高溫對水稻稔實率及稻米品質之影響
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(2) 249. 高溫對水稻稔實率與稻米品質影響. (IPCC)」之 2007 年報告指出，全球大氣中溫 室氣體濃度正快速增加，其中 CO2 濃度由工 業化之前的 280 ppm 上升至 2005 年的 379 ppm，同時對於全球平均氣溫與海溫的升高 提出警訊(IPCC 2007)。為了因應水稻生產在 未來氣候條件下可能發生的改變，國外水稻 學者早於 1970 年代，就已經針對水稻耐熱性 展開一系列的相關研究。在高溫對於水稻產 量的影響方面，Peng et al. (2004)指出，在菲 律賓的乾旱季節，若水稻生長期平均最低溫 度每增加 1℃，其產量至少降低 10%。Barker et al. (1992)研究指出，水稻在 CO2 濃度為 660 μmol mol-1 的生長箱中，若將平均氣溫由 25.1 ℃升高至 34.1℃，水稻穀粒產量將由 10.7 Mg ha-1 減少為 1.0 Mg ha-1，並且認為主要是每 穗充實粒數由 58.3 no. panicle-1 陡降為 2.9 no. panicle-1 所致。Morita et al. (2004)研究高 日溫與高夜溫對於水稻穀粒成熟率及粒重的 影響，發現高夜溫將造成兩者顯著降低。 至於高溫造成水稻減產的因素，Osada et al. (1973)認為水稻開花期高溫是造成不稔 的主要原因之一，並指出開花期日最高氣溫 超過 34–35℃連續多日，則不稔實即異常增 加。Satake and Yoshida (1978)則進一步發現 水稻對高溫最敏感的時期是開花期，其次為 減數分裂期，並且指出高溫造成不稔主要是 因為柱頭上受粉不良及花粉發芽不良所致， 這與花藥的裂開時間與裂開程度有相當關 係，而這也是耐熱品種的性狀之一。Matsui et al. (2000)闡明高溫抑制花粉膨脹，導致花藥 難以裂開的關係，亦比較了耐熱品種「日本 晴」及高溫敏感品種 Hinohikari 的花藥結 構，為耐熱性育種提供了性狀指標(Matsui et al. 2001a)。 關於耐熱性的檢定方法及指標方面， Osada et al. (1973)採用田間自然溫度的方式 對 12 個水稻品種的耐熱性差異進行檢定，他 們於泰國 2 個不同的地區及不同的播種期種 植這 12 個品種，以不稔實率為檢定指標，結 果篩選出對高溫反應為極度不稔、高度不. 稔、中度不稔與正常等 4 類品種。Ziska et al. (1996)以人工氣候室比較 17 個品種在 CO2 濃 度與溫度增加的情況下的產量，自抽穗期開 始白天以高溫處理 8 小時連續 10 天，處理期 間晝溫/夜溫設定為 37/29℃，其他非處理期 間則設定在 29/21℃。Matsui et al. (2001b) 比較 9 個稉稻品種在高溫下之不稔性，以人 工氣候室設定晝溫/夜溫分別為 35/26℃、 37.5/26℃與 40/26℃之溫度組合，白天高溫 處理 6 小時連續 6 日，晝/夜相對濕度為 60/80%， 以稔 實率為檢定 指標，篩選 出感 溫、中等及耐溫 3 類品種。Prasad et al. (2006) 在 可 控 制 溫 度 梯 度 的 溫 室 中 (temperaturegradient greenhouses; TGG)，比較常溫與常 溫加 5℃對於 14 個水稻品種稔實率的影響， 並指出稔實率可做為檢定耐熱品種的篩選工 具。 高溫另一個不良的影響即是造成稻米品 質的劣變，相關研究報告均指出以穀粒充實 期 的 影 響 為 主 (Resurreccion et al. 1977, Morita et al. 2004)。在穀粒充實期遇到高溫 會增加穀粒生長速度，如此將增加穀粒白堊 質 及 減 少 穀 粒 重 量 (Resurreccion et al. 1977)。Zhang et al. (2006)指出，若穀粒充實 全期均受高溫影響，則較充實前期或後期受 高溫影響者，其稻米外觀品質及加工品質更 為降低。對於穀粒充實期耐熱性的判別方法 及指標，Zhang et al. (2006)以隸屬函數配合 主成分分析法針對各種品質性狀予以統計分 析，並得到以穀粒充實度做為耐熱指標的結 論。 本研究擬選取 20 個臺灣目前水稻栽培品 種，於 2010-2011 年間共 4 期作之抽穗期進 行高溫處理，藉此瞭解高溫對於稔實率及稻 米品質的影響，以及不同品種間對於高溫的 耐受性是否有差異，可作為未來進行耐熱性 育種計畫之參考。. 材料與方法 一、供試水稻品種.
