基于指数和法的皖南烤烟主要化学成分协调性分析

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　　摘  要：为明确皖南不同乡镇烤烟主要化学成分协调性情况，利用随机取样的方法采集10个乡镇的304份烤烟样品，采取指数和法对主要化学成分进行赋值，并进行差异性分析、简单相关分析和系统聚类。结果表明，皖南烟区烤烟常规化学成分之间有明显的差异，在10个乡镇中以寒亭、文昌化学成分得分较高;基于烤烟C3F常规化学成分综合得分的聚类分析表明，除誓节外，皖南烟区总体质量较好，差异均未达到显著水平;基于烤烟B2F常规化学成分综合得分的聚类分析分为3类，第1梯队为寒亭、洪林、文昌，第2梯队为红杨、十字、沈村、黄渡、杨柳、弋江，第3梯队为誓节。
　　关键词：烟叶;常规化学成分;相关分析;指数和法;聚类分析
　　中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）（02-03）-0024-05
　　Abstract：The aim was to clarify the coordination of main chemical components of flue-cured tobacco in different towns of Anhui Province.A total of 304 flue-cured tobacco samples from 10 townships were collected by random sampling method.The main chemical components were assigned by index sum method，and differential analysis，simple correlation analysis and system clustering were performed.The results showed that，there were significant differences between the chemical compositions of flue-cured tobacco in South Anhui tobacco-growing area，the scores of the chemical compositions of Hanting and Wenchang were higher in 10 townships;the cluster analysis based on the scores of chemical compositions of flue-cured tobacco C3F showed that Shijie was In addition，the overall quality of South Anhui tobacco area was good，and the difference had not reached a significant level;the cluster analysis based on the scores of chemical compositions of flue-cured tobacco B2F was divided into three categories，the first echelon was Hanting，Honglin and Wenchang，and the second echelon was Hongyang，Shizi，Shencun，Huangdu，Yangliu，Yijiang，the third echelon was Shijie.
　　Key words：Flue-cured tobacco;Chemical compositions;Correlation analysis;Index sum method;Cluster analysis
　　煙叶中总糖、还原糖、总植物碱、总氮、氯、钾及糖碱比、氮碱比、钾氯比等衍生指标，因其对烟叶质量的重要影响而成为烟草行业质量评价的常规指标[1-2]。针对烟叶常规化学成分特征及其可用性评价的研究较多[3-9]，但对皖南烟区烟叶化学成分的总体特征研究分析较少。笔者根据各项主要化学成分范围赋分并加权平均的方法，对皖南烟区10个不同乡镇初烤烟叶主要化学成分进行了分析评价，以期更好地了解皖南烟区烟叶化学成分主要质量特点，为生产技术调整提供参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料 烟叶样品选取具有代表性的寒亭、红杨、洪林、黄渡等10个不同乡镇的C3F、B2F烟叶样品，共304个。烟叶样品根据YC/T31-1996标准去梗，40℃烘干至恒重，粉碎后过0.45mm（40目）筛，所得烟叶粉末用于化学成分的测定。
　　1.2 测定方法 采取Thermo Fisher ANTARIS II 近红外光谱仪测定烟叶的总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯、pH含量。
　　1.3 赋值方法 烟叶样品化学成分得分赋值方法依据中国烟草总公司郑州烟草研究院2017年《烤烟新品种工业评价方法》，采用指数和法评价烤烟化学成分协调性综合情况。烤烟化学成分综合评价公式：
　　[P=Ci×Pi]
　　式中，P代表烤烟化学成分协调性综合指数，Ci为第i个化学成分指标量化分值，Pi为第i个化学成分指标相对权重。
