东方市火龙果气候品质认证技术

张亚杰 张明洁 张京红 陈升孛 杨静

(1海南省气候中心海南海口570203;2海南省气象服务中心海南海口570203;3海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203)

海南省是最早从台湾省引进火龙果栽培的省份，自20世纪90年代起，至今已有近30年的栽培历史。近年来，在国家和海南省宏观政策的支持下，火龙果作为特色产业得到迅猛发展［1］。东方市从1998年开始零星种植火龙果，到2012形成了规模化种植。截至2018年，全市火龙果种植企业22家、农民专业合作社4家、个体户13户，种植面积达3.3万亩（1 hm2＝15亩），收获面积2万亩，是海南省目前最大的火龙果种植市县。

农产品品质的形成受生态环境、化肥施用、管理水平等因素的影响，其中气象条件是影响农产品质量的重要生态环境因素之一。农产品气候品质认证是根据农产品品质与气候条件的关系，构建认证模型，基于客观真实的气象观测资料对农产品品质进行客观化等级认证。由第三方机构根据当季气象条件对农产品气候品质进行认证，不仅能够为农产品的种植管理提供气象服务，也可提升当地“名特优”农产品的品牌知名度和产品附加值。近年来，自农产品气候品质认证工作2012年在浙江省［2］开展以来，全国各级气象部门逐步开展了针对当地特色农产品的相关认证工作，不同农产品的相关认证技术研究也逐渐开展［3-24］。目前，主要以水果、茶叶等农产品为研究对象，如娄伟平等［3］通过试验分析春季龙井茶与气象条件的关系，设计气候品质认证指标，开展了浙江省春季龙井茶叶的气候品质认证技术研究；张向荣等［4］基于气候条件与猕猴桃品质的关系，以及企业管理条件，构建了陕西猕猴桃品质认证模型；徐腊梅等［5］基于文献、专家咨询方法筛选影响葡萄品质气象因子，建立葡萄品质预测模型，构建了葡萄气候品质认证指标体系；桂园园等［6］根据早熟梨生长发育期对气象条件的要求，研究了早熟梨气候品质认证技术；张智勇等［7］根据脐橙品质与关键生育期气象因子的关系，建立了不同品质指标的气候品质关系认证模型；车秀芬等［11］、张和稳等［21］基于气象数据与芒果品质的关系，分别构建了海南芒果、百色芒果气候品质认证模型；刘璐等［12，16］采用统计回归方法，先后建立了基于气象适宜度、气象灾害灾损度及生产管理措施影响度的陕西猕猴桃气候品质综合评价模型，以及陕西红富士苹果气候品质指标认证模型；付芳婧等［13］基于农业气候资源和猕猴桃不同生育期主要气象灾害对其品质的影响，开展了猕猴桃的气候品质认证技术研究；张明洁等［20］分析莲雾不同生育期的气象要素对品质的影响，从气候适宜性和当季气候条件两方面选取了气候品质认证指标，构建了莲雾气候品质认证模型；侯忠新等［24］利用统计方法，基于气候、地理、环境、土壤条件等筛选蓝莓气候品质指标，构建了蓝莓气候品质论证模型。目前，针对火龙果品质的研究，主要集中在化肥、生物肥等对火龙果品质影响的研究［25-28］，以及气候适宜性区划和适宜气候条件分析等［29-34］。仅元江县开展了红心火龙果的气候品质认证技术研究［19］，认证模型没有引入果园管理水平、气象灾害等影响。

