臺灣優質水稻栽培之環境挑戰與因應措施
盧虎生
1*、劉韻華
1、中央氣象局第三組農業氣象科
2 1國立臺灣大學農藝學系 2交通部中央氣象局第三組農業氣象科摘要
自從1900 年代初期日本有計畫引進稉型 水稻栽培後，至今臺灣地區水稻栽培 90%以 上為稉型品種。一般而言，稉型水稻適應於 溫帶環境，一年一作，全生育期140 日以上， 生育期間以日射量充足、日夜溫差大之環境 為佳。其穀粒之有效充實期長，充實期平均 氣溫25 度以下，產量高而米質外觀及食味優 良。與此等條件相較，臺灣位處亞熱帶，受 夏季颱風季節影響，每年分兩季栽培，一、 二期稻作生育環境迥然不同，但栽培相同類 型品種，生育期間溫度高，日夜溫差不大， 日射量不高，穀粒充實速率快而有效充實期 相 對 縮 短 ， 終 至 各 期 產 量 與 品 質 皆 未 臻 理 想。文獻預估未來臺灣地區更將遭遇夜溫上 昇、溫差縮小、日射量下降之不利趨勢。臺 灣大學農藝學系植物生理研究室整理臺灣各 地區 1990 年以來 16 年之氣象環境特性，分 析出各地區一、二期稻作之栽培環境特質， 並據以推論其對各區域水稻品質之影響。又 基 於 溫 度 及 日 照 強 度 對 水 稻 栽 培 的 重 要 影 響，本報告進一步以近年來生理及分子生物 之研究結果，分析溫度及日照強度對稻米品 質形成的影響，說明低白堊質良質稻米形成 的安全環境。文中並歸納臺灣各栽培區域面 臨的環境挑戰並提出栽培及育種上可能的因 應策略。 關鍵詞︰水稻、品質、環境。Environmental Challenge and Strategy
for Quality Rice Culture in Taiwan
Huu-Sheng Lur1*, Yun-Hwa Liu1 and Agrometeorology Section of Central Weather Bureau21 Department of Agronomy, National Taiwan University, Taipei 10617, Taiwan ROC
2 Agrometeorology Section, Central Weather Bureau, Taipei 10048, Taiwan ROC
ABSTRACT
Japonica type rice has been cultivated more than 90% of the rice planting area in Taiwan, since it was introduced to the Island in the early 1900’s. Geographically japonica type rice distributes mostly in temperate zones, and is physiologically adapted to the temperate climate. With tropical cancer across its southern area Taiwan locates in the subtropical region. And it is the lowest latitude area where japonica type rice is dominantly cultivated. Thus, the subtropical climate is challengeable for the cultivation of japonica type rice in Taiwan. In addition the subtropical warm climate is also detrimental to the quality of japonica type rice. Improvement of rice grain quality is the primary focus in Taiwan. In the current report, we reviewed climate conditions which are suitable for the culture of good grain quality, including temperature and radiation. Based on the climate data from 1990 to 2005, we analyzed annual fluctuation of temperature and radiation for seven regions of Taiwan, and summarized potential climate challenges for growing quality rice in these
* 通信作者, lurhs@ntu.edu.tw 投 稿 日 期：2006 年 9 月 27 日 接 受 日 期：2006 年 10 月 4 日
作 物 、 環境 與生 物 資 訊 3:297-306 (2006)
Crop, Environment & Bioinformatics 3:297-306 (2006) 189 Chung-Cheng Rd., Wufeng, Taichung Hsien 41301, Taiwan ROC
regions. Possible strategy in cultural practice management and breeding are also proposed.
Key words: Rice, Quality, Environment.
