植物熱障礙是指當環境溫度超過作物最適生長溫度時，植物所發生的生理失調和生長障礙。當溫度急劇升高時，例如超過最適溫度10℃以上，植物會受到嚴重的傷害。即使溫度緩慢上升，例如超過最適溫度5-10℃，也會隨著暴露時間的延長而產生與急劇升溫相同的影響。了解植物熱障礙的發生機制和影響，並掌握相關的預防與應對措施，對於確保作物豐收至關重要。
熱障礙的定義與成因
植物熱障礙，顧名思義，是指當環境溫度超過作物所能忍受的最適溫度時，植物所產生的一連串生理反應及衍生的生長障礙。簡單來說，就像人類在酷暑下會感到不適一樣，植物也無法承受過高的溫度。熱障礙的發生，通常與氣候變遷導致的極端高溫事件息息相關，而不同作物對於溫度的耐受程度也有所差異，例如：水稻、番茄等喜溫作物，在高溫環境下生長良好，但像草莓、菠菜等喜涼作物，則容易受到高溫的影響。
當溫度急遽上升，例如超過最適溫度 10℃以上時，植物細胞內的生理活動會受到干擾，例如：光合作用效率下降、呼吸作用加速、水分蒸散增加等，導致植物無法正常生長發育，甚至出現葉片灼傷、生長停滯、開花結果減少等症狀。即使溫度上升幅度較為輕緩，例如大於最適溫度 5-10℃時，雖然不會立即造成明顯的傷害，但隨著暴露時間拉長，植物也會逐漸累積熱傷害，最終出現與急遽升溫情況下相同的影響。
熱障礙的成因主要包括：
- 高溫環境： 氣候變遷導致全球氣溫上升，極端高溫事件頻傳，是造成植物熱障礙的主要原因。
- 土壤溫度升高： 土壤溫度過高會影響根系生長，降低水分和養分的吸收效率，進而影響植物的生長。
- 光照強度過強： 強烈的陽光照射會導致葉片溫度升高，加劇熱傷害。
- 水分不足： 缺水會降低植物的抗熱能力，更容易受到高溫的影響。
- 品種特性： 不同品種的抗熱性差異很大，有些品種具有較高的抗熱性，而有些品種則容易受到高溫的影響。
了解熱障礙的定義與成因，是預防和應對熱障礙的第一步。接下來，我們將深入探討植物熱障礙的症狀、影響、防治措施以及應對策略，幫助您有效掌握預防與應對秘訣，確保作物豐收。
作物熱障礙會發生什麼事?
作物熱障礙，顧名思義，指的是植物在高溫環境下所產生的生理失調狀態。專家指出，作物在連續的高溫環境中會出現蛋白質變性和異常聚集，進而導致酵素系統受損和光合作用降低，且無氧的呼吸作用提高，植株的能量作用是消耗大於吸收，因此生長及代謝功能都會停滯，造成許多熱障礙症狀。
當天氣溫度高於作物可以忍受的溫度後，此時作物的蒸散作用、光合作用與養分吸收都會停滯。而光合作用下降，作物體內的碳水化合物不足，根系也因此去功能，無法吸收土壤養分，形成生理機能的惡性循環，如同農友敘述的夏天睡午覺，初期的間歇性萎凋就是最好的徵兆。
作物熱障礙，會發生什麼事呢？ 如果作物發生熱障礙，大概會有下面一系列的症狀產生：
- 葉片萎凋：高溫會導致植物體內水分快速蒸散，造成葉片水分不足，出現萎凋現象，嚴重時甚至會枯萎。
- 葉色變黃：高溫會抑制葉綠素的合成，導致葉片顏色變黃，甚至出現褐斑，影響光合作用效率。
- 果實發育不良：高溫會影響果實的生長發育，造成果實大小不均、果肉品質下降、果實畸形等問題。
- 產量下降：熱障礙會影響作物的生長發育，導致產量下降，甚至造成絕收。
- 品質下降：高溫會影響作物的品質，例如果實甜度降低、果實硬度下降、果實風味變差等。
- 植株矮化：高溫會抑制植株生長，導致植株矮化，影響產量。
