平顶山烟区气候因素分析及对化学成分的影响

平顶山烟区气候因素分析及对化学成分的影响王冰莹摘要：分析了平顶山烟区气候因素的特点，并与国外优质烟区在大田期均温和大田期降雨量进行了对比，结果表明：平顶山烟区在烟叶生长季节大田期均温24℃，整个大田期日均温≥20℃持续时间长，≥10℃活动积温大于3500℃·d，大田期均温变化与美国烟区最接近，大田期降雨量变化与巴西烟区最接近。在一定范围内，成熟期昼夜温差的减小，伸根期降雨量的增多有利于烟叶中总糖和还原糖含量的提高，而不利于烟碱和总氮含量的提高。成熟期昼夜温差的增大日照时数的减少有利于钾氯比的提高。关键词：平顶山烟区；气候因素；化学成分中图分类号：文献标示码：文章编号：AnalysisofClimateFactorsandTheirsInfluenceonChemicalComponentsofFlue-curedTobaccoatTobaccogrowingAreaofPingDingshanAbstract:ThefeaturesofPingDingshanclimatefactorswereanalyzed,andaveragetemperatureandprecipitationofwholegrowthstagewerecomparedwithforeigntobaccoproductionarea.Theresultsindicatedthataveragetemperatureofwholegrowthstagewas24℃,withalongperiodsoftimeofdailyaveragetemperatureof≥20℃,morethan3500℃foraccumulatedtemperatureof≥10℃,theaveragetemperaturechangeofwholegrowthstagewasclosesttoAmerican,andprecipitationchangewasclosesttoBrazil.Withthedecreaseofday-and-nighttemperaturedifferenceduringripeningstage,andincreaseofprecipitationduringrootspreadingstage,itcouldbeadvantageforthedevelopmentoftotalsugarandreducingsugar,butadversetothedevelopmentofnicotineandtotalnitrogen.Withtheincreaseofday-and-nighttemperaturedifferenceduringripeningstageanddecreaseofhoursofsunshineduringripeningstage,itcouldbeadvantagefortheincreaseofpotassiumandchlorineratio.Keywords:PingDingshantobacco-growingarea;climatefactor;chemicalcomponent气象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、质量均有较大影响[1],大量的科学研究和生产实践[2-6]表明，尽管品种和栽培调制技术均是影响烟叶质量形成的重要因素，但生态因素却是烟叶品质特点和风格区域特色形成的基础条件，其中气候因素是造就优质烟叶特点的主要生态学外因[4-5]。平顶山市位于河南省中南部，西依伏牛山脉，东接黄淮平原地理坐标：北纬33°08′～34°20′，东经112°14′～113°45′之间，总面积7882平方公里。本文通过对平顶山烟区气候因素及大田气候条件对烟叶化学成分的影响进行分析，以期为该地区烟叶优质适产和种植区划提供理论依据。1材料与方法1.1样品采集与数据1.1.1烟样采集按照取样代表性原则，采用GPS定位技术，选取郏县、叶县、鲁山、汝州和宝丰5个植烟县2009年的主栽品种（中烟100，K326，NC89）47份，等级为C3F。样品等级由专职评级人员按照“GB2635-92烤烟标准”进行，等级合格率达到85%以上。每个样品取5.0kg，用于化学成分测定，烟样烘干、粉碎，过60目筛备用。1.1.2气候数据平顶山市1995-2009年气候资料来源于平顶山市气象局。主要地点包括宝丰、鲁山、汝州、郏县和叶县五个植烟县，各县气象站点对当地烤烟种植区域具有一定的代表性；主要气候因素包括对烟叶生长发育及品质形成影响较大的伸根期均温、旺长期均温、成熟期均温、伸根期昼夜温差、旺长期昼夜温差、成熟期昼夜温差、伸根期日照、旺长期日照、成熟期日照、伸根期降雨量、旺长期降雨量、成熟期降雨量和大田期≥20℃积温等13项。平顶山烟区一般于5月初移栽，各地点按照烤烟大田期（移栽—成熟采收完毕）、伸根期（还苗—团棵）、旺长期（团棵—现蕾）、成熟期（现蕾—采收完毕）等不同生育期对气候指标进行分项统计。国外优质烟区气象数据参考文献[7]。1.2指标测定方法烟叶化学成分测定指标包括：烟碱、总氮、总糖、还原糖、钾和氯，并计算氮/碱、糖/碱和钾/氯，各指标测定方法参考文献[8]。2结果与分析2.1平顶山烟区气候因素状况分析平顶山烟区气候因素的平均表现和变异情况见表1。气候因素是影响烤烟产量和质量最为重要的因素之一[9]，烤烟对环境相当敏感，气候条件的变化对烟叶产量、质量均有较大影响[10]。在各气候因子中，温度对烤烟的生长至关重要，在整个大田生长期最适宜温度为22～28℃，最低为10～13℃。由表1可知平顶山烟区大田期均温24.2℃，且变异系数小，完全在烤烟大田期最适温度内,热量条件可以充分满足优质烟叶生长发育的需要。