蔣佳磊，陸揚，蘇燕，潘力，湯曉東，陳曉水，牛芳芳，趙路燦，陸明華，朱書秀

浙江中煙工業(yè)有限責任公司技術中心，杭州市西湖區(qū)科海路118號 310024

我國主要煙葉產(chǎn)區(qū)烤煙化學成分特征與可用性評價

蔣佳磊，陸揚，蘇燕，潘力，湯曉東，陳曉水，牛芳芳，趙路燦，陸明華，朱書秀

浙江中煙工業(yè)有限責任公司技術中心，杭州市西湖區(qū)科海路118號 310024

為研究我國主要煙葉產(chǎn)區(qū)烤煙化學成分特征及其可用性，測定和計算了全國12個主要的種植省區(qū)102個縣級產(chǎn)區(qū)不同部位不同品種煙葉6種常規(guī)化學成分含量(總糖、還原糖、總植物堿、總氮、氯和鉀)及3種衍生指標數(shù)值(糖堿比、氮堿比和鉀氯比)，通過隸屬度函數(shù)和層次分析法構建了煙葉化學成分可用性指數(shù)(CCUI)，并運用秩相關分析，方差分析，多重比較和地統(tǒng)計學等方法進行數(shù)據(jù)處理。結果表明：①我國煙葉質(zhì)量總體上較好，但優(yōu)質(zhì)煙葉較少，部位間差異較大，品種間差異較小，與國外主流煙葉相比，我國煙葉呈現(xiàn)出糖含量、糖堿比、鉀氯比較高，而氯含量較低等特點；②我國大部分地區(qū)煙葉氯含量偏低，主要集中在西南地區(qū)，部分地區(qū)煙葉氯含量高于全國平均水平，主要集中在河南省附近；③與其他文獻相比，本研究構建的CCUI其拐點和權重的選擇更符合實際，指向性更好，同時我國CCUI地統(tǒng)計學分布圖，為卷煙工業(yè)企業(yè)采購原料和葉組配方的選擇提供了參考。④上部、中部、下部煙葉CCUI分布和高低有明顯區(qū)別，且中部＞下部＞上部，并首次提出了下部煙葉CCUI最能反映烤煙區(qū)域生態(tài)適應性的觀點。

烤煙；化學成分；隸屬度函數(shù)；層次分析法；氯；奢侈吸收；可用性指數(shù)；ArcGIS；生態(tài)適應性

煙葉中總糖、還原糖、總植物堿、總氮、氯、鉀(一般稱作“煙葉常規(guī)化學成分”[1])及糖堿比、氮堿比和鉀氯比等衍生指標因其對煙葉質(zhì)量的重要影響而成為煙草行業(yè)質(zhì)量評價的“常規(guī)指標”[2]。但煙葉常規(guī)化學成分受品種、氣候、地域等因素的影響，可能造成我國煙葉中各種常規(guī)化學成分的含量及比例差異較大，從而影響其化學成分可用性。雖然目前對煙葉常規(guī)化學成分特征[3-7]及其可用性評價[7-10]的研究較多，但多以區(qū)域性特征為主，受區(qū)域生態(tài)條件影響較大，無法全面反映我國煙葉常規(guī)化學成分總體特點；另一方面，化學成分可用性指數(shù)(Chemical Components Usability Index, CCUI)是一個既客觀又主觀的指標，它是通過加權平均的方式將無量綱化的化學成分指標進行賦權，得到的一種綜合評價指標，因而其構建方式會存在較大的區(qū)別。目前大多數(shù)研究中權重的分配采用主成分分析法[2,9,11-13]或灰色關聯(lián)系數(shù)法[8,14-15]，這類權重只能反映客觀數(shù)據(jù)信息，而沒有體現(xiàn)各參評指標對煙葉品質(zhì)的重要性大小，缺乏指向性，因此不能真實反映煙葉可用性特征。本文研究了我國主要產(chǎn)區(qū)煙葉6種常規(guī)化學成分及3種衍生指標的特征，并試圖建立一種科學、合理的煙葉常規(guī)化學成分可用性評價指標，結合地統(tǒng)計學分布圖可視化定量地比較各地區(qū)煙葉的可用性差異，從而有利于更好地認識和掌握我國煙葉化學成分的總體特征，為卷煙工業(yè)企業(yè)采購原料和開發(fā)特色優(yōu)質(zhì)煙葉提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

