Nhiệt độ cực độ ảnh hưởng đến ngô và đậu tương như thế nào

Nhà nông học Bill Wiebold của Đại học Missouri cho biết, với nhiệt độ ba con số vào mùa hè này, những người trồng ngũ cốc nên hiểu nhiệt độ ảnh hưởng đến cây trồng như thế nào.

Đầu tiên, các khái niệm của con người như “chỉ số nhiệt” hoặc “cảm giác thích” không áp dụng cho thực vật, Wiebold nói. Con người và thực vật cảm nhận và phản ứng khác nhau với nhiệt.

Nhiệt độ lá quan trọng đối với thực vật hơn nhiệt độ không khí. Ông nói, lá cây hấp thụ ánh sáng để tạo ra đường và những thứ khác cần thiết cho sự sống và năng suất. Thực vật sử dụng ít năng lượng ánh sáng có sẵn. Năng lượng dư thừa khiến nhiệt độ lá tăng lên.

Việc chuyển nước từ dạng lỏng sang dạng hơi (sự bay hơi) sử dụng một lượng năng lượng khá lớn và gây ra hiệu ứng làm mát. Sự dẫn nhiệt xảy ra khi bề mặt lá ấm trả lại năng lượng cho không khí chạm vào nó nếu nhiệt độ không khí thấp hơn nhiệt độ lá. Trong sự đối lưu, không khí mát hơn di chuyển gần bề mặt của lá hơn và thay thế không khí ấm hơn.

Wiebold cho biết nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến tiềm năng năng suất. Enzyme (protein) kiểm soát các phản ứng hóa học cần thiết cho sự sống của thực vật. Tốc độ của các phản ứng này tăng theo nhiệt độ. Ví dụ, sự tăng trưởng và tăng trọng của cây lớn hơn ở 80⁰F. hơn ở 50⁰F. Hình dạng ba chiều của enzym thực vật có thể cong vênh hoặc thay đổi ở nhiệt độ cao.

Wiebold cho biết một ví dụ điển hình về việc nhiệt độ ảnh hưởng đến protein như thế nào khi chiên trứng. Nhiệt làm cho protein trứng thay đổi hình dạng và đông đặc lại. Mặc dù ít kịch tính hơn nhưng nhiệt độ lá cao ảnh hưởng đến hình dạng của các enzym thực vật, khiến chúng không hoạt động tốt.

Các nhà nông học coi 86⁰F là nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của ngô và đậu tương. Nhiệt độ trên 86⁰F làm chậm các phản ứng quan trọng, kể cả những phản ứng liên quan đến quang hợp, làm giảm tiềm năng năng suất.

Wiebold cho biết vào ban ngày, nhiệt độ của lá thường cao hơn nhiệt độ không khí, đặc biệt là vào những ngày nắng đẹp, ít gió. Với nguồn cung cấp độ ẩm tốt, sự bay hơi xảy ra đủ nhanh để giữ cho nhiệt độ của lá gần với nhiệt độ không khí. Tuy nhiên, với độ ẩm hạn chế, nước có thể không bay hơi đủ nhanh để làm mát lá. Điều này làm cho nhiệt độ của lá tăng lên. Dẫn nhiệt và đối lưu không hiệu quả trong việc đẩy nhiệt ra khỏi lá khi nhiệt độ không khí cao.

Thực vật phản ứng với sự căng thẳng của nhiệt độ lá cao theo nhiều cách. Lá của cây cỏ như ngô cuốn thành hình trụ để giảm diện tích bề mặt lá tiếp xúc với ánh sáng. Lá cũng nghiêng lên trên. Cây lá rộng như đậu tương không cuộn. Thay vào đó, chúng biến những chiếc lá phẳng của mình song song với ánh sáng mặt trời chiếu tới.

Nếu bị ức chế bởi nhiệt tiếp tục, cây đậu tương và các loại cây lá rộng khác sẽ lật lá của chúng để mặt dưới có màu sáng hơn hướng lên trên để phản chiếu ánh sáng. Điều này làm giảm nhiệt độ của lá và hạn chế tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Giảm nhiệt độ lá cũng làm giảm sự bốc hơi nước.

Wiebold cho biết ảnh hưởng trực tiếp của nhiệt độ cao đến năng suất cây trồng là nhỏ trong hầu hết các năm. Nhưng khi nhiệt độ lên tới 95⁰F, như thường xảy ra vào mùa hè này, sản lượng ngô và đậu tương có thể giảm ngay cả ở một số khu vực của Missouri, nơi có đủ lượng mưa.

Ông nói, một tác động ít rõ ràng hơn của nhiệt độ cao xảy ra trong quá trình quang hợp và hô hấp. Trong thế giới thực vật, quang hợp là “thu nhập” và hô hấp là “chi phí”. Sự khác biệt, quang hợp ròng, là “thu nhập ròng”. Trong lý do, năng suất quang hợp ròng cao.

Thực vật cần một số hô hấp để đốt cháy đường để tạo năng lượng cho nhiều quá trình sống. Tuy nhiên, một số quá trình hô hấp bị lãng phí vì nó đốt cháy hoặc oxy hóa đường có thể được lưu trữ trong hạt dưới dạng năng suất. Nhiệt độ cao thúc đẩy hô hấp nhiều hơn quang hợp và làm giảm “thu nhập ròng” của thực vật. Điều này đặc biệt đúng vào ban đêm, khi không có quá trình quang hợp. Những đêm ấm áp có thể làm giảm năng suất mà không có bất kỳ tác động rõ ràng nào đối với cây trồng.

Thuật ngữ “cảm thấy thích” cũng không có ý nghĩa gì đối với thực vật. Độ ẩm ban ngày cao có thể có lợi cho cây trồng vì lượng bốc hơi thấp hơn làm giảm căng thẳng về nước. Độ ẩm ban đêm cao làm chậm tốc độ giảm nhiệt độ không khí. Không có gì lạ khi nhiệt độ duy trì trên 80⁰F vào những đêm mùa hè nếu độ ẩm cao (điểm sương trên 70⁰F). Vì vậy, mặc dù thực vật không “cảm thấy” chỉ số nhiệt cao, nhưng tốc độ giảm nhiệt độ chậm trong những đêm có độ ẩm cao thể hiện qua quá trình hô hấp tăng lên.

Wiebold cho biết: “Thật khó để tách biệt ảnh hưởng của nhiệt độ cao với ảnh hưởng của áp lực về nước. Thường thì hai căng thẳng này xảy ra cùng nhau và phóng đại các tác động lẫn nhau. Nhưng nhiệt độ cao có thể làm giảm năng suất ngay cả khi cây trồng không có dấu hiệu thiếu nước”.

Trong hơn 100 năm, Đại học Khuyến nông Missouri đã mở rộng kiến thức dựa trên trường đại học ra ngoài khuôn viên trường đến tất cả các quận của tiểu bang. Khi làm như vậy, khuyến nông đã củng cố các gia đình, doanh nghiệp và cộng đồng.

Võ Như Cầm theo Agriculture.com