青棗氣候品質(zhì)等級評價模型構(gòu)建及應(yīng)用

陳 惠 林 晶 楊 凱 王培娟 楊飛躍 陳惠玲 陳 濤 李麗純 李麗容 陳福梓

1)(福建省氣象科學(xué)研究所， 福州 350001) 2)(福建省災(zāi)害天氣重點實驗室， 福州 350001) 3)(中國氣象科學(xué)研究院， 北京 100081) 4)(福建省福清市氣象局， 福清 350300) 5)(福建省漳州市熱帶作物氣象試驗站， 漳州 363001)

引 言

青棗、蓮霧、火龍果、芭樂等新興特色熱帶水果因風(fēng)味獨特、種植效益高，2000年前后開始在福建、廣東、廣西、海南等省引種，并在我國南方地區(qū)得到迅速發(fā)展。在市場需求驅(qū)動和地方政府的大力支持下，熱帶水果種植面積和產(chǎn)量迅速增加，已成為農(nóng)民脫貧致富的重要途徑之一。隨著熱帶水果種植面積和產(chǎn)量的不斷增加，果實品質(zhì)出現(xiàn)參差不齊，導(dǎo)致其價格可差3～4倍，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟需從數(shù)量效益型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。作物品質(zhì)高低與品種、土壤、氣候、田間管理水平密切相關(guān)，在相同品種和土壤條件下，品質(zhì)主要受氣象條件影響。目前，圍繞氣候條件與作物品質(zhì)的關(guān)系研究開展較多，主要集中于小麥、蘋果、烤煙、茶葉等作物[1-7]。Moretti等[8]發(fā)現(xiàn)高溫和高CO2濃度條件下，草莓等作物中的糖、抗氧化活性維生素C等降低。王春乙等[9]和郭建平等[10]采用盆栽試驗研究指出，高溫和高CO2濃度不利于小麥氨基酸含量的提高，而水分脅迫可提高氨基酸含量。魏欽平等[11]利用主成分分析和聚類分析建立蘋果、獼猴桃等水果品質(zhì)評價因素。有些研究基于多點品質(zhì)評價因子資料與氣象因子相關(guān)分析，建立單品質(zhì)因子模型開展氣象條件評價[2,12-18]，還有些研究基于氣候品質(zhì)評價指標(biāo)開展農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)區(qū)劃[13，15，18-21]。近年隨著生活水平提高，人們對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)要求越來越高，農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)研究及認證工作受到廣泛關(guān)注。金志鳳等[6]基于氣象資料、田間試驗獲取的茶葉品質(zhì)數(shù)據(jù)和茶葉生產(chǎn)實際，提出影響茶葉品質(zhì)的3個氣象指標(biāo)，建立茶葉氣候品質(zhì)評價模型，但其研究僅使用1年數(shù)據(jù)，且未開展品質(zhì)要素與氣象因子相關(guān)普查分析，也未對模型進行驗證。目前關(guān)于熱帶水果的氣象研究主要集中在寒凍害指標(biāo)[22-25]、適宜種植分析[26-28]，有關(guān)熱帶水果品質(zhì)與氣象關(guān)系的研究鮮見報道。

