玉米和大豆冷胁迫的影响因素

玉米和大豆冷胁迫的影响因素

土壤温度数据…

在CropWatch上每天早上更新,包括七天的平均值以及它与长期平均值的比较。为了预测发展趋势,该表还包括该时期的最低土壤温度和发生时的最低土壤温度和发生时的最高土壤温度。

在过去的几周里,温暖的天气使田间工作和种植活动得以开展。据美国农业部(USDA)国家农业统计局(National Ag statistics Service)的数据,截至4月20日,内布拉斯加州的玉米种植进度为4%,在下一份报告发布时很可能会大幅提高。

随着预计本周末的寒流,生产者可能想知道寒冷的土壤温度如何影响新种植的玉米和大豆种子。最终,如果种植后48小时内土壤温度没有降到40摄氏度以下,玉米和大豆都不会因吸收低温而受损。下面提供了需要考虑的额外信息。

玉米的吸收冷害

当玉米种子吸收水分时,细胞膜伸长,细胞膨胀。当受损的细胞膜重新水合时,它可能不会恢复到正常的形状和大小。这可能会造成“渗漏”细胞。水的密度在39°F左右,所以当冷水被吸收时,可能会导致额外的膜损伤。这些破裂的膜可能发生在细胞壁和线粒体中。在植物中,这一作用可能破坏胚胎/胚乳的酶转化为能量,但主要是导致细胞溶质和糖的泄漏。这反过来又可能降低生长速度并干扰新生幼苗的生长。

  • 关于什么特定的温度和时间导致了饮水冷却存在争论。然而,在种植后的48小时内吸收冷水(40多度)的玉米植株无疑会受到影响。
  • 在土壤温度高于50°F时种植,缓解了对吸入性低温影响玉米出苗的担忧。(4月11日CropWatch文章早播大豆)(作物观察土壤温度信息).一些科学家认为,在低至41华氏度的土壤温度下,玉米不会受到伤害;然而,在这样的低温下,吸入冷气确实有伤害的风险。
  • 一些自交系(种子父母)显然比其他人更容易受到敏感,种子行业一直在积极消除来自使用最敏感的线。然而,如果环境条件是极端的,许多相当宽容的父母仍可能显示出损伤 - 吸收的冷却是一种可以覆盖生物学和遗传学的物理现象。
  • 为了达到最好的效果,在土壤温度高达40摄氏度时开始种植玉米,短期预报称,温暖的天气将继续推高土壤温度。如果土壤温度在40摄氏度左右,天气预报说在未来48小时内会出现寒冷潮湿的天气,这可能会降低土壤温度,所以不要种植。

冷应激如何影响大豆

大豆萌发首先是一个非常快的吸水阶段(吸水阶段),其次是一个非常慢的吸水阶段(渗透阶段)。在第一阶段的冷冻会引起严重的问题,因为需要吸收的水来给子叶和胚胎补水,使细胞膜发挥功能。低温干扰了这些薄膜的适当水合作用。

吸收阶段通常不是很长(少于24小时),而且由于种子在播种时是干燥的,所以可以在土壤湿度相对较小的情况下发生。因此,在种植后24小时内遭遇冷雨会导致大豆的冷害,从而降低立次。UNL研究人员W.J. Bramlage及其同事的一项研究表明,当大豆种皮被去除后,吸吮损伤在30分钟内就发生了。种皮的吸胀速度较慢,在发生冷害之前需要较长时间的暴露。

  • 如果种植时土壤温度较低(低于50°F),而不是播种后24小时或更久的温度变冷,则冷害可能更严重。种植24小时内温度低于50°F时发生冷害;在40°F左右的土壤温度下,种子萌发失败和幼苗死亡。种子在温暖的土壤温度下在寒冷的土壤温度出现之前在地下停留的时间越长,发生冷害的可能性就越小。
    底线:如果你认为土壤温度至少24小时不会变冷(低于50华氏度),就种植大豆。如果你在冷雨前两天或两天以上种植,应该不会因寒冷的温度而造成吸入性伤害。
  • 在萌发的第二阶段,完全功能的膜(在吸水水合作用后)产生一种渗透情况,在这种情况下水扩散到活细胞中。在低温下,渗透水吸收缓慢。这一阶段的低温对萌发的幼苗的直接伤害很小。然而,寒冷的温度会减缓它们的出现。
  • 饱和的土壤和寒冷的温度对种子萌发有很大的伤害,因此如果在4月或5月初种植,建议使用杀菌剂种子处理。

意识到土壤含水量

比土壤吸收后的冷温度更重要的是土壤含水量。寒冷的土壤延迟了发芽和出苗之间的时间,但寒冷的土壤加上饱和的土壤条件可以大大减少大豆和玉米的出苗,因为土壤传播的病原体在饱和的土壤中繁殖旺盛。由于温度较低,大豆幼苗从萌发到出苗的时间较长,这些病原体有更多的时间侵染大豆幼苗的子叶,获取其碳水化合物、蛋白质和脂类储备。大豆幼苗需要这些子叶储备来生存,直到单叶叶子开始光合作用并形成更多的碳水化合物。这就是为什么如果在4月或5月初在寒冷潮湿的条件下种植大豆,那么杀菌剂种子处理是至关重要的。最终,在低温下水分饱和的土壤会降低大豆和玉米的发芽。

“最佳”种植日期

我们在这里使用的术语“最优”种植日期意味着玉米和大豆产量对种植日期的响应是一条曲线——早期减产,最佳种植日期,随后再次减产。然而,许多生产者认为产量响应是一条向下倾斜的直线;因此,他们种植得越晚,可能的产量就越低。事实上,至少在某些环境中,在“最佳”日期之前种植可能会造成产量损失。每年的这个时候,土壤温度、湿度、种植条件以及种植后的天气——加上所有其他变量和未知因素——将决定最佳的种植日期。我们通过看后视镜来确定。

其他考虑和建议

玉米杂交种和大豆品种在耐冷和抗真菌等特性上存在差异。天气事件和其他随机环境因素的时间和持续时间会导致人们对哪个杂种或品种最好得出不同的结论。有时,我们在早期种植中所承担的风险正是这种风险,有时结果会是损失。

如果你已经提前种植了玉米或大豆,那么很重要的一点是要尽早检查那些土地,以发现任何潜在的问题,因为贫瘠的土地可能需要重新种植。继续监测我们的土壤湿度温度CropWatch土壤温度页面。

的更多信息

有关其他研究,请参阅大豆胚吸胀动力学研究由C.W. Vertucci等人发表在《植物生理学》杂志上,美国植物生物学家协会杂志。

Greg Kruger, UNL推广种植系统专家,West Central REC
Jim Specht, UNL农学和园艺学教授
Roger Elmore, UNL推广种植系统农学家
Jenny Rees, UNL推广教育家
Tom Hoegemeyer, UNL农学和园艺学实践教授