西峰黃土高原2018年蘋果氣候品質(zhì)認(rèn)證分析

周忠文 劉英 杜軍 邱寧剛 張俊林 李巧霞 張可心

摘要：為了研究農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地氣候條件對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，對1981-2018年西峰區(qū)光照、濕度、溫度等要素與蘋果觀測資料進(jìn)行對比分析，確定關(guān)鍵生育期影響蘋果品質(zhì)的主要氣候要素。對關(guān)鍵因素氣象指標(biāo)進(jìn)行量化，對重大災(zāi)害性天氣致災(zāi)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化分級，依據(jù)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)與氣候的密切關(guān)系，以加權(quán)評分方式建立認(rèn)證模型，結(jié)合2018年天氣氣候?qū)嶋H監(jiān)測，綜合評定出農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)等級。

關(guān)鍵詞：西峰黃土高原;蘋果;氣候品質(zhì);認(rèn)證分析

中圖分類號：S162.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（ 2020） 08-0045-05

D01：10.1408 8/j .cnki.issn0439- 8114.2020.08.009

慶陽市位于全球最佳蘋果生產(chǎn)帶，自然條件得天獨厚，光、溫、水條件配合好，對蘋果生產(chǎn)非常有利，生產(chǎn)的綠色有機(jī)蘋果曾榮獲“甘肅十大名果”“中華名果”“中國優(yōu)質(zhì)蘋果金獎”等20余項大獎，慶陽市被有關(guān)部門授予“中國優(yōu)質(zhì)蘋果之鄉(xiāng)”，目前種植面積居全省第一。慶陽市蘋果通過國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志認(rèn)證、國家綠色食品認(rèn)證、無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地認(rèn)證，已有學(xué)者對隴東黃土高原蘋果生長的氣候條件進(jìn)行過深入研究[1-6]，但目前慶陽市在蘋果氣候品質(zhì)認(rèn)證方面還較鮮見，氣候品質(zhì)認(rèn)證與無公害、綠色、有機(jī)等認(rèn)證一樣，是農(nóng)產(chǎn)品暢銷的“身份證”，研究當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)μO果產(chǎn)量品質(zhì)的影響，進(jìn)行蘋果氣候品質(zhì)認(rèn)證非常必要和急需，通過認(rèn)證以期為慶陽市蘋果健康發(fā)展提供理論依據(jù)和保障支撐。

1 材料與方法

1.1 資料來源

1981-2018年光照、濕度、溫度等氣象資料來源于西峰氣象觀測站（北緯35.73。，東經(jīng)107.63。），蘋果物候資料來源于西峰農(nóng)業(yè)氣象試驗站，產(chǎn)量資料來源于慶陽市統(tǒng)計局，品質(zhì)監(jiān)測資料來源于隴東學(xué)院。

1.2認(rèn)證區(qū)域和認(rèn)證產(chǎn)品概況

慶陽市富士蘋果最適宜種植區(qū)域為董志塬區(qū)，區(qū)內(nèi)為半干旱及半濕潤氣候過渡帶，富士蘋果已成為當(dāng)?shù)刂еa(chǎn)業(yè)，截至2017年種植面積達(dá)8.04萬hm2，總產(chǎn)量73.89萬t，產(chǎn)業(yè)鏈總值22.5億多元，已形成規(guī)模種植和品牌效應(yīng)。

認(rèn)證區(qū)域為慶陽市西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)何坳村，果園面積268 hm2，果樹栽植面積占耕地面積的80%。該村2005年組建了慶陽市華泰果業(yè)有限公司和溫泉鄉(xiāng)何坳村果業(yè)合作社，申報注冊了“西峰華泰”牌蘋果商標(biāo)，逐步統(tǒng)一了蘋果生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，申報了國家農(nóng)業(yè)部認(rèn)定無公害蘋果產(chǎn)地，取得了無公害蘋果產(chǎn)地標(biāo)志和綠色食品標(biāo)志使用資格，建成農(nóng)業(yè)部蘋果標(biāo)準(zhǔn)示范園77 hm2，創(chuàng)建了西峰區(qū)首家綠色蘋果標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范村，人均果園面積0.12 hm2，果品銷售收入占人均收入的70%以上，是遠(yuǎn)近聞名的蘋果大村。

1.3 蘋果氣候品質(zhì)認(rèn)證指標(biāo)體系模型

賀潔穎等[7]、李秀香等[8]、付芳婧等[9]對中國農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證的發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行了研究;李仁忠等[10]、尹娟等[11]就浙江、四川等地農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證進(jìn)行了分析;有學(xué)者對芒果、獼猴桃、臍橙、紅棗等專項氣候品質(zhì)認(rèn)證進(jìn)行了研究[12-15]。但就黃土高原地區(qū)和蘋果專項氣候品質(zhì)認(rèn)證方面研究較為鮮見，現(xiàn)經(jīng)資料對比分析，以加權(quán)評分方式建立慶陽市氣候品質(zhì)認(rèn)證模型。

