贵州乌蒙烟区气候特征及其对烟叶化学成分的影响

刘炳清，翟欣，许自成，杨双剑，陈雪，黄化刚

(1.河南农业大学烟草学院，河南 郑州　450002；2.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节　551700)

贵州乌蒙烟区气候特征及其对烟叶化学成分的影响

刘炳清1，翟欣2，许自成1，杨双剑2，陈雪2，黄化刚2

(1.河南农业大学烟草学院，河南 郑州450002；2.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节551700)

摘要：为了探讨贵州乌蒙烟区气候因素对烟叶化学成分的影响，利用烟区的气候因素资料以及烟叶化学成分数据，分析了烟区的气候特点及其与烟叶化学成分的关系.结果表明：贵州乌蒙烟区大田期均温为17.49 ℃，大田期日照时数平均为606.91 h，大田期降雨量为831.90 mm；烟叶化学成分表现为总糖、还原糖较高，烟碱、总氮、蛋白质含量较适宜，烟叶吸味淡，刺激味较轻，钾氯比值平均为6.90；相关分析表明，温度对烟叶化学成分的影响最大，各生育期温度与总糖、还原糖含量呈负相关关系，与烟碱、总氮、蛋白质含量呈正相关关系；旺长期和成熟期日照时数的多少对烟叶糖类物质、钾含量以及含氮化合物的积累也存在较大程度地影响；降水条件对烟叶化学成分的影响相对较小.

关键词：烤烟；贵州乌蒙烟区；气候因素；化学成分

第一作者：刘炳清(1987-)，女，硕士研究生，主要从事烟草品质生态与质量评价研究.E-mail:bqliu2012@126.com

Analysis of climate factors and their influence on the chemical

components of flue-cured tobacco leaves from Wumeng

tobacco-growing areas in Guizhou Province

LIU Bing-qing1,ZHAI Xin2,XU Zi-cheng1,YANG Shuang-jian2,CHEN Xue2,HUANG Hua-gang2

(1.College of Tobacco Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China;

2.Bijie Branch of Guizhou Provincial Tobacco Company,Bijie 551700,China)

Abstract：In order to study the influence of climate factors of Wumeng tobacco-growing areas,Guizhou Province,on chemical components of flue-cured tobacco leaves,using the meteorological data and the data of chemical components,climate factors and their correlation with chemical components of flue-cured tobacco leaves were analyzed.The results showed that average temprature during field period was 17.49 ℃,the mean of total sunshine hours during field period was 606.91 h and the mean of total precipitation during field period reached to 831.90 mm.Tobacco leaves in the areas had higher contents of total sugar,reducing sugar and nicotine,total nitrogen and protein contents were more appropriate.They also had less offensive and irritating odor.The average ratio of K+/Cl-in tobacco leaves was 6.90.Correlation analysis indicated that the influence of temperature on chemical components in tobacco leaves was the strongest.In all the growth stages,temperatures were negatively correlated with total sugar and reducing sugar,while they were positively related to the contents of nicotine,total nitrogen and protein.Sunshine durations during the vigorous growth stage and maturing period had a larger influence on sugar,potassium content and accumulation of nitrogen compounds in tobacco leaves.The influence of precipitation condition on the chemical components of tobacco leaves was relatively week.

Key words：flue-cured tobaccos;Wumeng tobacco-growing area in Guizhou Province;climatic factors;chemical components

