温度与植物生长发育

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1、Ill一、温度在植物生命活动中的作用温度对植物生命活动的作用主要表现在三个方面：（1）在常温下温度的变化对植物生长发育的影响；（2）温度变化对植物生物产量和产品品质的影响；（3）温度过高或过低对植物的伤害。在035C的常温范围内，植物随着温度的上升而生长加快，温度降低则生长减慢。究 其原因，就在于在一定的范围内温度上升，植物体的细胞膜透性增强，对植物生长发育所必 需的养分、水分和二氧化碳的吸收能力增强，植物的各种生理活动如光合作用、呼吸作用、 蒸腾作用等也相应增强。温度对植物产品的品质也有着十分重要的影响。其中以温度变化的影响最为突出。如草 莓在形成红色和甜味时要求中等到较高的温度，但在形成特

2、有的香味时则要求10C左右的 温度。在10C左右温度条件下结成的果实，其香味就较浓。温度变化还常常和其他气象要 素的日变化结合，对植物品质发生综合影响。温度日较差大有利于糖分积累，这是因为白天 温度高时，往往有较强的光照，有利于植物的光合作用；而晚上温度较低，呼吸消耗减少， 这样就促进了有机物质的积累。这就是新疆哈密瓜和吐鲁番葡萄香甜举世闻名的主要原因。 同样，温度还会给植物的品质带来不利影响。如番茄开花受精遇低温幼果发育不良，易形成 畸形果；春播小萝卜在倒春寒年份也会因分杈、纤维多而食用品质下降。温度过高或过低都会引起植物的伤害甚至死亡。如水稻在抽穗开花期间遇到平均气温连 续23d 20C（

3、粳稻）的低温天气，就会使籽粒不实或不孕，增加空秕率，影响产量；小麦、 油菜遭受的冻害会导致产量下降甚至植株死亡。二、温度与农业生产温度是农业环境的一个重要因子，不但直接影响植物的生命活动，而且通过对土壤和水 体及其对其他农业环境的影响而间接影响植物，温度影响病虫害的发生、发展，温度还影响 着许多农事活动的进行。（一）土温对农业生产的影响1对水分的吸收当土壤温度较低时，增加了水的黏滞性，降低了细胞膜的透性。同时对植物吸水的影响 又间接影响着气孔阻力，从而限制了光合作用。2对养分的吸收低温会明显减少植物对多种养分的吸收。土温不但影响根系活动，而且还影响土壤养分 的转化和微生物对土壤养分的利用。3对

4、块茎、块根形成的影响土温对块茎、块根形成有很大的影响。如马铃薯苗期土温高，生长虽旺盛但产量并不高。试验表明，如中期温度高于28.9C就不能形成块茎，以15.622.9C最适于块茎的形成。有 人研究得出结论，土温低块茎个数多而小，土温适宜时块茎个数少而薯块大。土温过高则个 数少、块茎小、减产严重。土温日较差的大小还会对薯块的形状产生影响。（二）温度对农业昆虫发生、发展的影响许多昆虫的生命过程以及生命过程的某些阶段是在土壤中度过的。因此土温对昆虫尤其 是地下害虫的发生发展有直接的影响，从而间接影响植物的生长发育。如沟金针虫，当 l0cm 土温达到6C左右时，开始向地面活动，当10cm 土温达到17

5、C左右时活动最盛，并为害种 子和幼苗，高于21C时又向土壤深层活动。（三）温度对农事活动的影响1. 温度对耕作的影响温度过高土壤水分蒸发快，黏重土壤易板结不便于耕作。北方冬季要抢在土壤封冻前耕翻耙耱，早春也要到化冻到一定程度后才能耕种。2. 温度对种子发芽、出苗的影响不同的植物种子所要求的土壤温度不同。如水稻发芽所需的最低温度为1012C，玉 米为 8 1 0 C ，而小麦、油菜为1 2 C 。在其他条件适宜的前提下，土温越高，种子发芽速 度越快。当然，土温过高对种子发芽也不利。了解种子发芽所需要的最低温度是确定植物适 宜播种期的重要依据之一。一般以地表 5cm 土温来确定作物适宜播种期所要求