通过查阅文献，火龙果属热带水果，喜高温，怕霜冻。整个生育期内生长最适宜的温度在25～35℃，温度低于10℃将不利于其生长，温度高于38℃条件下植株将停止生长［29，35］。而0℃以下将出现低温冻害，植株的幼芽、嫩枝、部分成熟枝也将受到冻害，甚至整个植株冻死。经济栽培应在平均气温20℃以上的区域，否则不但容易出现低温寒害（冻害），还会影响果实的品质［30］。火龙果是耐旱经济作物，但是关键生育期内却需要充足的水分。每年的5～11月期间正值开花结果期，此时植株需要较多水分，特别在果实膨大期所需水分最多，土壤持水量在50%～80%最佳［29］。火龙果为喜光植物，充足的光照条件有利于火龙果的生长发育和果实品质的提高［35］。如果在生长季内日照时间长、光照条件充足，火龙果光合作用旺盛，有利于开花结果和提升果实品质，否则将导致严重减产［29］。火龙果植株生长需攀附在其他物体上攀援生长，气生根紧附于攀援物，种植需搭架，由于没有庞大的树冠，只要支撑物坚固，火龙果很少受风害，但过大的风暴仍将影响其生长［30］。

本研究综合考虑气候条件和果园管理水平，建立东方市火龙果气候品质认证模型，根据评分标准划分认证等级。开展东方火龙果气候品质认证工作能够为当地政府质量兴农、品牌强农提供点对点的“直通式”优质气象服务。气候品质认证也将提升东方火龙果的附加值和市场竞争力。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 火龙果品质数据

火龙果样品取自海南北纬十八度果业有限公司2号种植基地，品种为大红二号红心火龙果。在火龙果成熟采摘期，间隔15 d取样一次，委托南京信息工程大学进行样果生理生化指标检测，指标检测严格按照标准规范进行，主要检测指标有鲜重、可溶性固形物、有机酸（可滴定酸）、含糖量（甜度）、果皮花青素、VC、可溶性蛋白、膳食纤维。

1.1.2 气象资料

气象资料主要包括：1981—2010年东方市国家气象站逐日平均气温、最低气温、最高气温、日照时数、降水量等气象要素；东方市乡镇级区域自动气象观测站2019年逐日平均气温、最低气温、最高气温、降水量、日照时数、平均风速、最大风速等观测资料。所有数据均来源于海南省气象局。

1.2 方法

开展农产品气候品质认证技术研究的核心是通过筛选气候品质评价指标建立气候品质认证模型。天气气候条件、果园管理水平对果实品质形成具有重要的影响，通过综合分析火龙果气候适宜性、生长季内天气气候条件，以及果园管理水平，筛选每个生育期的关键气候因子，建立东方市火龙果气候品质认证模型。具体方法如下。

1.2.1 火龙果气候适宜性区划指标

作物气候适宜性区划是根据某种作物农业生产过程中对天气气候条件的特定要求，作出能够阐明气候条件与农业生产关系的一种地理空间上的分类，是充分利用气候资源，优化农业种植结构与产业布局的重要参考依据，其区划结果将对农产品品质产生一定的影响。咨询专家和查阅文献［29-31］资料后，选取年平均气温、最冷月平均气温、最热月平均气温、≥10℃活动积温、年极端最低气温作为火龙果气候适宜性区划指标。

1.2.2 火龙果当年生长季内气候条件指标

当年火龙果生长季内气候条件主要考虑了农业气候资源状况和主要农业气象灾害情况，其中，农业气候资源状况中对火龙果品质影响较大的指标有生长季内≥10℃有效积温、气温日较差、降水量、日照时数；主要农业气象灾害情况指标有花期热害、低温寒害、低温阴雨、高温热害、冰雹。

1.2.3 企业生产管理条件指标

火龙果生产过程中，栽培管理技术、管理措施、采后商品化处理、产品营销方式、加工、贮运保鲜技术等都会对果实品质产生影响。因此，果园生产管理情况、生产技术规范、质量安全技术规范等都将与果实品质的形成具有密切相关。

1.2.4 火龙果气候品质认证模型

根据气候指标、管理条件对火龙果果实品质影响的分析，选择种植区气候适宜性、生长季内气候条件、种植企业生产管理条件，构建火龙果气候品质认证模型，见公式（1）。

其中，R表示火龙果气候品质认证得分，认证等级标准见表1；Z1代表东方火龙果种植区气候适宜性评分；Z2代表当年火龙果生长季内气候条件评分；Z3代表果品企业生产管理条件评分。

