Analysis of Differences and Usability of Chemical Components in Flue-cured Tobacco from Different Production Areas of Shandong Province

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

Abstract

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

XIONG Ying, YANG Junjie, JIANG Jiazhu, LI Qiang, WANG Yong, ZHANG Yang, DONG Xiaowei, ZHANG Dongdong. Analysis of Differences and Usability of Chemical Components in Flue-cured Tobacco from Different Production Areas of Shandong Province[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2026, 42(4): 210-218.

Figures/Tables 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