贵州中烟原料基地烟叶颜色光谱分析

史改丽 王芳

摘 要：为进一步明确贵州中烟原料基地烟叶颜色光谱特征差异，利用Color-Eye 7000A分光光谱仪对贵州中烟基地单元烟叶颜色特征值（明度值L*、红度值a*、黄度值b*）进行分析，结果表明：烟叶明度较好的区域是贵州3个基地和河南叶县，明度较差的区域是福建永安和湖南郴州;贵州基地烟叶红度值较低，其他基地差异不大;云南保山基地烟叶黄度值较高，福建永安和湖南郴州黄度值较低。

关键词：烟叶;颜色光谱;聚类分析

中图分类号 TS44+1  文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）17-0138-04

Color Spectrum Analysis of Tobacco Leaf in Guizhou China Tobacco Raw Material Base

SHI Gaili et al.

（Guizhou Zhongyan Industry Co.， Ltd.， Guiyang 550003，China）

Abstract：In order to further clarify the difference of color spectrum characteristics of tobacco leaves in GuizhouZhongyan raw material base， color eye 7000A spectrophotometer was used to analyze the color characteristic values （lightness value L*， redness value a* and yellowness value b*） of tobacco leaves in GuizhouZhongyan base unit.The results showed that the areas with better brightness were three bases in Guizhou and Ye County in Henan， and the areas with poor brightness wereYong'an and Chenzhou in Fujian; the red value of tobacco leaves in Guizhou base was low， and there was little difference among other bases; the yellow value of tobacco leaves in Baoshan base in Yunnan was high， and the yellow value of tobacco leaves in Yong'an and Chenzhou in Hunan was low.

Key words：Tobacco leaf; Color spectrum; Cluster analysis

烟叶颜色指新鲜烟叶经调制后呈现的色彩、色泽饱和度和色值状态，是因色素的存在而产生，因各种色素存在比例的不同而形成不同的颜色[1-2]。烤烟国标GB2635-92[3]将烟叶颜色分为柠檬黄、橘黄和红棕色。但在实际烤烟生产中，不同产区烟叶表面颜色存在较为明显的差异。而且，烟叶颜色的判断易受人的视觉差异以及环境因素的影响。目前有学者运用计算机图像处理技术、色度学原理等提取烟叶颜色信息特征，建立了烤烟的计算机视觉自动分级系统[4-7]。为探明“贵烟”原料各基地烟叶颜色光谱情况，笔者共采集了11个原料基地的初烤烟叶C3F和B2F各36套，对烟叶颜色光谱进行分析，以揭示不同产区烟叶颜色光谱特征的差异，为“贵烟”原料产地布局和烤烟生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料 以选定的贵州中烟典型基地单元核心区域所在乡镇为主要采样点，共采集贵州中烟7个省份11个原料基地的上部（B2F）、中部（C3F）初烤烟叶样品36套，所采集样品品种均为基地主栽品种（详见表1）。

1.2 方法

1.2.1 样品处理 在进行前处理和各项检测评价前，将烟叶样品置于恒温恒湿实验室回潮至含水率16.0%～18.0%后密封保存。

1.2.2 测定方法 采用Color-Eye 7000A分光光谱仪进行烟叶颜色特征分析，每个样品选取5片烟叶测定，每片烟叶在主脉两侧采集5个点数据，测定指标包括明度值（L*）、红度（a*）和黄度（b*）。

1.2.3 数据处理 采用Excel2003、SPSS18.0等软件处理各类数据，采用描述统计分析、方差分析（S-N-K）、系统聚类分析等方法对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 明度 由表2可知，贵州中烟各基地内烟叶明度值变异较小。中部烟叶（C3F）明度值存在一定差异，黔东南烟叶明度显著高于其他基地，其次是辽宁建平、河南叶县、云南保山、贵州毕节和黔西南，湖南郴州和福建永安显著低于其他基地。由表3可知，上部烟叶（B2F）明度值表现为贵州3个基地之间没有显著差异，其他基地之间均存在显著差异，河南叶县显著最高，福建永安显著最低。

2.2 红度 由表4、5可知，各基地内烟叶红度值变异略大。中部烟叶（C3F）湖南郴州烟叶红度值最高，贵州3个产地较低，其中黔东南显著低于其他基地，其次是贵州毕节和黔西南，其他基地之间差异不显著;上部烟叶（B2F）红度值普遍高于中部烟叶，云南保山烟叶红度值显著较高，其次是辽宁建平，河南叶县烟叶显著最低，贵州3个基地红度值较低且无显著差异，四川凉山、湖南郴州和福建永安红度值中等且无显著差异。

