張亞杰 張明潔 張京紅 陳升孛 楊靜

(1海南省氣候中心海南?？?70203;2海南省氣象服務(wù)中心海南?？?70203;3海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室海南?？?70203)

海南省是最早從臺灣省引進火龍果栽培的省份，自20世紀(jì)90年代起，至今已有近30年的栽培歷史。近年來，在國家和海南省宏觀政策的支持下，火龍果作為特色產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展［1］。東方市從1998年開始零星種植火龍果，到2012形成了規(guī)?；N植。截至2018年，全市火龍果種植企業(yè)22家、農(nóng)民專業(yè)合作社4家、個體戶13戶，種植面積達(dá)3.3萬畝（1 hm2＝15畝），收獲面積2萬畝，是海南省目前最大的火龍果種植市縣。

農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的形成受生態(tài)環(huán)境、化肥施用、管理水平等因素的影響，其中氣象條件是影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的重要生態(tài)環(huán)境因素之一。農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證是根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)與氣候條件的關(guān)系，構(gòu)建認(rèn)證模型，基于客觀真實的氣象觀測資料對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)進行客觀化等級認(rèn)證。由第三方機構(gòu)根據(jù)當(dāng)季氣象條件對農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)進行認(rèn)證，不僅能夠為農(nóng)產(chǎn)品的種植管理提供氣象服務(wù)，也可提升當(dāng)?shù)亍懊貎?yōu)”農(nóng)產(chǎn)品的品牌知名度和產(chǎn)品附加值。近年來，自農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證工作2012年在浙江?。?］開展以來，全國各級氣象部門逐步開展了針對當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品的相關(guān)認(rèn)證工作，不同農(nóng)產(chǎn)品的相關(guān)認(rèn)證技術(shù)研究也逐漸開展［3-24］。目前，主要以水果、茶葉等農(nóng)產(chǎn)品為研究對象，如婁偉平等［3］通過試驗分析春季龍井茶與氣象條件的關(guān)系，設(shè)計氣候品質(zhì)認(rèn)證指標(biāo)，開展了浙江省春季龍井茶葉的氣候品質(zhì)認(rèn)證技術(shù)研究；張向榮等［4］基于氣候條件與獼猴桃品質(zhì)的關(guān)系，以及企業(yè)管理條件，構(gòu)建了陜西獼猴桃品質(zhì)認(rèn)證模型；徐臘梅等［5］基于文獻、專家咨詢方法篩選影響葡萄品質(zhì)氣象因子，建立葡萄品質(zhì)預(yù)測模型，構(gòu)建了葡萄氣候品質(zhì)認(rèn)證指標(biāo)體系；桂園園等［6］根據(jù)早熟梨生長發(fā)育期對氣象條件的要求，研究了早熟梨氣候品質(zhì)認(rèn)證技術(shù)；張智勇等［7］根據(jù)臍橙品質(zhì)與關(guān)鍵生育期氣象因子的關(guān)系，建立了不同品質(zhì)指標(biāo)的氣候品質(zhì)關(guān)系認(rèn)證模型；車秀芬等［11］、張和穩(wěn)等［21］基于氣象數(shù)據(jù)與芒果品質(zhì)的關(guān)系，分別構(gòu)建了海南芒果、百色芒果氣候品質(zhì)認(rèn)證模型；劉璐等［12，16］采用統(tǒng)計回歸方法，先后建立了基于氣象適宜度、氣象災(zāi)害災(zāi)損度及生產(chǎn)管理措施影響度的陜西獼猴桃氣候品質(zhì)綜合評價模型，以及陜西紅富士蘋果氣候品質(zhì)指標(biāo)認(rèn)證模型；付芳婧等［13］基于農(nóng)業(yè)氣候資源和獼猴桃不同生育期主要氣象災(zāi)害對其品質(zhì)的影響，開展了獼猴桃的氣候品質(zhì)認(rèn)證技術(shù)研究；張明潔等［20］分析蓮霧不同生育期的氣象要素對品質(zhì)的影響，從氣候適宜性和當(dāng)季氣候條件兩方面選取了氣候品質(zhì)認(rèn)證指標(biāo)，構(gòu)建了蓮霧氣候品質(zhì)認(rèn)證模型；侯忠新等［24］利用統(tǒng)計方法，基于氣候、地理、環(huán)境、土壤條件等篩選藍(lán)莓氣候品質(zhì)指標(biāo)，構(gòu)建了藍(lán)莓氣候品質(zhì)論證模型。目前，針對火龍果品質(zhì)的研究，主要集中在化肥、生物肥等對火龍果品質(zhì)影響的研究［25-28］，以及氣候適宜性區(qū)劃和適宜氣候條件分析等［29-34］。僅元江縣開展了紅心火龍果的氣候品質(zhì)認(rèn)證技術(shù)研究［19］，認(rèn)證模型沒有引入果園管理水平、氣象災(zāi)害等影響。

