高温热害气象指标对成熟期烟叶的影响评估

　　摘要：为探究产生高温热害烟叶的主要气象因素，明确高温热害烟叶发生程度，运用主成分回归法分析江西省抚州地区2014 2016年6月中旬至7月上旬的相关气象指标与高温热害烟叶品质的关系，建立了热害烟叶等级评估模型，并根据烟叶实际品质进行回归分析检验。结果表明，产生高温热害烟叶的主要气象因素是热害期间最高温度、最大升温幅度、光合有效辐射和热害持续时间，高温热害烟叶等级评估模型分为3个等级：0.75≤热害指数（DHI）<0.97时，为1级，轻度热害；0.97≤DHI<1.13时，为2级，中度热害；DHI≥1.13时，为3级，重度热害。模型评估结果与烟叶实际质量评分呈极显著负相关，相关系数为-0.93，模型评估准确度较高达到83.3%。研究结果可为高温热害烟叶的监测预警和风险评估提供科学依据。
　　关键词：烤烟；高温热害；气象因子；等级评估；主成分回归
　　中图分类号：S572.01 文章编号：1007-5119（2017）05-0062-07 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2017.05.011
　　赣南烟区作为江西烟叶的核心产区，属中亚热带湿润季风气候，地貌多以山地、丘陵为主，生态环境对烟叶质量影响明显。近年来，在江西烟叶生长后期，常出现高温、强光辐射等对烤烟生长不利的气象灾害，导致中上部烟叶“高温逼熟”现象时有发生，随着全球温室效应的加剧，这种情况日趋严重。烤烟生长期内温度高于30℃，特别在35℃时，干物质消耗大于积累，对烟叶质量造成明显影响。烟叶成熟期适宜温度在20-28℃，温度过高不利于优质烟叶生产。在烟叶成熟阶段，太阳辐射较强，对烟叶水溶性总糖、还原糖、烟碱和氯含量造成较大影响。由于内含物没有充分转化，烟叶易烤青，导致烤后烟叶质量差、等级低。目前，水稻高温热害研究较多，烟草方面研究相对较少，黄国文等研究认为，导致烤烟“高温逼熟”现象除了温度因素外，太阳辐射强度、“火南风”也是重要影响因素，但就各因素具体影响程度和相关性没有明确表述，高温热害对烟叶品质影响程度也还未见报道。本研究以江西抚州地区为例，选取2014-2016年烟叶产区的气象因素作为研究对象，通过分析高温热害天气过程中，温度、太阳辐射强度对烟叶主要经济性状的影响，探討高温热害烟叶发生的严重程度与主要气象指标的关系，利用主成分回归分析建立高温热害烟叶评估计算模型，为防范烟叶高温热害和农事气象预警提供参考。
　　1材料与方法
　　1.1烟叶样品采集
　　1.1.1试验点基本信息 将抚州市的广昌、宜黄、黎川、乐安、崇仁和资溪等6个主要植烟县作为本研究试验点（表1）。烟苗由抚州市烟草公司统一提供，大田管理措施均按当地优质烟生产规范进行。
　　1.1.2热害烟叶形态等级划分 高温热害天气常导致日灼烟现象的发生，根据当地实际情况，各试验点选取3块历年热害高发区烟田，每块烟田面积不小于2hm²，共计18块烟田，下部叶采收完毕后一周内进行高温热害形态特征等级调查（表2）。
　　田间不同热害烟叶形态特征等级划分：
　　形态Ⅰ级：主脉、侧脉变白发亮，叶片淡黄，叶片中上部侧脉边缘发黄，全叶发黄面积比例≤10%。
　　形态Ⅱ级：主脉、侧脉变白发亮，叶片淡黄，叶片中上部侧脉附近发黄，全叶发黄面积比例1 0%-20%。
　　形态Ⅲ级：主脉变白发亮，侧脉浅绿色，叶片淡绿，叶片中上部侧脉附近发白，全叶发白面积比例20%-30%，出现少量日灼斑，病斑（直径≤2mm）不超过15个，大病斑（直径>2mm）不超过2个。
　　形态Ⅳ级：主脉变白，侧脉浅绿色，叶片淡绿，叶片中上部侧脉附近发白，全叶发白面积比例30%-40%，出现较多日灼斑，即小病斑50个以内，大病斑2-10个。
　　形态Ⅴ级：主脉、侧脉浅绿，叶片淡绿，叶片中上部侧脉附近发白，全叶发白面积比例/>40%，日灼斑中量到多量，即小病斑50个以上，大病斑20个以上，个别叶片枯焦卷缩。
　　1.1.3高温热害烟样选取 取各试验点总体等级发生率最高烟田的中上部烤后烟叶，每部位3 k岛重复3次，产值达到当地平均水平烟田的烟叶作为对照烟田。3年烟样共计126个，并统计取样烟田的经济性状指标。
　　1.1.4质量评价标准烟样选取 根据5个形态等级发生情况，每个等级取6个试验点中发生率最高的3个试验点的中上部烤后烟混匀后作为一个取样单位，每个部位取1 k岛重复3次，3年烟样共90个。
　　1.2气象资料
　　从江西省气象中心抚州市气象局获取各试验点2014-2016年6月中旬至7月上旬气象观测站的逐日观测资料，具体包括日最高温度、太阳辐射量等。
　　1.3热害天气定义
　　参考水稻热害温度指标，定义高温热害天气是日最高温度高于35℃，且持续3 d以上的高温过程，江西烟叶大田生育期出现高温热害现象主要集中在成熟中后期，即为6月中旬至7月上旬。据此热害天气定义如下在6月中旬至7月上旬期间，日最高气温≥35℃且持续3 d时为高温热害过程开始，当日最高温<35℃时，为高温热害过程结束。
　　1.4气象指标选取
　　根据前人研究和GB/T 21985-2008标准中的参考指标。选定4个指标作为研究对象：日最高气温（指热害天气过程中日最高气温）；升温幅度（指热害天气过程中日最高气温的最大值与最小值的差值）；日光合有效辐射（指热害期间大田烟叶每日所受的有效光辐射）；持续时间（指热害天气过程中每日最高气温持续3 d以上≥35℃的天数）。
　　1.5天气数据标准化
　　由于气象指标与烟叶主要经济性状的量纲不同，在进行数据分析前需要进行无量纲化处理，采用极值法，公式如下：
　　1.6样品测定与评吸
　　常规化学成分测定工作在河南农业大学进行。采用连续流动分析仪对烟叶常规化学成分进行测定，并在此基础上计算出糖碱比、氮碱比、钾氯比，检测方法按文献测定。

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