贵州乌蒙烟区位于毕节市西北部，主要包括威宁、赫章、纳雍等地，具有海拔较高，光照资源丰富等得天独厚的生态环境条件，有“高原烟海”之称，主产山地清甜香烟叶原料.不同烟区因生态因素不同其烟叶品质特色也存在很大差异[1].在烤烟大田生长的不同生育期，光照、温度、水分等气候因子的变化均会对烟叶品质产生重要影响[2-3].大量的科学试验[4-5]表明，气候因素是影响优质烟叶生产的主要生态学外因.黎妍妍等[6]、李继新等[7]研究了贵州烟区的整体生态特征及烤烟质量特点.赵爽等[8]对毕节威宁烟区的生态特点进行了分析，但关于贵州乌蒙烟区特色烟叶质量与气候因素的关系研究还未见报道.鉴于此，本研究拟在分析贵州乌蒙烟区气候因素及烟叶化学成分状况的基础上，分析各生育期气候因子与烟叶化学成分的关系，探讨贵州乌蒙烟区气候因素对烟叶化学成分的影响，以此来指导生产实践，为解读乌蒙特色烟叶质量与风格成因提供气候生态学方面的参考依据.

1材料与方法

1.1气候资料收集

贵州乌蒙烟区1961～2000年气候资料由贵州省气象局提供.主要地点如表1所示，共28个乡镇，各乡镇气象站点在该烟区烤烟种植区域中具有一定的代表性.根据基础气候资料并结合各地烤烟生长发育时期，选择烤烟各生育期均温(℃)、大田期≥10 ℃积温(℃)、大田期可用日数(d)、年均温(℃)、各生育期日照时数(h)、年日照时数(h)、各生育期降雨量(mm)、年降雨量(mm)等气候因子用于分析.其中烤烟大田期可用日数是以热量条件来界定烟区烤烟大田生长发育和成熟的一项时间指标，以大田期的起始温度至终止温度之间的天数来表示[9].国外优质烟区气候数据参考文献[10].

表1　贵州乌蒙烟区代表植烟乡镇基本情况

1.2样品采集及指标测定

1.2.1烟叶样品的采集按照取样代表性原则，采用GPS定位技术，在贵州乌蒙烟区上述植烟乡镇采集烤后烟叶样品共计28份.品种为当地主栽品种‘云烟87’，烟叶等级为C3F，每份采集烤后烟叶3.0 kg，样品等级由专职评级人员按照GB 2635-92进行评定.烟样烘干，粉碎，过筛，用于化学成分测定.

1.2.2指标测定方法化学成分测定指标包括烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾、氯、蛋白质，并计算糖碱比、氮碱比、钾氯比，测定方法参考王瑞新[11]的方法.

1.3数据处理

全部试验数据处理采用SPSS 19.0和Excel 2003统计软件完成.

2结果与分析

2.1贵州乌蒙烟区气候因素状况分析

对贵州乌蒙烟区总体气候资料进行统计分析，结果见表2.该烟区历年均温为12.25 ℃，烟叶大田期≥10 ℃有效积温为2 098.99 ℃，大田期可用日数为128.96 d，处于适宜范围(120～160 d)[12]之内，但变异系数较大.在烤烟生长时期，随着生长发育的推进，各生育时期的平均气温呈逐渐增加的趋势，在成熟期达到最大值19.59 ℃，大田期均温为17.49 ℃，变幅为15.04～19.14 ℃.由表可见，该烟区烤烟生长各时期温度均低于国外优质烟区，一般认为，伸根期气温18～28 ℃、旺长期气温20～28 ℃，成熟期气温20～25 ℃有利于优质烟叶的生长发育[10]，贵州乌蒙烟区整体气温偏低，这可能与该烟区整体海拔较高有关[8].

该烟区年平均日照时数1 402.86 h，大田期日照时数平均为606.91 h，变幅563.46～647.12 h，低于美国、巴西和津巴布韦烟区，但贵州乌蒙烟区的大田期日照时数均在优质烟叶生产所需要的日照时数范围(500～700 h)[13].各生育期日照时数表现为成熟期>伸根期>旺长期，均能满足优质烟生长的需要.该烟区平均年降雨量为988.79 mm，大田期降雨量为831.90 mm，随生育期的延长，降雨量呈现逐渐增加的趋势，且各时期降雨量均高于国外优质烟区.旺长期降雨量平均值为242.63 mm，比伸根期增多，此时期是烤烟生长需水最多的时期，充足的水分有利于烤烟的生长.以上各气候指标除大田期可用日数和伸根期降雨量变异系数相对较大外，其余指标变异系数均较小，表明这些气候指标在贵州乌蒙烟区比较稳定，是该区域优质烤烟品质形成的基本保证.

