为什么温度影响植物的生长(温度影响设施植物生长的根本原因)
植物生长需要空气、水、温度、光和养分五个基本因素,缺一不可。
1、空气:大气成分中对植物生长影响最大的是氧、CO2、水气和氮。空气中的氧气是植物进行作用的条件,而二氧化碳是植物进行光合作用的原料。
2、水分:植物体内60%以上是水。水是构成植物体的最主要物质。植物根系和叶片均能吸收水分,参与植物的生理活动。
3、适宜的温度:植物的光合作用、呼吸作用都与温度有关,一般植物生长适宜的气温是8-38度。
4、光照:光是植物进行光合作用的条件。没有光,植物就不能进行光合作用。
5、养分:植物需要的养料很多,有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、硫、镁、铁等10 多种元素。
证明温度对植物的生长有影响植物生长所需要的:光温水肥气。。缺一不可。
在植物生长过程中,在一定条件下,随着温度的升高(达到最适温度前)而升高。超过最适温度,呼吸作用下降,温度过高,造成呼吸酶失活,呼吸作用遭到不可逆转的破坏。
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳、水或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用。呼吸作用,是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程,是所有的动物和植物都具有一项生命活动。
植物的生理活动、生化反应,都必须在一定的温度条件下才能进行。一般而言,温度升高,升理生化反应加快、生长发育加速;温度下降,生理生化反应变慢,生长发育迟缓。当温度低于或高于植物所能忍受的温度范围时,生长逐渐缓慢、停止,发育受阻,植物开始受害甚至死亡。其次温度的变化能引起环境中其它因子如湿度、降水、风、水中氧的溶解度等的变化,而环境诸因子的综合作用,又能影响植物的生长发育、作物的产量和质量。
对植物而言尤其是夏季的高温和低温容易对植物造成恶劣的影响。但是这种影响可以通过施用碧卡菌肥来改善。施用碧卡菌肥的植物能够达到夏季抗高温,冬季抗低温的作用。
温度对花卉生长发育有哪些影响?植物的生长发育与温度关系十分密切,其中温度主要指空气温度、土壤温度和叶表温度。花卉生长发育所需要的温度条件与其原产地及品种特性有关。温度对花卉生长发育的影响主要有以下几个方面。
(1)温度影响花卉的休眠与萌发。
包括影响种子、球根和宿根花芽休眠与萌发。
影响种子的休眠与萌发。任何花卉种子萌发都需要一定适宜温度,有的范围宽些,有的窄些。有些花卉种子需要低温处理打破其休眠。秋播花卉,要在温室中促成栽培,有些种类需要低温处理种子后,方可开花。
影响球根休眠与萌发。夏季低温处理(冷藏)可以使郁金香、水仙、百合等一些秋植球根花卉在冬季提前萌动。大丽花、唐菖蒲等春植球根花卉需要较高的温度才能萌发生长。
影响宿根花芽的休眠与萌发。每年秋末温度高低影响休眠的早晚,早春温度高低影响萌动早晚,都会影响花期。
(2)温度影响花卉生长过程(营养生长)。
花卉的营养生长过程包括茎伸长,侧芽萌发,节间伸长,发叶多少等,这些都需要适宜的温度。温度对生长的影响主要是通过对生理代谢的影响发生,如温度影响光合、呼吸、蒸腾、物质吸收及转运等。
最适温度是花卉生长发育需要的温度。在一定的温度范围,花卉才能正常生长,这个范围因花卉种类和生长阶段而异,有些花卉及一些生长发育阶段较窄,而有些花卉及一些生长发育阶段则相对宽一些。在适宜温度条件下,生长发育最快,过高或过低的温度都会影响花卉的生长发育,超出一定温度甚至会造成该花卉的死亡。需要注意的是,最适温度不是固定不变的,随影响花卉生长发育的诸环境因子的相互作用而变,随季节和地区而变,随多年生花卉的年龄及不同的生长发育阶段而变。花卉生长的最适温度是使花卉健壮生长,有较好的抗性,有利于后期开花良好的温度。