青棗是鼠李科棗屬的熱帶落葉、半落葉型果樹，學(xué)名毛葉棗，原產(chǎn)于印度和我國云南[29-30]，是經(jīng)臺灣省育種家多代改良選育而成的優(yōu)良熱帶水果品種，福建現(xiàn)有毛葉棗主栽品種為脆蜜、高朗1號和桃蜜等，其中脆蜜的栽培面積比例超過一半[31]。青棗種植具有3大優(yōu)勢：①早熟豐產(chǎn)、種植效益高，可以實現(xiàn)當(dāng)年投資、當(dāng)年收益，畝產(chǎn)可達2000～3000 kg；②品質(zhì)優(yōu)良、競爭力強，果大、核細、香甜爽口，維生素含量在水果中排名第二，有“維生素丸”之稱；③冬季成熟、市場廣闊，成熟期在11月至翌年3月,采收期長達4個多月，成熟高峰期在元旦前至春節(jié)后，是水果供應(yīng)淡季，單價高?；谝陨蟽?yōu)勢及其適應(yīng)性強等特點，青棗已成為我國南方極具發(fā)展?jié)摿Φ奶厣珶釒?，在區(qū)域經(jīng)濟中日顯重要，發(fā)展?jié)摿薮蟆１狙芯炕?015—2016年在福建、廣東脆蜜青棗主產(chǎn)區(qū)田間試驗獲取的果實主要品質(zhì)檢測資料，與采摘前期氣象資料之間進行回歸，結(jié)合生產(chǎn)實際及果樹專家意見，確定與氣象條件關(guān)系密切的熱帶水果品質(zhì)指標(biāo)、影響熱帶水果品質(zhì)的3個關(guān)鍵氣象因子，建立熱帶水果氣候品質(zhì)等級評價模型，并利用2014—2019年福建、廣東、廣西主產(chǎn)區(qū)青棗主要品質(zhì)、氣象獨立樣本資料對所建立氣候品質(zhì)等級評價模型進行驗證。利用該評價模型開展主產(chǎn)區(qū)青棗氣候品質(zhì)評價，分析青棗氣候品質(zhì)指標(biāo)、青棗氣候品質(zhì)評價指數(shù)時空變化，可用于對主產(chǎn)區(qū)青棗氣候品質(zhì)進行客觀、定量地評估，為青棗產(chǎn)期調(diào)節(jié)及優(yōu)質(zhì)布局提供科學(xué)依據(jù)，對促進青棗優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 資料與方法

1.1 資 料

所用氣象資料包括1971—2019年福建、廣東、廣西逐日平均氣溫、最高最低氣溫、日較差、降水量、日照時數(shù)、相對濕度等資料，來自對應(yīng)各省區(qū)的氣象信息中心；為增加氣象資料代表性，還在福建平和、南靖、長泰、漳浦等縣及廣東豐順、潮州等縣市脆蜜青棗園建立果園小氣候觀測站點(表1)。

表1 青棗野外觀測站點概況Table 1 Field observation sites for Indian jujube

1.2 品質(zhì)資料獲取

1.2.1 取 樣

2014—2019年在福建和廣東6個青棗園(表1)集中成熟期(12月—翌年2月，下同)每10～15 d采摘青棗鮮果(2019年增加廣西南寧武鳴區(qū)、邑寧2個取樣點)，每個點3棵樹，每棵樹采用梅花型取樣方法采9個果，每個果園27個果，由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)(2015年、2016年)、福建農(nóng)科院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所(2017年、2018年、2019年)進行品質(zhì)測定。

1.2.2 品質(zhì)測定方法

測定平均單果重、果實可溶性固形物含量、可溶性糖、維生素C含量等主要青棗品質(zhì)要素。平均單果重是每個試驗點每批取樣的27個青棗果實的平均單果重(單位：g)；可溶性固形物含量用阿貝折射儀折光法測定[32]，果實可溶性糖采用蒽酮法測定[33]，果實硬度采用硬度計法測定果肉硬度[33-34]。

1.3 確定影響青棗氣候品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子

利用2015年、2016年試驗資料，采用回歸分析方法分析不同地點不同采收期青棗單果重、可溶性固形物、可溶性糖、維生素C含量、硬度等品質(zhì)測定樣本與相應(yīng)地點果實采收期作為節(jié)點向前推算至全生育期的多時段氣象因子之間的相關(guān)關(guān)系，挑選關(guān)系密切的氣象因子作為影響主要品質(zhì)要素的關(guān)鍵氣象因子。

1.4 氣候品質(zhì)等級評價模型及其驗證方法

1.4.1 建立青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)

參照常規(guī)農(nóng)業(yè)氣象條件定量化等級評價標(biāo)準(zhǔn)，將關(guān)鍵氣象因子(指標(biāo))劃分為4個等級，分別用3，2，1和0代表氣象指標(biāo)值有利于形成品質(zhì)特優(yōu)、優(yōu)、良、一般的青棗，等級(M)劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：

(1)

