李亚男，闫 鼎，宋瑞芳，王冰莹，叶贤文，张宏伟

(1.河南省平顶山市气象局，河南 平顶山 467001;2.河南农业大学 国家烟草栽培生理生化研究基地，河南 郑州 450002;3.平顶山市烟草公司 宝丰县分公司，河南 宝丰 467400;4.河南省叶县气象局，河南 叶县 467200)

气候因素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、栽培及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［4-6］。平顶山市位于河南省中南部，西依伏牛山脉，东接黄淮平原，地理坐标在33°08′-34°20′N，112°14′-113°45′E，总面积7882 km2。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 烟叶样品与气象数据

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5.0 kg，烟样烘干、粉碎，过0.25 mm(60目)筛备用。用于化学成分测定。

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5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。平顶山烟区一般于5月初移栽，各点按照烤烟大田期 (移栽至成熟采收完毕)、伸根期 (还苗至团棵)、旺长期 (团棵至现蕾)、成熟期 (现蕾至采收完毕)等不同生育期对气候指标进行分项统计。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≥10℃积温等13项。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 气候因素

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］。在各气候因素中，温度对烤烟的生长至关重要，烤烟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，平顶山烟区烤烟大田期均温24.2℃，且变异系数小，完全在最

表1 1995-2009年平顶山烟区烤烟生长期的气候指标

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。

图1 平顶山烟区与国外优质烟区生育期均温对比

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。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，平顶山烟区在各生育期均温与美国烟区最接近 (图 1)，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。平顶山烟区烤烟大田期总日照时数 (911.7 h)，略低于美国烟区(1104 h)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 (212.8 h)到旺长期 (199.9 h)再到成熟期 (160.4 h)逐渐减少的趋势。活动积温是影响烤烟叶片发生、生长与成熟的主导因子，平顶山烟区烤烟大田期≥10℃活动积温(3503.7℃)高 于 美 国 (3366℃)、 巴 西(2379℃)和津巴布韦(2501℃)等国外优质烟区。各生育期降雨量与国外优质烟区的比较见(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。

图2 平顶山烟区与国外优质烟区生育期降雨量对比

2.2 化学成分

2.2.1 化学成分含量

平顶山烟叶化学成分含量见表2。烟碱含量(2.65%)与优质烤烟烟碱含量标准 (2.50%)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 (2.50%)，变异系数较小，说明各个取样点总氮含量较为一致。氮碱比 (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(≥2.50%)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≥4.00的标准。

2.2.2 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，就气候因素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+0.0016 x13(R=0.9034**);y2=3.0377+0.0242 x1+0.0437 x4-0.0231 x5-0.1107x6+0.0015x10-0.0003x12+0.0003x13(R=0.9347**);y3= -18.2648+0.7433X2-0.7430X4+1.650X6-0.0154X10+0.0065X12+0.0047X13(R = 0.8320*);y4=7.9803-0.1137X1-0.1126x2-0.1245x3-0.0199x4+0.0638x6+0.0004x8-0.0003x9-0.0015x10-0.0002x11+ 0.0001x12+ 0.0007x13(R =0.4856);y5=3.0341-0.0366x1+0.0342x2-0.0682x3-0.0674x4-0.0340x5-0.0521x6+0.0032x7-0.0008x8+0.0006x9+0.0016x10-0.0001x11+0.0004x12(R = 0.4982);y6=-26.7013+0.9952x2-0.8564x4+2.1698x6-0.0159x10+ 0.0103x12+ 0.0048x13(R =0.8310*);y7=1.6919-0.0472x1-0.0689x3-0.0260x4+0.0004x9-0.0007x10+0.0002x12+0.0005x13(R=0.7234);y8= -55.9034+0.7666x1+0.8920x2+1.1631x3-0.3337x4+0.2562x5+0.8934x6+0.0030x8-0.0016x9-0.0033x10+0.0045x11+0.0029x12-0.0020x13(R =0.5885);y9= 1.2014+0.4126x6-0.0038x9-0.0039x10(R=0.9077*)。

回归方程的显著性检验表明气候因素与烟叶中的烟碱含量、总氮含量的回归方程达极显著水平，与总糖含量、还原糖含量和钾氯比的回归方程达显著水平，与氯含量、钾含量、氮碱比和糖碱比的回归方程不显著。分析表明气候因素与烟碱和总氮之间存在极显著线性关系，与总糖、还原糖和钾氯比之间存在显著线性关系。

对呈极显著和显著的回归方程进行分析可以看出:烟叶中的烟碱含量受伸根期均温、伸根期昼夜温差、伸根期降雨量、成熟期昼夜温差、成熟期降雨量和大田期≥10℃ 积温的综合影响，其中成熟期昼夜温差和成熟期降雨对烟叶烟碱含量的增加起抑制作用;烟叶中的总氮含量受伸根期均温、伸根期昼夜温差、旺长期昼夜温差、成熟期昼夜温差、伸根期降雨量、成熟期降雨量和大田期≥10℃ 积温综合影响，其中伸根期均温、伸根期昼夜温差、伸根期降雨和大田期≥10℃ 积温对烟叶中总氮含量起促进作用，旺长期昼夜温差、成熟温差和成熟期降雨量对烟叶中的总氮含量起抑制作用;烟叶中总糖含量受旺长期均温、伸根期昼夜温差、成熟期昼夜温差、伸根期降雨量、成熟期降雨量、大田期≥10℃积温的综合影响，其中伸根期昼夜温差、伸根期降雨量不利于烟叶中总糖含量的增加;影响总糖和还原糖的气候因素相同，两者都受旺长期均温、伸根期昼夜温差、成熟期昼夜温差、伸根期降雨量、成熟期降雨量和大田期≥10℃ 积温的影响，且伸根期昼夜温差、伸根期降雨量也不利于还原糖含量的增加;烟叶中的钾氯比受成熟期昼夜温差、成熟期日照、伸根期降雨量的综合影响，成熟期日照和伸根期降雨量对钾氯比的提高起抑制作用。

