Rapsblommor som öppnar sig under kontroll och hög natttemperatur är markerade. Detta gör det möjligt för forskarna att förstå de olika effekterna av stress på avkastningen. Kredit:Meghnath Pokharel.
Växter sover inte som människor gör – men precis som vissa människor inte vilar bra i värmen, vissa växter gör det inte heller. Canolaplantan är inte lika produktiv om temperaturen är hög på natten, och forskare försöker ta reda på varför.
Du kanske känner till raps från rapsoljan på livsmedelsbutikernas hyllor. Växten blir mellan 3-5 fot hög med små gula blommor. De resulterande fröna skördas och krossas för att göra rapsolja och mjöl.
Men du kan bli förvånad över rapsens betydelse. "Canola är den tredje största källan till vegetabilisk olja som människor äter, " säger Meghnath Pokharel, doktorand i agronomi vid Kansas State University. "Liknande, rapsmjöl är det näst största fodermjölet efter sojamjöl. Den största delen av rapsmjöl i USA utfodras till mjölkkor eftersom det höga fettinnehållet i måltiden hjälper mjölkproduktionen. Dessutom, det används också som en källa till biodiesel."
I USA, dess produktion är koncentrerad till Northern Plains och sydöstra stater. Över hela världen, den kalla årstiden odlas mest på vintern. Det är mycket känsligt för stress vid hög temperatur:när temperaturen stiger, produktiviteten faller.
Forskarna har funnit att vinterodlad raps är särskilt påverkad av nattliga temperaturstegringar under blomnings- och fröbildande stadier. Temperaturer på 68-73 grader Fahrenheit har en betydande negativ inverkan på avkastningen, säger forskarna.
Vad exakt gör växten på natten? Det sover inte som människor gör, men den genomför viktiga processer som påverkar hur mycket olja den kan producera. Under natten, anläggningen utför underhåll på cellnivå. Detta gör att den har tillräckligt med energi för att odla nya celler och reparera skadade.
Pokharel använder olika färger för att markera nyöppnade blommor. Vissa är under kontroll och andra utsätts för hög natttemperatur, så att han kan få baljor i olika stadier. Detta gör det möjligt för forskarna att förstå de olika effekterna av stress på avkastningen i olika fysiologiska stadier. Kredit:Anuj Chiluwal
När det gäller raps, den måste också blomma, producera pollen, bli pollinerad, skapa en pod, och slutligen skapa frön i en balja. Den slutliga mängden olja eller mjöl som kommer från raps bestäms till stor del av antalet baljor, fröna per balja, och individuell frövikt.
Alla dessa viktiga steg är begränsade när temperaturen ökar, inklusive nattetid.
"Stress vid hög natttemperatur förändrar olika fysiologiska processer som i slutändan leder till minskad frösättning, kornnummer, spannmålsfyllningstid, spannmålsfyllningshastighet, och slutlig spannmålsvikt i raps, " säger Pokharel. Det innebär en lägre avkastning för odlaren.
I sin forskning, forskarna studerade många olika aspekter av rapsväxten. Till exempel, de tittade på vilken tid på dygnet växterna blommar under normala förhållanden jämfört med höga natttemperaturer. Gruppen tittade också på kvaliteten på de slutliga fröna.
"Temperaturerna fick blomningen att skifta till tidigare timmar på morgonen, " Pokharel förklarar. "Tidpunkten för blommans öppnande är viktig för växten, eftersom det bestämmer aspekter relaterade till befruktning och slutligen frösättning."
Forskarna säger att de högre natttemperaturerna kommer att ha en långsiktig inverkan på grund av globala klimatförändringar. Dessutom, förändringar i atmosfären gör att uppvärmningseffekten blir starkare på natten. I sin forskning, de hoppas också kunna utforska hur man föder upp raps som inte är lika hårt påverkad av höga nattetemperaturer.
"Detta var det första försöket att se svaren från olika vinterodlade hybrider av raps under hög natttemperatur, " Pokharel säger. "Resultaten var mycket spännande! Vi vill utveckla vinterraps med ökad motståndskraft mot framtida uppvärmningsscenarier."