式(1)中，Xi為第i個影響氣象指標(biāo)的實際值，pi3和Pi3分別表示青棗品質(zhì)為特優(yōu)的氣象指標(biāo)的下限和上限值，pi2和Pi2表示青棗品質(zhì)優(yōu)的氣象指標(biāo)的下限和上限值，pi1和Pi1表示青棗品質(zhì)為良的氣象指標(biāo)的下限和上限值，當(dāng)氣象指標(biāo)低于pi1或者高于Pi1，青棗品質(zhì)為一般。

1.4.2 青棗氣候品質(zhì)等級評價模型

挑選品質(zhì)要素與關(guān)鍵氣象因子建立氣候品質(zhì)評價指數(shù)，采用回歸分析方法建立氣候品質(zhì)評價指數(shù)-氣象模型，計算青棗氣候品質(zhì)評價指數(shù)，并參考相近水果(蘋果)品質(zhì)評價體系，劃分青棗氣候品質(zhì)等級。結(jié)合果園小氣候站點平行觀測的氣象條件、產(chǎn)量、果實外觀和營養(yǎng)參數(shù)等資料，建立氣候品質(zhì)等級評估方法。同時考慮青棗品質(zhì)受多個關(guān)鍵氣象因子的綜合影響，因此應(yīng)用加權(quán)指數(shù)求和法[35]構(gòu)建青棗氣候品質(zhì)評價模型。

1.4.3 青棗氣候品質(zhì)等級評價模型驗證

對每個青棗樣本單果重、可溶性固形物等級進行評價，對品質(zhì)要素等級進行加權(quán)平均得到實際品質(zhì)等級。對每個青棗品質(zhì)樣本利用評價模型計算得到IQ及氣候品質(zhì)等級(模型推算等級)。統(tǒng)計各樣本實際品質(zhì)等級與氣候品質(zhì)等級之差，當(dāng)實際品質(zhì)等級與氣候品質(zhì)等級之差小于1個等級時，認為等級驗證為符合，大于等于1個等級時認為不符合。

利用獨立樣本資料對氣候品質(zhì)等級評價模型的驗證開展青棗氣候品質(zhì)等級評價模型的驗證。

2 結(jié)果分析

2.1 青棗主要品質(zhì)要素及綜合品質(zhì)分級指標(biāo)

2.1.1 青棗主要品質(zhì)要素

青棗主要為鮮食，參考鮮食蘋果品質(zhì)要素，結(jié)合專家訪問及青棗特點，認為青棗品質(zhì)主要包括感官品質(zhì)、理化與營養(yǎng)品質(zhì)，感官品質(zhì)包括單果重、果形指數(shù)、果皮顏色和香氣成分含量等，其中果實大小(單果重和體積)對青棗品質(zhì)評價和分級較為重要，直接影響消費者的選擇；理化與營養(yǎng)品質(zhì)包括可溶性固形物、總糖(可溶性糖)、維生素C等，其含量影響口感和風(fēng)味，其中可溶性固形物是指所有溶解于水的化合物總稱，包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等，是衡量果實營養(yǎng)的重要指標(biāo)之一。聶繼云等[34]研究顯示可溶性固形物與可溶性糖密切相關(guān)，兩者相關(guān)系數(shù)為0.8343(達到0.01著性水平)，2019年14個青棗樣品檢測結(jié)果可溶性固形物均比可溶性糖略高(平均高0.53%)。由于可溶性固形物較可溶性糖更易測定，也可用可溶性固形物含量代替可溶性糖[34,36-37]。綜上分析確定青棗品質(zhì)用單果重(W)和可溶性固形物(Ss)表示。

2.1.2 青棗品質(zhì)分析

統(tǒng)計福建和廣東6個青棗果園2014/2015年和2015/2016年共62批次青棗樣本得到品質(zhì)要素見表2。由于青棗品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)尚未構(gòu)建，參照蘋果的單果重、可溶性糖、可溶性固形物指標(biāo)[34-38]對青棗品質(zhì)要素進行分析。由表2可見，青棗單果重為50～150 g，平均為90 g，相當(dāng)于蘋果平均單果重的1/3；可溶性固形物為8.42%～14.21%，平均為11.36%，可溶性糖為7.89%～13.78 %，平均為10.83%，可溶性固形物及可溶性糖平均值均處于蘋果的高到極高值范圍[33-34]。

