瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證技術研究

張亞杰，陳升孛，楊 靜，張明潔，張京紅

（1.海南省氣候中心，海口 570203; 2.海南省氣象服務中心，海口 570203;3.海南省南海氣象防災減災重點實驗室，?？?570203）

海南綠橙Citrussinensis，屬于蕓香科柑橘屬Citrus，為紅江橙的改良品種，于1988年從廣東廉江引入海南瓊中進行試種，以皮綠汁多味甜皮薄而著稱全國。目前，在海南瓊中、海口、澄邁等地均有種植，其中，瓊中發(fā)展迅速。瓊中綠橙商標于2006年1月被國家商標局批準注冊，為瓊中特色的品牌農(nóng)產(chǎn)品，已成為瓊中縣種植業(yè)的主導產(chǎn)業(yè)之一[1]。截至2020年，瓊中縣綠橙種植面積達1 266.7 hm2，收獲面積 566.7 hm2，總產(chǎn)量 1.3 萬 t，為瓊中縣種植面積最大的熱帶水果[2]。

氣候條件是影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素之一，尤其是果實成熟時期氣象條件對糖分積累起到至關重要的作用。農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證是根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品果實品質(zhì)形成與氣候條件、田間管理等因素之間的關系，通過數(shù)據(jù)采集分析研究構建認證模型，經(jīng)過銷售者和消費者獨立的第3方機構基于客觀真實的氣象觀測資料對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)劣進行客觀化的等級認證，不僅能夠為農(nóng)產(chǎn)品的日常種植管理、防災減災提供氣象保障，也可提升當?shù)孛貎?yōu)農(nóng)產(chǎn)品的品牌競爭力和產(chǎn)品附加值。自2012年浙江省開展安吉白茶農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證工作以來[3]，全國各地逐步開展了針對當?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品的相關品質(zhì)認證工作，不同農(nóng)產(chǎn)品的氣候品質(zhì)認證技術研究也逐漸開展。目前，主要研究對象分為水果、茶葉、糧食作物3類。以水果類農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證技術研究較多，如張向榮等[4]、劉璐等[5]、付芳婧等[6]基于氣候條件、氣象災害或生產(chǎn)管理措施等與獼猴桃品質(zhì)的關系先后開展了獼猴桃氣候品質(zhì)認證技術研究；徐臘梅等[7]通過篩選影響葡萄品質(zhì)的主要氣象因子，建立新疆葡萄氣候品質(zhì)認證模型；桂園園等[8]、黃娟等[9]、史桂芬等[10]先后對鷹潭市早熟梨、庫爾勒香梨、寧陵酥梨開展了氣候品質(zhì)認證技術研究；車秀芬等[11]、張和穩(wěn)等[12]基于氣象條件對芒果品質(zhì)影響分析，分別構建了海南芒果、百色芒果氣候品質(zhì)認證模型；劉璐等[13]、田東霞等[14]基于氣象條件、氣象災害及生產(chǎn)管理措施等對蘋果品質(zhì)的影響，先后構建了陜西紅富士蘋果、北京市昌平區(qū)蘋果氣候品質(zhì)認證模型；丁圣[15]等通過分析氣象要素與火龍果品質(zhì)的關系，開展了元江縣紅心火龍果的氣候品質(zhì)認證技術研究；張明潔等[16]通過分析蓮霧不同生育期的氣象要素對品質(zhì)的影響，構建了蓮霧氣候品質(zhì)認證模型；侯忠新等[17]利用統(tǒng)計方法篩選指標，構建了藍莓氣候品質(zhì)認證模型；王瑩等[18]基于氣候條件、田間管理水平等因子，構建了大櫻桃氣候品質(zhì)認證模型。目前，針對橙類氣候品質(zhì)認證技術的研究較少，張智勇等[19]、龍余良等[20]和謝遠玉等[21]根據(jù)臍橙品質(zhì)與關鍵生育期氣象因子的關系，先后建立了贛南臍橙氣候品質(zhì)認證指標、評價模型及分級標準，但在果園管理水平和氣象災害影響等方面仍沒有相應的認證模型。

