北京市昌平区苹果生育期气象条件分析与气候品质认证

田东霞 李秋月

摘要    本文基于昌平国家观测站和流村自动气象站气象数据，分析昌平区苹果生育期内气象条件、气象灾害对苹果品质的影响。结果表明，2018年气象条件中，气温和日照条件有利于苹果生长、发育、着色等品质形成;低温和降水量对苹果生长膨大造成不利影响，管理上采取防冻害、灌溉等措施保障了苹果品质。通过对苹果果树生长立地条件、果品生长气候条件、果品经营主体生产管理条件等进行综合评分，昌平区苹果气候品质被认证为特优。该研究得出的气候品质认证指标体系，为果品注入气象科技内涵的同时，对苹果生长和生产管理条件提供了决策依据。

关键词    生育期;气象条件分析;灾害应对措施;气候品质认证;北京;昌平区

中图分类号    S665.1        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）16-0095-03                开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Based on the meteorological data of Changping National Observatory and Liucun Automatic Weather Station，we analyzed the effects of meteorological conditions and meteorological disaster during growth period on apple quality.The results showed that temperature and sunshine of 2018 were conducive to the growth，development，coloring，etc;low temperature and precipitation had an adverse effect on fruit expanding growth;management measures such as freezing damage prevention and irrigation could ensure the formation of apple quality.The climate quality of Changping apple was certified as excellent by comprehensively evaluating the growth conditions of apple fruit trees，the climatic conditions for fruit growth，and the production management conditions for fruit business entities.The certification index system of apple climatic quality derived by this study not only inject meteorological science and technology into fruit quality，but also provide decision-making basis for agricultural management.

Key words    growth period;meteorological conditions analysis;disaster countermeasure;certification of climatic quality;Beijing;Changping District

昌平区位于北京西北部，是北京主要的苹果产区，年产优质苹果2万t，给昌平区带来了较大的经济效益和生态效益。苹果在生长过程中，气象条件是影响农产品质量的重要环境因素，每年出现的寒潮、大风、冰雹、强降雨、低温寡照等灾害性天气对苹果品质和产量的影响较大。农产品气候品质认证是提升农产品市场价值的有效手段[1]，是以天气气候对农产品品质影响的优劣等级进行评定，依据农产品品质与气候的密切关系，通过相关数据的采集收集、实地调查、试验、对比分析等技术手段，科学设置认证气候条件指标，建立认证模式，综合评价确定气候对生产阶段的农产品品质影响的优劣，最终评定出农产品气候品质等级。

近年来，不少学者开展了农产品气候品质认证工作[2-6]，气候品质论证工作作为气象为农的前沿业务，融合于气象大数据的应用，以“互联网+农业”和智慧气象服务为驱动，有助于发展精细农业、高效农业、绿色农业，提高农业质量效益和竞争力，实现由传统农业向现代农业转型。北京将国家地理标志农产品气候品质认证工作纳入了北京市《关于推进“互联网+农业”的实施意见》和北京市政府2017年“折子工程”中，以加强农业气象防灾减灾任务。开展面向新型农业经营主体直通式气象服务，是贯彻落实中央一号文件精神的重要举措。

本文通过分析气象要素与苹果生长发育条件关系得出气候品质认证指标体系，并通过苹果气候适宜性区划指标、当年生长气候条件、企业生产管理条件对认证区域内2018年苹果气候品质等级进行了评估。本研究一方面可以为苹果开展气候品质认证，提高农产品市场竞争力，为开展其他作物气候品质认证提供参考依据;另一方面为农产品生长和生产管理提供了决策依据。

1    研究区概况及分析方法

昌平区属暖温带、半湿润大陆性季风气候。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷干燥。昌平區年平均气温为12.2 ℃，年极端最高气温41.2 ℃，出现在2002年7月14日，年极端最低气温-19.6 ℃，出现在1969年2月24日。其中，7月最热，平均气温为25.0 ℃;1月最冷，平均气温为 -3.9 ℃;平均无霜期平均多达209 d。昌平区年降水量为542.9 mm，降水主要集中在夏季，为407.5 mm，占全年降水的75%。昌平区主要气象灾害有暴雨、沙尘、冰雹、高温、大风等，这些气象灾害往往对农业生产造成重大损失。