通過查閱文獻，火龍果屬熱帶水果，喜高溫，怕霜凍。整個生育期內(nèi)生長最適宜的溫度在25～35℃，溫度低于10℃將不利于其生長，溫度高于38℃條件下植株將停止生長［29，35］。而0℃以下將出現(xiàn)低溫凍害，植株的幼芽、嫩枝、部分成熟枝也將受到凍害，甚至整個植株凍死。經(jīng)濟栽培應(yīng)在平均氣溫20℃以上的區(qū)域，否則不但容易出現(xiàn)低溫寒害（凍害），還會影響果實的品質(zhì)［30］?；瘕埞悄秃到?jīng)濟作物，但是關(guān)鍵生育期內(nèi)卻需要充足的水分。每年的5～11月期間正值開花結(jié)果期，此時植株需要較多水分，特別在果實膨大期所需水分最多，土壤持水量在50%～80%最佳［29］?；瘕埞麨橄补庵参?，充足的光照條件有利于火龍果的生長發(fā)育和果實品質(zhì)的提高［35］。如果在生長季內(nèi)日照時間長、光照條件充足，火龍果光合作用旺盛，有利于開花結(jié)果和提升果實品質(zhì)，否則將導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)［29］?；瘕埞仓晟L需攀附在其他物體上攀援生長，氣生根緊附于攀援物，種植需搭架，由于沒有龐大的樹冠，只要支撐物堅固，火龍果很少受風(fēng)害，但過大的風(fēng)暴仍將影響其生長［30］。

本研究綜合考慮氣候條件和果園管理水平，建立東方市火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證模型，根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)劃分認(rèn)證等級。開展東方火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證工作能夠為當(dāng)?shù)卣|(zhì)量興農(nóng)、品牌強農(nóng)提供點對點的“直通式”優(yōu)質(zhì)氣象服務(wù)。氣候品質(zhì)認(rèn)證也將提升東方火龍果的附加值和市場競爭力。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 火龍果品質(zhì)數(shù)據(jù)

火龍果樣品取自海南北緯十八度果業(yè)有限公司2號種植基地，品種為大紅二號紅心火龍果。在火龍果成熟采摘期，間隔15 d取樣一次，委托南京信息工程大學(xué)進行樣果生理生化指標(biāo)檢測，指標(biāo)檢測嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行，主要檢測指標(biāo)有鮮重、可溶性固形物、有機酸（可滴定酸）、含糖量（甜度）、果皮花青素、VC、可溶性蛋白、膳食纖維。

1.1.2 氣象資料

氣象資料主要包括：1981—2010年東方市國家氣象站逐日平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、日照時數(shù)、降水量等氣象要素；東方市鄉(xiāng)鎮(zhèn)級區(qū)域自動氣象觀測站2019年逐日平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、降水量、日照時數(shù)、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速等觀測資料。所有數(shù)據(jù)均來源于海南省氣象局。

1.2 方法

開展農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證技術(shù)研究的核心是通過篩選氣候品質(zhì)評價指標(biāo)建立氣候品質(zhì)認(rèn)證模型。天氣氣候條件、果園管理水平對果實品質(zhì)形成具有重要的影響，通過綜合分析火龍果氣候適宜性、生長季內(nèi)天氣氣候條件，以及果園管理水平，篩選每個生育期的關(guān)鍵氣候因子，建立東方市火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證模型。具體方法如下。

