烤烟X2F等级烟叶表面颜色区域特征量化分析

王改丽，甄焕菊，郑宪滨，于建军，李悦，魏春阳，胡建军

（1.中国烟草总公司职工进修学院，河南郑州450008；2.河南农业大学烟草学院，河南郑州450002）

烤烟X2F等级烟叶表面颜色区域特征量化分析

王改丽1，甄焕菊1，郑宪滨1，于建军2，李悦2，魏春阳1，胡建军1

（1.中国烟草总公司职工进修学院，河南郑州450008；2.河南农业大学烟草学院，河南郑州450002）

为揭示烤烟X2F等级烟叶表面颜色的区域性差异，以2015年全国5大烟区的X2F等级初烤烟叶为材料，采用多重比较和系统聚类法，对烟叶样品的表面颜色进行量化分析。结果表明，我国烤烟X2F等级烟叶表面颜色空间分布特征，明度（L*）为53.76～65.09，红度（a*）为14.12～15.56，黄度（b*）为39.91～53.52，颜色饱和度（C*）为41.13～53.50；烤烟X2F等级烟叶表面颜色存在区域性差异，长江中上游烤烟X2F表面颜色的明度L*、黄度b*和颜色饱和度C*均显著高于东南烟区，东南烟区烤烟X2F等级表面颜色的明度L*、黄度b*和颜色饱和度C*均显著低于其他4个烟区；烤烟X2F等级表面颜色区域性差异成因分析结果表明，生态条件的差异是造成烤烟X2F烟叶表面颜色区域性差异形成的重要原因，品种对其影响较小。

分光光谱仪；烤烟；颜色；区域特征；量化分析

烤后烟叶的颜色是烤烟分组第2因素，主要由光泽强度、颜色饱和度和均匀程度共同呈现[1-2]，与烟叶品质密切相关[3-4]，在一定程度上影响着烤烟的外观质量[5]。烤烟的外观特性是目前烟叶分级的重要依据，主要是依靠人们眼观、手摸、鼻闻等做出的感官判断[6]。由于生态环境条件[7-9]、栽培[10-11]、调制技术和品种[12-13]的差异，烤后烟叶颜色表现不尽相同[14-15]。同一产地的烤烟受品种、成熟度、部位等的影响，烤后烟叶的颜色特征也存在一定的差异性[16-18]。目前，关于烤烟表面颜色的定性评价较多，定量研究的较少[19]。即使是定量研究也多集中在对同一产区不同品种烤烟表面颜色的研究上，而对于烤烟表面颜色地域性差异的研究鲜有报道[20-21]。采用分光光谱仪测定L*，a*，b*和C*色空间分布特征的研究，在木板、纺织及烟草等行业已得到了广泛应用[22-24]。魏春阳等[25]研究结果表明，烤烟C3F等级烟叶表面颜色特征在不同产区间存在显著性差异。

本研究采用全国5大烟区9个主栽品种X2F等级的初烤烟叶为材料，对烤烟X2F烟叶进行表面颜色特征参数的测定，运用差异性分析和系统聚类等统计学方法，探究烤烟X2F等级在不同产区表面颜色的呈色特性，深入研究烤烟X2F等级表面颜色的区域性差异和成因分析，为烤烟表面颜色区域性分类提供数据支撑。

1 材料和方法

1.1 材料

表1 样品信息

供试材料采用2015年全国5大烟区14个省（市）44个植烟县（区）47个乡镇的9个烤烟品种的X2F等级初烤烟叶样品。具体样品信息如表1所示。

1.2 方法

采用Color-Eye 7000A型分光光谱仪（美国，GretagMac-beth公司）测定烟叶表面颜色空间分布特征参数，测量孔直径25.4 mm。所用软件为Color iControl标准版。

取样时要尽量避开残伤或病斑的烟叶，在距叶片叶尖1/3处、叶中及距叶基部1/3处各选取2个共6个相对称的点进行测定，结果取平均值，每个样品取5片叶子。具体原理及测定方法参考文献[25]进行。

