作物生長率計算器
輸入期初、期末乾重、地面積與天數,即時算出作物生長率 CGR = (W₂ − W₁) ÷ (地面積 × 天數),用於量化群體單位土地每日累積乾物質的速度。
輸入資料
計算結果
重點速覽:作物生長率(crop growth rate, CGR)是植物生長分析中的群體(群落)層級指標,量度單位土地面積上、單位時間內作物群體累積乾物質的速度。定義為 CGR = (期末總乾重 W₂ − 期初總乾重 W₁) ÷ (地面積 × 天數),常用單位 g/(m²·day) 或 g/(m²·週)。與只看單株的相對生長率(RGR)不同,CGR 針對整個群體與其佔用的土地,因此直接關聯到田間產量潛力——它就是每平方公尺土地每天多長出多少乾物質。CGR 可分解為兩個生理與形態成分:CGR = 淨同化率(NAR,單位葉面積、單位時間的乾物質淨生產)× 葉面積指數(LAI,每單位地面上方的總葉面積)。這說明群體生產力同時取決於「每片葉子的效率」與「單位地面上有多少葉面積在截光」。典型作物在生育期中 CGR 呈單峰曲線:苗期 LAI 小、CGR 低;進入旺盛生長、冠層封行後 LAI 高且截光充分,CGR 達最高;接近成熟時葉片衰老、光合下降,CGR 回落甚至因落葉呈負值。量測 CGR 需在兩個時間點做破壞性取樣(收割一定地面積的植株、分離並烘乾稱重),再套用公式。使用時務必讓 W₁、W₂ 對應「相同的取樣地面積」,且乾重為烘至恆重的乾物質,才能得到可比的群體生長速率。
計算公式
作物生長率:CGR = (W₂ − W₁) ÷ (地面積 × 天數)。
期間增量:ΔW = W₂ − W₁(可為負,表示乾重減少)。
分解:CGR = 淨同化率 NAR × 葉面積指數 LAI。
$$CGR = \frac{W_2 - W_1}{A \times \Delta t}$$$$\Delta W = W_2 - W_1$$$$CGR = NAR \times LAI$$使用說明
- 在兩個時間點各收割固定地面積的群體植株,烘乾至恆重稱得 W₁、W₂。
- 填入 W₁、W₂、取樣佔用的地面積與相隔天數(單位一致)。
- 系統即時算出 CGR(每 m² 每天累積乾物質)與期間生物量增量。
作物生育期各階段 CGR 的一般趨勢
| 生育階段 | LAI / 截光 | CGR 傾向 |
|---|---|---|
| 苗期 | LAI 小、截光少 | 低 |
| 旺盛生長 / 封行 | LAI 大、截光充分 | 最高(峰值) |
| 生殖生長中期 | LAI 維持、光合旺 | 維持高檔 |
| 成熟 / 衰老 | 葉片衰老、落葉 | 下降甚至為負 |
CGR 隨 LAI 與 NAR 變化呈單峰曲線;封行後截光趨飽和,再增 LAI 對 CGR 助益有限。
理財情境案例
由兩次取樣算 CGR
在 2 m² 樣區,第一次取樣群體乾重 W₁ = 200 g,30 天後同面積 W₂ = 560 g。
期間增量 ΔW = 560 − 200 = 360 g。
CGR = 360 ÷ (2 × 30) = 360 ÷ 60 = 6 g/(m²·day),即每平方公尺每天累積 6 克乾物質。
比較兩品種的群體生產力
品種 A:同樣 2 m²、30 天,乾重由 200 g 增到 560 g → CGR = 6 g/(m²·day)。
品種 B:同條件下乾重由 200 g 增到 740 g → ΔW = 540 g,CGR = 540 ÷ 60 = 9 g/(m²·day)。
品種 B 的群體生長率明顯較高,多半來自更高的 LAI(截光多)或更高的 NAR(葉片效率好)。
常見問題
CGR 和相對生長率(RGR)有什麼不同?
CGR 是群體、以土地為基準的生長速率,單位如 g/(m²·day),反映單位土地的乾物質累積;RGR 是單株、以現有乾重為基準的相對速率,單位如 g/g/day,反映「以自身大小為比例」增長多快。田間產量潛力更貼近 CGR,而 RGR 常用來比較幼苗或不同大小個體的內在生長能力。
為什麼 W₁ 和 W₂ 要對應相同地面積?
CGR 的分母含地面積,代表「單位土地」的生長。若兩次取樣的樣區面積不同,直接相減乾重就不對應同一片土地,算出的 CGR 會失真。標準做法是每次都收割相同(或已知)面積的植株,並把該面積填入計算,確保 W₂ − W₁ 是同一塊地的乾物質增量。
CGR 可以是負值嗎?
可以。若期末乾重小於期初(如衰老落葉、嚴重逆境或倒伏損失),ΔW 為負,CGR 也為負,表示該段時間群體乾物質淨減少。本計算器仍會如實計算並顯示負值,方便你辨識衰退期。
CGR = NAR × LAI 有什麼實用意義?
這個分解告訴我們群體生產力有兩條提升途徑:一是提高 NAR(讓每片葉子光合更有效率,靠充足水肥、無逆境、良好株型使下層葉也受光),二是提高 LAI(讓單位地面有更多葉面積截光,靠合理密植與健康冠層)。但 LAI 過高會使下層遮蔭、NAR 下降,兩者需平衡,故 CGR 有一個最適 LAI。
取樣時間間隔要多長才合適?
間隔太短,乾重差小、量測誤差占比大;太長則跨越不同生育階段,得到的是平均值而非某階段的真實速率。實務上常取 1–2 週的間隔,並在整個生育期做多次連續取樣,才能描繪 CGR 隨時間的完整曲線。取樣要有足夠重複以降低田間變異。
相關工具
參考資料
內容審核:香港計算器科學團隊。CGR 依 (W₂ − W₁) ÷ (地面積 × 天數) 計算。