表2 福建、廣東主產(chǎn)區(qū)青棗品質(zhì)要素Table 2 Quality factors of Indian jujube in Fujian and Guangdong

2.1.3 青棗品質(zhì)要素及綜合品質(zhì)分級指標(biāo)

青棗可溶性固形物含量一般在15%以下，可溶性固形物越多越好；青棗單果重平均為90 g，單果重越大越好，將表2的品質(zhì)實際要素值進行分級，如表3所示。

結(jié)合專家意見定義青棗實際綜合品質(zhì)等級：IF=0.4×W+0.6×SS，W和SS用等級值表示。等級值IF為3,2,1,0分別代表青棗實際綜合品質(zhì)等級為特優(yōu)、優(yōu)、良、一般，當(dāng)?shù)燃壷礗F處于兩級之間時用品質(zhì)等級“+”或“-”表示，如平均結(jié)果為“優(yōu)+”代表品質(zhì)處于優(yōu)和特優(yōu)之間但更接近優(yōu)，平均結(jié)果為“特優(yōu)-”代表品質(zhì)處于優(yōu)和特優(yōu)之間但更接近特優(yōu)。具體可將青棗實際等級分為10級：IF=3，為特優(yōu)；3>IF≥2.5，為特優(yōu)-；2.5>IF>2.0時，為優(yōu)+；IF=2，為優(yōu)；2>IF≥1.5，為優(yōu)-；1.5>IF>1.0，為良+；IF=1，為良；1>IF≥0.5，為良-；0.5>IF>0，為一般+；IF=0，為一般。

表3 青棗品質(zhì)分級Table 3 Quality grade of Indian jujube

2.2 青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)及權(quán)重

2.2.1 青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)

普查不同地點不同采收期青棗品質(zhì)參數(shù)資料與相應(yīng)地點果實采收期作為節(jié)點向前推算至全生育期多時段氣象因子之間的相關(guān)關(guān)系，單果重、可溶性固形物、可溶性糖與氣象條件相關(guān)最為密切，其中單果重與采收前3個月(90 d)平均氣溫、平均最高氣溫、降水量相關(guān)最密切，相關(guān)系數(shù)分別為0.401，0.434和-0.417(均達到0.01顯著性水平)；可溶性固形物與采收前30 d日照、降水量、日較差相關(guān)系數(shù)分別為0.559，-0.462和0.602(均達到0.01顯著性水平)；可溶性糖與采收前30 d的日照、降水量、日較差相關(guān)最為密切，相關(guān)系數(shù)分別為0.551，-0.326 和0.569(分別達到0.01，0.05和0.01顯著性水平)。

因降水量年際變化大、青棗種植區(qū)灌排條件較好，因此不考慮降水要素。同時分析得出采收前3個月平均氣溫和平均最高氣溫相關(guān)系數(shù)為0.97(達到0.001顯著性水平)，因此平均氣溫可代表熱量資源，用采收前3個月的平均氣溫作為影響單果重的主要氣象因子。采收前3個月為青棗果實形成、生長、成熟期，平均氣溫高有利于青棗果實生長，形成大果；采收前30 d正是青棗果實成熟期，是決定青棗內(nèi)在品質(zhì)的關(guān)鍵時期，光照時間長，光合作用強，有利于青棗的可溶性固形物、可溶性糖等內(nèi)在品質(zhì)積累；采收前30 d氣溫日較差大，即白天光合作用強，夜間呼吸作用弱，有利于青棗的可溶性固形物、可溶性糖等內(nèi)在品質(zhì)積累；結(jié)合文獻查閱[31]、果樹專家調(diào)研等方法，確定影響青棗品質(zhì)的關(guān)鍵時期為2個時段，分別是采收前90 d(幼果生長、果實膨大成熟期)、采收前30 d(果實成熟采收期)，影響主要品質(zhì)要素的3個關(guān)鍵氣象因子(即氣候品質(zhì)評價指標(biāo))是采收前90 d平均氣溫、采收前30 d氣溫日較差和采收前30 d日照時數(shù)。

2.2.2 青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)

