综述：温度在确定棉花最佳种植时间中的关键作用：综述

这篇综述系统阐述了温度（包括空气和土壤温度）对棉花（Gossypium hirsutum L.）种植决策的关键影响，重点分析了温度阈值（如最低60°F/15.6°C）、热单位（GDD/DD60）计算方法及其与萌发、出苗和产量的关系，同时探讨了气候变化下种植窗口的适应性调整策略，为棉花生产提供了基于温度管理的科学指导。

　　

温度在棉花种植时间优化中的核心作用

作为全球重要的经济作物，棉花对温度变化极为敏感。其原产于热带地区，适宜在温暖无霜的环境中生长，温度直接影响种子萌发、幼苗建成及纤维发育全过程。研究表明，棉花存在明确的热动力学窗口（TKW），当温度维持在74–90°F（23–32°C）时，酶活性和代谢效率最佳；低于60°F（15.6°C）则生长停滞，而超过95°F（35°C）会抑制光合作用。

空气温度的调控效应

日间高温与夜间低温的组合对棉花影响显著。日间86°F（30°C）配合夜间>60°F（15.6°C）最利于萌发，但若遭遇50°F（10°C）以下的"寒休克"，会导致胚根畸形或死亡。美国棉花带普遍建议在连续5–7天日温>80°F（26.7°C）、夜温>50°F（10°C）时播种。值得注意的是，短暂极端高温（如98°F/36.7°C）即可引发生理胁迫，这与膜脂过氧化和蛋白质变性密切相关。

土壤温度的关键阈值

种子萌发层（1–2英寸/2.5–5 cm深度）的温度尤为关键。64°F（18°C）是公认的最低播种阈值，而86°F（30°C）可实现最快出苗。亚利桑那州的研究显示，当土壤温度低于50°F（10°C）时，吸水后的种子会因冷害出现胚根坏死；反之，>95°F（35°C）会降低种子活力。通过水合预处理（hydropriming）或化学引发（KNO₃处理）可提升种子在极端温度下的存活率。

气候变化下的种植策略调整

全球变暖使得春季积温（GDD）增加，早期播种（如4月中旬）逐渐成为趋势。但模拟研究表明，温度每上升1.8°F（1°C），棉花生育期会缩短7–10天，这要求选育更耐热的品种。美国南部平原地区采用双阈值模型（63°F/86°F）来预测棉铃成熟度，其准确率比传统DD60模型提高22%。

热单位计算的实践应用

以60°F为基温的日度计算（DD60）是主流方法，其预测从播种到开花需775–850 GDD，至收获需2200–2600 GDD。但澳大利亚采用54°F（12°C）基温，并设置"冷休克惩罚"机制——当温度≤52°F（11°C）时暂停积温计算。最新研究发现，加入86°F上限阈值可更准确预测初花期，这与叶绿素荧光参数F_v/F_m的测定结果高度吻合。

未来研究方向

需要开发能整合土壤湿度、日照时数和极端天气事件的改进型GDD模型。通过CRISPR基因编辑技术改良棉花温度响应通路（如CBF/DREB1转录因子）将成为育种重点。此外，利用无人机红外热成像实时监测田间温度梯度，可为精准播种提供数据支持。这些创新将帮助棉花产业应对愈发多变的气候挑战。