材料：由浙江中煙工業(yè)有限責任公司煙葉采購人員選自2011-2012年全國12個主要的煙草種植省區(qū)102個縣級產(chǎn)區(qū)的云87、K326和云85 3個品種的上部葉(B2F)、中部葉(C3F)和下部葉(X2F)烤煙，樣品等級由專職評級人員按照《GB 2635-92 烤煙》標準評定；每個縣級產(chǎn)區(qū)9個煙葉樣品(品種:部位=3:3，浙江中煙工業(yè)有限責任公司提供)，每個樣品采集1.50 kg。

試劑：Brij35(AR，荷蘭SKALAR公司)；對羥基苯甲酰肼、對氨基苯磺酸、氯胺T(AR，美國sigma公司)；氫氧化鈉、磷酸和硝酸鐵(AR，天津大茂化學試劑廠)；硫氰酸汞、甲醇、硝酸鐵、硝酸、磷酸氫二鈉(AR，溫州化學試劑廠)；氰化鉀、氯化鈣、鹽酸、醋酸、一水合檸檬酸(AR，國藥集團)；蒸餾水(實驗室制備)。

儀器：FUTURA II型連續(xù)流動分析儀、410型火焰光度計(法國Alliance公司)；THZ-320型臺式恒溫振蕩器(上海精宏實驗設備有限公司)；XS204型電子天平[感量0.0001 g，梅特勒托利多儀器(上海)有限公司]；Cyclotec 1093旋風式樣品磨[福斯華(北京)科貿(mào)有限公司]。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理和分析

按《GB/T 19616-2004 煙草成批原料取樣的一般原則》抽取煙葉樣品，參照《YC/T 31-1996 煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定》制備試樣后，依據(jù)《YC/T 159-2002 煙草及煙草制品 水溶性糖的測定》，《YC/T 160-2002 煙草及煙草制品 總植物堿的測定》，《YC/T 162-2011 煙草及煙草制品 氯的測定》，《YC/T 161-2002 煙草及煙草制品 總氮的測定》，《YC/T 217-2007 煙草及煙草制品 鉀的測定》分別測定總糖、還原糖、總植物堿、氯、總氮和鉀的含量，并計算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。每個樣品設兩個平行。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

采用Matlab 7.11并結合Excel 2007對各參評指標檢測或計算值進行矩陣運算。采用ArcGIS 9.3軟件繪制區(qū)域煙葉氯含量和化學成分可用性指數(shù)空間分布圖，其中地統(tǒng)計學分析中半方差函數(shù)的擬合采用GS+7.0。

1.2.3 煙葉化學成分可用性評價

1.2.3.1 煙葉化學成分可用性指數(shù)

將常規(guī)化學成分原生指標(總糖、還原糖、總植物堿、氯、總氮和鉀)及其衍生指標(糖堿比、氮堿比和鉀氯比)作為各縣級產(chǎn)區(qū)烤煙化學成分的參評指標，由于其最適值范圍不一致，為消除量綱影響，根據(jù)各參評指標特征運用模糊數(shù)學理論選擇隸屬度函數(shù)[16]，將原始數(shù)據(jù)壓縮到[0, 1]范圍內(nèi)，再按各參評指標對煙葉品質(zhì)重要性大小賦予適當?shù)臋嘀?，得到煙葉CCUI。根據(jù)我公司利群品牌煙葉特點并結合前人研究經(jīng)驗[10-11]將煙葉CCUI劃分為6個等級(數(shù)值越大，煙葉可用性越好，級別越高)，其中CCUI＞0.80為6級，0.70≤CCUI＜0.80為5級，0.60≤ CCUI＜ 0.70為 4級，0.50≤ CCUI＜ 0.60為3級，0.40≤CCUI＜0.50為2級，CCUI≤0.40為1級。通過CCUI可以對各地區(qū)煙葉質(zhì)量狀況進行評價。CCUI的計算方法如下：

