编制说明-《早稻早播气象服务规范》

PAGE《早稻早播气象服务规范》编制说明《早稻早播气象服务规范》编制组2023年4月目录一、工作简况 21项目来源 22编制目的 23编制进度 24标准起草单位及主要起草人 2二、标准编制原则和主要内容 31编制原则 31.1科学性和规范性 31.2可操作性 31.3广泛适用性 32确定本标准主要内容的论据 32.1早稻早播气象服务内容的依据 32.2早稻安全早播起始期的依据 42.3早稻早播适宜天气指标的依据 42.4早稻早播生产气象建议的依据 5三、主要试验和验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果 51.早播气象服务需求分析 52早春热量资源特征分析 72.1早春时段与早稻早播定义 72.2早春平均气温及有效积温时间变化趋势 72.3早春平均气温及有效积温空间变化特征 82.4早春晴暖天气过程特征 93.早稻早播气候可行性分析 113.1早播气候可行性评价方法 113.2早播气候可行性评价结果 123早播低温灾害风险分析 143.1低温对早稻播种出苗的影响 143.2早稻播种期低温灾害特征 194.早稻早播气象服务指标 244.1安全早播起始期判别标准 244.2早稻早播适宜天气指标 245早播气象服务应用 265.1早播公众气象服务 265.2早播决策气象服务 275.3示范培训与宣传 286早播气象服务检验 296.1调查范围及方式 296.2早播生产效果 296.3社会影响显著 31四、采用国际标准和国外先进标准的程度 32五、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系 33六、重大分歧意见的处理经过和依据 33七、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议 33八、贯彻标准的要求和措施建议 33九、废止现行有关标准的建议 33十、其他应予说明的事项 33PAGE2一、工作简况1项目来源本项目于2023年4月由市场监督管理局立项，项目编号DB36-2023-1-04，标准名称为《早稻早播气象服务规范》，由气象标准化技术委员会提出并归口，由农业气象中心负责起草。2编制目的本标准的编制目的是指导农户利用气象信息合理安排早播生产，充分发挥早播优势，有效降低早播风险；并规范早稻早播气象服务，使早播气象服务工作更规范化、标准化和科学化。3编制进度本标准以农业气象中心长期沿用的早稻早播气象服务流程与指标为基础，结合早播生产实地调查与气候资料统计分析，并查阅相关文献进行分析与研究，进行编写。3.12019年9月，成立了编写组，确定了编写方案，进行了人员分工，制定了编写进度计划。3.22019年10月～2020年1月，查阅相关文献，统计气候数据，结合已开展的早播气象服务和技术研究成果，实施标准编制工作。3.32020-2022年，充分调查早播生产，完善标准内容。3.42023年以来，完成本标准征求意见稿的编写、立项及送审等工作。4标准起草单位及主要起草人本标准起草单位为：农业气象中心。本标准主要起草人为：郭瑞鸽，单九生，蔡哲，段里成，姚俊萌，刘文英，余焰文，刘丹。具体分工如下：郭瑞鸽，负责本标准总体设计，组织编写起草标准文本、编制说明等；单九生，负责统筹协调和进度安排，提供技术支持；蔡哲、段里成、姚俊萌、刘文英、余焰文、刘丹，负责相关标准、规范的收集和田间试验、气象数据的处理分析，参加标准文本的起草。二、标准编制原则和主要内容1编制原则1.1科学性和规范性本标准根据农业气象中心2016-2022年连续7年的水稻试验、早稻早播气象服务应用情况，结合历年以来的农业气象服务技术与科研项目等，并充分借鉴和参考了国家和行业相关标准，确保标准的科学性和规范性。1.2可操作性起草小组充分调研，征求省级气象、农业、高校、院所等相关专家的意见，总结了评审专家的广泛意见，最后编制形成适合水稻气象服务应用的《早稻早播气象服务规范》标准，可操作性强。1.3广泛适用性作为地方标准，在制定的过程中主要注重其适用性，因此在编制过程中对于安全早播日期、早播气象适宜性等级的判定是在气象统计的基础上，在全省早稻种植区开展了广泛的实地调查、定点跟踪观测等，进行了多次验证和修改完善，适用性强。2确定本标准主要内容的论据本标准的主要内容包括适用范围、术语和定义、早稻早播气象指标、早稻早播气象服务要求、早稻早播生产气象建议等6个部分。在历年气象服务经验的基础上，结合前人研究、开展专项田间试验、深入生产实际调查，确定了相关标准内容。2.1早稻早播气象服务内容的依据主要依据起草单位多年的气象服务经验、广泛的春播生产实地调查和气象服务需求调研确定了早稻早播气象服务内容。农业气象中心是以农业气象服务为核心业务的气象服务机构，针对水稻生产，具备完整的技术团队、技术方案、业务制度等，建有春播专项气象服务机制，每年春播期制作发布省级、指导市县级发布《春耕春播气象服务专报》500期以上，深入生产一线开展实地指导20县次以上，确保实时掌握春播生产特点、天气对春播生产的可能影响以及农户对气象服务的需求。根据多年服务经验及实地调研结果，双季早稻的播种高度依赖于气象条件，特别是对于早播而言，根据天气确定合适的播种时间、播种方式，是决定早播成败的关键。因此，本标准中将安全播种起始期、适宜天气标准以及气象建议等确定为早稻早播气象服务主要内容。2.2早稻安全早播起始期的依据江西水稻以双季稻为主，因季节紧张，要求在播种时做到“春争日、夏争时”，从春季早稻播种时即需要抢时育秧、抢时移栽，以实现“早稻主动、全年主动”。