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一、苗栗周年栽培之氣溫環境:

1. 一期稻作與二期稻作

台灣之氣溫環境,由一月之低溫開始上升,至七月、八月氣溫最高,而後開 始下降,至十二月為最低,再進入隔年的一月。每個月之氣溫環境不盡相同,慣 行之一期稻作與二期稻作所遭遇氣溫大不相同(如圖 2)。一期作的生育溫度由低溫 逐漸升高,至生殖生長期為生育期之最高氣溫;而二期作則相反,由高溫逐漸下 降,至生殖生長期氣溫明顯較一期作為低。由於如此不同的氣溫環境,導致一期 作與二期作之產量與品質均有顯著不同。產量方面,以農糧署由1998 年至 2007 年之產量統計,全台灣近10 年之一期作平均稻穀產量為每公頃 6224 公噸,二期 作為每公頃4752 公噸,差異約每公頃 1500 公噸。品質方面,以本研究 2007 年與 2008 年於苗栗地區之試驗結果為例:常規一期作(3/8/2007 與 3/7/2008 插秧)之完整 米率為66%與 55%,未熟米率為 27%與 39%;而常規二期作(8/2/2007 與 8/7/2008 插秧)之完整米率為 73%與 81%,未熟米率則為 5%與 7%。顯示二期稻作外觀品質 顯著較一期稻作為佳。然而兩年常規一期作之食味分數分別為76 分與 77 分;常 規二期作則分別為59 分與 70 分,表示一期稻作之食味品質較二期作優良,外觀 品質與食味品質似乎呈現不同趨勢。

2. 低溫的阻礙

本研究在2007 年試圖延後常規二期作栽培期(8/21/2007 插秧),以期能更進一 步提升品質,然而由於穀粒充實期(11 月及 12 月)氣溫過低,平均氣溫僅 15~20℃(

圖3),導致青死米率激增至 70%,相對的完整米率遽降至不滿 10% (資料未顯示) 如

, 夜溫將使青死米率顯著上 此結果與Huang and Lur (2000)提出:低於 20/15℃之日/

延後常規二期作栽培期將遭遇寒冷逆境,無法達到提升品質之

。而本研究在2008 年提前常規一期作栽培期(2/28/2008 插秧),試圖降低 常規一期作穀粒充實期之高溫影響,然而由於插秧後氣溫過低,平均氣溫低於

℃,如同葉於2002 年之研究結果:低溫將會抑制植物生長。本批稻株於插秧後

,株高、葉齡均無生長(資料未顯示),導致生長期反而與常規一期 作同步,無法達到改善常規一期稻作品質之效果。

3. 颱風的阻礙 升結果相符,顯示 預期效果

15

一週內生長停滯

台灣水稻栽培制度不同於傳統稉稻栽培之溫帶國家(如日本、韓國),日本、韓 國地區一年一期作,而台灣則由於夏季颱風侵襲頻繁,為了躲避夏季颱風危害,

每年稻作分為兩期。颱風最主要危害為強風及豪雨,由於水稻栽培較耐湛水,營 養生長期之強風與豪雨影響較小,然而若在開花授粉期遭遇颱風,將使穀粒授粉 失敗進而導致無法構成產量;若在成熟期遭遇颱風,則重心集中在頂端稻穗之稻

2007 年苗栗周年栽培中, 8/2 插

秧者分別於採收適期前遭遇梧提/帕布、柯羅莎及米塔颱風,被迫必須進行搶收。

而2008 年周年栽培中 5/27 6/27 插秧者 )皆於抽穗開花期分別 遭遇如麗及辛樂克颱風,導致穀粒全數不稔。因此周年栽培之中 於4 5 月及 6 月插秧者易遭遇颱風侵襲之風險,而常規二期作(8 月初插秧者)在氣候變遷的未 來,亦需要提防秋颱、冬颱之發生。

為涵蓋更廣的樣品來源,本研究亦收集了全台灣七個稻作區域之2007

稻作樣品。由圖2 顯示,台南場全年日均溫高於其他地區,桃園及苗栗場則是冬 季低溫,台東場則是冬季溫暖、夏季涼爽。對照各別栽培期,計算各別之氣溫條

株將容易倒伏。本研究於 4/12 插秧、6/15 插秧及

, 插秧及 (資料未顯示

, 月、

二、臺灣栽培區域之氣溫環境:

年二期

而台南場之外觀品質也較苗 場為差(未熟米率 14.5% > 4.3%),食味分數則是台南場與台東場優於桃園場與苗

充實期之氣溫環境確實影響稻米之外觀與食味品質。值得注意的 件列(如表 1),台東場之總生育積溫與抽穗後積溫最高,然而其水稻生育期較長(127 天),因此平均氣溫仍然不高,盧與劉(2006)指出:台東地區日照較低,低日照可 能導致生育期之延長,同時延長穀粒充實期,降低高溫引起穀粒充實過快的危害 同時台東場之充實期氣溫低,低溫低日照之環境使得台東場稻米樣品之外觀品質 顯著高於其他地區(完整米率 > 90%)。抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫 及平均單日最低溫以台南場為最高,苗栗場為最低;

栗場。證實穀粒

是台東場之氣溫環境近似於桃園場與苗栗場,其產出之稻米一方面具有良好外觀 品質,另一方面其食味品質卻明顯優於桃園場及苗栗場,推測台東地區稻米食味 品質應同時受其他因子所影響,需要後續研究更進一步探討。

三、氣溫環境與產量性狀:

1. 單株穗數

李(1999)指出生育初期高溫,即稻株分蘗期遭遇高溫將會造成有效穗數減少。

此外,抽穗後授粉期之高溫亦會使穀粒不稔(Abiko et al., 2005),甚至全穗不稔形成 無效稻穗。而由圖6 顯示,隨分蘗期平均氣溫的變化,過高之氣溫會對單株有效 穗數有不良影響,證實上述前人研究結果。結果表示苗栗地區稻作在相關曲線之 勢顯示在分蘗期平均氣溫在23℃時,單株穗數為最多(約 13 穗),過高之氣溫會

量的下降。

降低單株有效穗數,而可能導致產

2. 稔實率

Prasad (2006)等發現在高溫情況下,小孢子母細胞功能下降,使花粉產量減 少,高溫同時也阻礙了花藥的開裂以及花粉管的發育,進而降低稔實率,最後導 致產量與收穫指數的降低。本研究中也發現高溫確實使稔實率下降(如圖 7),發現 超過26℃累進積溫越高,其稔實率越低。可推測影響稔實率之高溫臨界溫度在 26℃

以上,26℃或許可以作為稔實率較為保守之安全日均溫。至於此高溫與花粉母細 胞發育或花藥開裂之關係值得進一步調查。

3. 單株穗重

Peng (2004)等提出高溫環境將會降低產量,單位面積產量隨日均溫與日最低溫 的上升而呈現明顯減產。本研究亦呈現相同趨勢(如圖 8),由本研究分析似可歸納 在超過26~27℃之日均溫或超過 22~23℃之日最低溫環境下,每上升 1℃之日均

%。因此可將 26~27℃之日均溫、22~23℃之日最低溫 為產量面對高溫環境之安全氣溫,而Tashiro and Wardlaw (1991a)指出在日均溫

情況,高溫造成穀粒產量之減少趨勢並不明顯,恰好與本研究推論

、氣溫環境與外觀品質:

. 糙米外觀品質 出

溫或日最低溫,將可能減產6 作

低於26.7℃之

相符。而高溫造成減產之生理原因可能為前述之有效穗數減少與稔實率降低。從 生理層面來看,過高之日最低溫可能促進的呼吸作用(Ziska and Bunce, 1998 ; Gifford, 1995)、高溫阻礙的碳水化合物輸送(佐藤與稻葉,1973 ; 小葉田等,2004) 或降低光合作用酵素之效率(Makino et al., 1994),造成供源的不足,進而導致千粒 重降低。