式中：i為縣級產(chǎn)區(qū)；j為參評指標；f(x)為隸屬度函數(shù)；w為參評指標的權重。

1.2.3.2 隸屬度函數(shù)的確定

隸屬度函數(shù)的類型較多，如梯形、鐘形、S形、Z形等。雖然本質(zhì)上其確定過程是客觀的，但不同人對同一個模糊概念的認識理解又存在一定的差異，因此隸屬度函數(shù)的確定又帶有主觀性[17]。根據(jù)烤煙化學成分的實際情況，參考吳殿信等制定的烤煙各類化學成分含量-分值表[18](最低分為10分，最高分為100分)，并結合前人研究經(jīng)驗[2,8,11]確定隸屬度函數(shù)。其中總糖、還原糖、總植物堿、氯、總氮、糖堿比和氮堿比的隸屬度函數(shù)類型均為中間梯形分布：

而鉀氯比和鉀的隸屬度函數(shù)類型為升半梯形分布：

各隸屬度函數(shù)拐點值的確定結合我公司利群品牌煙葉實際情況并參考烤煙質(zhì)量標準的要求[19]，具體見表1。

表1 9項參評指標的隸屬度函數(shù)類型及拐點Tab. 1 Function types and in fl ection points of 9 indexes

1.2.3.3 權重的確定

確定參評指標的權重是綜合評價中的關鍵問題，準確地賦權是獲得科學合理的評價結果的基礎。賦權的方法較多，但大致分為主觀法和客觀法兩類，前者通過人為主觀上對各評價指標的重視程度來實現(xiàn)，它很大程度上取決于人的經(jīng)驗、知識和偏好，例如Delphi法、層次分析法和專家評分法；后者直接根據(jù)指標的原始數(shù)據(jù)信息，采用數(shù)理統(tǒng)計方法處理并獲得權重，例如熵權法、標準離差法和CRITIC法[20-21]。卷煙化學成分各參評指標權重是否合理主要通過其對煙葉品質(zhì)重要性的大小來判斷，因此具有一定的主觀性。因此本文選擇主觀法進行研究。

一般針對某一目標的決策，較難同時對若干指標做出精確的判斷，并將它們相對于目標的重要性以數(shù)量關系來表示，但卻較容易對任意兩指標做出精確判斷，并給出相對重要性的數(shù)量關系，層次分析法(AHP)可以很好地解決這一問題。通過三標度-AHP法[22-23]可以判斷9項參評指標對煙葉品質(zhì)重要性的大小，從而構造比較矩陣：

為了保證比較矩陣的客觀性，本文邀請五位煙葉專家(A、B、C、D和E)判斷任意兩種參評指標對煙葉品質(zhì)貢獻度大小，通過AHP法進行計算，最終權重w為四位專家(下文中排除了專家B的結果)權重的均值，具體見表2。

表2 五位專家對參評指標的貢獻度判斷Tab. 2 Contribution of indexes judged by fi ve experts

分別構造五位專家的權重判斷矩陣D9×9如下：

式中：i、j、k均為1, 2, 3…,9，且i和k為行編號，j為列編號；

由權重判斷矩陣D9×9，通過matlab 7.11計算得到最大特征值(λmax)和對應的特征向量(V)。V歸一化后可分別得到五位專家各自的權重，并計算平均權重W。層次分析法需進行一致性檢驗[24]，本文中階數(shù)n為9，查表得RI為1.45，通過λmax計算得到五位專家的權重分配的CR均小于0.100，故結果可信，具體見表3。

