烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色區(qū)域特征量化分析與聚類

王改麗++甄煥菊++李悅++魏春陽++鄭憲濱++于建軍

摘要：為揭示烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色的區(qū)域性差異，以2015年14個(gè)省份的C3F等級(jí)初烤煙葉為試材，采用多重比較和系統(tǒng)聚類法，對煙葉樣品的表面顏色進(jìn)行量化分析。結(jié)果表明：①烤煙表面顏色空間分布特征：明度（L*）為 47.90～63.77；紅度（a*）為14.12～15.56；黃度（b*）為39.91～53.52；顏色飽和度（C*）為42.07～55.73。②烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色具有較強(qiáng)的區(qū)域性差異：長江中上游和西南煙區(qū)的黃度b*和顏色飽和度C*均顯著高于東南煙區(qū)；黃淮和北方煙區(qū)烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征參數(shù)較為相近，均沒有顯著性差異。③烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色區(qū)域性差異形成的重要原因是生態(tài)條件差異所致，品種對其影響較小。④烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征可分為四類，并呈現(xiàn)較強(qiáng)的區(qū)域特征分布。

關(guān)鍵詞：烤煙；C3F等級(jí)煙葉；顏色；區(qū)域特征

中圖分類號(hào)：S572.01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2017）06-0021-05

Abstract In order to reveal the surface color regional disparity of C3F grade tobacco leaves，using the C3F grade cured tobacco leaves from 14 provinces in 2015 as the experimental materials，the surface color of tobacco leaf samples were quantitatively analyzed by the methods of multiple comparison and system clustering. The results were as follows. The surface color spatial distribution features of the flue-cured tobacco showed that the brightness （L*） was 47.90～63.77， the red degrees （a*） was 14.12～15.56， the yellow degree （b*） was 39.91～53.52， and the color saturation （C*） was 42.07～55.73. There were strong regional differences in C3F grade flue-cured tobacco leaf surface color. The b* and C* of upper-middle reaches of Yangtze river and Southwest tobacco areas were significantly higher than that of Southeast tobacco areas. There were no significant differences in C3F grade tobacco leaf surface color feature parameters in Huanghuai and North tobacco areas. The ecological condition was the important reason for formation of C3F grade flue-cured tobacco leaf surface color regional differences， and variety had the small effects.

KeywordsFlue-cured tobacco； C3F grade tobacco leaf； Color； Regional characteristics

煙葉的外觀特性主要是依靠人們眼看、手摸等感官做出的主觀判斷，是目前煙葉分級(jí)的主要依據(jù)[1]。烤后煙葉的表面顏色是影響煙葉外觀質(zhì)量的主要因素[2]，與煙葉品質(zhì)密切相關(guān)[3-5]。由于生態(tài)環(huán)境條件、栽培調(diào)制技術(shù)和品種的差異，烤后煙葉顏色表現(xiàn)不同[6，7]。〖HJ*4/9〗同一產(chǎn)地的烤煙受品種、成熟度、部位等影響，在顏色呈現(xiàn)上也存在一定的差異性[8-10]。基于分光光譜儀測定L*、a*、b*和C*顏色空間分布參數(shù)的研究，在煙草、木板、紡織等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用[11-13]。烤煙顏色主要由光澤強(qiáng)度、顏色飽和度及均勻程度共同呈現(xiàn)[14]，但是有關(guān)烤煙顏色與L*、a*、b*和C*特征參數(shù)相關(guān)性的研究較少。目前，關(guān)于烤煙表面顏色的研究多為定性評(píng)價(jià)，定量研究的較少[15]。對同一產(chǎn)區(qū)烤煙表面顏色的研究較多，而對于烤煙表面顏色地域性差異的研究較少[16，17]。本研究以全國5大煙區(qū)9個(gè)主栽品種的C3F等級(jí)煙葉為對象，測定其表面顏色特征參數(shù)，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法深入研究該等級(jí)煙葉表面顏色的區(qū)域性差異和聚類分析，探究其在不同產(chǎn)區(qū)表面顏色的呈色特性和差異性成因，旨在為烤煙表面顏色系統(tǒng)的區(qū)域性劃分提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

采用2015年全國5大煙區(qū)14個(gè)省（市）47個(gè)植煙縣（區(qū)、鄉(xiāng)）9個(gè)烤煙品種的C3F等級(jí)初烤煙葉樣品。具體樣品信息見表1。

