夏季高溫抑制作物光合作用導致減產的原因

由於葉綠體在高溫下容易受傷，使得光合作用率下降。萵苣的抱合包葉過程、根與莖的生長發育都受到根部溫度的影響。以下為在夏季栽培作物容易產生的生理影響與傷害：

1. 氣孔關閉

高溫降低光合作用效率的最大原因是氣孔關閉，植物為了避免過多的水分散失，將氣孔關閉卻也導致二氧化碳無法進入氣孔中。二氧化碳為光合作用的原料，加上葉綠體的減少，會讓光合作用效率快速下降，最終將導致產量減少。

2. 光抑制

另外，在高光的炎熱環境下，因為過多的光導致葉綠體的過份激發，最終產生光抑制作用，降低光合作用的效率。當持續過量的光激發葉綠體，會傷害其中的蛋白，可能導致為期數周甚至數個月的傷害。另外在高光照下，光合作用產生的氧會更容易接受光合作用系統中傳導的電子，進一步產生活化氧族(ROS)，進一步傷害葉綠體。

研究指出，在炎熱環境下，根部的溫度維持在15-25℃時，能夠維持生長。在萵苣的試驗中，發現當根部溫度維持在20℃時(圖一空心線條)，不論是在環境溫度較高的晴天(圖一A晴天)或較低溫的陰天(圖一B陰天)，光合作用效率都較高；然而當根部溫度維持與環境溫度類似時(圖一實心線條)，光合作用效率都較低。

因此，在高溫時期栽培作物，必須先茁壯根系，並讓根部往下扎根，讓光合作用維持高效率，避免高光持續激發葉綠體導致活化氧族破壞細胞。土壤深度越深，土壤的溫度變化越小，均溫越趨於穩定(圖二)。因此當根部越深，根部的活力越好，越能應付所謂的高溫障礙，也代表葉面的光合作用效率能維持穩定。

參考資料：