范县稻鸭有机米气候品质认证评级评价体系探讨

王春玲 刘晓燕 段亚茹 季双转 陈兵强

摘 要：通过相关历史资料分析，根据范县稻鸭有机米品质与气候要素的相关关系，筛选出主要生育期物理意义明确的气象要素作为影响因子，合理设置气候品质认证指标，建立稻鸭米气候品质认证评级评价方程，最终评定出稻鸭有机米气候品质等级，形成认证指标体系。

关键词：稻鸭有机米;气候品质;评级评价

中图分类号 S162.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2022）11-0129-04

随着社会的发展和人们生活水平的普遍提高，对稻米品质的要求越来越高，稻米产品食用的优质性、安全性被普遍关注，丁芬等[1]针对当前稻米品质质量安全现状进行了研究。有学者[2-10]关于气候条件对稻米品质的影响进行了研究，郑建初等[3]研究表明，抽穗期高温会显著降低结实率。刘建[4]从温度、光照、湿度、土壤、肥料等气候、土壤以及营养因子等方面综述了环境因子对稻米品质的影响。周德翼等[5]研究指出，稻米品质的优劣是水稻品质性状与环境条件综合作用的结果。孙义伟[6]研究表明，稻米的食味值与灌浆成熟期的日平均气温、总日照时数成正相关。

农产品气候品质认证是指以气候因子对农产品品质影响的优劣等级做评定，是提高农产品品质影响、增强竞争力的重要手段。目前，在农产品安全体系的建设和实施过程中，国内外经验表明，通过第三方机构实施认证来建立农产品生产、加工、经营过程的安全体系，已经成为保障农产品安全的重要手段。有学者[11-15]就农产品气候品质认证指标评价体系做了一些研究。与稻鸭有机米品质相关的气候因子较多，且在稻鸭有机米不同生育期、不同地域内，气候因子对其品质的影响有所不同，为确保范县稻鸭有机米气候品质评估和认证工作的科学性和规范性，开展稻鸭有机米气候品质评级评价体系研究有着十分重要的意义。

1 研究区概况

范县位于河南省东北部，黄河下游北岸，隶属于河南省濮阳市，地理位置约为115°20′10″～115°43′48″E，35°37′37″～35°55′55″N，属暖温带半湿润季风气候，常年平均气温13.6℃，降水量554.7mm，日照时数2191.6h，≥10℃的年积温4489.9℃。范县水稻基地位于范县南部有机农业示范区，毗邻黄河岸边，地势平坦，土壤肥沃，雨量丰沛，日照充足，选播的水稻插播品种主要是“黄金睛”品种，5月中旬育苗，6月中旬移栽，10月下旬成熟收割，水稻全生长期约166d，移栽到成熟实际生育期136d。全生育期日均气温为23.3℃，降水量435.9mm，日照时数1035.2h，日平均气温≥10℃积温3871.2℃。杨晓光等[16]主编的《农业气象灾害及其减灾技术》书中写到，河南属于华北单季稻稻作区，日平均气温≥10℃积温3500～4500℃，水稻安全生育期约130～140d，生长期间日照1200～1600h，降水400～800mm。据此，范县自然条件非常适合水稻生产。另外，研究区具有营养含量丰富及偏碱性的土壤，引用优质天然黄河水浇灌，稻鸭共作，鸭吃食害虫、鸭粪代替化肥，鸭在稻田活动增加水分含氧量，灌浆成熟期具有较大的温度日较差，范县是北方少有的水稻优质种植区，能够生产出为无公害、纯绿色、高品质的有机大米。

2 资料与方法

2.1 资料来源 水稻属于喜温好湿的短日照作物，本研究选取气温、降水、日照时数、高低温日较差等多项气象资料对该项目进行综合分析。气象资料来自范县国家级地面气象观测站，由范县气象局提供，气候平均值采用1981—2010年统计平均值。水稻生育期历史物候观测依据《农业气象观测规范（上卷）》[17]进行观测，由范县气象局和范县黄河生态农业开发专业合作社提供，并结合范县水稻种植基地实地调查和走访，进行生育期观测、相关研究文献收集等。

2.2 水稻气候品质认证方法 利用数理统计分析方法、加权平均法、趋势分析法、多元线性回归分析等，通过气象数据采集、水稻生育期观测、水稻品质鉴定分析、调查走访等，根据农产品品质与气候的关系，取气候适宜性指标、当年生育期内气象条件和气象灾害、基地管理水平为主要评价指标，结合水稻生长期农业气象指标，用评分方式将当年稻米综合评定气候品质分为4个等级：特优、优、良、一般。综合分析国内多个水稻认证经验模型，通过分析历史产量、品质与气候条件的关系，确定主要生育期影响稻米品质的主要气象因子，建立本地的气候条件认证评级评价指标和体系。

