几种因素对烤烟不同部位抗拉力的影响

孙永波 孙彦敏 刘书武

摘要 在四川省泸州市古蔺县烟草科技示范园开展田间试验，研究几种因素对烤烟不同部位抗拉力值的影响。结果表明，鲜叶重、茎叶夹角、 叶长、含水率等与抗拉力值存在二次多项式关系。在一定范围内，烤烟不同部位抗拉力值随鲜叶重增加、叶片长度增加、茎叶夹角增大而增大;超过一定范围后，烤烟不同部位抗拉力值随鲜叶重增加、叶片长度增加、茎叶夹角增大而减小。

关键词 烤烟;鲜叶重;叶长;茎叶夹角;抗拉力

Abstract Field experiments were carried out in Gulin tobacco science and technology demonstration park in Luzhou City， Sichuan Province to study the effects of several factors on the tensile resistance of different parts of flue-cured tobacco.The results showed that fresh leaf weight， stem leaf angle， leaf length and moisture content had quadratic polynomial relationship with tensile resistance.Within a certain range， the tensile resistance values of different parts of flue-cured tobacco increased with the increase of fresh leaf weight， leaf length and the angle between stem and leaf;when beyond a certain range， the tensile resistance value of different parts of flue-cured tobacco decreased with the increase of fresh leaf weight， leaf length and stem leaf angle.

Key words Flue-cured tobacco;Fresh leaf weight;Leaf length;Angle between stem and leaf;Tensile resistance

煙草是我国重要的经济作物之一，且以收获叶片为主。在烟草生长过程中，叶片及茎秆容易受到多种因素的影响而折断，从而使烤烟生长所需的光照、温度等条件受到影响，阻碍烤烟生长过程中有机物的积累，并造成减产减收。国内外对于烟叶烤后的抗拉力特性研究较多[1-4]，且在工业生产中发挥了较大作用，但对于烟株生长过程中鲜烟叶的抗拉力特性却研究甚少。全国各地均存在不同程度的断叶问题[5-6]，四川泸州地区断叶情况严重，每株断叶数可达7～8片，断叶少的也有3～4片。这可能与烟叶抗拉力值大小有密切关系。因此，笔者在四川省泸州市古蔺县烟草科技示范园开展田间试验，研究不同影响因子对烤烟不同部位抗拉力的影响，以期为解决烤烟叶片折断问题提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

1.1.1 气候特征。试验于2014年4—10月在泸州市古蔺县烟草科技示范园进行。海拔300～1 843 m，具有四川盆地和贵州高原气候特征，四季分明，雨热同季，气温差异大[7]，规律性强。烤烟大田生长期间，日照略显不足，热量丰富，立体气候显著，地域差异大。年平均气温13.1～17.8 ℃，无霜期232～363 d，年平均降雨量748.4～1 112.7 mm。

1.1.2 土壤类型。试验地土壤类型为红壤土，质地偏黏。

1.2 试验材料 烤烟品种的生物学和形态学特性如下：烤烟株型筒形，平均打顶株高104 cm，有效叶片18片左右，节距6.2 cm，茎围7.0 cm;叶形狭长，叶色正绿，主脉细，叶片薄，腰叶长73.6 cm、宽22.6 cm。

1.3 试验设计与实施 植烟行距、株距分别为110、55 cm。试验田块起垄、施肥后，于4月25日进行打孔、穴施、移栽，各小区的大田管理参照当地优质烟叶生产技术规程进行[8]，田间试验设3次重复，每重复各种植200株。烤烟进入旺长期后，每个重复选择长势均匀、无病虫害的烟株80株作为代表株。烟株长出18片叶后封顶，从6月17日开始测定烟叶不同部位抗拉力值，每个重复每次测定10株，每10 d测定一次，共测8次。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 烟叶抗拉力值测定。

（1）试验仪器。试验采用的是乐清市海宝仪器有限公司生产的数显式推拉力计（以下简称拉力计），型号为HG-20，推拉力计量程范围为0.01～20.00 N。

（2）抗拉力值测定。测定烟叶抗拉力值时，先用米尺测出叶片长度，从叶片基部起，在距离叶片长度1/5处，用拉力计勾住烟叶主脉，以匀力垂直拉下叶片，直至叶片断裂，此时拉力计上显示的瞬时拉力即为烟叶抗拉力值;若叶片不折断，则以拉下后叶片夹角与叶片自然夹角为90°时数据为此叶片抗拉力值。

1.4.2 烟叶主要指标测定。

（1） 农艺性状测定。测定时间为08：00—10：00。叶长用米尺测定，叶长是从叶基部到叶尖的距离;茎叶夹角用量角器测量，测量时，量角器零刻度线与烟茎重合，叶片自然下垂时，主茎与叶脉的夹角即为茎叶夹角。

