黎根 何猛 劉峰峰 李琳 吳風光

摘 要：為了解湖北不同煙草種植區(qū)烤煙物理特性差異及其變化規(guī)律，采集湖北省15個縣市烤煙產區(qū)的烤煙樣品，測定煙葉物理特性各項指標并進行統(tǒng)計分析和系統(tǒng)聚類。結果顯示：（1）B2F等級烤煙的葉寬、長寬比、單葉重、全葉含梗率在襄陽、十堰和恩施地區(qū)差異顯著，C3F等級烤煙的單葉重在襄陽、十堰和恩施地區(qū)差異顯著，X2F等級地區(qū)間沒有差異；（2）竹山、竹溪、鄖西、宣恩、咸豐、南漳、建始、?？怠⒍魇?、鶴峰、巴東、房縣、利川的烤煙聚為一類，棗陽、襄州的烤煙聚為一類；襄陽烤煙與十堰、恩施烤煙的物理特性差異較大；（3）湖北烤煙物理特性在單葉重和抗張強度方面變異程度大，葉位升高，葉長、長寬比、單葉重增加；葉長、長寬比、單葉重與葉位關系密切。

關鍵詞：烤煙；統(tǒng)計分析；系統(tǒng)聚類；物理特性

中圖分類號：TS41+1 文章編號：1007-5119（2018）06-0073-06 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2018.06.011

煙葉物理特性主要包括葉長、單葉重、含梗率、抗張力、抗張強度、斷裂伸長量等，是煙葉質量的重要組成部分。煙葉物理特性與煙草加工的性能、可用性以及煙草的煙氣組分密切相關，會直接影響煙葉的品質、卷煙制造過程、產品風格、成本以及其他經(jīng)濟指標[1-2]。關于煙葉物理特性的研究多集中在施肥、采收方法、調制方法等農業(yè)措施對物理特性的影響[3-5]。雖然一些研究已經(jīng)逐漸開始關注不同產區(qū)煙葉的物理特性問題[6-8]，但湖北省作為烤煙的主產省份之一，關于湖北省烤煙特性指標的一般范圍、分布狀況及區(qū)域分布特征還未見報道。為了明確湖北不同產煙區(qū)烤煙物理特性的差異，為湖北烤煙在工業(yè)上的合理使用提供理論依據(jù)，本研究在閆克玉等[9]、尹啟生等[10]提出的烤煙物理性狀評價指標體系，以及一些專家學者對烤煙物理性狀進行研究[11-15]的基礎上，對湖北省15個產煙縣（按行政區(qū)劃分為十堰、襄陽、恩施3個地區(qū)）烤煙的物理特性進行聚類分析，并對烤煙物理特性與葉位之間的相關性進行了分析，以期對湖北烤煙主產區(qū)烤煙物理特性有更清晰的了解。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為2016年分別取自恩施州（恩施、巴東、鶴峰、建始、利川、咸豐、宣恩），十堰市（鄖西、房縣、竹山、竹溪）和襄陽市（襄州、棗陽、保康、南漳）3個煙葉產地15個產煙縣中心倉庫的云煙87，取樣等級為B2F、C3F、X2F，各等級烤煙分別取3 kg。物理特性各項指標測定由湖北中煙工業(yè)有限責任公司技術研發(fā)中心完成。

1.2 物理特性檢測方法

檢測指標包括煙葉葉長、葉寬、單葉重、全葉含梗率、抗張力、抗張強度、斷裂伸長量。測定前，所有煙葉樣品經(jīng)恒溫恒濕箱平衡，恒溫恒濕箱溫度設定為22 ℃、濕度設定為65%，平衡時間為1周。各指標測定方法參考文獻[16]的方法進行。

葉長、葉寬用皮尺進行測量。單葉重用分析天平進行測量。全葉含梗率指煙葉主脈質量占煙葉總質量的百分數(shù)，全葉含梗率=50片煙葉主脈梗質量/50片煙葉總質量×100%。

抗張力用薄片拉伸強度測定儀測定，檢測方法

為：選取5片無破損的煙葉，在其主脈中部兩側分別截取平行于主脈的長度18 cm×寬度1.5 cm長形葉片條樣，分別測定10條葉片條樣的抗張拉力值，去掉最大值和最小值后取平均值?？箯垙姸仁侵笩熑~抗張力與煙葉長度的比值，抗張強度=抗張拉力平均值/測試樣長度，單位為N/m。

