山东省不同产区烤烟化学成分差异性及可用性分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0668

摘要/Abstract

摘要：

针对山东烟区不同产区烤烟化学成分协调性不足、可用性差异不明的问题，优化生产管理与工业利用，以潍坊、临沂、济南、淄博、日照、青岛6个烟区20个产区B2F、C3F等级初烤烟叶为材料，测定其总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾离子及氯离子含量，通过多重比较、聚类分析解析区域与等级差异，结合模糊数学计算化学成分可用性指数(CCUI)并评估其质量等级。结果显示：（1）山东烟区B2F烟叶总糖含量总体处于最优区间(21.60%)，烟碱含量偏高(2.82%)，还原糖、总氮、钾离子、氯离子含量总体低于最优区间；C3F还原糖含量处于最优区间(24.99%)，总糖含量总体略高于最优区间，总氮、烟碱、钾离子、氯离子含量总体低于最优区间；B2F烟叶总糖和还原糖含量显著低于C3F，而总氮和烟碱含量显著高于C3F，两等级烟叶钾离子、氯离子含量无显著差异。（2）山东烟区烤烟各项化学成分变异系数较高（B2F为12.91%~42.68%，C3F为10.89%~48.57%），其中烟碱、钾离子、氯离子变异系数均超20%，整体波动显著。（3）不同产区间烤烟化学成分及CCUI存在显著差异，聚类分析显示，不同产区烤烟化学成分未呈现显著的地理分异特征。（4）部分产区烤烟CCUI存在低值化倾向，双等级较低及以下等级占比达32.49%~36.50%，总氮、钾离子和氯离子含量不足为共性限制因子。综上，山东部分产区烤烟化学成分协调性不足，产区与等级差异显著，生产管理对品质影响强于生态因子。未来需通过精准养分调控（补氮、钾、氯）与标准化生产，提升化学成分协调性，为工业配方提供优质原料。

关键词: 山东省, 烤烟, 产区, 常规化学成分, 多重比较, 聚类分析, 化学成分可用性指数

Abstract:

To investigate the differences and usability of chemical components in flue-cured tobacco from different production areas of Shandong Province, B2F and C3F grade flue-cured tobacco samples from 20 production areas in six regions (Weifang, Linyi, Jinan, Zibo, Rizhao, and Qingdao) were analyzed. The contents of total sugar, reducing sugar, total nitrogen, nicotine, potassium, and chloride were determined. Regional differences were analyzed through multiple comparisons and cluster analysis, while the chemical component usability index (CCUI) was calculated using fuzzy mathematics to evaluate quality grades. The results showed that: (1) The total sugar content of B2F tobacco was within the optimal range, but reducing sugar, total nitrogen, potassium, and chloride were below optimal levels, with nicotine content exceeding thresholds. C3F tobacco exhibited slightly higher total sugar and optimal reducing sugar, but insufficient total nitrogen, nicotine, potassium, and chloride. The B2F grade tobacco exhibited significantly lower total sugar and reducing sugar content compared to the C3F grade, while its total nitrogen and nicotine content were significantly higher. No significant differences were observed in potassium and chloride content between the two grades. (2) High coefficients of variation (CV) were observed in chemical components (B2F: 12.91%-42.68%; C3F: 10.89%-48.57%), with nicotine, potassium, and chloride CV exceeding 20%, indicating pronounced fluctuations. (3) Flue-cured tobacco exhibited significant differences in chemical components and usability among different production areas, yet cluster analysis revealed no distinct geographical differentiation patterns. (4) In some production areas, flue-cured tobacco exhibits a low-value tendency in CCUI, with insufficient total nitrogen, potassium, and chloride content being common limiting factors. In summary, in some tobacco production areas in Shandong Province, flue-cured tobacco exhibits insufficient chemical coordination. Targeted optimization of nitrogen, potassium, and chloride nutrient management, along with standardized cultivation practices, should be implemented to enhance quality.