（2）烟叶鲜干重测定。用1/1 000分析天平测量每片烟叶的鲜重，称重后将烟叶放入烘箱内105 ℃杀青，然后再30 ℃ 烘干至恒重，称量干重，计算烟叶含水率。含水率计算公式为：

1.5 数据处理与分析 采用Excel及SPSS 21.0对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 烟叶抗拉力测定着力点确定 物理上的重心是指物体各部分所受重力的合力的作用点。在不改变物体形状的情况下，物体的重心与其所在位置和如何放置无关[9]。因此，烤烟叶片的重心也不会随烟叶角度的变化而改变。由于烤烟叶片是椭圆形，虽然烟叶基部向顶端逐渐变薄，但叶脉两边叶肉对称分布，所以叶片的重心在主脉上，故可以去掉叶肉，只考虑叶脉的重心位置。

叶脉基部向顶端逐渐变细，烟叶主脉可以看成是圆锥体;距离叶脉基部5 cm处的叶脉横截面看作是底面积，截面半径为r0，叶片长度2a是圆锥体的高（图1）。因此，烟叶叶脉的重心位置问题就转化为圆锥体重心位置确定问题。

由圆锥体体积公式，可得圆锥体的重心位置为：距离底面积1/5处;因此，叶脉重心位置为从叶片基部算起，叶片长度的1/5处（叶片长度不包括叶柄）。

2.2 几种因素对烤烟抗拉力的影响

2.2.1 鲜叶重对不同部叶抗拉力值的影响。

图2～4是烤烟不同部位抗拉力随鲜叶重的变化规律。对烤烟的抗拉力值和鲜叶重进行回归统计分析知，烤烟抗拉力与叶片鲜重呈二次多项式关系，烤烟抗拉力的回归模型为：

Y下部叶=-1.736 41X2+164.41X-3 888.5（R2=0.837 7）

Y中部叶=-0.004 1X2+0.530 5X-12.446 （R2=0.972 6）

Y上部叶=-0.002 5X2+0.202 4X-0.895 8 （R2=0.859 4）

由图2可知，在一定鲜叶重范围内，烤烟下部叶抗拉力值随鲜叶重增加而增大，超过一定范围后，抗拉力值随鲜叶重增加而减小。烤烟临界鲜重是47 g。当鲜叶重≤47 g 时，烤烟抗拉力随鲜叶重增加而增大;当鲜叶重﹥47 g时，烤烟抗拉力值随鲜叶重增加而减小。由图3可看出，烤烟中部叶鲜叶重在38～54 g范围内，其烟叶抗拉力值随鲜叶重的增大而增大;烤烟中部叶鲜叶重超过54 g后，中部叶抗拉力值随着鲜叶重增加而减小。由图4可看出，烤烟上部叶鲜叶重在6～47 g范围内，烤烟上部叶抗拉力值随鲜叶重增加而增大;烤烟上部叶鲜叶重超过47 g后，上部烟叶抗拉力值随鲜叶重增加变化不明显。

2.2.2 茎叶夹角对烤烟不同部叶抗拉力的影响。

图5～7是烤烟下、中、上部叶抗拉力值随夹角的变化规律曲线，通过对数据进行回归分析可知，烤烟下、中、上部叶抗拉力值与夹角呈二次多项式负相关关系。抗拉力与茎叶夹角的二次多项式曲线为：

Y下部叶=-0.066 3 X2+5.873 8X-125.43（R2=0.992 2）

Y中部叶=-0.097 8 X2+6.724 X-111.08（R2=0.918 0）

Y上部葉=-0.002 5 X2+0.230 4 X-2.205 5（R2=0.907 5）

由图5可看出，在整个测定时期内，烤烟下部叶夹角范围在40°～50°，临界夹角为44°。烤烟下部叶夹角在40°～≤44°范围，烟叶抗拉力值随夹角增加而增大;烤烟下部叶夹角超过44°，烟叶抗拉力值随夹角增加而减小。由图6可看出，烤烟中部叶夹角范围在29°～39°，临界夹角为35°。当烤烟中部叶夹角≤35°时，烟叶抗拉力值随夹角增加而增大;当烤烟中部叶夹角超过35°时，烟叶抗拉力值随夹角增加而减小。由图7可看出，烤烟上部叶夹角范围在10°～60°，临界夹角为50°。当烤烟上部叶夹角≤50°时，烟叶抗拉力值随夹角增加而增大;当烤烟上部叶夹角超过50°时，烟叶抗拉力值随夹角增加而减小。