表1平顶山烟区气候指标的描述统计分析(1995-2009年)气候因子平均值标准差变幅变异系数伸根期均温℃21.31.417.2～24.26.60%旺长期均温℃26.11.515.5～285.68%成熟期均温℃24.52.616.8～28.510.67%大田期均温℃24.22.715.5～28.511.24%伸根期昼夜温差℃12.51.599.7～15.812.76%旺长期昼夜温差℃11.71.19.7～14.49.35%成熟期昼夜温差℃9.02.30.1～32.125.22%伸根期日照时数（h）212.838.47112.2～292.718.08%旺长期日照时数（h)199.937.489.5～277.518.70%成熟期日照时数（h）160.447.050.7～314.329.29%大田期总日照时数(h）911.7176.9536.4～1317.919.41%大田期≥10℃活动积温(℃*d）3503.7203.72800.3～3697.26.17%伸根期累计降雨量（mm）67.568.70.8～421.876.75%旺长期累计降雨量（mm）99.378.93.4～443.979.46%成熟期累计降雨量（mm）133.799.70.5～486.274.57%大田期累计降雨量（mm)570.4208.6254.6～1282.936.57%图1平顶山烟区与国外优质烟区各生育期均温对比图2平顶山烟区与国外优质烟区各生育期降雨量对比一般认为，烤烟在还苗与伸根期气温在18～28℃、旺长期气温在20～28℃、成熟期气温在20～25℃有利于优质烟叶的生长发育6。以此来看平顶山烟区在伸根期均温、旺长期均温、成熟期均温均在优质烟叶生长的适宜范围之内。与国外优质烟区相比（图1），平顶山烟区在各生育期均温与美国烟区最接近，即由伸根期（21.3℃）到旺长期（26.1℃）逐渐增加，进入成熟期（24.5℃）后温度略微降低，且各生育期均温均高于国外优质烟区，热量充足，有利于烟叶迅速生长；昼夜温差呈现出由伸根期（12.5℃）到旺长期（11.7℃），再到成熟期（9℃）逐渐降低的趋势；平顶山烟区大田期总日照时数（911.7h），略低于美国烟区（1104h）而高于津巴布韦和巴西烟区，其主要原因是由于，平顶山烟区与美国烟区所处的纬度一致，表现出由伸根期（212.8h)到旺长期（199.9h）再到成熟期（160.4h）逐渐减少的趋势；有效积温是影响烤烟叶片发生、生长与成熟的主导因子。平顶山烟区大田期≥10℃活动积温（3503.7℃*d）均高于美国（3366℃*d）、巴西（2379℃*d）和津巴布韦（2501℃*d）等国外优质烟区的10℃以上活动积温；各生育期降雨量与国外优质烟区的对比见（图2），降雨量与巴西烟区变化趋势一致，从伸根期到旺长期再到成熟期不断增加，伸根期、旺长期的降雨量均低于国外烟区，成熟期降雨量高于美国和津巴布韦烟区，但时空分布不均匀，各生育期变异系数均较大。1.1平顶山烟叶化学成分含量状况分析表2平顶山烟叶化学成分含量描述分析表平均值标准差变幅变异系数优质烟叶含量烟碱%2.650.641.67～3.9924.30%2.5总氮%1.740.141.51～2.098.10%2.5还原糖%24.473.2318.59～31.5013.20%16～20钾%1.920.261.46～2.2713.60%≥2.5氯%0.790.270.40～1.4434.20%＜1总糖%27.464.0519.81～35.0814.70%18～22氮碱比0.680.130.47～0.9218.40%0.9～1.0糖碱比11.183.985.43～20.9335.60%8～10钾氯比2.670.841.29～3.8431.70%≥4平顶山烟叶化学成分含量状况见表2。烟碱含量（2.65%）与优质烤烟烟碱含量标准（2.5%）接近，但烟碱变异系数较大，说明各个取样点烤烟烟碱含量差异较大。总氮含量（1.74%）低于优质烤烟氮含量标准（2.5%），变异系数较小，说明各个取样点总氮含量较为一致。氮碱比为（0.68）低于优质烟叶的标准，较低的氮碱比会造成烟叶吸味儿浓，刺激性重比值偏高则会使身份变薄,颜色变浅。还原糖含量（24.47%）高于优质烤烟还原糖含量的范围，比上限高出了将近5个百分点。平顶山烟叶总糖含量（27.46%）较高，糖碱比略低于优质烟叶总糖含量范围，糖碱比主要用来评价吃味,比值偏高时会使刺激性加大,偏低时虽然烟味温和,但劲头变小。钾能促进烟支的燃烧，平顶山烟叶钾含量为（1.92%），低于优质烟叶钾含量≥2.5%的标准。烟叶中的氯阻碍烟支的燃烧，氯的平均含量为（0.79%），在优质烤烟氯含量的范围之内，但变异系数较大，各个取样点氯含量差异性大。钾氯比单独的钾、氯含量更能代表烟支的燃烧性，平顶山烤烟的钾氯比（2.67）低于优质烤烟钾氯比≥4的标准。1.2平顶山烟区气候因素对烟叶化学成分的逐步回归分析分别以平顶山烟区烟叶化学成分烟碱（Y1）、总氮（Y2）、还原糖（Y3）、钾（Y4）、氯（Y5）、总糖（Y6）、氮碱比（Y7）、糖碱比（Y8）和钾氯比（Y9）为因变量，以伸根期期均温（X1）、旺长期均温（X2）、成熟期均温（X3）、伸根期昼夜温差（X4）、旺长期昼夜温差（X5）、成熟期昼夜温差（X6）、伸根期日照时间（X7）、旺长期日照时间（X8）、成熟期日照时间（X9）、伸根期总降雨量（X10）、旺长期总降雨量（X11）、成熟期总降雨量（X12）和大田期≥10℃活动积温（X13）为自变量，就气象因子对烟叶化学成分的影响进行了逐步回归分析。建立回归方程初始数的选择标准是，视自变量对因变量作用的显著程度，从大到小逐个引入，直到既无不显著的变量从回归方程中剔除（F≥0.01），又无显著变量可引入（F≤0.05）回归方程为止[11]。由此得到如下方程：Y1=4.1646+0.1936X1+0.1398X4-0.2673X6+0.0074X10-0.0009X12+0.0016X13(R=0.9034**)Y2=3.0377+0.0242X1+0.0437X4-0.0231X5-0.1107X6+0.0015X10-0.0003X12+0.0