為排除專家對所涉及的某些參評指標有特殊“青睞”或“歧視”，須通過Spearman秩相關系數(shù)[25]檢驗各專家的權重排名(秩排名結果如表3)，結果見表4。

一般認為相關系數(shù)≥0.7時，結果高度線性相關[26]。Spearman秩相關系數(shù)顯示，A、C、D和E4位專家權重分配排名的Spearman秩相關系數(shù)均大于0.7，且顯著性一致；而專家B與D、E相關性較弱且不顯著，故排除專家B的結果，得到最終權重分配w(見表3)。

表3 五位煙葉專家各自的權重分配Tab. 3 Weight allocation

表4 五為煙葉專家權重排名的Spearman秩相關系數(shù)Tab. 4 Spearman’s rank correlation coef fi cients

2 結果與分析

2.1 我國煙葉常規(guī)化學成分特征

2.1.1 地域差異性特征

表5 我國主要產(chǎn)區(qū)煙葉9種參評指標和CCUITab. 5 9 indexes and CCUI of tobacco leaves in main tobacco producing areas of China

續(xù)表5

續(xù)表5

續(xù)表5

通過對檢測數(shù)據(jù)(所列數(shù)值為不同品種不同部位的均值，見表5)的分析發(fā)現(xiàn)，如表6所示，按照表1所推薦的限值范圍來看，102個地區(qū)除鉀氯比外的8項參評指標80%以上均在臨界限值范圍內(nèi)，總糖、還原糖、總植物堿、總氮、糖堿比和氮堿比更是達到了90%以上。但各項參評指標在最優(yōu)值范圍內(nèi)的比例卻較低(6.86～47.06%)，且地區(qū)間差異較大，氯和鉀氯比變異性甚至接近100%。

與巴西、美國和津巴布韋等國的優(yōu)質(zhì)煙葉[27]相比，如表7所示，我國烤煙含糖量明顯偏高，總植物堿含量雖與美國相似，但明顯低于巴西和津巴布韋，從而導致糖堿比亦明顯偏高，總氮和鉀含量略低于國外煙葉，而氮堿比與國外煙葉基本一致；氯含量與巴西接近，但明顯低于美國和津巴布韋，且變化范圍過大，主要集中在低位，最低值僅在0.03%，從而導致鉀氯比亦明顯偏高。

表6 我國主要產(chǎn)區(qū)煙葉常規(guī)化學成分含量特征Tab. 6 Conventional chemical component content of tobacco leaves in main tobacco producing areas of China

表7 其他國家與我國煙葉 我國主要產(chǎn)區(qū)煙葉常規(guī)化學成分含量比較Tab. 7 Conventional chemical component content of tobacco leaves in main tobacco producing areas of China compared with other countries

除氯外，各項原生指標符合正態(tài)分布，而衍生指標則明顯偏度過大，經(jīng)Lilliefors檢驗[16]同樣證明了這一點(如表6)。氯的地域性分布特性值得探討。采用ArcGIS軟件(具體方法同2.2節(jié))繪制了我國區(qū)域煙葉氯含量分布圖(見圖1)。結合圖1和表5，發(fā)現(xiàn)我國煙葉大部分地區(qū)(60.78%)氯含量低于0.3%，其中13.73%的地區(qū)氯含量甚至不足0.1%，且氯含量較低的區(qū)域主要集中在西南地區(qū)；7.84%左右地區(qū)氯含量高于0.8%，且主要集中在河南省附近。

2.1.2 品種差異性特征

按照品種統(tǒng)計各參評指標均值，并進行方差分析和多重比較(見表8)，結果表明：云87、K236和云85 3個品種9項參評指標間均無統(tǒng)計學意義。

圖1 我國區(qū)域煙葉氯含量分布圖Fig. 1 The geographical distribution of tobacco chloride content in China