- 根系發育不良：高溫會抑制根系生長，導致根系發育不良，影響養分吸收和水分吸收。
- 花芽分化受阻：高溫會影響花芽分化，導致花芽分化受阻，影響開花結果。
這些症狀的出現，代表作物已經受到熱障礙的影響，需要及時採取措施進行防治，避免造成更大的損失。
熱障礙. Photos provided by unsplash
熱傷害的類型與鑑別診斷
熱傷害可以大致分成熱中暑、熱衰竭、熱痙攣，症狀表現和死亡風險都不完全相同。了解不同類型的熱傷害，才能更精準地採取應對措施，避免病情惡化。
熱中暑是熱傷害中最嚴重的類型，發生時體溫會超過41.1°C，且伴隨神經功能異常，例如昏迷、抽搐等。熱中暑通常是體溫調節能力失常所致，導致排汗功能異常、散熱功能變差，老人、小孩、慢性疾病患者和酗酒者都是高危險群。
熱衰竭則屬於較輕微的熱傷害，體溫通常不會超過40°C，但患者會出現頭暈、噁心、虛弱、大量出汗等症狀。熱衰竭的主要原因是體內水分和電解質流失，導致血液循環不良，身體無法正常散熱。
熱痙攣是因大量流汗導致體內電解質失衡，特別是鈉離子流失，而引起的肌肉痙攣。熱痙攣通常發生在運動員或在高溫環境下工作的人身上，症狀包括肌肉疼痛、抽筋、痙攣等，但體溫通常不會升高。
以下表格整理了熱中暑、熱衰竭和熱痙攣的差異：
| 症狀 | 熱中暑 | 熱衰竭 | 熱痙攣 |
|---|---|---|---|
| 體溫 | >41.1°C | <40°C | 正常或略微升高 |
| 神經功能 | 昏迷、抽搐 | 頭暈、噁心、虛弱 | 肌肉疼痛、抽筋、痙攣 |
| 其他症狀 | 皮膚乾燥、心跳加速、呼吸急促 | 大量出汗、皮膚潮濕、脈搏微弱 | 無明顯其他症狀 |
| 危險性 | 非常高，可能致命 | 較低，但需要及時治療 | 最低，通常不會致命 |
當懷疑自己或他人可能出現熱傷害時，應立即採取措施降溫，並盡快就醫。及早診斷和治療可以有效降低熱傷害的併發症風險，保護生命安全。
| 類型 | 症狀 | 體溫 | 其他症狀 | 危險性 |
|---|---|---|---|---|
| 熱中暑 | 神經功能異常（昏迷、抽搐） | >41.1°C | 皮膚乾燥、心跳加速、呼吸急促 | 非常高，可能致命 |
| 熱衰竭 | 頭暈、噁心、虛弱 | <40°C | 大量出汗、皮膚潮濕、脈搏微弱 | 較低，但需要及時治療 |
| 熱痙攣 | 肌肉疼痛、抽筋、痙攣 | 正常或略微升高 | 無明顯其他症狀 | 最低，通常不會致命 |
熱能與植物生長
植物，如同人體一樣，也需要熱能來維持生命活動。植物的熱能來源於太陽光，通過光合作用將光能轉化為化學能，儲存在碳水化合物中。這些碳水化合物，也就是我們常說的糖類，是植物生長發育的能量來源。植物利用這些能量進行各種生理活動，例如光合作用、呼吸作用、水分運輸、養分吸收等等。
植物的熱能需求會受到多種因素影響，包括光照強度、溫度、水分、養分等。當環境溫度過高時，植物會加速呼吸作用，消耗更多的熱能來維持生命活動。同時，高溫也會加速水分蒸發，導致植物缺水，進而影響光合作用效率，降低熱能的轉化和儲存。
因此，在炎熱的夏季，植物更容易受到熱能障礙的影響。高溫環境下，植物的呼吸作用會加速，消耗更多的能量，同時光合作用效率降低，導致能量供應不足，植物生長受到抑制。此外，高溫還會加速植物體內水分蒸發，造成缺水，進一步加劇熱能障礙。
