Warming of the climate is unequivoc

Warming of the climate is unequivocal, most of the observed increase in global average temperature since the mid-20th century is very likely due to increase in anthropogenic greenhouse gas concentration (IPCC, 2013). The main future challenge is to feed 9 billion people under a changed climate, as the future increase in global temperature will affect, negatively or positively, future wheat production depending on the geographical location.

In the last decade, wheat breeding programs have been engaged on increasing wheat resistance to disease and abiotic stresses, with little attention to increase yield potential (Reynolds et al., 2012 and Reynolds and Borlaug, 2006). The breeding for increasing yield under changing climate needs to take into account several points such as the improvement of plant structure in order to minimize lodging, better adaptations of the reproductive processes, and increase of crop biomass via modification of the radiation use efficiency (Reynolds et al., 2012). The correlation between biomass and yield is known and has been used in the past to develop high yield wheat cultivars (Waddington et al., 1986). Crop biomass is a function of photosynthesis and respiration, with both processes influenced by temperature (Peng et al., 2004).

Temperature is a key factor in crop growth and development. At higher temperatures, plants will accelerate development causing a reduction in growth which often translates into lower yields. Global temperatures are rising asymmetrically with the daily minimum temperature rising faster than the daily maximum temperature (Easterling et al., 1997, Karl et al., 1993 and Vose et al., 2005). Therefore, night-time or daytime warming has different impacts on crop growth. Whilst the latest IPCC (2013) report concluded that such fast rising of minimum temperature was lower than that previously thought, Peng et al. (2004) and Lobell and Ortiz-Monasterio (2007) showed the negative effects of raising minimum temperatures on grain yields. These findings were also supported by numerous controlled environments studies (Ahmed et al., 1993, Morita et al., 2002, Mutters and Hall, 1992 and Prasad et al., 2008).

Simulation and empirical studies have studied crop responses to the changes of daily mean temperatures (Baigorria et al., 2008, Lobell and Field, 2007, Lobell and Ortiz-Monasterio, 2007, Peng et al., 2004 and Rosenzweig and Parry, 1994), but other studies considered the different effects of daytime and night-time warming (Lobell and Ortiz-Monasterio, 2007 and Peng et al., 2004).

The quantification of maximum and minimum temperatures impacts on crops is not consistent between studies (Lobell and Ortiz-Monasterio, 2007) as crops are grown in different environments. Greenhouse and open-top chamber (OTC) experimental studies have evaluated the effects of temperature changes on crops, but the average daytime temperature increases are much greater than the night-time increases, which is inconsistent with the asymmetric characteristic of global warming (Baker and Allen, 1993, Klein et al., 2005 and Norby et al., 1997). Experiments using free air temperature increase (FATI) (Nijs et al., 1996) are also used to study plant responses to global warming at field scale (Kimball, 2005, Luo et al., 2009, Ottman et al., 2012, Wan et al., 2009 and Xia et al., 2010). Previous, FATI studies have evaluated the impacts of warming on grassland biomass (Luo et al., 2009 and Wan et al., 2009) and more recently on wheat and rice growth and yield (Dong et al., 2011, Fang et al., 2010, Ottman et al., 2012 and Tian et al., 2012). Future wheat production depends on the geographical location and crop varieties, whether in China or elsewhere in the world (Li et al., 2014, Mishra et al., 2013 and Porter and Gawith, 1999). For example in south China, it has been found that an increase of 1.5 °C increased the winter wheat yield because of the mitigation of minimum temperatures and earlier anthesis (Tian et al., 2014).The objectives of this study were to evaluate wheat biomass growth, development, yield, and harvest index under heating regimes for the day and night-time.

2. Materials and methods
2.1. Site description

The experiment was carried out during three growing seasons (2008/2009, 2009/2010, and 2010/2011) at the Gucheng Agrometeorological Experimental Center of the China Meteorological Administration in Dingxing County, Hebei Province, North China Plain (39°08′N, 115°40′E, 15.2 m a.s.l.). The site was located within the main winter-wheat producing area in North China Plain. The mean annual temperature was 11.7 °C, the mean yearly precipitation was 551.5 mm, the mean annual sunshine 2659 h, and average frostless period 187 d. The soil was typical Haplic Luvisol (FAO) with a pH of 8.1 and a bulk density of 1.35 g cm−3.

2.2. Experimental design

The field experiment was carried out using a FATI warming system similar to the system located at Great Plain Apiaries, USA and described in details by Wan et al. (2002). Further details of the heating system for the experimental location can be found in Fang et al. (2013). The system simulated environmental warming with infrared radiation lamps suspended 2.3 m above the ground in downwards-facing stainless-steel semi-circular mirror reflectors which enhanced the efficiency of radiation lamps (Fig. 1). Heaters in the warming treatments were set at a radiation input of ∼1500 W from sowing to harvest. Fig. 1 shows intensive frost of the ambient control and no frost in the warming plots, indicating the efficacy of the heating system. However, at night the infrared heating requirement to achieve any set degrees of warming is comparatively very small. High wind speeds decreased the efficiency of the heaters (Kimball, 2005), but at this site the average wind speed for the three growing season was about 2.4 m s−1, and might have partially decreased the efficiency of the heaters.

Plots with artificial warming and control (no artificial warming) under a frost ...
Fig. 1.
Plots with artificial warming and control (no artificial warming) under a frost event on 12th December 2008 at Hebei province, China. Intensive frost in ambient control plots showed in upper-left side of the picture and no frost in the waming plots showed in center-right.
Figure options
The treatments were: (1) ambient control (CK: not warmed), (2) higher night temperature (HNT: warmed from 19:00 to 7:00), and (3) higher day–night temperature (HDNT: warmed from 9:00 to 17:00 and 19:00 to 7:00). Each treatment was replicated four times for a total of 12 plots (2 × 4 m2 each) in a randomized complete block design for the growing seasons 2009/10 and 2010/11, and they were replicated 5 times in 2008/09. Each plot was separated between each other by 2 m. In each control plot (CK), “dummy” heaters of the same shape and size as the infrared heaters were used to obtain the shading effect. The warming began at sowing and continued through to grain harvest.

