棗莊市石榴的氣候品質(zhì)等級(jí)評(píng)價(jià)

李全景 ,安廣池 ,張?jiān)?,王倩 ,陳連俠 ,胡園春

(1.棗莊市氣象局,山東 棗莊 277800;2.棗莊市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,山東 棗莊 277800;3.嶧城區(qū)氣象局,山東 嶧城 277300)

山東省棗莊市石榴種植歷史悠久,是我國(guó)栽培面積最大、優(yōu)良品種最多、產(chǎn)量最高、品質(zhì)最優(yōu)的石榴生產(chǎn)基地之一,目前主要有大青皮、冰糖籽、大紅袍等幾十個(gè)品種,以籽大、糖分高、皮薄、色澤鮮艷光潔、籽粒晶瑩飽滿享譽(yù)全國(guó),2008 年棗莊石榴被國(guó)家質(zhì)檢總局認(rèn)定為國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品[1-3]。近年來,棗莊市委、市政府集中資源、集中力量,推動(dòng)石榴產(chǎn)業(yè)做成全國(guó)一流,形成 “全國(guó)石榴看棗莊、棗莊石榴譽(yù)全球” 的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地,著力提高棗莊石榴的品牌知名度和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,對(duì)拓寬農(nóng)民增收渠道、促進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展和推進(jìn)鄉(xiāng)村振興發(fā)揮著重要作用[4]。

推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)工作是氣象部門加大氣候資源開發(fā)利用力度、發(fā)揮氣象趨利避害效益、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的有益探索。近年來,全國(guó)各地也逐步開展了氣候品質(zhì)認(rèn)證工作,劉璐等[5-8]分別對(duì)紅富士蘋果、獼猴桃、碭山酥梨、庫(kù)爾勒香梨等氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究。棗莊石榴研究多從石榴氣象災(zāi)害防御方面開展[9-10],少有從氣象條件角度開展氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)。本研究利用多年來?xiàng)椙f市石榴果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)資料及對(duì)應(yīng)的氣象監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行定性分析;同時(shí)根據(jù)前期建立棗莊石榴氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行定量分析,以期為以后開展石榴氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)、區(qū)域氣候資源開發(fā)等提供技術(shù)支撐[11]。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

棗莊石榴主產(chǎn)區(qū)—嶧城區(qū)位于魯南山地丘陵與淮北平原的銜接帶上,屬于黃淮沖擊平原的一部分,西北向東南傾斜,依次為低丘陵、山前平原、洼地。境內(nèi)年平均氣溫 14.4 ℃,年降水量815.1 mm,年日照時(shí)數(shù)2 078.7 h,全年≥10 ℃有效積溫為4 705.2 ℃。土體深厚,土壤肥力狀況較好,土壤由石灰?guī)r母質(zhì)發(fā)育而成,土壤種類為淋溶褐土,質(zhì)地為壤土,厚度≥0.8 m,pH 值在6.5～7.1,有機(jī)質(zhì)≥1.6%,地下水位在1 m 以下,適宜石榴生長(zhǎng)[12-13]。

1.2 資料來源

氣象資料。利用山東省棗莊市境內(nèi)嶧城區(qū)國(guó)家氣象觀測(cè)站逐日氣溫、降水、光照時(shí)數(shù)等實(shí)測(cè)資料。嶧城區(qū)國(guó)家氣象觀測(cè)站距離所評(píng)價(jià)果園4.5 km[14-15]。

品質(zhì)因素?cái)?shù)據(jù)。利用棗莊市果樹科學(xué)研究所提供的2005—2020 年石榴果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)資料。棗莊石榴長(zhǎng)期固定觀測(cè)地段位于嶧城區(qū)國(guó)家氣象觀測(cè)站東北方向3 km 處的石榴合作社園區(qū)。果實(shí)品質(zhì)等級(jí)規(guī)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 2135—2018 (石榴質(zhì)量等級(jí)) 要求進(jìn)行分級(jí)。單果重、百粒重采用天平測(cè)定(0.01);可溶性固形物采用折光儀測(cè)定。

棗莊石榴生育期劃分。采用中國(guó)氣象局頒布的《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范》 (1993 年版)[16]、《中國(guó)果樹志 (石榴卷) 》 (2013 年版)[17]和嶧城區(qū)氣象局2017—2019 年石榴物候期觀測(cè)資料,統(tǒng)計(jì)得到石榴主要物候期日期。其中,落葉休眠期在11 月1 日至3 月22 日,萌芽展葉期在3 月23 日至5 月15 日,開花坐果期在5 月16 日至6 月19 日,果實(shí)發(fā)育期在6 月20 日至9 月30 日,成熟收獲期在10月1 日至10 月31 日。