(3) 250. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 9, December 2012. 參試水稻品種係行政院農業委員會農業 試驗所嘉義農業試驗分所現有保存之稉稻及 秈稻品種，選取 20 個主要栽培推廣品種，各 參試品種名稱詳如 Table 1 所列。. 二、栽培管理方式 育苗後約 3 葉齡即移植於內徑 0.25 m、 高 0.20 m 的塑膠桶中，每個品種種植 6 桶， 每桶種植 5 株，單本植。肥料分做 4 次施用， 分別是基肥：臺肥 39 號(臺灣肥料股份有限 公司，高雄市) 1.54 g 桶 -1 (308 kg ha-1)，第 1 次追肥：硫酸銨 0.88 g 桶 -1 (176 kg ha-1)、氯 化鉀 0.1 g 桶 -1 (20 kg ha-1)，第 2 次追肥：硫 酸銨 0.88 g 桶 -1 (176 kg ha-1)，以及穗肥：硫 酸銨 0.88 g 桶 -1 (176 kg ha-1)、氯化鉀 0.1 g 桶 -1 (20 kg ha-1)。. 三、溫度設置與記錄 溫室之平均日溫 (10:00–16:00) 設定值 為 36℃，若瞬時溫度超過設定溫度則水牆及 抽風扇立即啟動將溫度降至設定值，夜溫及 濕度則任其自然變化而未予設定。以熱電偶 測 針 及毛 髮式 溫 濕度 記錄 儀 (型號 R-704， SATO，日本)同時記錄溫、濕度。. 四、高溫處理方式 處理方式分為 3 種，第 1 種方式(簡稱處 理 1)自抽穗始期(即每桶第 1 穗抽出)開始，即 將試驗材料移置於溫室內連續處理至抽穗末 期(即每桶最後 1 穗抽出)後 10 日始移至室 外。第 2 種方式(簡稱處理 2)自抽穗始期開 始，即將試驗材料移置於溫室內連續處理至 水稻成熟收穫為止。第 3 種方式(簡稱處理 3) 為置於室外，以自然溫度為對照。其中，2010 年進行處理 1 及處理 3 以比較稔實率，2011 年因新購入穀粒判別器，故同時進行 3 種處 理方式以比較稔實率及完整粒百分比。. 五、耐熱性的評估方式 待 試 驗材 料已 屆 收穫 適期 (即 一 穗基部 穀粒尚有 1–2 粒呈黃綠色，其餘均呈黃色)， 即全株予以收穫乾燥。稔實率及米質調查採. 全檢方式，稔實率以人工調查，其計算公式 如下 稔實率(%) = (一穗充實粒數/一穗總粒數) × 100%, 評估高溫對於稔實率造成的影響，以 IF 表示 (Prasad et al. 2006, Tao et al. 2007, Chen and Wan 2009). IF =. FA − FH FA. 式中，FA 表示常溫下的稔實率，FH 表示高溫 處理下的稔實率。 將收穫之稻穀以礱穀機(型號 THU35B， SATAKE，日本)碾製為糙米，稉稻品種使用 穀粒判別器(型號 RGQI20A，SATAKE，日 本)進行糙米米質外觀調查，計算完整粒(百分 比)。秈稻與糯稻品種尚無適用之穀粒判別 Table 1. The entries of rice varieties experiments in 2010 and 2011. Entry Simplified name Taikeng 2 TK2 Taikeng 5 TK5 Taikeng 8 TK8 Taikeng 9 TK9 Taikeng 14 TK14 Taikeng 16 TK16 Taoyuan 1 TY1 Tainan 11 TN11 Kaohsiung 139 KH139 Kaohsiung 145 KH145 Taitung 30 TT30 Taikeng Glutinous 1 TKG1 Tainung 67 TNG67 Tainung 71 TNG71 Tainung 74 TNG74 Taichung Sen 10 TCS10 Taichung Sen 17 TCS17 Tainung Sen 14 TNGS14 Tainung Sen 22 TNGS22 Taichung Sen TCSG1 Glutinous 1. for. Species japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica japonica indica indica indica indica indica.