前言
臺灣水稻栽培歷程中，由於政治及社會 歷史的變遷，在1900 年代開始有計畫的引入 稉型(日本型)品種，經學者的努力下，1920 年代成功發展出並命名為蓬萊米，目前蓬萊 米類品種佔我國稻米栽培面積 90%以上，可 說是目前臺灣栽培面積最廣的農藝作物。以 生理的觀點而言，臺灣之蓬萊米栽培於亞熱 帶，每年兩期作，兩期作生育期約 120 天， 且環境顯然不同。這種栽培環境與現今國際 稉型稻普遍栽培地區之溫帶環境大不相同， 臺灣大概是世界上栽培稉型稻緯度最低的區 域之一，也反應出臺灣蓬萊米栽培之環境壓 力大於其他溫帶地區(Lur 2004)。 基於臺灣栽培稉型稻環境上的特殊性， 如何提昇栽培技術長期以來一直是我國稻作 研究的主要課題。1980 年代以前以提昇產量 為最主要目標，且已有回顧性報告歸納臺灣 地區水稻產量與環境間之關係及其改良之策 略(Liu and Hsieh 1984)。1980 年代後則以提 昇品質為主要的焦點，由於品質所關係之生 理生化過程複雜，更容易受環境影響，雖然 在育種上陸續推出所謂良質米品種，但在品 質 形 成 與 我 國 環 境 關 係 上 之 研 究 報 導 並 不 多。本報告以臺灣氣象環境為中心，先回顧 近1990 至 2005 之 16 年來臺灣各稻作生產區 域的氣象環境特色，討論一般優質稉米所需 的生育環境，期望歸納出臺灣地區優質米栽 培的環境挑戰，再推論其可能的改善策略。優質稉米品質形成之氣象環境
一、區域分布 臺灣之蓬萊米品種是由日本引進改良， 源自於日本型品種(japonica type)，分類上應 仍屬於 japonica 亞種，其生理上對環境之適 應性大致與日本型品種相似 (雖然此點可能 仍有待證明)，屬於溫帶型品種。依品質生理 的觀點而言，日韓學者曾經歸納出適合於良 好米質的溫度範圍為穀粒發育期間 21–23℃ 之環境，並以此規劃出北緯36–38º區域(zone) 為優良米質潛力栽培區。如以此點為依據， 則此區域橫跨包括新潟之日本本州、全部之 大韓民國、大陸山東以西之區域、美國加州 中北部等地區，而由現況看來除山東以西的 區 域 之 外 ， 幾 乎 也 都 是 知 名 的 好 米 生 產 地 區。由此地區向北延伸，包括日本北海道及 大陸東北地區都面臨可能的生育期積溫不足 及前後期低溫寒害的挑戰；如果向南延伸， 則將面臨生育期高溫，且日照過短(提前開花) 的挑戰。以品質生理的觀點而言，在穀粒發 育期間無論遭受高溫或低溫都會造成白堊質 米現象(Huang and Lur 2000)。目 前 亞 洲 之 稉 稻 栽 培 分 布 由 北 向 南 遞 減，大陸由浙江湖南地區以南已不適栽培而 分布劇減。臺灣有北迴歸線通過嘉義地區， 因此歸屬於亞熱帶，由於蓬萊米的成功，目 前稉型稻占 95%以上，可說是世界上栽培日 本型稻最南的區域。在稻作栽培生態上具有 獨特的地位，卻也面臨諸如高溫、低光周期、 低光強度等環境壓力的挑戰。一方面而言， 日本型稻能廣範在臺灣亞熱帶栽培，此育種 過程中遺傳背景的變遷值得研究；另一方面 而言，我國經近90 年的育種改良，或許已經 演 生 出 一 特 殊 的 亞 熱 帶 型 稉 稻(subtropical japonica?)，有別於分類上所謂的溫帶日本型? 稻(temperate japonica) 與 熱 帶 日 本 型 稻 (javanica, 亦稱為 tropical japonica)。無論如 何，以臺灣蓬萊米的發展歷史而言，實有必 要由生理、遺傳及分子生物的方式探討臺灣 稉型稻的特性，以求證它在世界水稻生態分 布上的地位。 二、優質米形成的溫度與日照環境 米質的形成包括複雜的生理及生化反應 過程，與環境之間具有密切關聯性，目前國 際間的研究多集中於溫度及日照環境因子，
品質上也多以外觀品質尤其是白堊質或心腹 白性狀為主。以下將以溫度及日照探討為對 象，由日本、中國大陸及我國的研究結果， 說明這些環境因子對稻米品質形成的影響， 並 歸 納 出 優 質 米 形 成 的 環 境 條 件(Huang and Lur 2000, Kondo et al. 2005, Sun et al. 2004)。 (一)溫度 一般氣象溫度環境包括日均溫、日最高 溫及日最低溫，日本學者曾進行研究探討其 對稻米外觀白堊質發生的影響。 在日均溫的影響方面，如果將穀粒充實 期分為早、中、及晚期，研究發現當充實中 期(出穗後 10 至 15 天)之日均溫超過 26℃ 時，穀粒之乳白粒率顯著上昇。惟對早期及 出穗後20 天以後的影響不明顯。 日最高溫方面，超過30℃以上的日高溫 即可以明顯發生心腹白現象，本研究室在充 實期以 30/35℃的栽培環境可造成 50%以上 的 白 堊 質 現 象(Table 1)(Huang and Lur 2000)。日本的研究更指出，日高溫超過 28℃ 即 可 明 顯 導 致 胴 裂 率 的 增 加(Nagata et al. 2004)。胴裂是影響米飯品質相當重要的性 狀，臺灣地區稻作穀粒充實期間經常超過 28 ℃，因此可能有必要探討我國稻米胴裂率的 發生現象與溫度間的關係。 