1.2.1 火龍果氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)

作物氣候適宜性區(qū)劃是根據(jù)某種作物農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對天氣氣候條件的特定要求，作出能夠闡明氣候條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系的一種地理空間上的分類，是充分利用氣候資源，優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)布局的重要參考依據(jù)，其區(qū)劃結(jié)果將對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。咨詢專家和查閱文獻［29-31］資料后，選取年平均氣溫、最冷月平均氣溫、最熱月平均氣溫、≥10℃活動積溫、年極端最低氣溫作為火龍果氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)。

1.2.2 火龍果當(dāng)年生長季內(nèi)氣候條件指標(biāo)

當(dāng)年火龍果生長季內(nèi)氣候條件主要考慮了農(nóng)業(yè)氣候資源狀況和主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害情況，其中，農(nóng)業(yè)氣候資源狀況中對火龍果品質(zhì)影響較大的指標(biāo)有生長季內(nèi)≥10℃有效積溫、氣溫日較差、降水量、日照時數(shù)；主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害情況指標(biāo)有花期熱害、低溫寒害、低溫陰雨、高溫?zé)岷Α⒈ⅰ?/p>

1.2.3 企業(yè)生產(chǎn)管理條件指標(biāo)

火龍果生產(chǎn)過程中，栽培管理技術(shù)、管理措施、采后商品化處理、產(chǎn)品營銷方式、加工、貯運保鮮技術(shù)等都會對果實品質(zhì)產(chǎn)生影響。因此，果園生產(chǎn)管理情況、生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范、質(zhì)量安全技術(shù)規(guī)范等都將與果實品質(zhì)的形成具有密切相關(guān)。

1.2.4 火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證模型

根據(jù)氣候指標(biāo)、管理條件對火龍果果實品質(zhì)影響的分析，選擇種植區(qū)氣候適宜性、生長季內(nèi)氣候條件、種植企業(yè)生產(chǎn)管理條件，構(gòu)建火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證模型，見公式（1）。

其中，R表示火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證得分，認(rèn)證等級標(biāo)準(zhǔn)見表1；Z1代表東方火龍果種植區(qū)氣候適宜性評分；Z2代表當(dāng)年火龍果生長季內(nèi)氣候條件評分；Z3代表果品企業(yè)生產(chǎn)管理條件評分。

表1 火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證評分等級

1.2.4.1 火龍果種植區(qū)氣候適宜性

根據(jù)1981—2010年當(dāng)?shù)貒覛庀笳鞠嚓P(guān)氣象要素計算火龍果種植氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)，劃定氣候適宜區(qū)；設(shè)置氣候適宜性指標(biāo)評判標(biāo)準(zhǔn)（最適宜區(qū)，Z1＝100；適宜區(qū)，Z1＝90；次適宜區(qū)，Z1＝80；一般適宜區(qū)，Z1＝70）。結(jié)合區(qū)劃結(jié)果和評判標(biāo)準(zhǔn)確定火龍果氣候適宜性指標(biāo)評分值。

1.2.4.2 當(dāng)年生長季內(nèi)氣候條件

Z2表示當(dāng)火龍果生長季內(nèi)關(guān)鍵生育期氣候條件評分值，計算方法見公式（2）。

其中，a表示生長季內(nèi)主要農(nóng)業(yè)氣候資源情況，計算方法見公式（3）。

式中，a1為≥10℃有效積溫，a2為降水量評分，a3為日照時數(shù)評分，a4為氣溫日較差評分，0.2、0.3分別為對應(yīng)氣象指標(biāo)的權(quán)重值。評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 火龍果農(nóng)業(yè)氣候資源評分標(biāo)準(zhǔn)

b表示關(guān)鍵生育期主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的影響情況，計算方法見公式（4）。

式中，b1為花期熱害評分，b2為低溫寒害評分，b3為低溫陰雨評分，b4為高溫?zé)岷υu分，b5為冰雹評分。各農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害評分以發(fā)生氣象災(zāi)害嚴(yán)重程度計算，火龍果具體災(zāi)害等級指標(biāo)見表3。評分標(biāo)準(zhǔn)為：無災(zāi)害評分為0；輕度災(zāi)害為7；中度災(zāi)害14；嚴(yán)重災(zāi)害為20。

