基于综合赋权法的四川省烤烟化学成分可用性时空差异评价

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0411

中国农学通报 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (22): 131-138.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0411

所属专题：烟草种植与生产

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基于综合赋权法的四川省烤烟化学成分可用性时空差异评价

汪璇¹^,²(), 卞建锋³, 杨民烽³, 杜卫民³, 刘杨³, 郭仕平³, 李斌³, 刘刚才¹()

¹中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所/中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室,成都 610041
²中国科学院大学,北京 100049
³中国烟草总公司四川省公司,成都 610041

收稿日期:2020-08-28 修回日期:2021-05-27 出版日期:2021-08-05 发布日期:2021-08-26
通讯作者: 刘刚才
作者简介:汪璇,女,1998年出生,四川广元人,博士研究生,研究方向为土壤侵蚀与水土保持。通信地址:6100421 四川省成都市人民南路四段中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所2号楼,E-mail: wangxuan19@mails.ucas.ac.cn。
基金资助:
四川省科技厅重点研发项目“防止水体富营养化的紫色土坡耕地施肥的限量值及增效技术”(2021YFN0010);中国烟草总公司四川省公司科技项目“四川烟田精准施肥与水肥一体化技术研究与应用”(SCYC201707)

Evaluation of Temporal and Spatial Differences of Flue-cured Tobacco Chemical Composition Usability in Sichuan Province Based on Comprehensive Weighting Method

Wang Xuan¹^,²(), Bian Jianfeng³, Yang Minfeng³, Du Weimin³, Liu Yang³, Guo Shiping³, Li Bin³, Liu Gangcai¹()

¹Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Conservancy/ Key Laboratory of Mountain Surface Processes and Ecological Regulation, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041
²University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049
³Sichuan Company of China Tobacco Company, Chengdu 610041

Received:2020-08-28 Revised:2021-05-27 Online:2021-08-05 Published:2021-08-26
Contact: Liu Gangcai

摘要/Abstract

摘要：

为准确分析四川省烟草化学成分在时间和空间上的变异,构建新的综合赋权评价体系进行烟草化学成分可用性评价。以2010—2015、2017—2018年四川省5个市（州）的‘云烟87’上部烟叶316个样本的化学成分指标为数据集,利用隶属度函数对化学指标赋值,再通过主观、主成分、变异系数和综合赋权法,对每个指标重新赋权,从而评价烟草化学成分可用性。结果表明:（1）除钾和钾氯比2个指标外,其他绝大多数指标互为强相关。（2）四川省‘云烟87’上部烟叶还原糖、总烟碱含量偏高,氮含量和氮碱比偏低;还原糖含量处于最优范围的比例不高,但总氮、氮碱比、钾和钾氯比表现良好;整体上四川省烟草化学成分指标处于较适宜范围。（3）2010年和2017年化学成分可用性指数显著低于其他年份(P<0.05)。（4）凉山和攀枝花烟叶化学成分可用性指数明显高于宜宾(P<0.05),其中凉山表现更稳定。（5）综合赋权法相比于单一赋权法,虽然降低了烟叶化学成分可用性指数但却增大了样品间的差异性。相关性分析表明,组合赋权法结果更可靠。四川省‘云烟87’上部烟叶各化学成分指标表现良好,时空变异显著。综合赋权法增大了样品间化学成分可用性指数的变异,故更能可靠评价四川省烟草化学成分的组成特性。

关键词: 烟草, 化学成分, 可用性指数, 综合赋权, 隶属度函数

Abstract:

To analyze the temporal and spatial variations of tobacco chemical composition usability in Sichuan Province, a new comprehensive evaluation system was established to calculate the usability index of tobacco chemical components. Taking the chemical indexes of 316 samples of ‘Yunyan 87’ upper leaves from five regions of Sichuan from 2010 to 2015 and from 2017 to 2018 as data sets, the chemical indexes were reassigned by membership function. Then, each index is reweighed by subjective, principal component, coefficient of variation and comprehensive weighting method, to evaluate the usability of tobacco chemical components. The results showed that: (1) except potassium and the ratio of potassium to chlorine, most other indexes were strongly correlated with each other; (2) the contents of reducing sugar and total nicotine of tobacco leaves in Sichuan were higher than standard contents, while the content of nitrogen and the ratio of nitrogen to alkali were lower; the proportion of reducing sugar content in the optimal range was small, but the total nitrogen, nitrogen alkali ratio, potassium and potassium chloride ratio performed well; on the whole, the coordination of chemical components of tobacco in Sichuan was good; (3) the usability index of tobacco chemical components in 2010 and 2017 was significantly lower than that in other years (P<0.05); (4) the usability index of tobacco chemical components in Liangshan and Panzhihua were significantly higher than that in Yibin, and that of Liangshan was more stable; (5) compared with the single weighting method, the comprehensive weighting method reduced the comprehensive score, but increased the difference between samples. The correlation analysis shows that the combination weighting-based comprehensive evaluation method is more reliable. The chemical components of upper leaves of ‘Yunyan 87’ in Sichuan Province perform well, and the spatial and temporal variations are significant. The comprehensive weighting method could increase the variation of chemical composition usability index among samples, so it is more reliable to evaluate the chemical composition characteristics of tobacco in Sichuan Province.

