張燕燕 吉志紅 陳瑩

摘要：為研究三門(mén)峽市優(yōu)質(zhì)烤煙的種植區(qū)域問(wèn)題，利用三門(mén)峽市國(guó)家級(jí)和區(qū)域氣象站數(shù)據(jù)，運(yùn)用多變量聚類(lèi)分析法對(duì)三門(mén)峽煙區(qū)進(jìn)行分類(lèi)，并將不同煙區(qū)與國(guó)外煙區(qū)進(jìn)行氣候相似性分析。結(jié)果表明，三門(mén)峽海拔落差大，區(qū)域氣象站數(shù)據(jù)代表性明顯，更能真實(shí)反映出各煙區(qū)的烤煙氣候指標(biāo)。聚類(lèi)分析出的2類(lèi)煙區(qū)中，盧氏、靈寶煙區(qū)與國(guó)外優(yōu)質(zhì)煙區(qū)氣候相似性相比，與津巴布韋最為相似，與巴西為高級(jí)相似，與美國(guó)為較高級(jí)相似，表現(xiàn)出生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烤煙的氣候條件。在煙草種植規(guī)模不斷減少的趨勢(shì)下，三門(mén)峽市烤煙種植可優(yōu)先考慮第2類(lèi)煙區(qū)。

關(guān)鍵詞：三門(mén)峽；煙區(qū)；氣候；相似性分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 論文編號(hào)：cjas16120020

0引言

煙葉的品質(zhì)特點(diǎn)和區(qū)域特色形成的基礎(chǔ)條件取決于生態(tài)因素的不同，不同區(qū)域的生態(tài)因素既影響該區(qū)域煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)，也影響某個(gè)煙草品種在該區(qū)域是否適宜種植。煙草的栽培技術(shù)、品種等都是影響其產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，生態(tài)因素是品質(zhì)特點(diǎn)和風(fēng)格區(qū)域特色形成的決定性因素。

美國(guó)、巴西、津巴布韋的烤煙品質(zhì)全球聞名，得益于當(dāng)?shù)刂矡焻^(qū)適宜的氣候生態(tài)環(huán)境。美國(guó)煙草種植已有400多年的歷史，一直以產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)煙葉著稱(chēng)，烤煙種植主要分布在美國(guó)東南部，該區(qū)域地勢(shì)平坦、光照充足，雨量充沛且分布均勻、濕度適宜，獨(dú)特的自然條件適合優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)。巴西種植煙草有300多年的歷史，主要煙區(qū)在南部地區(qū)，煙草大田生產(chǎn)期間降雨量1000mm左右，且分布均勻，全年平均氣溫18.1℃，全年基本無(wú)霜，無(wú)明顯的寒冷冬季，適宜煙草生長(zhǎng)的季節(jié)較長(zhǎng)。津巴布韋是世界公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)煙葉產(chǎn)區(qū)，煙草產(chǎn)品接近完美，受低緯高原地理特點(diǎn)的影響，氣候干、濕季分明，津巴布韋出產(chǎn)的煙草產(chǎn)品具有香氣醇和、焦甜味獨(dú)特、勁頭適中、刺激性輕等特點(diǎn)，此外，津巴布韋的烤煙化學(xué)殘留物少、相對(duì)比較健康。