2.1.3 部位差異性特征

按照部位統(tǒng)計各參評指標均值，并進行方差分析和多重比較(見表9)，結果表明：總糖、還原糖、總植物堿、糖堿比、氮堿比和鉀氯比6項指標不同部位間差異均有高度統(tǒng)計學意義，其中總糖、還原糖和鉀氯比表現(xiàn)為中部＞下部＞上部；總植物堿表現(xiàn)為上部＞中部＞下部，糖堿比、氮堿比表現(xiàn)與總植物堿相反，為下部＞中部＞上部。而氯、總氮和鉀3項指標不同部位間差異相對較弱，其中氯中部最低，且中部和上、下部間差異有統(tǒng)計學意義；總氮上部最高，且上部和中、下部間差異有統(tǒng)計學意義；鉀上部最低，且上部和中、下部間差異有統(tǒng)計學意義。

表8 不同品種間參評指標差異分析Tab. 8 Variance analysis of different varieties in indexes

表9 不同部位間參評指標差異分析Tab. 9 Variance analysis of different parts in indexes

2.2 煙葉常規(guī)化學成分可用性評價

通過對煙葉常規(guī)化學成分含量及其比例的分析表明：品種對參評指標的影響并不明顯，而地域和部位對各參評指標的影響較大。通過ArcGIS軟件中的Geostatistical Wizard模塊，將各地區(qū)不同部位的CCUI值投影到相應位置的坐標點上(Beijing 1954坐標系)，采用普通Kriging方法，通過GS+7.0進行半方差函數(shù)擬合，選擇球面模型對未采樣的區(qū)域進行空間插值擬合，并將CCUI按照6級10類(2、3、4和5級各自進一步均分為兩類)劃分，獲得了我國12個省區(qū)不同部位煙葉CCUI地統(tǒng)計學分布圖(見圖2)。地統(tǒng)計學分布圖不僅可以直觀地區(qū)分各地區(qū)化學成分可用性差異，而且可預測未來采樣點處的取值，同時，隨著未來新增采樣點的加入，插值也將更為接近真實值。雖然煙葉常規(guī)化學成分含量及其比例可能還受栽培措施、施肥灌溉和調(diào)制加工等條件的影響，且本研究的取樣點也有限，但各數(shù)據(jù)矢量空間化后，煙葉CCUI分布和大小一目了然，對于卷煙工業(yè)企業(yè)采購原料和葉組配方的選擇具有一定的參考價值。

由圖2可知，上部、中部和下部煙葉CCUI的大小和分布均有明顯的區(qū)別，通過表5數(shù)據(jù)進行方差分析和多重比較計算發(fā)現(xiàn)，CCUI均值中部(0.74)＞下部(0.66)＞上部(0.57)，且部位間差異均高顯著(α=0.01)。

上部煙葉CCUI較低，大部分地區(qū)集中在1-3級，且在分布上呈現(xiàn)中間低兩邊高的趨勢；部分煙葉CCUI較高的區(qū)域達到了4級，主要集中在四川和云南大部，山東、河南和安徽三省以及江西和福建東部地區(qū)。中部煙葉CCUI普遍較大，基本在4.5級以上，且在地圖上呈現(xiàn)中間高兩邊低的趨勢；CCUI較高的區(qū)域達到了5.5級，主要集中在云南南部，福建西南部，四川東部，重慶、貴州和廣西三省以及湖南和湖北西部地區(qū)，其中尤以云南和廣西的部分地區(qū)CCUI最高，達到了6級。下部煙葉地區(qū)間差異較大，基本在2級以上，CCUI較大的區(qū)域達到4.5-5級，且集中在山東、河南、湖北、湖南、貴州和云南六省的斜線附近，并向周圍地區(qū)輻射衰減，沿線地區(qū)均在4級左右，其中尤以云南、河南和山東部分地區(qū)的CCUI最高，達到5級，另外福建和江西兩省交界處地區(qū)煙葉同樣達到了4-5級。