Key words: Shandong Province, flue-cured tobacco, production areas, routine chemical components, multiple comparisons, cluster analysis, chemical component usability index

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图/表 10

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项目	总糖/%	还原糖/%	总氮/%	烟碱/%	氮碱比	糖碱比	氯离子/%	钾离子/%	钾氯比
隶属度函数类型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	S型	S型
下临界值(x₁)	10.00	12.00	1.10	1.20	0.55	4.00	0.10	0.80	0.80
最优区间下限值(x₂)	20.00	23.00	2.00	2.10	0.95	10.50	0.30	—	—
最优区间上限值 (x₃)	28.00	26.00	2.30	2.40	1.05	11.50	0.80	—	—
上临界值(x₄)	35.00	33.00	3.40	3.50	1.45	17.00	1.00	2.50	8.00
权重系数/%	4.70	19.60	10.60	38.90	7.10	14.90	1.30	1.40	1.50

项目	总糖/%	还原糖/%	总氮/%	烟碱/%	氮碱比	糖碱比	氯离子/%	钾离子/%	钾氯比
隶属度函数类型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	抛物线型	S型	S型
下临界值(x₁)	10.00	12.00	1.10	1.20	0.55	4.00	0.10	0.80	0.80
最优区间下限值(x₂)	20.00	23.00	2.00	2.10	0.95	10.50	0.30	—	—
最优区间上限值 (x₃)	28.00	26.00	2.30	2.40	1.05	11.50	0.80	—	—
上临界值(x₄)	35.00	33.00	3.40	3.50	1.45	17.00	1.00	2.50	8.00
权重系数/%	4.70	19.60	10.60	38.90	7.10	14.90	1.30	1.40	1.50

烤烟等级	指标	总糖	还原糖	总氮	烟碱	钾离子	氯离子
B2F	平均值±标准差	21.60±3.82	19.56±2.97	1.72±0.22	2.82±0.57	1.70±0.44	0.26±0.11
	中位数	21.35	19.50	1.73	2.74	1.65	0.25
	变幅	12.50~35.60	11.10~29.20	1.17~2.31	1.54~4.35	0.88~3.31	0.07~0.69
	变异系数	17.70	15.20	12.91	20.19	25.74	42.68
	小于最优区间下限值频率	37.26	87.90	90.76	7.32	95.54	65.61
	位于最优区间频率	57.96	9.55	8.60	15.92	4.46	34.39
	大于最优区间上限值频率	4.78	2.55	0.64	76.75	—	0
C3F	平均值±标准差	28.31±3.40	24.99±2.72	1.32±0.15	1.79±0.40	1.71±0.51	0.27±0.13
	中位数	28.20	25.00	1.32	1.77	1.60	0.27
	变幅	16.10~37.20	13.50~31.80	1.01~1.69	1.00~2.84	0.76~3.43	0.07~0.84
	变异系数	12.01	10.89	11.24	22.23	29.99	48.57
	小于最优区间下限值频率	0.76	19.01	100.00	79.85	92.40	61.98
	位于最优区间频率	46.39	46.01	0	12.17	7.60	37.26
	大于最优区间上限值频率	52.85	34.98	0	7.98	—	0.76

烤烟等级	指标	总糖	还原糖	总氮	烟碱	钾离子	氯离子
B2F	平均值±标准差	21.60±3.82	19.56±2.97	1.72±0.22	2.82±0.57	1.70±0.44	0.26±0.11
	中位数	21.35	19.50	1.73	2.74	1.65	0.25
	变幅	12.50~35.60	11.10~29.20	1.17~2.31	1.54~4.35	0.88~3.31	0.07~0.69
	变异系数	17.70	15.20	12.91	20.19	25.74	42.68
	小于最优区间下限值频率	37.26	87.90	90.76	7.32	95.54	65.61
	位于最优区间频率	57.96	9.55	8.60	15.92	4.46	34.39
	大于最优区间上限值频率	4.78	2.55	0.64	76.75	—	0
C3F	平均值±标准差	28.31±3.40	24.99±2.72	1.32±0.15	1.79±0.40	1.71±0.51	0.27±0.13
	中位数	28.20	25.00	1.32	1.77	1.60	0.27
	变幅	16.10~37.20	13.50~31.80	1.01~1.69	1.00~2.84	0.76~3.43	0.07~0.84
	变异系数	12.01	10.89	11.24	22.23	29.99	48.57
	小于最优区间下限值频率	0.76	19.01	100.00	79.85	92.40	61.98
	位于最优区间频率	46.39	46.01	0	12.17	7.60	37.26
	大于最优区间上限值频率	52.85	34.98	0	7.98	—	0.76