三門(mén)峽市位于河南省西部豫、晉、陜交界處，屬暖溫帶半干旱內(nèi)陸性氣候，地勢(shì)西南高、東北低，從陜西省入境的秦嶺向東延緩止于黃河谷地，海拔由2000m以上遞降為低于200 m，形成以山地、丘陵和川塬構(gòu)成的地貌類(lèi)型。獨(dú)特的土壤特性和氣候條件，使三門(mén)峽擁有得天獨(dú)厚的烤煙生產(chǎn)基礎(chǔ)，形成地域特色和品質(zhì)。境內(nèi)靈寶煙葉外觀質(zhì)量好，葉脈組織細(xì)致，油脂充分，彈性好，內(nèi)含物質(zhì)豐富，光澤鮮亮，顏色金黃，氣香質(zhì)好，口味醇和，有“代云煙”之稱(chēng)。三門(mén)峽市為河南濃香型烤煙主要產(chǎn)區(qū)，占全省烤煙總種植面積的15%，截至2015年底三門(mén)峽烤煙種植面積、收購(gòu)規(guī)模、市場(chǎng)需求連續(xù)5年保持全省首位。邵惠芳等基于國(guó)家級(jí)氣象站資料對(duì)三門(mén)峽煙區(qū)氣候進(jìn)行過(guò)評(píng)價(jià)，但對(duì)不同高度的烤煙進(jìn)行分區(qū)氣候條件研究鮮有報(bào)道。研究表明，海拔是影響烤煙品質(zhì)的重要生態(tài)因素，不同烤煙種植區(qū)的適宜海拔高度不同。煙草種植區(qū)的海拔高度不同，光、溫、水等生態(tài)條件及各生長(zhǎng)發(fā)育階段的氣候條件也不相同，從而影響著烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)特征。隨著近幾年區(qū)域氣象站建設(shè)，三門(mén)峽已逐步形成梯度氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可監(jiān)測(cè)不同海拔煙區(qū)氣象要素?；趨^(qū)域氣象站數(shù)據(jù)，筆者研究不同區(qū)域的烤煙種植氣候環(huán)境，根據(jù)區(qū)域環(huán)境條件不同，與國(guó)外煙區(qū)進(jìn)行氣候相似性分析，以期為三門(mén)峽烤煙增效提質(zhì)、優(yōu)化種植區(qū)域提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1數(shù)據(jù)來(lái)源及站點(diǎn)選取

選取三門(mén)峽市內(nèi)陜州、靈寶、盧氏、澠池4個(gè)國(guó)家級(jí)氣象站1981—2015年資料作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別選出各縣（市、區(qū)）具有一定種植規(guī)模且品質(zhì)好的區(qū)域，以安裝的區(qū)域氣象站作為代表站點(diǎn)，資料為建站后至2015年（表1）。

1.2分析方法

煙草的生長(zhǎng)發(fā)育要在滿(mǎn)足一定的光、溫、水條件下才能順利進(jìn)行，因此氣候條件是煙草種植區(qū)劃的重要依據(jù)，有關(guān)氣候因素對(duì)煙葉品質(zhì)影響的研究，也一直備受重視。三門(mén)峽煙區(qū)使用國(guó)家級(jí)和區(qū)域氣象站點(diǎn)資料，利用SPSS 19.0系統(tǒng)進(jìn)行聚類(lèi)分析。氣候相似分析采用多維空間相似距離的方法來(lái)度量各地間的相似程度。相似距離越小，相似程度越高，反之，相似距離越大，則相似程度越低。相似距離根據(jù)歐式距離公式進(jìn)行計(jì)算，如式（1）。

2結(jié)果與分析

2.1三門(mén)峽煙草大田期劃分

在煙葉生長(zhǎng)過(guò)程中，從煙苗移栽到煙葉采收完畢稱(chēng)為大田期，又可分為伸根期、旺長(zhǎng)期和成熟期。其中伸根期從5月中旬初至6月中旬末，旺長(zhǎng)期從6月中旬初至8月上旬末，成熟期從8月中旬初至9月中旬末。

2.2氣候條件對(duì)三門(mén)峽煙草生長(zhǎng)影響

2.2.1氣溫 煙草是一種喜溫作物，因此氣溫條件是影響烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的一個(gè)非常重要的因子。在煙草生育期，要求氣溫適宜，以前期溫度要求略低一些，后期溫度要求略高一些為宜。而優(yōu)質(zhì)烤煙在生育期則要求日平均氣溫達(dá)到20℃以上，持續(xù)天數(shù)達(dá)70天以上，≥10℃的積溫大于2600℃·d。三門(mén)峽市各站點(diǎn)煙草大田生長(zhǎng)期氣溫條件見(jiàn)表2，三門(mén)峽各站點(diǎn)氣溫大田期均溫都在20℃以上，大于20℃天數(shù)為82～116天，積溫條件完全滿(mǎn)足煙草生長(zhǎng)。