1.3 評(píng)價(jià)方法

采用定性分析與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法,并參考專家經(jīng)驗(yàn),對(duì)2021 年棗莊石榴氣候品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),依據(jù)劃分的等級(jí)閾值,將其等級(jí)評(píng)定為特優(yōu)、優(yōu)、良、一般4 個(gè)等級(jí)。

定性分析法。基于一地多年栽培的果樹果實(shí)品質(zhì)是由當(dāng)?shù)囟嗄隁夂蚱骄鶙l件形成的理論,通過對(duì)比分析2021 年與常年 (1981—2010 年) 棗莊石榴生長(zhǎng)期間逐旬光、溫、水氣象條件,定性分析評(píng)估氣象條件對(duì)棗莊石榴品質(zhì)形成的影響。其中,重點(diǎn)分析開花坐果期和果實(shí)發(fā)育期的氣象條件。若2021 年度氣象條件與常年值接近或偏好,即可定性判定2021 年棗莊石榴的氣候品質(zhì)為優(yōu)級(jí)。

氣候品質(zhì)綜合指數(shù)逐步回歸模型法。根據(jù)所篩選的影響不同采摘時(shí)期石榴果實(shí)氣候品質(zhì)綜合指數(shù)優(yōu)劣的關(guān)鍵氣象因子,利用建立的由關(guān)鍵氣象條件與石榴果實(shí)氣候品質(zhì)綜合指數(shù)之間的逐步回歸方程,反演確定不同采摘期的石榴果實(shí)氣候品質(zhì)綜合指數(shù),采用有序樣本最優(yōu)分割法和專家指數(shù),綜合確定各等級(jí)閾值,繼而研判當(dāng)年石榴果實(shí)的氣候品質(zhì)優(yōu)劣等級(jí)。

石榴氣候品質(zhì)綜合指數(shù) (M) 等級(jí)指標(biāo)。特優(yōu)等為M≥2.7,優(yōu)等為2.3≤M<2.7,良為1.9≤M<2.3,一般為M<1.9。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣候品質(zhì)定性評(píng)價(jià)

表1 顯示,在2021 年棗莊石榴生長(zhǎng)期間(11 月1 日至翌年10 月10 日),氣溫比常年偏高0.9 ℃,日照時(shí)數(shù)較常年偏少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。總體來看,2021 年棗莊石榴自落葉休眠到可摘成熟期間的平均氣溫偏高、日照時(shí)數(shù)偏少、降水量異常偏多,氣候條件總體適宜石榴品質(zhì)提高;中期降水偏多且集中,利于果實(shí)發(fā)育,但果園土壤相對(duì)濕度偏高,易于病害發(fā)生,在一定程度上影響果實(shí)品質(zhì)的提升。

表1 2021 年棗莊石榴生育期間各氣象因子及常年值

2.1.1 氣溫

由圖1 可見,落葉休眠期間,除11 月下旬至12 月中旬較常年偏低外,其他時(shí)間氣溫均偏高,特別是1 月中旬至2 月下旬氣溫,較常年偏高2.4～4.2 ℃。1 月上旬氣溫偏低3.8 ℃,其中極端最低氣溫為-14.8 ℃,且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)花芽造成部分凍害,降低開花數(shù)量,對(duì)坐果率有一定影響,但未對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。由于1 月中旬到3月下旬氣溫持續(xù)偏高,萌芽期較去年提前3～5 d,較歷年提前4 d;4 月下旬到5 月中旬氣溫持續(xù)偏低,始花期在5 月17 日,接近常年;其他時(shí)間以偏高為主,9 月中旬至10 月上旬持續(xù)偏高對(duì)果型和糖分積累有利。

圖1 2021 年石榴生育期間逐旬平均氣溫與常年值變化

2.1.2 降水

由圖2 可見,與常年值相比,2021 年生長(zhǎng)期間逐旬降水量表現(xiàn)為總量偏多、時(shí)空分布不均的特點(diǎn)。其中,落葉休眠前期 (11 月中、下旬)、萌芽前、中期 (3 月中旬至4 月上旬) 降水量偏多,對(duì)改善土壤墑情較有利;果實(shí)生長(zhǎng)期間異常偏多,且7 月下旬和8 月下旬降水集中,造成果園土壤濕度過飽和,易引發(fā)病害,影響果實(shí)產(chǎn)量;果實(shí)生長(zhǎng)后期略偏多的降水量,利于果實(shí)發(fā)育和水分含量提升。因此,從果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育期對(duì)水分的需求看,2021 年降水總量基本滿足石榴果實(shí)品質(zhì)因素對(duì)水分的需求。