1.2指標(biāo)測定

煙葉表面顏色空間分布特征參數(shù)的測定采用Color-Eye 7000A 型分光光譜儀（美國，GretagMacbeth公司）。避開殘傷或病斑，在葉片距葉尖1/3處、葉中及距葉基部1/3處各選取2個(gè)共6個(gè)相對稱的點(diǎn)取樣測定，結(jié)果取其平均值，每個(gè)樣品取5片葉。主要測定參數(shù)為：L*（明度值）、a*（紅綠色度值，正值代表紅度，負(fù)值則代表綠度）、b*（黃藍(lán)色度值，正值代表黃度，負(fù)值則代表藍(lán)度）和C*（顏色飽和度）。具體原理及測定方法見參考文獻(xiàn)[18]。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2013、SPSS 18.0和DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。多重比較采用LSD法，系統(tǒng)聚類采用標(biāo)準(zhǔn)化處理、歐氏距離和離差平方和法進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色空間分布特征

由表2可知，烤煙C3F煙葉表面顏色空間分布總體特征：明度（L*）均值57.46，變幅為47.90～63.77；紅度（a*）均值15.94，變幅為14.12～15.56；黃度（b*）均值46.97，變幅為39.91～53.52；顏色飽和度（C*）均值49.63，變幅為42.07～55.73。烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征參數(shù)存在不同程度的變異，紅度a*的變異系數(shù)最大，為7.91%，其次為黃度b*，明度L*變異程度最小。

2.2烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色區(qū)域性分布特征

2.2.1烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色區(qū)域性差異分析由表3可以看出，明度L*均值以長江中上游煙區(qū)最高（61.19），東南煙區(qū)最低（55.17），前者顯著高于后者，說明前者的C3F等級(jí)煙葉表面顏色較為鮮亮，后者的則較暗淡。紅度a*均值以西南煙區(qū)最高（16.64），顯著高于其它四個(gè)煙區(qū)。黃度b*均值以長江中上游煙區(qū)最高（50.19），東南煙區(qū)最低（43.56），兩個(gè)煙區(qū)間差異顯著，說明前者C3F等級(jí)煙葉表面的黃色特征比東南煙區(qū)要突出。顏色飽和度C*以長江中上游最高（52.51），東南煙區(qū)最低（46.23），其中后者顯著低于其它四個(gè)煙區(qū)。從表3中還可看出，長江中上游和西南煙區(qū)C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征參數(shù)均比較高，東南煙區(qū)的均偏低。

2.2.2C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征參數(shù)在不同種植區(qū)內(nèi)變異程度分析由表4可知，烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征參數(shù)在不同烤煙種植區(qū)內(nèi)均存在不同程度的變異。明度L*和黃度b*以西南煙區(qū)的變異系數(shù)最大，長江中上游煙區(qū)的最小，說明西南煙區(qū)烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色的亮度和黃色特性變化幅度較大，這可能與西南煙區(qū)地域分布較廣、生態(tài)條件差異較大有關(guān)。紅度a*和顏色飽和度C*均以東南煙區(qū)的變異系數(shù)最大。從表4中還可看出，長江中上游煙區(qū)烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征參數(shù)的變異程度均較小。

2.3烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色區(qū)域性差異成因分析

2.3.1生態(tài)條件對烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色空間分布的影響由表5可以看出，K326和云煙87在不同生態(tài)條件下C3F等級(jí)煙葉表面顏色空間特征參數(shù)均存在不同程度的變異性。K326黃度b*的變異系數(shù)最大，紅度a*的變異系數(shù)最小，說明生態(tài)條件對C3F等級(jí)煙葉表面顏色的亮度、黃色特性和顏色飽和度的影響大于對紅色特性的影響。云煙87的變化趨勢與K326一致，說明此結(jié)論具有較強(qiáng)的代表性。

2.3.2品種對烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色空間分布的影響由表6可知，同一種植區(qū)內(nèi)不同烤煙品種C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征變異性較小，除紅度a*的變異系數(shù)相對較大外，其它幾個(gè)參數(shù)的變異系數(shù)均在5%以內(nèi)。其中長江中上游和西南煙區(qū)幾個(gè)參數(shù)的變異系數(shù)均在3%之內(nèi)，說明兩個(gè)煙區(qū)內(nèi)品種對烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色的影響較小。