根據(jù)專家意見青棗綜合品質(zhì)由外在品質(zhì)(單果重)與內(nèi)在品質(zhì)(可溶性固形物和糖含量)組成，二者分別占綜合品質(zhì)的40%和60%。根據(jù)2.2.1節(jié)計算的相關(guān)系數(shù)，采收前90 d平均氣溫權(quán)重取0.4，可溶性固形物和可溶性糖取等權(quán)重，均為0.3。

2.3 青棗氣候品質(zhì)等級評價模型及驗證

2.3.1 青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)等級

將主產(chǎn)區(qū)青棗不同采摘期采收前90 d平均氣溫、采收前30 d氣溫日較差和采收前30 d日照時數(shù)進行分級賦值，如表4所示。

表4 青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)分級賦值Table 4 Grade assignment of evaluating indicator of Indian jujube

2.3.2 青棗氣候品質(zhì)評價指數(shù)等級

采用加權(quán)指數(shù)求和法利用3個影響青棗品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子構(gòu)建青棗氣候品質(zhì)等級評價模型：

(2)

式(2)中，IQ為青棗氣候品質(zhì)評價指數(shù),ai為第i個氣候品質(zhì)評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，a1，a2和a3分別取值為0.4，0.3和0.3表征采收前90 d日平均氣溫、采收前30 d平均氣溫日較差和采收前30 d平均日照時數(shù)的權(quán)重系數(shù)，Mi為第i個氣候品質(zhì)指標(biāo)的分級賦值。

根據(jù)2014—2019年福建、廣東、廣西青棗主產(chǎn)區(qū)96個樣本的青棗氣候品質(zhì)評價指數(shù)，結(jié)合實際青棗品質(zhì)，分析二者的關(guān)系，將青棗氣候品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一劃分為特優(yōu)、優(yōu)、良和一般4個等級(表5)。

表5 等級劃分與氣候品質(zhì)評價指數(shù)Table 5 Grade and climate quality index

2.3.3 青棗氣候品質(zhì)等級評價模型驗證

利用評價模型計算每個青棗品質(zhì)樣本的IQ得到氣候品質(zhì)等級，統(tǒng)計各樣本實際品質(zhì)等級與氣候品質(zhì)等級之差，當(dāng)實際品質(zhì)等級與氣候品質(zhì)等級之差小于1個等級時認為等級驗證為符合，大于等于1個等級時認為等級驗證為不符合。利用2014—2019年福建的漳浦、平和、長泰、南靖、廣東的梅州、埔寨、廣西的南寧、武鳴8個采摘點每年36個獨立樣本資料統(tǒng)計青棗實際品質(zhì)與氣候品質(zhì)評級對比(表6)，吻合率為31/36×100%=86.1%，表明建立的青棗氣候品質(zhì)等級評價模型在應(yīng)用中與實際品質(zhì)吻合率高，可以投入實際應(yīng)用。

表6 2014—2019年青棗品質(zhì)對氣候品質(zhì)等級評價模型的驗證Table 6 Validation of climate quality evaluation model of Indian jujube from 2014 to 2019

續(xù)表6

2.4 青棗氣候品質(zhì)等級評價模型的應(yīng)用

2.4.1 在福建主產(chǎn)區(qū)青棗氣候品質(zhì)評價中的應(yīng)用

2.4.1.1 2018年、2019年漳州青棗氣候品質(zhì)評價

2018年1月初采摘的青棗品質(zhì)評價結(jié)果見表7。漳州地區(qū)1月采摘的青棗除東山、薌城為優(yōu)，其他各區(qū)縣均為特優(yōu)；漳州地區(qū)2月采摘的青棗品質(zhì)評價結(jié)果(表略)，除東山為良，其他各區(qū)縣均為優(yōu)；漳州地區(qū)3月采摘的青棗除東山、南靖、平和、長泰4縣為良，其他各區(qū)縣均為優(yōu)?？傮w來說，2018年漳州地區(qū)1—2月集中采摘期的青棗氣候品質(zhì)以優(yōu)、特優(yōu)為主。

2019年1月初采摘的青棗品質(zhì)評價結(jié)果見表8，2月初采摘的青棗品質(zhì)為優(yōu)(表略)，可見漳州各縣2019年1月、2月采摘的青棗氣候品質(zhì)均為優(yōu)。