表3 火龍果氣象災(zāi)害指標(biāo)

1.2.4.3 企業(yè)生產(chǎn)管理條件

Z3表示果品企業(yè)生產(chǎn)管理評分值，計算方法見公式（5）。

式中：c1表示果園生產(chǎn)管理情況；c2表示果品生產(chǎn)具有標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，果品生產(chǎn)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；c3表示具有果品質(zhì)量安全技術(shù)規(guī)范，在生產(chǎn)中嚴(yán)格執(zhí)行；c4表示果品品質(zhì)抽查結(jié)果。各項指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)為：一級，100，二級，90，三級，80。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植區(qū)火龍果氣候適宜性

東方市氣候條件與火龍果原產(chǎn)地墨西哥相似，屬熱帶季風(fēng)海洋性氣候區(qū)，干濕季節(jié)分明，光熱資源豐富。常年（1981—2010年）平均氣溫25.2℃，≥10℃活動積溫9233℃·d，最熱月（6月）平均氣溫29.6℃，最冷月（1月）平均氣溫19.3℃，年極端最低氣溫1.4℃。根據(jù)確定的火龍果氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)分析可知，東方市屬于火龍果種植最適宜區(qū)。因此，火龍果氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)評分為100分。

2.2 當(dāng)年果品生長氣候條件

2.2.1 主要農(nóng)業(yè)氣候資源

2019年7月6 日火龍果坐果到2019年7月31日火龍果成熟期間，≥10℃有效積溫為794.8℃·d，較常年同期偏多3.6%，根據(jù)火龍果氣候資源評分標(biāo)準(zhǔn)表可知，a1＝100；降水量39.5 mm，較常年同期偏少66.4%，a2＝80；日照時數(shù)221.5 h，較常年同期偏多1.5%，a3＝100；平均氣溫日較差3.8℃，較常年同期偏小30.9%，a4＝80。由模型計算可知，主要農(nóng)業(yè)氣候資源情況a＝88。

2.2.2 主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害

查詢種植基地大紅二號火龍果生長記錄可知：認(rèn)證區(qū)域本季大紅二號火龍果花芽萌發(fā)在2019年6月19日，7月6日開始坐果，7月31日后火龍果成熟。分析此段時間氣象資料（圖1），結(jié)合火龍果氣象災(zāi)害評分標(biāo)準(zhǔn)可知：火龍果前期生長期2019年1—6月，平均氣溫26.8℃，日極端最低氣溫13.4℃，無低溫冷害出現(xiàn)，b1＝0；火龍果花芽萌發(fā)到花期平均氣溫30.8℃，比常年偏高1.0℃，日最高氣溫35.0℃，無花期熱害出現(xiàn)，b2＝0；火龍果坐果到果實成熟期平均氣溫30.6℃，無日最高氣溫≥35℃高溫天氣出現(xiàn)，即無高溫?zé)岷μ鞖膺^程，b3＝0；整個生育期內(nèi)無日降水量≥25 mm的連續(xù)性降水，b4＝0；整個生育期內(nèi)無冰雹災(zāi)害發(fā)生，b5＝0；主要氣象災(zāi)害情況b＝0。因此，根據(jù)公式2計算當(dāng)年認(rèn)證批次火龍果生長氣候條件，得分為88分。

