文／桃園市中壢區新明國民小學五年級 林宥甄、李庭瑜、皮羽晴

（2020全國中小學科學展覽會冠軍）

我們時常發現媽媽買來的蔬菜放在冰箱數天後，葉子多會呈現脫水凋萎狀態，但有一次發現放了多天的皇宮菜葉子依然保水鮮綠，我們好奇皇宮菜的葉子形態和其他種類作物有何不同，為何可以保持植物體內的水分呢？

後來我們上課得知，氣孔是植物體和外界環境進行氣體交換和蒸散的重要途徑。氣孔是由兩個保衛細胞所構成，當偵測到外界環境因子的變化時，可以藉由保衛細胞膨壓的改變而調節氣孔的開閉，以維持植物體內水分的恆定。

於是我們決定觀察不同作物之氣孔分布和比較蒸散速度的差異，並主要以皇宮菜為實驗對象，在缺水逆境生長條件下，探討氣孔密度、分布和蒸散變化的關係。

氣孔變密以節水

皇宮菜在遇到缺水逆境時，他不像我們實驗結果還沒出爐前的假設，會降低氣孔密度來減少水分散失，而是完全相反的，竟是增加氣孔密度、係數，而且還出現「氣孔簇」＊！

我們絞盡腦汁思考及嘗試後，最後決定將寶特瓶搓洞來製作葉片模型，以模擬在乾旱環境下，氣孔簇的形成與蒸散作用的關係。結果發現氣孔密度增加及氣孔簇使得其蒸散量明顯較少，這是實驗中最驚喜的發現!我們認為這是皇宮菜因應缺水逆境的「超前部署」概念。

我們還發現皇宮菜可以對水分變化做出快速的調整反應，隨不同缺水程度氣孔密度明顯增加，氣孔係數也有提高趨勢，而且嚴重乾旱下藉氣孔簇形成，以減少水分蒸散。當水分逆境解除之後，氣孔簇發生率會下降，回復正常生理的趨勢，氣孔簇的出現可能與外界環境信號有關。此研究探討作物於水分逆境下之可能生長模式，作為因應氣候變遷，應用於農作物節水參考。

＊編註：

氣孔簇是由2至多個緊密相鄰的氣孔器所組成，算是相對獨立的單元。近幾年來被認為在協助陸生植物抗旱，扮演重要的角色。