地特三等申論題
105年
[農業技術] 作物生理學
第 二 題
📖 題組：
四、(一)田間之雜草一般多屬於 C4 型植物，試敘述為何其氮素利用效率（Nitrogen Use Efficiency; NUE）和水分利用效率（Water Use Efficiency; WUE）會比水稻（C3 型植物）來得高，而具有生長優勢？（15 分） (二)在氣候變遷二氧化碳（CO2）濃度增高的情況下（現已近 400 ppm），為何氮肥施用的管理在作物（例如水稻和小麥）產量和品質的穩定和提升上特別重要？（10 分）
四、(一)田間之雜草一般多屬於 C4 型植物，試敘述為何其氮素利用效率（Nitrogen Use Efficiency; NUE）和水分利用效率（Water Use Efficiency; WUE）會比水稻（C3 型植物）來得高，而具有生長優勢？（15 分） (二)在氣候變遷二氧化碳（CO2）濃度增高的情況下（現已近 400 ppm），為何氮肥施用的管理在作物（例如水稻和小麥）產量和品質的穩定和提升上特別重要？（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
在氣候變遷二氧化碳（CO2）濃度增高的情況下（現已近 400 ppm），為何氮肥施用的管理在作物（例如水稻和小麥）產量和品質的穩定和提升上特別重要？
思路引導 VIP
看到此題應先聯想「CO2施肥效應」對C3作物（水稻、小麥）的影響：碳同化量增加會打破植株原有的「碳氮平衡」。接著從「產量面（需要更多氮支撐光合酵素與生長）」、「品質面（碳積累導致蛋白質稀釋效應）」及「吸收面（氣孔關閉致蒸散流減少，影響氮吸收）」三個維度切入，論證為何必須精準管理氮肥。
小題 (一)
田間之雜草一般多屬於 C4 型植物，試敘述為何其氮素利用效率（Nitrogen Use Efficiency; NUE）和水分利用效率（Water Use Efficiency; WUE）會比水稻（C3 型植物）來得高，而具有生長優勢？
思路引導 VIP
作答本題應先切入 C3 與 C4 植物在光合作用酵素（Rubisco 與 PEPC）及解剖構造（Kranz 構造）的差異。接著，將 PEPC 對 CO2 的高親和力連結至氣孔開度與蒸散作用以解釋高 WUE；將 CO2 濃縮機制導致 Rubisco 需求量大幅減少連結至蛋白質需求量，以解釋高 NUE。
氣候變遷與氮肥管理
💡 高 CO2 引發 C3 作物碳氮失衡與稀釋效應，需精準施氮維持產量品質。
🔗 高 CO2 對 C3 作物影響之因果鏈
- 1 環境改變 — 大氣 CO2 濃度增高（近 400 ppm）
- 2 生理反應 — 光合速率增加但氣孔導度下降、蒸散減弱
- 3 體內失衡 — 碳水化合物大增，引發氮素稀釋效應與質流吸收受阻
- 4 管理應對 — 優化氮肥施用時機與劑量，維持蛋白質品質與產量
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🔄 延伸學習：延伸學習：進一步研究氣候變遷對 C3/C4 作物競爭力消長之影響。