圖1 2019年6月19日至7月31日主要氣象條件

2.3 果品企業(yè)生產(chǎn)管理條件

通過實地調(diào)研，認(rèn)證企業(yè)是海南火龍果重要生產(chǎn)基地，火龍果種植規(guī)模較大，被評為中國優(yōu)質(zhì)果品基地，對土壤、植株和災(zāi)害防治等果園管理具有標(biāo)準(zhǔn)化的管理體系，并嚴(yán)格按照執(zhí)行，評價得分為90；獲得綠色食品認(rèn)證，具有標(biāo)準(zhǔn)化的火龍果生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，并嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，評價得分100；獲得ISO9001質(zhì)量管理系統(tǒng)認(rèn)證，具有健全的果品質(zhì)量安全技術(shù)規(guī)范，評價得分100；該企業(yè)火龍果有嚴(yán)格的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過3批次抽樣檢測該企業(yè)生產(chǎn)的火龍果樣品，其可溶性固形物、有機酸、甜度、VC、可溶性蛋白分別為16.33%、1.19%、16.24%、80.3 g/kg、1.11 g/kg，與海南省主栽紅心火龍果品種［36］相比品質(zhì)較好，評價得分100。因此，根據(jù)公式5計算企業(yè)生產(chǎn)管理條件，評分為97.5分。

2.4 海南省8月氣候概況

2019年8月全省平均氣溫28℃，較常年同期偏高0.3℃，極端最高氣溫32.6～37.4℃，多數(shù)市縣出現(xiàn)在中旬，平均降水量378.3 mm，較常年同期偏多96.4 mm。其中，東方市平均氣溫29.3℃，較常年同期偏高0.4℃，降水量259.0 mm，較常年同期偏多48.1 mm，無農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生。天氣氣候條件有利于火龍果成熟采摘。

2.5 認(rèn)證結(jié)果

火龍果花期以及果實發(fā)育期的氣象條件是品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素。通過對火龍果種植區(qū)域氣候適宜性、生長季內(nèi)氣候條件分析，以及果品企業(yè)現(xiàn)場勘查、果品品質(zhì)抽樣檢測、8月東方市氣候條件分析結(jié)果等，利用火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證模型進行計算，認(rèn)證評分為92.3分，根據(jù)火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證評分等級，認(rèn)證海南北緯十八度果業(yè)有限公司火龍果生產(chǎn)基地在2019年8月1日至8月31日期間成熟采摘的火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證等級為“優(yōu)”。

3 討論

本文結(jié)合歷史氣象數(shù)據(jù)、當(dāng)年氣象資料和同期火龍果果實品質(zhì)檢測指標(biāo)，從火龍果種植區(qū)氣候適宜性、當(dāng)年生長氣候條件、企業(yè)生產(chǎn)管理條件三方面構(gòu)建了東方市火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證模型，對海南北緯十八度果業(yè)有限公司火龍果生產(chǎn)基地2019年8月1日至8月31日期間成熟采摘的火龍果氣候品質(zhì)進行了認(rèn)證，有助于消費者通過氣候品質(zhì)認(rèn)證了解當(dāng)季農(nóng)產(chǎn)品的氣候品質(zhì)情況。通過客觀真實的氣象觀測數(shù)據(jù)開展第三方農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證，有助于提升東方火龍果的附加值和市場競爭力。

本研究相比前人構(gòu)建的火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證模型［19］，引入了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)、果園管理水平指標(biāo)，提升了認(rèn)證模型的實用性和可靠性。通過介紹東方市火龍果氣候品質(zhì)工作，詳細(xì)闡述了模型應(yīng)用情況，不僅為火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證工作提供了技術(shù)支撐，也能夠為其他農(nóng)產(chǎn)品提供借鑒。

氣象條件對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響機理復(fù)雜，需要通過長期大量田間控制試驗才能更好的構(gòu)建品質(zhì)模型。相比其他農(nóng)產(chǎn)品［3，15-16］氣候品質(zhì)認(rèn)證模型研究，本研究周期較短，僅對當(dāng)年收獲的火龍果品質(zhì)指標(biāo)進行了檢測，對揭示氣象條件對火龍果品質(zhì)的影響機理還有待進一步深入開展試驗研究。此外，火龍果品質(zhì)還受到果園施肥、灌溉、土壤等因素的影響，本文認(rèn)證是在果園常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)管理的條件下開展的，在對其他果企開展認(rèn)證時需對比分析果園管理措施的差異及其帶來的果實品質(zhì)的影響，在今后的研究中，需側(cè)重品質(zhì)模型機理研究，量化果園管理水平，對火龍果氣候品質(zhì)認(rèn)證指標(biāo)和模型進行不斷的修改和完善。