W=0.3X1 +0.5X2 +0.2X3

式中，W表示慶陽市蘋果氣候品質(zhì)綜合評定指數(shù);X1表示蘋果氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)，根據(jù)區(qū)劃結(jié)論進(jìn)行評分;X2表示當(dāng)年果品關(guān)鍵生育期（取6-8月）生長氣候條件評分值，包括氣候資源（a）及氣象災(zāi)害情況（β），X2=a-p（a=0.2a1+0.3a2+0.2a3+0.3a4，a1、a2、a3、a4分別為≥10℃積溫、降水、日照、日較差;β=0.3β1+0.1β2+0.2β3+0.4β4+0.2β5+0.1β6，β1、β2、β3、β4、β5、β6分別為花期災(zāi)害、高溫?zé)岷?、干旱、越冬凍害、冰雹、連陰雨）;X3表示評定的果品企業(yè)生產(chǎn)管理條件，X3=0.4y1+0.3y2+0.2y3+0.1y4，y1為產(chǎn)地環(huán)境條件，y2為果品生產(chǎn)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)執(zhí)行，y3為生產(chǎn)中嚴(yán)格執(zhí)行果品質(zhì)量安全技術(shù)規(guī)范，y4為果品品質(zhì)抽查結(jié)果。氣候品質(zhì)認(rèn)證等級標(biāo)準(zhǔn)：91≤W≤100，特優(yōu);81≤W≤90，優(yōu);71≤W≤80，良;61≤W≤70，一般;W≤60，差。

2 主要天氣氣候條件分析

2.1 果樹生長期氣候條件分析

2.1.1 生產(chǎn)地氣候條件分析慶陽市西峰區(qū)大部屬半干旱半濕潤區(qū)，年平均氣溫9.1℃，極端最高氣溫36.4℃，極端最低氣溫-21.4℃。無霜期116-199 d。年平均降水量527.7 mm，年平均相對濕度57%。太陽年總輻射量5 467.48 MJ/m2，年日照時數(shù)1952.9 h，日照百分率53%。慶陽市氣候溫和，晝夜溫差大，空氣干燥，日照充足，光熱資源豐富，雨量適中，為果樹栽植提供了得天獨厚的自然保障。

境內(nèi)四季分明，降雨少又相對集中于夏秋兩季，春旱、伏旱多發(fā);冬季寒冷，春季氣溫波動大，秋季驟冷驟熱，易發(fā)生低溫凍害;一年之中易出現(xiàn)干旱、冰雹、暴雨、霜凍、低溫陰雨等災(zāi)害，因溫度、光照、濕度條件不適宜而影響果樹產(chǎn)量和品質(zhì)的情況每年都有發(fā)生。

2.1.2 2018年度果樹關(guān)鍵生育期氣候條件分析

1）花期（4月上旬至下旬）。4月上旬，西峰區(qū)富士蘋果進(jìn)入開花始期，中旬進(jìn)入開花盛期，下旬進(jìn)入開花末期。開花初期該區(qū)出現(xiàn)了大風(fēng)、寒潮和霜凍天氣過程。該過程24 h平均氣溫下降了6.8℃、48 h下降了11.3℃，過程24 h最低氣溫下降了6.1℃，48 h下降了11.2℃，極端最低氣溫達(dá)-3.7℃，極端最低地溫達(dá)-5.2℃，最低氣溫是本區(qū)近10年來最低值，區(qū)內(nèi)80%的果樹遭受嚴(yán)重凍害，蘋果的中心花嚴(yán)重受凍，蘋果花期授粉率和坐果率降低，是該年蘋果減產(chǎn)的主要原因。

2）幼果期（5月）。5月西峰區(qū)蘋果進(jìn)入幼果期。幼果期該區(qū)平均氣溫為16.5℃，較歷年偏高0.8℃;降水量為36 mm，較歷年偏少28%;日照時數(shù)為244.3 h，較歷年同期偏少27%。適宜的溫度為幼果的發(fā)育、果實的膨大提供了熱量條件。

