劉 璐，屈振江，張 勇，李艷莉

(陜西省經(jīng)濟(jì)作物氣象服務(wù)臺，西安 710014)

陜西獼猴桃果品氣候品質(zhì)認(rèn)證模型構(gòu)建

劉 璐，屈振江，張 勇，李艷莉

(陜西省經(jīng)濟(jì)作物氣象服務(wù)臺，西安 710014)

氣象條件是獼猴桃品質(zhì)形成的關(guān)鍵環(huán)境因子?；讷J猴桃品質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)和加密氣象觀測資料，綜合考慮不同物候期氣象適宜度、氣象災(zāi)害損失度及生產(chǎn)管理?xiàng)l件，利用模糊函數(shù)和專家打分法，建立了分物候期氣象適宜度、主要?dú)庀鬄?zāi)害災(zāi)損度及生產(chǎn)管理措施影響度的氣候品質(zhì)綜合評價模型。利用認(rèn)證模型對2013年陜西10個獼猴桃(海沃德)種植園果品品質(zhì)進(jìn)行業(yè)務(wù)檢驗(yàn)，對獼猴桃品質(zhì)評價的準(zhǔn)確率達(dá)80%，具有業(yè)務(wù)應(yīng)用價值。

獼猴桃；海沃德；氣象適宜度；氣候品質(zhì)；認(rèn)證模型

目前，國內(nèi)外圍繞氣候條件與作物品質(zhì)之間的關(guān)系研究已有較多成果。Moretti等分析了高溫和高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[3]；房世波等研究發(fā)現(xiàn)隨著CO2升高，作物光合速率及蒸騰速率有上升趨勢，呼吸作用和氣孔導(dǎo)度下降，產(chǎn)量有所提高，品質(zhì)將會降低[4]；在氣候品質(zhì)評價模型的研究方面，金志鳳等基于氣象資料、田間試驗(yàn)獲取的茶葉品質(zhì)數(shù)據(jù)和茶葉生產(chǎn)實(shí)際，提出了影響茶葉品質(zhì)的3 個氣象指標(biāo)，并建立了茶葉氣候品質(zhì)評價模型[5]；徐臘梅等通過建立葡萄主要生長發(fā)育期與氣象條件的關(guān)系，獲得最優(yōu)影響因子，確定葡萄氣候品質(zhì)認(rèn)證指標(biāo)體系[6]；婁偉平等通過確定茶樹芽葉生長期的氣象條件與茶樹芽葉質(zhì)量、顏色、滋味的關(guān)系，建立龍井茶葉氣候品質(zhì)認(rèn)證指標(biāo)[7]；李仁忠等通過建立茶葉氣候品質(zhì)評價指數(shù)，開展茶葉氣候品質(zhì)評價[8]。已有成果僅從氣候資源與作物品質(zhì)的關(guān)系出發(fā)，忽略了氣象災(zāi)害和生產(chǎn)管理措施的影響。同時，針對獼猴桃與氣候因子的關(guān)系研究尚未見相關(guān)報道。本研究以陜西主栽的海沃德品種為研究對象，利用關(guān)鍵生育期氣象適宜度指標(biāo)、主要?dú)庀鬄?zāi)害災(zāi)損率指標(biāo)，并結(jié)合獼猴桃生產(chǎn)實(shí)際，從氣候資源、氣象災(zāi)害和果園生產(chǎn)管理?xiàng)l件三方面，建立陜西獼猴桃果品氣候品質(zhì)認(rèn)證模型，開展陜西獼猴桃果品氣候品質(zhì)認(rèn)證的定量化評價，為科學(xué)利用氣候資源，提高陜西獼猴桃果品品質(zhì)提供技術(shù)支持。

1 資料與方法

1.1 資料來源

陜西獼猴桃種植的品種較多，其中美味獼猴桃的主導(dǎo)品種海沃德種植面積較大，有一定的代表性。選取周至和眉縣兩個獼猴桃集中種植區(qū)的10個果園作為研究對象。其中，品質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)來源于陜西省果業(yè)管理局，在10月獼猴桃成熟季節(jié)，分別利用糖量計、NaOH中和滴定法、硬度計法、微量滴定法對海沃德獼猴桃的可溶性固形物含量、可滴定酸含量、硬度、維生素C含量等要素