早稻播种对气温有严格要求，提早幅度过大，就会造成低温风险过高，无法保证谷种和秧苗安全。安全早播起始期即为提早播种的底限要求。确定安全早播起始期的原则如下：（1）播种时间尽可能早，以真正发挥“早播”的延长生长季、分散用工高峰、避灾减损增收等优势；（2）提早的幅度需有底限，根据气候概率统计80%的年份在该日期后不会出现严重低温灾害，确保风险可控。根据以上原则，结合前人研究结果和本项目组2016-2022年试验示范推广验证，确定安全早播起始期的确定方法为：大棚保温方式下过去30a间日平均气温稳定通过6℃保证率80%以上的初日、小拱棚保温方式下过去30a间日平均气温稳定通过8℃保证率80%以上的初日、直播方式下过去30a间日平均气温稳定通过10℃保证率80%以上的初日，作为安全早播起始期。2.3早稻早播适宜天气指标的依据播种时段看历年，播种日期看当年。在通过安全早播起始期后，为确保秧苗可稳健生长，仍需根据天气趋势选择适当的时机进行播种。主要影响因子为气温、光照、降水。气温影响播种后谷种能否顺利发芽、扎根、出苗，气温过低可能导致烂种死苗。降水一方面影响播种活动能否便利地开展，如下雨时不便田间劳作；另一方面，降水强度大时可使直播稻的谷种和扎根未稳的幼苗受到冲刷，出现缺苗、出苗不均现象；光照有利于日间稻田泥温的提升，促进幼苗根系生长，提高植株整体抗寒能力。根据试验及调查确定适宜天气标准为：保温方式播种：未来连续5天及以上日平均气温≥10℃，且播种当日的日照时数≥2小时或日雨量＜1mm，小拱棚保温方式播种的，风力＜3级。或参考天气预报，预计未来5d最低气温8℃以上，且播种当日无雨、风力＜3级。直播方式播种：未来连续5天及以上日平均气温≥12℃，其中有任意3天日照时数≥1小时；且播种当日的日雨量＜1mm、风力＜4级以及未来连续5天日雨量＜10mm。或参考天气预报，预计未来5天最低气温10℃以上，有3天以上晴或多云天气，且播种当日无雨、风力＜4级以及播后5天以内无中雨以上降雨。2.4早稻早播生产气象建议的依据早播最大的风险为低温。受科技水平限制，天气预测无法达到100%准确，因此从防御低温的角度提出4条措施建议，以进一步降低早播的低温风险，或者在遭遇低温灾害时尽可能减少损失，确保粮食安全。具体建议包括：（1）严格按照天气条件，不具备合适天气条件的年份和地区，不可盲目提早播种。（2）早稻播种应尽可能分批次开展，以分散风险。根据江西春季冷空气过程影响时间，每批次播种时间可以间隔3-5天。（3）早播的早稻尽可能选用抗寒性强的品种。（4）早播后一旦遭遇低温阴雨，可通过密闭棚膜、以水调温、喷施调节剂等方式，减轻低温影响。三、主要试验和验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果1.早播气象服务需求分析江西是全国13个粮食主产省之一，是新中国成立以来从未间断向国家提供商品粮的两个省份之一，夯实粮食生产基础，巩固江西粮食主产区地位，对确保国家粮食安全具有重要意义。江西粮食以双季稻为主，根据2019年统计数据，双季稻种植面积3458万亩，总产量1361万吨，在粮食总面积、总产量中占比均为63%。作为露天生产的大宗作物，水稻属于“靠天吃饭”的农作物，挖掘气候资源，规避气象风险，是实施“藏粮于技”战略的重要举措。农业规模化生产造成双季稻生产用工、农时“两个紧张”，提早播种成为必然。受倒春寒、寒露风等灾害制约，双季稻生产中存在季节紧张问题，对农时安排具有“春争日，夏争时”的严格要求。受农村劳动力转移、农业机械化程度提高等多因素影响，水稻规模化生产发展迅速，分散的农田向大户流转，由过去的种植四、五亩田演变到种植四百、五百亩甚至上千亩。因规模大，给大户造成“两个”紧张：一是用工紧张，在播种、抛秧、收割等农忙时请工用工难；二是季节紧张，播种、移栽等各项工作完成时间普遍更长。为错峰用工、保障双季稻季节充足，种粮大户开始提早播种以解决用工、季节的紧张问题。例如金溪大户3月上旬开展早稻保温育秧，进贤、鄱阳等大户3月下旬初即开展早稻直播，较常规生育期提前了10～15天。据2019年全省春播调查，采用保温方式种植的地区，有58%的县于3月15日前开展了早播；采用直播方式种植的地区，有65%的县于3月25日前开展了直播。最早播种期均较传统方式提前10～15天。早播带来两方面的优势，一是通过提早播种，可以分散用工高峰，节约用工成本，间接增加种粮收益；二是通过提早播种，使早稻相应地提前成熟收割，为二晚争取到更充足的季节，降低寒露风风险，并在品种搭配上有更多的选择，可以选择生育期更长、品质更优的品种，直接增加产量和收益。因缺乏科学的气象保障，早播存在很大风险。江西春季气候多受南支槽影响，复杂多变；播种越早，遭遇低温灾害的风险越大。针对早播，尚无一套科学系统的气象保障技术，农户对不同阶段的气候规律、早春天气趋势认识不足，使得早播的播期安排存在很大的盲目性，成为高风险行为。因此，充分利用气象数据，科学评估早播气候可行性，形成“看天早播”技术，为农户早播提供科学的保障，是当前农业生产和气象服务中亟待解决的问题。综合分析，确定早播气象服务的对象为全省双季稻种植大户为主（种植规模50亩以上），目前全省约3.7万；并通过大户的辐射作用，间接为其他农户提供早播气象服务。早播气象服务的任务，是提供两方面气象信息：（1）早播可行性。提供当年气候条件是否满足提早播种要求的建议。（2）早播适宜时间。如果当年具备早播气象条件，提出适宜的播种时间建议。（3）灾害性天气预警及全程气象服务。