Key words: tobacco, chemical constituent, usability index, comprehensive empowerment, membership function

中图分类号:

S572

汪璇, 卞建锋, 杨民烽, 杜卫民, 刘杨, 郭仕平, 李斌, 刘刚才. 基于综合赋权法的四川省烤烟化学成分可用性时空差异评价[J]. 中国农学通报, 2021, 37(22): 131-138.

Wang Xuan, Bian Jianfeng, Yang Minfeng, Du Weimin, Liu Yang, Guo Shiping, Li Bin, Liu Gangcai. Evaluation of Temporal and Spatial Differences of Flue-cured Tobacco Chemical Composition Usability in Sichuan Province Based on Comprehensive Weighting Method[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(22): 131-138.

图/表 12

参考文献 35

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指标	下临界值 x_min	最优下限值 x_a	最优上限值 x_b	上临界值 x_max
还原糖/%	11.0	22.0	24.0	32.0
总烟碱/%	1.6	2.5	2.9	3.8
糖碱比	2.0	8.0	9.0	16.0
钾/%	0.3			2.0
钾氯比	0.8			8.0
总氮/%	1.2	2.1	2.4	3.5
氮碱比	0.3	0.7	0.9	1.3
淀粉/%	3.5			7.5

指标	下临界值 x_min	最优下限值 x_a	最优上限值 x_b	上临界值 x_max
还原糖/%	11.0	22.0	24.0	32.0
总烟碱/%	1.6	2.5	2.9	3.8
糖碱比	2.0	8.0	9.0	16.0
钾/%	0.3			2.0
钾氯比	0.8			8.0
总氮/%	1.2	2.1	2.4	3.5
氮碱比	0.3	0.7	0.9	1.3
淀粉/%	3.5			7.5

指标(j)	主观赋权/%
还原糖	12.5
总烟碱	15.9
糖碱比	18.4
钾	10.2
钾氯比	7.3
总氮	10.9
氮碱比	13
淀粉	11.8

指标(j)	主观赋权/%
还原糖	12.5
总烟碱	15.9
糖碱比	18.4
钾	10.2
钾氯比	7.3
总氮	10.9
氮碱比	13
淀粉	11.8

化学指标	主观赋权	变异系数赋权	主成分赋权	综合赋权
还原糖	12.50	7.03	12.47	7.41
总烟碱	15.90	10.09	14.52	15.76
糖碱比	18.40	16.18	13.98	28.15
钾	10.20	8.14	10.11	5.67
钾氯比	7.30	29.66	8.08	11.84
总氮	10.90	6.54	14.24	6.87
氮碱比	13.00	7.59	13.78	9.19
淀粉	11.80	14.77	12.82	15.10

基于综合赋权法的四川省烤烟化学成分可用性时空差异评价

Evaluation of Temporal and Spatial Differences of Flue-cured Tobacco Chemical Composition Usability in Sichuan Province Based on Comprehensive Weighting Method

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项目	还原糖/%	总烟碱/%	糖碱比	钾/%	钾氯比	总氮/%	氮碱比	淀粉/%
最小值	15.2	1.54	3.2	0.82	1.3	1.47	0.44	1.45
最大值	35.42	5.42	20.6	2.54	54.5	3.05	1.2	11.66
均值	26.75	3.09	9.26	1.75	9.65	2.18	0.72	4.2
变异系数	0.145	0.209	0.335	0.168	0.613	0.135	0.157	0.305

	还原糖	总烟碱	糖碱比	钾	钾氯比	总氮	氮碱比	淀粉
还原糖	1	-0.706^**	0.840^**	-0.190^**	0.003	-0.610^**	0.419^**	0.451^**
总烟碱		1	-0.926^**	0.101	-0.084	0.682^**	-0.759^**	-0.449^**
糖碱比			1	-0.159^**	0.041	-0.697^**	0.692^**	0.494^**
钾				1	0.417^**	0.128^*	-0.042	-0.069
钾氯比					1	-0.098	0.02	0.111^*
总氮						1	-0.074	-0.556^**
氮碱比							1	0.143^*
淀粉								1