表1 火龙果气候品质认证评分等级

1.2.4.1 火龙果种植区气候适宜性

根据1981—2010年当地国家气象站相关气象要素计算火龙果种植气候适宜性区划指标，划定气候适宜区；设置气候适宜性指标评判标准（最适宜区，Z1＝100；适宜区，Z1＝90；次适宜区，Z1＝80；一般适宜区，Z1＝70）。结合区划结果和评判标准确定火龙果气候适宜性指标评分值。

1.2.4.2 当年生长季内气候条件

Z2表示当火龙果生长季内关键生育期气候条件评分值，计算方法见公式（2）。

其中，a表示生长季内主要农业气候资源情况，计算方法见公式（3）。

式中，a1为≥10℃有效积温，a2为降水量评分，a3为日照时数评分，a4为气温日较差评分，0.2、0.3分别为对应气象指标的权重值。评分标准见表2。

表2 火龙果农业气候资源评分标准

b表示关键生育期主要农业气象灾害的影响情况，计算方法见公式（4）。

式中，b1为花期热害评分，b2为低温寒害评分，b3为低温阴雨评分，b4为高温热害评分，b5为冰雹评分。各农业气象灾害评分以发生气象灾害严重程度计算，火龙果具体灾害等级指标见表3。评分标准为：无灾害评分为0；轻度灾害为7；中度灾害14；严重灾害为20。

表3 火龙果气象灾害指标

1.2.4.3 企业生产管理条件

Z3表示果品企业生产管理评分值，计算方法见公式（5）。

式中：c1表示果园生产管理情况；c2表示果品生产具有标准化的生产技术规范，果品生产严格按标准执行；c3表示具有果品质量安全技术规范，在生产中严格执行；c4表示果品品质抽查结果。各项指标评分标准为：一级，100，二级，90，三级，80。

2 结果与分析

2.1 种植区火龙果气候适宜性

东方市气候条件与火龙果原产地墨西哥相似，属热带季风海洋性气候区，干湿季节分明，光热资源丰富。常年（1981—2010年）平均气温25.2℃，≥10℃活动积温9233℃·d，最热月（6月）平均气温29.6℃，最冷月（1月）平均气温19.3℃，年极端最低气温1.4℃。根据确定的火龙果气候适宜性区划指标分析可知，东方市属于火龙果种植最适宜区。因此，火龙果气候适宜性区划指标评分为100分。

2.2 当年果品生长气候条件

2.2.1 主要农业气候资源

2019年7月6 日火龙果坐果到2019年7月31日火龙果成熟期间，≥10℃有效积温为794.8℃·d，较常年同期偏多3.6%，根据火龙果气候资源评分标准表可知，a1＝100；降水量39.5 mm，较常年同期偏少66.4%，a2＝80；日照时数221.5 h，较常年同期偏多1.5%，a3＝100；平均气温日较差3.8℃，较常年同期偏小30.9%，a4＝80。由模型计算可知，主要农业气候资源情况a＝88。

2.2.2 主要农业气象灾害

查询种植基地大红二号火龙果生长记录可知：认证区域本季大红二号火龙果花芽萌发在2019年6月19日，7月6日开始坐果，7月31日后火龙果成熟。分析此段时间气象资料（图1），结合火龙果气象灾害评分标准可知：火龙果前期生长期2019年1—6月，平均气温26.8℃，日极端最低气温13.4℃，无低温冷害出现，b1＝0；火龙果花芽萌发到花期平均气温30.8℃，比常年偏高1.0℃，日最高气温35.0℃，无花期热害出现，b2＝0；火龙果坐果到果实成熟期平均气温30.6℃，无日最高气温≥35℃高温天气出现，即无高温热害天气过程，b3＝0；整个生育期内无日降水量≥25 mm的连续性降水，b4＝0；整个生育期内无冰雹灾害发生，b5＝0；主要气象灾害情况b＝0。因此，根据公式2计算当年认证批次火龙果生长气候条件，得分为88分。

