Page 101 - VOL.53

TSMC/ Facility Published

光合作用速率的量測一般以紅外光氣體分析儀 水分逆境為常見的環境逆境，通常為淹水或缺水造
(infrared gas analyzer) 為量測基礎，其原理為利用 成，在氣候變遷加劇造成極端氣候事件頻傳的當下，
二氧化碳對紅外光波段 (4260nm) 的吸收率，以固 乾旱及暴雨事件發生的頻度及強度均增加，對植物的
定面積的葉夾夾住待測葉片，同時監測通過葉夾與未 影響也相對嚴重，因此都市植栽的水分控管對植株健
通過葉夾的二氧化碳濃度之差異，即可得知單位葉面 康及水資源利用上日趨重要，不僅缺水會造成植株傷
[11]
積的二氧化碳吸收或排放量，藉以計算光合作用速 害，過多的水分也會造成水資源浪費及植株徒長 。
率。常用的量測模式包括氣體交換日變化量測及建立 水分是植物生長與存活的重要元素之一，水分逆境會
光合作用光反應曲線，日變化量測通常量測一整日的 導致植物光合色素減少，包括葉綠素及類胡蘿蔔素，
氣體交換速率之變化，常自日出至日落每間隔一小時 但類胡蘿蔔素與葉綠素比值則會增加，以減少光能吸
[02]
或兩小時量測一次，藉以得知植物生理狀況的日週期 收並幫助消散過剩能量 。在乾旱環境下，植物通
性波動；而光合作用光反應曲線則是以不同光度照射 常以關閉氣孔來對應水分的急速散失，但氣孔的關閉
葉片，同時記錄該光度下的淨光合作用速率值，即可 也會造成二氧化碳的短缺而使光合作用速率下降，若
繪製成曲線，藉由此一曲線可計算出各項光合參數， 水分逆境持續則植物可能因無法消散過多能量而傷害
[12][14][16][17][19]
包括最大光合作用速率(maximum photosynthesis 光合系統 。欲了解植物體的水分狀態，
rate)、 光 補 償 點(light compensation point)、 量 可藉由量測植物體各部位的相對含水率及水勢 (water
子 收 率(quantum efficiency) 及 暗 呼 吸 速 率(dark potential) 來偵知，藉以評估植物是否處於缺水狀態。
respiration)，藉以了解植物對光能的利用範圍及碳 一般量測葉片水勢常在黎明與正午時進行 ( 圖7)，黎
同化效率 ( 圖6)。 明水勢可以表示經過整個夜晚的休息後植物體的水分
能回復到何種程度，此值常為水勢的一日最高值；而
正午水勢則呈現在中午高光高溫的影響下，植物能持
留多少水分，此時通常為一日最低值，而植物體水勢
常以壓力單位表示，如 MPa 等，一般植物在水分充
足下葉片水勢約在−0.2MPa~ −1MPa 的範圍，其值
會隨植物體水分狀態而變化，在乾旱環境下水勢會下
[18]
降，下降程度也會因植物種類而異 。

圖 6：植物光合作用速率的量測

圖 7：植物葉片水勢的量測

��
��