng)大,穩(wěn)定性差,同一部位不同產(chǎn)地、不同品種間差異顯著,不能作為判斷煙葉部位的量化指標(biāo)。運(yùn)用部位標(biāo)度值法,對(duì)煙葉的部位進(jìn)行識(shí)別判定,將煙葉分為下部、中部和上部3個(gè)部位,快速準(zhǔn)確,科學(xué)易行。

        關(guān)鍵詞:烤煙;部位;部位標(biāo)度值;識(shí)別判定

        中圖分類號(hào):TS44+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2016)18-4749-04

        DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.18.030

        烤煙是一種葉用經(jīng)濟(jì)作物,以收獲葉片為主要目的,同一煙株上著生部位不同的煙葉其質(zhì)量有著明顯的差別,各個(gè)葉位煙葉的質(zhì)量不僅決定了其在群體產(chǎn)量和產(chǎn)值中的份量,而且決定其在卷煙原料中的利用價(jià)值[1-6]?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)42級(jí)國(guó)家烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是煙葉分級(jí)的依據(jù),其先分組、后分級(jí)[7]。在實(shí)際應(yīng)用中,顏色分組相對(duì)比較容易,部位分組相對(duì)比較難,是煙葉分級(jí)的難點(diǎn)和關(guān)鍵[8-10]。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)部位判定主要采用眼觀、手摸、鼻聞等感官判斷方法,需要結(jié)合脈相、葉型、葉面、折疊方向、煙葉身份、顏色等因素綜合考慮,但烤煙在生長(zhǎng)過程中受到生態(tài)條件、生產(chǎn)技術(shù)措施、品種等諸多因素影響,煙葉的部位特征表現(xiàn)又各不相同;并且煙葉的各種部位特征均采用了自然語言描述,如下部葉脈相較細(xì)、葉形較寬圓、厚度薄至稍薄、多檸檬黃色,上部葉脈相較粗、葉形較寬、厚度中等至厚、多橘黃紅棕色等。這種自然語言描述具有定性、不精確及外延模糊等特點(diǎn),容易引起理解上的歧義,在實(shí)際中很難準(zhǔn)確把握[11-14]。由于對(duì)部位的描述判斷方法一直停留在感官定性的層面上,缺少能判定烤煙部位特征的一些簡(jiǎn)易量化指標(biāo),主要是憑借感官觀察的特征與積累的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)煙葉的部位進(jìn)行推理判斷,主觀隨意性很大,在客觀性、科學(xué)性、一致性等方面存在明顯不足,因此在國(guó)家分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行過程中造成很多問題和矛盾[15-17]。為此,課題組根據(jù)不同部位煙葉具有固有外觀形態(tài)特征的特點(diǎn),對(duì)不同煙區(qū)的不同品種、不同部位煙葉形態(tài)特征進(jìn)行了采集分析,旨在探索采用量化的外觀特征指標(biāo)快速準(zhǔn)確識(shí)別判定煙葉部位的可行性,為生產(chǎn)上煙葉分級(jí)提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        試驗(yàn)分別在安徽皖南煙草科技園、臨沂市煙葉烘烤科技園和曲靖市煙草試驗(yàn)站進(jìn)行,參試烤煙為云煙97、云煙87、K326、NC55、NC297、NC102等6個(gè)品種,試驗(yàn)田地勢(shì)平坦, 土壤質(zhì)地為壤土,肥力中等,田間管理按照優(yōu)質(zhì)烤煙栽培生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行,試驗(yàn)材料生長(zhǎng)發(fā)育正常,成熟良好。