6、的最低温度 指标。3. 温度对肥效的影响早春温度较低时土壤中的有机磷释放缓慢，有效磷含量低。高温能促使土壤中的迟效磷 转化为速效磷，因此，植物一般不会发生缺磷现象。因此，有些地区把磷肥集中施在秋播作 物上，即使下茬作物不施磷肥，土壤中释放的速效磷也够了。另外土壤的供氮能力与温度也 有一致性。4. 温度对农药药效的影响一般温度高，农药的杀虫效果好，当然挥发也快。因此要利用有利时机迅速集中用药。温度低时药效慢，残留期也相对较长。三、春化作用植物在通过每一个发育阶段时，都要求一定的温、光、水、肥等综合外界条件，但其中 有一个条件起主导作用，若这个条件不能满足植物的要求，即使其他条件最好，植物也不能

7、通过不同阶段的质变即阶段发育过程。其中，有一些一、二年生的植物在其性器官形成前要 求一定的低温，如果春播一直在高温条件下，就只能进行营养生长，而不开花结实。这种植 物在苗期需要经过一段低温时期才能开花结实的特性称为春化作用，这一发育阶段称为春化 阶段。春化要求的温度以及所需经历的时间因植物种类、品种等而有差异。如小麦、油菜等作 物品种，按春化作用的要求可分为冬性、半冬性和春性三类，现以小麦为例加以说明。1冬性品种春化阶段的适宜温度为03C,低于-4C或高于5C春化都停止进行。春化时间在35d 以上。不满足春化条件，不能正常抽穗。2半（弱）冬性品种春化阶段的适宜温度为315C，经历1535d。3

8、春性品种春化阶段的适宜温度为520C，经历515d。水稻、棉花等喜温作物没有春化现象。相反高温可促进其生育转变。如棉花，即使在幼 龄期遇到高温也会显著提高开花结实率，从而缩短生育期。有许多植物，在种子吸水膨胀、开始萌动时被春化，尤以萌发早期最为有效。一些植物 需要以营养体状态经受寒冷，也有一些植物，茎尖分生组织是春化的感受部位。因此，感受 低温的部位因植物而异。而且春化作用只发生在具有分裂能力的细胞内。在春化过程中，如 把植物置于较高温度条件下，春化效应就被解除。解除春化效应只发生在短时期的春化过程 中，春化状态一旦完全建立，就能稳定下来，高温便不再起作用。四、植物生长发育的基点温度植物的生命

9、活动需要在一定的温度范围内才能进行，植物的每一生命活动都有其最高温 度、最低温度和最适温度，称为三基点温度。在最适温度下，植物的生命活动最强，生长发 育速度最快；在最高和最低温度下，植物停止发育，但仍能维持生命。如果温度继续升高或 降低，就会对植物产生不同程度的影响，所以在植物温度三基点之外，还可以确定使植物受 害或致死的最高与最低温度指标，即最高致死温度和最低致死温度，合称为五基点温度。生命温度范围生长温度范围发育温度范围致死最低最高致死丰 丰丰牛 丰丰 ，丰,-100 5 10 20 30 35 40 50温度/C植物发育阶段对温度的要求最严格，温度范围最窄，一般在1035c，而最适于发育

10、 的温度范围一般在2030C,生长所要求的温度范围比较宽，约在540C,植物保持生存 的温度范围则更宽，大致在-1050C。不同植物的三基点和五基点温度是不同的。一般来说，起源于高纬、寒冷地区的作物比 较耐寒，如小麦，三基点温度范围较低；而起源于低纬、温暖地区的作物则比较喜热，如水 稻，三基点温度范围较高。同一种植物不同生长发育时期，由于组成器官和生理功能上的区别，其三基点温度也是 不同的。植物生长发育的不同生理过程的三基点温度也是不同的，如进行光合作用和进行呼吸作 用三基点温度就不同。一般植物进行光合作用的最适温度比进行呼吸作用的最低温度要低一 些。光合作用的最低温度为05C,最适温度为20

11、25 C，而最高温度则为50 C。当温度 超过光合作用的最适温度后，光合强度减弱，而呼吸强度仍很强，势必会增加有机物的消耗 而减少有机物的积累。植物三基点温度有如下的一些规律：(1)长发育的最适温度比较接近最高温度。(2)最高温度多在3040C之间。除了在炎热气候地区的作物生长期内，一般地区气 温长时间持续在3040C的机会并不多，因而对作物所造成的不利影响实际上并不大。( 3)最低温度与最适温度的差值虽较大，但在作物生育过程中，最低温度比最高温度 容易出现，因此，低温对农业生产的影响往往比高温大。了解植物的温度三基点，可以根据各地的温度变化规律，确定作物品种的选用，掌握适 宜的播栽期等，以提

