溫度環境與水稻穀粒產量及品質之相關性

國立臺灣大學生物資源暨農學院農藝學系 碩士論文

Department of Agronomy

College of Bioresources and Agriculture

National Taiwan University Master Thesis

溫度環境與水稻穀粒產量及品質之相關性

Study on Relationship between Field Temperature and Rice Yield and Quality

吳以健 Yi-Chien Wu

指導教授﹕盧虎生 博士

張素貞 博士

Advisor: Dr. Huu-Sheng Lur Dr. Su-Jeng Chang

中華民國 九十八 年 六 月 June, 2009

國立臺灣大學

農藝學系 碩士論文

溫度環境與水稻穀粒產量及品質之相關性

吳以健 撰

目錄

口試委員會審定書……….i

誌謝………ii

中文摘要………...iii

英文摘要………...iv

壹、前言……….1

貳、前人研究……….3

參、研究策略………...10

肆、材料與方法………...11

伍、結果………...14

陸、討論………...40

柒、結論………...46

捌、參考文獻………...48

圖表目錄

表 1、周年栽培與各栽培區之氣溫條件差異………20

表 2、各氣溫條件與產量、外觀品質、食味品質之相關性迴歸分析的 P 值……22

圖 1、糊化黏度曲線圖及各項參數………9

圖 2、1990 至 2008 年台灣地區 5 個稻作生產區之日均溫年變化圖………15

圖 3、2007 年苗栗地區氣溫環境與各栽培期………16

圖 4、2008 年苗栗地區氣溫環境與各栽培期………17

圖 5、2007 年全台灣 7 個稻作栽培區之旬均溫變化圖………19

圖 6、單株有效穗數與分蘗期平均氣溫之相關性………24

圖 7、稔實率與總生育期及抽穗後超過 26℃累進積溫之相關性………25

圖 8、單株穗重與抽穗後 15 日內平均氣溫及平均單日最低溫之相關性………26

圖 9、糙米外觀品質與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫之相 關性………27

圖 10、白米外觀品質與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫之相 關性………29

圖 11、糙米直鏈澱粉含量與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫 之相關性………30

圖 12、糙米食味總評分數與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫 之相關性………31

圖 13、白米直鏈澱粉含量與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫 之相關性………32

圖 14、白米食味總評分數與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫 之相關性………33

圖 15、白米直鏈澱粉含量與食味總評分數之相關性………34

圖 16、Peak viscosity 與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫之相 關性………35

圖 17、Breakdown 與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫之相關 性………36

圖 18、Setback 與抽穗後 15 日內平均氣溫、平均單日最高溫及最低溫之相關 性………37

圖 19、直鏈澱粉含量與 peak viscosity、breakdown 及 setback 之相關性………38

圖 20、食味總評分數與 peak viscosity、breakdown 及 setback 之相關性………39

誌謝

兩年前，大學畢業，順利推甄進入本系研究所，也如願進入導師─盧虎生老 師的實驗室。就這樣開始了研究所的生涯，踏入田間、參與栽培、投入實驗、分 析結果。這些日子，歷經田間試驗的甘苦，烈日下的作業、颱風中的搶收、收穫 時的辛勞、完成後的喜悅、師長們的肯定與鼓勵。自己親身體驗了農民栽培時的 艱苦與辛酸，收穫的那一刻，見到金黃色的稻穗，一切的付出都值得了。

由衷地感謝實驗室的朱鈞老師、盧虎生老師與張孟基老師，三位老師在我學 習的過程中耐心地給予我指導、勉勵與關心，使我從一個懵懂的初學者，漸漸學 習如何嚴謹地進行研究、如何縝密地思考問題、如何勇敢付諸實行，這些用心的 栽培，我一生都會珍惜。論文初稿承蒙陳宗禮老師、張素貞老師與羅正宗老師的 細心指正，使我的論文更加的完整。