了解植物的熱能需求和熱能障礙的影響機制，可以幫助我們更好地理解植物生長過程，並採取有效的措施來預防和應對熱能障礙，確保作物豐收。
熱衰竭的症狀表現
熱衰竭 (heatexhaustion) 是指在高溫環境下勞動，出現的血液循環機能衰竭。當人體在高溫環境下，無法有效地散熱，導致體溫調節功能失調，就會出現熱衰竭。熱衰竭的症狀包括血壓下降、脈搏和呼吸加快、大量出汗、皮膚變涼、血漿和細胞間液量減少、暈眩、虛脫等。這時體溫通常是正常的。
在炎熱的天氣下進行體力勞動或長跑，都可能引致熱衰竭，嚴重的更會中暑。炎熱的天氣下大量出汗，雖可防止體溫升高，但身體大量喪失水分和鹽分，會使腿部及身體的肌肉抽搐，全身無力。如不及時補充水分和鹽分，病情惡化，患者可能虛脫。
熱衰竭的其他徵狀是眩暈、頭痛、嘔吐。患者體溫正常，皮膚濕冷，面色蒼白; 呼吸和脈搏加快。患者如有反胃及腹瀉、嘔吐，會失去更多體液，使情況惡化。
熱衰竭的症狀可能因人而異，但通常會在高溫環境下暴露一段時間後出現。如果出現上述症狀，應立即採取措施降溫，並尋求醫療協助。及早診斷和治療熱衰竭，可以有效防止病情惡化，避免出現更嚴重的中暑情況。
熱障礙結論
面對氣候變遷帶來的極端高溫挑戰，了解並掌握植物熱障礙的預防與應對策略，已成為現代農業發展的重要課題。本文從熱障礙的定義與成因、症狀、影響、防治措施、預測與監控以及應對策略等方面，深入探討了植物熱障礙的方方面面。希望藉由本文的分享，幫助您更好地理解植物熱障礙，並採取有效的措施來保護您的作物，確保豐收。
請記住，預防勝於治療，積極採取措施減輕熱障礙的影響，對於確保作物生長和產量至關重要。從品種選擇、適時灌溉、遮陽、施肥等措施入手，並結合氣象預報和土壤溫度監控，可以有效降低熱障礙帶來的風險。面對熱障礙，我們不僅需要掌握知識，更需要積極行動，才能在高溫環境下，創造更美好的農業未來。
熱障礙 常見問題快速FAQ
我的作物出現葉片萎凋，是什麼原因造成的？
作物葉片萎凋可能是多種因素造成的，其中最常見的原因之一就是熱障礙。當環境溫度過高時，植物體內水分會快速蒸散，導致葉片水分不足，出現萎凋現象。其他可能造成葉片萎凋的原因包括缺水、根系發育不良、病蟲害等。建議您檢查土壤水分、根系狀況，並觀察植物是否有其他病蟲害跡象，以找出葉片萎凋的真正原因。
如何預防植物熱障礙？
預防植物熱障礙，可以採取以下措施：
- 選擇抗熱性強的品種： 不同的植物品種具有不同的抗熱性，選擇抗熱性強的品種，可以有效降低熱障礙的發生率。
- 適時灌溉： 保持土壤水分充足，可以提高植物的抗熱能力。建議您根據植物的生長情況，適時進行灌溉，避免土壤過於乾燥。
- 遮陽： 在炎熱的夏季，使用遮陽網或其他遮陽措施，可以降低植物受到陽光直射的程度，減少熱傷害的發生。
- 合理施肥： 合理施肥可以提高植物的抗逆性，包括抗熱性。建議您根據植物的生長需求，施用適量的肥料，避免過度施肥。
我家的作物最近產量下降，這跟熱障礙有關嗎？
作物產量下降可能是多種因素造成的，其中熱障礙是常見的原因之一。當植物受到熱障礙的影響時，生長發育會受到抑制，導致產量下降。其他可能造成產量下降的原因包括病蟲害、營養不良、水分不足等。建議您仔細觀察作物的生長情況，並排查可能導致產量下降的原因，以便採取有效的措施進行防治。