黔西南州烤煙總氮含量時空分布特征

郭亞利　鄧小華　王少先　馬瑩　彭宇　王豐　鄧井青　胡向丹

摘要：為深入了解黔西南州煙葉總氮含量分布狀況，測定黔西南州主產(chǎn)煙區(qū)煙葉總氮含量并研究其時空分布特征。結(jié)果表明：黔西南州煙葉總氮含量變幅在1.36%～2.42%，平均值為1.78%，屬總氮含量較低煙區(qū)；貞豐縣、興義市、晴隆縣煙葉總氮含量極顯著高于興仁縣；總氮含量有逐年升高的趨勢；總氮含量空間分布有從東北部向西南部遞減的分布趨勢。

關鍵詞：烤煙；總氮；時空特征；黔西南州

中圖分類號：TS411.1，S572 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0465

0 引言

煙葉品質(zhì)主要是由其內(nèi)在的化學成分組成及含量所決定“卅。煙葉化學成分是品種、生態(tài)和栽培技術等共同作用的結(jié)果，但生態(tài)作用更為突出。不同煙區(qū)的氣候、土壤、栽培技術的差異，使煙葉化學成分也存在差異。總氮是煙葉化學成分檢測的主要指標之一，是反映煙草營養(yǎng)水平和煙葉內(nèi)在化學成分是否協(xié)調(diào)的重要質(zhì)量指標。國內(nèi)外研究熱點主要在總氮對煙葉質(zhì)量的影響和不同煙區(qū)煙葉氮素含量區(qū)域特征。付亞麗對云南煙區(qū)，陳衛(wèi)國對湖南煙區(qū)，田明慧對湘西煙區(qū)，畢慶文對恩施煙區(qū)，鄭聰對三門峽煙區(qū)的煙葉總氮含量區(qū)域特征進行了研究，而對黔西南州煙區(qū)總氮含量區(qū)域特征的研究未見報道。黔西南布依族苗族自治州（簡稱黔西南州）位于貴州省西南隅，地跨東經(jīng)104°35′—106°32′、北緯24°38′—26°11′，屬典型的低緯度高海拔山區(qū)和亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，熱量充足，雨量充沛，雨熱同季，無霜期長，有利于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉，是中國優(yōu)質(zhì)煙葉的重要產(chǎn)區(qū)之一。通過對黔西南州主產(chǎn)煙區(qū)煙葉總氮測定和統(tǒng)計分析，全面了解黔西南州煙葉總氮含量的區(qū)域特征，以期為黔西南州特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)和工業(yè)企業(yè)采購原料提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

研究田間試驗于2012年在黔西南州進行，室內(nèi)試驗在廣西大學進行。

1.2 試驗材料

在黔西南州的主產(chǎn)煙縣興義、安龍、普安、晴隆、興仁、貞豐等6縣（市）共取煙葉樣品101個。為保證研究項目的準確性和具有代表性，采用統(tǒng)一品種、統(tǒng)一栽培技術和調(diào)制工藝，在烤煙移栽后定點選取5戶可代表當?shù)睾０胃叨群驮耘嗄Ｊ降霓r(nóng)戶，由貴州省黔西南州煙草公司負責質(zhì)檢的專家按照烤煙分級國家標準，每戶抽取中部位煙葉具有代表性的C3F等級的初烤煙葉樣品5 kg。品種為各縣種植面積最大的主栽品種，主要為‘云煙87、‘云煙97、K326、‘興煙1號、‘南江3號。GPS定位，記錄取樣點的海拔高度、地理坐標（經(jīng)度、緯度）。每個樣品需填寫樣品取樣檔案。同時收集1997—2011年的黔西南州煙葉總氮含量數(shù)據(jù)。

1.3 研究方法

1.3.1 煙葉總氮測定 煙葉中總氮含量采用SKALAR間隔流動分析儀測定，檢測數(shù)據(jù)都換算成百分率。

1.3.2 統(tǒng)計分析方法 以上各種數(shù)據(jù)處理借助于Excel2003、SPSS 12.0（Statistics Package for Social Science）統(tǒng)計分析軟件進行。采用ArcGIS 9軟件的地統(tǒng)計學模塊（geostatistical analyst），以IDW法（inverse distanceweighting）插值為基本工具，繪制黔西南州中部（C3F等級）煙葉總氮含量指標空間分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉總氮含量的基本統(tǒng)計特征

