新的模擬模型可更精準預測作物產量與氣候變遷對作物所帶來的影響

　　植物生理性狀可作為預測農產量及反映溫室效應程度的指標，選擇測使用何種作物生理指數作為模型參數，並適時地修正模型中的生理參數，將會影響模式模擬預測的準確性。美國伊利諾大學(University of Illinois)的研究團隊便在既有的模型基礎上，加入新發現的植物重要生理參數，藉此提升現有模型預測的準確性。

　　研究團隊在去年發表的研究中指出，植物體內的某種特殊蛋白質會使氣孔呈現部分關閉的狀態，這項新發現可使植物體在光合作用速率不變的情況下，同時減少水分自氣孔散逸，避免植物體面臨缺水的危機。由於氣孔影響氣體交換、光合作用效率等重要生理反應，因此了解光照與氣孔間的關聯性，並將最新的研究成果運用在建構新的植物生理模型，將有助於用更精確地預估作物產量。藉由加入氣孔生理參數的嶄新模型，更全方位的考量土壤水分、大氣二氧化碳濃度、氣溫等參數，給予更準確的生理預測。除此之外，藉由了解植物體與周邊環境之間的氣體交換模型，研究團隊也能藉此模型進一步模擬出最新的氣體交換速率，以評估現在及將來可能的氣候形態。【延伸閱讀】使用數學預測畜牧生產對環境的影響

　　透過電腦模擬的結果，研究團隊同樣能將此成果運用在作物育種方面，以電腦模擬取代傳統世代育種的耗時作法，快速找出耐旱品系進行培育，以因應全球氣候近年快速暖化的趨勢。

　　該研究已初步指出，新模型較舊模型來的精確。研究團隊希望接著將模型應用在不同作物及不同氣候產地，以驗證新模型的準確性。

　　該研究由比爾及梅琳達·蓋茲基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)、糧食與農業研究基金會(Foundation for Food and Agriculture Research)及英國際發展部(Department for International Development)等單位資助，相關研究成果已發表在<Photosynthesis Research>。

資料來源

• University of Illinois
• Predicting light-induced stomatal movements based on the redox state of plastoquinone: theory and validation

文章摘譯

• 農業科技決策資訊平台管理團隊