關於日低溫方面的研究報告不多見，本 研究室的試驗發現，低於 20/15℃ 之日/夜 溫可明顯造成未熟粒、青米粒、青死米粒及 畸 型 粒 比 率 的 增 加(Table 1)( Huang and Lur 2000)。Peng et al. (2004 )曾指出夜溫是 影響產量最主要的因子之一。日本的報告則 顯示，日低溫超過 22℃則乳白率明顯增加。 臺灣地區稻作穀粒充實期間夜溫也經常超過 22℃，因此也有必要探討我國稻米胴裂率的 發生現象與夜間溫度間的關係。 依據上述的結果，似乎可以歸案出一優 良外觀品質的安全溫度範圍，即日均溫低於 26℃、日高溫低於 28℃、日低溫低於 22℃， 吾人可依此範圍規劃出臺灣地區優質米的生 育時期及區域。謹將溫度對稻米外觀、碾米 品質及理化性質的影響整理於Table 1，不再 贅述( Huang and Lur 2000)。
(二)日照
日照環境大致包括日照強度(radiation) 及週期(photoperiod)。以光週期而言，臺灣
Table 1. Effects of temperature on traits of yield and quality.
Parameter Trait High Temp. (35/30℃)
Low Temp. (15/13℃) A. Grain yield 1. Fertility
2. Yield/plant Low x Low x
Low y Low y B. Milling quality 1. Brown rice (%)
2. White rice (%) 3. Head rice (%) --- --- Low x --- --- Low y C. Appearance 1. Size 2. Chalky --- Highy Decrease y Dead, abortive, or immature kernel y 1. Amylose Lower x Increase y
2. Proteinz
Lower Increasex (1)Glutelins Decrease Increase y (2)Prolamines Increase Increasex D. Chemical composition
(3)Albumins and globulins Lower --- E. Gel consistence Higher
F. Gel spreading value Lower x The trait may be affected.
y The trait can be significantly affected.
地區位於亞熱帶，周年之光週期差異不大， 而稉型水稻屬於短日性植物，以栽培經驗看 來，由日本直接引種至本島栽培之品種大多 提早開花成為早熟性品種，推測本島之光週 期環境低於一般日本栽培之稉型稻的光週期 要求，因而提前出穗開花。此亦反應臺灣現 行之稉型稻品種多屬於光週不敏感性，一般 仍維持 120 天左右之生育期。又基於目前臺 灣本島水稻由東至西、由南至北的成熟期移 動之變化，推測臺灣水稻品種之生殖生長期 對溫度仍具有相當之敏感性。 日照幅射強度(光強度)是光合作用的基 礎，光強度不足將導致光合產物供應不足而 使穀粒充實不良，發生白堊質現象。一般溫 帶 地 區 之 水 稻 生 育 期 間 光 強 度 多 在 15 MJ m-2 day-1以上，在所謂寡日照年也有約13 MJ m-2 day-1的光強度。無論一或二期稻作之穀 粒充實期間的光照環境，臺灣地區多在15 MJ m-2 day-1以下(詳見下節之分析)，基本上屬於 光照環境相對較低的栽培環境。 (三)優質稻米生育之安全環境 基於以上之分析，似乎可以設定生產優 質稻米的生育環境，即所謂的”安全環境”， 在此環境下可生產出外觀良好、白堊質低的 優質稻米。依據上述的數據，個人以為可將 之暫時設定為: 在穀粒發育期間日均溫低於 26℃ 、日高溫低於 30℃、日低溫低於 22℃ 及日射量高於13 MJ m-2 day-1。當溫度高於 此安全環境、日射量低於此安全環境，則稻 米白堊質率上升、外觀品質下降。吾人也可 以依此環境規劃各區域一、二期作的適合栽 培期，進行栽培規劃。 需要說明的是，以上的設定所依據的試 驗資料多為外國完成者，臺灣地區的資料相 當少。因此極須充實國內的研究結果，才可 以更精準的設定出最適合臺灣地區環境優質 稻米生育之安全環境，以作為我國栽培及育 種改良工作之重要依據。
臺灣地區近年來的氣象環境及對優質
稉米形成之挑戰
一、溫度環境 (一)日均溫 本研究室整理 1990-2005 年臺灣地區 7 個農業試驗改良場記錄之氣象資料，將旬之 日均溫表示於Fig. 1。由圖顯示，臺灣地區之Fig. 1. Change of annual daily mean temperature for 7 rice culture areas of Taiwan from 1990-2005. TC: Taichung; HL: Hualien; KHS: Kaohsiung; TT: Taitung; TYU: Taoyuang; ML: Miaoli; TN: Tainan.