對(duì)烤煙成熟期品質(zhì)影響最為明顯的氣候因子之一是溫度，成熟期的氣溫是判斷烤煙氣候適宜狀況的重要指標(biāo)。成熟期較為理想的狀況是日平均氣溫≥20℃，20～25℃至少持續(xù)30天，如果氣溫超過(guò)25℃，煙草雖然生長(zhǎng)速度加快，葉大莖高，但品質(zhì)往往不達(dá)標(biāo)；如果氣溫低于20℃，同化物質(zhì)的轉(zhuǎn)化積累會(huì)受到阻礙，從而影響到煙葉的正常成熟；如果氣溫低于18℃，不僅生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)受到阻礙，而且對(duì)病蟲(chóng)害的抵抗力會(huì)有所降低，從而導(dǎo)致烤煙的品質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)。三門(mén)峽市煙草成熟期溫度區(qū)間日數(shù)見(jiàn)表3。三門(mén)峽煙草成熟期20～25℃持續(xù)天數(shù)整體偏少，低于20℃天數(shù)區(qū)域氣象站比國(guó)家級(jí)氣象站略多，大于25℃天數(shù)區(qū)域氣象站明顯比國(guó)家級(jí)氣象站偏少，三門(mén)峽優(yōu)質(zhì)煙草多種植于高海拔地區(qū)，通過(guò)氣象條件分析，三門(mén)峽高海拔區(qū)域基本具備了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙草的氣候環(huán)境。

2.2.2降水 煙草具有耐旱、怕澇的特點(diǎn)，降水是影響其生長(zhǎng)的另一重要因素。在大田生長(zhǎng)期間，降水量與降水的空間分布直接影響烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)。煙草在移栽至團(tuán)棵期對(duì)降水需求較少，旺長(zhǎng)期較大，成熟期又呈下降的趨勢(shì)。在移栽至旺長(zhǎng)這一期間，適當(dāng)?shù)母珊涤欣诤笃谖諣I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，此時(shí)期較為有利的條件是月降水量80～100mm，土壤相對(duì)濕度50%～60%；旺長(zhǎng)期對(duì)降水的需求增大，這段時(shí)期最為有利的條件是月降水量100～200mm、土壤相對(duì)濕度75%～80%，利于烤煙干物質(zhì)積累；成熟期最利于優(yōu)質(zhì)煙的形成條件是月降水量100mm左右，土壤相對(duì)濕度60%左右。三門(mén)峽市大田期降水呈現(xiàn)出伸根期少、旺長(zhǎng)期較多、成熟期少的特點(diǎn)，伸根期降水量為76.5～92.5 mm，旺長(zhǎng)期降水量為157.9～186.7 mm，成熟期降水量為115.6～142.7 mm。

2.2.3日照 煙草喜光，充足的光照條件是影響其生長(zhǎng)的又一重要?dú)夂蛞蜃印煵莓a(chǎn)量的多少和品質(zhì)的好壞與日照都有著密切的關(guān)系，尤其是成熟期的日照條件㈣。煙草生長(zhǎng)期如果日照時(shí)數(shù)偏少，則植株纖弱，很容易受到病蟲(chóng)的危害。同時(shí)，煙草的煙堿和淀粉含量降低，油分少而香氣不足，吃味平淡，品質(zhì)會(huì)有所下降。反之，如果光照太過(guò)強(qiáng)烈，非常容易引起日灼病，葉尖、葉邊會(huì)出現(xiàn)褐色枯斑，煙葉的煙堿含量升高，吃味辛辣，煙葉經(jīng)烘烤后顏色不正，品質(zhì)也會(huì)降低。楊興有等認(rèn)為優(yōu)質(zhì)烤煙生長(zhǎng)最適宜的光照條件是日照和煦而不強(qiáng)烈，日照率在40%左右，優(yōu)質(zhì)煙葉在大田生長(zhǎng)期為500～700 h。從表2分析，三門(mén)峽煙草大田生長(zhǎng)期1981—2015年各國(guó)家級(jí)氣象站日照時(shí)數(shù)在700 h以上，光照充足，日照百分率在40%左右，符合優(yōu)質(zhì)煙草生長(zhǎng)條件。

