河南烟区气候因素特征及对烟叶化学成分的影响与调控

【摘要】特色烟叶是生态条件、品种和栽培调制技术等多因素共同作用的结果,烟叶的特色是在特定的生态条件、特有的优良品种和一定的栽培调制技术下产生,并在卷烟工业使用过程中形成的,即生态决定特色,品种彰显特色,栽培调制技术保障特色。气候是生态条件中最难以人为改变和控制的因素,在生态因素中占重要地位。本研究旨在对河南主产烟区气候特点和变化趋势进行全面分析,趋利避害,实现烤烟各生育期气候资源的优化配置,为河南浓香型烟区烤烟生产提供理论依据。本研究利用44个植烟县35年气候资料分析了河南烟区总体气候特征及其变化趋势,采用隶属度函数数学模型进行气候综合评价；选择适宜气候因子,建立了烤烟气候适生性评价指标体系,进行了河南省主产烟区气候适生性评价；分析了河南气候因素与烟叶常规化学成分、致香物质的关系；以气候资源利用最大化为目标,进行了烤烟移栽期、小苗膜下移栽大田试验,主要研究结果如下：1、全面分析了河南烤烟大田生长期的总体气候特征及其年际变化规律,根据不同生育期优质烟叶对气候条件的需求,对河南主产烟区气候条件进行了评价,分别明确了各烟区不同生育期的气候限制性因子(1)河南烤烟大田生长期降雨总量变化呈缓慢上升趋势,多年平均值600.1mm,变化倾向率0.3005mm/a；相对湿度呈缓慢上升趋势,多年平均值为74.0%,变化倾向率为0.0549%/a；平均气温呈上升趋势,多年平均值为22.5℃,变化倾向率为0.0122℃/a;日照时数呈明显下降趋势,平均值为1168.9h,变化倾向率为-5.0206h/a。(2)河南烟区大田生长期降雨量表现为：豫南烟区>豫中烟区>豫西烟区,其中豫中烟区的降雨量在伸根期偏少、旺长期较适宜,成熟期偏多；豫西烟区的降雨量在伸根期、旺长期适中,成熟期较多；豫南烟区三个生育期降水量均偏多。大田生长期均温表现为：豫西烟区(22.01℃)<豫中烟区(22.18℃)<豫南烟区(22.90℃),气温上升幅度则表现为豫西(0.0168℃/a)>豫中(0.0098℃/a)>豫南(0.0061℃/a)。相对湿度在整个生育期间呈上升趋势,表现为伸根期<旺长期<成熟期。豫中、豫西和豫南各个生育期湿度上升情况不一致,豫中和豫西在伸根期上升较快,豫南在成熟期上升较快。大田生长期日照时数表现为：豫西烟区>豫中烟区>豫南烟区,均能满足优质烟叶生产的需要,下降倾斜率表现为豫南>豫中>豫西。大田生长期蒸发总量表现为：豫西>豫中>豫南,不同生育期的蒸发量均呈下降趋势,豫中和豫西烟区的下降倾斜率均为伸根期>成熟期>旺长期,而豫南烟区为成熟期>伸根期>旺长期。2、对河南主产烟区的气候适生性进行了综合评价和区划根据确定的气候适生性指标体系,对44个植烟县的气候适生性指数(CFI)进行了估算,将河南烟区划分为3个气候适生性相似区,即豫中、豫西和豫南烟区,对三个烟区CFI值的描述统计结果表明：豫西烟区(0.843)和豫中烟区(0.759)大于0.75,气候高度适宜,CFI变异系数分别为13.10%、14.41%；豫南烟区(0.739)气候适宜,CFI变异系数较大,为15.47%。3、分析了气候因素对河南烟叶常规化学成分、香气成分的影响,建立了气候因素对河南浓香型烤烟质量影响的数量模型烟叶总糖含量与伸根期湿度、成熟期降雨量呈极显著负相关；还原糖含量与大田中后期(7～8月)均温、成熟期降雨量呈负相关；烟叶总氮与伸根期均温呈负相关,与伸根期湿度、8月降雨量和湿度呈正相关；总植物碱含量与大田前期(5～6月)的日照时数负相关,与大田前期的降雨量、大田中后期的温度以及大田期湿度正相关；烟叶钾含量与大田中前期日照时数、湿度呈负相关,与大田中后期的均温呈正相关；烟叶氯含量与伸根期的降雨量呈负相关。影响烟叶中性致香物质总量的气候因子主要是成熟期降雨量、大田生长期湿度、成熟期均温、伸根期均温、5月日照时数,其作用依次递减,其中,与5月日照时数极显著负相关,与其它因素极显著正相关；影响烟叶中石油醚提取物含量的气候因子主要是大田生长期湿度、7～8月均温、伸根期日照数、大田期降雨量(伸根期、成熟期),其作用依次递减,其中,与伸根期日照时数极显著负相关,与其它因素均为极显著正相关。建立了基于气候因素的河南浓香型烟叶品质数量特征的回归方程,包括中性香味物质总量、石油醚提取物总量、烟叶糖碱比、氮碱比、钾氯比等5个回归方程。