日均溫介於一月中下旬之 1℃到七月中旬之 28℃之間。一期稻作之環境以屏高地區均溫 最高，桃園苗栗地區溫度最低(5 月以前)。二 期稻作期間的趨勢類似，以屏高地區均溫最 高，桃園苗栗地區溫度最低。在 5 月至 9 月 期間，則以臺東地區的均溫最低。 如果以日均溫低於26℃作為優質米生育 之安全溫度，則可用以評估各區域之穀粒充 實期間溫度的適合性。例如屏高地區穀粒充 實期約在4 月至 5 月上旬，Fig. 1 顯示其均溫 多已超過26℃，推論其心腹白等白堊率高。 臺東地區一期作之穀粒充實期約在 5 月至 6 月中旬，此期間之均溫大多仍低於26℃安全 溫度，6 月中旬以後雖可能超過 26℃，但已 屬充實後期，對高溫較不敏感。中部地區之 均溫狀況，則介於此二地區之間。綜合一期 作之均溫環境，臺東地區最接近26℃安全溫 度，推論可生產出好的米質。反之屏高地區 則最不理想，生產之米質白堊質率較高。 關於二期作之穀粒充實期，8 月下旬至九 月下旬後各地區逐漸降於 26℃以下，除屏高 地區以外，皆有可能低於 26℃安全溫度，屬 於適合優質稻米充實之環境。因此推論，如 果在其他因子也適合的情況下(如水分及光 照)，臺灣地區二期作之稻米外觀品質有可能 較一期作為佳。 依據行政院農業委員會農糧署的調查， 一 般 臺 灣 地 區 一 期 作 之 白 粉 質 率 高 於 二 期 作，屏高地區之白粉質率高於其他地區(稻米 品 質 資 訊 網 ， http://www.coa.gov. tw/program/rice/index.htm)，此現象與上 述臺灣各地區溫度的變化情形相符合。 (二)日高溫 臺灣地區近16 年來 7 地區的週年均高溫 變化情形繪圖於Fig. 2。在一期作之穀粒充實 期間(四月下旬以後)，高屏及臺南地區多已超 過30℃，也超過設定的安全高溫 28℃。僅有 臺東、花蓮及桃園地區之充實前期(敏感期) 可能在 28℃以下，對外觀品質影響較小。二 期作之穀粒充實期間，高屏地區仍超過 30 ℃，臺南及臺中地區在充實早期也超過 30 ℃，仍處於高溫威脅之下。其他地區則多已 降至28℃的安全高溫以下，有機會生產出外 觀 品 質 佳 之 稻 米 。 日 高 溫 過 高 ， 將 導 致 穀
Fig. 2. Change of annual daily maximum temperature for 7 rice culture areas of Taiwan from 1990-2005. TC: Taichung; HL: Hualien; KHS: Kaohsiung; TT: Taitung; TYU: Taoyuang; ML: Miaoli; TN: Tainan.
