张莉 李虎 钱建财 范幸龙 李春顺 李强
摘 要：為揭示与宁远烟区浓香型烟叶风格特征形成密切相关的生态因子，以宁远烟区1991—2020年连续气象观测数据，应用非线性多项式拟合回归方法分析其影响烟叶生长发育和品质形成的主要限制因子（日均气温、日均照时数、日均降水量和日均相对湿度）的变化特征。结果表明：（1）宁远县烟区烤烟苗期日均气温平均值为（8.85±1.70） ℃，日照时数平均值为（2.40±0.76） h，日均降水量和日均相对湿度均在较大波动中缓慢上升。（2）伸根期日均气温平均值为（17.09±2.87） ℃，3月底稳定升至15℃；
日均日照时数和日均降水量均在较大波动中逐渐增加，日均相对湿度在较大波动中逐渐降低。（3）旺长期“光、温、水”同步增加，日均气温、日均降水量、日均日照时数和日均相对湿度平均值分别为（23.98±1.22） ℃、（7.38±2.46） mm、（4.34±0.68） h、（80.70 ±1.38）%，但后3个气象因子波动较大。（4）成熟期日均气温和日照时数增速先快后慢，其平均值分别为（27.68±1.00） ℃、（6.30±1.24） h；
日均降水量和日均相对湿度均在较大波动中缓慢下降。综上所述，宁远烟区苗期和伸根前期“低温寡照”的气候特征是烟草生长发育的主要限制因子；
伸根后期和旺长期的光照、气温和相对湿度适宜，且同步增加，为烟叶物质积累和品质形成创造了优良的生态条件；
成熟期“高温低湿”的气候特征有利于烟叶的成熟，是彰显宁远烟区浓香型烟叶风格特征的主要生态因子之一。
关键词：宁远；
烤烟；
生育期；
气候特征
中图分类号：S162.5+4 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2023.08.004
Analysis of the Climate Characteristics during Growth Period of the Strong Flavor Type Tobacco Leaves in Ningyuan Tobacco Growing Area
ZHANG Li1， LI Hu2， QIAN Jiancai2， FAN Xinglong2*， LI Chunshun1， LI Qiang3
（1. China Tobacco Jiangsu Industrial Company Limited， Nanjing， Jiangsu 210019， China; 2. Yongzhou Branch of Hunan Provincial Tobacco Company， Yongzhou， Hunan 423000， China; 3.College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128， China）
Abstract：
In order to reveal the ecological factors that are closely related to the formation of the strong flavor type tobacco leaves in Ningyuan country. Based on the continuous meteorological observation data from 1991 to 2020 in Ningyuan tobacco growing area， the change characteristics of the daily average temperature、daily average sunshine hours、daily average precipitation and daily average relative humidity were analyzed with a nonlinear polynomial regression method， which were the main limiting factors affecting the growth， development and quality formation of tobacco leaves. The results showed that：（1） In seedling stage of flue-cured tobacco，the average daily average temperature of flue-cured tobacco was （8.85±1.70） ℃， and the average sunshine hours was （2.40±0.76） h. The average daily precipitation and average daily relative humidity rised slowly in large fluctuations. （2） In the root spreading stage of flue-cured tobacco， the average daily temperature at root extension stage was （17.09±2.87） ℃， and rose steadily to above 15 ℃ at the end of March; the daily average sunshine hours and the daily average precipitation increased gradually in large fluctuations， and daily average relative humidity decreased gradually in large fluctuations.（3） In the rapid growth stage of flue-cured tobacco，the "light， temperature and precipitation" increased synchronously. The average values of daily average temperature， daily average precipitation， daily average sunshine hours and daily average relative humidity were （23.98±1.22） ℃， （7.38±2.46） mm， （4.34±0.68） h and （80.70±1.38）%， respectively， but the fluctuation of the latter three fluctuate was larger. （4） In the maturing stage of flue-cured tobacco，the growth rate of daily average temperature and daily average sunshine hours is first fast and then slow， and their average values are （27.68±1.00） ℃ and （6.30±1.24） h， respectively. The daily average precipitation and daily average relative humidity decreased slowly with large fluctuations. In conclusion， the climatic characteristics of "low temperature and less sunshine" at seedling stage and early root spreading stage were in limiting factors for tobacco growth and development. The daily average temperature、daily average sunshine hours and daily average relative humidity at the late root spreading stage and the rapid growth stage were suitable and increased simultaneously， which created excellent ecological conditions for the material accumulation and quality formation of tobacco leaves. The climate characteristic of "high temperature and low humidity" in the maturing stage was conducive to the maturity of tobacco leaves， which was one of the main ecological factors that highlight the style characteristics of the strong flavor type tobacco leaves in Ningyuan country.