项目	年份	还原糖/%	总烟碱/%	糖碱比	钾/%	钾氯比	总氮/%	氮碱比	淀粉/%
含量及大小	2010	25.19±4.47c	3.26±0.88ab	8.65±3.82b	1.75±0.26b	10.47±8.86ab	2.24±0.30ab	0.72±0.13b	4.28±2.16ab
	2011	26.06±2.46bc	2.84±0.52b	9.53±2.22ab	1.56±0.26c	7.85±4.90b	2.11±0.21b	0.76±0.14ab	3.96±0.83b
	2012	29.80±3.16a	2.88±0.56b	10.90±3.04a	1.66±0.24bc	10.31±4.07ab	2.29±0.37a	0.81±0.12a	4.08±0.85b
	2013	27.28±3.21b	3.01±0.57b	9.47±2.37ab	1.69±0.30bc	11.11±6.39ab	2.18±0.28ab	0.73±0.07b	4.40±0.90ab
	2014	27.45±4.50b	3.08±0.58b	9.45±3.19ab	1.70±0.23bc	8.48±4.15b	2.19±0.26ab	0.72±0.09b	3.35±0.90c
	2015	25.91±3.73bc	3.04±0.40b	9.10±1.86b	1.74±0.28b	7.22±3.10b	2.26±0.17a	0.75±0.09b	3.63±0.92b
	2017	27.67±3.72b	3.41±0.58a	8.04±2.31b	1.77±0.34b	9.70±5.65ab	2.23±0.26ab	0.66±0.07c	4.28±0.86ab
	2018	26.37±4.04bc	3.38±0.47ab	8.09±2.45b	1.91±0.31a	11.73±5.63a	2.06±0.22b	0.62±0.08c	4.80±1.09a
得分	2010	0.64±0.32a	0.48±0.44b	0.62±0.29b	0.84±0.12ab	0.83±0.22ab	0.89±0.15ab	0.90±0.13b	0.75±0.33b
	2011	0.69±0.22a	0.72±0.30a	0.78±0.19ab	0.74±0.15c	0.73±0.27b	0.90±0.10ab	0.94±0.10a	0.84±0.14ab
	2012	0.30±0.33c	0.70±0.36ab	0.62±0.30b	0.79±0.13b	0.91±0.17a	0.84±0.21b	0.96±0.13a	0.83±0.17ab
	2013	0.54±0.30ab	0.70±0.34ab	0.77±0.22ab	0.81±0.15b	0.90±0.21a	0.89±0.13ab	0.97±0.06a	0.75±0.16b
	2014	0.51±0.42ab	0.63±0.41ab	0.65±0.22b	0.82±0.13b	0.81±0.23ab	0.90±0.14ab	0.94±0.10a	0.93±0.15a
	2015	0.62±0.28a	0.63±0.35ab	0.76±0.20ab	0.83±0.14b	0.71±0.28b	0.93±0.13a	0.96±0.07a	0.88±0.17a
	2017	0.49±0.36b	0.54±0.36b	0.65±0.34b	0.87±0.15ab	0.88±0.22a	0.81±0.23b	0.92±0.10a	0.68±0.28b
	2018	0.60±0.33ab	0.42±0.32b	0.80±0.21a	0.90±0.13a	0.91±0.21a	0.87±0.16ab	0.80±0.15c	0.67±0.27b

项目	地区	还原糖/%	总烟碱/%	糖碱比	钾/%	钾氯比	总氮/%	氮碱比	淀粉/%
含量及大小	凉山	28.69±2.81a	2.93±0.52c	10.19±2.47a	1.72±0.32b	10.21±6.40a	2.13±0.24c	0.75±0.13a	4.33±1.33a
	泸州	23.72±2.76c	3.65±0.44a	6.66±1.47b	1.78±0.30ab	9.34±5.13a	2.29±0.20b	0.63±0.05b	3.71±0.75b
	攀枝花	27.52±2.72b	2.87±0.46c	9.92±2.46a	1.63±0.24b	8.46±5.84a	2.14±0.24c	0.75±0.09a	4.35±1.03a
	宜宾	23.37±4.42c	3.67±0.76a	6.81±2.48b	1.83±0.28ab	9.96±4.68a	2.44±0.33a	0.68±0.09b	3.63±1.56b
	广元	24.28±2.89c	3.32±0.56b	7.71±2.60b	1.84±0.21a	9.33±5.50a	2.20±0.28bc	0.67±0.07b	3.96±1.35ab
得分	凉山	0.41±0.31d	0.70±0.32a	0.72±0.26a	0.83±0.15ab	0.86±0.22a	0.88±0.16b	0.93±0.12b	0.76±0.25b
	泸州	0.84±0.18a	0.31±0.36c	0.73±0.21a	0.83±0.15ab	0.81±0.27ab	0.94±0.11a	0.85±0.10c	0.86±0.18a
	攀枝花	0.53±0.29c	0.73±0.29a	0.70±0.29a	0.81±0.14b	0.75±0.27b	0.88±0.17b	0.97±0.07a	0.78±0.23ab
	宜宾	0.67±0.29b	0.32±0.37c	0.61±0.28a	0.88±0.12a	0.89±0.22a	0.80±0.21c	0.91±0.13b	0.80±0.29ab
	广元	0.76±0.29ab	0.48±0.34b	0.71±0.26a	0.86±0.12ab	0.77±0.26b	0.85±0.22bc	0.92±0.10b	0.77±0.28ab

项目	主观赋权	主成分赋权	变异系数赋权	综合赋权
最小值	0.327	0.357	0.313	0.278
最大值	0.991	0.991	0.995	0.994
均值	0.748	0.758	0.769	0.742
变异系数	0.165	0.155	0.160	0.184

	主观赋权	主成分赋权	变异系数赋权	综合赋权
主观赋权	1	0.996^**	0.850^**	0.978^**
主成分赋权		1	0.860^**	0.967^**
变异系数赋权			1	0.884^**
综合赋权				1

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