气温与地温。一般花卉生长发育存在最适的气温与低温差异。有少数花卉要求一定的地温,如紫罗兰、金鱼草、金盏菊的一些品种,以低温15℃最适宜。一般来说,较高的低温有利于根系生长和发育。大多数花卉对气温与地温差要求没有这样严格,在气温高于地温时即可生长。
昼夜温差。原产于温带的花卉要求最适昼夜温差,而原产于热带的花卉,如许多观叶植物则在昼夜温度一致的条件下生长最好。
(3)温度影响花卉发育过程。
包括花芽分化、花芽伸长、开花、结实、果实成熟。
花芽分化。花的发生和花芽分化都需要一定的温度,不同原产地的花卉或不同特性的品种,要求的温度不同。一年生花卉、宿根花卉中夏秋开花的种类、球根花卉的大部分种类,在较高的温度下进行花芽分化。春植球根花卉在夏季生长季节进行花芽分化;而秋植球根花卉在夏季休眠期进行花芽分化。还有一些花卉,如中华紫菀、金光菊在高温诱导下成花。相反,有些花卉需要在低温条件下花芽分化,如金盏菊、雏菊、小苍兰、石斛属和卡特兰属花卉。原产温带中北部各地的高山花卉,需要在20℃以下的凉爽条件下进行花芽分化。二年生花卉、宿根花卉中早春开花的种类,需要通过一段时间的低温才能成花。这种低温对植物成花的促进作用称为春化作用。感受10℃的低温数天后才能成花,如果没有低温条件或低温时间不够,则不能开花。如紫罗兰,一般品种是在叶子8~10枚,20天左右的10℃下低温通过春化。
花芽伸长。大多数花卉花的发生、花芽分化和花芽伸长最适温度差别不是很大。但是秋植球根类花芽分化最适温度与花芽伸长最适温度常常不一致。如郁金香花芽分化适温为20℃,花芽伸长适温为9℃;风信子花芽分化适温为25~26℃,花芽伸长适温为13℃。
花色及花期。温度对花色的影响,有些花卉表现明显,有些不明显。一般花青素系统的色素受温度影响变化较大。如大丽花在温暖地区栽培,即使夏季开花,花色也暗淡,到秋凉气温降低后花色才艳丽。再如冷寒地区栽培的翠菊、菊花等花卉,色彩一般比温暖地区栽培的色彩艳丽。一般情况下,较低的温度有利于已盛开的花卉延长花期。
温度和植物生长的关系是怎么样的?温度过低时,植物的生长会减缓甚至停止;如果温度过高,植物会长得细长,低光照情况下这种现象将更加突出。当减少浇水时,通常情况下植物能够耐受更低的温度(如冬季)。在增加湿度并改善通风的条件下,除了仙人掌和多肉植物外,多数植物可以耐受更高的温度。当然,绝大多数室内观赏植物还是喜欢稳定的温度条件。注意土壤和空气的湿度、暖气在一天中的开关、烹调热源的使用以及其他的家用电器,它们都会使室内温度发生波动。此外,如果夜间温度过低,或暖气不足以缓和剧烈的降温,应该在拉上窗帘之前把摆放在窗台上的植物移开,或者干脆敞开窗帘。
温度过高会对植物产生什么影响?温度过高易形成热害,温度过低易发生冷害和冻害。温度过高时,容易产生干旱,细胞脱水,影响植物的生理代谢活动;温度过低时,植物的器官或组织受冻,引起细胞内的水分结冰而破裂,引起细胞死亡。
当环境温度高于植物的最适温度要求时就会对植物产生不利影响,对植物产生伤害,即对植物产生高温胁迫(hightemperaturestress)。高温伤害有两种基本类型:长期(几天或几个星期)处在稍高于适宜生长温度条件下的高温胁迫和短期(即分钟或几个小时)处在相对很高温度条件下的高温胁迫。由这两种类型的高温胁迫导致的伤害完全不同。前者引起的多为间接伤害,高温导致代谢的异常如饥饿、氨毒害和蛋白质破坏,渐渐使植物受害,其过程是缓慢的,高温持续时间越长或温度越高,伤害程度也越严重;而后者对植物造成的多为直接伤害,如生物膜破坏和蛋白质变性。