3）果實膨大期（6-8月）。6-8月平均氣溫為21.4℃，較歷年偏高1.2℃;降水量為496.3 mm，較歷年偏多82%;日照時數(shù)為586.3 h，較歷年偏少14%。6月上旬降水較多，6月下旬降水異常偏多，有效增加了果園土壤水分，對蘋果果實膨大有利。同時由于充足的降雨為水分關(guān)鍵期的蘋果膨大生長提供了有效水分供給。但6月下旬到7月中旬降水偏多，日照偏少，陰雨寡照天氣使果樹光合作用能力減弱。8月降水正常，氣溫偏高，日照正常，合理的光、溫、水匹配對蘋果的膨大生長有利。

4）著色期（9月上中旬）。2018年富士蘋果著色期主要集中在9月上中旬，平均氣溫為15.5℃，較歷年偏低0.6℃;降水量為46.8 mm，較歷年正常;日照時數(shù)76 h，較歷年同期偏少35%。蘋果進(jìn)入著色期后，氣溫正常略低，降水正常，但日照偏少，有低溫陰雨寡照天氣時段出現(xiàn)，氣象條件不利于蘋果含糖量增加和果實著色。

2.2 熱量條件對比分析

由圖1可知，2018年4月至9月中旬≥10℃活動積溫為3 133（℃.d），較歷年偏多34（℃.d），其中，4月上旬，5月中、下旬，6月下旬，8月上、下旬較歷年同期偏多，其余各旬活動積溫均較歷年持平或略低。由此可見，2018年度蘋果關(guān)鍵生育期的熱量條件略優(yōu)于歷年平均值。

2.3 溫度條件對比分析

由圖2可知，4月各旬平均氣溫持續(xù)偏高，利于蘋果開花授粉，西峰區(qū)富士蘋果花期較往年提前7-10 d;5月上旬到6月下旬平均氣溫比歷年偏高0.8℃，有利于幼果期的蘋果生長發(fā)育及一次膨大;7月上旬至8月中旬平均氣溫比歷年偏高1.1℃，使得蘋果果實生長速度加快。8月下旬至9月上旬平均氣溫較歷年偏高0.8℃，對蘋果后期生長發(fā)育進(jìn)程有利。

2.4 降水條件對比分析

由圖3可知，2018年4月上旬至9月中旬降水量為629.4 mm，比歷年偏多5成多。從各旬來看，4月中旬、5月上旬至6月上旬為果樹正常發(fā)育生長、開花和幼果生長提供了良好的水分條件;6月下旬到7月中旬、8月中下旬，蘋果膨大期降水量偏多，果園墑情好，果樹需水得到了充分供給，對蘋果果實膨大有利。9月上中旬降水量偏多，對蘋果的著色有影響。

2.5 日照條件對比分析

由圖4可知，2018年4月上旬至9月中旬日照時數(shù)為1147.9 h，比歷年偏少43.1 h。從各旬日照時數(shù)比較來看，除4月上中旬、5月中下旬較歷年偏多外，其余各旬均比歷年偏少。4月中下旬，正值蘋果花期和坐果時段，光照充足，對提高坐果率非常有利。5月中下旬日照偏多，利于幼果生長發(fā)育。6月中下旬到8月中旬日照較歷年偏少，陰雨寡照天氣使果樹光合能力下降，水分利用效率下降，蘋果含糖量下降，對蘋果膨大生長有影響;8月下旬至9月中旬日照時數(shù)較歷年偏少，對蘋果后期膨大與著色有一定影響。

3 蘋果品質(zhì)及生長狀況分析

3.1 蘋果品質(zhì)分析

為確定影響蘋果品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子，以西峰農(nóng)業(yè)氣象試驗站1981-2018年果品品質(zhì)觀測資料及西峰區(qū)國家氣象觀測站1981-2018年氣象資料為依據(jù)，開展了主要氣象因子與西峰富士蘋果品質(zhì)的相關(guān)性研究。

3.1.1 可溶性固形物熱量條件對可溶性固形物含量影響最大，但并不是熱量條件愈好，果實可溶性固形物含量愈高。分析表明，蘋果可溶性固形物含量與7月平均氣溫呈負(fù)相關(guān)，與8月平均氣溫呈正相關(guān)，與7-8月平均氣溫日較差呈顯著正相關(guān)。

根據(jù)2018年觀測點7、8月平均氣溫及7-8月平均氣溫日較差，得出蘋果可溶性固形物含量擬合值為11.80%，實際觀測平均值為12.65%。

3.1.2 含酸量根據(jù)西峰農(nóng)業(yè)氣象試驗站30年觀測資料進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明，影響蘋果含酸量的主要氣象因子為熱量條件，與降水及日照關(guān)系不密切。統(tǒng)計分析表明，含酸量隨7-9月平均氣溫的升高而降低，其倒數(shù)分別與7、8、9月平均氣溫的倒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。