Key words：
Ningyun; flue-cured tobacco; growing period; climate characteristics
生态环境影响烟草生长发育和品质，决定风格特征[1]。大量研究表明，烟草生育期内的气象因子与烟叶风格特征和品质的形成密切相关[2-4]。陈颐等[5]研究表明，成熟期的“焚风逼熟”与“高温逼熟”现象是赋予湖南南部烤烟浓香型烟叶风格特色的重要气象因素。冯浪[6]研究表明，四川盐源县高海拔烟区移栽期的干旱、低温显著影响烤后烟叶的品质。张环纬[7]研究表明，福建龙岩烟区烤烟的钾和烟碱含量分别与3月份的降雨量和4月份的气温呈极显著正相关关系；
福建南平烟区4月份日照时数极显著影响烤烟总糖和淀粉含量。张波等[8]研究表明，四川凉山烟区烤烟旺长期的空气温湿度、日照时数和降水量显著影响烟叶钾含量。杨园园等[9]研究表明，我国浓香型烟叶的焦香、正香甜与成熟期日均气温呈显著正相关，焦香甜与大田生育期的降水量正相关。
宁远县是湖南典型浓香型烤烟种植大县。烟叶品质优良、浓香型风格特征突出，深受卷烟工业企业喜欢。宁远烤烟每年种植面积约5 000 hm2，年产烟叶12 000 t，是巩固脱贫攻坚成果和实现乡村振兴的重要产业。宁远烟区四面环山、海拔落差大，山地立体气候特征明显，昼夜温差大，同时又受亚热带季风影响，雨热同期、空气湿润、降水充沛，光温丰富。正是其独特优越的生态条件为其优质烟叶生产提供了保障。生态因子决定烟叶特色，然而关于宁远烟区烤烟生育期气候特征的研究还鲜见报道。因此，本研究以宁远县连续30年的气象数据为依据，应用非线性多项式拟合回归方法，分析宁远烤烟生育期气候的特征，揭示主要气象因子对烟叶生长发育、烟叶品质和风格特征的影响，以期更加合理、有效地利用气候资源为其优质烟叶生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
宁远县位于湖南省永州市，介于东经110°42"～112°27"，北纬25°11"～26°08"之间，南北长104.7 km，东西宽52.2 km，土地总面积2 510 km2；
四面环山，最高海拔1 959 m，最低海拔165 m；
丘陵面积占全县面积的63%；
属于亚热带季风湿润区，夏季温暖湿润，降水丰沛，冬季较寒冷，气温较低。
1.2 气象资料来源
1991—2020年基础气象数据由宁远县气象局提供。烤烟生育期分为苗期、伸根期、旺长期、成熟期4个阶段。根据宁远县烤烟种植制度，其苗期为每年12月中旬到次年3月上旬，伸根期为每年3月中旬到4月下旬，旺长期为每年5月上旬到6月上旬，成熟期为每年6月中旬到7月中旬。本研究选择影响烟叶生长发育和品质形成的主要限制因子，日均气温、日均日照时数、日均降水量和日均相对湿度开展研究。
1.3 分析方法
2 结果与分析
2.1 宁远烤烟苗期气候变化特征分析
由图1可知，宁远县烤烟苗期日均气温平均值为（8.85±1.70） ℃，最低温为6.11 ℃，最高温为12.50 ℃，自1月下旬起稳步上升；
日均降水量逐渐增加，但波动较大，平均值为（2.81±1.64） mm，最低降水量为0.26 mm，最高降水量为9.52 mm；
日均日照时数呈现先下降后缓慢上升的变化趋势，波动较大，平均值为（2.40±0.76） h，最低日照时数为1.18 h，最高时数为 4.69 h；
日均相对湿度逐渐升高，平均值为（77.87±3.02） %，最低日均湿度为70.30%，最高日均湿度为83.34%。由日均气候因子与时间序列拟合的回归趋势线可知：苗期日均气温、日照时数、日均降水量和日相对湿度均呈非线性的变化趋势，且都通过了99.9%显著性检验。