綜上分析可知，生態(tài)條件對烤煙表面顏色空間分布的影響遠(yuǎn)大于烤煙品種，生態(tài)條件不同是造成烤煙C3F煙葉表面顏色區(qū)域性差異的主要原因。

2.4烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征參數(shù)值聚類分析

烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色的聚類分析采用L*、a*、b*、C*顏色特征參數(shù)值，數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，采用歐式距離、離差平方和法進(jìn)行，結(jié)果見圖1。由聚類結(jié)果看出，在歐式距離約8處，可將不同種植區(qū)烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征劃分為四大類：第一類主要包括南平市松溪縣、三明市永安縣、龍巖市永定縣、三明市清流縣等8個(gè)植煙縣（市），主要集中在東南煙區(qū)；第二類包括哈爾濱市富錦縣、許昌市襄城縣、通化市柳河縣、丹東市寬甸縣等9個(gè)植煙縣（區(qū)），主要集中在黃淮和北方煙區(qū)；第三類包括昆明市石林縣、涼山州會(huì)東縣、涼山州越西縣、涼山州德昌縣、普洱市寧洱縣、曲靖市馬龍縣等10個(gè)植煙縣，主要集中在西南煙區(qū)；第四類包括遵義市仁懷市、麗江市古城區(qū)、恩施州宣恩縣、宜賓市筠連縣等20個(gè)植煙縣（區(qū)），主要集中在西南和長江中上游煙區(qū)。

各類別烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色空間分布特征見表7：第一類烤煙C3F等級(jí)表面顏色的明度L*、黃度b *和飽和度C*均值都最低，紅度a*均值也相對較低，說明東南煙區(qū)煙葉表面顏色暗淡，黃色特征不明顯，顏色飽和度欠佳。紅度a*均值以第三類的最高。第四類烤煙C3F等級(jí)表面顏色的明度L*、黃度b*和飽和度C*的均值都是最高，說明此類別煙葉表面顏色鮮艷、黃色特性明顯，顏色飽和度較高。其中，第三和第四類烤煙C3F等級(jí)表面顏色空間分布特征最為接近，此研究結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際基本吻合。

3討論與結(jié)論

3.1烤煙C3F煙葉表面顏色空間分布特征：明度L*為 47.90～63.77；紅度a*為14.12～15.56；黃度b*為39.91～53.52；顏色飽和度C*為42.07～55.73。煙葉表面顏色特征參數(shù)在不同種植區(qū)存在不同程度的變異，其中，西南煙區(qū)烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色的明度L*和黃度b*、東南煙區(qū)的紅度a*和顏色飽和度C*的變異程度均較大。

3.2長江中上游和西南煙區(qū)的黃度b*和顏色飽和度C*均顯著高于東南煙區(qū)，說明兩煙區(qū)烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色較為鮮亮，黃色特性較明顯，煙葉顏色飽和度高，而東南煙區(qū)則表現(xiàn)的比較暗淡，黃色和紅色特性較弱，顏色飽和度不夠。其中，黃淮和北方煙區(qū)烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征參數(shù)較為相近，均沒有顯著性差異。此結(jié)論與煙葉生產(chǎn)實(shí)際和前人的研究結(jié)果相一致[18，19]。

3.3烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色區(qū)域性差異成因分析結(jié)果表明，品種對其影響較小，生態(tài)條件對其影響較大，也就是說，生態(tài)條件差異是烤煙C3F煙葉表面顏色區(qū)域性差異形成的重要原因。此結(jié)論與魏春陽等[18]的研究結(jié)果相一致。

3.4烤煙C3F等級(jí)煙葉表面顏色特征可分為四類，并呈現(xiàn)較強(qiáng)的區(qū)域特征分布：第一類主要集中在東南煙區(qū)，總體特征是煙葉表面顏色暗淡，黃色特性弱，飽和度不夠。第二類主要集中在黃淮和北方煙區(qū)，各參數(shù)指標(biāo)均處于中間位置。第三類和第四類較為接近，主要集中在西南和長江中上游煙區(qū)，總體特征是煙葉表面顏色亮度較高，黃色顯性較好，顏色飽和度高。此結(jié)論基本與當(dāng)前不同植煙區(qū)烤煙顏色的實(shí)際和前人的研究結(jié)果相一致[18]。

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