基于MaxEnt模型的湖北烟区潜在适宜性分布及其环境特征分析

为全面评价生态气候因子对湖北省烟叶生长发育的影响,利用2008—2020年中国气象局陆面数据同化系统(CMA land data assimilation system,CLDAS)数据集和其他环境因子,基于最大熵模型(MaxEnt),利用湖北省西部烟区实际种植点位模拟湖北省烟区的潜在适宜性分布,并评估影响适宜性分布的主导环境因子。结果显示:MaxEnt模型对烟草适宜性分布的模拟预测精度较高(AUC=0.854)。海拔(650~1750 m)、土壤类型(黄壤)、团棵期平均最低气温(8.9~15.0℃)、旺长期平均气温(16.0~22.9℃)、成熟期平均气温(18.8~25.6℃)是影响湖北烟草分布的主导环境因子。烟草的高适生区主要分布在恩施、十堰和襄阳南部及宜昌东南部,占湖北省总面积的18.2%,80%区域的海拔为700~1350 m、团棵期平均最低气温11.2~14.5℃、旺长期平均气温19.2~22.8℃、成熟期平均气温22.0~25.4℃。在所有环境因子中,海拔高度起决定性作用,温度则是影响烟草生长发育的重要气象因子。研究表明,本研究结果与湖北烟区实际空间分布基本相符。

湖北烟区田间生产环节农机适用性影响因素分析

【目的】进一步明确影响湖北省不同烟区农业生产机械化作业率的主要因素和改造创新关键环节,从而有针对性地进行改进研究,提高农机配置与应用融合度。【方法】对湖北省恩施州、宜昌市、十堰市和襄阳市的4个烟叶生产县的核心示范区农机配置、使用现状以及农机作业生产条件进行调查研究。【结果】湖北烟区农机动力范围以50 HP~90 HP大中型和4HP~10HP小微型两类为主,50HP以上动力配置大中型农机的作业质量和作业效率优于小微型农机。耕整地环节大中型农机适用性较高,缓坡平地和地块连片性较高区域大中型农机适用性较高。田间通达度和田块平整度是机型选择的重要影响因素,地块面积和形状对机型适用性影响也较为明显,受农机农艺融合度较差限制的主要是移栽和采收环节。【结论】在宜机化水平较高区域,提高大中型农机作业率;在宜机化水平偏低区域,加大宜机化改造的同时提高小微型农机作业效率;在宜机化水平较低、适用农机较少区域,研制全部或部分替代人工的便携式农机具,降低人工劳动强度。

湖北烟区烤烟气候适生性评价及与国外烟区的相似性分析

分析了湖北烟区不同移栽期条件下的气候状况,通过定量估算气候适生性指数(CFI),合理评价了烤烟种植的气候适生性,并对各植烟县(市)建议移栽期下的气候条件与国外优质烟区进行了相似性分析,结果表明:(1)当气温稳定通过15℃、18℃、20℃和22℃分别进行移栽时,CFI值依次为0.863±0.06、0.848±0.06、0.855±0.07和0.890±0.05,表明移栽期是影响烟叶品质形成的重要因素。(2)确定了24个植烟县(市)的烤烟建议移栽期,即利川、五峰、老河口、兴山、郧西、房县、竹山和长阳等8个植烟县(市)适宜于当气温稳定通过18℃时移栽;宣恩适宜于气温稳定通过20℃时移栽;其余15个植烟县(市)适宜于低温移栽(气温稳定通过15℃移栽)。(3)湖北烟区在烤烟建议移栽期的气候条件与巴西、津巴布韦的相似程度较美国高,相似性分析为充分利用湖北烟区自然资源提供了参考依据。

湖北烟区气候与土壤生态因素分析

分析了湖北烟区烤烟种植的气候因素和土壤养分含量状况。结果表明:(1)湖北烟区烤烟大田生长期气温较适宜,降雨充沛,温热条件能够满足烤烟生长发育的需求,并具有无霜期长、≥10℃积温高、日均温≥20℃持续天数多的特点,但降雨量分布存在较大的时空变异。(2)土壤物理性状较为理想,具有较强的保肥能力,pH值较适宜,有机质含量丰富,土壤氮素、磷素和钾素含量较能满足烟株需求;钙镁比值不平衡,有效硫含量较高;大多数微量元素含量丰富,但有效硼和水溶性氯含量不足。(3)分别基于气候因素和土壤因素指标,采用聚类分析法将湖北植烟县(市)分为3个片区,对各片区的气候和土壤因素进行了描述。

湖北烟区烤烟感官质量评价及与津巴布韦烤烟的相似性分析

分析了湖北烟区烤烟的感官质量状况,并与津巴布韦烤烟进行了相似性分析。结果表明:(1)恩施烟叶香气质较好,香气量较足,杂气轻,刺激性有,余味尚舒适,在四大主产烟区中质量最好;(2)通过加权和法估算了不同地区烤烟的感官质量指数,以恩施最高,宜昌和襄樊次之,十堰较低;(3)不同产地烟叶与津巴布韦烟叶感官质量的相似程度依次为:宣恩>咸丰>恩施>保康>秭归>兴山>南漳>竹山。