针对春季低温连阴雨、“倒春寒”、“小满寒”及关键农事活动等，提出适宜的农业气象建议。2早春热量资源特征分析2.1早春时段与早稻早播定义早春时段：根据江西气候和水稻种植习惯，定义早春时段，作为本项目的研究时段。江西水稻熟制以双季稻为主，其中双季早稻一般于3月中旬至4月上旬期间采用保温方式或大田直播方式进行播种，少数早播的可提前至3月上旬，因此以3月1日至4月10日作为早春时段，研究早春热量资源特征及变化特点。早稻早播：在大面积播种开始前进行播种早稻，视为早播。按照江西气候特点和双季稻种植习惯，采用保温方式的早稻大面积播种期为3月下旬；采用直播方式的早稻大面积播种期为4月上旬。本标准中定义，3月20日前采用保温方式播种早稻、3月31日前采用直播方式播种早稻，称为早播。2.2早春平均气温及有效积温时间变化趋势1960-2019年，早春时段内平均气温和有效积温均呈现显著的上升趋势（通过0.01显著性检验）；平均气温、有效积温的年际变化倾向率分别为0.3℃/10a、10.1℃/10a，60a来平均气温升高了1.8℃，有效积温增加了60.6℃·d，过去60a江西早春时段的变暖趋势十分显著。从累积距平序列的变化可以看出，早春平均气温和有效积温累积距平的最小值均出现在1996年。1996年以前多为负距平，37a中70%的年份平均气温和有效积温均为负距平；1997年及以后多为正距平，23a中分别有87%、78%的年份平均气温和有效积温为正距平。图3-1早春平均气温（a）及有效积温（b）变化趋势2.3早春平均气温及有效积温空间变化特征从空间分布看，79个站点的平均气温和有效积温均呈现上升趋势，其中通过0.05以上显著性检验的站点比例分别为85%、87%，赣北的上升趋势最为显著，其次为赣中，赣南最低。从上升幅度看，赣北的中部地区为高值区，赣南为低值区，总体呈北高南低的分布。图3-2早春平均气温（a）、有效积温（b）变化气候倾向率分布2.4早春晴暖天气过程特征根据江西水稻生产调查和农业气象服务经验，3月1-20日期间10℃以上的晴暖天，是保温方式早播的必要条件，3月11-31日期间12℃以上的晴暖天，是直播方式早播的必要条件。判别方法如下：（1）10℃以上晴暖天：3月1-20日期间，日平均气温≥10℃持续5d以上，并且其中有3d日以上日照时数≥1d，判定为一次10℃以上晴暖天过程；（2）12℃以上晴暖天：3月11-31日期间，日平均气温≥12℃持续5d以上，并且其中有3d日以上日照时数≥1d，判定为一次12℃以上晴暖天过程。按1960-1989（前30a）和1990-2019年（近30a）两个时段，分别统计晴暖天发生频率，比较晴暖天发生频率的变化。结果表明，近30a晴暖天的发生频率较前30a明显上升。前30a，10℃以上、12℃以上晴暖天发生频率分别为69%、64%；近30a10℃、12℃晴暖天发生频率分别为80%、73%。与前30a相比，近30a10℃以上晴暖天频率上升11%、12℃以上晴暖天频率上升9%。两个时期晴暖天频率的空间分布见图3-3。在空间分布上，近30a与前30a比，10℃、12℃晴暖天发生频率达80%以上的空间范围明显扩大，发生频率低于60%的区域明显缩小。近30a，赣南全部、赣中东南部、赣东北地区的10℃晴暖天发生频率均达80%以上，全省无低于60%的区域；而前30a，仅赣南东部和南部的少部分地区超过80%，赣西北山区低于60%。近30a，赣南大部分地区、赣中局部12℃晴暖天发生频率达80%以上，仅赣北个别地区低于60%；而前30a，仅赣南中南部12℃晴暖天发生频率超过80%，赣北地区除鄱阳、余干、万年、贵溪外均低于60%。图3-31960-1989年、1990-2019年晴暖天发生频率比较3.早稻早播气候可行性分析3.1早播气候可行性评价方法早春气候热量资源特征分析、早稻播种期低温灾害特征分析等表明，江西3-4月热量资源呈上升趋势、低温灾害呈减少趋势，对早稻早播有利。为了更加系统的评价早播气候可行性，根据早稻播种对气象条件的要求，综合晴暖天、低温天两方面条件，构建早播气候可行性评价指标。具体为：（1）直播方式早稻早播气候可行性：若某年份3月11-31日期间发生了平均气温≥12℃、持续天数≥5天且有任意3天日照≥1小时的晴暖天，且晴暖天结束后无严重低温天气，则认为该年份采用直播方式早播可行；若未出现上述晴暖天或晴暖天后再发生严重低温天气的，认为该年份采用直播方式早播不可行。若研究期内发生多次晴暖天气过程，以最晚的一次为标准进行判别。（2）保温方式早稻早播气候可行性：若某年份3月1-20日期间发生了平均气温≥10℃、持续天数≥5天且有任意3天日照≥1小时的晴暖天，且晴暖天结束后无严重低温天气，则认为该年份采用保温方式早播可行；若未出现上述晴暖天或晴暖天后再发生严重低温天气的，认为该年份采用保温方式早播不可行。若研究期内发生多次晴暖天气过程，以最晚的一次为标准进行判别。3.2早播气候可行性评价结果对历年各站早播气候可行性进行判别，并根据可行站点的比例范围划分区域性早播可行性，结果见表3-6。对于双季早稻保温播种方式，过去60a中仅有2a全省气候条件不适宜早播，分别发生在1970、1985年；经查，1970、1985年3月上中旬气温异常偏低，1-20日全省平均气温仅6.6℃、6.8℃，气温之低分别位列过去60a中的第1位、第2位。过去60a中有23a的年份全省部分地区早播可行，占样本总数的38%；有35a的年份全省大部地区早播可行，占样本总数的58%。