产区	总糖	还原糖	总氮	烟碱	钾离子	氯离子
潍坊临朐	25.30±3.74b	23.94±2.36ab	1.63±0.14fghij	2.54±0.27def	1.19±0.10g	0.17±0.03fg
潍坊青州	23.76±3.47bcd	21.36±1.96bcde	1.60±0.15ghij	2.45±0.26defg	1.80±0.34bcd	0.19±0.08efg
潍坊安丘	17.18±1.61h	16.41±1.39gh	2.05±0.21a	3.55±0.36a	1.59±0.23cdefg	0.24±0.05cdef
潍坊昌乐	20.59±2.10defg	18.97±1.86defg	1.81±0.12bcdef	2.81±0.31cd	2.15±0.31ab	0.28±0.10bcde
潍坊诸城	20.55±2.80efg	18.85±2.74efg	1.66±0.12defghi	2.81±0.29cd	1.76±0.35bcde	0.22±0.05def
临沂沂水	18.32±1.99gh	17.90±1.93fgh	1.94±0.14ab	3.69±0.34a	1.81±0.33bcd	0.25±0.08cdef
临沂兰陵	20.05±1.99efgh	19.48±2.06def	1.83±0.12bcd	3.07±0.32bc	1.74±0.47bcde	0.41±0.10a
临沂蒙阴	20.78±2.16defg	19.18±1.81def	1.64±0.11efghij	2.63±0.28de	2.40±0.39a	0.17±0.05fg
临沂平邑	24.50±2.16bc	21.37±1.53bcde	1.77±0.09bcdefg	2.47±0.21defg	1.64±0.27cdef	0.39±0.11a
临沂沂南	19.15±1.44fgh	18.47±1.37fgh	1.76±0.09bcdefg	2.73±0.17cde	1.86±0.50bcd	0.31±0.08abcd
济南莱芜	25.53±2.27b	21.59±2.64bcd	1.56±0.20hij	2.20±0.50fgh	1.49±0.29defg	0.30±0.11abcd
济南钢城	22.83±2.95bcde	17.95±2.49fgh	1.69±0.15cdefgh	3.72±0.46a	1.54±0.28cdefg	0.31±0.09abcd
淄博淄川	24.84±1.75bc	21.26±1.40cde	1.31±0.09k	2.37±0.23efgh	1.17±0.18g	0.11±0.01g
淄博沂源	25.29±2.97b	20.30±1.85def	1.36±0.13k	2.56±0.28def	1.28±0.24fg	0.26±0.06bcdef
日照五莲	29.25±4.04a	26.17±1.89a	1.49±0.13ijk	1.95±0.24h	1.36±0.16efg	0.17±0.03fg
日照岚山	23.97±2.32bc	19.20±1.97def	1.76±0.10bcdefg	3.34±0.22ab	1.44±0.21defg	0.36±0.08ab
日照莒县	25.20±2.75b	23.48±2.24bc	1.45±0.18jk	2.05±0.44gh	1.25±0.16fg	0.16±0.05fg
青岛平度	21.96±2.49cdef	19.64±2.73def	1.73±0.15cdefgh	2.59±0.52def	1.44±0.27defg	0.34±0.12abc
青岛黄岛	19.63±2.04fgh	18.87±2.04efg	1.82±0.22bcde	2.74±0.18cde	1.75±0.17bcde	0.11±0.02g
青岛胶州	17.62±1.41gh	15.86±1.28h	1.85±0.13bc	2.79±0.30cde	1.93±0.35bc	0.28±0.07bcde