寧陵酥梨氣候品質(zhì)認證技術研究

史桂芬 成林 李國棟

摘要：酥梨是寧陵的特色主導果業(yè)，探索和推廣酥梨氣候品質(zhì)認證技術方法，對合理利用氣候資源、提升酥梨品質(zhì)和市場競爭力有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。酥梨品質(zhì)與當年氣象條件關系密切，利用寧陵縣氣象觀測資料、酥梨發(fā)育期資料和梨果品質(zhì)鑒定數(shù)據(jù)，以影響酥梨品質(zhì)的氣候適宜性區(qū)劃、2017年酥梨生長氣象條件和生長期內(nèi)的氣象災害、果園管理水平為主要評價指標，結合酥梨農(nóng)業(yè)氣象指標，進行綜合分析評估并賦予權重評分，將酥梨的氣候品質(zhì)分為特優(yōu)、優(yōu)、良3個等級。探索酥梨氣候品質(zhì)認證技術方法，設計酥梨氣候品質(zhì)認證指標，建立氣候品質(zhì)認證公式，制作并頒發(fā)氣候品質(zhì)認證報告。

關鍵詞：寧陵酥梨;氣候品質(zhì)認證技術;生長氣象條件;氣象災害;果園管理水平;評價模型

中圖分類號： S162.5+5 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）15-0176-06

河南省寧陵縣是“中國酥梨之鄉(xiāng)”，種植面積近1.6萬hm2，年產(chǎn)酥梨5億kg，寧陵酥梨色澤金黃，皮薄肉嫩，脆甜無渣，含糖量高達15%，并含有磷、鐵、維生素C等多種元素和維生素。寧陵縣距今已有700多年的酥梨栽培歷史，1998年被原農(nóng)業(yè)部列為優(yōu)質(zhì)酥梨生產(chǎn)基地縣。寧陵酥梨是河南省名優(yōu)產(chǎn)品，2004年被原農(nóng)業(yè)部認證為國家級無公害農(nóng)產(chǎn)品，2005年被認定為國家地理標志保護產(chǎn)品[1]。寧陵酥梨為發(fā)展縣域經(jīng)濟、助推農(nóng)民脫貧致富發(fā)揮了重要作用。

農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證是通過消費者和生產(chǎn)銷售者之外的、有氣候認證資質(zhì)的、第三方對影響產(chǎn)品品質(zhì)的氣候、條件優(yōu)劣等級評定，是當前國際通用的農(nóng)產(chǎn)品和食品質(zhì)量安全管理方法[2-3]。2018年10月1日起正式實施新版《河南省氣候資源保護與開發(fā)利用條例》，第四章第三十一條提出“省氣象主管機構可以會同有關部門，根據(jù)氣候特點、氣候資源探測資料和氣候資源區(qū)劃成果等，推動農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證工作的開展，發(fā)展精品農(nóng)業(yè)，打造特色品牌”。2012年原浙江省氣象局首創(chuàng)性地對安吉白茶進行氣候品質(zhì)認證后，各地陸續(xù)開展為特色農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評價相關氣象服務[4]，并成為農(nóng)產(chǎn)品認證體系的重要組成部分[5]。近年進行氣候品質(zhì)認證的農(nóng)產(chǎn)品有小麥、水稻、蘋果、臍橙、梨、桃、獼猴桃、葡萄、丑柑、核桃、西瓜、楊梅、草莓、茶葉、銀耳、辣椒、枸杞、青稞等[6-10]。2012年寧波對楊梅、2014年浙江臺州對“黃蜜”西瓜、2015年新疆對黑小麥、2015年山西隰縣對玉露香梨進行了氣候品質(zhì)認證。2015年浙江麗水先后完成了云和仙宮雪梨、龍泉紅心獼猴桃、松陽茶葉等四大類10余批次的農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)論證。2016年江西省完成了對贛南臍橙的氣候品質(zhì)認證。2017年5月甘肅省開始對麥積區(qū)南山花牛蘋果展開氣候品質(zhì)認證工作，同年9月武威市為古浪伊禧堂紅禿頭旱地小麥、天祝雪峰源高海拔紫葉紅筍、億利鮮紅枸杞和涼州皇冠梨頒發(fā)了農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證優(yōu)質(zhì)標識。2017年6月西藏自治區(qū)日喀則市開始對青稞展開氣候品質(zhì)認證工作。北京市先后對平谷大桃、懷柔板栗、門頭溝京白梨、昌平蘋果、密云葡萄、通州張家灣葡萄和房山釀酒葡萄等7種特色果品進行評定認證。河南省氣象科學研究所分別于2016、2017、2018年對三門峽靈寶寺河蘋果、信陽毛尖茶葉和柘城辣椒進行氣候品質(zhì)認證。