1.3 统计分析

采用Excel 2013，SPSS18.0和DPS 7.05进行数据统计分析。系统聚类采用数据标准化处理、欧氏距离和离差平方和法，多重比较采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 烤烟X2F等级烟叶表面颜色空间分布特征

从表2可以看出，我国烤烟X2F烟叶表面颜色指标空间分布总体特征为，明度（L*）均值为60.63，变幅为53.76～65.09；红度（a*）均值为14.59，变幅为12.68～17.03；黄度（b*）均值为47.69，变幅为41.13～53.50；颜色饱和度（C*）均值为49.90，变幅为43.16～55.48。

表2 烤烟X2F等级烟叶表面颜色特征参数描述性分析

从表2还可以看出，烤烟X2F等级烟叶表面颜色特征参数存在广泛变异，红度指数a*的变异系数最大，为7.08%，其次为黄度指数b*，明度L*变异程度最小。

2.2 烤烟X2F等级表面颜色区域性分布特征

2.2.1 烤烟X2F等级烟叶表面颜色区域性分布特征从表3可以看出，我国烤烟X2F烟叶表面颜色呈区域性空间分布，其中，西南烟区烤烟X2F烟叶表面颜色指标空间分布总体特征：明度（L*）为54.54～63.41；红度（a*）为13.25～17.03；黄度（b*）为43.64～51.68；颜色饱和度（C*）为46.78～53.77。

表3 烤烟X2F等级烟叶表面颜色区域性分布特征

东南烟区烤烟X2F烟叶表面颜色指标空间分布总体特征：明度（L*）为53.76～62.37；红度（a*）为13.04～15.79；黄度（b*）为41.13～47.25；颜色饱和度（C*）为43.16～49.31。长江中上游烟区烤烟X2F烟叶表面颜色指标空间分布总体特征：明度（L*）为63.15～65.07；红度（a*）为13.13～15.19；黄度（b*）为49.35～53.50；颜色饱和度（C*）为51.15～55.48。黄淮烟区烤烟X2F烟叶表面颜色指标空间分布总体特征：明度（L*）为62.35～63.19；红度（a*）为12.68～13.94；黄度（b*）为48.26～50.54；颜色饱和度（C*）为50.17～52.44。北方烟区烤烟X2F烟叶表面颜色指标空间分布总体特征：明度（L*）为59.04～65.09；红度（a*）为12.68～15.47；黄度（b*）为45.01～50.91；颜色饱和度（C*）为47.04～53.22。

2.2.2 烤烟X2F等级烟叶表面颜色区域性差异分析从表4可以看出，明度L*均值以长江中上游烟区最高（63.91），东南烟区最低（58.02），长江中上游烟区的明度L*显著高于东南烟区，说明了长江中上游烟区烤烟X2F等级表面颜色较为鲜亮，东南烟区的则比较暗淡。红度a*均值以西南烟区最高（15.15），显著高于其他4个烟区。

表4 不同种植区烤烟X2F等级烟叶表面颜色特征参数多重比较

黄度b*均值以长江中上游烟区最高（51.30），东南烟区最低（43.95），2个烟区的黄度指数存在显著性差异，说明长江中上游烟区烤烟X2F等级的烟叶表面黄色特征比东南烟区的要突出。颜色饱和度C*以长江中上游烟区最高（53.25），东南烟区最低（46.23），其中，东南烟区烤烟X2F等级表面颜色的明度L*、黄度b*和颜色饱和度C*均显著低于其他4个烟区。

