韶關煙區煙葉化學成分與氣候因子相關性分析

宗釗輝　趙偉才　楊天旭　張海霞　王維　王軍

摘? ? 要：為探明韶關煙葉化學成分與氣候因子相關性，為烤煙種植提供參考。利用相關性分析與回歸分析，對2000—2020年韶關煙區主要氣候因子與煙葉化學成分數據進行分析。結果表明：除成熟期降雨量偏多與平均氣溫偏高外，韶關氣候因子基本滿足優質煙葉生產需求，降雨量、溫度、日較差、相對濕度、日照時間年際間波動較大；韶關煙區煙葉年際間總糖、還原糖、煙堿含量與糖堿比變化較大。相關分析表明：平均氣溫、降雨量、濕度和日較差與韶關煙葉化學成分存在顯著相關關系，主要影響煙葉煙堿、總糖、還原糖含量與糖堿比、氮堿比。進一步回歸分析發現，團棵期與成熟期降雨量對煙葉化學成分影響最大。綜上，韶關煙區成熟期降雨量多與平均氣溫偏高，降雨量、溫度、相對濕度不穩定，對煙葉化學成分影響較大，生產上可以適當提前移栽，減少氣候因子對煙葉化學成分的影響。

關鍵詞：韶關煙區；煙葉；氣候因子；化學成分；相關性分析

中圖分類號：S572? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2023.09.002

Correlation Analysis Between Chemical Components of Tobacco and Climatic Factors in Shaoguan Tobacco-growing Area

ZONG Zhaohui ZHAO Weicai YANG Tianxu ZHANG Haixia WANG Wei WANG Jun

（1.Tobacco Science Institute of Guangdong， Shaoguan， Guangdong 512029， China; 2.Guangdong Tobacco Shaoguan City Company Limited， Shaoguan， Guangdong 512029， China; 3. College of Agronomy，South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642， China; 4. Guangdong China Tobacco Industrial? Company Limited， Guangzhou， Guangdong 510599， China）

Abstract：In order to explore the correlation between tobacco chemical components and meteorological factors in Shaoguan， and to provide reference for flue-cured tobacco planting. Correlation analysis and regression analysis were used to analyze the main meteorological factors and chemical components data in Shaoguan from 2000 to 2020. The results showed that the climatic factors in Shaoguan was met the demand of high-quality tobacco production except for higher rainfall and higher average temperature at maturestage. The rainfall， temperature， daily range， relative humidity and sunshine duration had fluctuated greatly between years. The chemical components of total sugar， reducing sugar， nicotine and sugar-base ratio of tobacco leaves in Shaoguan changed greatly from year to year. Correlation analysis showed that average temperature， rainfall， humidity and daily range were significantly correlated with the chemical composition of tobacco leaves， which mainly affected the contents of nicotine， total sugar and reducing sugar， sugar-base ratio and nitro-base ratio of tobacco leaves.Regression analysis showed that the rainfall at therosette stage and mature stage had the greatest influence on the chemical composition of tobacco leaves. In conclusion，the rainfall and average temperature at maturity stage are too high in shaoguan tobacco-growing area， and the rainfall， temperature， equivalent humidity are fluctuate greatly， which have a great effect on the conventional chemical components of flue-cured tobacco. In production， proper transplanting could be done in advance to reduce the influence of climate factors on the chemical components of flue-cured tobacco.

Key words： Shaoguan tobacco-area; meteorological factors; flue-cured tobacco; chemical composition; correlation analysis

韶關市位于廣東省北部，屬中亞熱帶濕潤型季風氣候區，水熱資源豐富，雨熱同季，光照充足，是中國煙葉種植最佳生態區之一，2023年種植面積達到8 400 hm，占廣東省煙葉種植面積近2/3，是焦甜醇甜香型煙葉標志性產區，為卷煙工業提供了大量優質卷煙原料[1- 2]。

