Making temperature work for success

让温度助力成功栽培

温度对于植物或农作物的生长发育有着直接影响,其中影响最大的是空气的温度,它影响着整个植物系统。

——吉尔里·库格勒,园艺学学士

栽培者关注的所有主要领域,例如灌溉、根区、开花、成熟以及收获,都受到空气温度的直接影响。环境气温是控制着植物生理功能以及发育的主要因素,它可以加速或者减缓植物生存所需的一些化学过程,甚至会影响植物本身的物理结构。

但是养分、水以及其他植物所需的物质呢?这些要素当然也和温度一样重要,但即使缺乏了某些营养物质,植物仍然会继续生长。而一旦温度降低,植物便会减缓生长。

Making temperature work for success
环境因素决定着植物的生长发育。这些因素之间彼此关联,其中最主要的因素就是温度。

温度影响着相对湿度,进而影响水分供应与离子输送。温度甚至还会影响植物的表型,决定哪些离子被植物吸收,对植物自身合成的化合物稳定性也造成一定影响。此外,还会影响疾病以及虫害的发生。总之,温度是极为重要的,若您的植物出现问题,寻找原因时,首先就应当检查温度情况。若想要成功栽培植物,必须对温度进行正确的管理。

以下是关于气温的重要观察结论:

  1. 使得光合作用发生的植物组织内部温度要高于周围的空气温度。光被植物组织聚焦而吸收,其中一部分就转化为了热能。
  2. 温度与湿度有关,因而决定了植物的蒸发能力以及对水分的需求,因此,温度驱动着植物的"引擎"。
  3. 化学反应能够通过热量的进入或者排出来进行调节。在植物体内,温度越高,化学和物理反应发生的速度就越快,直到出现"短路"。
  4. 温度会影响某些分子的形状,尤其是蛋白质。过高和过低的温度都会使得蛋白质"变性",也就意味着蛋白质的形状发生改变,不同于平常。例如,想想煮鸡蛋时鸡蛋会发生的变化。
  5. 温度有一个理想的范围,同时也有生存范围。
  6. 调节温度时要留意植物根区温度。当根区温度远低于气温时,根系生长可能会跟不上植物的生长,进而导致水分缺乏, 影响养分吸收。
  7. 因为温度影响着植物体内化合物的合成与利用,因而可以用来控制多个因素,例如高度、颜色,甚至植物代谢物的产生。

Making temperature work for success
温度范围影响植物生长速度,温度低时,
植物生长十分缓慢,随着温度升高,
生长速度也加快。但温度过高会抑制生长。

在可能的情况下,对生长环境的温度进行调节,无法调节时,需使温度缓和。气温调节方法各有不同,如何调节并不重要,只要考虑了安全和湿度等因素即可。目前人们采用的方法有温度强制系统、蒸发冷却系统、热辐射系统、蒸汽、热水、电力调节等等。但我们应该关注的,不是这些具体的方法,而是我们要调节温度的原因,以及我们通过调节温度,能够达到什么效果。

关于温度的问题可以简单浓缩成这样一个概念:植物可以看作是一个充满水的小袋(细胞)的集合,化学反应在其中发生,而温度则决定着这些反应发生的条件。这些化学反应本质上就是生命活动,包括从DNA翻译到自我复制积累物质等等一系列反应。

而我们的最终目的,就是要确保所有的化学反应过程,按照正确的顺序,在正确的时间,以最大能效进行,就如同其他任何一条生产线一样。

条件越接近于"完美",这些化学反应就会发生得越好。

尽管植物的大部分进化过程都是类似的,但是最终的形态在很大程度上都是不同的,这要取决于它们进化的不同环境,因此不同植物的适宜环境各不相同。任何植物都有最适宜自身的温度范围,以及基质条件、光量、光的质量以及水分利用率,所有这些因素都影响着生命化学过程能否正常进行。

温度范围对应着水分处于液体状态的范围。每种植物都有特定的生存温度范围,而最佳生长发育温度范围则要小得多。

影响植物生命的所有基本要素,包括光、温度、水、养分等等都是互相联系的,且植物在开始其他生理过程之前,都依赖于这些基本过程中积累的某些成分,它们构成了日循环的最大和最小活动周期。一切都需要在24小时内按照正确的时间完成,而这些都涉及到温度造成影响,其中也包括温度对湿度的直接影响。

随着气温的上升或下降,空气的蓄水能力也随之提高或降低,这就是为什么我们要在此讨论相对湿度——空气中的湿度水平与某一时刻的温度是息息相关的。空气中的湿度决定着植物的蒸发蒸腾速率。这是一个植物组织的冷却过程,在这一过程中,发生化学反应,为植物提供所需的水分。这个过程中还会发生营养物质的运输,也称为质量流动。化学反应的发生不仅需要一定的温度条件,其本身也会释放出热量。此外,化学反应的发生温度也能够控制植物的物质合成以及合成效率。

Making temperature work for success
每种植物都有其适应的生存温度范围。当平均温度为82°F,
相对湿度高(超过75%),年降雨量约为100英寸时,
秘鲁亚马逊地区坦博帕塔河流域的这些植物生长得最好。

若种植者对各种要素之间的关系有所了解,并充分考虑其他需求,例如光照水平、时间、强度以及质量等,就能够计算出植物需要的温度范围,并根据植物所处的不同阶段提供相应的温度条件。若温度无法进行调节,那么种植者就必须根据温度调节来调节影响生长的其他因素,例如光照水平、水分供应、湿度以及肥力。

种植者还可以通过控制温度来使植物达到一定的生长发育水平。控制温度的最好方法之一是调节昼夜温差。DIF(差离值)指的是白天温度和夜晚温度的差值。它影响着节间长度(株高)、叶和茎的方向、叶绿素含量、分枝和花的发育等植物生长发育指标。昼温低于夜温(DIF为负)时,某些植株会延迟开花,但节间会伸长,从而加快植株高度的发育。夜间较低的温度则可以控制花的发育和颜色,保持紧凑型生长形态,并影响特定化合物的合成。

种植者应当对栽培的植物进行充分的研究,因为不同的植物对温度的反应都是不同的,不仅物种之间存在差异,同一物种的变种之间也存在差异。

温度也会影响植物或作物的施肥和浇水情况。当白天的温度高于或低于最佳范围时,浇水和施肥措施也应该进行调整。更高的温度和更强的光线下,植物将需要更多的水,而营养浓度则应该降低,因为植物需要的水分变多了。当然,如上文所述,当湿度水平与温度不一致时,也会发生同样的情况。

Making temperature work for success
每种植物都有其能忍受的温度范围,以及能够实现最佳生长的温度范围。即使是亲缘关系较近的植物,相应的温度范围也存在差异。

通常在花期,夜间的温度应该比白天低,但也因植物而异。几度的差异就能改变作物的采摘时机和最终的品质。人们已经了解到可以借助这种温度差异(以及光的质量以及数量)来发展技术,但还未能在实际的尝试和测试中达到相同的程度。即使是夜间气温短暂的下降也会产生影响。白天和夜晚的温度可以有少许温度差异,在白昼开始的时候,让温度进一步下降几个小时,目前的控制器设计是难以做到的,但也有一定的实现希望。

最后,种植者必须了解植物的需求,以及栽培环境设置的可能性。种植者必须提供基础水平的环境管理,以使作物质量保持一致。这里没有捷径可走。植物在一定的温度范围内生长发育,虽然在更广的温度范围内也能够生存,但不在最佳温度范围内,就无法达到最佳状态。

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