2.3. Air and soil temperature measurement

Each plot was equipped with a set of automatic thermometer sensors (Model HC2S3-L, Campbell Scientific Inc., Logan, Utah, USA) to record air temperature within the canopy. The sensors were mounted inside of a naturally ventilated radiation shield (type 439101, Feingerätebau K. Fischer GmbH, Germany), protected from direct sunlight. They were put at 2/3 of the canopy height between two consecutive rows. They were adjusted as the crop grew to keep the ratio constant throughout the growing season.

Soil temperature was measured at a soil depth of 20 cm using factory calibrated thermometer sensors (HMP107, Campbell Scientific Inc., Logan, Utah, USA) in each plot. Temperatures were recorded once every minute throughout the growing seasons. Daily soil temperatures were averaged on an hourly basis from seeding to ripening (GS00–GS99) (Zadoks et al., 1974). The daily air temperature near the canopy was averaged on an hourly basis from the 1st March to ripening (GS99). Before March, the plants were too small and the thermometers were too close to the soil surface; therefore, the mean air temperature was used as a metric.

In addition, long-term daily data (1961–2011) were obtained from the Gucheng weather station, which is located within the experimental farm. Monthly mean air temperature anomalies (Table 1) were calculated using long-term meteorological data (1961–1991 World Meteorological Organization baseline period). The mean temperature for the first growing season was 1.7 °C higher than the long-term average, and was considered a warmer year (WY). The second growing season was considered as a colder year because the mean temperature was −1.0 °C lower than the long-term mean. The mean temperature in the WY was 2.7 °C higher than in the CY during the experiment. The growing season 2010/11 experienced periods that were either warmer or colder than the long-term mean. The average growing season was in line with the mean growing season temperature for the long-term period and was called the average year (AY) (Table 1).

Table 1.
Mean air temperature for wheat growing season (November–May) and for each month of the growing season for the long term average (1961–1990); and temperature anomalies in 2008/09, 2009/10, and 2010/11 at the field site in Hebei Province, China.
November–May November December January February March April May
1961–1990 Long-term average °C 6.1 5.1 −1.2 −3.2 −0.1 6.6 14.9 20.6
2008–2009 Warm year (WY) Δ°C 1.7 2.2 1.4 1.6 2 1.6 1.3 2.1
2009–2010 Cold year (CY) Δ°C −1.0 -3.3 −0.4 −0.7 0.1 −1.6 −3.1 1.8
2010–2011 Average year (AY) Δ°C −0.4 1.4 1.5 −3.1 −1.1 0.5 −0.9 −1
Table options
2.4. Crop management

Wheat management was the same among all plots. The cultivar used for this study was Super-626, a semi-winter or spring wheat variety commonly grown in the experimental area. The crop was sown on 10th October 2008, 11th October 2009, and 12th October 2013 with a