以北京市昌平区富士苹果为研究对象，运用昌平国家观测站和流村自动站气象数据（由于流村自动站为六要素气象站，本文日照数据采用昌平国家观测站数据，其他气象因子数据均采用流村自动站数据），通过查阅文献、专家咨询等方法，分析昌平富士苹果生长过程中所需的气象条件，再根据生长过程中的气象因子与气候品质的关系，形成昌平区富士苹果气候品质认证指标体系，对2018年流村王园果园富士苹果进行认证。

2    苹果生育期内气象条件分析及灾害应对措施

通常苹果生育期分为萌芽期、开花期、坐果期、果实生长期、膨大期、着色期、休眠期。通过查询流村王园果园种植基地苹果生长记录，在生长发育过程中，果实生长期平均气温为24～35 ℃、果实膨大期降水量>200 mm、着色期日较差 >11 ℃及日照时数>200 h对昌平富士苹果品质有积极影响。影响品质的气象灾害有很多[7-14]，主要有花期冻害、花期连阴雨、果实生长期冰雹、膨大期干旱、着色期连阴雨等，根据分析可知，当花期温度<0 ℃、生长期出现冰雹、膨大期降水量 <200 mm、着色期连阴雨>3 d对果品品质有消极影响。

2.1    萌芽期

一般于4月清明前后进入萌芽期。春季出现强降温天气，可能造成幼芽受冻，影响产量和品质。当遇到低温冻害天气时，可根据实际情况采取萌芽前后浇水、给苹果树喷盐水、烟熏等方法防止冻害。

2.2    开花期及坐果期

4月下旬至5月上旬为开花期，随后进入坐果期。苹果花期的受冻临界温度为0 ℃。开花期出现严重的霜冻时可能引起苹果花或花蕾受冻脱落，花期出现阴雨天累计日数超过4 d影响花期时间，应密切关注天气变化，及时采取预防措施。

2.3    生长期

6—9月为果实生长期，是苹果产量和质量形成的关键时期。苹果生长期的平均气温以24～35 ℃为宜。温度过高对苹果生长发育不利，气温≥35 ℃时，光合强度下降、呼吸作用提高，对果实品质和耐贮性产生不利的影响[15]。生长期出现冰雹气象灾害会造成苹果树叶、果实受损。

2.4    膨大期

8月为果实膨大期，其间累计降水量>200 mm有利于果实膨大。膨大期降水量主要影响单果重，降雨多可使细胞体积膨大，从而增加单果重。干旱是果实膨大期的重要气象灾害，膨大期应及时灌水，促进果实膨大与花芽发育。

2.5    着色期

9月中旬至10月中下旬为着色期。着色期气温日较差大的地区有利于苹果着色和糖分积累，形成优质苹果。光照条件决定了果实的着色情况，对果实糖分和营养物质等风味形成也起到重要的作用。着色期（9月20日至10月15日）气温日较差>11 ℃、累计日照时数>200 h有利于果实着色。当连阴天气超过4 d以上，利用晴好天气及时对果实进行摘袋、转果、增加光照、铺反光膜等手段，加快果实着色，提高果实的品质。遇5级或以上风力，应对幼树或根基不稳的果树进行加固，秋季应及时对成熟的果实进行采摘，防止风吹落果实，造成果实机械损伤，影响品质。

2.6    休眠期

11月下旬至翌年3月下旬为休眠期。最冷月平均气温 -10～10 ℃能满足苹果对低温的要求，如果低温不足，往往使次年苹果树发芽延迟，花芽发育不良。多数苹果品种可耐 -30～-25 ℃的低温，冬季当外界温度低于苹果生育期对应最低温度（≤-30 ℃）时，可能造成果树受冻死亡，应及时采取给果树包草帘、草席等措施防止受害。

3    建立苹果生长气候品质认证指标

与昌平区农业、园林相关部门相关专家共同建立富士苹果气候品质认证指标评分值（W），评分值由苹果果树生长立地条件得分（X1）、本年度果品生长气候条件得分（X2）和果品经营主体生产管理条件得分（X3）三大部分组成。

其中，W表示认证得分，W≥90分为特优，80≤W<90分为优，W<80分不评分。

3.1    果品生产立地条件得分

立地条件（X1）是指植物生长所需的气候、地貌、土壤条件等各种外部因子的综合体现。因此，根据立地条件对果品生产的影响，将其划分为适宜（100分）、基本适宜（90分）和不适宜（80分）3个等级。

