《烤烟烟叶钾含量和气象因子的关系分析》
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摘 要為了研究烟叶钾含量与气象因子的关系,利用灰色关联理论结合生产实际选出与烟叶钾含量相关的平均温度、平均湿度、平均日照时数和平均降水量等4个气象因子,并建立了烟叶钾含量（因变量）与4个气象因子（自变量）之间的3D交互效应图.单因子效应分析表明,对烟叶钾含量影响的程度依次为平均温度>平均湿度>平均日照时数>平均降水量>总日照时数>≥15 ℃有效积温>总降水量>≥25 ℃有效积温>≥20 ℃有效积温.两因子交互效应分析表明,在一定范围内,平均气温和平均湿度、平均气温和平均日照时数、平均湿度和平均日照时数、平均湿度和平均降水量、平均日照时数和平均降水量对钾含量存在协同作用;而平均气温和平均降水量对烟叶钾含量的影响在低温和高湿情况下相互独立.这些研究结果可为利用气象因素提升烤烟烟叶元素含量提供参考.
关键词烤烟;钾含量;气象因子;灰色关联分析
中图分类号S572;S162.5文献标识码A
文章编号 1007-5739（2020）03-0001-03
开放科学（资源服务）标识码（OSID）
Analysis on Relationship Between Potassium Content in Flue-cured Tobacco and Meteorogical Factors
HAO Hao-hao 1ZHANG Zheng-yang 2BI Le-le 3WANG Fa-zhan 4LI Lin 5JIA Feng 6ZHOU Quan 1LI Xiang 1 *
（1 Zhumadian Company of Henan Tobacco Company,Zhumadian Henan 463002; 2 Jiangxi Tobacco Company; 3 Huahuan International Tobacco Co.,Ltd.; 4 Tobacco College of Henan Agricultural University; 5 Hubei Zhongyan Industry Co.,Ltd.; 6 Bioengineering College,Henan University of Technology）
AbstractIn order to study the effect of meteorological factors on potassium content of tobacco,4 key meteorological factors,such as mean daily temperature（MDT）,mean relative humidity（MRH）,mean sunshine hours（MSH）,and mean precipitation（MP）,were screened by grey relational analysis（GRA）.The 3D interaction effect diagram on the potassium content（dependent variable） and 4 meteorological factors（independent variables）was established.The results of single-factor analysis showed that the order of these factors affecting potassium content in tobacco lees was as follows：MDT>MRH>MSH>MP>TSH（total sunshine hours）>15AT（≥15 ℃ accumulated temperature）>TP（total precipitation）>25AT（≥25 ℃ accumulated temperature）>20AT（≥20 ℃ accumulated temperature）.The results of two-factors interactions showed that there was synergistic effect between MDT and MRH,MDT and MSH,MRH and MSH,MRH and MP and MSH and MP on potassium content within acertain range.However,the effects of MDT and MP on potassium content were mutual independent under the high temperature and high humidity.These results could provide reference for improving the content of elements in flue-cured tobacco leaf by meteorological factors.
2结果与分析
2.1烟叶钾含量与其大田期气象因子的变化情况
烟草移栽至大田之后,其中60～100 d的大田期气象因子及其相应的烟叶钾含量变化情况见表1.可以看出,烟叶在移栽后60～100 d生长期间,平均日照时数为先降低后升高的V型变化,平均湿度和平均温度在持续升高,而平均降水量变形波动增加;积累值方面均表现为增加趋势,但有效积温增加较快,特别是≥15 ℃有效积温,总日照时数在移栽90 d后增加较快.在移栽60～80 d期间,烟叶中钾含量逐渐增加,而后随着烟叶的成熟,烟叶钾含量逐渐下降.
2.2烟叶钾含量与气象因子之间的灰色关联分析
烟叶钾含量与其相应的气象因子之间的灰色关联分析结果见表2.可以看出,烟叶钾含量与气象因子灰色关联程度由大至小的排序为平均气温、平均湿度、平均日照时数、平均降水量、总日照时数、≥15 ℃有效积温、总降水量、≥20 ℃有效积温和≥25 ℃有效积温,与烟叶钾含量变化关系密切的为4个平均值,而5个积累值的变化在生长期间持续增加,与烟叶中钾含量抛物线式的变化差距较大.结合烟叶的生产实践,选择平均湿度作为反映湿度指标的气象因子,选择平均降水量作为反映降雨量指标的气象因子,选择平均气温作为反映温度指标的气象因子,选择平均日照时数作为反映日照指标的气象因子,把这4个气象因子与烟叶钾含量引入修正的方程分析,基本能够较全面反映当地气象条件与烟叶钾含量变化的关系.
2.3烟叶钾含量与4个气象因子关系分析
单一气象因子对烟叶钾含量的效应分析,对各气象因子数据进行归一化处理,以烟叶钾含量为纵坐标,以各气象因子的归一化数值为横坐标,制作钾含量对单一气象因子的散点效应图.由图1可以看出,在该观测期间烟叶钾含量变化随着平均温度和平均湿度的升高呈先升高后下降的抛物线形态,见图1（a）（b）;而烟叶钾含量变化与平均日照时数和平均降水量之间表现为复杂形态,见图1（c）（d）.
2个气象因子对烟叶钾含量的3D交互效应曲面图如图2所示.可以看出,当平均气温和平均湿度处于中间的情况下烟叶钾含量达到最高,见图2（a）;而当两者处于低或者高时烟叶中钾含量较低,表明二者之间在一定范围内对钾含量存在着协同作用.平均气温和平均日照时数对钾含量存在着协同作用,且温度对钾含量的影响较大,见图2（b）.平均气温和平均降水量对烟叶钾含量的影響在低温和高湿情况下相互独立,在较高温度和较低湿度时有交互作用,见图2（c）.平均湿度和平均日照时数在一定范围内对钾含量存在着协同作用,在平均湿度较低时表现明显,见图2（d）.平均湿度处于中等和平均降水量较低时对钾含量存在着协同作用,见图2（e）.平均日照时数和平均降水量在一定范围内对钾含量存在着协同作用,在平均日照时数较短时表现明显,见图2（f）.
3结论与讨论
灰色关联分析表明,烟叶钾含量与气象因子关系密切的为平均气温、平均湿度、平均日照时数、平均降水量.单一气象因子对烟叶钾含量的效应分析结果表明,烟叶钾含量变化随着平均温度和平均湿度的升高呈先升高后下降的抛物线形态;而烟叶钾含量变化与平均日照时数和平均降水量之间表现为复杂形态.2个气象因子对烟叶钾含量的交互效应结果表明,在一定范围内,平均气温和平均湿度、平均湿度和平均日照时数、平均日照时数和平均降水量及平均气温和平均日照时数对钾含量存在着协同作用;平均气温和平均降水量对烟叶钾含量在较高温度和较低湿度时有交互作用.
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