孫永波 孫彥敏 劉書武

摘要 在四川省瀘州市古藺縣煙草科技示范園開展田間試驗，研究幾種因素對烤煙不同部位抗拉力值的影響。結(jié)果表明，鮮葉重、莖葉夾角、 葉長、含水率等與抗拉力值存在二次多項式關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，烤煙不同部位抗拉力值隨鮮葉重增加、葉片長度增加、莖葉夾角增大而增大;超過一定范圍后，烤煙不同部位抗拉力值隨鮮葉重增加、葉片長度增加、莖葉夾角增大而減小。

關(guān)鍵詞 烤煙;鮮葉重;葉長;莖葉夾角;抗拉力

Abstract Field experiments were carried out in Gulin tobacco science and technology demonstration park in Luzhou City， Sichuan Province to study the effects of several factors on the tensile resistance of different parts of flue-cured tobacco.The results showed that fresh leaf weight， stem leaf angle， leaf length and moisture content had quadratic polynomial relationship with tensile resistance.Within a certain range， the tensile resistance values of different parts of flue-cured tobacco increased with the increase of fresh leaf weight， leaf length and the angle between stem and leaf;when beyond a certain range， the tensile resistance value of different parts of flue-cured tobacco decreased with the increase of fresh leaf weight， leaf length and stem leaf angle.

Key words Flue-cured tobacco;Fresh leaf weight;Leaf length;Angle between stem and leaf;Tensile resistance

煙草是我國重要的經(jīng)濟作物之一，且以收獲葉片為主。在煙草生長過程中，葉片及莖稈容易受到多種因素的影響而折斷，從而使烤煙生長所需的光照、溫度等條件受到影響，阻礙烤煙生長過程中有機物的積累，并造成減產(chǎn)減收。國內(nèi)外對于煙葉烤后的抗拉力特性研究較多[1-4]，且在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了較大作用，但對于煙株生長過程中鮮煙葉的抗拉力特性卻研究甚少。全國各地均存在不同程度的斷葉問題[5-6]，四川瀘州地區(qū)斷葉情況嚴重，每株斷葉數(shù)可達7～8片，斷葉少的也有3～4片。這可能與煙葉抗拉力值大小有密切關(guān)系。因此，筆者在四川省瀘州市古藺縣煙草科技示范園開展田間試驗，研究不同影響因子對烤煙不同部位抗拉力的影響，以期為解決烤煙葉片折斷問題提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

1.1.1 氣候特征。試驗于2014年4—10月在瀘州市古藺縣煙草科技示范園進行。海拔300～1 843 m，具有四川盆地和貴州高原氣候特征，四季分明，雨熱同季，氣溫差異大[7]，規(guī)律性強?？緹煷筇锷L期間，日照略顯不足，熱量豐富，立體氣候顯著，地域差異大。年平均氣溫13.1～17.8 ℃，無霜期232～363 d，年平均降雨量748.4～1 112.7 mm。

1.1.2 土壤類型。試驗地土壤類型為紅壤土，質(zhì)地偏黏。

1.2 試驗材料 烤煙品種的生物學(xué)和形態(tài)學(xué)特性如下：烤煙株型筒形，平均打頂株高104 cm，有效葉片18片左右，節(jié)距6.2 cm，莖圍7.0 cm;葉形狹長，葉色正綠，主脈細，葉片薄，腰葉長73.6 cm、寬22.6 cm。

1.3 試驗設(shè)計與實施 植煙行距、株距分別為110、55 cm。試驗田塊起壟、施肥后，于4月25日進行打孔、穴施、移栽，各小區(qū)的大田管理參照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進行[8]，田間試驗設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)各種植200株?？緹熯M入旺長期后，每個重復(fù)選擇長勢均勻、無病蟲害的煙株80株作為代表株。煙株長出18片葉后封頂，從6月17日開始測定煙葉不同部位抗拉力值，每個重復(fù)每次測定10株，每10 d測定一次，共測8次。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 煙葉抗拉力值測定。

（1）試驗儀器。試驗采用的是樂清市海寶儀器有限公司生產(chǎn)的數(shù)顯式推拉力計（以下簡稱拉力計），型號為HG-20，推拉力計量程范圍為0.01～20.00 N。

（2）抗拉力值測定。測定煙葉抗拉力值時，先用米尺測出葉片長度，從葉片基部起，在距離葉片長度1/5處，用拉力計勾住煙葉主脈，以勻力垂直拉下葉片，直至葉片斷裂，此時拉力計上顯示的瞬時拉力即為煙葉抗拉力值;若葉片不折斷，則以拉下后葉片夾角與葉片自然夾角為90°時數(shù)據(jù)為此葉片抗拉力值。

1.4.2 煙葉主要指標測定。

（1） 農(nóng)藝性狀測定。測定時間為08：00—10：00。葉長用米尺測定，葉長是從葉基部到葉尖的距離;莖葉夾角用量角器測量，測量時，量角器零刻度線與煙莖重合，葉片自然下垂時，主莖與葉脈的夾角即為莖葉夾角。