1

Tashiro and Wardlaw (1991b)指出:高溫影響外觀品質最關鍵時期在抽穗後 12

此時水稻若遭遇高溫,其乳白粒率與背白粒率均會顯著上升。由本研

. 白米外觀品質 至16 日時,

究結果可推估:抽穗後15 日內日均溫、日最高溫與日最低溫分別超過 22℃、26℃

與18℃時,每上升 1℃,完整粒率約下降 1.3%,未熟粒率約上升 4.5% (如圖 9)。

表示抽穗後15 日內之氣溫環境顯著影響糙米外觀品質,此時期氣溫上升將導致外 觀品質的不佳。除此之外,以8/21/2007 插秧者為例,本栽培期於抽穗後遭遇極端 低溫,日最低溫低於15℃,使青死米率極顯著高於其他栽培期。

2

米外觀品質分析結果,白米外觀品質主要在正常粒率及粉狀質粒率

粒變硬,進而導致食味口感的不佳。由本研究結果進行相關性分析,

實發現直鏈澱粉含量與食味總評分數之間存在顯著負相關 (如圖 15)。本研究結 粉含量隨著抽穗後15 日內氣溫的上升而有顯著降

,每上升1℃,直鏈澱粉含量約下降 0.5% (如圖 11 與圖 13)。另一方面,隨著抽 上升,食味總評分數亦呈現明顯提高,每上升1℃,食味分數 類似於糙

與抽穗後15 日內氣溫呈極顯著相關 (如圖 10)。正常粒為透明、渾圓飽滿的穀粒,

粉狀質粒則是穀粒有部份或全粒是白堊質者。結果顯示:抽穗後15 日內之日均溫、

日最高溫與日最低溫分別超過22℃、26℃與 18℃時,每上升 1℃,正常粒率約下 降4%,粉狀質粒約上升 5%。相對於糙米外觀品質,白米外觀品質對溫度之敏感 性較高,而白米外觀品質為市售白米價格決定的標準之一,若因氣溫過高導致粉 狀質粒等不良白米偏多時,則經濟價值也將隨之降低。

五、氣溫環境與食味品質:

Chrastil (1994)等指出:當穀粒之直鏈澱粉含量增加時,將使米飯烹煮時之黏 度降低,米

果顯示:糙米與白米之直鏈澱 低

穗後15 日內氣溫的

約可增加2~3 分(如圖 12 與圖 14),唯糙米食味總評方面,在抽穗後 15 日內之日

中,peak iscosity 及 breakdown 與食味總評呈現正相關;而 setback 則與食味總評呈現負相

栽培及各栽培地區之稻米樣品進行相關性分析,結果趨勢近似

食味之評分。需要注意 是,上述高溫對米質的影響是由儀器分析所得,雖然顯示高溫可導致直鏈澱粉

,由於高溫同時影響穎果中其它成份之含量,因此 溫否確實造成口感品質上升,可能須要進一步以”食味”品嘗予以證實。

均溫、日高溫與日低溫分別高於29.5℃、34℃與 26℃以上時,食味分數不再增加。

然而在本次研究,蛋白質含量與氣溫環境或食味總評之間相關性並不顯著,僅有 台東場之樣品食味總評分數優良之原因可能來自低蛋白質含量。因此可推測西部 地區稻米樣品之直鏈澱粉含量受抽穗後15 日內氣溫環境影響頗大,而直鏈澱粉含 量的改變則影響了食味的評分,進而決定了稻米食味的品質。

進一步以米粉黏度性質探討食味口感,吳(2001)指出 RVA 結果 v

關。本研究以周年

於吳(2001)之結果(如圖 20)。而觀察上述三者與氣溫之關聯性,發現皆與抽穗後 15 日內之氣溫環境存在高度相關性:peak viscosity 及 breakdown 為正相關,setback 為負相關(如圖 16、圖 17、圖 18)。此趨勢與直鏈澱粉含量之趨勢相呼應,進一步

於吳(2001)之結果(如圖 20)。而觀察上述三者與氣溫之關聯性,發現皆與抽穗後 15 日內之氣溫環境存在高度相關性:peak viscosity 及 breakdown 為正相關,setback 為負相關(如圖 16、圖 17、圖 18)。此趨勢與直鏈澱粉含量之趨勢相呼應,進一步

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