溫度與發育 - 觀點種子網:玉米

方法：在18個控溫溫室（生長箱）中栽培。

平均溫度範圍15-35.5℃。

... 調查生長所需日數：各溫度下播種到萌芽，播種到雄穗分化(鏡檢)，播種到開花(雄花開穎)所需日數。

前：種子研究室網站，台大農藝系 Formerwebsite(1997-2015)oftheSeedLaboratory,NationalTaiwan University              作物學各論               玉米 玉米起源 種植概況 玉米利用 性狀品種 玉米發育 玉米栽培 玉米採收 玉米病害 玉米蟲害 營養藥害 玉米影像 玉米傳說 發育階段   溫度與發育   光照/水分與生產 溫度與玉米生長速度的關係 　 應用：預測玉米各發育階段的可能時間，以便調整栽培措施，預測產期。

積熱（thermal-time）或熱單位（thermal-unit）： 植物發育過程，每日平均溫扣除基礎溫度後，累計至一定值，就達到某發育階段，則該定值為該發育階段所需的積熱，單位為度日(degree-day)。

理論基礎 我國玉米栽培手冊通常註明生長所需天數，只是概述，會因每年實際溫度的變動而有所不同。

應改為積熱。

●  Whyaredegreedaysimportantforcropmanagement? 　 積熱簡易測算實例 Warrington,I.J.andE.T. Kanemasu1983Corngrowthresponsetotemperatureandphotoperiod. I.Seedlingemergence,-tasselinitiation,andanthesis.Agronomy Journal,75:749-754. 方法：在18個控溫溫室（生長箱）中栽培。

平均溫度範圍15-35.5℃。

品種：`XL45' 調查生長所需日數：各溫度下播種到萌芽，播種到雄穗分化(鏡檢)，播種到開花(雄花開穎)所需日數。

結果：播種到開花所需日數（其餘見原文） 　 基本數據：溫度越高，所需日數（T）越少。

　 換算成溫度與生長速率（1/T）： 在28度以下，溫度(X)越高，速率(Y)越高；超過28度則相反。

因此28度是生長速率(播種到開花)的最適溫。

最適溫以下的直線關係為：Y =0.001225X-0.00834(r2 =0.98)。

播種到開花的積熱=1/0.001225=816(degree-day)。

基礎溫 =0.00834/0.001225=6.8度。

　 如何簡單預測品種`XL45´生長所需日數？ 若長在恆溫下，每天皆為20度。

則：播種到開花所需日數 =816/(20-6.8)=61.8天。

若是田間栽培：每天平均溫度扣除基礎溫，累積到816時就會開花。

若平均溫低於基礎溫當天所累積的溫度為0，若平均溫高於最適溫，則或是算為28度，或是另求高溫範圍的迴歸方程式，再行計算。

　 問題： 某新欲成的甜玉米雜交種，如何訂出該品種播種到收穫所需的積熱？ 此計算方法的缺失為荷？如何改進？ 　 理論基礎 溫度與生物的生長速度皆有一定的量的關係，而可以用數學模式來適配、預測。

在植物的生長上，有所謂基礎溫(base temperature,Tb) 的假設，認為溫度與植物的生長，包括發芽，的數學關係僅限於高於基礎溫的部份。

例如某種子發芽的基礎溫為4℃，則在6℃下經過一天，實際上只經歷了2℃；在12℃下實際上就經歷了8℃；而在2或4℃下一天，對於該種子都一樣，等於沒有任何生長。

由基礎溫的概念衍生了積熱(thermaltime)的計算方法。

所謂積熱(θT)，即是農作物生育時期每天溫度(T)扣除基礎溫後所得的溫度，一直累積達到某個生育階段當天(t)為止。

發芽積熱的單位是度-日，在恆溫下以方程式表示： θT =(T1-Tb) +(T2-Tb)+...+(Tt-Tb) =(T-Tb)t 由上式，1/t =(T-Tb)/θT =(-Tb/θT) +T(1/θT) ，即 1/t=K+(1/θT) T 也就是說生育速率(時間的倒數，即1/t)與溫度間呈限直線關係，該直線在縱軸的截距是K，積熱恰好是斜率的倒數，基礎溫(永不能發芽的溫度，即t無限大，或是1/t =0時)剛好是-(θT ×K)！然而，若溫度一直升高，生育速率逐漸下降，此時將生育速率與溫度進行相同的運算，可以發現在高溫區兩者呈相反的驅勢，用方程式表示即 1/t=K"-(1/θT2) T 兩條直線經外插法可以相接，相接處為所有溫度範圍中生育速率的最高點，也就是生育速率的最適溫。

低於最適溫(sub-optimum) 的範圍可以計算基礎溫與發芽積熱(θT)，高於最適溫(supra-optimum) 的範圍也有其生育積熱(θT2)以及最頂溫(ceiling temperature,Tc)，其數值恰好是θT2 ×K"。

最頂溫最前面第2圖最適溫之後的直線延伸與橫坐標交接處，不宜稱為最高溫。

同樣的，基礎溫也不等於生育的最低溫。

　 　 　 溫度與發育速率 以下兩圖出自：Brouweretal.,(1970) in(UNESCO)PlantResponsetoClimateFactors.p.169-174. 溫度與葉齡的演進成正比，溫度高時，生長快： 但是，下圖中為何在25/15的溫度下，生長速度先慢而後快？(答案) 　 溫度與穀粒的發育 下圖出自：Jones,etal.,(1981)Crop Sci.,21:761-766.   　 溫度與日長對玉米生育時期的影響(Chase &Nanda,1967,CropSci.,7:431-432) 品種 Illinois 五月種植 高溫長日 Florida 九月種植 高溫短日 Florida 十一月種植 低溫短日 . 葉數 受粉前日數 葉數 受粉前日數 葉數 受粉前日數 1 16.2 61.0 11.9 43.6 12.7 58.7 2 17.0 63.9 12.9 46.9 13.8 63.9 3 18.0 65.2 13.1 48.2 13.5 65.0 4 18.6 69.2 14.4 52.7 16.0 74.2 5 18.5 67.9 13.6 50.4 15.3 70.0 6 18.1 66.4 13.0 50.3 14.3 68.6 7 18.9 68.8 14.0 51.9 15.6 71.4 8 19.1 70.7 14.4 54.0 15.4 74.0 9 19.0 72.9 14.0 56.0 15.4 76.2 10 19.1 71.8 14.6 56.6 16.1 77.5 11 19.0 73.2 15.5 59.6 16.0 80.3 12 21.5 76.8 16.4 60.2 18.2 84.1 13 19.4 73.3 15.1 59.5 16.3 80.6 14 20.7 75.6 15.4 59.8 17.1 80.3 15 21.4 81.4 16.4 65.1 17.9 87.4 16 22.5 84.3 17.4 66.1 18.5 87.3 17 23.9 86.1 17.4 68.7 19.4 89.1 18 24.0 87.6 17.4 68.6 20.0 89.6 19 22.9 85.2 17.6 64.8 18.6 87.1 20 24.4 92.5 18.2 67.6 18.6 88.2 21 25.5 92.3 18.3 69.6 19.5 89.2 葉數 16.2-25.5 . 11.9-18.3 . 12.7-19.5 . 受粉前日數 . 61-92.3 . 43.6-69.7 . 58.7-89.5 葉片展出速率(天/葉) 3.7 3.6 4.6 　 　 　 　 　 　 　 答案1：因為32天前(葉齡8)頂 端分生組織尚在土中因此受土溫的影響，其後由於莖節間的伸長，將頂端分生組織頂出土，之後才受氣溫的影響。

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