粒充實速度過快，穎果珠心及維管束等養分 輸送組織衰化，養分供應不足，澱粉合成受 阻，澱粉粒充實不緊密產生空隙，而發生稻 米外觀之心、腹或背白現象(依發生時期而 異)(Kondo et al. 2005, Morita et al. 2004, Nagata et al. 2004)。 (三)日低溫 Fig. 3 說明臺灣近 16 年來七地區的週年 均低溫變化情形。臺灣地區日低溫的情形無 論一期作全期或二期作穀粒充實早期，多數 已超過 22℃，整體而言不利於優質稉米形 成。由此顯示，亞熱帶地區生產優質稉米的 最大威脅可能是日低溫過高問題。過高的日 低溫可能導致呼吸作用旺盛，降低淨光合作 用及供源能力，穀粒可能因養分供應不足而 充實不良，不但植體乾重及產量下降，也產 生外觀之白堊質現象(Kondo et al. 2005, Lur 1999, Huang and Lur 2000)。
當然，過低的日低溫(18℃以下)也將造成 稻米充實機制受害，養分供應不足，導致稻 穀充實不良而形成白堊質現象(Huang and Lur 2000)。外觀上，低溫所造成之白堊質現 象與高溫所導致之心腹白現象不同，前者一 般穀粒充實不良，外表全部白化甚至形成屑 米 ； 而 後 者 穀 粒 外 觀 可 能 飽 滿 ， 僅 於 局 部 (心、腹、基、或背部)形成白化現象。穀粒化 學成分上，充實期低溫可造成直鏈澱粉含量 上升，食味品質下降，這是苗栗以北地區二 期作栽培應當留意者(Chien et al. 1997)。 值得注意的是，在全球氣候變遷的趨勢 下，Yao et al. (1999)的分析指出臺灣地區已 發生溫度上昇的現象。Liu et al. (2002)的研究 進一步指出，臺灣地區夜溫及日溫差上升的 現 象 十 分 明 顯 ， 值 得 國 內 相 關 單 位 加 以 重 視，這也將是水稻界必須面對的挑戰。 二、日照環境 臺灣地區近16 年來 7 地區的週年日照強 度變化情形繪製於Fig. 4。令人意外的，一期 作之 5 月中旬以前僅臺南地區的日照強度超 過14 MJ m-2 day-1，二期作9 月下旬以後之 各區域皆低於13 MJ m-2 day-1。如此的光照 環境僅及於溫帶地區的下限，相對的不利於 適應於溫帶地區稉稻優質稻米的形成。此可 能係亞熱帶地區周年之每日日照時間差異不 大所致，即使日照最長的夏至期間，日照也
Fig. 3. Change of annual daily minimum temperature for 7 rice culture areas of Taiwan from 1990-2005. TC: Taichung; HL: Hualien; KHS: Kaohsiung; TT: Taitung; TYU: Taoyuang; ML: Miaoli; TN: Tainan.
約14 小時左右，離溫帶地區稻作生育期間之 長日照，經常達15 MJ m-2 day-1甚至20 MJ m-2 day-1以上之日照環境有相當之距離。長 期觀測分析顯示，臺灣地區的日射量也呈現 下 降 的 趨 勢 ， 而 且 西 部 地 區 較 東 部 地 區 明 顯，顯示低日射量更是未來需要面對的問題 (Liu et al. 2002)。 尤其值得注意的是臺東、花蓮地區之日 照環境整年幾乎都低於 13 MJ m-2 day-1， 一 、 二 期 稻 作 之 光 照 環 境 明 顯 低 於 其 他 地 區。由於低日照可導致生育期的延長，這可 能是一般東部地區稻作之生育期長於西部地 區的主要原因之一。東部地區低光照所造成 的生育期延長，將可能延長稻穀充實期，降 低如前述高溫引起充實過快的威脅(產生心 腹白)，反而有利於優質稻米的形成。
臺灣地區優質米栽培環境之檢討與建議
一、臺灣地區優質米生產之氣象限制因 子 本文前段內容已說明生產優質稻米之” 安全”氣象條件，以及臺灣各地區稻作生育期 間之氣象狀況。兩相比較，可以推論臺灣地 區生產優質米的限制因子。 需要再次強調的是，欲檢討所謂’限制因 子’需要精確的試驗資料作為對照。一如上 述，目前國內對米質與氣象環境因子關係的 研究不多，有待識者共同努力。於此之前， 則依據日本及其他溫帶地區的資訊作為討論 基礎。 以西部地區而言，屏東高雄地區一、二 期作皆處於高溫狀態，值得注意的是二期作 的日射量低於西部其他地區，幾乎與東部相 當。因此高日溫及高夜溫，加上二期作之低 日射量是其最大之氣象威脅。臺南至臺中地 區一期作充實後期可能遭遇高溫，但不若高 屏地區遭受高溫之威脅大。二期作之充實期 則溫度已降，接近安全範圍，生產優質米環 境較一期作佳，此期須留意的是迅速降低的 日射量。苗栗桃園地區一期作插秧較遲，充 實期早期溫度接近或高於安全範圍；二期作 充實期溫度接近安全範圍，日照環境也相對 較佳，如果沒有其他限制因子(如近海地區之 季風)，生產優質米的環境較其他地區為佳。Fig. 4. Change of annual daily radiation for 7 rice culture areas of Taiwan from 1990-2005. TC: Taichung; HL: Hualien; KHS: Kaohsiung; TT: Taitung; TYU: Taoyuang; ML: Miaoli; TN: Tainan.