筆者通過綜合考慮瓊中綠橙氣候適宜性、生長季內(nèi)天氣氣候條件，以及果園管理水平，選擇瓊中灣嶺鎮(zhèn)某綠橙種植基地在2020年11月期間成熟采摘的綠橙為例，結合瓊中綠橙主要品質(zhì)生理生化檢測指標，找出每個生育期的關鍵氣候因子，建立瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證模型，根據(jù)評分標準劃分認證等級，旨在提升瓊中綠橙的附加值和市場競爭力。

1 資料與方法

1.1 資料來源 1981—2010 年瓊中縣國家氣象站氣溫、日照、降水量等氣象要素；瓊中縣區(qū)域自動氣象觀測站2020年逐日平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、降水量、日照時數(shù)、平均風速、最大風速等觀測資料。所有數(shù)據(jù)均來源于海南省氣象局。

1.2 瓊中綠橙生長對氣象條件的要求 影響瓊中綠橙生長的主要氣象條件有氣溫、降水、光照、濕度等，一般要求年平均氣溫22～23 ℃，≥10 ℃年積溫 8 100 ℃，年降水量 2 000～2 100 mm，光照適度，耐陰性較強，在高溫且烈日曝曬天氣條件下易導致日灼病發(fā)生，相對濕度為75%～85%，空氣干燥條件下容易造成綠橙果皮發(fā)育不良，果肉枯水、多渣[22]。

1.3 瓊中綠橙氣候適宜性區(qū)劃 作物氣候適宜性區(qū)劃是根據(jù)某種作物在農(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)種植結構與產(chǎn)業(yè)布局的重要參考依據(jù)，其區(qū)劃結果將對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。本研究的瓊中綠橙氣候適宜性區(qū)劃采用前人研究結果[23]。

1.4 瓊中綠橙當年生長季內(nèi)氣候條件 當年生長季內(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)氣象災害情況，其中，農(nóng)業(yè)氣候資源狀況對綠橙品質(zhì)影響較大的指標有生長季內(nèi)≥10 ℃有效積溫、氣溫日較差、降水量、日照時數(shù)、平均相對濕度；綠橙營養(yǎng)生長期的主要氣象災害為低溫陰雨，花期到果實成熟期的主要氣象災害為高溫、暴雨、冰雹等。

1.5 企業(yè)生產(chǎn)管理條件 在瓊中綠橙生產(chǎn)過程中，栽培管理技術、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)技術規(guī)范、質(zhì)量安全技術規(guī)范等都將與果實品質(zhì)的形成具有密切相關。

1.6 瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證模型 根據(jù)氣候指標、管理條件對瓊中綠橙果實品質(zhì)影響的分析，結合前人熱帶水果氣候品質(zhì)認證模型的構建方法[4,11-12,16]，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，構建瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證模型，見公式(1)。

式中，R表示瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證得分，認證等級標準見表1；Z1代表瓊中綠橙種植區(qū)氣候適宜性評分；Z2代表當年瓊中綠橙生長季內(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 瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證評分等級

1.6.1 瓊中綠橙種植區(qū)氣候適宜性 根據(jù)瓊中縣綠橙種植氣候區(qū)劃結果，設置氣候適宜性指標評判標準（適宜區(qū)，Z1=100；次適宜區(qū)，Z1=80；不適宜區(qū)，Z1=60）。結合區(qū)劃結果和評判標準確定瓊中綠橙氣候適宜性指標評分值。

1.6.2 當年生長季內(nèi)氣候條件Z2表示當年綠橙生長季內(nèi)關鍵生育期氣候條件評分值，計算方法見式(2)。

式中，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，a5為平均相對濕度評分，0.3、0.2、0.2、0.2、0.1分別為對應氣象指標的權重值。評分標準見表2。

表2 瓊中綠橙農(nóng)業(yè)氣候資源評分標準

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

式中，b1為綠橙營養(yǎng)生長期低溫陰雨災害評分，b2為花期熱害評分，b3為果實成熟期高溫熱害評分，b4為暴雨災害評分，b5為冰雹災害評分。各農(nóng)業(yè)氣象災害評分以發(fā)生氣象災害嚴重程度計算，瓊中綠橙具體災害等級指標見表3。評分標準為：無災害評分為0；輕度災害為7；中度災害14；嚴重災害為20。

