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景天酸代謝植物的特殊栽培

 

中興大學生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

景天酸代謝(Crassulacean acid metabolism,簡稱CAM)是一些植物的精巧的固碳方法。CAM作物不但是在夜間進行光合作用,而且其生長十分緩慢,因此在進行栽培時需要特別處理。

CAM作物天然環境是又熱又乾的環境,為了避免脫水,只有在夜間打開氣孔允許CO2進入以進行同化作用。CO2以蘋果酸儲存,因此其儲存CO2的能力有限。在白日氣孔關閉,儲存的蘋果酸得以傳遞至葉片,藉由光合作用轉化成為醣份。光合作用的能量由陽光以提供。

這種特別的同化作用,使得植物容易適應乾旱自然狀態,但是光合作用效率不高。由於生長緩慢,因此不適合溫室栽培。生長緩慢將造成成本太高。著名的CAM作物包括仙人掌、多肉植物(Succulents),鳳梨花(bromeliad)與厚葉蘭花。

有些CAM植物有時能夠在白天轉成C3型光合作用。蝴蝶蘭的新葉就是有此C3特性,老葉則以CAM方式進行同化。年幼的長壽花 (Kalanchoe blossfeldiana)C3植物,老株則是進行CAM作用。藉由適合的栽培技術可以延緩作物自C3轉成CAM

基於這種生理特性,育種者對於CAM作物,常常以能夠轉化成C3效應者為優先,蝴蝶蘭就是典型作物。許多蝴蝶蘭品種不再完全為CAM特性,而是在白天特定時期可進行C3作用。

對於這些作物要特別留意栽培技術,在氣孔打開的時間才進行二氧化碳補充。在進行光合作用時,才補充人工光源。對特別的品種給予不同的栽培技術。

現今的商業品種,例如蝴蝶蘭,長壽花,鳳梨花,與一些植物不再只是CAM作用。因此允許這些作物給予更多光線,對於生長幫助極大。而且使用散射光協助光線到達每一個葉片。

近期的研究發現光質影響了作物隨株齡而導至C3CAM的轉換。降低藍光比例可以減緩此種轉換時間。

對蝴蝶蘭而言,紅光/近紅光之比例(R/FR)對花梗分差數目有所影響。紅光比例高,分叉數目增加。在催梗後以此高紅光比例光源效果最佳。