热应激的生理效应
热量的一个主要作用是加速生长和发育,缩短了拦截辐射的机会之窗。由于生长速度加快,可用于光合作用的总叶面积也经常减少,进一步降低了产量潜力。例如,在白天最佳温度15°C以上,小麦的产量/°C下降3-4% (Wardlaw等人,1989年)。然而,作物遭受热胁迫的实际程度取决于许多环境和遗传效应的相互作用(表5.1),包括蒸发冷却,蒸发冷却可能在作物的整个生命周期和局部水平上有很大差异。当蒸发冷却不足以维持植物器官接近时最佳温度,植物将经历与最佳功能以外的功能相关的代谢效率低下温度范围(Burke等,1988)。例如,在较高的温度下,淀粉合酶可能对籽粒灌浆有速率限制(Hurkman et al., 2003),升高的温度也会增加浪费的C3物种的光呼吸作用(Parry和Hawksworth,第8章,本卷)。暗呼吸速率增加是高温下生产力损失的另一个来源,在气候变化来临之际仍然是稳定作物生产力的一个重要挑战;raybet雷竞技最新即使是像水稻这样的热带作物,在较暖的夜间温度下也会失去产量潜力(Mohammed和Tarpley, 2009)。与水分亏缺一样,高温胁迫也可以通过损害减数分裂、配子体生成和受精直接导致不育(Barnabas et al., 2008;Hedhly et al., 2009)。在农艺方面,热应激可导致宏量营养素缺乏,这与运输过程无法匹配加速生长速率有关(Rawson, 1986)。
短期内5-10°C的温度极端升高会对产量产生相当灾难性的影响,特别是如果它们发生在作物发育的关键阶段。这种敏感性并不仅限于凉爽季节的作物,在相对适应高温的作物中也能观察到,如水稻(Wassmann et al., 2009)。
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