(4) 251. 高溫對水稻稔實率與稻米品質影響. 器，為避免人為判別所造成的誤差，所以未 予調查。根據「糙米外觀檢定手冊」(Hong and Song 1990)的定義，除了未熟粒、死米、被 害粒以外，完全成熟且未受損之米粒，稱為 完整粒。評估高溫對於完整粒(%)造成的影 響，則比照稔實率 IF 的公式，以 ISk 表示. I SK =. SK A − SK H SK A. 式下，各品種之稔實率及完整粒百分比，並 採用變異數分析(ANOVA)比較溫度、品種及 交感效應是否顯著。以 t-test 比較品種於不同 年度相同期作間之稔實率及抽穗期之平均日 溫，McNemar test 用來比較品種耐熱反應是 否有期作性。以上統計分析工作，使用統計 應用軟體 SAS/SAST 9.1 完成。. 結果. 式中，SKA 與 SKH 分別表示常溫及高溫處理 下的糙米完整粒(%)。. 一、高溫對稔實率的影響. 六、統計分析. 行高溫處理，其稔實率表現如 Table 2 所示。. 本試驗以裂區設計進行，溫度為主試 區，品種為副試區，2 區集。調查不同處理方. 2010 年及 2011 年 20 個稻種在抽穗期進 比較 2 年 4 個期作抽穗期溫度對於品種間稔 實率的影響，結果顯示不同溫度對於稔實率. Table 2. The fertility of 20 rice varieties under treatments of different temperatures during heading stage in 2010 and 2011. Variety (V). 1st crop season, 2010 FA z 90.29 88.13 88.67 83.79 91.05 88.25 65.58 93.36 96.07 89.55 92.73 92.22 88.67 64.35 76.04 84.58 84.16 92.72 93.90 83.76 86.39. FH 83.08 85.37 85.80 77.63 86.53 73.26 62.17 87.93 92.41 76.22 87.80 86.98 82.55 57.06 66.65 83.32 83.41 87.58 85.92 75.05 80.34. FA- FH 7.21 2.76 2.87 6.16 4.52 14.99 3.41 5.43 3.66 13.33 4.93 5.24 6.12 7.29 9.39 1.26 0.75 5.14 7.98 8.71. Fertility (%) IF FA 7.99(MR y) 89.20 3.13(R) 92.67 3.24(R) 84.95 7.35(MR) 88.47 4.96(R) 89.76 16.99(S) 89.96 5.20(MR) 85.56 5.82(MR) 94.49 3.81(R) 91.97 14.89(MS) 91.61 5.32(MR) 92.77 5.68(MR) 93.29 6.90(MR) 91.56 11.33(MS) 80.62 12.35(MS) 86.81 1.49(R) 84.74 0.89(R) 93.67 5.54(MR) 87.97 8.50(MR) 93.22 10.40(MS) 78.71 89.10. 2nd crop season, 2010. FH FA- FH IF TK2 90.44 － － TK5 81.01 11.66 12.58(MS) TK8 88.44 － － TK9 82.40 6.07 6.86(MR) TK14 81.09 8.67 9.66(MR) TK16 75.03 14.93 16.60(S) TY1 82.98 2.58 3.02(R) TN11 81.70 12.79 13.54(MS) KH139 74.70 17.27 18.78(S) KH145 89.74 1.87 2.04(R) TT30 92.46 0.31 0.33(R) TKG1 95.14 － － TNG67 81.75 9.81 10.71(MS) TNG71 78.21 2.41 2.99(R) TNG74 76.38 10.43 12.01(MS) TCS10 72.05 12.69 14.98(MS) TCS17 75.87 17.80 19.00(S) TNGS14 77.58 10.39 11.81(MS) TNGS22 81.81 11.41 12.24(MS) TCSG1 64.81 13.90 17.66(S) Mean 81.18 P-value T x 0.0008 < 0.0001 P-value V < 0.0001 < 0.0001 P-value T × V 0.9153 0.0040 z FA: fertility at ambient temperature; FH: fertility at high temperature; IF: index of hot effect. y R: resistant; MR: moderately resistant; MS: moderately susceptible; S: susceptible; and HS: highly susceptible. x T: factor of temperature; V: factor of varieties; and T*V: interaction effect of temperature and variety..