3 范县水稻气候品质认证评分依据与评价指标

3.1 范县水稻常年物候期及生长气候条件 根据河南省农业科学院范磊等[18]的研究及本地多年物候期观测资料，将范县水稻生育期分为6个时期。（1）苗期（播种到幼苗生长期），5月中旬到6月上旬;（2）移栽-返青期，6月中旬—7月上旬前期;（3）分蘖期，7月上旬后期—7月下旬前期;（4）拔节—孕穗期，7月下旬中期-8月下旬前期;（5）抽穗-开花期，8月下旬中期—9月上旬中期;（6）灌浆-成熟期，9月上旬后期—10月中旬。10月下旬成熟收割。各生育期内各气象要素常年气候条件值見表1。

3.2 范县水稻生长期主要农业气象指标 范县水稻生长期气候条件指标包括气候资源和气象灾害情况2个部分，气候资源占80%，气象灾害影响约占20%。上述学者研究结果表明，影响水稻产量、品质的主要气象因子有：平均气温、降水、日照、昼夜温差、高温、低温、干旱、连阴雨、冰雹等。根据历史资料分析，范县水稻各生育期气候因子对水稻生长发育和品质的影响程度不同，从多项影响气候因子中，通过与水稻气候品质的相关分析，筛选出物理意义明确的气象要素作为影响因子，关键生育期的主要气象因子与水稻生长的关系见表2。（1）苗期和移栽期，出苗期和幼苗生长期需要有一定的水分，此期若降水明显偏少，严重干旱影响出苗率和移栽成活率;移栽期光照过多不利于返青。（2）分蘖期，温度的波动对分蘖影响较大，分蘖前期平均气温25～30℃较为适宜，此期若气温偏高、平均气温>30℃容易增加无效分蘖;分蘖后期的降雨量对水稻生长影响加大，此期充足的水分有利于水稻生长。（3）拔节期，此期需水量较大，降水偏少导致干旱易造成水稻减产。（4）孕穗期，此期要求光照充足，若光照不足易产生空壳。（5）抽穗-开花期，此期低温阴雨危害最大，如遇持续低温则造成颖花不育，空粒增加;出现长时间连阴雨天、降水偏多，会影响授粉，导致减产。（6）灌浆-成熟期，此期天气晴朗、光照充足、微风、昼夜温差大，有利于灌浆结实，提高水稻品质，光照不足会影响结实率，降水偏多、连阴雨对水稻的后期生长、产量形成十分不利。

范磊等[18]在对河南省水稻气象灾害因子分析及主要灾害发生区划研究中指出，影响豫北沿黄地区（包括濮阳、范县）水稻品质的主要气象灾害为低温冻害、高温热害、干旱、连阴雨。黄河沿岸即开封、濮阳一带属相对较易发生低温冷害地区，信阳淮河以北地区属较易发生阴雨寡照地区，黄河以北水稻种植区属相对较易发生干旱地区。据此，分析总结范县水稻农业气象灾害指标见表3。

3.3 范县稻鸭米气候品质认证评级评价方法 稻米品质的优劣是多种因素综合影响的结果，热量、水分、光照是作物生长中必不可少的主要条件，气候因素为诸多因素中最重要的影响因素。对稻米气候品质认证赋予气候适宜性、当年生长期内气象条件和气象灾害、水稻基地管理水平等项目不同权重，采用加权指数求和法建立水稻气候品质认证评级评价模型，制定水稻气候品质认证评分公式为：

Z=0.3X1+0.5X2+0.2X3 （1）

Z表示认证评分，根据评分值的大小分为4个评级等级（表4），当Z≥90分为“特优”等级，80分≤Z<90分为“优”等级，70≤Z<80分为“良”等级，Z<70分为“一般”等级。

其中：X1代表稻鸭米气候适宜性区划指标，占权重30%，影响因子见表5。表5中各指标均占25%权重，最适宜区、适宜区、次适宜区分别评分为100、90和80分。以下X1、X2、X3评分标准结合参考范县稻鸭米农业气象指标和灾害指标（表2、表3）。

X1=0.25c1+0.25c2+0.25c3+0.25c4 （2）

X2代表本年度稻鸭米生长气象条件评分，占权重50%。

X2=α–β （3）

α为气候资源评分（表6），β为气象灾害评分（表7）。

影响水稻气候资源评价指标的主要气候因子有：苗期降水α1、移栽期日照时数α2、分蘖前期平均气温α3、分蘖后期的降雨量α4、拔节-孕穗期的降水量α5和日照时数α6、抽穗-开花期的平均气温α7和降水量α8、灌浆-成熟期的日照时数α9和气温日较差α10。对主要气候因子的影响程度赋予相应权重。