在試驗過程中，非常感謝張素貞老師在苗栗區農業改良場對我的指導與照 顧。特別感謝作物改良課的劉雲霖先生等各位農改場的叔叔阿姨們，幫助我照顧 田間試驗的水稻，並給予我寶貴的田間歷程與意見。感謝羅正宗老師協助我收集 全台灣各地區的稻米樣本，同時也教導我許多的農藝知識。感謝中央氣象局的楊 惠玉小姐，熱心給予我氣象資訊的數據。

感謝實驗室的各位夥伴，佳諭、成玉、雪玉、家愷、芹如、學謙學長姐在課 業上、研究時與生活方面對我的照顧與關心。瀅如、凡萱、芳瑜、若倩、景雯在 我工作量龐大難以應付時伸出援手，一同渡過這些日子。

最後，要感謝我的父母、家人以及三位姑姑，在我求學期間不斷給我支持，

同時也是我的心靈導師，帶領我走出低潮與失意。要感謝的人太多了，感謝所有 曾經幫助我的人，謝謝你們。

謹以此文，獻給所有幫助過我的人。

中文摘要

稉型水稻適作於溫帶氣候，穀粒有效充實期長，充實期平均氣溫低於 25℃。

台灣地處亞熱帶，氣溫高於日本、韓國等其他傳統稉稻栽培地區，有效充實期較 短且穀粒充實較快，導致稻米產量與品質皆不盡理想。International Panel on Climate Change (IPCC) 指出目前溫室效應已造成全球氣溫明顯上升，並持續不 斷加劇。在此情況下，台灣的水稻栽培面臨更嚴峻的挑戰，如何改善栽培方式以 因應暖化的未來，並進一步提升稻米產量及品質，是現今農業重要課題之一。

本研究主要藉由設計不同周年栽培期以及不同栽培地點之水稻栽培，配合各 栽培時期所遭遇到之不同氣象條件，進而分析稻米之產量及品質性狀與氣象因素 之相關性。2007 與 2008 年在苗栗區農業改良場分別完成 8 個與 9 個栽培期，以 及調查分析其氣象條件、產量構成要素與品質性狀。同時收集全國七個農業改良 場與農業試驗所樣品，進行品質性狀與氣象條件之相關性分析。結果顯示：苗栗 地區各栽培期之抽穗後日均溫以四月下旬插秧者最高，而以八月插秧者最低。各 稻作栽培區域則以台南地區為最高，桃園與苗栗地區為最低。抽穗後氣溫影響以 抽穗後 15 日內最為顯著，同時影響產量、穀粒外觀與食味品質。抽穗後氣溫上 升的趨勢導致單株有效穗數、稔實率與單株穗重的降低，導致單位面積產量之減 少。在外觀方面，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 與糙米之完整米率、白米之正常粒率呈負相關，與未熟米率、粉質狀粒呈正相關，

推測原因為高溫使穀粒充實過快，澱粉堆積不緊實所致。食味方面，抽穗後 15 日期間之氣溫上升使直鏈澱粉含量下降，改變了米粉的黏度性質如使 peak viscosity、breakdown 上升及使 setback 下降，進而提高食味品質。

本研究之田間試驗結果可用於歸納影響台灣地區稻作產量與品質之氣溫範 圍，並可藉以規劃安全及優質栽培時期，未來將進一步進行生理層面之探討以及 其他田間氣候因素之分析。

Abstract

Japonica type rice adapted to temperate climate. Rice has long grain filling period and grain filling temperature below 25℃. However, Taiwan locates in

subtropical region and has higher temperature than Japan and Korea. The hot climate of Taiwan made rice yields and quality worse than other traditional Japonica type rice culture regions. International Panel on Climate Change (IPCC) indicated that global warming was apparent and getting severe. In this case, there will be a restrict challenge on rice cultivation in Taiwan. It is important to improve the agricultural practice against the warming future.