亚高温条件下,植物会发生徒长,叶色变淡,叶片和根系生长受阻、植物早衰等一系列生长障碍。在极端高温条件下,植物在短时间内就表现出叶片失水、枯黄、叶片尖端和叶缘出现水浸状斑点、焦枯、根系变褐,生长受阻甚至死亡。长时间高温可导致果实和枝干日灼伤害甚至死亡。如番茄、辣椒、西瓜和苹果的果实,因受日光照射而升温,常在向阳面出现日灼斑;作物幼苗和林木幼苗因高温发生的灼伤也是常见的。高温也可导致作物落花、落果,抗病虫能力、产量和品质下降。如高温可引起某些蔬菜的结实器官败育,雌雄配子体畸形,引起大量落花、落蕾,果实畸形;高温下白菜、芹菜等蔬菜粗纤维含量增力口,含水量下降,食用品质降低;杂交水稻抽穗扬花期若遇高温,可破坏受精作用,使花粉不能正常萌发,降低结实率。
高温不仅影响植物的外观形态及生长发育,还影响植物的各种生理生化过程,如光合作用、水分代谢、内源激素、细胞膜热稳定性等。
植物在高温条件下,光合作用明显减弱。高温主要影响叶绿体内类囊体的物理化性质和结构组织,导致细胞膜的解体和细胞组分的降解,损伤叶绿体、线粒体的结构,引起光合色素的降解,进而抑制光合作用。高温胁迫往往是伴随大气相对湿度的降低和大气蒸汽压差的增大,为了减少蒸腾,提高水分利用率,势必引起气孔关闭,限制CO2的扩散,从而影响光合速率。
细胞膜的热稳定性可以反映植物耐热性的大小。高温胁迫下,构成生物膜的蛋白质和脂类之间的功能键断裂,导致膜蛋白变性、分解和凝聚,脂类脱离膜而形成一些液化的小囊泡,从而破坏膜的结构,导致膜丧失选择透性与主动吸收的特性,膜透性增大,细胞内部的原生质外渗。另外,高温逆境胁迫使植物体内活性氧产生和清除的动态平衡受到破坏,超氧自由基(O2)、羟自由基(稯H)等氧化物的积累形成氧化损伤,使细胞膜透性增大,细胞内电解质外渗,并直接攻击叶绿体、线粒体等细胞器,使植物生长发育受到影响。如在夜温25℃、昼温30℃时,辣椒幼苗的干鲜重较常温条件下增加,但其细胞膜透性已增大;昼温高于30℃时,幼苗生长明显受阻,细胞膜透性急剧增大;夜温40℃、昼温45℃时,1/2以上的幼苗出现死亡现象。丙二醛(Malondialdehyde,MDA)是膜脂过氧化的主要产物之一,是对细胞有毒性的高活性物质。丙二醛严重地损伤细胞的结构和功能,能交联脂类、核酸、糖类及蛋白质,在逆境下其在细胞中的积累常能够引起细胞膜功能紊乱。
高温影响植物体内水分的代谢。高温胁迫使根系生长受抑,吸收水分和养分能力下降,作物吸水量降低,蒸腾量减少,但蒸腾量仍大于吸水量,使植物组织的含水量降低,同时发生萎蔫。植物含水量的降低,使组织中束缚水含量相对增加,即组织持水力增高。植物的蒸腾速率与品种的耐热性密切相关。如白菜耐热品种比不耐热品种叶细胞具有更高的含水量和束缚水,较大的蒸腾速率及较低的蛋白质降解速率。高温胁迫下耐热品种较热敏品种对水分的吸收和丧失有较强的平衡能力,从而表现出较强的抗热能力。
高温引起植物体内激素平衡失调。植物体内生长素、细胞分裂素的合成水平下降,而乙烯和脱落酸的合成增强。如植物根尖合成细胞分裂素类物质如异戊烯基腺嘌呤(iPA)、赤霉素(GAs)能力严重受抑,使地下部和地上部相应激素水平显著降低。但脱落酸(ABA)含量上升,GAs/ABA比值下降,多胺含量尤其是腐胺积累相对降低。
高温对农作物、果树和林木的危害机理不同。农作物受高温侵害机理,首先光合作用受阻;其次失水加剧,高温引起蒸腾加快,植物体内水分平衡失调,造成局部干旱;再次,高温破坏细胞膜透性,钝化蛋白质,造成细胞结构破坏,导致细胞死亡,最终导致植物枝叶枯黄而死。水稻受害后,表现为灌浆期缩短,空壳、瘪粒率增加;小麦受害后,发生青干早熟,严重影响产量;玉米受害后抽雄延迟,雄花不能开放,授粉不良而减产,空秆率增加。果树林木受高温伤害。表现为局部失水干裂,树皮、果皮收缩干裂,水分流失,呈烫伤状;高温部位细胞代谢受阻,部分组织坏死;裂伤处体液外流,运输通道不畅,高温组织枯萎死亡。
温度对园林植物有什么影响?