4、采用两维图论聚类分析法对烟区进行了相似性分析,兼顾了烟区地理空间上的连通性和在气候条件、烟叶化学成分、香气成分等方面的相似性分别以气候条件、化学成分、香气成分为标准进行烟区空间聚类,可将烟区分为4个气候相似区,即Ⅰ区包括洛阳、三门峡和济源,Ⅱ区包括许昌、平顶山、漯河,Ⅲ区为南阳,Ⅳ区包括信阳、驻马店、周口、商丘。发现南阳烟区的气候条件、香气成分特点与豫中烟区的相似度更高,与同处豫南烟区的信阳、驻马店相似度较低,比后两者具有更大气候资源挖掘潜力。5、根据烟区不同生育期限制性气候因子,以许昌为例,确定了适当提前移栽期、辅以小苗膜下移栽技术的气候资源调控方法,并开展了相关理论和应用研究(1)对11个理论移栽期的研究结果表明：4月30日栽期CFI值最高,4月15日、4月20日、4月25日三个栽期CFI值略低,与国外优质烟区的相似性分析结果一致。(2)许昌烟区随移栽期推迟,伸根期均温呈明显上升趋势,旺长期均温变幅不大,旺长期均温呈明显下降趋势；伸根期降雨量总体偏少,旺长期降雨量呈明显上升趋势,成熟期降雨量呈先上升后直线下降趋势；大田生长期日照时数呈明显下降趋势,而大田生长期湿度呈明显增加趋势。适当提前移栽期,可增加成熟期日照时数,减少成熟期降雨量和相对湿度,有利于烟叶落黄、采收。(3)随着移栽期的推迟,同一部位烟叶的总糖、还原糖呈下降趋势；总氮呈上升趋势；总植物碱呈先上升后下降趋势；上部、下部烟叶钾含量呈下降趋势,中部烟叶趋势不明显；上、中部烟叶氯含量呈先上升后下降趋势,下部叶则呈直线下降趋势；中性致香物质总量、新植二烯含量呈下降趋势；类胡萝卜素类、茄酮含量增加的趋势明显；苯丙氨酸类、棕色化产物类、法尼基丙酮则呈下降趋势。总体上以5月1日移栽经济性状好,香气量足。(4)采用膜下移栽方式,白色地膜在扎孔通风前可使膜内气温升高8.8℃、10cm地温升高2.8℃,扎孔通风后膜内气温比外界升高4.7℃,10cm地温升高2.2℃;4月20日移栽、30日扎孔通风、5月10日掏苗处理相当于增加烟苗伸根期的有效积温大约135℃,兼有较好的避蚜防病效果,适宜在灌溉条件好的烟区推广应用。
【作者】王海涛；
【导师】许自成；
【作者基本信息】河南农业大学，烟草学，2013，博士
【关键词】河南烟区；烤烟；气候适生性评价；品质特征；两维图论聚类；气候资源利用；

【参考文献】
[1]张娥.中西医结合治疗卵巢过度刺激综合征疗效的回顾性分析与评价[D].河南中医学院,中医妇科学,2012,硕士.
[2]高彩霞.高中数学选修课实施调研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[3]赵明礼.牛源性致病性大肠杆菌的分离鉴定及E.coli O157:H7生物学特性研究[D].东北农业大学,临床兽医学,2013,硕士.
[4]王润秋.有限元法解波动方程偏移过程中的稳定性分析[J].石油地球物理勘探,1993,06:657-665+770.
[5]贾旭平.美国伦斯勒理工学院发明新型石墨烯锂电池[J].电源技术,2012,11:1597-1598.
[6]占小平.近空间升华法制备锡硫化物薄膜及其在太阳电池中的应用[D].合肥工业大学,应用化学,2013,硕士.
[7]周德军.混合距离和角度测量的非视距识别和非视距减弱算法研究[D].华中师范大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[8]吴建军.基于用户物品成对分块的协同过滤算法[D].中国科学技术大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[9]林才照.胰腺假性囊肿的诊治分析[D].浙江大学,外科学,2004,硕士.
[10]张波.生物油对尿素SNCR过程影响的实验研究[D].华中科技大学,热能工程,2013,硕士.
[11]王之虎.甘肃省艾滋病防治策略研究[D].兰州大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[12]陈长玲.学前教育专业声乐教学模式调查与研究[D].天津音乐学院,音乐（专业学位）,2013,硕士.
[13]刘诣博.中国私募股权投资退出机制研究[D].首都经济贸易大学,金融学,2013,硕士.