2.2.3 不同种植区烤烟X2F等级烟叶表面颜色特征参数变异程度分析由表5可知，不同种植区烤烟X2F等级烟叶表面颜色特征参数存在不同程度的变异。明度L*以东南烟区的变异系数最大，黄淮烟区的最小，说明东南烟区烤烟X2F等级烟叶表面颜色的亮度变化幅度较大。红度a*的变异程度以西南烟区的最大，黄度b*和颜色饱和度指数C*均以北方烟区的变异系数最高。从表5还可以看出，烤烟X2F等级烟叶表面颜色的红度a*在不同种植区域间的变异系数最大，而其他特征参数在不同种植区的变异系数均在5%以内，说明烤烟X2F表面颜色的红色特性受生态条件的影响最大。

表5 不同种植区烤烟X2F等级烟叶表面颜色特征参数变异系数%

2.3 烤烟X2F等级表面颜色区域性差异成因分析

2.3.1 生态条件对烤烟X2F等级表面颜色空间分布的影响从表6可以看出，烤烟品种云烟87和K326在不同生态条件下的X2F等级表面颜色空间特征参数均存在不同程度的变异性。

表6 同一品种在不同种植区烤烟X2F等级表面颜色特征差异

2个主栽品种在不同生态种植区X2F等级表面颜色均以黄度b*的变异系数最大，红度a*的变异系数最小，说明生态条件对烤烟X2F等级表面颜色黄色特性的影响大于对红色特性的影响。由表6可知，2个烤烟品种X2F烟叶表面颜色特征参数在不同种植区的变异系数均值为3.68%。

2.3.2 品种对烤烟X2F等级表面颜色空间分布的影响由表7可知，同一种植区内不同烤烟品种X2F等级表面颜色特征变异性不大，除了长江中上游红度指数a*的变异系数相对较大，为5.03%，其他变异系数均在5%以内，其中，西南烟区不同烤烟品种X2F等级表面颜色特征变异系数最小，均值为1.5%。由表7还可知，同一种植区不同烤烟品种X2F烟叶表面颜色特征参数变异系数均值为2.69%，明显低于同一品种在不同种植区烤烟X2F烟叶表面颜色特征参数的变异系数均值。

综上分析可知，生态条件对烤烟X2F烟叶表面颜色空间分布的影响大于烤烟品种对其的影响，也就是说，生态条件的差异是造成烤烟X2F烟叶表面颜色区域性差异形成的重要原因。

表7 同一种植区不同品种烤烟X2F等级表面颜色特征差异

2.4 烤烟X2F等级表面颜色特征参数值聚类分析

采用L*，a*，b*，C*颜色特征参数值，数据经标准化转换，采用欧式距离、离差平方和法进行烤烟X2F等级表面颜色的聚类分析（图1）。从图1可以看出，在欧式距离11.17处，可将不同种植区烤烟X2F等级表面颜色空间分布划分为4种类型：第1类主要包括曲靖市师宗县、普洱市宁洱县、郴州市桂阳县、遵义市余庆县等10个植烟县（地级市），此类别烤烟X2F等级表面颜色特征参数值处于中等水平，烟叶表面烟叶颜色较为鲜亮，红色、黄色以及颜色饱和度尚可，主要集中在云南和湖南等产区。

第2类主要包括南平市松溪县、三明市永安县、龙岩市永定县、三明市清流县等7个植烟县（地级市），此类别烤烟X2F等级表面颜色特征参数值的明度L*、黄度b*和饱和度C*均值都是最低的，红度a*值一般，烟叶表面颜色暗淡，黄色特征不明显，颜色饱和度欠佳，主要集中在东南烟区。第3类主要包括凉山州越西县、凉山州德昌县、恩施州宣恩县、红河州等14个植烟县（地级市），此类别烤烟X2F等级表面颜色的红度a*值最高，黄度b*和饱和度C*次之，明度L*尚可，烟叶表面红色特性最为明显，颜色较为鲜艳、黄色特性明显，颜色饱和度较高，主要集中在西南烟区大部分和重庆等产区。第4类主要包括平顶山市郏县、许昌市襄城县、遵义市仁怀县、湘西自治州龙山县、哈尔滨市富锦县等16个植烟县（地级市），烤烟X2F等级表面颜色具有较高的明度L*、黄度b*和饱和度C*值，但是红色特性最差，主要集中在黄淮和北方大部分及小部分西南烟区。