        1.2 試驗(yàn)方法

        將6個(gè)品種下二棚、腰葉、上二棚和頂葉各3片鮮煙葉做好標(biāo)記,煙葉成熟后編竿掛置于密集烤房中,按標(biāo)準(zhǔn)烘烤工藝進(jìn)行烘烤,烤后煙葉回潮至水分16%~18%,再進(jìn)行葉片形狀特征提取。其中,葉片長(zhǎng)度(L)是指葉片主脈柄端至葉尖頂端的距離(cm);葉片寬度(W)是指葉面最寬處與主脈的垂直長(zhǎng)度(cm);長(zhǎng)寬比(A)是指葉片長(zhǎng)度與寬度的比值;葉基至葉片最寬處的長(zhǎng)度(B)是指葉片主脈柄端至葉面最寬處的距離(cm)。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)應(yīng)用Microsoft Office Excel 2003程序進(jìn)行處理、制表,運(yùn)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同煙區(qū)、不同品種、不同部位煙葉形態(tài)特征測(cè)定值

        根據(jù)國(guó)家煙葉分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),煙葉形態(tài)特征是煙葉最為直觀的特征,是判斷部位和等級(jí)的重要依據(jù)。依據(jù)上述測(cè)定方法,對(duì)安徽省、山東省、云南省3地6個(gè)烤煙品種的烤后樣品進(jìn)行了分析,分別測(cè)定了葉片長(zhǎng)度、寬度和葉基至葉片最寬處的長(zhǎng)度等3個(gè)重要形態(tài)指標(biāo)值,并計(jì)算了長(zhǎng)寬比,檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

        2.2 烤后煙葉4個(gè)形態(tài)指標(biāo)識(shí)別判定煙葉部位的可信度檢驗(yàn)

        對(duì)3省6個(gè)品種不同部位煙葉的各4個(gè)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行了極差和變異系數(shù)統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見表2。在表2中極差和變異系數(shù)大的指標(biāo)說明在某一地區(qū)煙葉所測(cè)定的指標(biāo)波動(dòng)較大,穩(wěn)定性較差;而極差和變異系數(shù)小的指標(biāo)說明在某一地區(qū)煙葉所測(cè)定的指標(biāo)波動(dòng)較小,穩(wěn)定性較好。比較極差和變異系數(shù)可知,所有地區(qū)各指標(biāo)的極差和變異系數(shù)均處在較高水平,變異系數(shù)最低的為2.30%,最高的達(dá)到了15.09%,說明不同地區(qū)、不同品種、不同部位的煙葉測(cè)定指標(biāo)不穩(wěn)定、波動(dòng)性大、重現(xiàn)性低,超過了試驗(yàn)誤差的控制范圍。進(jìn)一步的方差分析結(jié)果表明(表3),所有地區(qū)煙葉品種間、部位間各指標(biāo)的差異都達(dá)到了顯著水平,反映出依據(jù)葉片形態(tài)指標(biāo)L、W、A和B來判斷煙葉部位是不可靠的。

        2.3 部位標(biāo)度值識(shí)別判定煙葉部位的可信度檢驗(yàn)

        結(jié)合葉片長(zhǎng)度和最寬處的位置,定義部位標(biāo)度值(K):葉基至葉片最寬處的長(zhǎng)度(B)÷葉片長(zhǎng)度(L)的一半×100%,即:K=B/L/2×100%。根據(jù)公式經(jīng)計(jì)算則得表4。由K的定義和表4測(cè)定值可知,K值越小,表示其葉片最寬處的位置離葉基部越近,該葉片部位越偏下部;K值越大,表示其葉片最寬處的位置離葉尖部越近,該葉片部位越偏上部。

        為了明確部位標(biāo)度值識(shí)別判定煙葉部位的可靠性,進(jìn)行了可信度檢驗(yàn),結(jié)果見表5。從表5可以看出,所有地區(qū)的K值總體上的極差和變異系數(shù)均處在很低水平,說明不同地區(qū)、不同品種煙葉的測(cè)定指標(biāo)穩(wěn)定、波動(dòng)性小、重現(xiàn)性高;K值的極差在0.09以內(nèi),變異系數(shù)基本控制在3%以內(nèi),都在試驗(yàn)誤差的控制范圍內(nèi),結(jié)果可靠。因此,對(duì)不同地區(qū)、不同品種煙葉而言,K值的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性較好。