國內(nèi)對梨的氣候品質(zhì)認證目前有玉露香梨、祁縣酥梨、鷹潭早熟梨[11]、門頭溝京白梨、庫爾勒香梨[12]和碭山酥梨[13]的氣候品質(zhì)認證。河南省有4處特色農(nóng)業(yè)觀測項目果樹類梨的觀測站點，寧陵是其中之一。開展寧陵酥梨氣候品質(zhì)認證工作是履行公共氣象服務職能，為農(nóng)服務的一個重要項目。這能提高果品市場競爭力，為消費者選購酥梨提供科學依據(jù)，提升酥梨果品品質(zhì)，增加果農(nóng)收入，推動商丘氣候品質(zhì)認證工作開展和精品果業(yè)發(fā)展。

1 資料與方法

1.1 資料來源

氣溫、降水、日照時數(shù)、風速、高溫日數(shù)等氣象資料來自寧陵縣國家級地面氣象觀測站，氣候平均值采用1981—2010年統(tǒng)計平均值。酥梨生育期歷史物候觀測依據(jù)《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范（上卷）》進行觀測[14]，商丘市氣象局農(nóng)業(yè)氣象中心、寧陵縣氣象局對酥梨進行物候觀測并提供相關資料。結合寧陵酥梨果園管理的實地調(diào)查和走訪，進行生育期觀測和文獻收集。鮮梨質(zhì)量等級要求和理化指標依據(jù)GB/T 10650—2008《鮮梨》[15]，品質(zhì)資料來自寧陵縣氣象局委托中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所鑒定。

1.2 寧陵酥梨氣候品質(zhì)認證技術方法

利用統(tǒng)計分析法、加權平均法、主成分分析法、多元線性回歸分析等，進行氣象數(shù)據(jù)采集、梨樹物候期觀測、梨果品質(zhì)鑒定分析、調(diào)查試驗等，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)與氣候的關系，取氣候適宜性指標、當年生育期內(nèi)氣象條件和氣象災害、果園管理水平為主要評價指標，結合酥梨生長期農(nóng)業(yè)氣象指標，用評分方式對當年梨果進行綜合評定，將氣候品質(zhì)分為特優(yōu)、優(yōu)、良3個等級。綜合分析國內(nèi)多個果品認證經(jīng)驗模型，通過分析歷史產(chǎn)量、品質(zhì)與氣候條件的關系，確定影響品質(zhì)的主要氣象因子，建立本地的氣候條件認證指標和模式[16]，技術路線見圖1。

2 寧陵酥梨氣候品質(zhì)認證評分依據(jù)與評價模型

2.1 寧陵酥梨生長氣候條件及常年物候期

寧陵縣酥梨基地處于寧陵縣北部黃河故道有機農(nóng)業(yè)示范區(qū)，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，常年平均氣溫14.2 ℃，降水量721.8 mm，日照時數(shù) 2 068.7 h，無霜期216 d，≥10 ℃的年積溫 4 760.0 ℃。最冷月1月平均氣溫-0.1 ℃，最熱月7月平均氣溫26.9 ℃。年極端最低氣溫-17.0 ℃，極端最高氣溫43.5 ℃。地勢平坦，土壤肥沃，雨量豐沛，日照充足，酥梨生長季日均氣溫為20 ℃左右，生育期內(nèi)各氣象要素常年值見表1，自然條件非常適合酥梨生產(chǎn)。影響酥梨品質(zhì)的主要氣象災害為低溫凍害、干旱、連陰雨、高溫熱害、大風和冰雹。

根據(jù)多年物候期觀測資料，寧陵酥梨萌芽期在3月初至3月底，4月初至4月中旬為開花期，花期持續(xù)約10 d，7月上旬至9月上旬為果實迅速膨大期，9月上中旬至10月初為成熟采摘，休眠期在10月中上旬至次年2月下旬，4—9月為主要生長季，果實發(fā)育期180～185 d（表2）。