(5) 252. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 9, December 2012. Table 2. (continued) Variety (V) TK2 TK5 TK8 TK9 TK14 TK16 TY1 TN11 KH139 KH145 TT30 TKG1 TNG67 TNG71 TNG74 TCS10 TCS17 TNGS14 TNGS22 TCSG1 Mean P-value T x P-value V P-value T × V z y x. 1st crop season, 2011 FA z 93.32 95.22 96.29 85.72 92.11 90.14 93.50 84.15 94.61 94.05 86.25 96.54 92.69 90.88 83.49 88.66 92.91 91.76 89.34 92.20 91.19. FH 85.05 86.00 86.37 85.74 86.33 81.97 87.38 85.58 81.29 91.76 82.97 86.03 88.72 84.33 85.32 85.07 89.73 84.48 87.63 70.62 85.12. FA- FH 8.27 9.22 9.92 － 5.78 8.17 6.12 － 13.32 2.29 3.28 10.51 3.97 6.55 － 3.59 3.18 7.28 1.71 21.58. IF. 2nd crop season, 2011 Fertility (%) FA. 8.86(MR y) 9.68(MR) 10.30(MS) － 6.28(MR) 9.06(MR) 6.55(MR) － 14.08(MS) 2.43(R) 3.809(R) 10.89(MS) 4.28(R) 7.21(MR) － 4.05(R) 3.42(R) 7.93(MR) 1.91(R) 23.41(HS). < 0.0001 0.3601 0.5307. 93.96 91.18 94.33 92.61 90.76 88.08 81.36 91.91 84.92 92.81 91.06 92.06 89.65 81.22 85.36 88.31 89.49 94.95 89.44 82.13 89.28. FH. FA- FH. IF. 88.39 73.18 83.21 77.92 69.32 70.87 73.42 75.62 68.56 77.35 72.70 77.58 74.75 66.45 50.13 63.31 66.32 84.85 66.00 56.36 71.81. 5.57 18.00 11.12 14.69 21.44 17.21 7.94 16.29 16.36 15.46 18.36 14.48 14.90 14.77 35.23 25.00 23.17 10.10 23.44 25.77. 5.93(MR) 19.74(S) 11.79(MS) 15.86(S) 23.62(HS) 19.54(S) 9.76(MR) 17.72(S) 19.27(S) 16.66(S) 20.16(S) 15.73(S) 16.62(S) 18.19(S) 41.27(HS) 28.31(HS) 25.89(HS) 10.64(MS) 26.21(HS) 31.38(HS). < 0.0001 0.0187 0.8352. FA: fertility at ambient temperature; FH: fertility at high temperature; IF: index of hot effect. R: resistant; MR: moderately resistant; MS: moderately susceptible; S: susceptible; and HS: highly susceptible. T: factor of temperature; V: factor of varieties; and T*V: interaction effect of temperature and variety.. 有顯著差異，概以高溫造成稔實率的降低。 2010 年第 1 期作與第 2 期作高溫造成平均稔 實率分別減少 6.05%及 7.92%，2011 年第 1、 2 期作則分別減少 6.07% 及 17.47%。在不同 品種間高溫對於稔實率的影響，除 2011 年第 1 期作之外，其餘均呈顯著差異。 若將 IF 定義為抗級 R (IF ≤ 5%)、中抗 級 MR (5% < IF ≤ 10%)、中感級 MS (10% < IF ≤15%)、感級 S (15% < IF ≤20%)與極感 HS (IF > 20%)，則兩年度之第 1 期作對高溫 反應均呈抗性 R 的品種有臺中秈 10 號及臺中 秈 17 號等 2 個秈稻品種，第 2 期作無；均呈. 中抗 MR 反應者，第 1 期作有臺稉 2 號、桃 園 1 號及臺農秈 14 號等 3 個品種，第 2 期作 無；均介於抗級與中抗級(R－MR)間者，第 1 期作有臺稉 5 號、臺稉 14 號、臺東 30 號、 臺農 67 號及臺農秈 22 號等 5 個品種，第 2 期作有桃園 1。反應呈中感及以上(MS－HS) 者，第 1 期作有臺中秈糯 1 號，第 2 期作稉 稻有臺稉 5 號、臺稉 16 號、臺南 11 號、高 雄 139 號、臺農 67 號、臺農 74 號等 7 個品 種，以及所有參試的 5 個秈稻品種。另兩年 度之第 1 期作反應不一致者，有臺稉 8 號、 臺稉 9 號、臺稉 16 號、臺南 11 號、高雄 139.