總而言之，西部地區最大的威脅是一期作充 實 期 的 高 溫 ， 高 屏 地 區 是 受 威 脅 最 大 的 地 區。這也可由農糧署之經年米質調查顯示高 屏地區白粉質率最高，而一般各地區二期作 之白粉質率較一期作為低的狀況得以證實。 東部地區的溫度環境與臺中苗栗地區類 似，溫度的威脅不若高屏地區大，尤其臺東 地區之日低溫環境最接近安全範圍，較臺灣 其他地區皆理想。但在日射量方面則不論一 期作及二期作皆顯著較其他地區為低，因此 日射量不足是東部地區優質米栽培的最大威 脅。如果此低日射量效應可以延長穀粒充實 期(這是充實速率與充實期間的補償現象)，而 充實期增長(充實速度減緩)可提昇澱粉大分 子的密實排列，因而獲得較佳外觀，這可能 是東部地區一般米質較佳的原因。惟一旦有 其他逆境發生，如缺水或陰雨期長，影響充 實過程時，則其受到的衝擊將高於其他地區。 二、適當調整生育期 由上述說明，可知臺灣地區生產優質稻 米的限制，在西部地區係高溫的威脅，而東 部地區則為低日照強度。除了由育種提昇品 種的適應性外，在栽培上或許也可以加以調 整以提昇稻米品質。 方法之一為調整目前之栽培期。臺灣地 區受限於夏季颱風之侵襲，因而演發出現行 之每年二期作制度，一、二期稻作之間的短 暫空檔也正好迴避了周年間溫度最高的不良 米質危險期。如欲在現況下再提昇米質，只 能作栽培期的微調。以西部地區而言，可考 慮提前一期作的插秧期，使一期作的穀粒充 實期略為提前，接近或低於26℃之日均溫安 全溫度，充實後期因對高溫較不敏感而無此 顧慮。另一方面，也可以將二期作略為延後， 使二期作之穀粒充實期降於26℃之日均溫安 全溫度以下。據此，謹建議農業試驗改良場 所專家可依此原則，進行栽植期微調的栽培 試驗，找到各區域最適當的栽培期。日本近 年來也發生高溫造成一般米質下降的現象， 改善策略之一也是利用調整栽培期間的方式 迴避高溫威脅，以維持其品質(Kondo et al. 2005)。 三、修飾栽培方法 (一)調整行株距或插秧密度 依據研究顯示，穀粒充實期的高溫可能 造成穎果充實過快，供源(source)無法同步即 時供應光合產物，因而導致養分缺乏、充實 不佳而產生心腹白現象，改善策略之一為適 當增大栽培之行株距。增加行株距可提高葉 冠內之透光度及通氣性(CO2)，降低根之養分 競爭，提高光合產物及土壤離子(minerals) 之供應，改善高溫導致養分缺乏的現象，進 而維持優良的稻米品質。日本的栽培試驗結 果多顯示，適當的降低栽培密度(增加行株距 或降低插秧密度)，將單位面積穀粒數調整至 28,000 粒以下(每平方公尺)，依然可維持高外 觀品質(Kondo et al. 2005)。 在如臺東地區的低日照強度地區，尤其 值得嘗試調整行株距或插秧密度，增加葉冠 內之光合作用，或許能使目前的良好米質更 上一層樓。栽培者或許擔憂降低栽培密度可 能造成產量降低，然而水稻產量構成要素間 具有互補性，可緩衝產量的下降效應。此外， 因 降 低 栽 培 密 度 導 致 的 優 良 米 質 可 提 高 售 價，單位面積的總售價可能反而增加。 (二)適當施肥 試驗顯示在高溫環境下略為增施氮肥， 可降低高溫所造成的白堊質現象(Sun et al. 2004, Kondo et al. 2005)。理論上，在穀粒充 實期略為增施氮肥可改善前述高溫造成穀粒 養分短暫不足的現象，此措施在日本生育期 長的情況下較易操作，但在臺灣之稻作生育 期較短的狀況下，操作不慎可能造成稻穀內 含氮量過高而食味品質下降。建議在臺灣環 境下可考慮利用葉色管理，先設定優良米質 的葉色質，再依此值決定是否增施氮肥，以 降低操作風險。 (三)灌溉
