瓊中綠橙氣候品質認證技術研究

張亞杰，陳升孛，楊 靜，張明潔，張京紅

（1.海南省氣候中心，?？?570203; 2.海南省氣象服務中心，?？?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、?？?、澄邁等地均有種植，其中，瓊中發展迅速。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產品，已成為瓊中縣種植業的主導產業之一[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]。

氣候條件是影響農產品品質的重要因素之一，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。農產品氣候品質認證是根據農產品果實品質形成與氣候條件、田間管理等因素之間的關系，通過數據采集分析研究構建認證模型，經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產品品質優劣進行客觀化的等級認證，不僅能夠為農產品的日常種植管理、防災減災提供氣象保障，也可提升當地名特優農產品的品牌競爭力和產品附加值。自2012年浙江省開展安吉白茶農產品氣候品質認證工作以來[3]，全國各地逐步開展了針對當地特色農產品的相關品質認證工作，不同農產品的氣候品質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。以水果類農產品氣候品質認證技術研究較多，如張向榮等[4]、劉璐等[5]、付芳婧等[6]基于氣候條件、氣象災害或生產管理措施等與獼猴桃品質的關系先后開展了獼猴桃氣候品質認證技術研究；徐臘梅等[7]通過篩選影響葡萄品質的主要氣象因子，建立新疆葡萄氣候品質認證模型；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認證技術研究；車秀芬等[11]、張和穩等[12]基于氣象條件對芒果品質影響分析，分別構建了海南芒果、百色芒果氣候品質認證模型；劉璐等[13]、田東霞等[14]基于氣象條件、氣象災害及生產管理措施等對蘋果品質的影響，先后構建了陜西紅富士蘋果、北京市昌平區蘋果氣候品質認證模型；丁圣[15]等通過分析氣象要素與火龍果品質的關系，開展了元江縣紅心火龍果的氣候品質認證技術研究；張明潔等[16]通過分析蓮霧不同生育期的氣象要素對品質的影響，構建了蓮霧氣候品質認證模型；侯忠新等[17]利用統計方法篩選指標，構建了藍莓氣候品質認證模型；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認證模型。目前，針對橙類氣候品質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]根據臍橙品質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、生長季內天氣氣候條件，以及果園管理水平，選擇瓊中灣嶺鎮某綠橙種植基地在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認證模型，根據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、平均風速、最大風速等觀測資料。所有數據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生，相對濕度為75%～85%，空氣干燥條件下容易造成綠橙果皮發育不良，果肉枯水、多渣[22]。

1.3 瓊中綠橙氣候適宜性區劃 作物氣候適宜性區劃是根據某種作物在農業生產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業生產關系的一種地理空間上的分類，是充分利用氣候資源，優化農業種植結構與產業布局的重要參考依據，其區劃結果將對農產品品質產生一定的影響。本研究的瓊中綠橙氣候適宜性區劃采用前人研究結果[23]。

1.4 瓊中綠橙當年生長季內氣候條件 當年生長季內氣候條件主要考慮了農業氣候資源狀況和主要農業氣象災害情況，其中，農業氣候資源狀況對綠橙品質影響較大的指標有生長季內≥10 ℃有效積溫、氣溫日較差、降水量、日照時數、平均相對濕度；綠橙營養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 企業生產管理條件 在瓊中綠橙生產過程中，栽培管理技術、管理措施、采后商品化處理、產品營銷方式、加工、貯運保鮮技術等都會對果實品質產生影響。因此，果園生產管理情況、生產技術規范、質量安全技術規范等都將與果實品質的形成具有密切相關。

1.6 瓊中綠橙氣候品質認證模型 根據氣候指標、管理條件對瓊中綠橙果實品質影響的分析，結合前人熱帶水果氣候品質認證模型的構建方法[4,11-12,16]，選擇種植區氣候適宜性、生長季內氣候條件、種植企業生產管理條件，構建瓊中綠橙氣候品質認證模型，見公式(1)。

式中，R表示瓊中綠橙氣候品質認證得分，認證等級標準見表1；Z1代表瓊中綠橙種植區氣候適宜性評分；Z2代表當年瓊中綠橙生長季內氣候條件評分；Z3代表果品企業生產管理條件評分。

