下述結果說明不同栽培期或不同栽培地點樣本有其不同之氣溫條件,並分析 氣溫條件(包括總生育積溫、總生育期超過 26℃之累進積溫、抽穗後積溫、抽穗後 超過26℃之累進積溫、抽穗後 15 日內積溫、抽穗後 15 日內超過 26℃累進積溫) 與單株穗數、稔實率、單株穗重、完整米率、未熟米率、死米率、正常粒率、粉 狀質粒率、碎粒率、米粉黏度、穀粒蛋白質含量、穀粒直鏈澱粉含量及食味總評 分數等產量品質要素之相關性分析。
一、氣溫環境資料:
1. 台灣地區近年溫度環境:收集整理台灣 5 個農業改良場(包括桃園場、苗栗場、
台中場、台南場及台東場)記錄之氣象資料,將旬之日均溫表示如圖 2,由圖 2 顯 示,台灣地區之日均溫介於一月、二月之15℃與七月、八月之 28℃之間。一期稻 作之環境以南部之台南地區較高,桃園苗栗地區較低(五月以前),二期作之差異則 較不明顯。
2. 苗栗地區周年栽培之氣候環境:整理苗栗地區旬均溫資料與周年栽培期,2007 與2008年分別表示如圖 3及圖 4。由圖 3所示,3/8插秧與8/2插秧分別是當年苗栗 地區之常規一期作與二期作,在其中提前或延後插秧,加入了6個栽培期,各別遭 遇不同之氣溫環境。圖 4顯示之結果與圖 3相類似,當年苗栗地區常規一期作與 二期作分別是3/7插秧與8/7插秧,同樣在其中經由插秧日之調整,產生7個不同栽 培時期,且各自遭遇不同之氣溫環境。
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
一月上旬 一月中旬 一月下旬 二月上旬 二月中旬 二月下旬 三月上旬 三月中旬 三月下旬 四月上旬 四月中旬 四月下旬 五月上旬 五月中旬 五月下旬 六月上旬 六月中旬 六月下旬 七月上旬 七月中旬 七月下旬 八月上旬 八月中旬 八月下旬 九月上旬 九月中旬 九月下旬 十月上旬 十月中旬 十月下旬 十一月上旬 十一月中旬 十一月下旬 十二月上旬 十二月中旬 十二月下旬
℃
桃園場 苗栗場 台中場 台南畜試 台東斑鳩
圖2、1990 至 2008 年台灣地區 5 個稻作生產區之旬均溫年變化圖
圖 3、2007 年苗栗地區氣溫環境與各栽培期。栽培期前段為抽穗前生長期,後段 粗體者為抽穗後生長期。
圖 4、2008 年苗栗地區氣溫環境與各栽培期。栽培期前段為抽穗前生長期,後段 粗體者為抽穗後生長期。
3. 96年台灣各稻作區域之氣候環境:
除周年栽培設計外,本試驗另收集各區域農試單位之稻米樣品,並整理2007 年桃園、苗栗、台中、台南、台東等五農業改良場及農業試驗所、農業試驗所嘉 義分所,共計7個農試單位之旬均溫資料分別代表台灣不同稻作生產區。如圖 5所 示,7地區以台南場之均溫為最高,最高均溫接近30℃。而以桃園場與苗栗場均溫 最低,最低均溫低於15℃。年變化則是以台東場為最小。
4. 周年栽培與各栽培區之氣溫環境分析:
整理上述之日均溫、日最高溫與日最低溫資料,列於表1。表 1 表示苗栗地 區周年栽培計17 個栽培期與各栽培區域計 7 個農試單位之氣溫環境。分別以總 生育期積溫(T)、總生育期超過 26℃累進積溫(T-26)、抽穗後積溫(H)、抽穗後超過 26℃累進積溫(H-26)、抽穗後 15 日內平均氣溫(H15-mean)、抽穗後 15 日內超過 26℃累進積溫(H15-26)、抽穗後平均日最高溫(H-max)及抽穗後平均日最低溫 (H-min)。積溫為該期間每日日均溫之總和。超過 26℃累進積溫則是將每日日均 溫減去26℃後之總和,未滿 26℃者以 0 計算之。抽穗後平均日最高溫與日最低 溫則是抽穗至收穫期間每日之最高溫或最低溫平均值。總生育期積溫顯示從插秧 至收穫之總合氣溫環境,其餘諸如抽穗後、抽穗後15 日內等分別表示不同時期 之氣溫環境。由表1 顯示:周年栽培及不同栽培地區結果涵蓋了 2607.6~3435.3℃
