魯中山區(qū)獼猴桃氣候品質(zhì)評價(jià)與認(rèn)證模型

李 密，朱保美，周明慧，李興，李云龍

（1.山東省淄博市博山區(qū)氣象局，山東 淄博 255200；2.山東省德州市齊河縣氣象局，山東 德州 251100；3.山東省棗莊市氣象局，山東 棗莊 277800）

《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》（QX∕T 486—2019）出臺后，部分省市陸續(xù)開展相關(guān)研究，如山東省對陽谷魯麗蘋果、嶧城石榴完成了特色農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評價(jià)。鮮見關(guān)于獼猴桃品質(zhì)與氣象因子關(guān)系的研究報(bào)道，本研究對山東省獼猴桃進(jìn)行氣候品質(zhì)評價(jià)與模型認(rèn)證，旨在為提升淄博市博山區(qū)獼猴桃果實(shí)的品質(zhì)和未來合理化區(qū)域管理提供科學(xué)參考。

1 數(shù)據(jù)來源

魯中山區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。博山區(qū)位于魯中山區(qū)，小氣候獨(dú)特，土壤富含有機(jī)質(zhì)。引種的獼猴桃經(jīng)過幾十年的馴化和改良，篩選出了適合當(dāng)?shù)乜箖龊^強(qiáng)的品種碧玉，其果肉翠綠，酸甜適中。

獼猴桃品質(zhì)數(shù)據(jù)來自博山區(qū)源泉鎮(zhèn)宏泉、博山鎮(zhèn)中村2 個桃園果實(shí)檢測所得。果實(shí)品質(zhì)等級按照《獼猴桃質(zhì)量等級》（GB∕T 40743—2021）要求劃分。氣象數(shù)據(jù)來源于博山區(qū)氣象觀測站和桃園小氣候站、自動土壤水分站。通過桃園田間觀測博山區(qū)獼猴桃主要物候期：3 月8—21 日為萌芽期，4 月19 日至5 月4 日為盛花期，5 月2—15 日為結(jié)果期（幼果直徑0.8 cm），8 月26 日至10 月5 日為成熟收獲期。具備認(rèn)證評價(jià)基本條件。

2 獼猴桃氣候品質(zhì)評價(jià)模型

2011 年博山獼猴桃獲得國家地理標(biāo)志證明商標(biāo)，博山區(qū)成為“省級知名農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域”。 2020—2022 年博山獼猴桃種植面積達(dá)1 800 hm2，產(chǎn)量3 萬多噸，已成為當(dāng)?shù)厣絽^(qū)農(nóng)民增收的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

2.1 果品生長期氣候條件指標(biāo)

獼猴桃從謝花到果實(shí)成熟，發(fā)育期為130～160 d，分為3 個階段。第一階段為快速生長期，為落花后50～60 d，果實(shí)體積、鮮重快速增加，單果可達(dá)總重量的70%～80%，至7 月上旬，干物質(zhì)積累強(qiáng)度達(dá)最大，單果每天可增重約230 mg，此階段的降水量、日照時(shí)數(shù)、溫度等是影響果實(shí)品質(zhì)的重要?dú)夂驐l件指標(biāo)。第二階段為緩慢生長期，為快速生長期后的40～50 d，此階段果實(shí)增大速率顯著減緩。第三階段為生長后期，為緩慢生長期后40～50 d，此階段果實(shí)增大明顯，出現(xiàn)一個生長小高峰，到果實(shí)采收前幾周，果皮轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚?。果肉成熟后為綠色。

溫度是限制獼猴桃生長發(fā)育的主要因素，花期到采摘期的活動積溫，以大于4 200 ℃為宜。獼猴桃樹耐高溫差，在果實(shí)膨大期內(nèi)，當(dāng)日最高氣溫大于35 ℃的日數(shù)連續(xù)出現(xiàn)4 d 以上，將產(chǎn)生日灼果，影響果實(shí)的外觀及品質(zhì)。果實(shí)膨大期是需水高峰期，此生長期的日照時(shí)數(shù)也應(yīng)達(dá)到1 300～1 400 h，如果日照過少，易發(fā)生落葉、落果或枝條枯死，也易發(fā)生果實(shí)軟腐病。

果實(shí)快成熟時(shí)內(nèi)部會發(fā)生一系列變化，如淀粉不斷分解轉(zhuǎn)化為糖分，可溶性固形物含量上升，果實(shí)硬度降低等。博山區(qū)8 月、9 月常年氣溫日較差在8.0～10.0 ℃［1］，十分有利于糖分的積累。采摘早會影響果實(shí)品質(zhì)，造成其不能后熟軟化、口感無味，既影響消費(fèi)者信任度，也會對樹體發(fā)育造成危害。果實(shí)干物質(zhì)含量≥17%、可溶性固形物≥26.5%、硬度達(dá)6～7 kg∕cm2，3 項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到時(shí)方可采收?？扇苄怨绦挝铩?%～10%、干物質(zhì)含量達(dá)18%以上才能采收入冷庫儲藏。采摘時(shí)，戴手套或使用采果包，防止磕碰果實(shí)。