溫度是自然環境因子，欲做人為的操作 相當困難且代價也高。田間的高溫可利用灌 溉，調節根部的溫度加以改善。一般而言， 田間高氣溫環境下水溫約低 3 度左右，可再 以 灌 溉 水 降 低 水 溫 ， 緩 和 根 部 受 高 溫 的 威 脅。在實際的操作上，農民或許已有利用增 加灌排水次數來提昇米質的經驗，但在研究 上有關水稻根溫與稻米品質形成的報告非常 少，在亞熱帶稉稻栽培之根溫方面的試驗幾 乎 沒 有 ， 因 此 須 要 以 實 際 的 研 究 試 驗 來 證 實。此外，增加灌排水次數將增加用水量， 對水資源利用挑戰度高，未來是否實用須要 仔細評估。 四、以環境資訊監測為田間管理之基礎 品質的形成與環境關係密切，掌握環境 的動態變化趨勢方能實施有效的田間操作管 理。由上述的氣象顯示，臺灣各區域皆有其 氣象環境的特性，掌握各區域的氣象資料對 栽培操作略作微調，方有可能達到”穩定”高 品質的目的。本文已整理歸納出臺灣各地區 近16 年來的氣象周年變化趨勢，可以此資料 作為基礎資料，一方面以品質安全溫度及日 照射量作基準，進行栽培期的調整，找到各 區域最適合優質品質形成的操作方式。另一 方面也可及時監測當期氣象變化現況，再對 照 16 年資料下(可每年累積成為中長期資 料)，瞭解及掌握當期氣象變化狀況，以進行 及時的操作調整，如補充氮肥或灌排，減緩 氣 象 環 境 的 壓 力 ， 穩 定 最 後 之 品 質(Lur 2004)。此外，監控各區域氣象因子的變化， 可以預估各區域水稻生育進度及品質狀況， 進而預測市場狀況甚至進行市場操作。 五、育種之理想型 提昇高溫適應性的最有效方法可能還是 育種。臺灣現行稉稻源自於1900 年代初期日 本專家學者由日本的引種及選拔，1926 年命 名為蓬萊米。至今歷經國內專家學者再接再 厲的努力，在此亞熱帶環境的稉稻選拔已近 90 年，此長期的選育過程是否已導致臺灣的 稉稻具有亞熱帶高溫的適應性，亟待專家學 者探討證實。此方面的研究除了可以建立臺 灣水稻在國際水稻界的地位，亦可作為提昇 我國水稻環境適應性育種工作的理論基礎。 由於國內目前相關的研究相當少，因此僅就 有限的本土研究資訊、國際文獻及專家經驗 彙整為以下之可能適應於臺灣環境之優質稻 米理想型性狀： 1. 穀粒比重高(充實度佳)，糙米比重高 (密度大)。 2. 長寬比大於 2，較小粒型，如越光之粒 型。 3. 穗內高比重穀粒之比率高，穀粒間比 重變異小。 4. 穗上一次分枝多，穗型較為分散。 5. 適當減少現有品種分蘗數，增加每叢 內(hill)穗之整齊度。 6. 適度降低充實速率，增加有效充實期。 7. 分期選拔，分期育種，選育分別適應 兩期稻作之不同環境。 8. 成熟後期仍能維持適當的綠色葉面積 (stay green)， 以 供 應 足 夠 的 光 合 產 物。此性狀可以葉色進行管理。 9. 高溫環境下表現低白堊質。此性狀可 利用溫室或人工氣候室進行選拔。 10. 由秈稻導入對高溫穩定性基因。 如同其它的耐逆境性狀一樣，參與耐高 溫又米質優良性狀的基因亦為數量性基因。 未 來 在 基 因 體 技 術 的 發 展 下 ， 可 利 用 genomic profiling 技術協助選育此理想型， 提昇育種效率。當然，以上之理想型性狀仍 有相當的討論空間，需要識者充實之。
引用文獻
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