12、高作物生产能力。五、植物的温度生态类型温度也存在着不同的生态类型。根据植物对温度的不同要求，一般可细分为五类：1. 耐寒的多年生植物包括金针菜、茭白、藕等。它们的地上部分能耐高温，但一到冬季，地上部分枯死，而 以地下的宿根越冬，一般能耐0C以下的低温。2. 耐寒的一、二年生植物包括大蒜、大葱、菠菜以及白菜的某些品种。能忍受-1-2C的低温，短期内可耐-5 -10C的低温。其同化作用最为旺盛的温度为1520C。3. 半耐寒植物包括豌豆、蚕豆、萝卜、胡萝卜、芹菜、莴苣以及甘蓝、大白菜等。它们不能忍受长期 -1-2C的低温。在长江流域以南地区，均可露地越冬，华南各地还能冬季露地生长。它们 的同化作用

13、以在1720C的温度条件下最旺盛；超过20C时，同化作用减弱，超过30C时， 同化作用所积累的有机物质几乎全部被呼吸所消耗。4. 喜温植物包括黄瓜、辣椒、番茄、茄子、菜豆等。其最适温度为2030 C，当温度超过40 C时， 则生长几乎停止。而当温度在15C以下时，又会出现授粉不良，导致落蕾落花增加。因此， 这类植物在长江以南地区可以春播和秋播，北方则只能以春播为主。5. 耐热植物包括西瓜、冬瓜、南瓜、丝瓜、甜瓜、豇豆、刀豆等。它们在30C左右时光合作用最 旺盛，而西瓜、甜瓜及豇豆等在40C的高温下仍能生长。在全国范围内都是春季播种、秋 季收获，生长于一年中温度最高的季节。六、积 温在植物生活所

14、需要的其他因子都得到基本满足的条件下，植物在完成某个或全部生育期 时，还需要一定的热量。这个热量通常是用相应时段内逐日平均气温的累积值来表示的。这 个累积温度，称为积温。积温常用来作为研究植物发育对热量要求和评价某一地区热量资源 的一种指标。1. 生物学下限温度生物学下限温度又称生物学零度。是植物有效生长的起始温度。一般来说，三基点温度 的最低温度就是生物学下限温度。各种植物的生物学下限温度是不完全相同的。一般粗略地 认为：温带植物的生物学下限温度为5C,亚热带植物为10C，热带植物为18C。2. 活动积温高于生物学下限温度的日平均温度称为活动温度。植物（或昆虫）某一生育期或全生育 期内活动温

15、度的总和称为活动积温。例如：棉花的某一个品种，从播种到出苗，这一阶段的生物学下限温度是12C，播种 后5d出苗，这5d的日平均气温分别为16. 8C、15. 4C、10. 8C、14. 6C、18. 9C。 这5d中，10. 8C低于生物学下限温度12C，不能计算在内，其余4d的温度均高于生物学 下限温度，都是活动温度，因此，这4d的活动温度的总和65. 7C就是这一棉花品种从播 种到出苗的活动积温。不同作物、作物的不同类型以及不同的生育期所要求的活动积温是不同的。 活动积温常用来表示某一地区热量资源的大小。若了解了某地的活动积温，便可以决定 种植哪些植物（作物），采用什么熟制，如何进行品种搭配等。3. 有效积温活动温度与生物学下限温度之差称为有效温度。植物(或昆虫)的某一生育期或全生育期 内有效温度的总和称为有效积温。在上例中，4 天的温度各减去生物学下限温度的总和，就得到这一棉花品种从播种到出苗的有效积温。即：(16.8 12) + (15.412) +(14.612) +(18.9 12)=17.7(C)。不同作物以及作物不同的生育期所要求的有效积温是不同的。有效积温常用来表示作物对热量条件的要求。由于活动积温包含了低于生物学下限温度 的那部分无效积温，因此，温度越低，无效积温的比例越大。所以用以反映植物对热