To understand the correlation between the rice yields/quality and climate factors, two year-round cultivation experiment with 8 and 9 culture periods were conducted in 2007 and 2008 respectively. In addition, rice samples from 7 rice planting regions were collected for same analysis in 2007. The results revealed that different culture periods or planting regions covered with different accumulated temperature, daily mean temperature, daily maximum temperature and daily minimum temperature. The temperature after heading of one transplanting in April was highest, and of one transplanting in August was lowest in the all culture periods. On the other hand, the temperature after heading of Tainan and Taoyuan/Miaoli were highest and lowest

respectively. The most effective periods of temperature was 15 days after heading.

The temperature of these periods affected yields, looking qualities and eating qualities.

The rising temperature after heading decreased the panicle numbers, grain sterility and grain weight per hill. For looking qualities, there is negative correlation between whole kernel proportion and daily mean temperature/maximum temperature/minimum temperature of 15 days after heading. On the contrary, the correlation of opaque kernel proportion is positive. For eating qualities, rising of temperature of after 15 days after heading inhibited the synthesis of amylose and changed the viscosity characteristics of rice flour. Finally, high temperature increased the eating qualities by rising peak viscosity/breakdown and lowering setback.

The results of this research approved the thesis between high temperature and rice yields/qualities in previous study. Future works will focus on physiological research and effects of other field climate factors.

壹、前言

水稻(Oryza sativa L.)為全球三大作物之一，絕大部分作為人類糧食用途，供應 亞洲地區包括中國大陸、日本、印度、菲律賓、泰國等國家之人民的主食，是世 界上極為重要的糧食作物。台灣位處東亞，座落在西太平洋之島嶼，終年季風吹 彿，再加上北回歸線通過，為典型的亞熱帶海洋性氣候，終年高溫多雨，適合水 稻生長。因此自古以來水稻生產一直是台灣相當重要的糧食來源，稻作在台灣農 業扮演一最重要的角色。

台灣水稻栽培歷程中，原種植早期中國大陸或東南亞移民所帶來之秈型(indica type)水稻品種，由於政治及歷史的變遷，在日人統治時期(1900年代)開始有計劃的 引入稉型(japonica type)品種，經過學者長久的努力並命名為「蓬萊米」，目前稉 型品種佔我國稻米栽培面積90%以上，是目前台灣栽培面積最廣的農藝作物。以生 理的觀點而言，台灣之稉型水稻每年兩期作，生育期約120天，一期作生育期為春 初至夏初，二期作為夏末至秋末：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。由此可見，兩期作之間的生育環境顯然不同。除此之外，

台灣位於亞熱帶地區，氣溫較高且日照強度較低。因此台灣的稉型水稻栽培環境 與現今國際普遍栽培環境大不相同。然而，不同於秈型水稻，稉型水稻較適作於 溫帶栽培環境，在國際上主要之稉型稻生產國家，一年一作，全生育期140日以上，

生育期間日射量充足，日夜溫差大，穀粒之有效充實期長，充實期平均氣溫25℃

以下，產量高而米質外觀及食味優良。與此相較，台灣位處亞熱帶，全生育期短，

生育期間溫度高，日夜溫差小，日射量較低，有效充實期短而穀粒充實速率快，

終至各期產量與品質皆未臻理想。換言之，在目前以及未來，台灣蓬萊米栽培之 環境壓力皆大於其他溫帶地區。

基於台灣稉型水稻栽培環境上的特殊性，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。我國稻作研究可概略以1980年代作為分界：1980年代 以前著重於增加產量，已有研究成果歸納出台灣水稻產量與環境之關係及改良策 略。1980年代以後則以提升品質為主要目標，稻米品質之組成要素相當複雜，包 括外觀品質、碾米品質、食味品質等等不同要素，其關連之生理、生化過程易受 到栽培環境之影響。除此之外，由於人為過量排放二氧化碳及其他溫室效應氣體 至大氣層，使得溫室效應氣體持續增加，全球氣候暖化趨勢日漸明顯，各主要稻 作生產國家多已密集進行其因應氣候暖化之稻作生產策略的研究。氣候研究顯 示，台灣地區也正面臨暖化的壓力，這對適應溫帶環境的稉稻栽培將是更嚴峻的 挑戰。