表2　贵州乌蒙烟区主要气候指标的描述统计分析

2.2贵州乌蒙烟区烟叶化学成分分析

贵州乌蒙烟区烟叶化学成分状况见表3.一般认为优质烟叶化学成分的适宜范围为[13-14]：总糖含量18%～22%，还原糖含量16%～18%，总氮含量1.5%～3.5%，烟碱含量1.5%～3.5%，钾含量>2%，氯含量<1%，蛋白质含量6%～9%，糖碱比8～10，氮碱比0.9～1.0，钾氯比>4.乌蒙烟区烟叶烟碱含量平均为2.70%，在适宜范围内，但变异程度较大，变异系数达到26.80%；总糖和还原糖含量普遍较高，导致糖碱比较高，均高于优质烟叶含量范围.总氮含量为1.89%，在优质烟叶适宜范围内，氮碱比为0.73，略低于最适宜值.乌蒙烟区烟叶钾含量较低，平均为1.59%，氯含量为0.25%，钾氯比为6.90，大于优质烟叶的钾氯比，但三者变异幅度都较大.烟叶蛋白质含量6.65%，在适宜范围之内.

表3　贵州乌蒙烟叶化学成分指标状况分析

2.3贵州乌蒙烟区气候因素对烟叶化学成分的影响

2.3.1热量条件的影响热量条件与烟叶化学成分的相关分析结果如表4所示.各热量指标与总糖含量呈极显著的负相关，与烟叶蛋白质含量呈极显著的正相关；伸根期均温与糖碱比、还原糖含量呈显著负相关，其余热量指标与糖碱比、还原糖含量呈极显著的负相关；除伸根期均温外，其余热量指标与烟碱含量呈显著正相关；旺长期均温与总氮含量呈极显著正相关，其余热量指标与总氮含量呈显著的正相关关系；成熟期均温、大田期可用日数与烟叶钾含量呈显著的负相关关系.其余指标间相关关系不显著.

表4　贵州乌蒙烟区热量条件与烟叶化学成分的相关系数

*表示相关性达到0.05显著水平，**表示相关性达到0.01极显著水平.

2.3.2光照条件的影响对各烤烟生长各生育期日照时数与烟叶化学成分进行简单相关分析，结果见表5.烟碱、总氮、氯含量以及氮碱比与各光能指标的相关不显著.伸根期日照时数与总糖、钾含量以及糖碱比、钾氯比呈显著的负相关关系；旺长期日照时数与总糖、糖碱比呈极显著正相关，与还原糖含量呈显著正相关，与蛋白质含量呈显著负相关；成熟期日照时数与总糖、糖碱比呈极显著负相关关系，与还原糖、钾含量呈显著负相关，与蛋白质含量呈显著正相关.

表5　贵州乌蒙烟区日照时数与烟叶化学成分的相关关系相关系数

*表示相关性达到0.05显著水平，**表示相关性达到0.01显著水平.

2.3.3降水条件的影响乌蒙烟区降水条件与烟叶化学成分的相关关系见表6.伸根期降雨量与总糖、还原糖、钾含量、糖碱比呈显著负相关关系；旺长期降雨量与总糖含量呈正相关关系，且达到极显著水平，与还原糖、钾含量呈显著正相关，与蛋白质含量呈显著的负相关关系；成熟期降雨量与烟叶钾含量呈显著负相关；大田期降雨量与总糖、还原糖含量呈极显著正相关关系，与蛋白质呈极显著的负相关，与糖碱比呈显著的正相关.其余指标间相关关系不显著.