α=0.05α1+0.05α2+0.1α3+0.1α4+0.1α5+0.1α6+0.1α7+0.15α8+0.15α9+0.1α10 （4）

范县水稻主要气象灾害为：孕穗期低温冻害β1、抽穗-开花期低温冻害β2、干旱β3、连阴雨β4、冰雹β5。按影响大小分别赋予相应权重。

β=2*（0.15β1+0.15β2+0.3β3+0.3β4+0.1β5） （5）

结合范县稻鸭米水稻生育期气候条件，对各气候因子的表现分为好、中和差。对各气候因子的影响情况综合评定结果分为好（100分）、中（80分）和差（60分）3个等级。

X3代表稻鸭米种植基地管理条件（表8），占权重20%。评分依据实地调查以下各项：产地生产环境、标准化生产技术、质量安全技术规范、质量抽查，各占25%比重。依据每项生产规范，综合评分，均分为好（100分）、中（80分）和差（60分）。

X3=0.25d1+0.25d2+0.25d3+0.25d4 （6）

4 范县稻鸭有机米气候品质认证评级应用

研究成果于2019—2021年投入业务试用，方法计算步骤为：将2019年范县稻鸭米各生育期气象要素值，按照表5-8评级标准进行评分，将各个得分值分别带入上述（2-6）式，分别计算出X1、X2、X3，再将X1、X2、X3值带入（1）式计算出Z得分值，根据表4等级评级标准进行评级，即可得到2019年范县稻鸭米气候品质认证评价评级等级为特优。相同的方法步骤计算出2020和2021年的范县稻鸭米气候品质认证评价评级等级分别为特优和优。

5 结论与讨论

用客观真实可靠的气象资料，从气象条件对稻鸭有机米品质的影响出发，通过历史资料分析，根据稻鸭有机米品质与气候要素的相关关系，筛选出主要生育期物理意义明确的气象要素作为影响因子，合理设置认证气候条件指标，建立稻鸭有机米气候品质认证评级评价方程，最终评定出范县稻鸭有机米气候品质等级，形成认证服务体系。

本研究针对范县稻鸭有机米插播品种“黄金睛”建立了气候品质认证评级评价指标体系，对于本研究区的其他品种稻鸭米气候品质评级评价，此项目研究指标可以借鉴参考，但对其他地域的稻米气候品质认证，此研究项目指标无效。

参考文献

[1]丁芬，蔡伟，刘宪平.稻米品质影响因素及生产技术措施研究[J].农业科技与装备，2014（10）：54-56.

[2]张国发，王绍华，尤娟，等.结实期不同时段高温对稻米品质的影响[J].作物学报，2006，32（2）：283-287.

[3]郑建初，张彬，陈留根，等.抽穗期高温对水稻产量构成要素和稻米品质的影响及其基因型差异[J].江苏农业学报，2005，21（4）：249-254.

[4]刘建.环境因子对稻米品质影响研究进展[J].湖北农学院学报，2002，22（6）：550-553.

[5]周德翼，张嵩午，高如嵩，等.稻米综合品质与结实期气象因子的关系研究[J].西北农业大学学报，1994，22（2）：6-10.

[6]孙义伟.水稻成熟期气温对稻米品质的影响[J].水稻文摘，1993，2（2）：6-8.

[7]李林，沙國栋，陆准淮.灌浆结实期温光因子对稻米品质的影响[J].中国农业气象，1996，5（2）：33-38.

[8]林青，黄国勤.耕作栽培措施对稻米品质的影响及其研究进展[J].中国农学通报报，2011，27（5）：6-9.

[9]马文菊.影响稻米品质的因素及对策川[J].农业科技与装备，2009（4）：8-10.

[10]姜淦，王闫利，沈沾红，等.开展农产品气候品质认证的可行性分析[C].气象服务发展论坛，2014.

[11]李秀香，冯馨.加强气候品质认证，提升农产品出口质量[J].国际贸易，2016（7）：32-37.

[12]付芳婧，谷晓平，于飞.农产品气候品质认证及其应用[J].安徽农业科学，2017，45（15）：175-178.

[13]徐腊梅，杨举芳.葡萄气候品质认证指标体系探讨[J].新疆农垦科技，2015，38（9）：14-15.

[14]赵洁，孙恩虹，杨宝钢，等.吴滩“彬哥”花椒气候品质认证指标体系研究[J].江西农业，2017（14）：43-45.

[15]徐腊梅，杨举芳.葡萄气候品质认证指标体系探讨[J].新疆农垦科技，2015（9）：14-15.

[16]杨晓光，李茂松，霍治国.农业气象灾害及其健在技术[M].北京：化学工业出版社，2010：148-156.

[17]国家气象局.农业气象观测规范（下卷）〔M〕.北京：气象出版社，1993：7-8.

[18]范磊，郑国清，赵全志，等.河南省水稻气象灾害因子分析及主要灾害发生区划研究[J].中国农业资源与区划，2013，34（6）：162-168.

基金项目：中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点实验室项目（KM 201930）。

作者简介：王春玲（1963—），女，河南封丘人，高级工程师，从事天气预报预测及研究工作。  收稿日期：2022-03-07