极端高温如何影响玉米和大豆

2023年夏天气温达到三位数，了解热量如何影响植物非常重要，密苏里大学推广农艺师Bill Wiebold说。

首先，人类的概念，如“热指数”或“感觉”不适用于植物，Wiebold说。人和植物对热的感觉和反应不同。

叶温对植物来说比气温更重要。他说，叶子吸收光来构建生命和产量所需的糖和其他东西。植物使用很少的可用光能。额外的能量会导致叶片温度升高。

将水从液体变为蒸汽（蒸发）会消耗大量能量并产生冷却效果。如果空气温度低于叶片温度，当温暖的叶子表面将能量返回到接触它的空气中时，就会发生传导。在对流中，较冷的空气靠近叶子表面并取代较暖的空气。

温度直接影响产量潜力，Wiebold说。酶（蛋白质）控制植物生存所需的化学反应。这些反应的速率随温度升高而增加。例如，植物生长和体重增加在80°F时大于在50°F时。 植物酶的三维形状在高温下会翘曲或变化。

温度如何影响蛋白质的一个极端例子是在煎鸡蛋中，Wiebold说。热量使鸡蛋蛋白改变形状并凝固。虽然不那么引人注目，但高叶片温度会影响植物酶的形状，使它们不能正常工作。

农学家认为86°F是玉米和大豆生长的最佳温度。温度高于86°F.减缓重要的反应，包括那些参与光合作用的反应，降低产量潜力。

Wiebold说，白天，叶片温度通常高于气温，特别是在阳光明媚、风小的日子里。有了良好的水分供应，蒸发发生得足够快，使叶片温度接近气温。然而，在水分有限的情况下，水分蒸发的速度可能不足以冷却叶子。这会导致叶片温度升高。当气温高时，传导和对流不能有效地将热量从叶子上带走。

植物以多种方式应对高叶温的压力。玉米等草植物的叶子卷成圆柱体，以减少叶子表面暴露在光线下的数量。叶子也向上倾斜。大豆等阔叶植物不卷。相反，它们将扁平的叶子与入射的阳光平行。

如果热应激持续下去，大豆和其他阔叶植物会翻转叶子，使颜色较浅的底面朝上反射光线。这降低了叶片温度并限制了暴露在阳光下。降低叶片温度也减少了水分蒸发。

Wiebold说，在大多数年份，高温对作物产量的直接影响很小。但是，当气温超过95°F时，就像今年夏天经常出现的那样，即使在密苏里州降水充足的少数地区，玉米和大豆的产量也可能下降。

他说，高温的一个不太明显的影响发生在光合作用和呼吸中。在植物世界中，光合作用是“收入”，呼吸是“费用”。净光合作用的区别是“净收入”。在合理范围内，高净光合作用高产。

植物需要一些呼吸来燃烧糖分，为许多生命过程提供能量。然而，一些呼吸被浪费了，因为它燃烧或氧化了可以储存在种子中的糖作为产量。高温比光合作用更能促进呼吸作用，并降低植物的“净收入”。在没有光合作用的夜间尤其如此。温暖的夜晚会降低产量，而不会对植物产生任何明显的影响。

“感觉像”一词对植物也没有意义。白天的高湿度可以使植物受益，因为较低的蒸发量可以减少水分压力。夜间高湿度会减慢气温下降的速度。在夏季夜晚，如果湿度高（露点高于80°F)。因此，尽管植物没有“感觉”高热指数，但在高湿度夜晚温度下降的缓慢速度通过增加呼吸表现出来。

“很难将高温的影响与水分胁迫的影响分开。”Wiebold说，“通常这两种压力同时发生，并放大彼此的影响。但即使植物没有水分胁迫的迹象，高温也会降低产量。”

100多年来，密苏里大学农业扩展中心已将基于大学的知识，从校园扩展到该州的所有县。通过这样做，推广加强了家庭、企业和社区。