作用光譜

作用光譜 (Action Spectrum)
臺中市立向上國民中學自然領域郭章儀老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

太陽的不同色光稱為光質，它們具有不同的波長，根據1986年R. E. Kendrick 與G. H. M. Kronenberg的研究資料“Photo morphogenesis in Plant”中，提到了不同光質對植物生理的影響（如下表）。

圖一圖片來源:http://www.cbu.edu/~seisen/Photosynthesis.htm

圖二圖片來源:http://www.cbu.edu/~seisen/Photosynthesis.htm

最早發現植物作用光譜的是T. W. Engelmann的實驗，他利用三稜鏡將太陽光分成七種色光，投射到養殖水綿的液態培養基裡，並在其中放入一種需氧菌，結果發現這種細菌大部分集中在紅光和藍光的區域，代表葉綠體在這種波長下的光合作用效果最好，產生最多的氧氣（圖三）。

圖三圖片來源: http://4e.plantphys.net/article.php?ch=e&id=66

植物光合作用的能量來源主要來自於葉綠素與胡蘿蔔素吸收的光能，藉由兩種光合系統將水與二氧化碳轉變為葡萄糖與氧氣，此過程利用所有可見光的光譜，因此各種色光對光合作用的影響幾乎沒有什麼不同，因為植物的光合速率是由400~700nm中植物所能吸收的光子數目決定，而各光譜送出的光子數目並不相關，影響其速率的主要因子仍是光量與溫度。

在自然光下，藍光佔有20%，而多數植物只需400~700nm範圍內6%的藍光能量，所以一般的人工光源也不必額外補充藍光光譜，除非自然光源不足時（如溫帶地區的冬天），就需使用人工光源來增加藍光能量，否則將影響植物生長。

在不同光質下，也有可能造成光合作用的產物不同，如植物在藍光下生長，其光合產物中的蛋白質和脂肪數量增加，而紅光栽培者則形成較多的碳水化合物。因此人們栽培植物時，可根據所需的光合產物類型，選擇合適的光源。

然而，雖然植物在光合作用時最容易吸收藍光與紅光，但這並不表示植物央該栽培於此種單色光源，因為植物的型態發展與發育而言，還是應該接受各種平衡的光源。

參考資料
http://bse.nchu.edu.tw/new_page_122.htm
http://www.yxlhw.com/shownews.asp?NewsID=1074