（2）煙葉鮮干重測定。用1/1 000分析天平測量每片煙葉的鮮重，稱重后將煙葉放入烘箱內(nèi)105 ℃殺青，然后再30 ℃ 烘干至恒重，稱量干重，計算煙葉含水率。含水率計算公式為：

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel及SPSS 21.0對數(shù)據(jù)進行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉抗拉力測定著力點確定 物理上的重心是指物體各部分所受重力的合力的作用點。在不改變物體形狀的情況下，物體的重心與其所在位置和如何放置無關(guān)[9]。因此，烤煙葉片的重心也不會隨煙葉角度的變化而改變。由于烤煙葉片是橢圓形，雖然煙葉基部向頂端逐漸變薄，但葉脈兩邊葉肉對稱分布，所以葉片的重心在主脈上，故可以去掉葉肉，只考慮葉脈的重心位置。

葉脈基部向頂端逐漸變細，煙葉主脈可以看成是圓錐體;距離葉脈基部5 cm處的葉脈橫截面看作是底面積，截面半徑為r0，葉片長度2a是圓錐體的高（圖1）。因此，煙葉葉脈的重心位置問題就轉(zhuǎn)化為圓錐體重心位置確定問題。

由圓錐體體積公式，可得圓錐體的重心位置為：距離底面積1/5處;因此，葉脈重心位置為從葉片基部算起，葉片長度的1/5處（葉片長度不包括葉柄）。

2.2 幾種因素對烤煙抗拉力的影響

2.2.1 鮮葉重對不同部葉抗拉力值的影響。

圖2～4是烤煙不同部位抗拉力隨鮮葉重的變化規(guī)律。對烤煙的抗拉力值和鮮葉重進行回歸統(tǒng)計分析知，烤煙抗拉力與葉片鮮重呈二次多項式關(guān)系，烤煙抗拉力的回歸模型為：

Y下部葉=-1.736 41X2+164.41X-3 888.5（R2=0.837 7）

Y中部葉=-0.004 1X2+0.530 5X-12.446 （R2=0.972 6）

Y上部葉=-0.002 5X2+0.202 4X-0.895 8 （R2=0.859 4）

由圖2可知，在一定鮮葉重范圍內(nèi)，烤煙下部葉抗拉力值隨鮮葉重增加而增大，超過一定范圍后，抗拉力值隨鮮葉重增加而減小?？緹熍R界鮮重是47 g。當鮮葉重≤47 g 時，烤煙抗拉力隨鮮葉重增加而增大;當鮮葉重﹥47 g時，烤煙抗拉力值隨鮮葉重增加而減小。由圖3可看出，烤煙中部葉鮮葉重在38～54 g范圍內(nèi)，其煙葉抗拉力值隨鮮葉重的增大而增大;烤煙中部葉鮮葉重超過54 g后，中部葉抗拉力值隨著鮮葉重增加而減小。由圖4可看出，烤煙上部葉鮮葉重在6～47 g范圍內(nèi)，烤煙上部葉抗拉力值隨鮮葉重增加而增大;烤煙上部葉鮮葉重超過47 g后，上部煙葉抗拉力值隨鮮葉重增加變化不明顯。

2.2.2 莖葉夾角對烤煙不同部葉抗拉力的影響。

圖5～7是烤煙下、中、上部葉抗拉力值隨夾角的變化規(guī)律曲線，通過對數(shù)據(jù)進行回歸分析可知，烤煙下、中、上部葉抗拉力值與夾角呈二次多項式負相關(guān)關(guān)系。抗拉力與莖葉夾角的二次多項式曲線為：

Y下部葉=-0.066 3 X2+5.873 8X-125.43（R2=0.992 2）

Y中部葉=-0.097 8 X2+6.724 X-111.08（R2=0.918 0）

Y上部葉=-0.002 5 X2+0.230 4 X-2.205 5（R2=0.907 5）

由圖5可看出，在整個測定時期內(nèi)，烤煙下部葉夾角范圍在40°～50°，臨界夾角為44°?？緹熛虏咳~夾角在40°～≤44°范圍，煙葉抗拉力值隨夾角增加而增大;烤煙下部葉夾角超過44°，煙葉抗拉力值隨夾角增加而減小。由圖6可看出，烤煙中部葉夾角范圍在29°～39°，臨界夾角為35°。當烤煙中部葉夾角≤35°時，煙葉抗拉力值隨夾角增加而增大;當烤煙中部葉夾角超過35°時，煙葉抗拉力值隨夾角增加而減小。由圖7可看出，烤煙上部葉夾角范圍在10°～60°，臨界夾角為50°。當烤煙上部葉夾角≤50°時，煙葉抗拉力值隨夾角增加而增大;當烤煙上部葉夾角超過50°時，煙葉抗拉力值隨夾角增加而減小。

