毕节市烤烟化学成分特征与可用性评价

王建波，杨小勇，史训瑶，高川川，蔡 立，周 萍

(贵州省烟草质量监督检测站，贵州 贵阳 550025)

毕节市烤烟化学成分特征与可用性评价

王建波，杨小勇*，史训瑶，高川川，蔡 立，周 萍

(贵州省烟草质量监督检测站，贵州 贵阳 550025)

为合理评价毕节烤烟内在化学品质状况，应用模糊数学理论对各产区烟叶化学成分进行可用性评价。结果表明：毕节市烤烟总氮、烟碱、钾含量处于合理水平，氯含量适宜，部分烟区糖含量略高；产烟县间以大方烤烟化学成分可用性指数较高，金沙县烤烟化学成分可用性指数相对较低。不同乡镇中以雪山镇、核桃乡化学成分可用性较高，小海镇、柳塘镇化学成分可用性相对较低。

烤烟；化学成分；可用性

毕节是贵州省第二大产烟区，也是全国烟叶种植最适宜地区之一，年种植烟叶70万亩左右，生产收购烟叶140万担左右。该烟区位于云南、贵州、四川三省交界处，平均海拔1 500 m左右，年日照时数1 288 ～ 1 500 h之间，年降雨量900～1 400 mm，土壤熟化程度高，坡度小，肥力适中，PH值5.5～6.5。得天独厚的烟叶生长条件，成就了毕节烟叶“山地醇甜香”的风格特色。毕节烟区生产的烟叶大都颜色金黄，身份适中，油润性较好，可作为卷烟的主料烟，部分烟叶也作为优质填充料使用。因此备受湖北、江苏、湖南等中烟公司青睐。近年来，学者研究毕节烤烟的焦点多集中在海拔、品种对烤烟风格特色的影响[1-8]，但有关该烟区化学指标可用性的分析鲜见报道。因此，采用模糊数学对毕节各烟区烤烟化学成分进行综合评价，能够客观的了解区域间的差异、发现存在的问题并提出相关建议。

1 材料与方法

1.1材料

收集毕节烟区8个主产区县：大方县、赫章县、金沙县、纳雍县、七星关区、黔西县、威宁县、织金县2015年送检的初烤烟叶样品。样品等级均为C3F，每个样品取1.5公斤。这些样品是贵州省毕节烟区每年的定点监测样品(10 000担以上种烟乡镇或3 000担左右的县市为1个取样点)。样品均由各烟区烟叶分级能手按照“GB2635-92烤烟标准”选取，选取样品能够代表各烟区的生产水平。

1.2测定指标及方法

烤烟总糖、还原糖、烟碱、总氮、氯含量采用连续流动分析仪(布朗卢比AA3)测定，烤烟钾(K+)含量用火焰光度计(Sherwood M410)测定。

1.3化学可用性指数构建

总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯6个化学成分指标，运用主成分分析法和隶属函数模型构建烟叶化学成分可用性指数(chemical components usability index，CCUI)作为化学成分综合评价依据，其值越大，化学成分越好。

1.3.1主成分分析法确定权重 应用主成分分析法确定总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯、6个化学成分指标权重[9-11]，KMO值为0.743，说明符合主成分分析求权重，提出累积贡献率达81.46%的2个主成分，2个主成分的特征根分别为3.316和1.571，计算出2个主成分的载荷矩阵，然后分别计算出6个化学指标的权重。6个指标权重分别为20.86、18.75、20.11、13.46、14.13 、12.68%。

1.3.2隶属函数的建立和隶属度的计算 运用模糊数学理论中的隶属函数计算各化学成分指标的隶属度，使各指标的原始数据转换为 0.2～1 的数值。烤烟总糖、还原糖、总氮、烟碱、氯含量采用中间型梯形隶属函数，按公式(1)计算隶属度。

烤烟钾含量采用降梯形函数，按公式(2)计算隶属度：

公式(1)、(2)和中x为烤烟样品的化学成分实际含量，x1、x2、x3、x4分别代表各化学成分指标的下临界值、上临界值、最优值下限、最优值上限。根据前人研究结果及实践经验确定各化学成分指标的函数类型及阀值[12-14](见表1)。

1.3.3烤烟化学成分可用性指数计算方法 烤烟化学成分可用性指数(chemical components usability index，CCUI)按公式(3)来计算。