進(jìn)行測定。氣象數(shù)據(jù)來源于陜西省氣象信息中心，包括周至縣和眉縣基本氣象站，以及距離所選果園最近的9個區(qū)域自動站的逐日平均氣溫、降水量、日照時數(shù)、平均相對濕度等數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

影響獼猴桃品質(zhì)形成的環(huán)境因子較為復(fù)雜，其中氣候資源和氣象災(zāi)害是影響果品氣候品質(zhì)的主要因素，而受生產(chǎn)管理水平影響的果樹樹勢對外界氣候資源和氣象災(zāi)害發(fā)揮著內(nèi)在的“放大或縮小”的調(diào)節(jié)作用[9]。選定獼猴桃主要物候期氣象適宜度、主要?dú)庀鬄?zāi)害損失度和果品企業(yè)對獼猴桃果樹的生產(chǎn)管理?xiàng)l件三要素，利用隸屬函數(shù)和專家打分結(jié)果，定量計算或確定各因子分值及權(quán)重，并應(yīng)用加權(quán)指數(shù)求和方法，構(gòu)建陜西獼猴桃氣候品質(zhì)認(rèn)證模型。其中分物候期的氣象適宜度模型構(gòu)建采用隸屬函數(shù)和專家打分法。通過隸屬函數(shù)計算主要物候期適宜度因子數(shù)值，可提高評價模型的科學(xué)性與客觀性；專家打分共進(jìn)行三輪，征詢專家涵蓋林果業(yè)省級技術(shù)指導(dǎo)和管理部門、一線農(nóng)技人員、種植農(nóng)民專家共35人，各項(xiàng)因子和指標(biāo)權(quán)重均取各專家打分平均值。此外，氣象災(zāi)害評價采用災(zāi)損度模型，借用氣象災(zāi)害評估理論，利用各災(zāi)害不同等級災(zāi)情實(shí)際發(fā)生比率與災(zāi)損系數(shù)的乘積的和來表示。

2 評價模型的構(gòu)建

2.1 分物候期適宜度評價模型

氣象因子的選取及指標(biāo)的確定根據(jù)海沃德獼猴桃各主要物候期對氣象條件的敏感性以及其生物學(xué)特性[1,10-14]，選取傷流期、芽膨大期、展葉期、開花期、果實(shí)膨大期和成熟期為主要物候期，確定各物候期期間日平均氣溫、總降水量、總?cè)照諘r數(shù)和日平均相對濕度作為各物候期影響果品品質(zhì)的主要?dú)庀笠蜃?，并結(jié)合各物候期生物學(xué)特性、氣象災(zāi)害指標(biāo)等因素，建立獼猴桃主要物候期適宜度指標(biāo)庫(見表1)。

本研究混合感染病例中，絕大部分是MP與其他病原體混合感染，MP＋I(xiàn)NFB、MP＋PINF、MP＋I(xiàn)NFA＋I(xiàn)NFB是主要的混合感染類型，本研究的混合感染陽性率4．58%低于鄭州市的陽性率7．4%［1］。非典型病原體混合感染國內(nèi)僅有零星的報道，全面診斷對及時準(zhǔn)確用藥意義非常大，應(yīng)受到足夠重視。

指標(biāo)權(quán)重及建立模型設(shè)定隸屬函數(shù)為線性關(guān)系，并綜合上述指標(biāo)體系，建立獼猴桃主要物候期的氣象生長適宜度隸屬函數(shù)[15]，以獼猴桃傷流期為例。

表1 陜西海沃德獼猴桃主要物候期適宜度氣象指標(biāo)庫

(1)

(2)

(3)

(4)

隸屬函數(shù)模型中，It代表平均氣溫；Ir代表降水量；Is代表日照時數(shù)；Iu代表相對濕度。同時，根據(jù)專家打分結(jié)果，確定海沃德獼猴桃主要物候期氣象適宜度預(yù)報因子權(quán)重集