2.3 气候因素与烟叶化学成分之间的偏相关分析

为反映气候因素与烟叶中化学成分的真实关联性，进一步进行偏相关分析。气候因素与化学成分之间的偏相关分析结果 (表3)表明，烟叶中的烟碱含量与成熟期昼夜温差呈显著负相关，与伸根期降雨量呈极显著正相关，与其他气候因素的偏相关系数均未达到显著水平;烟叶中的总氮含量与成熟期昼夜温差呈极显著负相关，与伸根期降雨量呈显著正相关，与其他气候因素的偏相关系数均未达到显著水平;烟叶中的还原糖含量与成熟昼夜期温差呈极显著正相关，与伸根期降雨量呈显著负相关，与其他气候因素的偏相关系数均未达到显著水平;烟叶中总糖含量与成熟期昼夜温差呈极显著正相关，与成熟期降雨量呈显著正相关，与其他气候因素的偏相关系数均未达到显著水平;钾氯比与成熟期昼夜温差呈显著正相关，与成熟期日照呈显著负相关，与其他气候因素的偏相关系数均未达到显著水平。

表3 气候因素与烟叶中化学成分的偏相关系数

2.4 气候因素与烟叶化学成分的通径分析

气候因素与烟叶化学成分的通径分析结果见表4。气候因素对 y1的直接作用影响最大的是 x10，其次按绝对值大小依次为 x6、x1、x13、x4和 x12;其中 x1、x4、x10和 x13的影响是正向的，x6、x12对烟碱含量的影响是负向的。

气候因素对y2直接作用影响最大的是 x6，其次按绝对值大小依次为 x10、x4、x13、x12、x1和x5;其中x10、x4、x13、x1对总氮含量的影响是正向的，x6、x12和x5对总氮含量的影响是负向的。

气候因素对 y3的直接作用影响最大的是 x6，其次按绝对值大小依次为 x12、x4、x10、x2、x13;其中x6、x12、x2和x13对还原糖含量的影响是正向的，x4和x10对还原糖的影响是负向的。

气候因素对 y6的直接作用影响最大的是 x6，其次按绝对值大小依次为 x10、x4、x12、x13和 x2;其中x6、x12、x13和x2对总糖的影响是正向的，x10和x4对总糖的影响是负向的。

气候因素对 y9的直接作用影响最大的是 x6，其次按绝对值大小依次为 x9，x10;其中x6对钾氯比的影响是正向的，x9和x10对钾氯比的影响是负向的。

表4 气候因素与化学成分的直接通径系数

3 小结与讨论

气候是影响烤烟品质的重要因素，烟叶香气物质的积累程度受环境因素特别是气候因素的影响极大［12］。平顶山烟区烤烟生长季节气候条件优良，表现为大田期间气温适宜，整个大田期均温在24℃，大田期间日均温≥20℃ 持续时间长，≥10℃活动积温在3500℃以上，有利于烟叶的生长和品质形成。与国外优质烟区相比各生育期均温均高于国外烟区，大田期均温变化趋势与美国烟区最接近。大田期降雨量趋势与巴西烟区最接近，伸根期、旺长期降雨量与国外烟区相比较少，成熟期降雨量与国外烟区相比居中。

采用多元线性逐步回归分析法对平顶山烟区气候因素与化学成分之间的关系进行分析，气候因素与烟叶中的烟碱含量、总氮含量的回归方程达极显著水平，与总糖含量、还原糖含量和钾氯比的回归方程达显著水平，与氯含量、钾含量、氮碱比和糖碱比的回归方程不显著。通过偏相关分析和通径分析表明:烟碱和总氮与伸根期均温呈极显著正相关，总氮与成熟期昼夜温差呈极显著负相关，烟碱与成熟期昼夜温差呈显著负相关，影响烟碱和总氮的气候因素是相同的;还原糖和总糖含量与成熟期昼夜温差呈极显著正相关，还原糖与伸根期降雨量呈显著负相关，总糖含量与成熟期降雨量显著正相关;钾氯比与成熟期昼夜温差显著正相关，与成熟期日照显著负相关。因此平顶山烟区气候因素中成熟期昼夜温差，伸根期降雨量是主要的气候影响因子，减小成熟期昼夜温差，增多伸根期降雨量有利于总糖和还原糖含量的提高，不利于烟碱和总氮含量的提高，而成熟期昼夜温差的增大，成熟期日照时数的减少则有利于钾氯比的提高。除了气候因素对化学成分的影响外，烟叶中化学成分的含量还受到土壤条件［13］，烘烤工艺［14］等其他外因和品种基因型等内因的影响。生产上可以针对不同烟区特点，通过调整移栽期，采用平衡施肥等综合配套技术进行优质烟叶生产。

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