湖北烟区生态因素分析

[目的]摸清湖北省各产烟区的生态特点。[方法]根据40年的气象资料和对主要植烟县市采集的235个土样的测定结果,系统分析了湖北4个主产烟区的气候和土壤条件。[结果]湖北烟区无霜期长,太阳辐射较强,除恩施烟区光照较少外,其余各产区光照充足,各大田生育期温度适宜,降雨量充沛,为优质烟叶提供适宜的气候条件。湖北各烟区土壤养分含量存在较大差异,尤其是氮和磷含量在地点间的差异较大,以恩施的含氮量和宜昌和十偃的含磷量最高。土壤有机质丰富,钾含量中等偏上,多数土样中微量元素含量丰富,但部分烟区土壤缺氯、有效硼、有效钼。[结论]各产区的气候条件适宜生产优质烟叶;在相应的烟区应注意追施氯肥、硼肥和钼肥。

恩施烟区种烟土地流转经验与建议

为创新和优化烟叶生产组织形式,用好土地流转政策,推进集中连片种植,培育壮大职业烟农队伍,恩施烟区转变思想观念,创新种烟土地流转方式,高度重视永久烟田建设,大力发展“烟草公司+乡(镇)政府+村委会+农民”的土地流转模式,较好地推动了现代烟草农业发展。通过分析恩施鹤峰烟区种烟土地流转模式和方法,指出其存在高效农业产业与烟争地的矛盾、土壤限制因子影响烟叶发展、土地价格逐年上涨的问题,提出加大政策宣传引导、加深流转机制建设、加速土地流转力度、加快职业烟农培育、加强烟叶与非烟产业协调、融合发展的对策和建议。

湖北烟田地块特征与田间作业农机适用性分析

为进一步明确山区丘陵烟区田间生产农机适用性的限制因素。以湖北鹤峰农机生产核心示范区为研究对象,对该区域使用率较高农机分型,对生产环节分类,确定农机合理的田间作业路径;对与农机作业相关地块特征值进行测算。通过农机作业参数与田块作业条件匹配度分析,结果显示,影响区域农机机型选配的首要因素是机耕路条件,其次是地块形状和面积,其中,地块形状对轮廓平行移动方式作业农机机型影响较大,地块宽度决定选择农机机型大小。当前地块生产条件下,3~5 kW和11~18 kW小微型农机适用性较高,37~66 kW农机适用于2001 m2以上较规则且有机耕路条件的田块。

湖北主产烟区烤烟化学成分的变异分析

以湖北烟区烤烟样品为材料,分析了不同等级、产地和品种间烤烟化学成分的含量状况。结果表明:①湖北烟区烤烟烟碱含量较高,总氮含量较低,糖碱比B2F偏低、C3F适宜、X2F偏高,钾氯比在不同等级均较适宜,石油醚提取物含量较低。②不同产地间烤烟化学成分含量存在广泛的变异,B2F的氯和石油醚提取物总量,C3F的还原糖、糖碱比、总氮、钾、氯、氮碱比和石油醚提取物,以及X2F的总氮、氯和氮碱比在不同产地间差异达显著水平。③不同品种间烤烟化学成分含量亦表现较大变异,B2F的氯离子含量,C3F的烟碱、总氮、石油醚提取物、还原糖、氯离子含量和糖碱比,以及X2F的氯离子、烟碱、总氮、石油醚提取物总量和糖碱比均在品种间存在显著差异。

湖北省植烟区精细化安全移栽期区划

为确保湖北省植烟区的烟叶能安全移栽,采用多元回归、反距离权重插值等方法建立了植烟区安全移栽期推算模型,获得1：5万栅格点上的安全移栽期日序,并通过图层运算确定了不同烟区不同移栽时段海拔高度的范围。结果表明：恩施、宜昌、十堰和襄阳4个烟区中,（1）海拔高度分别在715 km、538 km、507 km和419 km以下的区域烟苗应在4月20日左右移栽;（2）海拔高度范围分别为715~1013 km、538~833 km、507~817 km和419~720 km的区域烟苗应在4月21—30日移栽;（3）海拔高度范围分别为1013~1312 km、833~1126 km、817~1124 km和720~1021km的区域烟苗应在5月1—10日移栽;（4）海拔高度范围分别为1312~1606 km、1126~1420 km、1124~1432 km和1021~1325 km的区域烟苗应在5月11—20日移栽;（5）海拔高度分别在1606 km、1420 km、1432 km和1325 km以上的区域烟苗应在5月20日左右移栽。通过模型计算的安全移栽期比目前经验移栽期有所延迟,减小了烟叶低温早花以及高温逼熟的风险。