2.2.3 叶片长度对烤烟不同部叶抗拉力的影响。图8～10是烤烟上、中、下部叶抗拉力值随叶片长度的变化规律曲线，对其进行回归分析可知，烤烟上、中、下部叶抗拉力值与叶片长度呈二次多项式关系，其回归模型为：

Y下部叶=-0.052 9X2+6.953 7X-223.93 （R2=0.997 1）

Y中部叶=0.011 7X2-1.394X+43.283（R2=0.899 4）

Y上部叶=-0.001 1X2+0.154 3X-2.292 8 （R2=0.955 4）

由图8可看出，烤烟下部叶长范围在58～72 cm，临界叶长为66 cm。当烤烟下部叶片长度≤66 cm时，烟叶抗拉力值随叶长增加而增加;当烤烟下部叶片长度超过66 cm时，烟叶抗拉力值随叶长增加而减小。由图9可看出，烤烟中部叶叶片长度在60～75 cm范围内，临界叶长为65 cm。当烤烟中部叶叶片长度≤65 cm时，烤烟中部叶抗拉力值随叶片长度增加而增大;当烤烟中部叶叶片长度超过65cm时，随叶片长度增大抗拉力值减小。由图10可知，烤烟上部叶叶片长度在20～73 cm范围内，主要集中在54～65 cm范围内。在旺长初期，上部叶抗拉力值随叶片长度增加而迅速增大;在旺长中后期，随叶片长度增大烤烟上部叶抗拉力值趋于稳定。

3 讨论与结论

该试验表明，鲜叶重、茎叶夹角等与抗拉力值存在二次多项式关系。在一定范围内，不同部位烟叶抗拉力值都随鲜叶重增加而增大，超过一定范围后随鲜叶重增加而减小。因此，在烤烟农业生产过程中要注意水肥管理，保证烤烟不同部位烟叶的鲜叶重在适当的范围内，避免出现烟叶折断。茎叶夹角对于烤烟的生长有很大影响。王怀珠等[10]的研究表明，在烟叶成熟过程中可定量地用茎叶夹角大小反映烤烟不同部位烟叶的成熟程度。该试验研究表明，在一定范围内，不同部位烟叶抗拉力值都随茎叶夹角增加而增大，超过一定范围后随茎叶夹角增加而减小;烟叶长度对烤烟的抗拉力值也有一定的影响，在一定范围内，不同部位烟叶抗拉力值都随叶片长度增加而增大;超过一定范围后，上部叶抗拉力值趋于稳定，中、下部叶抗拉力值随叶片长度增加而减小。研究发现，各部位叶片抗拉力值大小都表现为下部叶>中部叶>上部叶，而事实证明，下部叶折断程度比中、上部叶严重，因此推测抗拉力值大小不是决定烟叶是否折断的主要因素。

参考文献

[1]王浩雅，向海英，刘晶，等.造纸法再造烟叶抗张强度测定方法的研究[J].现代科学仪器，2013（2）：133-136.

[2]王娟，周丽娟，张晓龙，等.烟叶抗张强度与烟叶质量评价指标的关系研究[J].科技资讯，2012（20）：216-217.

[3]陈红丽，卫盼盼，崔登科，等.烤烟抗破碎性与常规化学成分的关系[J].浙江农业科学，2010，51（3）：567-569，647.

[4]杨悦章，胡小曼，李佛琳，等.施钙对烟叶拉断强度、拉伸强度的效应[J].云南农业大学学报，2011，26（S2）：74-76，83.

[5]赖李振，黄珍平，阴长林，等.氮、氯、硼对烟叶断叶的影响[J].安徽农业科学，2014，42（35）：12476-12478，12482.

[6]WANG B Y，SUN T T，ZHANG G S，et al.Construction of anti-breaking models of the main veins of flue-cured tobacco leaves and principal component analysis[J].Agricultural science & technology，2011，12（11）：1615-1616，1656.

[7]胡青青，沈强，陈飞，等.重构土壤垂直剖面重金属Cd赋存形态及影响因素[J].环境科学，2020，41（6）：2878-2888.

[8]牛玉德，杜鸿波，李金峰，等.不同生物质炭施用量及类型对汉中烤烟生长发育及产量·产值的影响[J].安徽农业科学，2015，43（11）：35-38.

[9]潘明华.基于图像处理技术的宝石重心寻找方法及推广[J].沿海企业与科技，2015（3）：22-25.

[10]王怀珠，汪健，胡玉录，等.茎叶夹角与烤烟成熟度的关系[J].烟草科技，2005，38（8）：32-34.