(6) 高溫對水稻稔實率與稻米品質影響. 號、高雄 145 號、臺稉糯 1 號、臺農 71 號及 臺農 74 號等 9 個品種，第 2 期作反應不一致 者有臺稉 2 號、臺稉 8 號、臺稉 9 號、臺稉 14 號、高雄 145 號、臺東 30 號、臺稉糯 1 號及臺農 71 號等 7 個品種。. 二、高溫對糙米完整粒的影響 2011 年 14 個稉稻品種自抽穗期以迄收 穫為止，全程予以高溫處理，其糙米完整粒 的表現如 Table 3。2 個期作間糙米完整粒對 於溫度的反應均呈顯著性差異，概以高溫造 成糙米完整粒減少，第 1 期作平均減少 13.89%，第 2 期作減少 15.21%。不同品種間 之糙米完整粒的差異，第 1 期作無顯著差異， 第 2 期作則呈顯著性。比較品種間糙米完整 粒之 ISK，第 1 期作介於 36.72–95.71%之間， 以臺稉 2 號最低(36.72%)，高雄 139 號為最高 (95.71%)。第 2 期作介於 22.42–91.48%之間， 減少幅度以臺農 67 號最低(22.42%)，臺稉 9 號則為最高(91.48%)。 若將糙米完整粒 ISK 定義為抗級 R (ISK ≤ 10%)、中抗級 M R(10% < ISK ≤ 30%)、中感 級 MS (30% < ISK ≤ 50%)、感級 S (50% < ISK ≤ 70%)與極感 HS (ISK > 70%)，則第 1 期作 除臺稉 2 號為中感(MS)反應外，其他各品種 皆為感級(S)至極感(HS)反應。第 2 期作除臺 稉 8 號、臺農 67 號及臺農 71 號表現為中抗 (MR)外 ，其餘 各 品種 皆為 中 感 (MS)至 極感 (HS)反應(Table 3)。探討品種對於高溫的反 應是否具有期作效應，為利於進行分析，乃 將品種之 IF 為 R、MR 者合併為抗級，IF 為 HS、S 及 MS 者合併為感級。分析結果顯示， 年度間期作效應無一致表現，2010 年不同期 作 對 於 品 種 耐 熱 表 現 沒 有 顯 著 差 別 (P = 0.058)， 2011 年 卻 呈 顯著 效 應 (P = 0.001) (Table 4)。. 討論 水稻抽穗期高溫造成稔實率下降，在 2010–2011 年 4 個期作中有一致的表現，也與. 253. 國外的研究結果相類似(Osada et al. 1973, Prasad et al. 2006)。除了 2010 年第 1 期作 外，高溫對稔實率的影響在不同品種間存在 顯著差異，這顯示了藉由選拔獲得耐熱品種 是可行的育種方式。然而溫度的影響在相同 期作之不同年度間，表現卻不甚一致，例如 2010 與 2011 年第 1 期作 20 個品種於常溫下 的平均稔實率相差 4.8% (P = 0.029)，在高溫 下平均稔實率亦相差 4.8% (P = 0.044)。第 2 期作常溫下無顯著差異，高溫下則相差 9.37% (P = 0.001)，同時年度間某些品種之 IF 的表 現也不一致，因此試驗結果的再現性不甚理 想。比較嘉義農業試驗分所 2010–2011 年第 1、2 期作水稻抽穗期間的平均日溫 (10:00–16:00)，第 1 期作兩年度分別是 28.84 ℃與 28.51℃，未達顯著差異(P = 0.616)，第 2 期作則分別為 28.86℃及 28.75℃，亦未達顯 著 差 異 (P = 0.051)。 顯 然 除 了 溫 度 因 素 以 外，尚有未知系統或非系統性的因素影響品 種間稔實率的表現。例如，有研究認為夜溫 及濕度等環境條件，以及穗溫與穎花溫度等 微氣象條件，對於稔實率亦可能有影響(Osada et al. 1973, Satake and Yoshida 1978, Nishiyama and Satake 1981)，在本研究中受 限於設備因素而無法予以控制，有待將來深入 探討釐清。目前臺灣水稻栽培制度大多仍為 1 年 2 期作制，第 1 期作氣溫變化的走勢為逐 漸增高，第 2 期作氣溫走勢則相反。在本研 究中，水稻抽穗期的平均日溫，2010 年第 1、 2 期作的相差 0.02℃，2011 年則相差 0.24℃， 概以第 2 期作的平均日溫略高。2011 年期作 間平均日溫差異幅度遠較 2010 年為高，相差 約 1 個數量級，這也許可解釋為 2011 年有期 作效應的原因之一。未來水稻耐熱性育種是 否應分期作進行，就本研究結果來看，以第 2 期作為抗級者，於第 1 期作亦表現抗級，僅 有 2010 年之臺農 71 號為例外。因此，似以 將田間耐熱性選拔工作置於第 2 期作，或兩 期作皆進行選拔，但以第 2 期作結果為宜， 惟亦需更多試驗資料加以佐證。.