煙葉化學成分是煙葉的物質基礎，與感官質量評價之間有著重要的關系[3- 4]。劉海偉等[5]發現，雜氣與煙葉中的氯、還原糖、總糖、煙堿含量呈正相關，與鉀含量呈負相關；陳彬等[6]認為，氯、兩糖比對香氣質、吃味有較大影響，適宜氯含量與兩糖比可以提高煙葉的吸食品質；湯朝起等[7]對河南煙葉原料研究表明，煙堿與總氮含量偏高，煙葉吸食品質下降。煙葉化學成分含量受氣候、土壤、栽培措施與品種等因素共同影響，其中氣候是影響煙葉化學成分含量重要因素[8-9]，烤煙在生產季節對水分、日照與溫度需求不同，生育期溫度、光照、降水等氣候因子的變化都會導致煙葉內在化學成分含量發生變化。姬興杰等[10]研究發現，溫熱對河南中部煙葉化學成分有較大影響，高溫日數增加，總糖含量和糖堿比增加，兩糖比與鉀減小；王躍能等[11]研究認為，煙葉的水溶性總糖和還原糖含量主要受大田期日照時數影響，煙堿含量主要受大田期空氣濕度影響；楊天旭等[12]、梁盟等[13]研究結果則認為，影響煙葉煙堿和總氮含量的主要氣候因子是旺長期的降雨量與日照時數；陳偉等[14]研究發現，南北煙區煙葉化學成分主要影響因素不同，相對濕度、氣溫日較差和10 cm地溫對北方煙區化學成分的影響較大，日照時數和降雨量對南方煙區化學成分的影響較大。隨著氣候劇烈變化，氣候的年季變化對煙葉化學成分組成的影響，已成為諸多影響因素中最重要、最活躍的因素[15]，關于其他煙區氣候因子與煙葉化學成分研究有較多報道[16-18]，但不同地區其氣候存在較大差異。

韶關是我國濃香型煙葉重要原料產區，目前關于韶關氣候因子與烤煙內在化學成分關系研究鮮有報道。本研究通過收集2010—2020年韶關4個煙葉產區烤后煙葉化學成分與氣候監測數據，分析韶關煙區氣象因子與煙葉內在化學成分的關系，構建韶關煙區氣候因子與煙葉化學成分的關系模型，探討氣候因子對煙葉化學成分影響，為韶關煙葉種植主動適應氣候變化提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以韶關南雄、始興、樂昌和乳源4個煙葉產區為研究對象。試驗材料為2010—2020年韶關煙區主栽品種‘粵煙97’，每年樣品數量共28份，為保障樣品均一性，每年樣品均取自同一田塊，固定栽培措施，取樣部位為中部葉（第6葉位至第14葉位），測定樣品剔除烘烤異常煙葉。氣象數據來源于韶關氣象局2010—2020年監測記錄（主要包含降雨量、溫度、積溫、日照、相對濕度等）。

1.2 測定方法

每個供試樣品共2 kg，總糖、還原糖、煙堿、氯、鉀采用流動分析法測定，總氮采用凱氏定氮法測定。

1.3 數據處理

采用 Excel2016、SPSS 20.0對數據進行統計與分析， Origin 2018及R 3.6.3進行作圖。

2 結果與分析

2.1 烤煙生長季氣候因子年季差異

2000—2020年韶關煙區煙株大田生育期（2—7月）氣象要素統計結果見表1。整個大田生育期日平均氣溫12.68～28.85 ℃，隨著煙株生長發育，平均氣溫呈上升趨勢，氣溫日較差呈先減小后增大的趨勢，7月日較差最大為9.46 ℃；相對濕度為76.18%～83.04%，在適宜范圍內，2—7月累計日照時長為687.14 h，有效積溫達到了2 163℃·d，降雨量為1 086.88 mm，光照、熱量與降雨量均滿足煙株正常生長發育需求，但成熟期（6月、7月）降雨量、溫度過高。有效積溫變異系數較小（＜15%），不同年份間有效積溫變化較小，降雨量、溫度、日較差、相對濕度、日照時間變異系數較大（＞ 15%），不同年份間波動較大；整個煙草生育期，旺長期（4月、5月）的氣候因子變異系數大于團棵期（2月、3月）與成熟期（6月、7月），且5月份氣候因子變異系數最大，不同年份間煙株旺長期的氣象條件變化幅度大于團棵期與成熟期。