圖2 我國區(qū)域煙葉CCUI分布圖Fig. 2 The distribution of tobacco CCUI in China

3 討論

通過對不同地區(qū)、品種和部位煙葉常規(guī)化學成分含量及比例的研究，發(fā)現(xiàn)我國主要產(chǎn)區(qū)煙葉質(zhì)量總體上較好，但優(yōu)質(zhì)煙葉較少，與巴西、美國和津巴布韋煙葉相比，我國主要產(chǎn)區(qū)煙葉存在含糖量、糖堿比、鉀氯比偏高，而氯含量偏低等特點；煙葉常規(guī)化學成分含量及比例在不同品種間差異并不明顯，這與沈焓[28]、李曉婷[10]等人的研究結果較為類似，表明品種對常規(guī)化學成分的影響可能相對較??；煙葉常規(guī)化學成分含量及比例在不同部位間的差異較大，其分布規(guī)律與丁云生(云南大理[2])、羅華(湖南邵陽[9])、李曉婷(云南臨滄[10])等對各地的研究結果較為類似，表明部位間分布規(guī)律可能受品種、地域等因素的影響較小，而是煙草植物自身對常規(guī)化學成分吸收、轉運和積累等生理特點決定。

一些文獻報道我國大部分地區(qū)烤煙氯含量偏低，未達到優(yōu)質(zhì)煙葉氯含量的要求，并成為我國烤煙品質(zhì)進一步提高的瓶頸[29-30]，而且地區(qū)間差異較大，呈“南低北高”的趨勢，尤其是黃淮地區(qū)的河南等地相對較高[30-32]，這與本研究的結果較為相似。研究表明，煙葉氯含量的高低主要受土壤氯含量影響，且煙葉氯含量與土壤氯含量呈正相關[33-35]。煙草不但很容易吸收土壤中的氯，而且易在煙葉中過量積累，即表現(xiàn)出對氯“奢侈吸收”的特性，加上煙葉大田生產(chǎn)中較少出現(xiàn)缺氯的明顯癥狀，而氯對煙葉燃燒性又有不利作用，導致忽視煙草氯的重要性[29,32]。我國土壤平均氯含量為24.8 mg/kg[36]，植煙土壤最適宜氯含量一般在30.0 mg/kg左右[37]。河南煙區(qū)土壤含氯量為30.1 mg/kg左右[38]，與植煙土壤氯含量最適值接近，而我國主要煙葉產(chǎn)區(qū)土壤氯含量[29](安徽18.5 mg/kg，湖南16.6 mg/kg，貴州4.6 mg/kg，四川11.6 mg/kg，云南20.0 mg/kg)均遠低于這一數(shù)值。造成我國主要煙葉產(chǎn)區(qū)氯含量偏低的原因可能來自三個方面：a. 受傳統(tǒng)觀念影響，國內(nèi)外專家普遍認為煙草是忌氯作物[34,38],不宜施用含氯肥料及有機肥，土壤中氯元素得不到補充；b. 煙草本身對氯具有“奢侈吸收”的特性，而各大煙區(qū)長期種植煙草導致煙區(qū)土壤氯含量不斷降低；c. 地勢、降雨影響，土壤中的氯溶解度大，移動性強，如云貴川煙區(qū)地勢較高降雨量較大，游離的氯元素容易下滲流失。而處于黃淮煙區(qū)的河南省由于“引黃灌溉”等歷史原因?qū)е峦寥捞幱邴}漬化范圍或邊緣，地下水中氯含量較高[39]，從而導致其煙葉氯含量高于全國平均水平。