2.2 宁远烤烟伸根期气候变化特征分析
由图2可知，宁远县烤烟伸根期日均气温平均值为（17.09±2.87） ℃，最低温为12.72 ℃，最高温为22.21 ℃，3月底平均气温稳定升至15 ℃以上；
日均降水量波动大，平均值为（6.24±2.25） mm，最低和最高降水量分别为2.10、12.91 mm；
日均日照时数逐渐增加，平均值为（2.78±1.07） h，最低和最高日照时数分别为0.68、4.81 h；
日均相对湿度平均值为（81.51±2.05） %，最低和最高日均相对湿度分别为76.76%、86.74%。由日均气候因子与时间序列拟合的回归趋势线可知：日均气温呈一次曲线升高，且通过了 99.9% 显著性检验；
日均降水量和日均日照时数以相似的非线性曲线变化，且分别通过了99.5% 和99.9% 显著性检验；
日均相对湿度呈非线性变化，在较大波动中缓慢下降，通过了99.9% 显著性检验。
2.3 宁远烟区烤烟旺长期气候变化的主要特征
由图3可知，宁远县烤烟旺长期日均气温平均值为（23.98±1.22） ℃，最低温为21.62 ℃，最高温为26.18 ℃；
日均降水量基本很定，但波动大，平均值为（7.38±2.46） mm，最低和最高降水量分别为2.91、14.09 mm；
日均日照时数缓慢增加，平均值为（4.34±0.68） h，最低和最高日照时数分别为2.85、5.74 h；
日均相对湿度在5月中旬之前缓慢下降，随后在较大波动中升高，平均值为（80.70±1.38）%。由日均气候因子与时间序列拟合的回归趋势线可知：日均气温呈一次曲线升高，通过了 99.9% 显著性检验；
日均降水量和日均日照时数的变化趋势基本一致，但二者均未达到99.5%著性检验；
日均相对湿度波动较大，呈非线性变化，通过了99.9% 显著性检验。
2.4 宁远烟区烤烟成熟期气候变化的主要特征
由图4可知，宁远县烤烟成熟期日均气温平均值为（27.68±1.00） ℃，日均日照时数平均值为（6.30±1.23） h，二者均在7月上旬升至最高，并保持稳定；
日均降水量在较大波动中缓慢下降，平均值为（5.40±2.97） mm，最低和最高降水量分别为0.95、14.44 mm；
日均相对湿度缓慢下降，平均值为（78.41±2.60）%。由日均气候因子与时间序列拟合的回归趋势线可知：日均气温和日均日照时数以相似的非线性曲线增加，均通过了99.9% 显著性检验；
日均降水量和日均相对湿度均逐渐降低，呈相似的非线性變化，通过了99.9% 显著性检验。
3 讨论与结论
烟草是品质作物，为烟草工业企业提供高品质的烟叶原料是烟草种植的首要目标。生态环境是烟草外观质量、理化特征的关键影响因素，是烟叶风格特征形成的决定因素之一[13-14]。烤烟是喜温植物。低温影响烟草种子萌发、烟株生长发育、内含物质的积累。苗期遭遇低温，导致花芽提早分化，出现早花的现象。研究表明，13 ℃是烟草苗期生长的最低阈值温度，22～28 ℃是烟叶大田生育期的最适温度，20～25 ℃是烟叶大田成熟期的最适温度[15]。由宁远县近30年气象数据分析可知，宁远烟区12月中旬至3月上旬，即整个苗期和伸根期前期的气温都低于13 ℃，直到4月中旬日均温才稳定在最适温度范围内。尽管通过集约化漂浮育苗技术极大地改善了烟苗萌发、生长的环境，但苗期的低温仍然延长了烟苗的成苗日数，增加了管理成本。移栽后遭遇低温，诱导早花，进而导致叶数减少。伸根期后期、旺长期，以及成熟期均在大田生育期的最适温度范围内，有利于烟叶内含物质的积累、品质的形成。因此，宁远烟区在烟草伸根期需通过营养调控技术和保温薄膜覆盖栽培技术防止烟草早花。