(7) 254. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 9, December 2012. Table 3. The head-rice ratios of brown rice of 14 rice varieties under treatments of different temperatures during heading stage. 1st crop season, 2011 2nd crop season, 2011 Head-rice ratio (%) SKA z SKH SKA - SKH ISK SKA SKH SKA - SKH ISK TK2 16.75 10.60 6.15 36.72(MS y) 30.65 17.40 13.25 43.23(MS) TK5 17.75 4.85 12.90 72.68(HS) 31.20 16.35 14.85 47.60(MS) TK8 19.30 6.35 12.95 67.40(S) 38.20 29.25 8.95 23.43(MR) TK9 7.40 0.45 6.95 93.92(HS) 20.55 1.75 18.80 91.48(HS) TK14 11.20 1.65 9.55 85.27(HS) 28.90 12.45 16.45 56.92(S) TK16 3.15 0.40 2.75 87.30(HS) 13.25 7.00 6.25 47.17(MS) TY1 17.55 2.20 15.35 87.46(HS) 35.30 10.20 25.10 71.10(HS) TN11 27.70 1.60 26.10 94.22(HS) 30.70 12.00 18.70 60.91(S) KH139 18.65 0.80 17.85 95.71(HS) 16.05 9.55 6.50 40.50(MS) KH145 25.10 1.70 23.40 93.23(HS) 30.10 6.35 23.75 78.90(HS) TT30 12.80 0.60 12.20 95.31(HS) 19.65 11.85 7.80 39.69(MS) TNG67 10.55 0.90 9.65 91.47(HS) 22.75 17.65 5.10 22.42(MR) TNG71 22.20 2.95 19.25 86.71(HS) 24.10 16.70 7.40 30.71(MR) TNG74 24.95 5.55 19.40 77.76(HS) 46.30 6.25 40.05 86.50(HS) Mean 16.79 2.90 27.69 12.48 P-value T x < 0.0001 < 0.0001 P-value V 0.0692 0.0016 P-value T × V 0.3179 0.0336 z SKA: head-rice ratio at ambient temperature; SKH: head-rice ratio at high temperature; and ISK: index of hot effect. y R: resistant; MR: moderately resistant; MS: moderately susceptible; S: susceptible; and HS: highly susceptible. x T: factor of temperature; V: factor of varieties; and T*V: interaction effect of temperature and variety.. Variety (V). Table 4. Comparison of high temperature resistance among rice varieties between the first and the second cropping seasons in 2010 and 2011. No. of entry 2nd crop season Year 2010 2011 z. 1st crop season. Resistant. Susceptible. Resistant. 4. 2. Susceptible. 8. 3. Resistant Susceptible. 2. 0. 11. 4. P-value z 0.0578 0.0009. The proportions of resistance to high temperature between the first and the second cropping seasons analyzed by McNemar test.. 不同稻型是否影響品種對於高溫的抗性 反應？在稔實率為 50%的條件下，Satake and Yoshida (1978)的試驗結果指出，不同秈稻品 種對於高溫之臨界溫度相差約 5.5℃，Matsui et al. (2001b)指出不同稉稻品種的臨界溫度 相差約 3℃，顯示秈稻品種間對於高溫臨界溫. 度的範圍可能比稉稻品種來得大。Jagadish et al. (2007)認為秈稻品種對於高溫的耐受性較 稉稻為高，因為高溫對於秈稻品種的影響僅 於開花當日(Satake and Yoshida 1978)，但對 於稉稻品種的影響卻早在開花前數日即已開 始 (Nabeshima et al. 1988, Matsui et al..