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สภาพภูมิอากาศร้อนเป็น unequivocal ส่วนใหญ่ที่พบเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกตั้งแต่ศตวรรษ 20 กลางมีแนวโน้มมากที่ครบกำหนดเพื่อเพิ่มความเข้มข้นก๊าซเรือนกระจกมาของมนุษย์ (IPCC, 2013) ความท้าทายในอนาคตหลักเป็นให้ อาหาร 9 พันล้านคนภายใต้สภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง เพิ่มอุณหภูมิโลกในอนาคตจะมีผลต่อ ลบ หรือ บวก ผลิตข้าวสาลีในอนาคตตามที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ในทศวรรษที่ผ่านมา โปรแกรมปรับปรุงพันธุ์ข้าวสาลีมีการหมั้นในเพิ่มข้าวสาลีต้านทานโรคและ abiotic เครียด มีความสนใจเพียงเล็กน้อยเพื่อเพิ่มศักยภาพผลผลิต (al. et เรย์โนลด์ส 2012 และเรย์โนลด์ส และบอร์ ล็อก 2006) ปรับปรุงพันธุ์สำหรับการเพิ่มผลผลิตการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต้องคำนึงหลายจุดเช่นการปรับปรุงโครงสร้างโรงงานเพื่อลดการพัก ท้องดีของกระบวนการสืบพันธุ์ และการเพิ่มขึ้นของชีวมวลพืชผ่านแก้ไขประสิทธิภาพใช้รังสี (เรย์โนลด์ส et al., 2012) ความสัมพันธ์ระหว่างมวลชีวภาพและผลผลิตเป็นที่รู้จัก และได้ใช้ในอดีตเพื่อพัฒนาพันธุ์ข้าวสาลีผลผลิตสูง (Waddington et al., 1986) พืชชีวมวลคือ ฟังก์ชันของการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ มีทั้งกระบวนการรับอิทธิพลจากอุณหภูมิ (Peng et al., 2004)อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการเจริญเติบโตของพืช ที่อุณหภูมิสูง พืชจะเร่งพัฒนาทำให้ลดอัตราการเติบโตซึ่งมักจะแปลเป็นอัตราผลตอบแทนต่ำ อุณหภูมิโลกเพิ่มขึ้น asymmetrically กับอุณหภูมิต่ำสุดรายวันเพิ่มขึ้นเร็วกว่าอุณหภูมิสูงสุดรายวัน (Easterling et al., 1997 คาร์ลเอ็ด al., 1993 และ Vose et al., 2005) เวลากลางคืน หรือกลางวันร้อนมีผลกระทบแตกต่างกันในพืชการเจริญเติบโต ขณะที่รายงานล่าสุดของ IPCC (2013) สรุปว่า เช่นรวดเร็วเพิ่มขึ้นของ อุณหภูมิต่ำสุดไม่ต่ำกว่าที่เคย คิด Peng et al. (2004) และ Lobell และพล.ต. Monasterio (2007) แสดงให้เห็นว่าผลกระทบเชิงลบของการเพิ่มอุณหภูมิต่ำสุดในผลผลิตเมล็ดข้าว ผลการวิจัยเหล่านี้ยังถูกสนับสนุน โดยศึกษาสภาพแวดล้อมการควบคุมมากมาย (Ahmed et al., 1993 โมริตะและ al., 2002, Mutters และ ฮอลล์ 1992 และโกอี et al., 2008)การจำลองและผลการศึกษาได้ศึกษาพืชตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยรายวัน (Baigorria et al., 2008, Lobell และฟิลด์ 2007, Lobell และพล.ต. Monasterio, 2007, Peng et al., 2004 และ Rosenzweig และ Parry, 1994), แต่การศึกษาอื่น ๆ ถือเป็นผลต่างของ เวลากลางคืน และกลางวันร้อน (Lobell และพล.ต. Monasterio, 2007 และ Peng et al., 2004)นับของอุณหภูมิต่ำสุดสูงสุด และส่งผลกระทบต่อพืชไม่สอดคล้องกันระหว่างการศึกษา (Lobell และพล.ต. Monasterio, 2007) เป็นพืชที่ปลูกในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน เรือนกระจกและเปิดสัญญาณหอ (ชเข้ากับกลุ่ม) ทดลองศึกษาได้ประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในพืช แต่เพิ่มอุณหภูมิกลางวันเฉลี่ยมีมากมากกว่าเพิ่มขึ้นเวลากลางคืน ซึ่งไม่สอดคล้องกับลักษณะ asymmetric ภาวะ (เบเกอร์และอัลเลน 1993, Klein et al., 2005 และ Norby และ al., 1997) ทดลองใช้เพิ่มอุณหภูมิของอากาศฟรี (FATI) (Nijs et al., 1996) ยังใช้ในการศึกษาพืชการตอบสนองที่ฟิลด์ระดับภาวะ (Kimball ปี 2005, Luo et al. ปี 2009, Ottman et al., 2012 หวาน et al., 2009 และเซี่ย et al., 2010) ก่อนหน้านี้ FATI ศึกษาได้ประเมินผลกระทบของภาวะโลกร้อน กับชีวมวลกราสแลนด์ (Luo et al., 2009 และ Wan et al., 2009) และเมื่อเร็ว ๆ นี้ข้าวสาลีและข้าวเจริญเติบโตและผลผลิต (Dong et al., 2011 ฟาง et al., 2010, Ottman et al., 2012 และเทียนร้อยเอ็ด al., 2012) ผลิตข้าวสาลีในอนาคตขึ้นอยู่กับทางภูมิศาสตร์ที่ตั้งและพืชสายพันธุ์ ในประเทศจีน หรือที่อื่น ๆ ในโลก (Li et al., 2014 มิชราเกส์ et al., 2013 และกระเป๋า และ Gawith, 1999) ตัวอย่าง ในภาคใต้ของจีน จะพบว่า เพิ่มขึ้น 1.5 องศาเซลเซียสเพิ่มผลผลิตข้าวสาลีฤดูหนาวเนื่องจากการลดของอุณหภูมิต่ำสุดและก่อนหน้า anthesis (เทียนร้อยเอ็ด al., 2014) วัตถุประสงค์ของการศึกษา การประเมินการเจริญเติบโตของชีวมวลข้าวสาลี พัฒนา ผลผลิต ดัชนีภายใต้ระบอบความร้อนในเวลากลางคืนและวันเก็บเกี่ยวได้2. Materials and methods2.1. Site descriptionThe experiment was carried out during three growing seasons (2008/2009, 2009/2010, and 2010/2011) at the Gucheng Agrometeorological Experimental Center of the China Meteorological Administration in Dingxing County, Hebei Province, North China Plain (39°08′N, 115°40′E, 15.2 m a.s.l.). The site was located within the main winter-wheat producing area in North China Plain. The mean annual temperature was 11.7 °C, the mean yearly precipitation was 551.5 mm, the mean annual sunshine 2659 h, and average frostless period 187 d. The soil was typical Haplic Luvisol (FAO) with a pH of 8.1 and a bulk density of 1.35 g cm−3.2.2. Experimental designทดลองฟิลด์ถูกดำเนินใช้ FATI ความร้อนระบบที่คล้ายกับระบบดีล้วน Apiaries สหรัฐอเมริกา และอธิบายในรายละเอียดโดย Wan et al. (2002) รายละเอียดเพิ่มเติมของระบบทำความร้อนสำหรับสถานที่ทดลองสามารถพบในฟาง et al. (2013) ระบบจำลองสภาพแวดล้อมร้อน ด้วยโคมอินฟราเรดรังสีถูกระงับ 2.3 m เหนือพื้นดินใน reflectors ที่ reflectors กระจกกึ่งกลมเหล็กสแตนเลสเชื่อมต่อลงไปด้านล่างที่เพิ่มประสิทธิภาพของโคมไฟรังสี (Fig. 1) เครื่องทำความร้อนในการรักษาโลกร้อนถูกตั้งค่าที่ป้อนรังสีของ ∼1500 W จาก sowing เก็บเกี่ยว Fig. 1 แสดงแข็งเร่งรัดควบคุมแวดล้อมและไม่มีน้ำค้างแข็งในผืนโลกร้อน บ่งชี้ประสิทธิภาพของระบบทำความร้อน อย่างไรก็ตาม ในเวลากลางคืน ความร้อนอินฟราเรดเพื่อให้องศาการตั้งค่าใด ๆ ของภาวะโลกร้อนได้ดีอย่างหนึ่งขนาดเล็กมาก ความเร็วลมสูงลดลงประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อน (Kimball, 2005), แต่ที่ ค่าเฉลี่ยลมความเร็วในสามฤดูกาลเจริญเติบโตได้ประมาณ 2.4 m s−1 และอาจมีบางส่วนลดลงประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนที่ผืนร้อนเทียมและควบคุม (ไม่ประดิษฐ์ร้อน) ใต้เป็นน้ำแข็ง...Fig. 1 ผืนร้อนเทียมและควบคุม (ไม่ประดิษฐ์ร้อน) ภายใต้เหตุการณ์น้ำแข็งในวันที่ 12 2551 ธันวาคมที่มณฑลเหอเป่ย์จังหวัด จีน น้ำแข็งแบบเร่งรัดในสภาวะควบคุมผืนพบว่าด้านซ้ายของภาพและไม่มีน้ำค้างแข็งในโครงการ waming ที่พบในกลางด้านขวาตัวเลือกรูปรักษาที่มี: (1) สภาวะควบคุม (CK: warmed ไม่), (2) สูงอุณหภูมิกลางคืน (HNT: warmed ตั้งแต่ 19:00 ถึง 7:00), และอุณหภูมิกลางวัน – กลางคืน (3) สูง (HDNT: warmed 9:00 17:00 และ 19:00 น.ไป 7:00) ทรีตเมนท์ถูกจำลองครั้งที่สี่จำนวน 12 ผืน (2 × 4 m2 ละ) ในการออกแบบบล็อก randomized สมบูรณ์สำหรับการเติบโตซีซั่น 2009/10 และ 2010/11 และพวกเขาได้จำลอง 5 ครั้งในปี 2008/09 แต่ละแผนถูกแบ่งระหว่างกันโดย 2 m ในพล็อตแต่ละตัวควบคุม (CK), เครื่องทำอุ่น "กระพริบ" ของรูปร่างและขนาดเดียวกันเป็นเครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดที่ใช้รับผลแรเงา ภาวะโลกร้อนเริ่มที่ sowing และต่อผ่านการเก็บเกี่ยวข้าว2.3. อากาศ และวัดอุณหภูมิของดินแต่ละแผนมีพร้อมชุดเซนเซอร์วัดอุณหภูมิอัตโนมัติ (รุ่น HC2S3-L, Campbell วิทยาศาสตร์ Inc. โล ยูทาห์ สหรัฐอเมริกา) บันทึกอุณหภูมิของอากาศภายในฝาครอบ เซนเซอร์ติดตั้งภายในการป้องกันรังสีธรรมชาติสม่ำเสมอ (ประเภท 439101, Feingerätebau คุณตื่น GmbH เยอรมัน), ป้องกันจากแสงแดดโดยตรง พวกเขาได้ใส่ 2/3 ของความสูงของฝาครอบระหว่างสองแถวติดกัน พวกเขาถูกปรับปรุงเป็นพืชเติบโตเพื่อให้อัตราส่วนคงตลอดทั้งฤดูกาลเติบโตSoil temperature was measured at a soil depth of 20 cm using factory calibrated thermometer sensors (HMP107, Campbell Scientific Inc., Logan, Utah, USA) in each plot. Temperatures were recorded once every minute throughout the growing seasons. Daily soil temperatures were averaged on an hourly basis from seeding to ripening (GS00–GS99) (Zadoks et al., 1974). The daily air temperature near the canopy was averaged on an hourly basis from the 1st March to ripening (GS99). Before March, the plants were too small and the thermometers were too close to the soil surface; therefore, the mean air temperature was used as a metric.In addition, long-term daily data (1961–2011) were obtained from the Gucheng weather station, which is located within the experimental farm. Monthly mean air temperature anomalies (Table 1) were calculated using long-term meteorological data (1961–1991 World Meteorological Organization baseline period). The mean temperature for the first growing season was 1.7 °C higher than the long-term average, and was considered a warmer year (WY). The second growing season was considered as a colder year because the mean temperature was −1.0 °C lower than the long-term mean. The mean temperature in the WY was 2.7 °C higher than in the CY during the experiment. The growing season 2010/11 experienced periods that were either warmer or colder than the long-term mean. The average growing season was in line with the mean growing season temperature for the long-term period and was called the average year (AY) (Table 1).Table 1.Mean air temperature for wheat growing season (November–May) and for each month of the growing season for the long term average (1961–1990); and temperature anomalies in 2008/09, 2009/10, and 2010/11 at the field site in Hebei Province, China.November–May November December January February March April May1961–1990 Long-term average °C 6.1 5.1 −1.2 −3.2 −0.1 6.6 14.9 20.62008–2009 Warm year (WY) Δ°C 1.7 2.2 1.4 1.6 2 1.6 1.3 2.12009–2010 Cold year (CY) Δ°C −1.0 -3.3 −0.4 −0.7 0.1 −1.6 −3.1 1.82010–2011 Average year (AY) Δ°C −0.4 1.4 1.5 −3.1 −1.1 0.5 −0.9 −1Table options2.4. Crop managementWheat management was the same among all plots. The cultivar used for this study was Super-626, a semi-winter or spring wheat variety commonly grown in the experimental area. The crop was sown on 10th October 2008, 11th October 2009, and 12th October 2013 with a