2.2 2000—2020年烤煙常規化學成分分析

由表2可知，2000—2020年韶關煙區煙葉化學成分平均值為總糖25.96%、還原糖21.46%、煙堿2.65%、總氮1.90%、鉀2.34%、糖堿比8.99、氮堿比0.79，氮堿比偏低，其余指標在適宜范圍內；總氮、鉀、氯含量與氮堿比變化較為穩定（變異系數＜15），說明上述化學成分受氣候因子影響較少，含量較為穩定，且不同年份間鉀離子含量均大于2%，氯離子含量小于0.4%，在適宜范圍內；總糖、還原糖、煙堿含量與糖堿比年際間變化較大（變異系數＞15），容易受外界條件波動影響，且其最小值、最大值不在適宜范圍內，說明外界因素不穩定會影響韶關煙區煙葉的可用性，其中總糖含量、還原糖、糖堿比變異系數大于100，更容易受外界因素影響，年際間含量存在較大差異，不利于工業配方穩定性。

2.3 烤煙內在化學成分與氣候因子相關性分析

同一品種、栽培條件下不同年份的化學成分存在差異，對生長季不同階段的氣候因子與煙葉化學成分進行相關性分析結果見表3。團棵期降雨量與總糖、還原糖、糖堿比呈現極顯著正相關，其余化學成分與氣候因子無顯著相關關系；旺長期日較差與煙堿含量呈顯著正相關，與氮堿比呈顯著負相關，其余化學成分與氣候因子無顯著相關關系；成熟期降雨量與煙堿含量呈顯著負相關，與氮堿比、糖堿比呈顯著正相關，平均溫度與煙堿含量呈顯著正相關。進一步分析結果表明，氣候因子主要對烤煙的總糖、還原糖、煙堿、糖堿比、氮堿比有重要影響，在烤煙生長前、中期，降雨量、日較差對烤煙內在化學成分有較大影響，在烤煙生長后期降雨量與平均溫度對烤煙內在化學成分有較大影響，尤其是對煙堿合成具有顯著影響。

2.4 烤煙內在化學成分與氣象條件逐步回歸分析

烤煙內存化學成分受一個或多個氣候因子共同影響，為了探索氣象條件對烤煙內存化學成分的綜合影響，本研究通過逐步回歸法建立氣候因子與烤煙內存化學成分關系的綜合模型。總糖、還原糖是烤后煙葉主要化學成分的重要組成，也是煙草重要的致香物質。由表4可知，團棵期降雨量是影響烤后煙葉總糖、還原糖含量的主要因素，團棵期降雨量越高，總糖、還原糖含量越高；煙堿主要對感官質量的香氣量、勁頭有重要影響，影響煙堿含量的2個氣候因子P＞DTR，P增加與DTR縮小，煙堿含量下降；糖堿比與氮堿比是衡量烤后煙葉化學成分適宜性的重要指標，影響糖堿比的3個氣候因子為P＞T＞RH，糖堿比受P影響最大，P越高，糖類化合物合成增加，糖堿比越大；影響氮堿比的氣候因子有2個，P＞DTR，與煙堿相反，P增加與DTR縮小，氮堿比變大。

3 討論與結論

3.1 韶關氣候特征分析

煙草團棵期對水、熱需求較少，月降水量70～100 mm為優，旺長期對水分、溫度、光照需求較高，有利于烤煙干物質積累[19-20]。本研究結果顯示，韶關前期日均溫度較高，降雨量在75 mm以上，有利于煙苗移栽后早生快發；旺長期與成熟期日均溫度20 ℃以上，降雨量190 mm以上，溫度適宜，降水充足，可滿足焦甜醇甜香煙葉生產需求。但是，成熟期降雨量偏大，煙株容易受澇害影響，造成煙葉根系活力下降與脫肥現象；后期高溫高濕，上部葉假熟采收，影響煙葉品質；大田中后期溫度、降雨量變異系數大于15，年際間不穩定，不利于煙葉質量穩定。生產上可以提前膜下小苗移栽，避開后期高溫高濕天氣。化學成分方面，氮堿比偏低，其余化學成分含量整體在焦甜醇甜香煙葉適宜范圍內。