斷裂伸長量是指煙葉在外界拉力拉伸至斷裂時煙葉所發(fā)生的凈延伸長度（△L），用mm表示。原長為L，在軸向拉力N作用下，變形后的斷裂長度為L'，斷裂伸長量△L=L'-L。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理分析。以單因素方差分析法（one way ANOVA）對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析，采用新復極差法（Duncans multiple-range test）進行多重比較，采用系統(tǒng)聚類法對湖北不同產地烤煙煙葉物理特性進行聚類分析。

2 結 果

2.1 不同產區(qū)同等級烤煙物理特性比較

恩施、十堰、襄陽3個不同產區(qū)B2F等級煙葉物理特性方差分析及多重比較結果見表1，3個產地的煙葉葉長、平均抗張力、抗張強度和斷裂伸長量地區(qū)間差異不明顯（P>0.05），葉寬、長寬比、單葉重、全葉含梗率地區(qū)間差異顯著（P<0.05）。表1

多重比較結果顯示，襄陽地區(qū)煙葉葉寬與恩施地區(qū)和十堰地區(qū)差異顯著，恩施與十堰地區(qū)差異不顯著。恩施地區(qū)、十堰地區(qū)煙葉長寬比大于襄陽地區(qū)，表明恩施和十堰地區(qū)煙葉外形比襄陽地區(qū)狹長；恩施與十堰地區(qū)煙葉長寬比差異不顯著。襄陽地區(qū)煙葉單葉重比恩施地區(qū)重，其他地區(qū)間煙葉單葉重差異不顯著。恩施地區(qū)煙葉全葉含梗率高于十堰，表明十堰地區(qū)煙葉出片率比恩施地區(qū)好；其他地區(qū)間煙葉全葉含梗率差異不明顯。

恩施、十堰、襄陽3個不同產區(qū)C3F等級煙葉物理特性方差分析及多重比較結果見表2，煙葉葉長、葉寬、長寬比、平均抗張力和抗張強度、斷裂伸長量各地區(qū)間差異不顯著（P>0.05），單葉重、全葉含梗率地區(qū)間差異顯著（P<0.05）。多重比較結果顯示襄陽地區(qū)煙葉葉寬比恩施地區(qū)寬，其他地區(qū)間煙葉葉寬差異不顯著。恩施地區(qū)長寬比大于襄陽地區(qū)，表明恩施地區(qū)煙葉比襄陽地區(qū)狹長，其他地區(qū)間差異不顯著。襄陽地區(qū)單葉重比恩施地區(qū)重，其

他地區(qū)間煙葉單葉重差異不顯著。恩施地區(qū)煙葉全葉含梗率高于十堰地區(qū)，表明十堰地區(qū)煙葉出片率高于恩施地區(qū)，其他地區(qū)間煙葉全葉含梗率差異不顯著。十堰地區(qū)斷裂伸長量高于襄陽地區(qū)，說明其煙葉纖維強度高于襄陽地區(qū)，其他地區(qū)間斷裂伸長量差異不顯著。

恩施、十堰、襄陽3個不同產區(qū)X2F等級煙葉物理特性方差分析及多重比較結果見表3，烤煙葉長、葉寬、長寬比、單葉重、全葉含梗率、平均抗張力、抗張強度和斷裂伸長量各地區(qū)間差異不顯著（P>0.05）。

綜合方差分析及多重比較結果，X2F等級煙葉各物理特性不存在差異，B2F和C3F等級煙葉地區(qū)間一些煙葉物理特性指標存在差異，通過比較可以看出，這些差異除在全葉含梗率方面十堰與恩施地區(qū)有差異，其他幾個物理特性差異指標是襄陽與十堰、恩施地區(qū)的差異。

2.2 物理特性的聚類分析

將15個產煙縣不同部位煙葉的各項物理指標的平均值用SPSS軟件對煙葉長、寬、長寬比、單葉重、全葉含梗率、平均抗張力、抗張強度、斷裂伸長量進行標準化處理，運行系統(tǒng)聚類分析并得到聚類圖1，煙葉的各項物理指標通過聚類分析聚為兩類，第1類包括竹山、竹溪、鄖西、宣恩、咸豐、南漳、建始、保康、恩施、鶴峰、巴東、房縣和利川，煙葉長寬比較大；棗陽和襄州歸為第2類，煙葉葉寬較寬，單葉重較重。從本研究烤煙物理特性的比較中可知，烤煙物理特性的差異主要是襄陽與十堰、恩施的差異，聚類的結果與這一結論有一定一致性；但襄陽地區(qū)與十堰、恩施的差異，主要由襄州和棗陽地區(qū)的煙葉葉寬較寬，長寬比較小，單葉重較重差異造成的，而襄陽地區(qū)中的?？蹬c南漳兩縣數(shù)據(jù)與十堰、恩施各縣聚類在一起。