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ร้อนของสภาพภูมิอากาศที่ชัดเจนที่สุดของการเพิ่มขึ้นสังเกตได้ในอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกตั้งแต่ช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เป็นอย่างมากเนื่องจากการเพิ่มขึ้นในความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกจากกิจกรรมของมนุษย์ (IPCC, 2013) ความท้าทายในอนาคตที่สำคัญคือการให้อาหาร 9 พันล้านคนภายใต้สภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงในขณะที่การเพิ่มขึ้นในอนาคตในอุณหภูมิของโลกจะส่งผลกระทบทางลบหรือบวกการผลิตข้าวสาลีในอนาคตขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์. ในทศวรรษที่ผ่านมาโปรแกรมการปรับปรุงพันธุ์ข้าวสาลีได้รับการว่าจ้างใน ข้าวสาลีเพิ่มขึ้นต้านทานต่อโรคและความเครียด abiotic ที่มีความสนใจเพียงเล็กน้อยที่จะเพิ่มศักยภาพผลผลิต (Reynolds et al., 2012 และนาดส์และ Borlaug 2006) การปรับปรุงพันธุ์เพื่อเพิ่มผลผลิตภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะต้องใช้เวลาในหลายจุดบัญชีเช่นการปรับปรุงโครงสร้างของพืชเพื่อลดที่พักดัดแปลงที่ดีขึ้นของกระบวนการสืบพันธุ์และการเพิ่มขึ้นของชีวมวลพืชผ่านการเปลี่ยนแปลงของประสิทธิภาพการใช้รังสี (นาดส์เอต al., 2012) ความสัมพันธ์ระหว่างมวลชีวภาพและผลผลิตที่เป็นที่รู้จักและได้รับการใช้ในอดีตที่ผ่านมาในการพัฒนาพันธุ์ข้าวสาลีผลตอบแทนสูง (Waddington et al., 1986) พืชชีวมวลเป็นหน้าที่ของการสังเคราะห์แสงและการหายใจที่มีกระบวนการทั้งสองได้รับอิทธิพลจากอุณหภูมิ (Peng et al., 2004). อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการเจริญเติบโตของพืชและการพัฒนา ที่อุณหภูมิสูงพืชจะเร่งการพัฒนาที่ก่อให้เกิดการลดลงในการเจริญเติบโตซึ่งมักจะแปลเป็นอัตราผลตอบแทนที่ต่ำกว่า อุณหภูมิของโลกที่เพิ่มขึ้นแบบไม่สมมาตรที่มีอุณหภูมิต่ำสุดในชีวิตประจำวันเพิ่มขึ้นเร็วกว่าอุณหภูมิสูงสุดประจำวัน (อีสเตอร์ et al., 1997, คาร์ล et al., 1993 และ Vose et al., 2005) ดังนั้นในเวลากลางคืนหรือร้อนในตอนกลางวันมีผลกระทบที่แตกต่างกันต่อการเจริญเติบโตของพืช ขณะที่ล่าสุด IPCC (2013) รายงานสรุปว่าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นอุณหภูมิต่ำสุดต่ำกว่าที่เคยคิดเป็ง et al, (2004) และ Lobell และออร์ติซ-อาราม (2007) แสดงให้เห็นว่าผลกระทบเชิงลบของการเพิ่มอุณหภูมิต่ำสุดต่อผลผลิตข้าว การค้นพบนี้ก็ยังได้รับการสนับสนุนจากการศึกษาสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมจำนวนมาก (อาเหม็ด et al., 1993, โมริตะ et al., 2002 Mutters และฮอลล์ปี 1992 และปรา et al., 2008). การจำลองและการศึกษาเชิงประจักษ์ได้ศึกษาการตอบสนองของพืชที่จะเปลี่ยนแปลง อุณหภูมิเฉลี่ยรายวัน (Baigorria et al., 2008 Lobell และสนาม 2007 Lobell และออร์ติซ-อาราม 2007 Peng et al., 2004 และ Rosenzweig และปัดป้อง 1994) แต่การศึกษาอื่น ๆ พิจารณาผลกระทบที่แตกต่างกันของเวลากลางวันและ ภาวะโลกร้อนในเวลากลางคืน (Lobell และออร์ติซ-อาราม 2007 และ Peng et al., 2004). ปริมาณผลกระทบอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดในการปลูกพืชไม่สอดคล้องระหว่างการศึกษา (Lobell และออร์ติซ-อาราม 2007) เป็นพืชที่ปลูกใน สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน เรือนกระจกและห้องแบบเปิดด้านบน (OTC) การศึกษาการทดลองมีการประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในพืช แต่กลางวันอุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มขึ้นมีมากขึ้นกว่าการเพิ่มขึ้นในเวลากลางคืนซึ่งไม่สอดคล้องกับลักษณะไม่สมมาตรของภาวะโลกร้อน (เบเกอร์และ อัลเลน 1993 ไคลน์ et al., 2005 และ Norby et al., 1997) การทดลองโดยใช้การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของอากาศฟรี (Fati) (Nijs et al., 1996) นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษาการตอบสนองของพืชเพื่อลดภาวะโลกร้อนในระดับเขต (คิมบอลล์ 2005 Luo et al., 2009 Ottman et al., 2012, Wan et al., 2009 และเซี่ย et al., 2010) ก่อนหน้าการศึกษา Fati มีการประเมินผลกระทบจากภาวะโลกร้อนชีวมวลทุ่งหญ้า (Luo et al., 2009 และ Wan et al., 2009) และอีกไม่นานต่อการเจริญเติบโตของข้าวสาลีและข้าวและผลผลิต (Dong et al., 2011, ฝาง, et al 2010 Ottman et al., 2012 และเทียน et al., 2012) การผลิตข้าวสาลีในอนาคตขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และพันธุ์พืชไม่ว่าจะเป็นในประเทศจีนหรือที่อื่น ๆ ในโลก (Li et al., 2014 Mishra et al., 2013 และพอร์เตอร์และ Gawith, 1999) ยกตัวอย่างเช่นในภาคใต้ของจีนจะได้รับพบว่าเพิ่มขึ้น 1.5 องศาเซลเซียสที่เพิ่มขึ้นผลผลิตข้าวสาลีฤดูหนาวเพราะการบรรเทาผลกระทบจากอุณหภูมิที่ต่ำสุดและก่อนหน้านี้ดอกบาน (Tian et al., 2014) วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้ได้โดยเริ่มต้นเพื่อประเมินข้าวสาลี การเจริญเติบโตของชีวมวลการพัฒนาผลผลิตและดัชนีการเก็บเกี่ยวภายใต้ระบอบการปกครองที่ให้ความร้อนสำหรับวันและเวลากลางคืน. 2 วัสดุและวิธีการ2.1 คำอธิบายเว็บไซต์การทดลองดำเนินการในช่วงสามฤดูกาลที่กำลังเติบโต (2008/2009, 2009/2010 และ 2010/2011) ที่ Gucheng Agrometeorological ทดลองศูนย์บริหารอุตุนิยมวิทยาประเทศจีนใน Dingxing มณฑลเหอเป่ยภาคเหนือของจีนล้วน (39 ° 08 'N 115 ° 40'E 15.2 เมตร ASL) เว็บไซต์ที่อยู่ในการผลิตข้าวสาลีฤดูหนาวที่สำคัญในพื้นที่ภาคเหนือของจีนธรรมดา ปีอุณหภูมิเฉลี่ย 11.7 องศาเซลเซียสเป็นประจำทุกปีฝนเฉลี่ย 551.5 มิลลิเมตรหมายถึงแสงแดดประจำปี 2659 ชั่วโมงและระยะเวลาการ frostless เฉลี่ย 187 d ดินเป็นปกติ Haplic Luvisol แห่งสหประชาชาติ (FAO) ที่มีค่า pH 8.1 และความหนาแน่น 1.35 กรัมซม 3. 