温度是影响园林植物的重要因素之一,它影响着植物的地理分布,制约着生长发育的速度及体内的生化代谢等一系列生理机制。地球表面温度变化很大,空间上,温度随海拔升高,随纬度增加(北半球)而降低;时间上,温度1年有春、夏、秋、冬四季的变化,1天有昼夜的变化。
温度对园林植物生长发育的影响,主要是通过对植物体内各种生理活动的影响而实现的。植物的各种生理活动都有最低、最适、最高温度,称为温度的三基点。低于最低或高于最高温度界限,都会引起植物生理活动的停止。
1.温度与生长的关系
植物生长的温度范围一般为4~36℃,但是因植物种类和发育阶段不同,对温度的要求差异很大。热带植物如椰子、橡胶等要求日平均温度在18℃以上才能开始生长;亚热带植物如柑橘、香樟、竹等在15℃左右开始生长;暖温带植物如桃、紫叶李、槐等在10℃,甚至不到10℃就开始生长;温带树种紫杉、白桦、云杉在5℃时就开始生长。一般植物在0~35℃的温度范围内随温度上升,生长加速,随温度降低,生长减慢。当超过植物所能忍耐的最高和最低温度极限时,植物的正常生理活动及其同化、异化的平衡关系就会被破坏,致使部分器官受害或全株死亡。低温会使植物遭受寒害和冻寒。寒害指气温在0℃以上树木遭受的低温伤害。轻木(ochromalagopus)的致死低温为5℃;三叶橡胶在0℃以上的低温影响下,叶黄而脱落。寒害多发生在热带地区。冻害指一些冬季寒冷的地方,气温常在0℃以下,树木地上部分的组织内部发生结冰而引起的伤害。冻害的严重程度除了极端低温值外,还与降温速度和持续时间有关,也以植物抗性大小而异。在相同条件下,降温速度愈快,植物受伤害愈严重,低温持续的时间愈长,受伤害的程度愈大。
土壤低温对园林植物的危害也较大。特别在气温比土温高时,植物地上部分进行蒸腾而失去水分,根系因土壤结冰无水补充,也会发生生理干旱,时间长了会引起枝条干枯死亡。高温对园林植物的危害,主要是破坏其光合作用和呼吸作用的平衡,使呼吸作用超过光合作用,结果使植物饥饿而死亡。其次,高温能促进蒸腾作用的加强,破坏水分平衡,导致植物枯萎死亡。高温还能促使叶片过早衰老,减少有效叶面积。
2.温度与开花的关系
温度对植物开花的影响首先表现在对花芽的分化方面。对于某些植物来说,一定范围内的低温有促进花芽分化的作用,例如紫罗兰只有通过10℃以下的低温才能完成花芽分化。花芽分化要求的温度与开花需要的温度往往是不一致,原产热带或亚热带的植物开花所需要的温度较高,如牵牛、茑萝、鸡冠花、半枝莲、凤仙花等要求温度在10~16℃开花最好。许多树木如得不到它所需要的低温,就不能开花结实。有人将塔杨栽培于福州,由于月平均气温为11℃,温度太高,得不到它发育所需的低温,虽能进行营养生长,但不能开花。即使是已经形成了花原始体,如果不能满足它对一定的低温要求,仍然不能开花。北方的许多树种花芽头一年形成,倘若冬天不能满足它对一定低温的要求,翌年就不能开花。不同植物开花需要的低温值和持续时间不同。起源于北方的植物需要的低温值比起源于南方的低,而且持续时间也较长些。此外,温度对花色也有一定影响,其原因是花青素和色素的形成和积累受到温度的控制,温度适宜时,花色艳丽,温度不适宜时,花色则淡而不艳。
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