本研究發(fā)現(xiàn)不同部位CCUI值中部＞下部＞上部，這與一些區(qū)域性研究認為CCUI值中部＞上部＞下部的結論[2,9,11]有所不同。這主要是由于CCUI指標在構建時本身存在較大差異，一方面隸屬度函數(shù)類型或拐點的選擇有所不同，尤其是拐點的選擇一般會按照各中煙公司實際情況確定，本研究基于浙江中煙工業(yè)有限公司“利群”品牌卷煙配方煙葉化學成分含量檢測數(shù)據(jù)的長期分布情況統(tǒng)計，以95%和99%的置信水平對應的置信區(qū)間設為上下限最優(yōu)值和臨界值，同時結合葉組配方專家的調(diào)整意見確定各參評指標所屬隸屬函數(shù)曲線的拐點，另外，由于煙葉化學成分含量和比例必須符合烤煙質(zhì)量標準的要求[19]，故拐點的可變性相對還是較弱的；更為重要的是這些研究中權重的分配主要采用主成分分析法或灰色關聯(lián)系數(shù)法等數(shù)理統(tǒng)計手段，這類權重只能反映客觀數(shù)據(jù)信息，對于處理黑箱性質(zhì)的評價體系較為有用，而沒有體現(xiàn)各參評指標對煙葉品質(zhì)的重要性大小，缺乏指向性，因此不能真實反映煙葉可用性特征。通過比較發(fā)現(xiàn)這些研究中的權重分配[2,9,12-13,15]較為平均，SD在0.007～0.027之間，而本研究提出的權重其SD達到0.123，對各參評指標的側重點明顯不同。

同一地區(qū)不同部位煙葉CCUI的大小反映了煙葉自身天然特性造成的可用性差異，而不同地區(qū)同一部位煙葉CCUI的大小在一定程度上反映了由土壤狀況和氣象條件決定的烤煙生態(tài)適宜性?！吨袊鵁煵莘N植區(qū)劃》[40]中提出的烤煙生態(tài)適應性分區(qū)圖(其中土壤狀況和氣候條件分別占30%和70%權重)表明：我國最適宜種植烤煙的區(qū)域主要集中在山東、河南、湖北、湖南、貴州和云南六省部分地區(qū)組成的斜線附近以及福建江西兩省交界處部分地區(qū)。這種烤煙生態(tài)適應性分布特征與本研究提出的下部煙葉CCUI分布特征較為類似。這種巧合的出現(xiàn)可能并不是偶然，而與煙葉的空間分布，理化特性和人為干預有關。上部煙葉摘收最晚，其摘收前，中、下部煙葉已經(jīng)摘收，由于此時上部煙葉還比較弱小，光合作用和物質(zhì)積累容易不足，導致我國上部煙葉普遍存在成熟度不夠的問題[41]，而且煙株不完整，非正常的營養(yǎng)環(huán)境導致煙葉的理化特性不能正確反映區(qū)域生態(tài)狀況；中部煙葉著生在煙株的中間部位，無論是光照、養(yǎng)分吸收，干物質(zhì)積累都比較合理，使各項常規(guī)化學成分含量和比例比較適中，受生態(tài)條件不利影響相對較小，反而對于區(qū)域生態(tài)條件差異不夠靈敏；下部煙葉最早發(fā)生，成熟和摘收，其摘收前，煙株個體完整，較能反映整株煙株的營養(yǎng)環(huán)境，并且由于處于遮蔭郁蔽，通風不良，光照和熱量不足等不利的生長條件，對區(qū)域生態(tài)條件差異較為靈敏，相對較能反映區(qū)域水土狀況。因此，下部煙葉CCUI在一定程度上能反映烤煙生態(tài)適應性特征。