2.2 การออกแบบการทดลองการทดลองสนามได้ดำเนินการใช้ระบบอุ่น Fati คล้ายกับระบบที่ดีอยู่ที่ธรรมดา apiaries สหรัฐอเมริกาและอธิบายไว้ในรายละเอียดโดย Wan et al, (2002) รายละเอียดเพิ่มเติมของระบบทำความร้อนสำหรับสถานที่ทดลองสามารถพบได้ในฝาง et al, (2013) ระบบจำลองสิ่งแวดล้อมภาวะโลกร้อนด้วยโคมไฟรังสีอินฟราเรดระงับ 2.3 เมตรเหนือพื้นดินในลงหันหน้าไปทางสแตนเลสกระจกสะท้อนแสงครึ่งวงกลมซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของหลอดรังสี (รูปที่ 1). เครื่องทำความร้อนในการรักษาภาวะโลกร้อนที่ตั้งอยู่ในการป้อนข้อมูลของรังสี ~1500 W จากการหว่านเมล็ดที่จะเก็บเกี่ยว รูป 1 แสดงน้ำค้างแข็งเข้มข้นของการควบคุมโดยรอบและไม่มีน้ำค้างแข็งในแปลงร้อนแสดงให้เห็นประสิทธิภาพของระบบทำความร้อนที่ อย่างไรก็ตามในเวลากลางคืนที่ต้องการความร้อนอินฟราเรดเพื่อให้บรรลุองศาชุดใด ๆ ของภาวะโลกร้อนเป็นขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับ ความเร็วลมสูงลดลงประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อน (คิมบอลล์ 2005) แต่ในเว็บไซต์นี้ความเร็วลมเฉลี่ยสำหรับสามฤดูการเจริญเติบโตคือประมาณ 2.4 มิลลิวินาที-1 และอาจจะมีลดลงบางส่วนประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อน. แปลงกับภาวะโลกร้อนเทียม และการควบคุม (ไม่ร้อนเทียม) ภายใต้ความเย็น ... รูป 1. แปลงกับภาวะโลกร้อนและการควบคุมเทียม (ไม่ร้อนเทียม) ภายใต้เหตุการณ์น้ำค้างแข็งบน 12 ธันวาคม 2008 ที่จังหวัดเหอเป่ย์ประเทศจีน เร่งรัดน้ำค้างแข็งในแปลงควบคุมรอบแสดงให้เห็นในด้านบนซ้ายของภาพและไม่มีน้ำค้างแข็งในแปลง waming แสดงให้เห็นว่าในกลางขวา. รูปที่ตัวเลือกการรักษาพบว่า (1) การควบคุมห้อง (CK: ไม่อบอุ่น), (2) ที่สูงขึ้น อุณหภูมิคืน (HNT: อบอุ่น 19:00-07:00) และ (3) อุณหภูมิวันคืนที่สูงขึ้น (HDNT: อบอุ่น 9:00-17:00 และ 19:00-07:00) การรักษาที่แต่ละคนได้รับการจำลองแบบสี่ครั้งรวมเป็น 12 แปลง (2 × 4 m2 แต่ละคน) ในการออกแบบบล็อกสุ่มสมบูรณ์แบบสำหรับการเจริญเติบโตฤดูกาล 2009/10 และ 2010/11 และพวกเขาถูกจำลองแบบ 5 ครั้งในปี 2008/09 พล็อตแต่ละคนถูกแยกออกระหว่างกันโดย 2 เมตร ในแต่ละแปลงควบคุม (CK), "จำลอง" เครื่องทำความร้อนของรูปทรงและขนาดเดียวกันเป็นเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ผลการแรเงา ร้อนเริ่มหว่านและต่อเนื่องไปจนถึงการเก็บเกี่ยวข้าว. 2.3 วัดอากาศและอุณหภูมิดินแต่ละพล็อตเป็นอุปกรณ์ที่มีชุดของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิอัตโนมัติ (รุ่น HC2S3-L, แคมป์เบลทางวิทยาศาสตร์อิงค์โลแกน, ยูทาห์สหรัฐอเมริกา) การบันทึกอุณหภูมิอากาศภายในหลังคา เซ็นเซอร์ถูกติดตั้งอยู่ด้านในของโล่รังสีการระบายอากาศตามธรรมชาติ (ชนิด 439,101, Feingerätebauเค Fischer GmbH ประเทศเยอรมนี) ได้รับการป้องกันจากแสงแดดโดยตรง พวกเขาถูกใส่ที่ 2/3 ของความสูงของหลังคาระหว่างสองแถวติดต่อกัน พวกเขาจะถูกปรับเป็นพืชที่เติบโตอย่างต่อเนื่องเพื่อให้อัตราส่วนตลอดฤดูปลูก. อุณหภูมิดินวัดที่ระดับความลึกของดิน 20 ซมใช้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิสอบเทียบโรงงาน (HMP107 แคมป์เบลทางวิทยาศาสตร์อิงค์โลแกน, ยูทาห์สหรัฐอเมริกา) ในแต่ละแปลง . อุณหภูมิที่ครั้งหนึ่งเคยถูกบันทึกไว้ทุกนาทีตลอดฤดูกาลที่กำลังเติบโต อุณหภูมิดินถูกทุกวันเฉลี่ยในแบบรายชั่วโมงจากเมล็ดจะสุก (GS00-gs99) (Zadoks et al., 1974) อุณหภูมิของอากาศในชีวิตประจำวันที่อยู่ใกล้หลังคาเฉลี่ยในแบบรายชั่วโมงตั้งแต่วันที่ 1 มีนาคมถึงสุก (gs99) ก่อนเดือนมีนาคมพืชมีขนาดเล็กเกินไปและเครื่องวัดอุณหภูมิที่ถูกเกินไปใกล้กับพื้นผิวดิน; ดังนั้นอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยถูกใช้เป็นตัวชี้วัด. นอกจากนี้ในระยะยาวข้อมูลในชีวิตประจำวัน (1961-2011) ที่ได้รับจากสถานีอากาศ Gucheng ซึ่งตั้งอยู่ภายในฟาร์มทดลอง รายเดือนเฉลี่ยความผิดปกติอุณหภูมิของอากาศ (ตารางที่ 1) ได้รับการคำนวณโดยใช้ข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยาในระยะยาว (1961-1991 องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกระยะเวลาพื้นฐาน) อุณหภูมิเฉลี่ยสำหรับฤดูปลูกครั้งแรกที่ 1.7 องศาเซลเซียสสูงกว่าค่าเฉลี่ยระยะยาวและได้รับการพิจารณาเป็นปีที่อุ่น (WY) ฤดูปลูกที่สองได้รับการพิจารณาเป็นปีที่หนาวเย็นเพราะอุณหภูมิเฉลี่ย -1.0 องศาเซลเซียสต่ำกว่าค่าเฉลี่ยระยะยาว อุณหภูมิเฉลี่ยใน WY 2.7 องศาเซลเซียสสูงกว่าในภาวะระหว่างการทดสอบ ฤดูปลูก 2010/11 มีประสบการณ์ช่วงเวลาที่มีทั้งอุ่นหรือเย็นกว่าค่าเฉลี่ยระยะยาว ฤดูการเจริญเติบโตเฉลี่ยในแนวเดียวกันกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในฤดูกาลเฉลี่ยสำหรับงวดระยะยาวและถูกเรียกว่าปีเฉลี่ย (AY) (ตารางที่ 1). ตารางที่ 1 อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยสำหรับการเจริญเติบโตของข้าวสาลีฤดู (พฤศจิกายนพฤษภาคม) และสำหรับการ ในแต่ละเดือนของฤดูปลูกสำหรับค่าเฉลี่ยระยะยาว (1961-1990); และความผิดปกติอุณหภูมิใน 2008/09, 2009/10 และ 2010/11 ที่เว็บไซต์ของเขตข้อมูลในมณฑลเหอเป่จีน. เดือนพฤศจิกายนถึงเดือนพฤษภาคมพฤศจิกายนธันวาคมมกราคมกุมภาพันธ์มีนาคมเมษายนพฤษภาคม1961-1990 เฉลี่ยระยะยาว° C 6.1 5.1 -1.2 - 3.2 -0.1 6.6 14.9 20.6 2,008-2,009 ปีที่อบอุ่น (WY) Δ° C 1.7 2.2 1.4 1.6 1.6 1.3 2 2.1 2009-2010 ปีเย็น (CY) Δ° C -1.0 -3.3 -0.4 -0.7 -1.6 -3.1 0.1 1.8 ปี 2010-2011 เฉลี่ย (AY) Δ° C -0.4 1.4 1.5 -3.1 -1.1 0.5 -0.9 -1 ตัวเลือกตารางที่2.4 การจัดการพืชการจัดการข้าวสาลีได้เหมือนกันในหมู่แปลงทั้งหมด พันธุ์ที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้เป็น Super-626 ในช่วงฤดูหนาวหรือกึ่งหลากหลายข้าวสาลีฤดูใบไม้ผลิที่ปลูกกันทั่วไปในพื้นที่ทดลอง พืชที่ถูกหว่านลงในวันที่ 10 เดือนตุลาคม 2008 11 ตุลาคม 2009 และ 12 ตุลาคม 2013 ด้วย