[14]王海山.急性梗阻性化脓性胆管炎临床疗效分析（附128例分析）[D].大连医科大学,外科学,2012,硕士.
[15]马勇.丹红注射液防治小腿皮神经营养血管皮瓣术后血管危象的临床研究[D].福建中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2014,硕士.
[16]陈姣娣.我国大型资源型企业转型发展模式研究[D].云南财经大学,企业管理,2013,硕士.
[17]陈怡群,袁钊和,闵启超,袁晓德.偏心行星轮系插秧机构的优化设计[J].农业机械学报.1992(01)
[18]张宁.思想政治教育视角下大学生“雇佣学习”问题研究[D].牡丹江师范学院,思想政治教育,2012,硕士.
[19]李常杰.碳纳米管的MPCVD制备工艺和温度对其场发射性能的影响[D].电子科技大学,2011.
[20]刘江.高岭石粘土基纳米TiO_2的制备与光催化性能研究[D].辽宁工程技术大学,矿物加工工程,2012,硕士.
[21]张金柱,崔高峰,石海平,余吉庆.GIS铁路工务综合信息系统的应用研究[J].中国铁路.2002(08)
[22]蔡能照.基于数据驱动的第三方逆向物流电子产品回收预测研究[D].厦门大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[23]王刚.遥感图像快速傅立叶变换新算法的研究与实现[D].中国科学院研究生院（遥感应用研究所）,地图学与地理信息系统,2003,硕士.
[24]刘文钦.理工类院校青年辅导员队伍建设现状及对策研究[D].西南大学,思想政治教育,2013,硕士.
[25]李健.激光熔覆层几何特征与熔池表面张力初步研究[D].燕山大学,机械工程,2014,硕士.
[26]皋军,黄丽莉,王士同.基于局部子域的最大间距判别分析[J].控制与决策,2014,05:827-832.
[27]周宇青.妹岛和世住宅设计策略研究[D].华中科技大学,建筑学,2013,硕士.
[28]陶琳.我国教育法制建设的价值取向研究[D].陕西师范大学,教育学原理,2014,博士.
[29]何凤琴.棕色田鼠（Microtus mandarinus）和沼泽田鼠（M.fostis）性激素及其受体和Fos在脑内的表达与社会行为的关系[D].陕西师范大学,动物学,2004,硕士.
[30]刘瑞林.伊拉克外交政策中的认同因素探析[D].山西师范大学,世界史,2014,硕士.
[31]张明亮.1988～2002年开封城市景观格局变化研究[D].河南大学,自然地理学,2004,硕士.
[32]曹粲.杂质、缺陷及边缘修饰对锯齿型石墨烯纳米带输运性质的影响[D].中南大学,2012.
[33]郭云涛.基于Summer框架的数字检委会系统设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[34]吴加敏,孙连英,张德政.空间数据可视化的研究与发展[J].计算机工程与应用,2002,10:85-88.
[35]叶雷雷.力竭运动及钝挫伤对大鼠骨骼肌卫星细胞及肝细胞生长因子的影响[D].扬州大学,运动人体科学,2012,硕士.
[36]韩庚奋.浅滩地雷爆炸的损伤特点及力学机制研究[D].第三军医大学,外科学,2014,博士.
[37]张林.汉英交替传译中的主位推进模式分析[D].湖北大学,外国语言学及应用语言学,2011,硕士.
[38]杨世莉.原油与燃料油海上长期风化的特性研究[D].大连海事大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[39]孙君武.预报式模糊控制在热处理电阻炉温控中的应用[J].控制与决策,1999,03:85-89.
[40]立早.石油地球物理勘探局召开物探技术座谈会[J].石油地球物理勘探,1992,03:409.
[41]翟媛媛.填海用地空间规划的生态设计方法研究[D].大连理工大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[42]邓应波.带工艺约束的矩形优化排样研究与应用[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[43]宫晟东.有机硅改性丙烯酸环氧阴极电泳漆的制备与性能研究[D].合肥工业大学,应用化学,2013,硕士.
[44]张宇.C型凝集素受体DC-SIGN在特应性皮炎发病中的作用机制研究[D].北京协和医学院,皮肤病与性病学,2014,博士.
[45]孙晓玮.痞满、胃痛病证候、证素分布特点与幽门螺杆菌感染相关性研究[D].北京中医药大学,中医内科学,2014,硕士.
[46]梅琼.基于射线跟踪法的微蜂窝小区电波传播特性的研究[D].浙江工业大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[47]姜小飞.数控滚齿机热误差补偿技术研究[D].合肥工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[48]章燕.小组活动在对外汉语中级口语教学中的应用[D].辽宁大学,汉语国际教育,2012,硕士.
[49]杨富勇.数据挖掘技术在股票投资中的应用[D].湖南大学,软件工程,2010,硕士.
[50]桂现才,彭宏.原关联规则及其应用[J].微机发展,2005,10:35-38.