对于直播方式，过去60a中有4a全省气候条件不适宜早播，分别发生在1960、1976、1991、1996年；有4a的年份全省局部地区早播可行；有20a的年份全省部分地区早播可行，占样本总数的33%；有32a的年份全省大部地区早播可行，占样本总数的53%。分析早播不可行的原因，主要有三种情况；一是3月气温持续偏低，达不到抢早播种的热量要求，如1970、1985年3月1-20日全省平均气温仅6.6℃、6.8℃，气温之低分别位列过去60a中的第1位、第2位，全省均不适宜早播。二是前暖后冷，发生倒春寒，如1960、1966年，3月下旬初江西大部出现了持续多日的晴暖天气，达到采用直播方式抢早播种的要求，但4月初出现剧烈降温，因此前期虽有晴暖天气但仍不能早播；1992年安福、鄱阳等站，3月9日起连日晴暖，气温急剧上升，15日平均气温达20℃，但受强冷空气影响16日起急剧降温，17-27日平均气温持续11天低于8℃，最低4.2℃，不仅无法早播，还影响正常播期的双季早稻播种育秧。三是阴雨偏多，日照不足，无法早播；特别是针对保温方式早播，要求光照充足才能充分发挥保温棚作用，使棚内气温迅速上升，达到出苗的要求；如吉水、宜黄等站2000年3月3-8日、13-20日日平均气温达12℃左右，但3-20日累计日照仅9h、3h，20d中有14d全天无日照，虽然气温条件满足要求但仍无法抢早播种。近30a与过去30a比，早播气候可行年的发生频率明显上升。具体为：（1）保温方式：近30a，保温方式早播气候可行年的发生频率全省平均为79%，其中赣南、赣北东部、赣中东南部为80%以上,10年内有8年以上气候条件对早播可行，适宜大力发展保温方式早稻早播；赣北赣中个别地方为60%以下，早播气候可行性较低，不适宜发展早播；其余地区为60-80%，可适当发展保温方式早稻早播。与前30a比，保温方式早播气候可行年的发生频率平均上升7%，上升幅度以赣东北地区最大。（2）直播方式：近30a，直播方式早播气候可行年的发生频率全省平均为80%，其中赣南、赣北东部和中部、赣中东部等为80%以上,其余地区为70～80%；即全省各地区10年内均有7年以上气候条件对早播可行，适宜大力发展直播方式早稻早播。与前30a比，直播保温方式早播气候可行年的发生频率平均上升24%。表3-61960-2019年早播气候可行年发生情况统计播种方式项目发生范围OccurrenceArea全省均不可行（0站）局部可行（1～10%站点）部分可行（11～80%站点）全省大部可行（80%以上站点）保温方式发生年份1970、1985无1961、1976、1978、1979、1980、1982、1983、1984、1986、1991、1992、1994、1996、1998、1999、2000、2003、2004、2005、2007、2011、2012、20151960、1962、1963、1964、1965、1966、1967、1968、1969、1971、1972、1973、1974、1975、1977、1981、1987、1988、1989、1990、1993、1995、1997、2001、2002、2006、2008、2009、2010、2013、2014、2016、2017、2018、2019年份数量202335所占比例3%0%38%58%直播方式年份1960、1976、1991、19961978、1985、1987、19991962、1965、1966、1968、1969、1970、1972、1974、1979、1980、1982、1984、1986、1988、1989、1992、1995、1997、1998、20091961、1963、1964、1967、1971、1973、1975、1977、1981、1983、1990、1993、1994、2000、2001、2002、2003、2004、2005、2006、2007、2008、2010、2011、2012、2013、2014、2015、2016、2017、2018、2019年份数量442032所占比例7%7%33%53%3早播低温灾害风险分析3.1低温对早稻播种出苗的影响针对水稻常见的两种催芽程度——破胸和芽谷，采用人工控制温度方式，模拟直播早稻播种期低温胁迫，观测不同低温下成苗率和秧苗生长情况，建立直播早稻播种期低温灾害指标，为早稻提前播种提供技术支撑。（1）试验设置试验品种：常规超级早籼稻中嘉早17。设备：HP1500GS型人工智能气候箱两台（分别记气候箱Ａ、气候箱B），台式DHG-9003型人工智能鼓风干燥箱，FA2003型千分之一电子天平，等。晒种、风选后，称取两份200g种子室内间歇浸种24h后35℃催芽，使一份达到破胸（种子露白）程度，另一份达到芽谷（芽长约为谷粒长度一半，根长约和谷粒等长）程度，分别记作C1、C2。气候箱A用于对照以及低温处理后恢复生长，设置温度为25℃（记为T25）。气候箱B用于低温处理，温度设为16℃、12℃、8℃、4℃，分别记作T16、T12、T8、T4。从C1、C2中各选取催芽程度一致的200粒谷种均匀播于盒中，各15盒，分为对照组和低温处理组。低温组在气候箱B中处理1天（D1）、2天（D2）、3天（D3）、4天（D4）、5天（D5）后，不同催芽程度处理后移至气候箱A中恢复生长7天，对照组相对应处理继续在A中生长。成苗率调查：统计经低温处理并恢复生长7天后仍存活的苗数；成苗率=存活苗数/200*100%。秧苗素质调查：恢复生长7天后，随机选取10株幼苗，测定其平均苗高、第一叶长、茎叶干物质重。生理指标测定：恢复生长7天后，取鲜样测定茎叶中脯氨酸和可溶性蛋白含量。