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ร้อนของอากาศที่ชัดเจนมากที่สุดและเพิ่มอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกตั้งแต่กลาง - ศตวรรษที่ 20 มากเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากมนุษย์ ( IPCC , 2013 ) ความท้าทายในอนาคตหลักคือเลี้ยง 9 พันล้านคน ภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เช่น อุณหภูมิของโลกจะเพิ่มขึ้นในอนาคต มีผลในทางลบหรือบวกการผลิตข้าวสาลีในอนาคตขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ .

ในทศวรรษที่ผ่านมา , ข้าวสาลีพันธุ์โปรแกรมได้รับการว่าจ้างในการต้านทานโรคและความเครียด ไร่ข้าวสาลี มีความสนใจเล็ก ๆน้อย ๆเพื่อเพิ่มศักยภาพในการให้ผลผลิต ( Reynolds et al . , 2012 และเรโนลด์ บอร์ลอก , 2006 )ผสมพันธุ์เพื่อเพิ่มผลผลิตภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ต้องคำนึงถึงหลายจุด เช่น การปรับปรุงโครงสร้างของพืชเพื่อลดที่พัก การปรับตัวที่ดีขึ้นของกระบวนการสืบพันธุ์ และมวลชีวภาพของพืชที่ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้รังสี ( Reynolds et al . , 2012 )ความสัมพันธ์ระหว่างผลผลิตมวลชีวภาพและเป็นที่รู้จักและมีการใช้ในอดีตเพื่อพัฒนาผลผลิตสูงข้าวสาลีพันธุ์ ( Waddington et al . , 1986 ) พืชชีวมวลเป็นฟังก์ชันของการสังเคราะห์แสงและการหายใจ กับทั้งกระบวนการได้รับอิทธิพลจากอุณหภูมิ ( Peng et al . , 2004 ) .

อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการเจริญเติบโตของพืชและการพัฒนา ที่อุณหภูมิสูงกว่าพืชจะเร่งพัฒนาให้เกิดการเจริญซึ่งมักจะแปลเป็นผลผลิตที่ลดลง อุณหภูมิของโลกที่เพิ่มขึ้น asymmetrically กับอุณหภูมิต่ำสุดประจำวันเพิ่มขึ้นเร็วกว่าที่อุณหภูมิสูงสุดรายวัน ( อิสเตอร์ลิง et al . , 1997 , คาร์ล et al . , 1993 และโวส์ et al . , 2005 ) ดังนั้น กลางคืนหรือกลางวันก็ร้อนผลกระทบแตกต่างกันต่อการเจริญเติบโตของพืชขณะที่ครั้งล่าสุด ( 2013 ) รายงานพบว่าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่น อุณหภูมิต่ำสุด ต่ำกว่าที่เคยคิดว่า Peng et al . ( 2004 ) และ lobell ออร์ติซ ( 2007 ) และที่แสดงผลกระทบของการเพิ่มอุณหภูมิต่ำต่อผลผลิตข้าว การค้นพบนี้ยังสนับสนุนหลายการควบคุมการศึกษา ( อาเหม็ด et al . , 1993 โมริตะ et al . , 2002เสียงพึมพำและ Hall , 1992 และ Prasad et al . , 2008 ) .