式中：Mij和Nij分别表示第i个样本和第j个指标的隶属度值和权重系数。其中0.2

1.4数据统计分析

采用 SPSS20.0 统计软件包分别对总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯进行基本统计分析。

表1 烤烟化学成分指标的隶属函数类型和阀值Tab.1 Function types and inflection pointsof chemical components of flue-cured tobacco

2 结果与分析

2.1化学成分描述统计分析

由表2可知，毕节烟区具有总糖、还原糖含量偏高，氯含量适宜，烟碱、总氮、钾含量处于合理范围的特点。各指标均属于中等变异性，其中烤烟烟碱含量变异系数最高，还原糖含量变异系数最低。变异系数<10% 为弱变异性， 10～100%为中等变异性，>100% 为强变异性[15]。还原糖样本分布呈左偏，其余指标呈右偏态分布。钾、氯含量分布呈高峡峰分布形态，其余指标均呈现低阔峰分布形态。

2.2不同植烟县化学成分可用性指数差异分析

由图1得知：毕节各植烟区县烤烟化学成分可用性指数平均值在47.16～70.26分。不同植烟区县化学成分可用性指数大小排序为：大方>七星关>黔西>织金>威宁>赫章>纳雍>金沙。按CCUI值划分档次来看，大方、七星关、黔西、织金、威宁化学成分可用性指数在60分以上，属于“较好”的档次；赫章、纳雍、金沙化学成分可用性指数在45分以上，属于“中等”档次。

表2 毕节烟区烤烟常规化学指标基本统计值Tab.2 Descriptive statistics of chemical componentof flue-cured tobacco in Bijie city

图1 不同县化学成分可用性指数比较
Fig.1 Comparison on usability index of chemical component in different tobacco-growing counties

2.3不同乡镇烤烟化学成分可用性指数差异分析

由表3可知：不同乡镇化学成分可用性指数在47.16 ～ 84.76分，其中，雪山镇、核桃乡、黄泥塘镇、大银镇、CCUI值在75分以上，属于“好”的档次；沙厂乡、黄泥乡、龙场镇、大河乡、撒拉溪镇、理化乡、重新镇、牛棚镇、牛场乡、玉龙乡、林泉镇、观风海镇、金斗乡、安乐乡、兔街乡、钟山乡、野角乡CCUI值在60分以上，属于“较好”档次；中水镇、化起镇、云贵乡、金龙乡、迤那镇、双坪乡、寨乐乡、龙场镇、岔河镇、哲觉镇、马场镇、龙街镇、草海镇、岔河乡、双龙乡、小海镇、柳塘镇CCUI值在45分以上，属于“中等”档次；“好”和“较好”档次的乡镇占总体55.26%。

3 结论与讨论

毕节烟区烤烟氯含量适宜，总氮、烟碱、钾含量处于合理范围，化学成分相对协调。毕节威宁、赫章烟区烤烟总糖、还原糖含量较其它烟区偏高，这可能与该烟区海拔较高有关[16]，有待深入研究。大方县部分烟区烤烟烟碱含量偏高，应引起足够重视，烤烟烟碱含量受多方面因素影响[17]，笔者建议相关烟区从合理密植、平衡施肥，适当推迟打顶提高留叶数，加强烟田中后期的水分管理等方面入手控制烟碱含量。

不同植烟区县中，大方和七星关区烤烟化学成分可用性指数较高，金沙县烤烟化学成分可用性指数相对较低。不同乡镇中以雪山镇、核桃乡、黄泥塘镇、大银镇、化学成分可用性较高，双龙乡、小海镇、柳塘镇化学成分可用性相对较低。

表3 不同乡镇化学成分可用性指数比较Tab.3 Comparison on usability index of chemical component in different tobacco-growing towns

本文运用主成分分析法和隶属函数模型构建烟叶化学成分可用性指数，能够综合反映化学成分质量，较好的比较各植烟区县烤烟化学成分质量差异。本研究结果受各化学指标权重值和隶属函数阀值的影响，结果是否与实际一致，需实践考验。各指标权重系数与部分研究者稍有差异[18，19]，这于研究的样品来源不同有关。

烤烟质量是外观、物理、化学、感官的综合表现，笔者就毕节烟区烤烟化学成分的影响进行了深入分析，缺乏感官评析，外观质量等方面的研究，今后的研究中，将分析毕节烟区烤烟风格特色、外观质量、物理特性，逐步建立毕节烤烟质量可用性综合评价体系。

[1] 赵 喆，侯冰清，张小全.毕节地区不同海拔烤烟品种综合评价[J].山东农业科学，2016，48(05)：14-18.