4 結論

分析了全國12個主要的種煙省區(qū)102個縣級產(chǎn)區(qū)不同部位不同品種煙葉6種常規(guī)化學成分指標及3種衍生指標的區(qū)域性特征，發(fā)現(xiàn)我國煙葉質(zhì)量總體上較好，但優(yōu)質(zhì)煙葉較少，部位間差異較大，品種間差異較小，與國外主流煙葉相比，我國煙葉表現(xiàn)出糖含量、糖堿比、鉀氯比較高，而氯含量較低等特點，并研究了我國煙葉氯含量分布特征，探討了我國大部分地區(qū)煙葉氯含量偏低而河南省附近偏高的原因。同時，通過對9種參評指標采用適當?shù)碾`屬度函數(shù)轉換，以對煙葉品質(zhì)的貢獻度大小分配權重，構建了烤煙不同部位化學成分可用性指數(shù)CCUI，繪制我國煙葉CCUI地統(tǒng)計學地圖，發(fā)現(xiàn)上部、中部和下部煙葉CCUI的分布和高低均有明顯的區(qū)別，且中部＞下部＞上部，并首次提出了下部煙葉CCUI最能反映烤煙生態(tài)適應性的觀點。

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：JIANG Jialei, LU Yang, SU Yan , et al. Chemical characteristics and usability of fl ue-cured tobacco growing in main tobacco producing areas in China [J]. Acta Tabacaria Sinica, 2017, 23(2)

*Corresponding author.Email：zhushux@zjtobacco.com

Chemical characteristics and usability of fl ue-cured tobacco growing in main tobacco producing areas in China

JIANG Jialei, LU Yang, SU Yan, PAN Li, TANG Xiaodong, CHEN Xiaoshui, NIU Fangfang, ZHAO Lucan, LU Minghua,ZHU Shuxiu*
Technology Centre, China Tobacco Zhejiang Industrial Co., Ltd, Hangzhou 310024, China

To study the Chemical characteristics and usability of fl ue-cured tobacco in China’s main producing areas, six kinds of general chemical components (total sugar, reducing sugar, total plant alkaloid, total nitrogen, chlorine and potassium) and three kinds of derivation indicators (sugar-nicotine ratio, nitrogen-nicotine ratio and ratio of potassium to chlorine) of various parts of different tobacco leaves planted in 102 counties in 12 provinces were measured and calculated. Chemical Components Usability Index (CCUI) was constructed by membership function and analytic hierarchy process. Such methods as rank correlation analysis, variance analysis, multiple comparisons and geostatistics were used for data analysis. Results showed that: ① China’s tobacco leaf quality was good in general, but was lack in premium tobacco leaves. There were large di ff erence between producing areas, while small di ff erence between varieties. Compared with foreign quality tobacco leaves, tobacco leaves in China featured higher sugar content, sugar-nicotine ratio and ratio of potassium to chlorine, and low chlorinity. ② The chlorinity of tobacco leaves was low in most areas of China (manly in the southwest), while high in some areas (mainly near Henan province). ③ Compared with other references, the choices of in fl ection point and weight of CCUI, which was built by this study, was more realistic and tendentious. Distribution map of CCUI provides reference for raw material purchase and tobacco leaf formulation for tobacco manufacturing enterprises. ④ Di ff erences in CCUI distribution and size of upper part, middle part and low part were signi fi cant, middle part ＞ low part ＞ upper part. The point that CCUI in low part could re fl ect precisely the regional ecological suitability of fl ue-cured tobacco was fi rst proposed.

flue-cured tobacco; chemical component; membership function; analytic hierarchy process; chlorine; luxury absorption;usability index; ArcGIS; ecological suitability

蔣佳磊，陸揚，蘇燕，等. 我國主要煙葉產(chǎn)區(qū)烤煙化學成分特征與可用性評價[J]. 中國煙草學報，2017,23（2）

蔣佳磊(1987—)，碩士，工程師，主要從事煙草化學分析與數(shù)理統(tǒng)計工作，Email: jiangjialei@zju.edu.cn

朱書秀(1982—)，本科，工程師，主要從事煙草化學分析與數(shù)理統(tǒng)計工作，Email: zhushux@zjtobacco.com

2016-03-30；< class="emphasis_bold">網(wǎng)絡出版日期：

日期：2017-02-03