基于叶片保水力的烟叶烘烤水分干燥模型构建

[目的]研究不同烟区、品种及部位烟叶保水力与水分干燥模型参数的关系,为烟叶烘烤提供简易、精准的水分预测方法并为烟草精准烘烤提供理论依据.[方法]以江西和湖南烟区烤烟品种K326和云烟87不同部位烟叶为试验材料,采用称重法测定烟叶保水力,结合水分干燥原理及水分干燥模型对烘烤过程中烟叶水分变化进行拟合求解,并对烟叶保水力与模型参数进行回归分析.[结果]不同部位间烟叶保水力随烟叶部位的升高而增加,不同品种间K326保水力均大于云烟87;除湖南烟区K326上部叶保水力大于江西烟区外,不同烟区间江西烟区烟叶保水力均大于湖南烟区.不同烟区、品种及部位烟叶Wang and Singh模型拟合决定系数R2均大于0.95,且模型干燥参数a与烟叶保水力呈正相关,与干燥参数b呈负相关.烟叶保水力与模型干燥参数a、b之间线性回归结果显示:烟叶保水力与模型参数a、b显著水平P均小于0.05,且线性拟合决定系数R2均大于0.95.[结论]常规烘烤过程中烟叶水分比变化符合Wang and Singh模型,且烟叶保水力与干燥模型参数a、b存在极显著相关,可依据烟叶保水力精准估算模型参数预测烟叶烘烤过程中水分变化.     

2012年酉阳县苍岭基地单元植烟土壤肥力评价

为了查明酉阳现阶段土壤的养分含量状况,对烟区养分的丰缺做出评价,2012年在酉阳县苍岭基地单元采集了100个植烟土壤样品进行土壤肥力评价。结果表明:酉阳县苍岭基地单元内23%的土壤偏酸或偏碱;94%的土壤碱解氮含量偏高;21%的土壤速效磷含量偏低,43%的含量偏高;49%的土壤速效钾含量偏低;大部分土壤有机质含量较丰富,但仍有小部分含量偏低;4%的烟田水溶性氯含量偏高。而且,针对基地单元内土壤养分含量状况,提出了一些相应的改良措施,为优质烟叶的生产奠定了基础。     

重庆市酉阳县秸秆煤替代煤炭烤烟技术研究

[目的]开发利用我国丰富的秸秆类生物质能源。[方法]将秸秆煤与原煤烤烟的成本及化学成分含量进行对比研究。[结果]秸秆煤不仅完全可以满足烤烟工艺要求,而且一定程度上改善了烟叶的品质;秸秆煤烤烟能够减少烘烤成本,减少上部叶烟碱含量,提高烟叶的评吸质量。经测定,2 hm2地的烟秆碳化后加工成蜂窝煤,基本可以满足1 hm2地烤烟需要。[结论]采用秸秆煤烘烤烟叶,烟叶的内在质量得以提高,同时可以降低环境污染以及减少资源的浪费,是一种十分可行的烤烟加工技术。     

不同素质烟叶烘烤过程中主要含氮化合物与色素含量的关系

以烤烟品种K326为材料,采用相关分析法对烘烤过程中不同素质烟叶主要含氮化合物(烟碱、总氮、蛋白质)与色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量的变化进行研究。结果表明:嫩黄烟、返青烟、高温逼熟烟和贪青晚熟烟叶绿素大量转化分别在30~38℃、42~48℃,类胡萝卜素含量则均呈现小幅缓慢下降趋势;不同素质烟叶烟碱转化量最大的阶段分别为48~54℃、48~68℃、30~38℃、48~54℃,总氮转化量最大的阶段分别为48~54℃、30~38℃、42~48℃、38~42℃,蛋白质转化量最大的阶段分别为30~42℃、30~38℃、30~38℃、42~48℃。回归分析结果表明,嫩黄烟主要含氮化合物与色素含量的决定系数R2分别为0.622、0.545、0.845,返青烟的分别为0.608、0.721、0.974,高温逼熟烟的分别为0.931、0.883、0.966,贪青晚熟烟的分别为0.801、0.881、0.981。不同素质烟叶烘烤过程中主要含氮化合物与色素含量具有密切相关性。     

利用低场核磁检测烘烤过程烟叶水分相态变化

研究烟叶烘烤过程中水分相态变化,为烘烤工艺优化提供理论依据.以烤烟上部叶为材料,应用低场核磁共振技术对烘烤过程烟叶水分进行检测,经过1万次和10万次迭代分析,获取烟叶内部水分相态组成及信号幅值变化规律.结果表明:以10万次迭代反演所获取的结合水、半结合水和自由水3种相态表述烟叶叶片水分相态组成较优;烘烤过程中烟叶自由水信号幅值呈逐渐减小趋势,半结合水在38℃时明显增大,之后呈减小趋势,结合水在38℃时明显增大,42~45℃期间逐渐减小,48~54℃期间呈快速增大趋势;烘烤过程烟叶失水干燥表现为自由水流动性较大,首先从烟叶中脱除,半结合水通过转化为自由水散失,结合水不具有流动性,不易被干燥去除.低场核磁共振解析了烘烤过程烟叶水分相态变化规律,提供了一种快速精准检测烘烤过程烟叶中水分相态的方法.     