3.2 韶關煙葉化學成分特征及其與氣候因子關系

本研究發現，韶關煙區煙葉氮堿比偏低，其余化學成分含量整體在焦甜醇甜香煙葉適宜范圍內，總糖、還原糖、煙堿含量與糖堿比年際間變化較大，其極大、極小值不在適宜范圍內。研究還發現，烤煙團棵期降雨量、旺長期日較差、成熟期降雨量與空氣濕度和煙葉總糖、還原糖、煙堿含量與糖堿比、氮堿比值存在顯著相關關系，其他化學成分與氣候因子間相關關系不顯著；逐步回歸結果表明，團棵期與成熟期降雨量是影響化學成分的主要氣候因子。團棵期降雨量增加，煙葉總糖、還原糖含量增加，糖堿比升高，與蘇永士等[21]、李杰等[22]的研究結果較為一致。煙葉生長前期以碳代謝為主，前期水分充足，煙株早生快發，利于干物質積累，特別是糖類物質積累。成熟期降雨量增加，煙堿含量降低，氮堿比升高，煙堿主要在根系合成，其合成期主要集中在成熟期。因此，成熟期烤煙根系活力大小與煙堿含量相關，韶關煙區成熟期降雨量多，煙葉對澇害脅迫較為敏感，短暫漬水，導致根系受損，根系活力下降，煙堿合成減少[22-23]，其次成熟期高溫、高濕天氣會使煙葉高溫逼熟，煙葉假熟，生育期縮短，煙堿合成時間減少[24]。前人對于山東[25]、云南[26]煙區的研究也表明，煙堿受降水總量影響較大，呈負相關，與本研究結論基本一致。

3.3 結論

綜合來看，韶關氣象條件適宜烤煙生長，但成熟期降雨量與溫度偏高；煙葉化學成分較為適宜，總糖、還原糖、煙堿含量易受氣候影響，部分年份不在適宜范圍內；團棵期與成熟期降雨量是影響韶關煙葉品質穩定性的主要氣候因子。基于韶關煙葉生長季溫度較高的前提，生產上可以提前膜下小苗移栽，把煙葉生育期前移，提高氣候條件與煙葉對光、溫、水等氣候資源的匹配度，對穩定韶關煙區化學成分有一定促進作用。

參考文獻：

[1] 郭永婷， 黃觀榮， 鄔琰元. 韶關地區煙葉生產氣象條件及氣象災害分析[J]. 廣東氣象， 2021， 43（1）： 69-72.

[2] 謝曉斌， 陳永明， 王軍， 等. 南雄煙區生態條件分析[J]. 中國煙草科學， 2014， 35（4）： 75-78， 84.

[3] 曹景林， 程君奇， 李亞培， 等. 烤煙常規化學成分與吸食品質關系的研究進展[J]. 湖北農業科學， 2020， 59（S1）： 253-258， 262.

[4] 江厚龍， 彭奎， 張艷， 等. 重慶烤煙化學成分與感官品質典型相關分析[J]. 中國煙草科學， 2019， 40（2）： 80-86.

[5] 劉海偉， 劉江， 張金林， 等. 山東煙葉雜氣類型及其與化學成分的相關性研究[J]. 山東農業科學， 2022， 54（1）： 49-54.

[6] 陳彬， 馬君紅， 于曉娜， 等. 重慶煙區煙葉化學成分與感官質量關系研究[J]. 西南農業學報， 2014， 27（4）： 1756-1761.

[7] 湯朝起， 王平， 竇玉青， 等. 河南烤煙主要化學成分與吸食品質的關系[J]. 中國煙草科學， 2009， 30（5）： 41-45， 49.