(5)

建立各物候期適宜度評價模型，并在各物候期適宜度評價模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合專家打分結(jié)果，建立獼猴桃氣象適宜度評價模型。

(6)

E=0.1e1+0.1e2+0.1e3+

0.2e4+0.3e5+0.2e6。

(7)

公式(6)和(7)中，ei為第i個物候期氣象適宜度評價值(i=1，2，…，6)，其值越大，則該物候期氣象適宜度越高；μi(xj)為第i個物候期的第j個氣象條件因子隸屬度(j=1,2，3，4)，αij為該因子的權(quán)重，0<αij<1，E為獼猴桃氣象適宜度。

2.2 分災(zāi)種災(zāi)損度評價模型

根據(jù)氣象災(zāi)害對海沃德獼猴桃品質(zhì)影響特征、種植區(qū)氣象災(zāi)害背景以及種植條件[1,12]，確定越冬期(上年11月至當(dāng)年2月)凍害、芽膨大期凍害、高溫日灼及夏季干旱為主要?dú)庀鬄?zāi)害。利用陜西海沃德獼猴桃主要?dú)庀鬄?zāi)害風(fēng)險區(qū)劃指標(biāo)，得到各氣象災(zāi)害指標(biāo)及災(zāi)損系數(shù)[16-17](表2)。

導(dǎo)致獼猴桃災(zāi)損的氣象災(zāi)害損失度，主要表現(xiàn)為該種類氣象災(zāi)害各等級災(zāi)害的發(fā)生次數(shù)和危害強(qiáng)度，因而可用其發(fā)生比率和災(zāi)損系數(shù)來表征。根據(jù)多年氣象服務(wù)積累的經(jīng)驗(yàn)，及專家打分結(jié)果，建立獼猴桃氣象災(zāi)害災(zāi)損度評價模型

Di=dsicsi+dmicmi+dlicli,

(8)

D=0.1D1+0.2D2+0.4D3+0.3D4。

(9)

式中,i為災(zāi)害編號(i=1，2，3，4)，Di為第i種災(zāi)害的災(zāi)損度，用于表示氣象災(zāi)害災(zāi)損度的大小，其值越大，則該氣象災(zāi)害損失程度越大；dsi、dmi、dli分別為第i種災(zāi)害重度、中度、輕度氣象災(zāi)害的發(fā)生比率，csi、cmi、cli分別為第i種災(zāi)害重度、中度、輕度災(zāi)害的災(zāi)損系數(shù)；D為一年的獼猴桃氣象災(zāi)害災(zāi)損度。

表2 陜西海沃德獼猴桃主要?dú)庀鬄?zāi)害指標(biāo)及其災(zāi)損系數(shù)

2.3 生產(chǎn)管理?xiàng)l件評價模型

根據(jù)獼猴桃生產(chǎn)管理對果品品質(zhì)影響[18]，確定獼猴桃果品企業(yè)生產(chǎn)管理?xiàng)l件及其評分標(biāo)準(zhǔn)(表3)，并依據(jù)各種管理對獼猴桃品質(zhì)影響特征，以及專家打分結(jié)果，建立獼猴桃果品企業(yè)生產(chǎn)管理?xiàng)l件評價模型

M=0.40m1+0.30m2+0.20m3+0.10m4。

(10)

表3 獼猴桃果品企業(yè)生產(chǎn)管理?xiàng)l件評分標(biāo)準(zhǔn)

2.4 綜合評價模型構(gòu)建

在主要物候期氣象適宜度、氣象災(zāi)害災(zāi)損度以及果園生產(chǎn)管理?xiàng)l件的基礎(chǔ)上，根據(jù)三者對果品品質(zhì)影響情況及專家打分結(jié)果，建立陜西獼猴桃果品氣候品質(zhì)認(rèn)證模型

W=0.8(E-D)+0.2M。

(11)