根據(jù)2018年觀測點7、8、9月平均氣溫，得出蘋果果實含酸量擬合值為0.20%左右，實際觀測平均值為0.22%。

3.1.3 糖酸比糖酸比，即可溶性固形物與可滴定酸含量的比值，常用來評價水果果實風(fēng)味和成熟程度。

根據(jù)2018年觀測點含糖量、含酸量數(shù)值，得出蘋果果實糖酸比擬合值為55：1，實際觀測平均值為58：1。

3.1.4 硬度統(tǒng)計分析表明，蘋果硬度與降水、光照相關(guān)關(guān)系不顯著，與熱量條件關(guān)系密切，主要影響因子為7-9月的平均氣溫。果實硬度與7、8、9月平均氣溫的自然對數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

根據(jù)2018年觀測點7、8、9月平均氣溫，得出蘋果果實硬度擬合值為7.9 kg/cm2，實際觀測平均值為8.2 kg/cm2。

3.1.5 果形指數(shù)蘋果果形指數(shù)是指果實縱徑與橫徑的比值。果形的好壞直接影響其商品價值。分析表明，果形指數(shù)受熱量及水分因子影響較小，主要影響因子為果品成熟前40 d的光照條件，與8月中旬平均日照時數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。

根據(jù)2018年觀測點8月中旬平均日照時數(shù)，得出蘋果果形指數(shù)擬合值為0.82，實際觀測平均值為0.88。

3.2 果實生長狀況

觀測地點位于西峰區(qū)溫泉萬畝蘋果基地（何坳村何坳組，海拔1 256 m）。選定3株果樹東西南北4個方位的果實各10個（共120個），編號掛牌，從蘋果幼果開始形成到成熟每5-10 d進(jìn)行1次測量，觀測記錄果品縱徑及橫徑，相應(yīng)方位每次取10個樣品測定單果重。

蘋果果實生長包括幼果形成期、果實膨大期和成熟期3個主要階段。2018年何坳村何坳組果園蘋果觀測起始日期為幼果形成初期的6月5日，結(jié)束日期為果實成熟期的10月8日。蘋果果品生長狀況主要觀測要素為橫徑、縱徑、單果重。觀測結(jié)果如表1所示。

蘋果品質(zhì)及生長狀況觀測表明，何坳村果園成熟期蘋果果實有70%左右色澤艷麗，果實著色度較好;平均單果重224 9左右，去皮硬度為8.17 kg/cm2;果大小整齊，果面光滑、亮潔;果形端正高樁、五棱突出明顯，果形指數(shù)為0.88;果肉黃白色，松脆，汁液多，口感好，可溶性固形物含量為12.65%;糖酸比為58：1。

4 認(rèn)證結(jié)果與討論

4.1認(rèn) 證結(jié)果

1）氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)評分。認(rèn)證區(qū)為最適宜區(qū)，0.3X1項得分30分。

2）當(dāng)年果品生長氣候條件分析評分。X2=a-β。根據(jù)A和盧評分（表2、表3），0.5X2項得分為35分。

3）生產(chǎn)管理評分。根據(jù)評定結(jié)果（表4），0.2X3項得分為20分。

綜合評分W=0.3X1 +0.5X2 +0.2X3=85。

4.2討論

綜合3項得分，西峰區(qū)生產(chǎn)基地蘋果氣候品質(zhì)認(rèn)證總得分85分，評定地段果園蘋果樣品品質(zhì)為優(yōu)。2018年度，在蘋果花期出現(xiàn)了嚴(yán)重的花期凍害，蘋果坐果率低，蘋果關(guān)鍵生長期出現(xiàn)了連陰雨等不利天氣，使得部分地區(qū)蘋果著色較差、糖分降低，對果品品質(zhì)不利，但總體來看，水熱條件及生產(chǎn)管理條件較好，果品品質(zhì)仍符合各項理化指標(biāo)要求，評定客觀有效。

蘋果生長是一個復(fù)雜的過程，在蘋果生長的最終產(chǎn)量形成中，當(dāng)年的氣候條件、果園管理、災(zāi)害防御都對其有直接影響，而且有時是災(zāi)害連生或伴生。因此，氣候品質(zhì)認(rèn)證應(yīng)考慮各種因素的綜合影響，有待逐步補充完善。

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基金項目：甘肅省氣象局科研項目（CSMACg2018-15）;甘肅省慶陽市氣象局科技項目（QYQX2017003）;甘肅省氣象局青年優(yōu)秀人才計劃項目

作者簡介：周忠文（1974-），男，甘肅寧縣人，高級T程師，主要從事農(nóng)業(yè)氣象研究與服務(wù)，（電話）13909345296（電子信箱）gsznzzw@163.com;