枣庄市石榴的气候品质等级评价

李全景 ,安广池 ,张越 ,王倩 ,陈连侠 ,胡园春

(1.枣庄市气象局,山东 枣庄 277800;2.枣庄市农业技术推广中心,山东 枣庄 277800;3.峄城区气象局,山东 峄城 277300)

山东省枣庄市石榴种植历史悠久,是我国栽培面积最大、优良品种最多、产量最高、品质最优的石榴生产基地之一,目前主要有大青皮、冰糖籽、大红袍等几十个品种,以籽大、糖分高、皮薄、色泽鲜艳光洁、籽粒晶莹饱满享誉全国,2008 年枣庄石榴被国家质检总局认定为国家地理标志产品[1-3]。近年来,枣庄市委、市政府集中资源、集中力量,推动石榴产业做成全国一流,形成 “全国石榴看枣庄、枣庄石榴誉全球” 的产业发展新高地,着力提高枣庄石榴的品牌知名度和市场竞争力,对拓宽农民增收渠道、促进农业高质高效发展和推进乡村振兴发挥着重要作用[4]。

推进农产品气候品质评价工作是气象部门加大气候资源开发利用力度、发挥气象趋利避害效益、服务地方经济社会发展的有益探索。近年来,全国各地也逐步开展了气候品质认证工作,刘璐等[5-8]分别对红富士苹果、猕猴桃、砀山酥梨、库尔勒香梨等气候品质评价进行了研究。枣庄石榴研究多从石榴气象灾害防御方面开展[9-10],少有从气象条件角度开展气候品质评价。本研究利用多年来枣庄市石榴果实经济性状指标资料及对应的气象监测资料进行定性分析;同时根据前期建立枣庄石榴气候品质评价模型进行定量分析,以期为以后开展石榴气候品质评价、区域气候资源开发等提供技术支撑[11]。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

枣庄石榴主产区—峄城区位于鲁南山地丘陵与淮北平原的衔接带上,属于黄淮冲击平原的一部分,西北向东南倾斜,依次为低丘陵、山前平原、洼地。境内年平均气温 14.4 ℃,年降水量815.1 mm,年日照时数2 078.7 h,全年≥10 ℃有效积温为4 705.2 ℃。土体深厚,土壤肥力状况较好,土壤由石灰岩母质发育而成,土壤种类为淋溶褐土,质地为壤土,厚度≥0.8 m,pH 值在6.5～7.1,有机质≥1.6%,地下水位在1 m 以下,适宜石榴生长[12-13]。

1.2 资料来源

气象资料。利用山东省枣庄市境内峄城区国家气象观测站逐日气温、降水、光照时数等实测资料。峄城区国家气象观测站距离所评价果园4.5 km[14-15]。

品质因素数据。利用枣庄市果树科学研究所提供的2005—2020 年石榴果实经济性状指标资料。枣庄石榴长期固定观测地段位于峄城区国家气象观测站东北方向3 km 处的石榴合作社园区。果实品质等级规格按照行业标准LY/T 2135—2018 (石榴质量等级) 要求进行分级。单果重、百粒重采用天平测定(0.01);可溶性固形物采用折光仪测定。

枣庄石榴生育期划分。采用中国气象局颁布的《农业气象观测规范》 (1993 年版)[16]、《中国果树志 (石榴卷) 》 (2013 年版)[17]和峄城区气象局2017—2019 年石榴物候期观测资料,统计得到石榴主要物候期日期。其中,落叶休眠期在11 月1 日至3 月22 日,萌芽展叶期在3 月23 日至5 月15 日,开花坐果期在5 月16 日至6 月19 日,果实发育期在6 月20 日至9 月30 日,成熟收获期在10月1 日至10 月31 日。

1.3 评价方法

采用定性分析与定量评价相结合的方法,并参考专家经验,对2021 年枣庄石榴气候品质进行综合评价,依据划分的等级阈值,将其等级评定为特优、优、良、一般4 个等级。

定性分析法。基于一地多年栽培的果树果实品质是由当地多年气候平均条件形成的理论,通过对比分析2021 年与常年 (1981—2010 年) 枣庄石榴生长期间逐旬光、温、水气象条件,定性分析评估气象条件对枣庄石榴品质形成的影响。其中,重点分析开花坐果期和果实发育期的气象条件。若2021 年度气象条件与常年值接近或偏好,即可定性判定2021 年枣庄石榴的气候品质为优级。

气候品质综合指数逐步回归模型法。根据所筛选的影响不同采摘时期石榴果实气候品质综合指数优劣的关键气象因子,利用建立的由关键气象条件与石榴果实气候品质综合指数之间的逐步回归方程,反演确定不同采摘期的石榴果实气候品质综合指数,采用有序样本最优分割法和专家指数,综合确定各等级阈值,继而研判当年石榴果实的气候品质优劣等级。

石榴气候品质综合指数 (M) 等级指标。特优等为M≥2.7,优等为2.3≤M<2.7,良为1.9≤M<2.3,一般为M<1.9。

2 结果与分析

2.1 气候品质定性评价

表1 显示,在2021 年枣庄石榴生长期间(11 月1 日至翌年10 月10 日),气温比常年偏高0.9 ℃,日照时数较常年偏少44.3 h,降水量比常年偏多79.4%,且降水主要集中在7 月下旬和8 月下旬。总体来看,2021 年枣庄石榴自落叶休眠到可摘成熟期间的平均气温偏高、日照时数偏少、降水量异常偏多,气候条件总体适宜石榴品质提高;中期降水偏多且集中,利于果实发育,但果园土壤相对湿度偏高,易于病害发生,在一定程度上影响果实品质的提升。