การจำลองและการศึกษาเชิงประจักษ์ได้ศึกษาการตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงทุกวัน หมายถึงอุณหภูมิ ( baigorria et al . , 2008 , lobell และสนาม , 2007 , และ lobell Ortiz ที่ 2007 , Peng et al . , 2004 และโรเซนส์ไวก์และปัดป้อง 1994 )แต่การศึกษาอื่น ๆ การพิจารณาผลกระทบที่แตกต่างกันของเวลากลางวันและกลางคืนเวลาร้อน ( และ lobell Ortiz ที่ 2007 และ Peng et al . , 2004 ) .

ปริมาณสูงสุดและต่ำสุดของอุณหภูมิที่มีต่อพืชที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างศึกษา ( lobell และออทิซ n ที่ 2007 ) เป็นพืชที่ปลูกในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันเรือนกระจกและห้องด้านบนเปิด ( OTC ) ได้ทำการทดลองศึกษาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในพืช แต่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยในเวลากลางวันที่มีมากขึ้นกว่าช่วงเวลากลางคืนเพิ่มขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับลักษณะที่ไม่สมมาตรของภาวะโลกร้อน ( Baker และ อัลเลน , 1993 , Klein et al . , 2005 และนอร์บี้ et al . , 1997 )ทดลองใช้ฟรีเพิ่มอุณหภูมิอากาศ ( fati ) ( nijs et al . , 1996 ) ยังใช้เพื่อศึกษาการตอบสนองของพืชต่อภาวะโลกร้อนในระดับฟิลด์ ( คิมบอลล์ , 2005 , Luo et al . , 2009 , น ตต์แมน et al . , 2012 , วาน et al . , 2009 และ Xia et al . , 2010 ) ก่อนหน้านี้ fati การศึกษาได้ประเมิน ผลกระทบของภาวะโลกร้อนต่อชีวมวลทุ่งหญ้า ( Luo et al . , 2009 วาน et al . ,2009 ) และอื่น ๆเมื่อเร็ว ๆนี้ในการเจริญเติบโตและผลผลิตข้าวสาลีและข้าว ( ดง et al . , 2011 , ฟาง et al . , 2010 , น ตต์แมน et al . , 2012 และเทียน et al . , 2012 ) การผลิตข้าวสาลีในอนาคตขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และพันธุ์พืช ไม่ว่าจะเป็นจีน หรือ ที่อื่น ๆในโลก ( Li et al . , 2014 , Mishra et al . , 2013 และ Porter และ gawith , 1999 ) ตัวอย่างเช่นในจีนใต้จะได้รับพบว่าเพิ่มขึ้นจาก 1.5 ° C เพิ่มผลผลิตข้าวสาลีฤดูหนาว เพราะการลด อุณหภูมิต่ำสุด และก่อนหน้านี้ดอกบาน ( เทียน et al . , 2010 ) มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินการเจริญเติบโต ปริมาณข้าวสาลีพัฒนา ผลผลิต และค่าดัชนีการเก็บเกี่ยว ภายใต้ระบบความร้อนสำหรับกลางวันและกลางคืน

2 วัสดุและวิธีการ
2.1 . รายละเอียด

เว็บไซต์