圖2 2021 年石榴生育期間逐旬降水量與常年值變化

2.1.3 日照

由圖3 可見,生長(zhǎng)期內(nèi)日照時(shí)數(shù)總量偏少44.3 h,逐旬日照時(shí)數(shù)波動(dòng)較大。總體來看,呈兩多兩少的變化,即落葉休眠期以偏多為主,萌芽展葉期以偏少為主;花期至幼果期以偏多為主,果實(shí)生長(zhǎng)后期偏少。休眠期日照時(shí)數(shù)偏多有利于能量積累,花期至幼果期偏多利于提高坐果率;萌芽展葉期日照時(shí)數(shù)偏少增加了能量消耗,但與休眠期的能量積累相抵消,影響不明顯。果實(shí)生長(zhǎng)后期,日照時(shí)數(shù)偏少對(duì)果實(shí)的二次膨大有不利影響。整體來看,2021 年日照時(shí)數(shù)能滿足石榴果實(shí)的生長(zhǎng)需求,為棗莊石榴品質(zhì)的提升奠定了基礎(chǔ)。

圖3 2021 年石榴生育期間逐旬日照時(shí)數(shù)與常年值的變化

綜上認(rèn)為,氣候條件總體利于棗莊石榴特有品質(zhì)的形成,其2021 年氣候品質(zhì)綜合評(píng)定應(yīng)為“優(yōu)”。

2.2 氣候品質(zhì)定量評(píng)價(jià)

利用2021 年各氣象要素實(shí)測(cè)值,根據(jù)石榴單果重、百粒重、可溶性固形物理化指標(biāo)評(píng)價(jià)模型,綜合計(jì)算得到石榴氣候品質(zhì)綜合指數(shù) (M)。

單果重的石榴品質(zhì)評(píng)價(jià)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為成熟期9 月中旬平均氣溫,X12、X13為9 月中旬、下旬日較差,X14、X15、X16為生長(zhǎng)期6 月上、中、下旬平均氣溫,X17為6 月相對(duì)濕度。經(jīng)計(jì)算得到,Y1=460.63。

百粒重的石榴品質(zhì)評(píng)價(jià)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為8 月中下旬和9 月上旬的降水量,X24、X25、X26為8 月中下旬和9 月上旬的平均氣溫,經(jīng)計(jì)算得到,Y2=78.91。

可溶性固形物石榴品質(zhì)評(píng)價(jià)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為9、10 月上旬平均日較差,X33、X34為9、10 月上旬的日照時(shí)數(shù),X35、X36為9、10 月上旬的降水量,經(jīng)計(jì)算得到,Y3=14.96。

石榴氣候品質(zhì)綜合指數(shù)模型:

M=0.351 8Y1+0.316 1Y2+0.332 1Y3,經(jīng)計(jì)算得到,M=2.67。

對(duì)比棗莊石榴氣候品質(zhì)綜合指數(shù)等級(jí)閾值判定,2021 年10 月上旬采摘的棗莊石榴果實(shí)氣候品質(zhì),綜合評(píng)定為 “優(yōu)” 級(jí)。采用本方法的評(píng)定結(jié)果,與2021 年10 月15 日山東省氣候中心組織召開的棗莊石榴氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)發(fā)布會(huì)的結(jié)論完全一致,表明本研究建立的評(píng)價(jià)體系可以作為評(píng)價(jià)棗莊石榴氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)的技術(shù)方法使用。

3 小結(jié)

利用定性和定量?jī)煞N方法推算出2021 年天氣氣候條件利于棗莊石榴特有品質(zhì)的形成,其氣候品質(zhì)綜合評(píng)定為 “優(yōu)”,能客觀反映石榴氣候品質(zhì),為消費(fèi)者提供可靠的科學(xué)參考。同時(shí),氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)工作的開展也進(jìn)一步提升了棗莊石榴品牌的知名度、美譽(yù)度和認(rèn)可度,提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,助推當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

大風(fēng)、高溫、冰雹等天氣也會(huì)對(duì)石榴果實(shí)表面造成磨傷、日灼、雹傷等現(xiàn)象,這些果皮癥狀同樣會(huì)影響石榴分級(jí),本研究暫未涉及。