脯氨酸采用磺基水杨酸提取法测定，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250染料结合法测定。采用Excel和SPSS21.0进行数据统计、制图及方差分析。（2）不同低温处理对成苗率的影响数据显示，随处理温度降低，成苗率呈下降趋势，且同一处理温度持续时间越长，成苗率也显著下降。处理温度为16℃和12℃时，C1、C2的成苗率均较对照降低不明显，12℃低温持续5天后恢复生长后成苗率仍可达87%、86%。此概率下，大田有效基本苗数约可达13.33万株（播种量4kg/亩），可以达到直播稻丰产苗数要求。8℃处理3天，成苗率显著下降，C1比对照降低14.9%，C2降低22.2%。4℃处理2天，C1成苗率为86%，降低不显著，C2为66%，与对照95.33%相比，降低了30.8%；处理3天，C1、C2成苗率分别降低19.1%和45.0%；处理5天，C1成苗率为56.5%，C2幼苗全部死亡。并且较低低温（8℃，4℃）处理时，C2成苗率均小于C1。由此可知，播种后遭遇8℃及以下低温，芽谷的成苗率受低温的影响更大。表3-1不同催芽程度低温处理后的成苗率温度D1/%D2/%D3/%D4/%D5/%C1C2C2-C1C1C2C2-C1C1C2C2-C1C1C2C2-C1C1C2C2-C125℃99.0097.50-1.5096.0095.33-0.6794.0094.500.5094.5093.17-1.3393.0092.00-1.0016℃98.0096.50-1.5096.5095.50-1.0092.5091.50-1.0091.0092.001.0092.0090.00-2.0012℃96.0096.500.5091.5092.501.0089.5089.00-0.5089.0088.50-0.5087.0086.00-1.008℃92.5091.50-1.0091.5090.50-1.0080.0073.50-6.5071.5068.00-3.5067.0062.50-4.504℃90.0089.00-1.0086.0066.00-20.0076.0052.00-24.0062.5046.00-16.5056.500.00-56.50（3）低温对茎叶干物质重、苗高、第一叶长的影响低温条件下，单株茎叶干物质重均比对照低。处理温度越低，单株干物质重越小。温度为16℃和12℃时，单株茎叶干物质重小于对照不显著，处理时间较短时仍随时间延长呈增加趋势，12℃增幅较小，而分别在处理5天和4天时发生下降，12℃降幅更大；8℃和4℃低温显著降低单株茎叶干重。随着处理温度降低，苗高呈显著降低趋势。温度≥16℃时，随着处理时间延长，苗高呈上升趋势；12℃处理达5天时苗高便有所下降；处理温度≤8℃时，苗高随处理时间延长而呈降低趋势，且与C1比，C2下降更快，苗高更低。而处理温度≥8℃时，C2苗高较C1更高。低温伤害会使第一叶失活。不同低温处理下，水稻第一片叶长都较对照明显减小，且随处理温度降低，叶长越来越小。经低温处理恢复生长后，不同催芽程度的第一叶长存在明显差异，破胸相比于芽谷的叶长更长，表明低温胁迫对芽谷第一片叶的伤害比破胸更大。图3-4不同催芽程度谷种低温处理的单株茎叶干重图3-5不同催芽程度低温处理的苗高图3-6不同催芽程度低温处理的第一叶长（4）低温对幼苗脯氨酸、可溶性蛋白含量的影响作为植物体重要的渗透调节物质，脯氨酸与抗逆性有重要的相关性。试验表明，对照组脯氨酸低于低温处理组，且变化较为稳定，低温处理后脯氨酸含量均有不同程度的上升。C1在低温处理1-3天时，脯氨酸含量随处理温度降低呈上升趋势，4℃有一定程度下降，但不明显；处理4-5天时，含量随温度降低呈下降趋势。C2脯氨酸含量在低温处理1-2天时，随处理温度降低而呈上升趋势；3-4天呈先上升后下降趋势；处理5天随温度降低而逐渐下降，且较C1含量更低。表明在低温逆境中C1植株的抗逆性优于C2。可溶性蛋白较强的亲水胶体性有利于增强细胞持水能力，防止原生质在低温下结冰而导致植物伤亡。低温处理后可溶性蛋白随处理温度下降先增加后减少。16℃和12℃处理下，可溶性蛋白含量随处理时间延长呈明显上升趋势；8℃和4℃处理下，随低温时间延长而呈下降趋势。C1低温处理后可溶性蛋白含量均高于C2，表明C1在低温逆境中可溶性蛋白合成能力强于C2。图3-7低温处理后幼苗脯氨酸含量变化图3-8低温处理后幼苗可溶性蛋白含量变化（5）小结低温处理下，幼苗可溶性蛋白和脯氨酸含量有不同程度的增高，水稻成苗率、苗高、第一叶长及茎叶干重显著降低，且随气温降低和处理时间增加，成苗率的下降程度加剧；破胸谷苗的受影响程度轻于芽谷谷苗，表明破胸谷种的耐低温能力强于芽谷。破胸、芽谷种在12℃持续5天的低温下，成苗率可达86%，可基本满足直播稻丰产苗数要求；在实际生产中，直播气象指标可确定为12℃。12℃以下低温胁迫下，破胸谷种成苗率、苗高、叶长的降低程度均较芽谷种低，表明破胸谷种的耐低温能力强于芽谷种；抢早播种或预计播后气温条件欠理想时可优先用破胸谷播种。3.2早稻播种期低温灾害特征江西早稻播种分直播、湿润育秧、旱床育秧、工厂化育秧等多种方式，其中直播是直接暴露在大田中的生产方式，其余均为保温环境下的生产，其防御低温的能力明显不同。分直播和保温两种播种方式，分析早稻播种期低温灾害特征。（1）直播稻播种期低温特征根据试验结果，结合前人研究结果，以3月20日-4月20日间，日平均气温≤12℃、持续天数≥5天，直播稻播种期低温灾害判别标准。发生频率特征：统计1961-2018年间各台站直播稻低温发生频率，结果表明，全省直播稻低温的平均发生频率为38%。