　　1.4 数据分析 采用Duncan’S multiple range test分析不同等级和地区间的常规化学成分是否存在显著差异。指标采用Excel2007和DPS7.05、SPSS 20.0统计软件进行统计分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同等级烟叶化学成分的差异性 优质烤烟化学成分的适宜值范围为：还原糖18%～22%，总糖 20%～26%，总氮1.5%～3.5%，烟碱1.5%～3.5%，氯含量0.3%～0.8%，钾含量>2%，糖碱比10～15，氮碱比≤1，钾氯比>4[8-9]。 　　C3F和B2F常规化学成分变异见表1。由表1可知，C3F常规化学成分中，氯的变异系数最大（87.83%），pH的变异系数最小（1.34%）。总体呈现氯>钾氯比>糖碱比>烟碱>钾>氮碱比>总糖>还原糖>总氮>两糖比>pH的趋势。部分样品的化学成分超出适宜值范围，氯的偏度系数绝对值最大（3.44）。还原糖、总氮、钾、氯、pH、钾氯比、两糖比、氮碱比的峰度系数大于0，为尖峭峰，数据分布较集中，其余几个化学指标的峰度系数小于0，为平阔峰，数据比较分散。
　　B2F常规化学成分中，氯的变异系数最大（67.04%），pH的变异系数最小（1.13%）。总体呈现氯>钾氯比>糖碱比>钾>总糖>还原糖>烟碱>总氮>氮碱比>两糖比>pH的趋势。部分样品的化学成分超出适宜值范围，氯的偏度系数绝对值最大（2.51）。烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比、两糖比、氮碱比的峰度系数大于0，为尖峭峰，数据分布较集中，其余几个化学指标的峰度系数小于0，为平阔峰，数据比较分散。
　　C3F和B2F的氯、两糖比没有明显的差异，烟碱、总氮含量趋势为B2F>C3F，总糖、还原糖、钾、pH、糖碱比、氮碱比及钾氯比趋势为C3F>B2F，C3F总糖和还原糖含量偏高。
　　2.2 不同等级烟叶化学成分的相关性 由化学成分的相关系数矩阵可知（表2～3），烟碱与总氮显著正相关，烟碱、总氮与总糖、还原糖、糖碱比均显著负相关。总糖与还原糖显著正相关，总糖、还原糖与糖碱比均显著正相关。氯与钾、钾氯比显著负相关，其他化学成分间的相关性或正或负。
　　2.3 不同等级不同乡镇烟叶化学成分的差异性 由表4可知，不同乡镇不同等级烟叶化学成分含量之间存在一定的差异，且各个乡镇烟叶化学成分差异性也不同。
　　2.3.1 C3F等级 10个乡镇氯含量间无显著性差异。誓节烟叶烟碱、总氮、钾明显高于其余9个乡镇，总糖、还原糖、pH、糖碱比、氮碱比均明显低于其他乡镇，总糖、糖碱比与其余9个乡镇的差异均达到显著水平。红杨的钾氯比显著低于其他9个乡镇。沈村、红杨、弋江、黄渡钾含量偏低，文昌、洪林、寒亭钾含量略低于优质烟叶标准。
　　2.3.2 B2F等级 10个乡镇烟碱含量整体偏高，钾含量整体偏低。誓节烟叶烟碱含量较高（3.93%），总糖（17.87%）、还原糖（16.37%）含量较低，烟碱、总氮明显高于其余9个乡镇，总糖、还原糖、糖碱比均明显低于其他乡镇。红杨、沈村、黄渡钾含量较低，文昌、杨柳、弋江、寒亭、洪林、誓节、十字钾含量略低于优质烟叶标准。红杨的钾氯比明显低于其他9个乡镇。
　　2.4 不同等级不同乡镇烟叶化学成分指数和法综合性评价 由表5可知，不同乡镇烟叶化学成分指数和法综合得分，C3F、B2F2个等级均为文昌、寒亭得分相对较高，弋江、誓节得分相对较低。誓节地区的C3F得分显著低于其他各乡镇，B2F得分显著低于文昌、寒亭、洪林、黄渡4个乡镇。除誓节外，其余9个乡镇的B2F综合得分变异系數均高于C3F综合得分变异系数。誓节地区C3F综合得分的变异系数最高，达到14.76%;B2F综合得分的变异系数最低，为10.46%。
　　2.5 不同等级不同乡镇烟叶常规化学成分综合得分的系统聚类分析 为对烟区烟叶化学成分含量及成分协调性进行相似性分析，采用组间连接法，对10个乡镇的综合指数得分进行聚类分析，C3F结果分为2大类，B2F结果分为3大类。
　　2.5.1 C3F等级 第Ⅰ类为黄渡、十字、红杨、弋江、沈村、杨柳、洪林、文昌、寒亭，该地区烟叶的化学成分总体适宜，在皖南烟区品质较好;第Ⅱ类为誓节，该地区烟叶总植物碱、总氮含量偏高，总糖、还原糖、氮碱比偏低。
　　2.5.2 B2F等级 第Ⅰ类为红杨、十字、沈村、黄渡、杨柳、弋江，该区域烟叶烟碱含量稍高，糖含量稍低，烟叶品质总体较好;第Ⅱ类为寒亭、洪林、文昌，该地区烟叶化学成分协调性最好，在皖南烟区品质最好;第Ⅲ类为誓节，该地区烟叶总植物碱、总氮含量偏高，总糖、还原糖偏低。
　　3 小结
　　（1）通过对皖南C3F、B2F的化学成分分析，发现皖南烟区烟叶化学成分协调性总体较好，C3F总糖、还原糖含量略高，B2F具有糖分含量适宜、烟碱含量明显的特点。
　　（2）皖南烟区C3F、B2F的化学成分相关性分析均表现为：烟碱与总氮显著正相关，烟碱、总氮与总糖、还原糖、糖碱比均显著负相关。总糖与还原糖显著正相关，总糖、还原糖与糖碱比均显著正相关。氯与钾、钾氯比显著负相关。
　　（3）通过指数和法常规化学成分综合得分的聚类分析，可将皖南烟区C3F分为2类，第Ⅰ类烟叶的化学成分总体适宜，品质最好，包括黄渡、十字、红杨、弋江、沈村、杨柳、洪林、文昌、寒亭;第Ⅱ类次之，为誓节;可将皖南烟区B2F分为3类，第Ⅰ类烟叶的化学成分总体适宜，品质较好，包括红杨、十字、沈村、黄渡、杨柳、弋江;第Ⅱ类烟叶化学成分协调性最好，在皖南烟区品质最好，为寒亭、洪林、文昌;第Ⅲ类为誓节。
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　　（责编：徐世红）
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