烟草是喜光作物，适宜的光照强度才能生产优质的烟叶。研究表明，光照不足，烟叶大而薄，机械强度弱，外观质量、物理特征和内在品质差；
强光照射，烟叶叶脉突出、组织粗糙，容易出现“粗筋暴叶”，影响烟叶品质[16-17]。宁远烟区苗期、伸根期和旺长前期的日均日照时数都低于4 h，并且波动较大，直到6月中旬，即旺长中后期、成熟期，日均日照时数才稳定高于4 h。由此可知，宁远烟区育苗至旺长前期存在光照时数偏低的不利气象条件，烟株旺长后期和成熟期光照充足，满足了烟叶生长发育和品质形成对光的需要。前期日照时数偏低主要受其地理位置和海拔落差大、四面环山的地形共同影响。独特的地理环境导致在特定时期云雾较厚，降低了光强，缩短了光照时间。
植物叶片气孔开闭与空气相对湿度密切相关。气孔开闭直接影响叶片CO2的吸收效率，进而影响植株光合产物的积累[15， 18]。宁远烟区烤烟大田生育期日均相对湿度在旺长后期（6月上旬）最高，成熟期缓慢下降，平均值78.41%～81.51%，在我国优质烤烟生产适宜湿度范围内，但波荡较大。旺长期是烟株快速生长、内涵物质积累的关键时期。宁远烟区该时期适宜的温度、湿度、光照为烟叶物质积累创造了优良的生态条件，也为其优质烟叶生产打下了物质基础。成熟期日均温、日均日照时数持续稳定升高，而日均降水量逐渐降低，形成“高温低湿”的气象条件。该气象条件导致叶片气孔打开不完全，甚至闭合，降低胞内 CO2浓度，影响光合产物的积累。这可能是宁远烟区中部烟叶还原糖含量（21.57%）低于全国平均值（26.01%）的重要原因[19-20]。成熟期“高温低湿”的气象条件有利于烟叶的成熟，是宁远烟区烟叶快速成熟落黄和品质形成的重要生态环境。
综上，宁远烟区烤烟苗期至伸根前期存在“低温寡照”的气候特征，日均气温直至3月底才稳定升至15 ℃，日均日照时数和日均降水量均在较大波动中逐渐增加；
旺长期“光温水”同步增加，日均气温、日均降水量、日均日照时数和日均相对湿度平均值分别为（23.98±1.22） ℃、（7.38±2.46） mm、（4.34±0.68） h、（80.70±1.38）%，为烟叶物质积累创造了优良的生态条件，为优质烟叶生产打下了物质基础；
成熟期日均气温和日照时数增速先快后慢，日均降水量和日均相对湿度均在较大波动中缓慢下降，形成“高温低湿”的气候特征，有利于烟叶的成熟和快速落黄，是彰显宁远烟区浓香型烟叶风格特征的主要生态因子之一。
参考文献：
[1] 吴璐， 刘晓迎. 河南烟区烤烟生育期地表温度日较差变化对烤烟化学品质指标的影响[J]. 气象与环境科学， 2020， 43（1）：
18-25.
[2] CHEN S Y， SHI Y Y， GUO Y Z， et al. Temporal and spatial variation of annual mean air temperature in arid and semiarid region in northwest China over a recent 46 year period[J]. Journal of Arid Land， 2010， 2（2）：
87-97.
[3] DAWSON J P， RACHERLA P N， LYNN B H， et al. Simulating present-day and future air quality as climate changes：
model evaluation[J]. Atmospheric Environment， 2008， 42（19）：
4551-4566.