表1 2021 年枣庄石榴生育期间各气象因子及常年值

2.1.1 气温

由图1 可见,落叶休眠期间,除11 月下旬至12 月中旬较常年偏低外,其他时间气温均偏高,特别是1 月中旬至2 月下旬气温,较常年偏高2.4～4.2 ℃。1 月上旬气温偏低3.8 ℃,其中极端最低气温为-14.8 ℃,且持续时间较长,对花芽造成部分冻害,降低开花数量,对坐果率有一定影响,但未对生长发育造成影响。由于1 月中旬到3月下旬气温持续偏高,萌芽期较去年提前3～5 d,较历年提前4 d;4 月下旬到5 月中旬气温持续偏低,始花期在5 月17 日,接近常年;其他时间以偏高为主,9 月中旬至10 月上旬持续偏高对果型和糖分积累有利。

图1 2021 年石榴生育期间逐旬平均气温与常年值变化

2.1.2 降水

由图2 可见,与常年值相比,2021 年生长期间逐旬降水量表现为总量偏多、时空分布不均的特点。其中,落叶休眠前期 (11 月中、下旬)、萌芽前、中期 (3 月中旬至4 月上旬) 降水量偏多,对改善土壤墒情较有利;果实生长期间异常偏多,且7 月下旬和8 月下旬降水集中,造成果园土壤湿度过饱和,易引发病害,影响果实产量;果实生长后期略偏多的降水量,利于果实发育和水分含量提升。因此,从果实生长发育期对水分的需求看,2021 年降水总量基本满足石榴果实品质因素对水分的需求。

图2 2021 年石榴生育期间逐旬降水量与常年值变化

2.1.3 日照

由图3 可见,生长期内日照时数总量偏少44.3 h,逐旬日照时数波动较大。总体来看,呈两多两少的变化,即落叶休眠期以偏多为主,萌芽展叶期以偏少为主;花期至幼果期以偏多为主,果实生长后期偏少。休眠期日照时数偏多有利于能量积累,花期至幼果期偏多利于提高坐果率;萌芽展叶期日照时数偏少增加了能量消耗,但与休眠期的能量积累相抵消,影响不明显。果实生长后期,日照时数偏少对果实的二次膨大有不利影响。整体来看,2021 年日照时数能满足石榴果实的生长需求,为枣庄石榴品质的提升奠定了基础。

图3 2021 年石榴生育期间逐旬日照时数与常年值的变化

综上认为,气候条件总体利于枣庄石榴特有品质的形成,其2021 年气候品质综合评定应为“优”。

2.2 气候品质定量评价

利用2021 年各气象要素实测值,根据石榴单果重、百粒重、可溶性固形物理化指标评价模型,综合计算得到石榴气候品质综合指数 (M)。

单果重的石榴品质评价模型:

Y1=-67.08-7.334 2X11+11.302 9X12+5.026 5X13-10.552 6X14+5.628 4X15+17.487 6X16+3.138 8X17。

式中:X11为成熟期9 月中旬平均气温,X12、X13为9 月中旬、下旬日较差,X14、X15、X16为生长期6 月上、中、下旬平均气温,X17为6 月相对湿度。经计算得到,Y1=460.63。

百粒重的石榴品质评价模型:

Y2=33.636 5+0.030 2X21+0.016 9X22-0.021 7X23+0.066 8X24+1.306 1X25+0.443 7X26。

式中:X21、X22、X23为8 月中下旬和9 月上旬的降水量,X24、X25、X26为8 月中下旬和9 月上旬的平均气温,经计算得到,Y2=78.91。

可溶性固形物石榴品质评价模型:

Y3=16.948 4-0.314 7X31+0.228 6X32-0.011 4X33+0.005X34-0.006 6X35+0.039 1X36。

式中:X31、X32为9、10 月上旬平均日较差,X33、X34为9、10 月上旬的日照时数,X35、X36为9、10 月上旬的降水量,经计算得到,Y3=14.96。

石榴气候品质综合指数模型:

M=0.351 8Y1+0.316 1Y2+0.332 1Y3,经计算得到,M=2.67。

对比枣庄石榴气候品质综合指数等级阈值判定,2021 年10 月上旬采摘的枣庄石榴果实气候品质,综合评定为 “优” 级。采用本方法的评定结果,与2021 年10 月15 日山东省气候中心组织召开的枣庄石榴气候品质评价发布会的结论完全一致,表明本研究建立的评价体系可以作为评价枣庄石榴气候品质评价的技术方法使用。

3 小结

利用定性和定量两种方法推算出2021 年天气气候条件利于枣庄石榴特有品质的形成,其气候品质综合评定为 “优”,能客观反映石榴气候品质,为消费者提供可靠的科学参考。同时,气候品质评价工作的开展也进一步提升了枣庄石榴品牌的知名度、美誉度和认可度,提高了市场竞争力,助推当地经济发展。

大风、高温、冰雹等天气也会对石榴果实表面造成磨伤、日灼、雹伤等现象,这些果皮症状同样会影响石榴分级,本研究暂未涉及。