2.4.1.2 2018年1月青棗氣候品質(zhì)優(yōu)于2019年1月原因

對比表7、表8及表4可知，2018年1月、2019年1月采收的青棗，除2019年華安采收前90 d平均氣溫為18.1℃(M值為2)外，漳州地區(qū)各地采收前90 d 平均氣溫均大于18.5℃(M值為3)，均最適合優(yōu)質(zhì)青棗形成。

2018年1月采收前30 d平均日較差除東山島嶼為4.3℃(M值為1)外，其他5個縣均大于9℃(M值為3)，另3個縣分別為8.7，8.7，8.7℃(M值均為2)；2019年1月采收前30 d平均日較差除東山島嶼為3.8℃(M值為0)外，其他4個縣為6.5～7.0℃(M值為2)，另4個縣分別為6.0，6.0，6.0，6.2℃(M值均為1)。2018年12月中旬—2019年1月中旬漳州乃至福建全省多陰雨天氣，比常年日照時數(shù)少，平均氣溫日較差低。綜上，2018年1月采收前30 d平均日較差和采收前30 d平均日照時數(shù)明顯優(yōu)于2019年，導(dǎo)致2018年青棗品質(zhì)總體優(yōu)于2019年。

表7 2018年1月初采摘的青棗關(guān)鍵氣象因子及青棗氣候品質(zhì)評級Table 7 Climate quality grade and key meteorological factors for Indian jujube harvested in early Jan 2018

表8 2019年1月初采摘的青棗關(guān)鍵氣象因子及青棗氣候品質(zhì)評級Table 8 Climate quality grade and key meteorological factors for Indian jujube harvested in early Jan 2019

2.4.2 在福建青棗產(chǎn)期調(diào)節(jié)中的應(yīng)用

2.4.2.1 青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)及氣候品質(zhì)評價指數(shù)變化

以福建省漳州、泉州、莆田(代表福建南部、中部和北部青棗種植區(qū))為例，計算1971—2011年平均(代表常年)青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)及氣候品質(zhì)評價指數(shù)在采收期的變化(圖1和圖2)。由圖1可知，采收前90 d平均氣溫隨時間直線下降，3個站點從12月1日的23.0℃～23.5℃下降到2月28日的14.5℃～16.0℃，其中漳州平均氣溫的變化范圍大約為23.5℃～16.0℃，泉州、莆田平均氣溫變化范圍大約為23.0℃～14.5℃，說明3個站點主要采收期隨時間推移氣溫條件越來越不利于形成大果；漳州平均氣溫較泉州、莆田大約高1℃，說明漳州的氣溫條件比泉州、莆田更易于形成大果。采收前30 d 平均日較差，漳州從12月1日—1月23日在8.6～9.1℃間波動，1月24日—2月底隨時間日較差降低至7.5℃，泉州、莆田在集中采收期變化不大，在6.5～7.2℃間波動，泉州采收前后期日較差較小、中期較大，莆田采收前中期平穩(wěn)、后期較小的趨勢。3個站點采收前30 d日照時數(shù)在12月1—25日變化不大，漳州、泉州約5.5 h，莆田約5.0 h，之后減少3.5～3.8 h，漳州與泉州相近，莆田約低0.5 h?？傮w上，采摘期前中期的氣象條件比后期更有利于優(yōu)質(zhì)青棗生產(chǎn)。

圖1 青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)變化Fig.1 Climate evaluating indicators of Indian jujube

由圖2可知，3個站點常年青棗氣候品質(zhì)呈現(xiàn)為波動式下降，漳州優(yōu)于泉州，泉州優(yōu)于莆田。漳州12月—翌年1月17日氣候品質(zhì)評價指數(shù)均在2.5以上(特優(yōu))，之后到1月25日多處為2.3左右，其后至2月底均為2.0(優(yōu))，可見主要采收期為優(yōu)到特優(yōu)。泉州12月—翌年1月7日氣候品質(zhì)評價指數(shù)均在2.5以上(特優(yōu))，并由1月8日—12日的2.3 逐漸減小到2月28日1.7。莆田氣候品質(zhì)評價指數(shù)最高出現(xiàn)在12月18日—27日為2.75,次高為2.4，分別出現(xiàn)在12月1日—12月17日及12月28日—1月7日；1月8日—2月16日均為2.0，其后至2月底均為1.35(良)。上述分析表明，3個站點品質(zhì)最優(yōu)時間均為早中期。