表3 瓊中綠橙氣象災害指標

1.6.3 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)具有標準化的生產(chǎn)技術規(guī)范，果品生產(chǎn)嚴格按標準執(zhí)行；c3表示具有果品質(zhì)量安全技術規(guī)范，在生產(chǎn)中嚴格執(zhí)行；c4表示果品品質(zhì)抽查結果。各項指標評分標準為：1 級，100；2 級，90；3 級，80。

2 結果與分析

2.1 種植區(qū)綠橙氣候適宜性 瓊中是海南最大的瓊中綠橙種植基地，地處三江源頭，土地肥沃，氣候溫和，日照充足，雨量充沛，適合柑桔種植。常年平均氣溫23.1 ℃，月均最高氣溫為32.5 ℃，極端最高氣溫為35.9 ℃，月均最低氣溫為14.9 ℃，極端最低氣溫為7.6 ℃；年平均降水量達到1 693.9 mm；境內(nèi)光照資源豐富，年總日照時數(shù)達1 888.1 h。本研究中，筆者選擇的綠橙種植基地位于瓊中縣灣嶺鎮(zhèn)烏石村委會南斗山，根據(jù)瓊中縣綠橙種植氣候區(qū)劃研究結果[23]，該地區(qū)為瓊中綠橙種植適宜區(qū)。因此，氣候適宜性區(qū)劃指標評分為100分。

2.2 當年果品生長氣候條件

2.2.1 主要農(nóng)業(yè)氣候資源 根據(jù)對認證區(qū)域綠橙果實品質(zhì)形成關鍵影響氣候要素統(tǒng)計可知，從2020-03-17綠橙坐果到2020-10-31綠橙成熟期間，≥10 ℃ 有效積溫為 5 828.7 ℃·d，較常年（1981—2010年）同期偏少8.8%，根據(jù)綠橙氣候資源評分標準表可知，a1=100；降水量 1 328.6 mm，較常年同期偏多了 31.7%，a2=80；日照時數(shù) 1 337.3 h，較常年同期偏多17.2%，a3=90；平均氣溫日較差9.4 ℃，較常年同期偏大43.3%，a4=80；平均相對濕度81%，較常年同期偏低2.9%，a5=100。由模型計算可知，主要氣候資源情況a=90.0。

2.2.2 主要農(nóng)業(yè)氣象災害 根據(jù)查詢種植基地綠橙生長記錄可知：認證區(qū)域本季綠橙2020-02-05日花芽開始萌發(fā)，3月17日開始坐果，10月31日綠橙開始成熟。分析各時間段氣象資料（圖1），結合綠橙氣象災害評分標準可知：綠橙前期生長期2020年1—3月，平均氣溫20.9 ℃，日極端最低氣溫 17.3 ℃，無低溫陰雨災害出現(xiàn)，β1=0；綠橙花芽萌發(fā)到坐果平均氣溫21.0 ℃，比常年偏高0.1℃，日最高氣溫 27.0 ℃，無花期熱害出現(xiàn)，β2=0；綠橙坐果到果實成熟期平均氣溫26.3 ℃，無日最高氣溫≥35 ℃高溫天氣出現(xiàn)，即無高溫熱害天氣過程，β3=0；整個生育期內(nèi)無日降水量≥50 mm的連續(xù)性降水，β4=0；整個生育期內(nèi)無冰雹災害發(fā)生，β5=0。主要氣候資源情況β=0。