[8] 劉瓊， 彭紅， 熊建軍， 等. 氣候條件對畢節市煙葉質量的影響[J]. 安徽農業科學， 2015， 43（30）： 182-183.

[9] 楊軍杰， 史宏志， 王紅麗， 等. 中國濃香型烤煙產區氣候特征及其與煙葉質量風格的關系[J]. 河南農業大學學報， 2015， 49（2）： 158-165.

[10] 姬興杰， 孟寒冬， 左璇， 等. 河南煙區主要氣候因子與烤煙煙葉化學成分的關系[J]. 中國煙草科學， 2017， 38（1）： 35-41.

[11] 王躍能， 李大肥， 李鵬飛， 等. 文山煙區海拔和氣象因子對煙葉化學成分的影響[J]. 廣東農業科學， 2018， 45（10）： 23-29.

[12] 楊天旭， 左安建， 魏秋蘭， 等. 遵義煙區烤煙氣候因子的適生性評價及其與化學成分間的關聯分析[J]. 中國農學通報， 2016， 32（36）： 163-169.

[13] 梁盟， 王程棟， 宋文靜， 等. 武陵山區氣象因子與烤煙生物堿含量及組分比例的典型相關分析[J]. 江蘇農業科學， 2015， 43（12）： 130-134.

[14] 陳偉， 王三根， 唐遠駒， 等. 不同煙區烤煙化學成分的主導氣候影響因子分析[J]. 植物營養與肥料學報， 2008（1）： 144-150.

[15] 李天福， 王彪， 楊煥文， 等. 氣象因子與煙葉化學成分及香吃味間的典型相關分析[J]. 中國煙草學報， 2006（1）： 23-26.

[16] 杜興華， 胡穎梅， 高明博， 等. 陜西烤煙主產區氣象因子和煙葉化學成分特征及關系分析[J]. 西北農業學報， 2023， 32（5）： 815-823.

[17] 常乃杰， 劉青麗， 李志宏， 等. 典型清香型煙區生態因子與烤煙品質灰色關聯度[J]. 西南農業學報， 2017， 30（8）： 1754-1759.

[18] 劉軍， 任永建， 陳正洪， 等. 湖北烤煙化學成分與氣候因子的關系及煙區差異化分析[J]. 中國農學通報， 2023， 39（17）： 64-71.

[19] 楊繼周， 謝新喬， 張千子， 等. 玉溪煙區氣象因子對煙葉氯含量的影響[J]. 湖南農業科學， 2023（1）： 34-39.

[20] 張振平. 優質烤煙區劃理論與實踐[M]. 西安： 陜西科學技術出版社， 2007.

[21] 蘇永士， 蔣偉峰， 楊洋， 等. 不同移栽期下氣象因子與三門峽烤煙上部葉產量和品質的關系分析[J]. 河南農業科學， 2023， 52（5）： 61-73.

[22] 李杰， 徐興陽， 張龍， 等. 烤煙成熟期降雨對煙葉常規化學成分的影響[J]. 昆明學院學報， 2017， 39（6）： 7-12.

[23] 李祖良， 劉國順， 臘貴曉， 等. 成熟期短時漬水脅迫對烤煙碳氮代謝關鍵酶及主要碳、氮化合物含量的影響[J]. 華北農學報， 2012， 27（2）： 175-179.

[24] 谷萌萌， 王子騰， 倪新程， 等. 湘南烤煙高溫逼熟現象發生的生態因素分析[J]. 煙草科技， 2020， 53（5）： 26-32.

[25] 周翔， 梁洪波， 董建新， 等. 山東煙區降水對煙葉主要化學成分的影響[J]. 中國煙草科學， 2008（2）： 37-41.

[26] 賈軍鋒， 王毅， 李正風， 等. 降雨量對云南相似海拔烤煙煙堿·總氮含量及施木克值的影響[J]. 安徽農業科學， 2011， 39（15）： 9077-9078.