湖北咸丰烟区不同海拔生态因素和烟叶化学成分的综合评价

[目的]对湖北咸丰烟区不同海拔的生态因素和烟叶化学成分进行综合评价。[方法]运用模糊数学隶属函数模型对咸丰烟区不同海拔气候适生性、土壤肥力和烟叶化学成分优质性进行综合评价。[结果]湖北咸丰烟区不同海拔大田期气温适宜,≥10℃活动积温较高,昼夜温差较小,降雨充沛,相对湿度较高,日照较少;气候适生性指数(CFI)依次为中海拔>低海拔>高海拔。该区土壤中性偏酸,肥力较高,氮和钾含量丰富,速效磷含量偏高,铁、锰、锌和硒含量丰富,铜、硼和钼普遍缺乏,水溶性氯含量适宜;土壤肥力指数(SFI)依次为高海拔>中海拔>低海拔。各海拔X2F烟碱含量均偏低;不同海拔不同等级的还原糖和石油醚提取物含量丰富,氯普遍缺乏,糖碱比和钾氯比适宜;烟叶化学成分指数(CCI)在不同烟叶等级间均表现为低海拔>中海拔>高海拔。[结论]该研究为湖北咸丰烟区不同生态区域烤烟的优质高产提供了理论依据。

近10年来湖北省烟区烤烟烟叶常规化学成分的变化分析

为探讨湖北省烟区烤烟化学成分的稳定性和年度变化趋势,于2010―2018年选择5个代表性乡镇固定植烟地块,采用烤烟品种K326和统一栽培技术措施进行烟叶生产,每年烘烤结束后每个试点采集C3F烟叶样品,分析其常规化学成分并进行变化趋势分析。结果表明,湖北省烟区烟叶主要化学成分含量处于适宜范围,不同区域烟叶中各种化学成分含量均随着年度变化而出现波动,相同年份烟叶中同一种化学成分含量在不同区域间也均有不同程度的差异。其中,以烟碱含量波动较大,其次为糖含量,而钾含量和总氮含量波动相对较小。

湖北烤烟感官质量状况及与其它质量的关系分析

对湖北烟区烤烟感官质量状况进行了综合评价,并分析了感官质量与外观质量、物理特性和化学成分的关系。结果表明,湖北烟区烤烟感官质量较好,评吸总分以中部叶>上部叶>下部叶;感官质量指数与评吸总分表现一致,中部叶最高(0.90),上部叶次之(0.88),下部叶较低(0.86);感官质量得分最高的一类烤烟外观质量亦最好,在一定范围内,糖、总氮和烟碱含量相对较高;烤烟的厚度和拉力在第3类中最小,叶面密度居中,含梗率和单叶重最高。

基于灰色关联分析法的湖北烤烟还原糖含量与叶片形态特征关系研究

【目的】探究不同部位烤烟叶片还原糖含量与叶片形态特征指标的关联性,确定对还原糖含量影响的主要形态特征指标,为湖北烟区优质烟叶原料生产提供理论参考。【方法】以湖北省襄阳市2017—2019年3个烟叶产地(枣阳市、南漳县和保康县)的初烤烟样品(272个上部叶样品、277个中部叶样品、282个下部叶样品)为试验材料,测定其主要叶片形态特征指标和还原糖含量,对不同部位叶片还原糖含量与单叶重、含梗率、叶长、叶宽及叶片长宽比等形态特征指标进行关系分析,并深入挖掘还原糖含量与叶片形态特征的数量关系。【结果】不同部位烤烟还原糖含量变异系数在15.00%左右。不同部位烤烟的含梗率与还原糖含量存在极显著负相关(P<0.01,下同),中、下部烤烟叶片的还原糖含量与叶宽呈极显著正相关,与叶片长宽比呈极显著负相关,上部叶与叶片长宽比呈显著负相关(P<0.05,下同);下部烟叶的单叶重与还原糖含量呈极显著正相关。上、中部叶片各形态指标与还原糖含量的灰色关联度排序为叶宽>叶长>叶片长宽比>含梗率>单叶重,下部叶片各形态指标与还原糖的灰色关联度排序为叶宽>叶长>单叶重>叶片长宽比>含梗率。不同部位叶宽与还原糖含量的回归方程均达显著水平,其中上部叶为y=0.238x+17.909,R^(2)为0.720;中部叶为y=2.358x-0.045x^(2)-4.894,R^(2)为0.831;下部叶为y=3.693x-0.074x^(2)-20.106,R^(2)为0.946。【结论】不同部位初烤烟叶片还原糖含量均与叶宽的灰色关联度最大,且还原糖含量随叶宽增加呈增加趋势。叶宽可作为湖北烟区优质烟叶原料生产的一个重要参考指标。

湖北保康不同海拔高度生态因素对烟叶品质的影响

在湖北保康烟区不同海拔高度选取烟叶和土壤样品,分析了该区生态因素和烟叶质量特点.结果表明,保康烟区具备生产优质烟叶的基本条件,随海拔升高,年平均气温降低,无霜期及≥10℃活动积温减少,降水量和年日照时数增加;土壤具有较强的保肥能力,pH值适宜,有机质、碱解氮含量较高,速效磷、速效钾含量偏低,大部分中微量元素含量适宜,但水溶性氯、有效硼含量较低.种植过程中应及时控氮提钾,补充硼肥,高海拔地区应考虑加施氯肥.