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根冠比計算器

輸入根系乾重與地上部乾重,即時算出根冠比 R/S、總生物量與根系佔比,用於評估植物的生物量分配與逆境反應。

輸入資料

洗淨並烘乾後的地下根系乾重,須與地上部採同一單位(此處以 g 示範)。
g
地上莖、葉(有時含花果)的烘乾乾重,與根系採一致單位;R/S 為兩者比值。
g

計算結果

0.25
100g
20%

重點速覽:根冠比(root:shoot ratio, R/S)是植物地下部(根系)乾重與地上部(莖、葉,有時含繁殖器官)乾重的比值,R/S = 根乾重 ÷ 地上乾重,用來描述植物把有限的光合產物在「地下」與「地上」之間的分配策略。根系負責吸收水分與養分、固定植株;地上部負責捕光、光合與繁殖。植物會依環境動態調整分配:在乾旱、缺氮磷等養分或土壤緊實時,往往加大根系投資以爭取水肥,R/S 升高;在水肥充足、光照良好或遮蔭(爭光)時,則偏向地上生長,R/S 下降。不同物種與生育期的基準 R/S 也不同——一般草本 R/S 常在 0.1–0.5,多年生木本與根莖類作物則較高。量測時須把根系徹底洗淨、與地上部分別烘乾至恆重,並採一致單位。R/S 是研究逆境反應、養分管理、品種篩選與生態策略的核心指標,也用於估算地下碳儲量。

計算公式

根冠比:R/S = 根乾重 ÷ 地上乾重。

總生物量:總 = 根乾重 + 地上乾重。

根系佔比:根佔比(%) = 根乾重 ÷ 總生物量 × 100。

$$R/S = \frac{W_{root}}{W_{shoot}}$$
$$W_{total} = W_{root} + W_{shoot}$$
$$f_{root} = \frac{W_{root}}{W_{total}} \times 100\%$$

使用說明

  1. 將根系洗淨、與地上部分別烘乾至恆重,量測兩者乾重(同一單位,如 g)。
  2. 填入根系乾重與地上部乾重。
  3. 系統即時算出根冠比 R/S、總生物量與根系佔比;R/S 上升代表植物加大了根系投資。

常見植物 / 情境的根冠比 R/S 概略

常見植物 / 情境的根冠比 R/S 概略
植物 / 情境R/S 概略生物量分配特徵
一年生葉菜(水肥充足)0.1–0.25偏向地上、快速長葉
禾穀作物營養期0.2–0.4根系適度、支撐吸收
乾旱 / 缺養分逆境0.4–0.8+加大根系投資找水肥
多年生 / 根莖類0.5–1+地下儲藏與越冬

R/S 隨物種、生育期、水肥與逆境大幅變動;同一作物在乾旱或缺氮時 R/S 通常明顯上升。

理財情境案例

營養旺盛期的根冠比

一株作物地上乾重 80 g、根系乾重 20 g。

R/S = 20 ÷ 80 = 0.25,總生物量 = 100 g,根系佔比 = 20 ÷ 100 = 20%。

R/S = 0.25 屬水肥充足下常見的偏地上分配,多數光合產物用於長葉捕光。

乾旱逆境使根系投資增加

同株作物遭遇乾旱後,地上生長受抑:地上乾重 60 g、根系乾重 36 g。

R/S = 36 ÷ 60 = 0.6,根系佔比 = 36 ÷ 96 = 37.5%。

R/S 由 0.25 升到 0.6,反映植物在缺水下加大了根系投資以爭取更深土層的水分,是典型的逆境形態反應。

常見問題

根冠比要用乾重還是鮮重?

標準做法用乾重。因為鮮重受含水量影響很大,而根與葉的含水率差異明顯,用鮮重會失真。正確流程是把洗淨的根系與地上部分別放入烘箱(常用 60–80℃)烘至恆重,再量測乾重相除。只要根與地上部採同一單位(如同為 g),R/S 即為無量綱比值。

R/S 升高一定是壞事嗎?

不一定。R/S 升高是植物對乾旱、缺養分等逆境的適應性反應——加大根系去爭取水肥,本身是有益的生存策略。但對追求地上產量(葉菜、穀物)的栽培而言,過高的 R/S 意味較多光合產物投入地下、地上產量相對下降。是否理想取決於栽培目標:收穫地上部則希望 R/S 適中,收穫根莖(如番薯、蘿蔔)則另當別論。

為什麼乾旱和缺肥會提高根冠比?

這源於植物的資源分配平衡:當某種資源(水、養分)短缺時,植物會把更多光合產物投向能獲取該資源的器官——也就是根系,以擴大吸收面積、深入土層找水肥;地上部生長則相對受抑。結果是根多、地上少,R/S 上升。反之當地上資源(光)不足(如遮蔭),植物會多長莖葉爭光,R/S 下降。

R/S 有沒有一個「正常」數值?

沒有單一標準值,因物種與生育期而異。一般草本作物營養期 R/S 常落在 0.1–0.5,木本、多年生與根莖類則較高。實務上更看重「相對變化」——同一品種在不同處理(灌溉、施肥、逆境)下 R/S 的升降,比絕對值更有意義。因此建議在相同量測方法下做組間比較。

地上乾重填 0 會怎樣?

R/S = 根 ÷ 地上,地上乾重為 0 時數學上分母為零,本計算器為避免除零把 R/S 記為 0,僅顯示總生物量與根系佔比(此時根系佔比為 100%)。實務上地上乾重不會真的為 0,若量測到極小值請確認採樣是否完整。

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參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。R/S 依根乾重 ÷ 地上乾重計算,為無量綱比值。