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行政院農業委員會臺中區農業改良場

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特刊

作物光能利用效率之探討

作物光能利用效率之探討

戴振洋

摘  要

  光合作用(photosynthesis) 是地球最重要的生物化學過程,綠色植物為太陽能的最先利用者。一般而言,植物乾物質中 90~95% 的有機物是經由光合成過程形成的。可知,提高植物光能利用效率,將可供給更多的食物與能源。

  光能利用率是指以單位面積上作物產量燃燒所出的能量(R) ,與作物生長期中單位面積上所接受的太陽輻射 ( 或光合有效輻射 ) 量 (I) 的比值表示; E=R/I 。理論上作物的光能利用效率約 26~28% ,但實際作物的光能利用效率實測值僅在 0.5~1.0% 之間,此可能與作物品種、生理反應、環境條件及病蟲害發生等等,直接或間接影響光能利用效率。作物品種間之葉片大小、分蘗性是否強弱、葉片的角度等均會影響對光的截取與利用上不盡相同,相對的其光能利用效率亦有所差異。其次,肥料的類別與用量的多寡,對光能利用將有所影響,例如玉米葉片氮素含量些微的增加則可明顯的增加光能利用效率上,而大豆則隨葉片氮素含量的增加僅些許的增加。在磷肥施用量隨著單位面積的磷肥施用量的增加,光能利用效率亦隨之增加。氣候環境因子的變化對光能利用效率上亦為重要因子,絲瓜的研究光能利用率時發現其隨著光強度的增加光能利用效率明顯下降,同樣的在馬鈴薯的研究亦顯示光強度 (15~30 MJ/m2/d) 與光能效率呈現負相關 y=-0.15x+5.75 ,溫度亦有相同的趨勢 y=-0.124x+4.9 。

  綜合上述研究可知,欲提高光能利用效率的方法可選擇適合的品種,適度的增加種植密度,合理的施用肥料與選擇最佳的氣候條件下種植,才能發揮作物的最大的光能利用效率,以提昇作物的產量,進而增加農產品之品質。

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