植物生长是否需要阳光(温度多高会影响植物的健康和生产力呢?)
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植物生长是否需要阳光(温度多高会影响植物的健康和生产力呢?)
奶农知道夏季高温对奶牛干物质采食量和牛奶产量的影响。虽然高温会给奶牛带来应激,但苜蓿、牧草和玉米等饲料作物也会受到高温的影响。每年的降雨量变得越来越不稳定,极端高温天数也越来越多。这些高温应激天气会影响植物生理和饲料作物的生长,往往会减少产量,并可能影响饲料质量。
热应激对于饲料作物来说,是一个大问题吗?温度多高会影响植物的健康和生产力呢?
饲料作物和热应激
热应激被定义为温度超过阈值且持续一段时间,对植物生长造成不可逆转的损害。高温的空气,往往伴随着炎热、干燥的风,增加了蒸腾速率和对作物的潜在损害。潜在蒸腾速率是通过所谓的饱和水汽压差(VPD)来测量的,这就是我们周围空气的干燥程度。由于湿度较低和空气温度较高,空气中的水分变得不那么饱和,植物和土壤中的水分就会更多的被“拉”到大气中。
较高的气温会增加VPD,导致更高的蒸腾速率。例如,气温从80℉(约27℃)上升到95℉(约35℃)会使玉米的需水量增加一倍,植物的反应是关闭气孔,减缓光合作用,从而导致产量下降。当白天气温较高时,夜间气温通常也会相对较高,从而阻碍植物在夜间恢复。许多植物喜欢凉爽的夏夜,适宜的白天温度和充足的阳光,以最大限度地提高生长和生产力。
在许多地区,处于高温应激下的植物在某种程度下也处于干旱条件,从而加剧了有害影响。在一项研究中,在干旱的条件下,在86℉(约30℃)的基础上每上升1度,玉米的产量就会下降1.7%。
为了应对高温,许多植物会减少营养生长和根系生长,同时加速开花和成熟。热应激可能导致植物的物理损伤,如叶片灼热或叶片衰老。然而,当水供应充足时,高温通常不会直接杀死植物。
我们知道,玉米在90-95℉(约32-35℃)的温度下授粉会被扰乱,而花粉在100℉(约38℃)的温度下会被杀死。尽管高温会降低玉米的授粉成功率,但在北美现代遗传学中,这种情况很少发生。苜蓿是一种适应性很强的植物,能够根据生长环境调节其最佳生长温度范围。
苜蓿还有一个独特的特点,它可以在高温和干旱应激下进行夏季休眠。当土壤恢复足够的水分,气温下降时,植物就能恢复正常生长。在美国西部,干草种植者正利用这种夏季休眠的特点来协助管理有限的供水。
饲料质量
高温对玉米和苜蓿的饲用品质均有影响。苜蓿种植者知道,在高温时期几乎不可能收获高质量的干草,尤其是在夜间温度持续升高的时候。威斯康辛大学的一项研究表明,在昼夜温度较高的盛夏收割的苜蓿,其纤维消化率始终低于春季或秋季收割的苜蓿。
在68-77℉(约20-25℃)的温度下,苜蓿叶片尺寸最大,这有助于增加干草或半干青贮中高度可消化叶片的数量。对于玉米来说,在高温和干旱应激下的产量通常会低得多,但奶农喜欢用这种“应激”下的玉米青贮饲料,因为纤维消化率通常更高。
减小应激
从农学上讲,我们有一些措施可以帮助作物度过高温应激期。首先,通过减少土壤压实和耕作,构建土壤有机质,最大限度地提高土壤的持水能力。
其次,我们可以通过防虫、种植在合适的土壤条件和保持良好的土壤肥力,最大限度地提高作物获取和吸收土壤水分的能力。虽然叶面杀菌剂的使用有所增加,因为它们能很好地保护叶片和防止疾病,但它们不能直接提高植物抵御高温应激的能力。
在极端炎热的天气期间,苜蓿植物需要更多的时间间隔来重建根系的养分储备。这是因为糖分和营养物质用于支持植物以更高的速度生长,而不会转移到根部。
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