[2] 侯冰清，尚晓颍，赵 喆，等.烤烟品种韭菜坪2号的质量风格特色[J].贵州农业科学，2015，43(12)：48-51.

[3] 孙晓伟，赵铭钦，翟 欣.毕节不同海拔条件对烤烟风格的影响[J].中国烟草学报，2014，20(06)：85-89.

[4] 牛路路，陈 雪，翟 欣，等.毕节不同海拔条件下烤烟化学成分分析[J].山西农业科学，2013，41 (05)：446-448.

[5] 杨振智，沈 宏，刘丽娟，等.毕节市不同海拔对烤烟新品系毕纳1号叶片化学成分代谢的影响[J].贵州农业科学，2013，41(05)：47-50.

[6] 侯冰清，尚晓颍，赵 喆，等.烤烟品种韭菜坪2号的质量风格特色[J].贵州农业科学，2015(12)：48-51.

[7] 符新妍，翟 欣，陈 雪，等.毕节特色烤烟品种抗旱性评价(英文)[J].AgriculturalScience&Technology，2015，16(06)：1130-1135.

[8] 喻奇伟，符云鹏，李 炜，等.毕节烟区烤烟糖碱比的区域分布特点及与感官品质的关系[J].烟草科技，2015，48(03)：14-18，46.

[9] 韩小孩，张耀辉，孙福军，等.基于主成分分析的指标权重确定方法[J]. 四川兵工学报，2012，33 (10)：124-126.

[10] 林和平，杨 晨.模糊主成分分析方法的研究与分析[J]. 航空计算技术，2006，36(06)：16-20.

[11] 张 鹏.基于主成分分析的综合评价研究[D].南京：南京理工大学，2004.

[12] 肖 瑾，邓小华，田 峰，等.湘西自治州烤烟化学成分可用性评价[J]. 昆明：云南农业大学学报(自然科学)，2014，29(05)：706-710.

[13] 罗 华，邓小华，张光利，等.邵阳市主产烟县烤烟化学成分特征与可用性评价[J]. 长沙：湖南农业大学学报(自然科学版)，2009，35(06)：623-627.

[14] 包 勤，张艳玲，王爱国，等.2002-2013年间我国烤烟主要化学成分变化趋势及原因分析[J]. 烟草科技，2015，48(07)：14-19.

[15] 雷志栋，杨诗秀，许志荣，等.土壤特性空间变异性初步研究[J].水利学报，1985(09)：10-21.

[16] 李洪勋.海拔高度对贵州烤烟化学成分的影响[J].生态环境，2008，17(03)：1170-1172.

[17] 郭德义.影响烤烟烟碱含量的因素及其控制技术[J].福建农业科技，2006(04)：13-15.

[18] 李 伟，邓小华，周清明，等.基于模糊数学和GIS的湖南浓香型烤烟化学成分综合评价[J].核农学报，2015，29(05)：946-953.

[19] 丁云生，何 悦，曹金丽，等.大理州烤烟主要化学成分特征及其可用性分析[J].中国烟草科学，2009，30(03)：13-18.

CharacteristicsofChemicalComponentsandUsabilityofFlue-curedTobaccoLeavesGrowninBijieCity

WANGJian-bo，YANGXiao-yong*，SHIXun-yao，GAOChuan-chuan，CAILi，ZHOUPing

(GuizhouTobaccoQualitySupervisionStation，Guiyang，Guizhou550025，China)

To better evaluate the chemical components and quality of leaves grown in Bijie city，chemical components of flue-cured tobacco in different regions were evaluated using fuzzy mathematics.The results showed that：The average concentration of total nitrogen， nicotine and potassium were at right levels，the content of chlorine was suitable， the content of sugar was high in some tobacco-producing area. The usability index of chemical components in Dafang county was highest，and that in Jinsha county was lowest. The usability index of chemical components in Xueshan and Hetao towns was better than other towns， and that in Xiaohai and Liutang towns was worse than other towns.

flue-cured tobacco；chemical components；usability

2017-03-24；

2017-06-09

烟草科技项目资助([2014]05)。

*

杨小勇(1974-)，男，硕士，工程师，主要研究方向：烟叶质量管理；Email：bruceyxy@163.com。

S527

A

1008-0457(2017)05-0066-04国际DOI编码10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.05.012