2.2 寧陵酥梨生長期主要農(nóng)業(yè)氣象指標

寧陵酥梨生長期氣候條件指標包括氣候資源和氣象災害影響，氣候資源占80%，氣象災害影響約占20%。前人關于氣候條件對梨果品品質(zhì)的影響研究表明，影響酥梨果實品質(zhì)的氣象因素為氣溫、降水、日照狀況、風速、晝夜溫差、日最高氣溫≥35 ℃ 時間、≥10 ℃積溫、冰雹等。氣候條件對果實膨大、維生素C含量、含酸量、果實色澤等果品品質(zhì)有影響[17-20]。各物候期氣候因子對酥梨生長發(fā)育和品質(zhì)的影響程度不同[21]。關鍵物候期的主要氣象因子如下：（1）萌芽和開花期，氣溫在0 ℃以下的晚霜凍，花和芽均可能受害，氣溫下降到-4～-6 ℃[22]，受凍害的花可達7～8成，氣溫越低，受害的程度越重。開花和花粉發(fā)芽均需要10 ℃以上氣溫[23]，當氣溫低于10 ℃時，開花遲緩，影響受精坐果。3～5 ℃時花粉易受傷害，氣溫持續(xù)15 ℃以上可促進開花進程[19]。果實膨大期連續(xù)高溫不利于果實膨大，甚至出現(xiàn)日灼。（2）4月降水影響梨樹開花授粉和坐果率。7—9月果實膨大期降水量直接影響酥梨果形大小、味道濃淡，降水量大則果形大，果實含水量高;成熟期降水少，則果實含水量低、味濃[24]。9—10月降水量影響果實可溶性固形物含量[25]。（3）日照時數(shù)影響酥梨的單果質(zhì)量、可溶性固形物含量和總糖含量[26]。風速影響酥梨開花期授粉，盛花期均勻、較低的風速利于酥梨授粉[27]。6—8月風力≥8級，8—9月風力>6級，會造成梨樹嚴重落果且梨果越大越接近成熟，能承受的風力越小。4—9月可能出現(xiàn)的冰雹災害來勢猛，預防不及，造成落果[28]。

2.3 寧陵酥梨氣候品質(zhì)認證評分公式

農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證賦予氣候適宜性、當年生長期內(nèi)氣象條件和氣象災害、果園管理水平不同權重，根據(jù)酥梨氣候品質(zhì)認證技術標準體系，制定酥梨氣候品質(zhì)認證評分公式為：W=0.3X1+0.5X2+0.2X3，W表示認證得分，W ≥ 90分為“特優(yōu)”等級，80分≤W<90分為“優(yōu)”等級，W<80分為“良”等級。

X1代表酥梨氣候適宜性區(qū)劃指標，權重為30%。表3中各指標的權重為25%，最適宜區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)分別評分為100、90、80分。

X2代表本年度酥梨生長氣象條件評分，占權重50%。X2=α-β，α為氣候資源評分，β為氣象災害評分（表4）。α=0.15α1+0.15α2+0.15α3+0.15α4+0.15α5+0.1α6+0.15α7;β=2 × （0.1β1+0.2β2+0.2β3+0.1β4+0.3β5+0.1β6）。影響酥梨果品氣候資源評價指標的主要氣候因子有花期時間、花期溫度、果實膨大期內(nèi)日照時數(shù)、高溫持續(xù)時間和降水量、果實著色期日較差、休眠期氣溫、采摘前20 d內(nèi)的日照時數(shù)和日較差（表5）。對主要氣候因子的影響程度賦予相應權重，對各氣候因子的情況綜合分為100分（好）、80分（中）和60分（差）。酥梨主要氣象災害為低溫凍害、高溫熱害、干旱、長連陰雨、大風、冰雹。氣溫在0 ℃以下的晚霜凍，花和芽均可受害，氣溫下降到-4～-6 ℃，受凍害的花可達7～8成，氣溫越低受害的程度越重。6—8月風力≥8級，8—9月風力>6級，會造成梨樹嚴重的落果，且梨果越大越接近成熟，承受的風力越小。冰雹災害從4—9月都可出現(xiàn)，冰雹災害的特點是：來勢猛，預防不及，造成落果。按影響大小分別賦予10%、20%、20%、10%、30%、10%權重。