变黄期失水胁迫对烤烟上部叶生理和物理特性的影响

以K326上部叶为材料,电加热密集烤箱烘烤,分别于变黄前期(0~20 h)和变黄中期(20~44 h)对烟叶进行失水15%~20%处理,研究烘烤过程烟叶水分、淀粉代谢、细胞壁物质、形态收缩及烤后烟叶物理特性的变化。结果表明:变黄前期和中期失水处理,烟叶的失水速率较常规烘烤(对照)降低30%~45%,变黄前期失水处理,烟叶淀粉酶活性较高,烤后烟叶淀粉含量较对照降低31%、纤维素含量降低30%,而变黄中期失水处理烟叶较对照整体相差明显;变黄前期失水处理,烟叶横向收缩率、纵向收缩、横向卷曲度和纵向卷曲度显著大于对照。变黄前期失水处理烤后烟叶平衡含水率、拉力、填充值明显优于对照。     

不同素质烟叶烘烤过程中颜色值与色素含量的关系

【目的】研究不同素质烟叶烘烤过程中外观颜色参数与内在色素含量间的关系,为实现不同素质烟叶的精准烘烤提供理论依据。【方法】以烟叶K326品种为试验材料,分别取其下部嫩黄烟、中部返青烟、上部高温逼熟烟和上部贪青晚熟烟4种特殊素质烟叶进行烘烤,测定烘烤过程中烟叶外观颜色参数[绿色度(SPAD)、明度值(L*)、红绿值(a*)、黄蓝值(b*)]及色素含量,并对二者进行相关分析。【结果】4种素质烟叶的SPAD均在30~38℃下降最快。烘烤过程中,4种素质烟叶的L*、a*和b*均呈不同程度上升趋势,返青烟、嫩黄烟和高温逼熟烟在30~38℃上升最快,贪青晚熟烟在30~42℃上升最快。叶绿素a与叶绿素b的含量变化趋势基本一致,嫩黄烟、返青烟和高温逼熟烟在30~38℃降解量最大,贪青晚熟烟则在42~48℃降解量最大;4种素质烟叶的类胡萝卜素含量相对降解量均较小,其中嫩黄烟的类胡萝卜素含量在42~48℃迅速下降,高温逼熟烟在30~38、48~54℃时有较小幅度下降,返青烟和贪青晚熟烟则呈缓慢下降趋势;嫩黄烟、返青烟、高温逼熟烟和贪青晚熟烟的类胡萝卜素含量与叶绿素含量比值增长最快分别出现在30~42、30~38、42~48和48~54℃。不同素质烟叶SPAD与叶绿素含量均呈极显著正相关(P<0.01,下同),高温逼熟烟L*与叶绿素a含量呈显著负相关(P<0.05),其他3种素质烟叶L*、a*、b*与叶绿素含量均呈极显著负相关。【结论】不同素质烟叶在烘烤过程中其外观颜色参数与内在色素含量具有密切相关性,可依据外观颜色参数估计烟叶内部色素含量,为准确把握不同素质烟叶烘烤进程提供理论依据。     

烟叶叶脉水分迁移干燥特性分析

[目的]探究烘烤过程中烟叶叶脉水分迁移干燥特性,为优化烘烤工艺提供理论依据.[方法]以K326中部叶为试验材料,研究采后烟叶主脉和支脉维管束示踪染液分布、水分迁移速率,以及烘烤过程中烟叶失水状况和形态变化.[结果]烟叶叶脉水分迁移由叶基主脉维管束出发,优先向最近支脉迁移,最终到达叶尖部;烟叶主脉维管束水分迁移速率由叶基向叶尖呈逐渐减小趋势,距离叶基越近的支脉维管束水分迁移速率越大,支脉维管束水分迁移速率大于主脉维管束水分迁移速率.烘烤过程中,烟叶由叶基至叶尖水含率基本呈减小趋势;烟叶主脉直径收缩率逐渐增大,烘烤至42℃前,靠近叶基部主脉直径收缩率较大,42℃后,靠近叶尖部主脉直径收缩率较大,叶基部与叶中部间的主脉直径收缩率最小.[结论]烟叶叶脉水分迁移影响烘烤过程中烟叶各部分水分及主脉形态变化,叶脉水分迁移特性与烘烤过程烟叶失水特性间的关系可为烟叶水分散失的调控及烘烤工艺优化提供参考.     

基于HSV颜色空间的烟叶烘烤阶段判别模型研究

【目的】烟叶烘烤的阶段判别对提升烘烤效率和品质具有重要意义,亟须实现烟叶烘烤阶段自动判别,减少人为影响,提高判别准确率。【方法】首先,使用图像处理技术将图像均衡化,再裁剪并剔除含背景信息多的图块,筛选出有效信息最多的图块;其次,提取烤烟图块的颜色特征,提取每一个图块的HSV三通道值,得到i项通道值;最后,使用基于阈值筛选的方法作为特征处理器,根据不同h、s、v值分类出烟叶烘烤的阶段,并将判断结果与实际情况进行对比验证。【结果】使用图像均衡化处理技术结合基于HSV颜色空间的特征提取算法,进行烟叶烘烤阶段判别,最终整体准确率达到90.64%,并且阶段3和阶段4的准确率达到了100%,效果非常理想。【结论】使用图像处理技术结合图像本身的颜色特征,能有效地判别烤烟的烘烤阶段,对判断烘烤进程、指导烘烤参数调节、提高烘烤品质、减少物料浪费和烘烤成本具有实际意义,有着广阔的应用前景。本研究为后续绕过深度学习等大算力算法但能提高实际应用效果方面的研究提供了方向。