(8) 255. 高溫對水稻稔實率與稻米品質影響. 2000)。本研究試驗結果則顯示，秈稻或稉稻 等不同稻型對於高溫逆境之耐受程度高低， 尚無一致的結果，此與 Prasad et al. (2006) 的結論類似。例如在 2010 年第 1 期作，IF 最 低為臺中秈 17 號，最高為臺稉 16 號，但同 年度第 2 期作，指數最高卻為臺中秈 17 號， 最低則為臺東 30 號。此外，秈稻品種對於高 溫反應似乎有較為明顯的期作性，參加試驗 的 5 個秈稻品種，除了臺中秈糯 1 號以外， 其他 4 個品種在第 1 期作均為抗級或中抗 級，但是在第 2 期作卻變成中感級或感級， 兩個年度都有一致的現象。 環境因素與稻米品質之間的關係相當複 雜，然而高溫對於稻米品質劣變的影響，在 本研究中至為明顯。但是品種間的表現並無 一定規律可循。第 1 期作中參試品種對高溫 的敏感性，除臺稉 2 號為中感級外，其餘均 為感級或極感級，品種間的差異也不顯著， 但是第 2 期作則有臺稉 8 號、臺農 67 號及臺 農 71 號等 3 個品種由極感級變為中抗級。由 於本研究高溫處理僅設置 36℃這個等級，對 於米質研究而言或許已經超過生理上的容受 閾值(耐受性臨界值)，所以難以區分品種間的 差異。將來可考慮設計溫度梯度方式，可以 探討不同溫度對於稻米品質變化的影響程 度，亦可同時瞭解不同品種對於高溫的容受 閾值。此外，其他有關稻米外觀品質性狀， 如白堊質率、死米率、被害率、未熟率等在 評估指標中所占的權重如何估算，目前尚無 一致的標準。 歸納本研究試驗結果，可知目前臺灣栽 培面積較廣的水稻品種，在產量及品質方 面，普遍對於高溫環境具有相當程度的敏感 性，並且不同品種對於高溫的反應也有差異 性，顯示透過選拔育種程序可望獲得較具耐 熱性的品種。耐熱反應的期作性於年度間無 一致的表現，所以將來是否應進行耐熱性分 期育種，目前可提供的訊息有限。比較稉稻 及秈稻品種之耐熱表現，則沒有固定的形 式，與部分國外研究結果類似。. 誌謝 本試驗承行政院農業委員會補助部分經 費(100 農科-4.2.1-農-C2)，氣象資料承嘉義農 業試驗分所利幸貞小姐提供，試驗調查及管 理工作承羅俊欽先生協助，特此誌謝。. 引用文獻 Barker JT, LH Allen Jr, KJ Boote (1992) Temperature effects on rice at elevated CO2 concentration. J. Exp. Bot. 43:959–964. Chen Q-Q, B-L Wan (2009) Study on phytotron identification method of rice heat tolerance. (in Chinese) J. Anhui Agri. Sci. 37: 6350–6360. Hong MC, S Song (1990) Brown rice quality test manual. Taichung Dist. Agric. Res. Ext. Stn. Press, Taiwan. 17pp. Intergovernmental Panel on Climate Change (2007) Climate Change 2007: Synthesis Report. IPCC Press, Geneva. 104pp. Jagadish SVK, PQ Craufurd, TR Wheeler (2007) High temperature stress and spikelet fertility in rice (Oryza sativa L.). J. Exp. Bot. 58:1627–1635. Matsui T, K Omasa, T Horie (2000) High temperature at flowering inhibits swelling of pollen grains, a driving force for thecae dehiscence in rice (Oryza sativa L.). Plant Prod. Sci. 3:430–434. Matsui T, K Omasa, T Horie (2001a) Comparison between anthers of two rice (Oryza sativa L.) cultivars with tolerance to high temperatures at flowering or susceptibility. Plant Prod. Sci. 4:36–40. Matsui T, K Omasa, T Horie (2001b) The difference in sterility due to high temperatures during the flowering period among japonica-rice varieties. Plant Prod. Sci. 4:90–93. Morita S, H Shiratsuchi, J Takahashi, K Fujita (2004) Effect of high temperature on grain ripening in rice plants－analysis of the effects of high night and high day temperatures applied to the panicle and other parts of the plant. (in Japanese) Jpn. Crop Sci. 73:77–83. Nabeshima M, M Ebata, M Ishikawa (1988) Studies on the high temperature and dry wind.
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