2020—2022 年，對源泉鎮(zhèn)宏泉、博山鎮(zhèn)中村2 個桃園連續(xù)采樣。每年試驗(yàn)設(shè)置5 個不同的采收期，8月26 日至10 月5 日，每隔10 d 采收1 次。每次選擇4 株正常結(jié)果的獼猴桃樹，隨機(jī)摘取無傷、殘、次、病蟲害的20 個果。果實(shí)用聚乙烯保鮮袋包裝，當(dāng)日運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。實(shí)測單果重、果實(shí)硬度、可溶性固形物、可滴定酸及干物質(zhì)含量。并對土壤積溫、日照時(shí)數(shù)、相對濕度、平均氣溫、高溫?zé)岷?、連陰雨等一系列因素進(jìn)行相關(guān)性分析，逐步回歸篩選出5 個氣候因子。參考相關(guān)文獻(xiàn)研究成果［2-7］，確定博山獼猴桃關(guān)鍵生育期氣候條件指標(biāo)和評分標(biāo)準(zhǔn)（表1）及氣候條件評分公式如下。

表1 博山獼猴桃關(guān)鍵生育期氣候條件指標(biāo)及評分標(biāo)準(zhǔn)

2.2 獼猴桃氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)

通過對博山獼猴桃全生育期的生態(tài)與氣候適應(yīng)性進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合氣候特征及各因子對其產(chǎn)量、品質(zhì)的影響程度，采用逐步回歸法分析，得出年平均氣溫、年平均降水量、無霜期是劃分碧玉栽培氣候區(qū)域的主要農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)（表2）。

表2 博山獼猴桃氣候適宜性區(qū)劃主要指標(biāo)

綜合考慮博山區(qū)氣候、地形、土壤三大區(qū)劃因子［8，9］，繪制基于GIS 的獼猴桃氣候區(qū)劃（圖1）。獼猴桃適宜區(qū)由東向西呈逐漸遞減趨勢，主要分布在該區(qū)東部的池上鎮(zhèn)、源泉鎮(zhèn)東部和博山鎮(zhèn)東南角。將適宜區(qū)、次適宜區(qū)、不適宜區(qū)分別評分為100、90、80 分。

圖1 博山獼猴桃精細(xì)化氣候區(qū)劃

2.3 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)

獼猴桃樹在自然環(huán)境中主要遭受越冬凍害、萌芽期凍害、高溫?zé)岷Α⒏珊?、大風(fēng)、冰雹、連陰雨7 種氣象災(zāi)害。特別是低溫凍害對魯中山區(qū)獼猴桃產(chǎn)量和品質(zhì)影響較大。2016 年1 月23—25 日持續(xù)-24 ℃上下的低溫，造成部分樹勢弱的獼猴桃樹死亡，甚至有7 年左右的成齡樹也發(fā)生不同程度的凍害，造成獼猴桃大量減產(chǎn)，遭受重度災(zāi)害。

桃園基本都具備灌溉條件，因此，干旱對果實(shí)的影響較小，所以只考慮其他6 種氣象災(zāi)害，約3 年遇到1 次。依據(jù)不同災(zāi)害對果品影響的大小分別賦予不同的權(quán)重，評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害評分標(biāo)準(zhǔn)（單位：分）

2.4 人工管理措施評價(jià)等級指標(biāo)

棚架、土壤、樹形、水肥一體化等果園管理措施對提高果品整體品質(zhì)具有重要意義。根據(jù)實(shí)際管理情況進(jìn)行等級評價(jià)：管理科學(xué)合理，適時(shí)適度采取相應(yīng)措施評為優(yōu)，其次為良。管理措施如采摘前近一月，樹體掏心通風(fēng)透光，可以促進(jìn)轉(zhuǎn)色和轉(zhuǎn)化為各種養(yǎng)分，從而提升果實(shí)的品質(zhì)和耐儲度，延長貨架期和銷售期等。由人為原因?qū)е鹿麍@修剪不及時(shí)、病蟲害防治不到位、灌水不足等問題出現(xiàn)時(shí)評為一般。管理水平為優(yōu)、良和一般，評分分別是100、90、80分。

2.5 評價(jià)指標(biāo)的擬定及評價(jià)指數(shù)的構(gòu)建

查閱文獻(xiàn)［9-12］，根據(jù)博山獼猴桃果實(shí)品質(zhì)與相關(guān)氣象因子的關(guān)系，確定氣候品質(zhì)指標(biāo)Mi的權(quán)重系數(shù)。采用加權(quán)求和法，建立氣候品質(zhì)評價(jià)指數(shù)模型，計(jì)算式如下。

式中，IACQ為氣候品質(zhì)評價(jià)指數(shù)，n為氣候品質(zhì)指標(biāo)的個數(shù)，ai為第i個氣候品質(zhì)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，Mi為氣候品質(zhì)指標(biāo)。采用生長期氣候條件、區(qū)域適宜性、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害和人工管理水平4 個品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建氣候品質(zhì)評價(jià)指數(shù)模型，權(quán)重系數(shù)分別為0.45、0.25、0.15、0.15。