因青棗為長日照作物，通過在棗園中掛燈延長日照時間可提前進入生殖生長期，達到提前1～2個月成熟、采收上市，以獲得全產(chǎn)期較高品質(zhì)的青棗，并獲取更大經(jīng)濟效益。

2.4.2.2 2017/2018年青棗氣候品質(zhì)評價指數(shù)變化

由圖3可知，2017/2018年3個站點青棗氣候品質(zhì)呈弱雙峰型波動，其中漳州優(yōu)于泉州、莆田。漳州12月—翌年1月氣候品質(zhì)評價指數(shù)均大于2，至3月1日也均超過1.5，主要采收期均為優(yōu)到特優(yōu)；泉州、莆田12月—翌年1月氣候品質(zhì)評價指數(shù)在1.5以上，為優(yōu)到特優(yōu)，1月30日—3月1日為1～1.3，均為良。3個站點品質(zhì)最優(yōu)時間均為早中期，與常年結(jié)果一致。

圖2 青棗氣候品質(zhì)評價指數(shù)變化Fig.2 Climate quality index of Indian jujube

圖3 2017/2018年青棗氣候品質(zhì)評價指數(shù)變化Fig.3 Climate quality index of Indian jujube in 2017/2018

2.4.3 在福建青棗優(yōu)質(zhì)布局中的應(yīng)用

依據(jù)福建青棗生產(chǎn)現(xiàn)狀，將青棗劃分為早果(12月及以前采收)、中果(1月采收)和晚果(2月及以后采收)，其采收期截止日期分別為12月15日、翌年1月16日和翌年2月16日。利用1971—2011年歷史氣候資料，基于青棗氣候品質(zhì)等級評價模型繪制福建省青棗氣候品質(zhì)區(qū)劃等級圖(圖4)。由圖4可知，青棗氣候品質(zhì)從南向北等級變差，早果氣候品質(zhì)總體優(yōu)于中果，中果優(yōu)于晚果。對于早果，除了屏南、古田部分山區(qū)品質(zhì)一般外，其他種植區(qū)均為特優(yōu)區(qū)(詔安、云霄、平和、南靖、漳浦、永定、上杭、武平)或優(yōu)質(zhì)區(qū)。對于中果，漳州詔安、云霄、平和、南靖、永定為特優(yōu)質(zhì)區(qū)；除特優(yōu)外的漳州其他市縣、廈門地區(qū)、泉州除德化、永春山區(qū)外的種植區(qū)、莆田、福州的沿海市縣均為優(yōu)質(zhì)區(qū)；泉州德化、永春、福州的內(nèi)陸市縣、寧德沿海市縣均為良；福州、寧德山區(qū)市縣高海拔地區(qū)為一般。對于晚果，除漳州華安、平和、南靖北部山區(qū)及泉州的德化、永春、安溪外，漳州、泉州的其他市縣及廈門、莆田、仙游沿海地區(qū)、福清為優(yōu)質(zhì)區(qū)；寧德福鼎、福安、霞浦及其他市縣的山區(qū)、福州除福清外的北部山區(qū)市縣為一般；其他種植區(qū)均為良。

圖4 福建不同采摘期青棗氣候品質(zhì)區(qū)劃圖 Fig.4 Climate quality of Indian jujube in different picking period in Fujian

根據(jù)早果、中果和晚果品質(zhì)區(qū)劃結(jié)果可知，為了收獲更多優(yōu)質(zhì)青棗，建議青棗種植盡量布局在漳州、廈門、泉州地區(qū)、莆田地區(qū)、福州地區(qū)少種植或采取大棚設(shè)施種植，寧德地區(qū)不種植。

3 結(jié)論與討論

本文在福建、廣東、廣西2015—2016年青棗品質(zhì)田間試驗資料分析的基礎(chǔ)上，建立并驗證青棗氣候品質(zhì)等級評價模型，并利用該模型分析福建青棗氣候品質(zhì)評價、優(yōu)質(zhì)青棗產(chǎn)期安排、種植布局等應(yīng)用，得到以下主要結(jié)論：