地区差异较大，瑞昌、德安、安义、彭泽、铜鼓、湖口、武宁等5站的直播稻低温发生频率最高，达50～57%，主要位于赣西北地区。赣南中南部发生频率最低，低于20%。其余大部地区为30%～50%，西部高于东部。58年期间直播稻低温灾害的前后差异十分明显，分前30a（1961-1988共28年，为便于描述记为前30a）、近30a分别绘制了灾害频率分布图。前30a前，赣北赣中大部发生频率达50%以上，赣中南部、赣南北部、赣东北部分地区40～50%，赣南中南部低于40%。近30a，全省仅赣北北部个别站发生频率达50%，赣西北、赣中西部为30～50%，其余普遍低于30%。30%频率的分界线由赣南北扩至赣北大部。发生范围特征：直播稻低温灾害范围的年际变化呈显著的下降趋势（P<0.05）。20世纪60年代灾害发生范围最大，全省平均58%的站点均发生了直播稻低温灾害；80、90年年代次之，平均52%的站点发生直播稻低温灾害；70年代相对较少，平均37%的站点发生直播稻低温灾害。2001年以来灾害发生范围明显减少，2001-2010年、2011-2018年平均站点范围仅14%、11%，比上世纪各年代减少了约40%。图3-9前30a（左）和近30a（右）直播稻低温灾害频率比较图3-101961-2018年直播稻低温灾害发生范围年际变化表3-2不同年代直播稻低温灾害发生站点范围年代60年代70年代80年代90年代2001-10102011-2018灾害范围58%37%52%52%14%11%强度变化特征：以低温灾害持续天数的年际变化来反映灾害强度的变化特征。共有7年发生了区域性持续10天以上的直播稻低温灾害，分别为1965、1976、1987、1988、199、1992、1996年；2000年以后全省均未发生持续10天以上的直播稻低温灾害。各年代间灾害持续天数存在明显差异；20世纪90年代持续天数最长，60年代、80年代次之，70年代相对较少；2001年以来持续天数明显减少，累计站天数仅为上世纪90年代的1/6。表3-3持续10天以上直播稻低温过程年份主要发生时段持续天数站点范围（%）19650321-040110-13天4919760321-040511-16天4319870321-040413-15天3019880321-040110-13天8119910321-040414-15天1419920321-033110-11天9519960321-040510-16天88表3-4各年代间直播稻低温持续天数累计站天年代60年代70年代80年代90年代2001-20102011-2018累计站天3252213243937758（2）保温方式早稻播种期低温特征保温方式早稻播种期低温灾害判别标准：小拱棚、简易大棚、工厂化大棚等的保温育秧设备，保温效果有所不同。其中小拱棚育秧在实际生产中应用最为广泛；简易大棚在少部分普通的集中育秧点应用；工厂化大棚在机插秧集中育秧点应用，除保温外还具有增温设施，受低温影响很小。因此，以小拱棚育秧方式为代表，给定保温方式早稻播种期低温灾害指标。2017-2019年，连续3年在早稻育秧小拱棚内外开展温度监测，获取育秧期间棚内外气温数据样本各62个，分晴、多云、阴、雨4种场景，比较了棚内外温度差异，统计结果见表4.7。根据内外温度对比，在阴雨或多云天气下平均气温相差4℃左右，晴天平均气温相差可达7.3℃。因此，以3月1日-3月30日间，日平均气温≤8℃、持续天数≥5天，作为保温方式早稻播种期低温灾害判别标准。表3-5小拱棚育秧棚内外温度差异（2017-2019年，金溪观测）平均气温差异（℃）最高气温差异（℃）最低气温差异（℃）场景样本数平均最大最小平均最大最小平均最大最小晴，S＞4167.314.22.621.233.35.32.65.70.1多云，0＜S≤4154.58.70.414.128.30.51.53.3-0.5阴，S=0andR≤193.95.82.710.719.75.12.33.41.3雨，S=0andR＞1223.66.72.27.414.52.12.23.71.1发生频率特征：保温方式低温灾害的空间分布呈北部高于南部、西部高于东部的特征，赣北赣中的西部、赣中中部灾害发生频率达50%以上，赣南的南部和东部为20%以下，其余地区为20-50%。比较近30a与前30a发生频率变化，结果表明，前30a赣北赣中大部地区低温灾害发生频率为50%以上，近30a全省仅个别县市灾害频率为50%以上，频率50%以上的区域范围明显缩水。前30a仅赣南个别县灾害频率低于20%，近30a赣南大部、赣北赣中局部灾害频率均低于20%。发生范围特征：统计1961-2018年逐年保温方式低温发生站点比例。结果表明，58a间保温方式低温灾害年均发生站点比例为44%，有19%的年份全省均未发生或仅局地性发生该灾害，主要出现在2000年以后；有31%的年份全省普遍发生该灾害，主要出现在2000年以前。过去50a间（1969-2018）灾害站点范围比例呈显著的线性减少趋势（P<0.01），倾向率为0.97%/10a。强度变化特征：保温方式低温灾害年均天数北部高于南部、西部高于东部；赣西北灾害天数最多，为6天以上；赣南、赣中南部、赣北东部最少，为4天以下；其余地区为4-6天。按年统计全省79个站的灾害平均天数，结果表明，保温方式低温灾害年均天数在过去50a间（1969-2018）存在显著的减少趋势（P<0.01），气候倾向率为1.2d/10年。