3 讨论与结论

本研究结果表明，我国烤烟X2F烟叶表面颜色空间分布特征：明度L*为53.76～65.09；红度a*为12.68～17.03；黄度b*为41.13～53.50；颜色饱和度C*为41.13～53.50。烟叶表面颜色特征参数在不同种植区存在不同程度的变异，西南烟区烤烟X2F等级烟叶表面颜色的红度a*和东南烟区烟叶表面明度L*的变异程度最大，其中，红度a*在不同种植区域的变异系数最大，说明烤烟X2F表面颜色的红色特性的区域性特征最为突出。

长江中上游烤烟X2F表面颜色的明度L*、黄度b*和颜色饱和度C*均显著高于东南烟区，说明长江中上游烟区烤烟X2F等级表面颜色较为鲜亮，烟叶表面黄色特征明显，颜色饱和度高，而东南烟区烤烟X2F表面颜色暗淡，颜色饱和度不够。

烤烟X2F等级表面颜色区域性差异成因分析结果表明，生态条件对烤烟表面颜色空间分布的影响较大，品种对其影响较小，此结论与前人研究结果相一致[25]。

烤烟X2F等级烟叶表面颜色特征可分为4类，并呈现较强的区域特征分布：第1类主要集中在云南昆明、曲靖、普洱，湖南郴州、永州等产区，该类别烟叶表面烟叶颜色较为鲜亮，红色、黄色以及颜色饱和度尚可。第2类主要集中在东南烟区，该类别烟叶表面颜色暗淡，黄色特征不明显，颜色饱和度欠佳。第3类主要集中在西南烟区大部，重庆，恩施州等产区，此类别烟叶表面红色特性最为明显，颜色较为鲜艳、黄色特性明显，颜色饱和度较高。第4类主要集中在黄淮烟区大部，哈尔滨，湘西等产区，此类别烟叶颜色的红色特性较差。

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声明

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《山西农业科学》编辑部

Quantitative Analysis of Surface Color Regional Characteristics of Flue-cured Tobacco X2F Grade

WANGGaili1，ZHENHuanju1，ZHENGXianbin1，YUJianjun2，LI Yue2，WEI Chunyang1，HUJianjun1
（1.College ofStaffTraining，China National TobaccoCorporation，Zhengzhou 450008，China；2.College ofTobacco，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China）

To reveal the regional disparities of surface color of flue-cured tobacco X2F grade,using 2015 year,14 provinces flue-cured tobacco X2F grade as the experimental material,the paper used the method of multiple comparison and system clustering to quantitative analysis on the surface color of the tobacco leaf samples.The results showed that the surface color of the flue-cured tobacco spatial distribution features:brightness（L*）was 53.76-65.09,red degrees（a*）was 14.12-15.56,yellowdegree（b*）was 39.91-53.52, color saturation（C*）was 41.13-53.50.There were strong regional differences of tobacco leaf surface color of flue-cured tobacco X2F grade.Brightness（L*）,yellowdegree（b*）and color saturation（C*）ofupper-middle reaches ofYangtze river were significantly higher than that ofSoutheast area,while brightness（L*）,yellowdegree（b*）and color saturation（C*）of Southeast area were significantly lower than that of the other four area.Analysis results of flue-cured tobacco X2F grade surface color showed that ecological condition was the important reasons for the formation offlue-cured tobaccoX2F leafsurface color regional differences and varieties had the small effects.

spectrophotometer;flue-cured tobacco;color;provincial characteristics;quantitative analysis

S572

：A

：1002-2481（2017）06-0932-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.06.17

2016-12-26

中国烟草总公司职工进修学院课题

王改丽（1983-），女，河南尉氏人，博士，主要从事烟叶分级研究工作。甄焕菊为通信作者。