2.3三門(mén)峽煙區(qū)聚類(lèi)分析

利用SPSS 19.0系統(tǒng)對(duì)影響煙葉生長(zhǎng)發(fā)育的10項(xiàng)氣候因子（生育期均溫、生育期降雨量、生育期日照時(shí)數(shù)、生育期≥10℃積溫、生育期平均相對(duì)濕度）進(jìn)行多變量聚類(lèi)分析?？纱笾聦⑷T(mén)峽市煙草種植分為2類(lèi)片區(qū)（圖1）。第1類(lèi)片區(qū)包括陜州、大石澗、澠池、天池和靈寶站點(diǎn)，該區(qū)域位于三門(mén)峽市北部和東部，行政區(qū)域包括澠池縣、陜州區(qū)、湖濱區(qū)、靈寶市北部，海拔相對(duì)較低，地貌為丘陵和塬區(qū)為主。該區(qū)域烤煙大田期平均氣溫偏高、降水量偏少、相對(duì)濕度偏低，≥10℃活動(dòng)積溫相對(duì)較高，日照充足，氣候條件和水土資源均適宜煙葉生長(zhǎng)。第2類(lèi)片區(qū)包括盧氏、盧氏沙河、靈寶走馬嶺站點(diǎn)，該區(qū)域主要位于三門(mén)峽中南部，海拔相對(duì)較高，地貌以淺山區(qū)為主，行政區(qū)域包括靈寶市南部、盧氏縣北部。該區(qū)域海拔高度有明顯優(yōu)勢(shì)，日照豐富，熱量適宜，降水充足，且煙草種植歷史悠久，煙草在該區(qū)域廣泛種植，具有明顯的發(fā)展優(yōu)質(zhì)濃香型烤煙的氣候優(yōu)勢(shì)。通過(guò)當(dāng)前種植規(guī)模和品質(zhì)調(diào)查，該類(lèi)是三門(mén)峽市優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的主要區(qū)域。

第2類(lèi)煙區(qū)與第1類(lèi)的氣候條件比較見(jiàn)表4。生育期氣溫偏低1.7℃，降水量偏多43.4 mm，日照時(shí)數(shù)偏少49.9 h，≥10℃積溫偏少228.2℃，相對(duì)濕度偏多7%。表現(xiàn)出氣候溫涼，降水充沛，日照豐富，相對(duì)濕度適宜，有利于形成高品質(zhì)烤煙。

2.4三門(mén)峽煙區(qū)與國(guó)外煙區(qū)氣候相似性分析

適宜的氣候條件是影響烤煙品質(zhì)的重要生態(tài)因素。三門(mén)峽煙區(qū)煙葉生長(zhǎng)季節(jié)氣候條件優(yōu)良，大田生長(zhǎng)期間伸根期降雨量低于美國(guó)、巴西、津巴布韋，旺長(zhǎng)期降雨量相對(duì)較少，成熟期降雨量與其相比居中，各生育期降雨量變化趨勢(shì)與巴西最為接近，降水總量雖小，但其時(shí)空分布上最符合優(yōu)質(zhì)煙葉的需水規(guī)律；大田生長(zhǎng)期日照時(shí)數(shù)總體分布特征為伸根期、旺長(zhǎng)期多而成熟期少，利于優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)；大田生長(zhǎng)期均溫在22～24℃，滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)煙葉生長(zhǎng)需求，與這3個(gè)國(guó)家相比，除伸根期均溫略低于津巴布韋外，其他各生育期均溫均高于其他煙區(qū)，各生育期均溫變化趨勢(shì)與巴西最接近。

根據(jù)聚類(lèi)分析的結(jié)果，結(jié)合三門(mén)峽的實(shí)際情況，將三門(mén)峽地區(qū)2類(lèi)煙區(qū)與國(guó)外優(yōu)質(zhì)煙區(qū)的氣候條件進(jìn)行相似性分析，相似距離見(jiàn)表5。氣候相似距離劃分為5個(gè)相似等級(jí)，D_ij≤0.3為高級(jí)相似，0.3ij