图1 2019年6月19日至7月31日主要气象条件

2.3 果品企业生产管理条件

通过实地调研，认证企业是海南火龙果重要生产基地，火龙果种植规模较大，被评为中国优质果品基地，对土壤、植株和灾害防治等果园管理具有标准化的管理体系，并严格按照执行，评价得分为90；获得绿色食品认证，具有标准化的火龙果生产技术规范，并严格按照技术规范执行，评价得分100；获得ISO9001质量管理系统认证，具有健全的果品质量安全技术规范，评价得分100；该企业火龙果有严格的生产标准，经过3批次抽样检测该企业生产的火龙果样品，其可溶性固形物、有机酸、甜度、VC、可溶性蛋白分别为16.33%、1.19%、16.24%、80.3 g/kg、1.11 g/kg，与海南省主栽红心火龙果品种［36］相比品质较好，评价得分100。因此，根据公式5计算企业生产管理条件，评分为97.5分。

2.4 海南省8月气候概况

2019年8月全省平均气温28℃，较常年同期偏高0.3℃，极端最高气温32.6～37.4℃，多数市县出现在中旬，平均降水量378.3 mm，较常年同期偏多96.4 mm。其中，东方市平均气温29.3℃，较常年同期偏高0.4℃，降水量259.0 mm，较常年同期偏多48.1 mm，无农业气象灾害发生。天气气候条件有利于火龙果成熟采摘。

2.5 认证结果

火龙果花期以及果实发育期的气象条件是品质形成的关键因素。通过对火龙果种植区域气候适宜性、生长季内气候条件分析，以及果品企业现场勘查、果品品质抽样检测、8月东方市气候条件分析结果等，利用火龙果气候品质认证模型进行计算，认证评分为92.3分，根据火龙果气候品质认证评分等级，认证海南北纬十八度果业有限公司火龙果生产基地在2019年8月1日至8月31日期间成熟采摘的火龙果气候品质认证等级为“优”。

3 讨论

本文结合历史气象数据、当年气象资料和同期火龙果果实品质检测指标，从火龙果种植区气候适宜性、当年生长气候条件、企业生产管理条件三方面构建了东方市火龙果气候品质认证模型，对海南北纬十八度果业有限公司火龙果生产基地2019年8月1日至8月31日期间成熟采摘的火龙果气候品质进行了认证，有助于消费者通过气候品质认证了解当季农产品的气候品质情况。通过客观真实的气象观测数据开展第三方农产品气候品质认证，有助于提升东方火龙果的附加值和市场竞争力。

本研究相比前人构建的火龙果气候品质认证模型［19］，引入了农业气象灾害指标、果园管理水平指标，提升了认证模型的实用性和可靠性。通过介绍东方市火龙果气候品质工作，详细阐述了模型应用情况，不仅为火龙果气候品质认证工作提供了技术支撑，也能够为其他农产品提供借鉴。

气象条件对农产品品质的影响机理复杂，需要通过长期大量田间控制试验才能更好的构建品质模型。相比其他农产品［3，15-16］气候品质认证模型研究，本研究周期较短，仅对当年收获的火龙果品质指标进行了检测，对揭示气象条件对火龙果品质的影响机理还有待进一步深入开展试验研究。此外，火龙果品质还受到果园施肥、灌溉、土壤等因素的影响，本文认证是在果园常规标准管理的条件下开展的，在对其他果企开展认证时需对比分析果园管理措施的差异及其带来的果实品质的影响，在今后的研究中，需侧重品质模型机理研究，量化果园管理水平，对火龙果气候品质认证指标和模型进行不断的修改和完善。