图3-11保温方式早稻播种低温灾害发生站点范围年际变化图3-12前30a（左）与近30a（右）保温方式播种期低温灾害频率对比图3-13保温方式早稻播种期低温灾害年均天数年际变化4.早稻早播气象服务指标天气条件是否适宜早播，需要综合考虑历年气候概率和当年天气情况动态确定。因此结合安全早播起始期和早稻早播气象适宜性等级预报两个指标，共同开展早播气象服务。4.1安全早播起始期判别标准进入安全早播起始期后，早稻播种遭遇严重低温灾害的概率须低于20%。根据30年气候监测数据，滚动计算各地早稻的安全早播起始期。每年2月下旬面向公众发布。判定方法：以某地过去30a气温稳定通过6℃初日（大棚保温方式）、8℃初日（小拱棚保温方式）、10℃初日（直播方式）的80%保证率日期，作为安全早播起始期。稳定通过初日采用气象业务中常用的五日滑动平均法计算。4.2早稻早播适宜天气指标在早稻安全早播起始期之后，满足以下天气条件时，可以开展早稻早播。保温方式播种：未来连续5d及以上日平均气温≥10℃，且播种当日的日照时数≥2h或日雨量＜1mm，小拱棚保温方式播种的，风力＜3级。或参考天气预报，预计未来5d最低气温8℃以上，且播种当日无雨、风力＜3级。直播方式播种：未来连续5d及以上日平均气温≥12℃，其中有任意3d日照时数≥1h；且播种当日的日雨量＜1mm、风力＜4级以及播后连续5d日雨量＜10mm。或参考天气预报，预计未来5d最低气温10℃以上，有3d以上晴或多云天气，且播种当日无雨、风力＜4级以及播后5d以内无中雨以上降雨。保温方式播种：未来连续5天及以上日平均气温≥10℃，且播种当日的日照时数≥2小时或日雨量＜1mm。不具备以上天气条件时，按照常规播种时间，在3月下旬采用保温方式、4月上旬采用直播方式，选择晴好天气播种。2019-2022年部分时段早稻早播适宜性分布见下图。2019年3月1日、6日、11日、16日保温方式早播适宜性监测2020年3月1日、6日、11日、16日保温方式早播适宜性监测2021年部分时段保温方式早播适宜性监测2022年部分时段保温方式早播适宜性监测5早播气象服务应用2016年起，工作组针对种粮大户的早播生产现象开展调查，综合评价早播的气象风险与生产效益，开展针对早播的气象保障技术研究。采用“边研究、边服务”的方式，自2016年起开展早稻早播气象服务，对保障早播生产的顺利开展发挥重要作用。具体包括以下方面：5.1早播公众气象服务2016年以来，在每年春播服务期间针对早播生产开展跟踪服务30余次。2019年起，首次将春播专题气象服务启动时间提前到2月底（提前10天左右）。通过“江西微农”平台开展早播直通式服务，覆盖省60%以上种粮大户。服务案例：（1）2018年，提早开展春耕备播气象服务，2月12日针对备播提出“农民朋友利用未来一周前期的有利天气，开始春耕生产的准备工作”。3月5日，编发第一期春播气象服务专报，指出天气有利于播种，建议早稻种植区可适量播种，较常年提前5天左右；至4月20日累计编发春播服务专报10期，针对不同节点、不同批次播种的水稻开展跟踪服务。（2）2019年，首次在2月25日正式启动春播服务，提前10余天编发第一期春播气象服务专报，并联合市县两级气象部门开展实地走访，与大户开展面对面交流，将专报送到种植大户手中，宣传气候变化背景下春播期天气的新特点，以及对早稻播种的利弊影响，建议根据气象信息科学适度、适量的早播，以实现最大程度地趋利避害。3月起以金溪、进贤、鄱阳为代表点，联合市、县气象局，分别针对保温方式、直播方式开展早播农用天气预报服务，3月～4月上旬共发布服务专报23期，内容包括7天天气预报、早播农用天气预报、早播秧苗生长气象等级等，为大户早播提供全程化气象保障。服务方式包括“江西微农”直通式为农服务微信平台、手机短信、乡镇气象平台、电子显示屏、预警大喇叭等；服务范围覆盖全省60%种粮大户，在金溪、进贤等试点县覆盖90%以上大户。（3）2020年，分析认为不具备抢早播种条件，于2月28日发布服务专报，提醒“早稻种植区做好播种准备抢早播种需谨慎”，建议各地播种时间不宜过早；跟踪监表明，3月上旬我省大部分地区持续低温阴雨天气，对早稻育秧十分不利；中旬起天气好转，达到了早稻播种育秧要求，于3月9日再次建议“种粮大户可利用本周有利天气分批次播种早稻”，与实际生产形势基本符合。（4）2021年，于2月下旬开展双季早稻播种育秧跟踪观测，并于3月1日发布“2021年早稻早播适宜播种期预测”。（5）2022年,根据当年天气形势，提出“我省早播早稻可于3月上旬适时播种”，早播早育早稻在5月“小满寒”时期分蘖已经达到高产所需基本苗，而正常播种或偏晚播种分蘖期遭遇“小满寒”，导致后期分蘖不足，产量下降。5.2早播决策气象服务2018年起将早播气象服务内容纳入春播专题《气象呈阅件》，每年3月春播开始前，根据气象条件提出适宜的播种时间、播种方式与早播注意事项；在报省政府的会议材料中增加早播服务内容；至2022年累计开展早播决策气象服务7次。2018年3月13日，编发题为“今年春播期间天气较好有利于春耕生产”的春播专题气象呈阅件，提出“自3月上旬中期以来气温维持在8℃以上，适宜开展早稻大面积播种育秧”、“3月下旬中期有利于直播早稻出苗及秧苗生长。大面积露天直播早稻可安排在3月下旬中期至4月上旬”。2019年1月18日，省政府办公厅要求报送春耕备播的新情况、新特点、突出问题；对此，围绕春播气候新特点和早播新情况，编发汇报材料，做出“在气候变化背景下，我省春播期气温呈上升趋势，部分地区具备一定的早播可行性”的分析结论，并提出“种粮大户分批、适量提早播种早稻”的建议，为省政府部署春耕生产安排提供决策参考。