表1 瓊中綠橙氣候品質認證評分等級

1.6.1 瓊中綠橙種植區氣候適宜性 根據瓊中縣綠橙種植氣候區劃結果，設置氣候適宜性指標評判標準（適宜區，Z1=100；次適宜區，Z1=80；不適宜區，Z1=60）。結合區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 當年生長季內氣候條件Z2表示當年綠橙生長季內關鍵生育期氣候條件評分值，計算方法見式(2)。

式中，a表示生長季內主要農業氣候資源情況，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 瓊中綠橙農業氣候資源評分標準

b表示關鍵生育期主要農業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。各農業氣象災害評分以發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 企業生產管理條件Z3表示果品企業生產管理評分值，計算方法見公式(5)。

式中，c1表示果園生產管理情況；c2表示果品生產具有標準化的生產技術規范，果品生產嚴格按標準執行；c3表示具有果品質量安全技術規范，在生產中嚴格執行；c4表示果品品質抽查結果。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；境內光照資源豐富，年總日照時數達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烏石村委會南斗山，根據瓊中縣綠橙種植氣候區劃研究結果[23]，該地區為瓊中綠橙種植適宜區。因此，氣候適宜性區劃指標評分為100分。

2.2 當年果品生長氣候條件

2.2.1 主要農業氣候資源 根據對認證區域綠橙果實品質形成關鍵影響氣候要素統計可知，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 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 主要農業氣象災害 根據查詢種植基地綠橙生長記錄可知：認證區域本季綠橙2020-02-05日花芽開始萌發，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，β1=0；綠橙花芽萌發到坐果平均氣溫21.0 ℃，比常年偏高0.1℃，日最高氣溫 27.0 ℃，無花期熱害出現，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，即無高溫熱害天氣過程，β3=0；整個生育期內無日降水量≥50 mm的連續性降水，β4=0；整個生育期內無冰雹災害發生，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 果品企業生產管理條件 瓊中灣嶺鎮某綠橙生產基地是海南重要的綠橙生產基地，通過實地調研，果園生產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技術規范，綜合評價為2級，γ2=90；果品質量安全技術規范健全，綜合評價為1級，γ3=100；瓊中綠橙具有嚴格的生產標準，經過我中心抽樣檢測，該批品質認證的綠橙樣品，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，果品企業生產管理條件得分為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 ℃。根據預測結論，瓊中縣當年11月氣候條件接近于常年，無農業氣象災害發生，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育期的氣象條件是其品質形成的關鍵因素。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指標與其果實發育期的積溫、氣溫日較差、光照等氣象條件密切相關。通過綠橙種植區域氣候適宜性分析、前期生長氣象條件分析、果企現場勘查、果品品質抽樣檢測及11月氣候趨勢預測分析等，利用綠橙氣候品質認證模型進行計算，認證評分為93.5分，根據綠橙氣候品質認證評分等級，認證瓊中灣嶺鎮綠橙生產基地在2020-11-01至2020-11-30期間成熟采摘的綠橙氣候品質等級為“優”。

3 討 論

筆者結合歷史氣象數據、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、企業生產管理條件等3方面構建了瓊中綠橙氣候品質認證模型。相比前人[19-21]橙類水果氣候品質認證研究，筆者構建的模型數據較易獲取，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的影響，不僅能為瓊中綠橙氣候品質認證工作提供了技術支撐，也能夠為其他農產品氣候品質認證提供借鑒。對瓊中灣嶺鎮某綠橙生產基地2020年11月成熟采摘的瓊中綠橙進行了氣候品質認證，設計制作并頒發瓊中綠橙氣候品質認證報告和認證標簽。有助于讓生產者通過氣候品質認證過程了解當季農產品的氣象條件、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。讓消費者了解果品生長季內果樹生長狀況、氣象條件的影響以及氣候品質情況，增強購買信心。

農產品品質受到氣候、土壤及人為調控等多方面因素的影響，且天氣氣候條件對果品品質的影響機理復雜，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模型。張智勇[19]、謝遠玉等[21]在贛南臍橙氣候品質認證技術研究中，結合臍橙品質理化指標構建模型，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指標進行了檢測，而氣象條件對綠橙品質的影響機理還有待進一步深入研究。