[4] 黄中艳. 气候变化对云南烤烟种植适宜性和烟叶品质的影响[D]. 昆明：
云南大学， 2010.
[5] 陈颐， 周清明， 楊虹琦， 等. 湘南典型浓香型烟叶产区烤烟大田生育期气候特征分析[J]. 中国烟草科学， 2015， 36（4）：
56-62.
[6] 冯浪. 高海拔烟区气候变化对烤烟品质的影响及调控措施研究[D]. 雅安：
四川农业大学， 2018.
[7] 张环纬. 福建烟区烤烟品质指标比较及与气象因子的关系分析[D]. 郑州：
河南农业大学， 2019.
[8] 张波， 王树声， 史万华， 等. 凉山烟区气象因子与烤烟烟叶化学成分含量的关系[J]. 中国烟草科学， 2010， 31（3）：
13-17.
[9] 杨园园， 杨军杰， 史宏志， 等. 浓香型产区不同移栽期气候配置及对烟叶质量特色的影响[J]. 中国烟草学报， 2015， 21（2）：
40-52.
[10] 卢静波， 吴艺能. 非线性回归模型的线性变换和正交多项式回归[J]. 统计与决策， 2009（23）：
13-14.
[11] 彭新辉， 邓小华， 易建华， 等. 气候和土壤及其互作对烟叶物理性状的影响[J]. 烟草科技， 2010（2）：
48-54.
[12] 万越， 米红波， 张黎明， 等. 龙山县典型山地特色烟叶大田生育期气候特征研究[J]. 云南农业大学学报（自然科学）， 2018， 33（4）：
751-756.
[13] 邓小华， 谢鹏飞， 彭新辉， 等. 土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响[J]. 应用生态学报， 2010， 21（8）：
2063-2071.
[14] 易建华， 彭新辉， 邓小华， 等. 气候和土壤及其互作对湖南烤烟还原糖、烟碱和总氮含量的影响[J]. 生态学报， 2010， 30（16）：
4467-4475.
[15] 刘国顺. 烟草栽培学[M]. 北京：
中国农业出版社， 2003.
[16] 郑明. 光照强度对烤烟生长发育和叶片组织结构及品质影响的研究[D]. 长沙：
湖南农业大学， 2010.
[17] 云菲， 刘国顺， 史宏志. 光氮互作对烟草气体交换和部分碳氮代谢酶活性及品质的影响[J]. 作物学报， 2010， 36（3）：
508-516.
[18] LI J G， TERZAGHI W， DENG X W. Genomic basis for light control of plant development[J]. Protein & Cell， 2012， 3（2）：
106-116.
[19] 邓小华， 周冀衡， 李晓忠， 等. 湘南烟区烤烟常规化学指标的对比分析[J]. 烟草科技， 2006（9）：
22-26.
[20] 中国烟草总公司郑州烟草研究院. 中国烟草质量白皮书 2006—2010[R]. 郑州：
中国烟草总公司郑州烟草研究院， 2010.
收稿日期：2023-02-23
基金項目：江苏中烟科技项目（H202226）
作者简介：张莉（1979—），女，河南郑州人，工程师，硕士，主要从事烟叶质量评价及工业应用研究。
通讯作者简介：范幸龙（1988—），男，安徽安庆人，农艺师，硕士，主要从事基地烟叶原料研究。
猜你喜欢 气候特征宁远烤烟 湖南宁远: 稳步推进高标准农田建设今日农业(2020年18期)2020-12-14祁梦鱼摄影与摄像(2020年8期)2020-09-10烤烟上炕机械研制湖北农机化(2020年4期)2020-07-24不同追肥对烤烟品质的影响活力(2019年19期)2020-01-06木已成粥小天使·四年级语数英综合(2018年5期)2018-07-04沈山高速公路大雾气候变化特征的海陆差异现代农业科技(2016年20期)2016-12-20临夏州雷暴气候统计特征及趋势分析现代农业科技(2016年20期)2016-12-20烤烟漂浮育苗和移栽改进方法研究进展湖南农业科学(2014年18期)2014-02-27烤烟漂浮育苗不同育苗盘筛选研究湖南农业科学(2014年8期)2014-02-27