3月15日，编发题为“今年春播期间天气较好有利于春耕生产”的春播专题气象呈阅件，提出“3月中旬前期中北部有5～6天持续晴暖天气，气象条件适宜，种粮大户可分批次提早播种，以缓解春播高峰期用工难的问题，并保障双季稻生产季节的充足性”。相对于传统气象服务，建议的早稻播种期提前10天左右。5.3示范培训与宣传2016年以来先后在金溪、鄱阳、进贤、吉安县等设立早播气象适用技术示范点，辐射面积万亩以上；通过“农业大讲堂”、基层信息员培训、春播送科技下乡、新闻媒体等开展早播气象适用技术宣传，并结合“江西微农”直通式服务平台在线推广，广受农户欢迎。开展早播气象服务宣传及培训的情况如下：2016年，中国气象频道《三农新气象》栏目“最美天气—水稻的智慧”节目。2018年7月6日，《江西新闻联播》：气象科技助力我省早播田丰收；2018年7月10日，江西公共农业频道《稻花香里》：气象服务助力我省早播田丰收；2019年4月3日，江西电视台新闻频道《整点新闻》播种出“气象智慧引领科学指导直播”节目；2019年4月5日，江西公共农业频道《稻花香里》播出早播气象服务内容的节目；2016年7月31日，中国气象局CMA网站：江西早稻早播气象适用技术示范田喜获丰收；2018年4月13日，中国气象报：不一样的春播（江西双季早稻早播适用技术应用侧记）；2018年7月4日，中国气象局CMA网站：江西气象科技助力早播水稻丰收”；2019年3月7日，中国气象局CMA网站：“春播早行动”；2018年7月18日，临川区基层气象信息员培训；2019年4月23日，萍乡市湘东区“农业大讲堂”下基层宣传；2019年11月29日，贵溪市基层气象信息员培训；2019年11月12日，全省基层气象灾害预警服务能力暨农业气象业务技术培训班；2020年12月10日，全省基层气象灾害预警服务能力暨生态与农业气象业务服务发展培训班；2022年2月25日，面向全省基层农业气象技术人员开展早稻早播气象适用技术培训。2023年2月28日和3月10日，面向全省气象部门和农业部门基层技术人员开展早稻早播早育气象适用技术推广要点培训。6早播气象服务检验6.1调查范围及方式定点观测：金溪2015-2022年，南昌县2016-2022年，鄱阳、进贤2019-2022年，湖口2020年大田调查：2015-2022年，先后到湖口、瑞昌、都昌、吉安县、渝水区、鄱阳、吉安县、龙南、宁都、南康、南丰、南城等地，累计调查90余县次，了解春播及早稻生产情况。问卷及电话调查：2019-2022年春播期向市县发放了问卷，调查各地早稻播种方式、播种时间、苗情长势等生产情况，累计收回140份问卷。调查结果用于分析近两年早播生产情况及效果。图早播生产观测及调查范围6.2早播生产效果表1部分调查点早播效果调查地点效果金溪2015-2022年持续跟踪调查。根据气象条件，在2月28日至3月10日期间选择合适的天气时机抢早播种，早稻单产500～663公斤/亩，较县平均产量高出约20%-40%；晚稻亩产570～650公斤/亩。2014年（据农户反映情况）播种后遇持续3天8℃以下低温天气，最低气温2.2℃，秧苗处于出苗至一叶一心期，未受到明显损伤。2015年育秧期未遇低温，移栽后遇4天12℃以下低温，秧苗返青慢，但后期追肥后，发育期迟缓得到补偿，收割时间基本正常。2016年一叶一心期遇3天8℃以下低温，平均气温最低3.8℃，棚内密闭保温，未出现明显损伤。2017-2019年早播后未遇低温。2020年二叶一心期遇4天7-8℃的低温，长势未受明显影响。2022年遭遇5月“小满寒”，早播早稻长势良好，正常播期早稻分蘖不足，产量下降。鄱阳农户反映近年来陆续提早了播种，最早直播时间为3月中旬，3月底即进入了大面积直播期，比传统种植时间提早5-10天。早播主要目标是为连作晚稻生产留足空间，使晚稻可以尽早移栽，降低寒露风风险。2020年早稻实测产量447公斤/亩，晚稻555公斤/亩。南昌县2016-2018年在泾口、塔城乡开展早直播试验观测。3月下旬直播的早稻平均产量分别为2016年449公斤/亩、2017年516公斤/亩、2018年499公斤/亩。安义2020年最早于3月16-20日育秧、3月21-25日直播，一、二类苗比例约占70%。鼎湖镇最早于7月3日开始收割，产量400公斤/亩以上。进贤2019年李渡镇大户3月下旬直播，7月11日收割。亩有效穗28.5万穗，穗粒数101.4，结实率76%，重粒重26.94，产量约469公斤/亩。赣州市2020年分别有94%、47%的调查县开展了早育秧和早直播，苗情长势总体正常。全市早稻平均产量374公斤/亩，较上一年增5.65%。未出现因提早播种导致的早稻减产现象。吉安市2020年分别有73%、82%的调查县开展了早育秧和早直播，苗情长势总体正常。全市早稻平均产量402公斤/亩，较上一年增1.79%。未出现因提早播种导致的早稻减产现象。抚州市2020年分别有64%、55%的调查县开展了早育秧和早直播，苗情长势总体正常。全市早稻平均产量476公斤/亩，较上一年增1.1%。未出现因提早播种导致的早稻减产现象。上饶市2020年分别有58%、83%的调查县开展了早育秧和早直播，各县一二类苗比例70%-90%。但因鄱阳、余干等早稻主产区7月上旬末至中旬遭受超历史的洪涝灾害，导致早稻减产。宜春市2020年分别有56%、89%的调查县开展了早育秧和早直播。未出现因提早播种导致的早稻减产现象。6.3社会影响显著（1）为早播生产提供了有效的气象保障，获农业部门、农户的一致认可省农业厅种植业管理处多次采纳早播气象服务建议，开展春播