2.2.3 葉片長度對烤煙不同部葉抗拉力的影響。圖8～10是烤煙上、中、下部葉抗拉力值隨葉片長度的變化規(guī)律曲線，對其進行回歸分析可知，烤煙上、中、下部葉抗拉力值與葉片長度呈二次多項式關(guān)系，其回歸模型為：

Y下部葉=-0.052 9X2+6.953 7X-223.93 （R2=0.997 1）

Y中部葉=0.011 7X2-1.394X+43.283（R2=0.899 4）

Y上部葉=-0.001 1X2+0.154 3X-2.292 8 （R2=0.955 4）

由圖8可看出，烤煙下部葉長范圍在58～72 cm，臨界葉長為66 cm。當烤煙下部葉片長度≤66 cm時，煙葉抗拉力值隨葉長增加而增加;當烤煙下部葉片長度超過66 cm時，煙葉抗拉力值隨葉長增加而減小。由圖9可看出，烤煙中部葉葉片長度在60～75 cm范圍內(nèi)，臨界葉長為65 cm。當烤煙中部葉葉片長度≤65 cm時，烤煙中部葉抗拉力值隨葉片長度增加而增大;當烤煙中部葉葉片長度超過65cm時，隨葉片長度增大抗拉力值減小。由圖10可知，烤煙上部葉葉片長度在20～73 cm范圍內(nèi)，主要集中在54～65 cm范圍內(nèi)。在旺長初期，上部葉抗拉力值隨葉片長度增加而迅速增大;在旺長中后期，隨葉片長度增大烤煙上部葉抗拉力值趨于穩(wěn)定。

3 討論與結(jié)論

該試驗表明，鮮葉重、莖葉夾角等與抗拉力值存在二次多項式關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，不同部位煙葉抗拉力值都隨鮮葉重增加而增大，超過一定范圍后隨鮮葉重增加而減小。因此，在烤煙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中要注意水肥管理，保證烤煙不同部位煙葉的鮮葉重在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，避免出現(xiàn)煙葉折斷。莖葉夾角對于烤煙的生長有很大影響。王懷珠等[10]的研究表明，在煙葉成熟過程中可定量地用莖葉夾角大小反映烤煙不同部位煙葉的成熟程度。該試驗研究表明，在一定范圍內(nèi)，不同部位煙葉抗拉力值都隨莖葉夾角增加而增大，超過一定范圍后隨莖葉夾角增加而減小;煙葉長度對烤煙的抗拉力值也有一定的影響，在一定范圍內(nèi)，不同部位煙葉抗拉力值都隨葉片長度增加而增大;超過一定范圍后，上部葉抗拉力值趨于穩(wěn)定，中、下部葉抗拉力值隨葉片長度增加而減小。研究發(fā)現(xiàn)，各部位葉片抗拉力值大小都表現(xiàn)為下部葉>中部葉>上部葉，而事實證明，下部葉折斷程度比中、上部葉嚴重，因此推測抗拉力值大小不是決定煙葉是否折斷的主要因素。

參考文獻

[1]王浩雅，向海英，劉晶，等.造紙法再造煙葉抗張強度測定方法的研究[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2013（2）：133-136.

[2]王娟，周麗娟，張曉龍，等.煙葉抗張強度與煙葉質(zhì)量評價指標的關(guān)系研究[J].科技資訊，2012（20）：216-217.

[3]陳紅麗，衛(wèi)盼盼，崔登科，等.烤煙抗破碎性與常規(guī)化學(xué)成分的關(guān)系[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，51（3）：567-569，647.

[4]楊悅章，胡小曼，李佛琳，等.施鈣對煙葉拉斷強度、拉伸強度的效應(yīng)[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，26（S2）：74-76，83.

[5]賴李振，黃珍平，陰長林，等.氮、氯、硼對煙葉斷葉的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（35）：12476-12478，12482.

[6]WANG B Y，SUN T T，ZHANG G S，et al.Construction of anti-breaking models of the main veins of flue-cured tobacco leaves and principal component analysis[J].Agricultural science & technology，2011，12（11）：1615-1616，1656.

[7]胡青青，沈強，陳飛，等.重構(gòu)土壤垂直剖面重金屬Cd賦存形態(tài)及影響因素[J].環(huán)境科學(xué)，2020，41（6）：2878-2888.

[8]牛玉德，杜鴻波，李金峰，等.不同生物質(zhì)炭施用量及類型對漢中烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)量·產(chǎn)值的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（11）：35-38.

[9]潘明華.基于圖像處理技術(shù)的寶石重心尋找方法及推廣[J].沿海企業(yè)與科技，2015（3）：22-25.

[10]王懷珠，汪健，胡玉錄，等.莖葉夾角與烤煙成熟度的關(guān)系[J].煙草科技，2005，38（8）：32-34.