優(yōu)質(zhì)煙葉總氮含量要求在1.50%～3.00%，以2.5%左右為宜。由表1可知，黔西南州煙葉總氮含量在1.36%～2.42%，平均值為1.78%，偏低。煙葉總氮含量變異系數(shù)為11.83%，屬中等強度變異。其偏度值在0附近，表明煙葉總氮含量基本符合正態(tài)分布規(guī)律。

2.2 煙葉總氮含量縣域間差異

由表1可知，6個主產(chǎn)煙縣煙葉總氮含量平均在1.65%～1.93%，均偏低。按從高到低依次為：貞豐縣、興仁縣、晴隆縣、普安縣、安龍縣、興義市；方差分析結(jié)果表明，不同縣之間差異極顯著，主要是貞豐縣、興仁縣、晴隆縣煙葉總氮含量極顯著高于興義市。不同縣煙葉總氮含量的變異系數(shù)在7.48%～11.36%，按從高到低依次為：晴隆縣、安龍縣、興仁縣、興義市、普安縣、貞豐縣；其中，貞豐縣和普安縣煙葉總氮含量的變異系數(shù)較小，屬弱變異，其他各縣屬中等強度變異。

2.3 煙葉總氮含量演變特征

由圖1可知，1997—2012年，黔西南州中部煙葉總氮含量各年份均值在1.53%～2.53%，平均值為1.90%，偏低。除2003和2004年煙葉總氮含量平均值在2.50%左右外，1999年和2010年略高于2.00%，其他各年總氮含量均在2.00%以下。將煙葉總氮含量與年份進行回歸，其方程為：y=0.016x-31.85（R²=-0.066）。黔西南州煙葉總氮在2005年前波動較大，在2005年后變化較平穩(wěn)，年度間差異少。但從總體上看，呈上升趨勢演變。

2.4 煙葉總氮含量空間分布

由圖2可知，黔西南州煙葉總氮含量空間分布有從東北部向西南部遞減的分布趨勢。以1.84%～1.94%為主要分布面積，其次是1.59%～1.71%的分布面積。在興仁縣和貞豐縣是一大片高值區(qū)，在興義市的西南部是一大片低值區(qū)。

3 結(jié)論

黔西南州煙葉總氮含量變幅在1.36%～2.42%，平均值為1.78%，較湖南煙區(qū)的平均值要低，屬總氮含量較低煙區(qū)。不同產(chǎn)煙縣煙葉總氮含量存在極顯著差異，貞豐縣、興義市、晴隆縣煙葉總氮含量極顯著高于興仁縣。不同年份煙葉總氮含量有逐年升高的趨勢，但2005年以來的煙葉總氮含量穩(wěn)定，對穩(wěn)定煙葉質(zhì)量起到了重要作用。煙葉總氮含量空間分布有從東北部向西南部遞減的分布趨勢。

4 討論

（1）煙葉含氮化合物（以總氮含量表示）主要有葉綠素、氨基酸、煙堿和蛋白質(zhì)等，這類化合物在卷煙燃吸時熱裂解可產(chǎn)生吡啶、酰胺及其衍生物，使煙氣多呈堿性，并產(chǎn)生強烈的辛辣味和刺激性。煙葉總氮含量過高則煙氣刺激性強、辛辣、味苦，太低則煙氣平淡無味。優(yōu)質(zhì)煙葉要求總氮含量要保持在適宜水平，一般煙葉總氮含量在1.50%～3.00%的范圍之內(nèi)較適宜。從黔西南州C3F等級的煙葉總氮含量平均為1.78%看是偏低的，屬總氮含量相對較低的煙區(qū)。

（2）煙葉總氮含量的高低主要受栽培技術措施（主要是氮素管理技術）的影響。黔西南州不同產(chǎn)煙縣煙葉總氮含量的差異說明其不同產(chǎn)地之間的氮素管理也存在差異。因此，在特色優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)中，要優(yōu)化煙葉氮素管理，不僅能夠減少氮肥用量，還可提高氮肥利用率和減少環(huán)境污染，并能夠協(xié)調(diào)煙葉的化學成分，改善煙葉的工業(yè)可用性。

（3）采用地統(tǒng)計學中IDW插值方法繪制黔西南州煙葉總氮含量空間分布圖，可預測未采樣點處的取值，估算出整個研究區(qū)域內(nèi)總氮含量值。雖然煙葉總氮含量易受品種、氣候、土壤、栽培措施的影響，且本研究的取樣點也有限，但數(shù)值矢量空間化后使黔西南州煙葉總氮含量分布一目了然，對卷煙工業(yè)企業(yè)采購原料具有一定參考價值，其研究方法也有一定借鑒意義。