2.3 物理特性變化規(guī)律

湖北烤煙煙葉各部位不同物理特性指標統(tǒng)計分析見表4。結果表明，不同物理特性指標的變異系數(shù)不同。其中單葉重的變異最大，變異系數(shù)為32.44%；其次是抗張強度，變異系數(shù)為27.25%；再者是長寬比、平均抗張力、葉寬、斷裂伸長量，變異系數(shù)分別為16.11%，15.10%，12.64%，10.69%；變異較小的是葉長和全葉含梗率，變異系數(shù)分別為9.08%，8.18%。表明湖北烤煙物理特性在單葉重和抗張強度方面的差異程度較大。

將不同等級煙葉物理特性做方差分析及多重比較結果如表5所示。從表5可知，部位間煙葉葉長、長寬比、單葉重存在顯著差異（P<0.05），其他指標在部位間差異不顯著（P>0.05）。從多重比較結果可知，葉位升高，葉長變長，長寬比變大，煙葉葉形越狹長；且葉位升高單葉重變重。

3 討 論

將15個產煙縣按行政區(qū)劃分為恩施、十堰、襄陽3個種植區(qū)，對3個種植區(qū)的烤煙物理特性進行方差分析，結果在X2F等級烤煙比較中，3個種植區(qū)間烤煙物理特性不存在差異。而B2F和C3F等級烤煙中，3個地區(qū)烤煙物理特性比較結果顯示，除在全葉含梗率方面十堰與恩施地區(qū)有差異，其他幾個物理特性差異指標是襄陽與十堰、恩施地區(qū)的差異，襄陽地區(qū)烤煙葉寬、單葉重比十堰、恩施地區(qū)高，長寬比小于十堰和恩施地區(qū)。并且系統(tǒng)聚類結果和物理特性結果有一定程度一致性，聚類結果為第1類包括竹山、竹溪、鄖西、宣恩、咸豐、南漳、建始、?？怠⒍魇?、鶴峰、巴東、房縣、利川，第2類包括棗陽、襄州。即襄陽地區(qū)的?？?、南漳和十堰、恩施的產煙縣聚在一起，而襄州、棗陽單獨聚為一類。楊虹琦等[8]研究指出生態(tài)條件對物理特性有一定影響，本研究中湖北產區(qū)間烤煙物理特性的差異和聚類的結果可能是由于種植區(qū)的生態(tài)差異造成：恩施、十堰以及襄陽地區(qū)的?？?、南漳屬于山地生態(tài)區(qū)，襄州、棗陽屬于鄂北崗地。

薛超群等[17]指出，煙草物理特性中單葉重變異最大，本研究也得出相同的規(guī)律。本研究中所觀察到的8項物理特性指標中變異從小到大的排列順序是：全葉含梗率<長<斷裂伸長量<寬<平均抗張力<長寬比<抗張強度<單葉重，其中單葉重和抗張強度變異程度較大，變異較大的種植區(qū)環(huán)境條件有差異。閆鐵軍等[18]在烤煙物理特性差異分析中表明葉位是影響物理特性的第一要素，本研究與閆鐵軍等的研究結果基本一致。從方差分析及多重比較結果可知，葉長、長寬比、單葉重與葉位有相關性，這種相關性很可能是不同葉位的生長發(fā)育時期不同所致。

本研究對湖北烤煙主產區(qū)煙葉物理特性做了一個初步了解，并根據(jù)試驗分析結果對生態(tài)條件對物理特性的影響做了推測。生態(tài)條件對烤煙物理特性的影響還需要考慮光照、溫度、栽培條件以及品種等，郭建華等[19]將國產與進口煙物理特性做比較后明確了國產煙的定位，而在后續(xù)的研究中還應將湖北烤煙與鄰近省份以及進口煙的物理特性做比較，以便對湖北烤煙的物理特性有更加準確的定位，為提升湖北烤煙物理特性做參考。

4 結 論

本研究通過對恩施、十堰、襄陽三地的烤煙物理特性比較可知，在B2F和C3F等級中，襄陽烤煙的單葉重、葉寬值均高于恩施與十堰地區(qū)，長寬比小于恩施與十堰地區(qū)，十堰地區(qū)含梗率低于恩施地區(qū)。X2F等級三地沒有差異。隨葉位升高，葉長、單葉重、長寬比增大。在對湖北主產區(qū)烤煙物理特性有了更加清晰的了解基礎上，進一步研究生態(tài)環(huán)境對煙葉物理特性的影響對于提升湖北烤煙物理特性指標具有重要的指導意義。

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