1) 基于田間試驗獲取青棗主要氣候品質(zhì)評價指標(biāo)，開展與其有關(guān)的采摘前期氣象因子分析，結(jié)合生產(chǎn)實際及果樹專家意見，篩選出3個青棗氣候品質(zhì)評價指標(biāo)，分別為采收前90 d平均氣溫、采收前30 d氣溫日較差和采收前30 d日照時數(shù)。參照常規(guī)農(nóng)業(yè)氣象條件定量化等級評價標(biāo)準(zhǔn)，將3個關(guān)鍵氣象因子劃分為4個等級，利用專家評分方法賦予不同權(quán)重，建立青棗氣候品質(zhì)等級評價模型。

2) 分析青棗氣候品質(zhì)等級評價模型結(jié)果表明：采收前90 d平均氣溫高，有利于果實干物質(zhì)積累，單果重量提高；采收前30 d氣溫日較差大和采收前30 d日照時數(shù)多，有利于糖份等固形物的積累。利用福建、廣東、廣西2014—2019年6年獨立樣本檢驗，吻合率達86.1%。

3) 將青棗氣候品質(zhì)等級評價模型應(yīng)用于2018—2020年福建早果、中果和晚果青棗氣候品質(zhì)等級評價業(yè)務(wù)；并應(yīng)用于福建常年青棗氣候品質(zhì)時空分布，表明前中期采摘的青棗優(yōu)于后期，南部地區(qū)種植的青棗品質(zhì)優(yōu)于中北部。

有關(guān)蘋果品質(zhì)開展的大量氣象研究顯示：生長期平均溫度、平均日最高氣溫、果實生長及成熟期平均氣溫日較差、日照時數(shù)是影響蘋果品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子[2,33，39-41]，這與影響青棗品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子一致。

由表6可見，36個樣本中6個不符合，其中4個在南靖，且均為實際品質(zhì)低于模型推算等級，這與南靖果園氣象站點海拔高于品質(zhì)取樣的果園，果園的實際溫度條件低于氣象站點測值有關(guān)。因此，在開展品質(zhì)評價時應(yīng)注意被評價果園氣象數(shù)據(jù)的代表性，以提高評價的準(zhǔn)確度。長泰8個樣本中實際品質(zhì)等級與氣候品質(zhì)等級符合，其中有5個樣本的實際品質(zhì)等級比氣候品質(zhì)高半級，長泰果園為縣農(nóng)業(yè)局專家承包試驗田，水肥等管理技術(shù)水平高于一般田，有利于形成優(yōu)質(zhì)青棗，可見果實品質(zhì)高低除了受氣象條件影響外，土壤、管理措施等環(huán)境因素對青棗品質(zhì)形成也有重要影響。

基于條件限制，本研究品種為脆蜜，且未考慮管理技術(shù)水平及土壤差異，因此在應(yīng)用模型開展評價時應(yīng)根據(jù)實際情況對評價模型進行適當(dāng)?shù)男拚?。氣象資料不僅使用68個基本氣象站點的觀測資料，還應(yīng)用區(qū)域自動氣象站資料及果園小氣候站點的資料，但仍出現(xiàn)氣象資料不能代表評價果園實際的情況，在模型應(yīng)用時應(yīng)注意選擇最能代表片區(qū)果園的氣象資料進行品質(zhì)認證與評價。因為缺乏長時間序列的青棗品質(zhì)資料，本研究未開展品質(zhì)與氣象災(zāi)害的相關(guān)性研究，評價模型也未將品質(zhì)與氣象災(zāi)害的關(guān)系納入，后期還需積累大量的果品品質(zhì)資料，進一步提高認證與評價技術(shù)的科學(xué)性。該研究主要利用基本氣象站的氣象資料進行青棗氣候品質(zhì)評價及品質(zhì)區(qū)劃，隨著GIS技術(shù)的快速發(fā)展，將探索基于綜合環(huán)境要素的青棗氣候品質(zhì)精細化評價，使評價結(jié)果更精細和更科學(xué)，發(fā)揮果品氣候品質(zhì)認證評價對提高果品市場競爭力的促進作用。