2.3 黄度 由表6、7可知，中部烟叶（C3F）云南保山黄度值最高，湖南郴州和福建永安烟叶黄度值显著低于其他基地，贵州3个基地黄度值相对较高且无显著差异;上部烟叶（B2F）黄度值与中部煙叶表现相似，云南保山黄度值显著最高，福建永安烟叶黄度值显著低于其他基地，其次为湖南郴州和四川凉山，其他基地之间多无显著差异。

2.4 烟叶颜色光谱特征聚类结果 采用系统聚类（H）方法对贵州中烟基地单元烟叶颜色特征值（明度值L*、红度值a*、黄度值b *）进行聚类分析，聚类结果见表8、图1和图2。中部烟叶（C3F）颜色特征值在平方欧式距离为5.0处贵州中烟基地可分为3类：Ⅰ类为福建永安和湖南郴州，该类产区烟叶颜色特点主要是明度值和黄度值低，红度值高;Ⅱ类为四川凉山，该类产区烟叶颜色特点是明度值中等，红度值和黄度值中等;Ⅲ类为其余基地，该类产区烟叶颜色明度值和黄度值高，红度值低。上部烟叶（B2F）颜色特征值在平方欧式距离为5.0处贵州中烟基地可分为4类：Ⅰ类为福建永安，该类产区烟叶颜色特点是明度值和黄度值低，红度值高;Ⅱ类为湖南郴州和四川凉山，该类产区烟叶颜色特点是明度值和黄度值较低，红度值高;Ⅲ类为河南叶县，该类产区烟叶颜色特点是明度值和黄度值高，红度值低;Ⅳ类为其余基地单元，该类特点是红度值、明度值和黄度值都较高。

3 结论

试验结果表明：中部烟叶（C3F）样品明度较好的区域是贵州基地、云南保山和河南叶县，湖南郴州和福建永安明度较差;湖南郴州烟叶红度最强，贵州基地红度值最低;黄度值最高的为保山，湖南郴州和福建永安烟叶的黄度值最低。上部烟叶（B2F）样品明度较好的区域是河南叶县以及贵州基地，福建永安和四川凉山的明度较差;河南叶县红度值较低，云南保山和辽宁建平的红度值较高，其他基地差异不大;云南保山基地烟叶黄度值较高，福建永安和湖南郴州黄度值相对较低。

中部烟叶（C3F）样品颜色特征值聚类分析将贵州中烟基地分为3类：Ⅰ类为福建永安和湖南郴州，该类产区烟叶颜色特点是明度和黄度值低，但红度值最高;Ⅱ类为四川凉山，该类产区烟叶颜色特点是明度值、红度值和黄度值都处于中等;Ⅲ类为其余基地，烟叶颜色特点是明度值和黄度值高，但红度值低。上部烟叶（B2F）颜色特征值聚类分析将贵州中烟基地分为4类：Ⅰ类为福建永安，该类产区烟叶颜色特点是明度值和黄度值低，但红度值较高;Ⅱ类为湖南郴州和四川凉山，该类产区烟叶颜色特点是明度值和黄度值低，但红度值高;Ⅲ类为河南叶县，该类产区烟叶颜色特点是明度值和黄度值高，但红度值低;Ⅳ类为其余基地单元，该类产区烟叶颜色特点是红度值、明度值和黄度值都较高。

参考文献

[1]中国农业科学院烟草研究所.中国烟草栽培学[M].上海：上海科学技术出版社，2005：105，395.

[2]闫克玉，赵铭钦.烟草原料学[M].北京：科学出版社，2008：372.

[3]于华堂，冯国桢.中华人民共和国国家标准GB2635-92[S].北京：中国标准出版社，1992.

[4]张建平，吴守一，方如明，等.农产品质量的计算机辅助检验与分级Ⅱ.烟叶自动分级模型研究[J].农业工程学报，1997，13（4）：179-183.

[5]李浩.基于数字图像处理技术的烤烟烟叶自动分组模型研究[D].武汉：华中农业大学，2007.

[6]张惠民，韩力群，段正刚.基于图像特征的烟叶分级[J].武汉大学学报（信息科学版），2003，28（3）：359-362.

[7]阎瑞琼.烤烟烟叶的计算机辅助分级系统研究[D].北京：北京工商大學，2001.

（责编：徐世红）