氣候品質(zhì)等級分為4 級，按優(yōu)劣順序分為特優(yōu)、優(yōu)、良好、一般。依據(jù)評價(jià)指數(shù)得分，IACQ≥90 為特優(yōu)，80≤IACQ＜90 為優(yōu)，70≤IACQ＜80 為良好，IACQ＜70 為一般。

3 樣點(diǎn)果園氣候品質(zhì)評價(jià)及技術(shù)推廣

2020 年4 月5 日，博山區(qū)氣象觀測站最低溫度為1.7 ℃，源泉鎮(zhèn)區(qū)域氣象站最低溫度為-2.0 ℃，獼猴桃開花期遇倒春寒凍害，凍害較輕。4 月23—25日，受冷空氣影響，博山區(qū)氣象觀測站最低溫度為0 ℃，博山鎮(zhèn)區(qū)域氣象站最低溫度為-1.2 ℃，落花結(jié)果期又遭受中度凍災(zāi)。5 月23 日，博山鎮(zhèn)下了9 min冰雹，受災(zāi)嚴(yán)重，因此中村果園不予評價(jià)。源泉鎮(zhèn)果實(shí)膨大期內(nèi)平均降水量為185.2 mm，日照時(shí)數(shù)為633.6 h。采摘前1 個月的平均氣溫日較差，8 月為7.7 ℃，9 月為9.6 ℃，對宏泉果園的獼猴桃氣候品質(zhì)首次試驗(yàn)評價(jià)為良好。

2021 年3 月11 日小雨，12 日源泉鎮(zhèn)區(qū)域氣象站最低溫度為-2.3 ℃，形成霜凍危害獼猴桃樹體和花芽。果實(shí)膨大期內(nèi)降水量為151.4 mm，日照時(shí)數(shù)為332.9 h。8月平均氣溫日較差為8.1 ℃，9月為8.0 ℃。前期日照時(shí)數(shù)偏少，后期又遇罕見秋汛，陰雨寡照日數(shù)為歷史同期最多。正常年份，8 月26 日開始采收，2021 年延長至9 月6 日，以彌補(bǔ)光照的不足。博山鎮(zhèn)氣象情況與源泉鎮(zhèn)類似，修訂評價(jià)指標(biāo)分值，二次試驗(yàn)評價(jià)宏泉和中村2 個果園的果實(shí)均為良好。

2022 年對模型進(jìn)行推廣與應(yīng)用，驗(yàn)證模型。博山區(qū)氣象觀測站果實(shí)膨大期內(nèi)≥35 ℃高溫日數(shù)為14 d，6 月連續(xù)6 d，7 月連續(xù)2 d，8 月累計(jì)高溫6 d。6月19 日最高氣溫為41.3 ℃，突破了1959 年8 月1 日極端最高溫度40.1 ℃。果實(shí)膨大期內(nèi)日照時(shí)數(shù)為573.7 h、降雨量為767.5 mm，因防護(hù)有效，日灼病較少。8 月平均氣溫日較差為7.7 ℃，9 月為10.3 ℃。把各實(shí)測值代入，計(jì)算氣候品質(zhì)指標(biāo)值，得到兩鎮(zhèn)獼猴桃氣候品質(zhì)評價(jià)均為“優(yōu)”，評價(jià)結(jié)果見表4。該模型的推廣與應(yīng)用，提高了銷售附加值，擴(kuò)大了碧玉品牌的知名度。

表4 2022 年樣點(diǎn)果園獼猴桃氣候品質(zhì)評價(jià)

4 小結(jié)與討論

1）通過對魯中山區(qū)獼猴桃品質(zhì)與氣象條件進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析，探究出品質(zhì)性狀的主要影響因子，為果實(shí)品質(zhì)的提升提供指導(dǎo)性方案。氣候品質(zhì)評價(jià)模型由區(qū)域適宜性、生長期氣候條件、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害、人工管理水平4 大因子構(gòu)成。其中，以區(qū)域適宜性為基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害作特殊考量。出現(xiàn)嚴(yán)重農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害年份，果實(shí)不具有商品價(jià)值，品質(zhì)較差，可“一票否決”。

2）碧玉氣候品質(zhì)認(rèn)證結(jié)果劃分為特優(yōu)、優(yōu)、良好、一般4 個等級。經(jīng)檢驗(yàn)，這一等級劃分符合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際，能有效提升博山區(qū)種植專業(yè)合作社（公司）產(chǎn)品的市場競爭力，打造具有地域特色的優(yōu)質(zhì)氣候品牌，助力鄉(xiāng)村振興。

3）獼猴桃氣候品質(zhì)認(rèn)證個別指標(biāo)及權(quán)重來源于產(chǎn)量、品質(zhì)與氣候條件，實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中需要進(jìn)一步驗(yàn)證，還需注意各地品種、土壤和灌溉條件的差異。需要不斷完善與優(yōu)化認(rèn)證指標(biāo)與評價(jià)模型，以提升認(rèn)證技術(shù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確率。