表6　贵州乌蒙烟区降水条件与烟叶化学成分的相关系数

*表示相关性达到0.05显著水平，**表示相关性达到0.01显著水平.

3讨论与结论

气候因子是影响烤烟内在化学品质形成的重要因素之一，烤烟对环境相当敏感，气象条件的变化对烟叶产量、质量均有较大的影响[15].因此，有关气候对烟叶质量影响的研究[5,16-18]一直受到重视.根据对贵州乌蒙烟区整体气候资料的统计，结果表明该烟区烤烟各生育时期日照时数和降雨量均能满足烟叶生长发育的需要，烟叶大田期可用日数较适宜，温度相对偏低是最大不足之处，但大田期日照时期的延长在一定程度上弥补了生育期热量不足的劣势.烤烟成熟采烤时期日照时数增多，恰逢该烟区全年高温多雨时段，这种光温水的同步合理匹配，有利于优质烟叶的生长.总体而言，贵州乌蒙烟区烤烟生长季节气候条件较好.

化学成分是评价烟叶质量的重要指标，是决定烟叶品质和风格特色的物质基础.对贵州乌蒙烟区烟叶化学成分进行分析发现，该烟区烟叶总糖含量和还原糖含量较高，烟碱、总氮、蛋白质、氯含量含量均在适宜范围，钾含量略微偏低.烟叶化学成分之间的比值是判定烟叶化学成分是否协调的重要指标[19].糖碱比是分析烟草糖、氮化合物相对平衡的一个重要指数[20].贵州乌蒙烟区烟叶糖含量相对较高，糖碱比也高，导致烟叶吸味较淡，刺激性较轻，表现出清甜香特点.钾氯比反映烟叶的燃烧性，乌蒙烟叶钾氯比值大于4，说明燃烧性较好.

气候因素影响烟叶中内含物质的积累和转化，进而影响烟叶的品质.相关分析结果表明，气温对烟叶化学成分的影响最大，这与李天福等[15]的研究一致，多数热量指标与烟叶化学成分指标之间的相关关系达到极显著水平，随着各生育期温度的升高，烟叶总糖、还原糖含量呈现下降趋势，烟碱、总氮、蛋白质含量则呈现上升趋势.贵州乌蒙烟区总体化学成分表现为糖高碱低，这可能正是由于该烟区温度偏低所致.适当提高各生育期的温度，可使糖碱比达到更适宜水平，烟叶的协调性更好，进而有利于优质烟叶品质的形成.光能资源对烟叶化学成分的影响主要体现在旺长期日照时数和成熟期日照时数上.旺长期日照越充足越有利于糖类物质的积累和钾含量的提高，而成熟期日照时数的增多则有利于含氮化合物的积累.降水条件与烟叶化学成分相关分析表明，除成熟期降雨外，其余降水指标对部分化学成分指标有一定程度地影响.

贵州乌蒙烟区在贵州省烤烟综合区划中属于黔西北高原中山地清甜香型烤烟种植区，在烤烟气候区划中属于黔西北温凉春旱多日照烟区[8]，所产烟叶具有清甜香风格特色，温度、光照、降雨量等生态因子对烟叶化学成分均有一定程度地影响.在该烟区烤烟种植区划时，要着重考虑以上气候因素，善于利用该烟区的气候资源，尽可能做到光、温、水资源的配置与烟草的生长发育规律相吻合，同时还可以针对该区生态环境特点，寻找最佳移栽期使烤烟的生长发育在一年中最好的光温水条件下进行.

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(责任编辑赵晓倩)

收稿日期：2014-06-17；修回日期：2014-07-15

基金项目：中国烟草总公司贵州省烟草公司重点科技攻关项目(GY2012-06).

通信作者：许自成，男，教授，博士，研究方向为烟草品质生态与烟叶质量评价.E-mail:zcxu@sohu.com

中图分类号：S 572

文献标志码：A

文章编号：1003-4315(2015)03-0113-06