3.2    本年度果品生长气候条件评分

本年度果品生长气候条件得分（X2）包括本年度果品生长气候资源评分（α）及本年度气象灾害评分（β）2部分。

其中，α1为果实生长期平均气温，α2为果实膨大期降水量，α3为着色期日较差，α4为日照时数。评分细则如表1所示。

其中，β1为花期冻害，β2为盛花期连阴雨，β3为冰雹，β4为果实膨大期干旱，β5为着色期连阴雨。各气象灾害指标界定如下：无灾害评分为0;轻度、中度、重度灾害评分分别为5、10、15分。 β1花期冻害，灾害影响时段为4月5—30日; β2花期连阴雨，灾害影响时段为4月25日至5月5日; β3冰雹，灾害影响时段为6月1日至9月30日; β4果实膨大期干旱，灾害影响时段为8月1—31日; β5着色期寡照，灾害影响时段为10月1—15日（表2）。

3.3    当年果品经营主体生产管理条件评分（X3）

其中，γ1为果品生产技术标准与安全生产规范制定执行情况，γ2为当年果品“三品”认证情况，γ3为当年果品品质指标现场抽检情况。

4    果品認证情况

从2017年开始，北京市昌平区气象局与北京市气候中心结合昌平区苹果文化节，利用气候品质认证指标先后对昌平区5家合作社富士苹果开展了气候品质认证工作，为昌平苹果的市场推广提供了具有科技含量的专业参考依据，让更多果园、种植大户享受到“智慧气象”带来的便利与成效，提升了昌平区苹果的市场竞争力和品牌效应，为昌平区苹果带来了较大的社会效益和经济效益。本文以2018年昌平区流村王园果园为例介绍认证过程及结果。

4.1    认证区域条件

认证区域为北京市昌平区流村王园果园，位于流村镇王家园村，地处太行山脚下，三面环山，生态环境良好，无污染企业，地处温带地区，生产区自然条件良好。园区果树品种主要有苹果富士一系、二系、桑沙、亚塔卡、小国光、金帅等。该认证区域属富士苹果气候区划最适宜种植区，本年度生育期内光照条件良好，气温日较差较适宜，光、温、水等气候资源匹配良好。生产基地地势平坦，土壤肥沃，灌溉条件便利，生产基地内及周边无任何污染源。

4.2    候适宜性区划指标评分（X1）

根据苹果农业气候资源区划结论，并综合考虑果品生产立地条件，委托认证的北京流村王园果园苹果主要生产区属于最适宜栽培区，X1项得分为100分。

4.3    年度果品生长气候条件得分（X2）

4.3.1    气候资源评分（α）。根据富士苹果气候品质评分标准，本年度气候资源评分为96分，具体评分如表3所示。

4.3.2    气象灾害评分（β）。2018年春季出现强降温过程，极端最低气温为0 ℃，对苹果开花授粉略有影响;果实膨大期降水量略有不足，对苹果膨大生长略有不利。但果园根据实际情况及时进行防冻害保护、科学灌溉等措施，故对其质量和产量影响不大。根据富士苹果气候品质评分标准，本年度气象灾害评分（β）为4.0分，具体评分见表4。

4.3.3    果品生长气候条件得分。根据富士苹果气候品质认证评分标准和公式（2），本年度果品生长气候条件X2得分为92分。

4.4    生产管理条件评分（X3）。

X3项最终得分为96.0分，具体评分见表5。

4.5    认证结论

根据气候品质认证指标体系和公式（1），本次认证最终得分94.8分，2018年度认证区域果品气候品质等级为特优。

5    结论与讨论

（1）通过分析苹果生育期内气象条件、气象灾害与气候品质的关系，得出昌平区苹果气候品质认证指标体系，同时对苹果生长和生产管理提供了决策依据。

（2）花期（2018年4月）出现降温天气，对苹果开花授粉有一定影响;果实膨大期（8月）出现干旱天气，降水量略不足，对苹果膨大生长略有不利。但通过防冻害、增加灌溉等管理措施降低不良影响，使流村王园果园的富士苹果品质和产量得到了保障。

（3）通过对苹果生长立地条件、果品生长气候条件、经营主体生产管理条件综合评分，对昌平富士苹果进行气候品质认证，认证为特优。气候品质认证为果品注入科技内涵，贴上气象“身份证”，增加了果品市场竞争力和品牌效应。

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