其中，E代表獼猴桃主要物候期氣象適宜度，D代表獼猴桃氣象災(zāi)害災(zāi)損度，M代表果品企業(yè)生產(chǎn)管理?xiàng)l件得分。W表示認(rèn)證得分，計算結(jié)果應(yīng)在(0，1)之間。W≥0.85為“特優(yōu)”等級，0.70≤W<0.85為“優(yōu)”等級，W<0.70不評分。

3 認(rèn)證模型的業(yè)務(wù)應(yīng)用與檢驗(yàn)

利用2013年陜西省果業(yè)管理局對某獼猴桃企業(yè)在周至和眉縣的10個海沃德種植園果品品質(zhì)抽測結(jié)果，以及距離各種植園最近的區(qū)域氣象站數(shù)據(jù)，對構(gòu)建的陜西獼猴桃氣候品質(zhì)認(rèn)證評價模型進(jìn)行應(yīng)用與檢驗(yàn)(表4)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，認(rèn)證模型評分結(jié)果排序與陜西省果業(yè)管理局品質(zhì)排序基本一致，準(zhǔn)確率達(dá)80%，說明該認(rèn)證模型具有較高客觀性，可投入氣候品質(zhì)認(rèn)證工作。

表4 利用認(rèn)證模型對2013年陜西10個海沃德種植園果品品質(zhì)的檢驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論與討論

(1)針對目前陜西省獼猴桃果品氣候品質(zhì)認(rèn)證的技術(shù)空白，以海沃德品種為例，建立了包含傷流期、芽膨大期、展葉期、開花期、果實(shí)膨大期和成熟期共6個物候期氣象適宜度，越冬期凍害、芽膨大期凍害、高溫日灼和夏季干旱4種氣象災(zāi)害災(zāi)損度，以及產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范、質(zhì)量安全技術(shù)規(guī)范和品質(zhì)抽查結(jié)果共4個生產(chǎn)管理?xiàng)l件在內(nèi)的共14個因子的陜西獼猴桃果品氣候品質(zhì)認(rèn)證模型。經(jīng)檢驗(yàn)，該認(rèn)證模型對陜西海沃德獼猴桃品質(zhì)評價的準(zhǔn)確率達(dá)80%，具有業(yè)務(wù)應(yīng)用價值。

(2)構(gòu)建的果品氣候品質(zhì)認(rèn)證模型，由主要物候期氣象適宜度、主要?dú)庀鬄?zāi)害損失度，以及果品企業(yè)生產(chǎn)管理?xiàng)l件三方面組成，對比目前國內(nèi)以評價氣候資源為主的認(rèn)證技術(shù)，該模型不僅分物候期評價了不同階段氣候資源對品質(zhì)形成的作用與貢獻(xiàn)，同時增加了氣象災(zāi)害和生產(chǎn)管理水平對品質(zhì)的影響，在客觀反映果品生產(chǎn)實(shí)際對品質(zhì)的影響方面有所提高。

(3)因?yàn)槿狈﹂L時間序列的海沃德果品品質(zhì)數(shù)據(jù)，未將果品品質(zhì)與氣象要素的關(guān)系納入認(rèn)證模型中，后期還需大量積累果品品質(zhì)數(shù)據(jù)，開展果品品質(zhì)與氣象條件和氣象災(zāi)害的相關(guān)性研究，以進(jìn)一步提高認(rèn)證技術(shù)的科學(xué)性，發(fā)揮好果品氣候品質(zhì)認(rèn)證工作對提高果品市場競爭力的促進(jìn)作用。

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1006-4354(2017)04-0021-05

2016-12-23

劉璐(1981—)，女，陜西西安人，漢族，碩士，高級工程師，從事果業(yè)氣象服務(wù)技術(shù)研究。

中國氣象局氣象關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用(重點(diǎn)/面上)項(xiàng)目(CMAGJ2015M60)

S162.5

A

劉璐，屈振江，張勇，等.陜西獼猴桃果品氣候品質(zhì)認(rèn)證模型構(gòu)建[J].陜西氣象，2017(4)：21-25.