        為進(jìn)一步檢驗(yàn)K值的穩(wěn)定性和可靠性,還進(jìn)行了方差分析,結(jié)果見表6。由表6可知,不同地區(qū)、不同品種間煙葉的K值差異不顯著,而煙葉部位間差異顯著。這說明不同地區(qū)和品種對(duì)煙葉部位標(biāo)度值(K)的影響很小,而不同部位間對(duì)煙葉部位標(biāo)度值的影響很大,說明依據(jù)K值來識(shí)別判定煙葉部位是可行的,也是可靠的。

        2.4 部位標(biāo)度值識(shí)別判定煙葉部位的方法

        根據(jù)煙葉部位標(biāo)度值的大小可以判定煙葉生長(zhǎng)部位,如K≤0.9時(shí),葉片生長(zhǎng)部位為下部葉;0.91.0時(shí),葉片生長(zhǎng)部位為上部葉。

        3 小結(jié)與討論

        目前國(guó)內(nèi)外對(duì)煙葉部位的識(shí)別判定主要是采用感官評(píng)定方法,并且對(duì)各種部位又均采用了自然語言描述,這種部位判定方法具有定性化、經(jīng)驗(yàn)化的特點(diǎn),受人為因素影響大,所以誤差大、穩(wěn)定性差,難以客觀、真實(shí)地反映出煙葉的質(zhì)量特征。為盡量避免各種人為因素對(duì)煙葉部位識(shí)別判定的干擾,計(jì)算機(jī)視覺處理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬和模糊信息處理等[18-22]新技術(shù)被逐漸引入應(yīng)用到煙葉分級(jí)等領(lǐng)域里來,以期使煙葉分級(jí)技術(shù)由定性向定量、由經(jīng)驗(yàn)化向科學(xué)化發(fā)展,實(shí)踐中也取得了一些成果。但是這些研究成果不論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的,基本上處于理論探索與試驗(yàn)研究階段,與實(shí)用化推廣應(yīng)用還有著很大距離。而且運(yùn)用這些方法會(huì)產(chǎn)生測(cè)量?jī)x器較昂貴、測(cè)定過程復(fù)雜、評(píng)判結(jié)果可靠性一般等問題,這對(duì)于需要現(xiàn)場(chǎng)快速準(zhǔn)確識(shí)別煙葉部位的分級(jí)工作來說還不實(shí)用。

        試驗(yàn)根據(jù)不同部位煙葉具有固有外觀形態(tài)特征的特點(diǎn),對(duì)不同煙區(qū)的不同品種、不同部位煙葉形態(tài)特征進(jìn)行了采集分析,采用量化的外觀特征指標(biāo),快速準(zhǔn)確判定了煙葉部位的量化識(shí)別可行性,旨在探討一種較為科學(xué)合理、準(zhǔn)確易行的煙葉部位識(shí)別判定方法。結(jié)果表明,用部位標(biāo)度值(K)法可以對(duì)煙葉的部位進(jìn)行快速準(zhǔn)確的識(shí)別判斷,是煙葉部位判定中一種切實(shí)可行的方法。應(yīng)用K值可以準(zhǔn)確地把煙葉的部位特征分離開,并把煙葉分為下部葉、中部葉和上部葉3個(gè)部位葉片。實(shí)際應(yīng)用K值識(shí)別判定煙葉部位時(shí),用具非常簡(jiǎn)單,僅需一把尺子即可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙葉部位的現(xiàn)場(chǎng)快速量化識(shí)別判定,其實(shí)用性強(qiáng)、準(zhǔn)確率高,適合煙葉分級(jí)工作的實(shí)際需求,也可為煙葉自動(dòng)化分級(jí)研究提供理論參考。

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