X3代表果園管理條件，占權重20%。評分依據(jù)實地調(diào)查以下各項：產(chǎn)地生產(chǎn)環(huán)境、標準化生產(chǎn)技術、質(zhì)量安全技術規(guī)范、質(zhì)量抽查，各占25%權重。依據(jù)每項生產(chǎn)規(guī)范，綜合評分，均分為100分（好）、80分（中）和60分（差）。

以上評分標準評分時結合參考寧陵酥梨農(nóng)業(yè)氣象指標表（表3、表4）。

2.4 寧陵酥梨氣候品質(zhì)評價模型構建

選取酥梨生長過程中6個生育期（表2），測定日照時數(shù)、日照百分率、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫、氣溫日較差、降水量、相對濕度、風速9個氣象因子，單果質(zhì)量、橫徑、果形指數(shù)、可食率、果實硬度、果皮厚度、可溶性固形物含量、總糖含量、糖酸比、維生素C含量、著色度、光潔度、成熟度等梨果實質(zhì)量品質(zhì)鑒定數(shù)據(jù)和理化指標。鮮梨質(zhì)量等級要求和理化指標依據(jù)GB/T 10650—2008《鮮梨》[15]，酥梨鮮果按國標要求分為特優(yōu)等果、優(yōu)果和良等果，其中各等級果應符合表6的理化指標要求。

研究各物候期各氣象因子與梨果品質(zhì)的相關系數(shù);對比分析單果質(zhì)量、果形指數(shù)、果實硬度、可溶性固形物含量等與不同物候期的不同氣象因子之間的關系，得出相應的多元回歸方程;使用SPSS統(tǒng)計軟件，對酥梨品質(zhì)指標進行主成分提取，再用聚類分析法對各指標進行劃分;利用逐步回歸方法、灰色關聯(lián)度分析等方法，得出影響酥梨品質(zhì)形成的主要氣象因素并構建氣候品質(zhì)評價指標及模型（圖2）。

3 結論與討論

酥梨生長過程中，光照、濕度、溫度、降水和氣象災害等氣候條件直接影響酥梨品質(zhì)。氣象部門開展寧陵酥梨氣候品質(zhì)認證，把酥梨生長過程中的氣候條件和質(zhì)量聯(lián)系起來，為氣候?qū)婀焚|(zhì)影響的優(yōu)劣等級做評定，通過認證為梨果貼上“氣候身份證”，使消費者通過氣候品質(zhì)等級認證標志了解果品質(zhì)量，有利打造特色優(yōu)勢果品品牌，助力農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。

從酥梨的氣候適宜性區(qū)劃指標、當年果品生長氣候條件分析、物候期的氣象災害、酥梨農(nóng)業(yè)氣象指標、果品取樣品質(zhì)鑒定、氣候品質(zhì)評價等方面綜合對酥梨品質(zhì)等級做出評定，按氣候品質(zhì)優(yōu)劣分為特優(yōu)、優(yōu)、良好3個等級， 制作并頒發(fā)酥梨氣候品質(zhì)認證報告，為果園設計氣候品質(zhì)認證標識。

通過分析歷史和當年氣象資料，對酥梨品質(zhì)質(zhì)量指標進行檢測，依據(jù)酥梨品質(zhì)與氣候的相關關系;通過氣象要素觀測、發(fā)育期生長要素觀測等進行相關試驗、對比分析當年產(chǎn)量、品質(zhì)與氣象因子的關系;確定影響酥梨品質(zhì)的主要氣候條件和主導因素，歸納出對酥梨不同物候期有重要影響的氣候條件，設置認證氣候條件指標，建立酥梨氣候品質(zhì)認證模型和等級評價認證指標體系。通過認證模型綜合評價氣候?qū)λ掷嫫焚|(zhì)的影響，最終評定出酥梨氣候品質(zhì)等級。

寧陵酥梨氣候品質(zhì)認證是一種新的為農(nóng)服務途徑，根據(jù)酥梨生長需要的氣象指標，在各個生育期為酥梨種植基地開展特色氣象服務，根據(jù)氣象預報預警信息指導梨農(nóng)采取有效應對措施趨利避害，減少因氣象災害帶來的損失，提升酥梨品質(zhì)。運用氣象科技和現(xiàn)代信息化手段，為寧陵酥梨生產(chǎn)提供全方位的農(nóng)業(yè)氣象技術支持與相關信息服務，并將寧陵酥梨氣候品質(zhì)認證納入商丘智慧氣象農(nóng)業(yè)服務平臺。

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