圖1 瓊中綠橙 2020-02-05—2020-10-31 主要氣象條件

因此，根據(jù)模型計算當年果品生長氣候條件得分為90.0分。

2.3 果品企業(yè)生產(chǎn)管理條件 瓊中灣嶺鎮(zhèn)某綠橙生產(chǎn)基地是海南重要的綠橙生產(chǎn)基地，通過實地調(diào)研，果園生產(chǎn)管理實行標準化管理，綜合評價為1級，γ1=100；該公司具有綠橙標準化的生產(chǎn)技術規(guī)范，綜合評價為2級，γ2=90；果品質(zhì)量安全技術規(guī)范健全，綜合評價為1級，γ3=100；瓊中綠橙具有嚴格的生產(chǎn)標準，經(jīng)過我中心抽樣檢測，該批品質(zhì)認證的綠橙樣品，其可溶性固形物、總酸和可溶性糖均符合瓊中綠橙理化指標，γ4=100。因此，果品企業(yè)生產(chǎn)管理條件得分為97.5分。

2.4 海南省氣候趨勢預測 認證報告制作期間，根據(jù)海南省氣候中心月氣候預測，預計2020年11月全省平均氣溫20.0～28.8 ℃，極端最低氣溫11.5～25.5 ℃，總雨量 30.0～215.0 mm。極端最低氣溫出現(xiàn)在11月下旬。其中，瓊中縣11月平均氣溫 20.0～21.0 ℃，降水量 180～200 mm，月最低氣溫11.5～13.5 ℃。根據(jù)預測結論，瓊中縣當年11月氣候條件接近于常年，無農(nóng)業(yè)氣象災害發(fā)生，天氣氣候條件有利于綠橙成熟采摘。

2.5 認證結論 綠橙花期以及果實發(fā)育期的氣象條件是其品質(zhì)形成的關鍵因素。綠橙的果形、含糖量、維生素C含量和氨基酸含量等主要品質(zhì)指標與其果實發(fā)育期的積溫、氣溫日較差、光照等氣象條件密切相關。通過綠橙種植區(qū)域氣候適宜性分析、前期生長氣象條件分析、果企現(xiàn)場勘查、果品品質(zhì)抽樣檢測及11月氣候趨勢預測分析等，利用綠橙氣候品質(zhì)認證模型進行計算，認證評分為93.5分，根據(jù)綠橙氣候品質(zhì)認證評分等級，認證瓊中灣嶺鎮(zhèn)綠橙生產(chǎn)基地在2020-11-01至2020-11-30期間成熟采摘的綠橙氣候品質(zhì)等級為“優(yōu)”。

3 討 論

筆者結合歷史氣象數(shù)據(jù)、當年氣象資料，從瓊中綠橙種植氣候適宜性、當年生長氣候條件、企業(yè)生產(chǎn)管理條件等3方面構建了瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證模型。相比前人[19-21]橙類水果氣候品質(zhì)認證研究，筆者構建的模型數(shù)據(jù)較易獲取，模型簡單，客觀性強，實用性強，綜合考慮了氣候條件和人為栽培管理對果品品質(zhì)的影響，不僅能為瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證工作提供了技術支撐，也能夠為其他農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證提供借鑒。對瓊中灣嶺鎮(zhèn)某綠橙生產(chǎn)基地2020年11月成熟采摘的瓊中綠橙進行了氣候品質(zhì)認證，設計制作并頒發(fā)瓊中綠橙氣候品質(zhì)認證報告和認證標簽。有助于讓生產(chǎn)者通過氣候品質(zhì)認證過程了解當季農(nóng)產(chǎn)品的氣象條件、氣象災害狀況，并采取有效管理措施趨利避害，提升果品品質(zhì)。讓消費者了解果品生長季內(nèi)果樹生長狀況、氣象條件的影響以及氣候品質(zhì)情況，增強購買信心。

農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)受到氣候、土壤及人為調(diào)控等多方面因素的影響，且天氣氣候條件對果品品質(zhì)的影響機理復雜，需通過開展長期大量田間控制試驗才能更好地構建機理性品質(zhì)模型。張智勇[19]、謝遠玉等[21]在贛南臍橙氣候品質(zhì)認證技術研究中，結合臍橙品質(zhì)理化指標構建模型，增強了模型的機理性。本研究周期較短，僅對當年收獲的瓊中綠橙品質(zhì)指標進行了檢測，而氣象條件對綠橙品質(zhì)的影響機理還有待進一步深入研究。