之總生育期積溫、20.1~29.8℃、23.9~33.8℃與 15~25.4℃之抽穗後 15 日內平均氣 溫、平均日最高溫與平均日最低溫,顯示周年栽培與各栽培區不同之氣溫環境:
10 15 20 25 30 35
一月上旬 一月中旬 一月下旬 二月上旬 二月中旬 二月下旬 三月上旬 三月中旬 三月下旬 四月上旬 四月中旬 四月下旬 五月上旬 五月中旬 五月下旬 六月上旬 六月中旬 六月下旬 七月上旬 七月中旬 七月下旬 八月上旬 八月中旬 八月下旬 九月上旬 九月中旬 九月下旬 十月上旬 十月中旬 十月下旬 十一月上旬 十一月中旬 十一月下旬 十二月上旬 十二月中旬 十二月下旬
℃
桃園場 苗栗場 台中場 台南場 台東場 農試所 嘉義分所
圖 5、2007 年全台灣 7 個稻作栽培區之旬均溫變化圖
表1、周年栽培與各栽培區之氣溫條件差異(單位℃)。T:總生育期積溫。T-26:
總生育期超過26℃累進積溫。H:抽穗後積溫。H-26:抽穗後超過 26℃累進積溫。
H15-mean:抽穗後 15 日內平均氣溫。H15-26:抽穗後 15 日內超過 26 度累進積溫。
H15-Max:抽穗後 15 日內平均單日最高溫。H15-min:抽穗後 15 日內平均單日最 低溫。
5. 氣象環境與產量及品質性狀之綜合相關分析
並將上述氣溫資訊對產量要素如單株穗數、稔實率、單株穗重、收穫指數,
外觀品質要素如糙米完整米率、未熟米率、死米率、白米正常粒率、粉狀質粒率、
碎粒率,食味品質要素如蛋白質含量、直鏈澱粉含量、米粉黏度特性、食味總評 分數等進行相關性分析,以二項式作迴歸相關之個別 P 值列於表 2。結果顯示:產 量性狀方面,單株穗數與分蘗期平均氣溫呈現顯著相關(P 值 < 0.05)(未顯示於表 2);稔實率與總生育期及抽穗後超過 26℃累進積溫較有關聯(P 值 < 0.05);而單株 穗重則與抽穗後15 日內之平均氣溫及平均單日最低溫相關較高(P 值 < 0.05);收 穫指數與氣溫之關聯性則不顯著。外觀品質方面,糙米之完整米率和白米之正常 粒率皆與抽穗後15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及平均單日最低溫有高度顯著 相關(P 值 < 0.05);同樣的,糙米之未熟米率和白米之粉狀質粒率也與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及平均單日最低溫呈現極顯著相關(P 值 <
0.001);而糙米之死米率及白米之碎粒率對氣溫之關聯性則較不明顯。
食味品質方面,與食味相關較大之蛋白質含量與直鏈澱粉含量之中,蛋白質 含量與氣溫相關性不顯著;而直鏈澱粉含量則與抽穗後15 日內平均氣溫、平均單 日最高溫及平均單日最低溫呈現極顯著相關(P 值 < 0.001);同樣的,食味總評分 數與抽穗後15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及平均單日最低溫有高度顯著相關 (P 值 < 0.05)。在米粉黏度特性方面,選取與米飯食味相關性高之 peak viscosity、
breakdown 與 setback 三項特性進行分析,結果顯示三者亦與抽穗後 15 日內平均氣 溫、平均單日最高溫及平均單日最低溫有極明顯相關性,除peak viscosity 與抽穗 後15 日內平均氣溫、抽穗後 15 日內平均氣溫相關之 P 值分別僅達 0.05、0.01 顯 著水準之外,其餘相關性之 P 值均達到 0.001 顯著水準。
以下則就表 2 中呈現顯著性者進一步分析其間的各別相關趨勢。
表2、各氣溫條件與產量、外觀品質、食味品質之相關性二項式迴歸分析的 P 值 T:總生育期積溫。T-26:總生育期超過 26℃累進積溫。H:抽穗後積溫。H-26:
抽穗後超過26℃累進積溫。H15-mean:抽穗後 15 日內平均氣溫。H15-26:抽穗 後15 日內超過 26 度累進積溫。H15-Max:抽穗後 15 日內平均單日最高溫。
二、產量性狀與氣溫環境之相關趨勢:
1. 單株穗數:單株穗數會隨分蘗期平均氣溫之上升而呈現減少的情況(如圖 6)。
由相關曲線之趨勢顯示在分蘗期平均氣溫在23℃時,單株穗數為最多(約 13 穗),
高於此氣溫之情況,單株穗數將會減少。
2. 稔實率:稔實率與總生育期及抽穗後超過 26℃累進積溫呈現顯著負相關(如圖 7)。顯示稔實率在總生育期及抽穗後超過 26℃之累進積溫分別在 90℃與 70℃之下 時為最高(高於 70%),並隨累進積溫之增加而降低,至總生育期及抽穗後超過 26℃
之累進積溫分別達190℃與 120℃以上時稔實率為最低(低於 50%)。
3. 單株穗重:單株穗重與抽穗後 15 日內平均氣溫及平均單日最低溫呈現負相關 (如圖 8)。抽穗後 15 日內平均氣溫及平均單日最低溫分別低於 26.5℃與 22.5℃時,
單株穗重為最高(約 26 g/株),而超過此溫度之後,單株穗重隨氣溫之上升而顯著 減少。
三、穀粒外觀品質與氣溫環境之相關趨勢:
1. 糙米外觀品質:圖 9 說明糙米之完整粒率及未熟粒率均與抽穗後 15 日內平均 氣溫、平均單日最高溫及平均單日最低溫呈現顯著相關。其趨勢顯示:完整粒率 隨氣溫上升而降低,均溫、最高溫及最低溫分別每上升1℃時,完整粒率將下降約 1.3%。而未熟粒率則與氣溫呈現顯著正相關,均溫、最高溫及最低溫分別每上升 1℃
時,未熟粒率將增加約4.5%。
R
2= 0.4914*
9 10 11 12 13 14 15
21 22 23 24 25 26 27 28
分蘗期平均氣溫(℃) 單
株 穗 數
圖 6、單株有效穗數與分蘗期平均氣溫之相關性。*:P 值 < 0.05。
(A)
(A)
20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0
抽穗後15日內平均單日最低溫(℃)
24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0
抽穗後15日內平均氣溫(℃)
(A)
20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0
抽穗後15日內平均氣溫(℃)
24.0 26.0 28.0 30.0 32.0 34.0
抽穗後15日內平均單日最高溫(℃)
16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0
抽穗後15日內平均單日最低溫(℃)
2. 白米外觀品質:白米之正常粒率及粉狀質粒率均與抽穗後 15 日內平均氣溫、
平均單日最高溫及平均單日最低溫呈現高度顯著相關(如圖 10)。。正常粒率隨氣溫 上升而降低,均溫、最高溫及最低溫分別每上升1℃時,正常粒率將下降約 4%。
粉狀質粒率方面,則明顯隨氣溫上升而增加,當均溫、最高溫及最低溫分別每上 升1℃時,粉狀質粒率增加約 5%。
四、穀粒食味品質與氣溫環境之相關性:
1. 糙米直鏈澱粉含量與食味總評:糙米之直鏈澱粉含量與抽穗後 15 日內平均氣 溫、平均單日最高溫及平均單日最低溫呈現極顯著負相關(如圖 11),氣溫每上升 1℃
將使直鏈澱粉含量降低約0.5%。而糙米食味總評分數則與抽穗後 15 日內平均氣 溫、平均單日最高溫及平均單日最低溫呈現明顯正相關(如圖 12),氣溫每上升 1℃
將使食味總評分數增加約2 分。
2. 白米直鏈澱粉含量與食味總評:與糙米之結果相類似。白米之直鏈澱粉含量
2. 白米直鏈澱粉含量與食味總評:與糙米之結果相類似。白米之直鏈澱粉含量