台灣兩期稻作之氣候環境明顯不同，前人亦指出一期作之碳水化合物積存量 與單位面積產量均高於二期作。如此不同之氣溫背景影響產量，再者，穀粒充實 期之氣溫條件亦會影響穀粒之品質，所以若調整其栽培時期將會改變氣溫條件，

進而使產量與品質有所不同，再者，全台灣各稻作生產區之氣候環境亦大不相同，

或許結合不同栽培時期與不同稻作產區之資訊，營造一涵蓋不同氣溫條件之栽培 背景，對氣候與產量及品質之相關性獲得更深一層了解，以提供未來氣候變遷趨 勢下之稻作栽培對策，這正是本研究的主要目標。

貳、前人研究

一、氣候溫度環境之變化趨勢：

水稻的栽培與氣候環境之間具有密切的關連性，根據Intergovenmental Panel on Climate Change (IPCC)於 2007 年提出之第四次評估報告指出：1850 年以後，全球 平均氣溫以每年0.74℃的幅度增加，近 50 年來的增加幅度更是百年來的 2 倍，顯 示全球暖化的趨勢不只明顯更日漸劇烈。因此近年來國際間積極進行暖化之溫度 對水稻生產衝擊的研究，且主要著重於溫度對產量及品質的影響。

二、高溫與水稻生育

而高溫環境最主要分為日均溫、日最高溫與日最低溫三方面作探討：

1. 日均溫：日均溫過高，對於水稻產量與品質皆有不良影響。產量方面，抽穗後 的高溫處理，將使得多數之稉稻品種花粉活性、花粉產量以及授粉成 功率下降(Abiko et al., 2005)，進而降低穀粒稔實率，最後導致收穫指 數(harvest index)與單位面積產量(yield)的低落(Prasad et al., 2006)。學 者亦指出未來日均溫每上升1℃，水稻單位面積產量將會降低 7%(Peng et al., 2004)。品質方面，若松(2007)等人則表示：抽穗後 20 日內平均

氣溫超過27℃之後，背白、基白、心白、乳白粒均會呈現顯著增加，

而完整米比例則會隨著抽穗後30 日內平均氣溫的上升而明顯減少。

2. 日最高溫：學者指出：在開花時日高溫超過 28℃時，穀粒胴裂率明顯增加(Nagata et al., 2004)。超過 32℃時，隨日高溫的上升，花藥開裂率與花粉產

量均會下降(Matsui et al., 2000, 2001)，而使稔實率呈現明顯下降 (Oh-e et al., 2007 ; Jagadish et al., 2007 ; 長谷川等，2009)。而超過 30℃之日高溫即會有明顯乳白粒發生，若穀粒充實期間面對 35/30℃

的日夜溫情況下，將會有超過50%白堊質現象(Huang and Lur, 2000)。

3. 日最低溫：日低溫的上升，將會提高作物在夜間的呼吸作用，進而消耗積存之 碳水化合物(Long, 1991)。Peng et al.(2004)指出高溫將會降低產量，

其中夜溫是其中極為重要的因子，日最低溫每上升1℃，水稻單位面 積產量將減少10%。除此之外，若低於 20/15℃的日夜溫，將使未熟 粒與青死米粒比例顯著增加(Huang and Lur, 2000)。

二、稻米產量構成要素：

水稻的單位面積產量由以下要素所組成之公式所決定：單位面積產量 = 單位 面積株數 * 單株有效分蘗數(或單株有效穗數) * 單穗穎花數(單穗穀粒數) * 稔實 率 * 千粒重。除單位面積株數是人為決定之外，氣候對每一要素均有其關鍵影響 時期：有效分蘗數為分蘗始期至盛期；穎花數為孕穗期；而稔實率及千粒重則是 幼穗形成期與抽穗開花期。其中，對於環境最為敏感的時期為抽穗開花期，其次 為孕穗期，因此可推測稔實率與千粒重為產量構成要素中極為重要的一環，稔實 率主要受到溫度與降雨的影響，研究顯示高溫將會降低穎花稔實率進而導致產量 的減少，其中又以稉型水稻特別明顯(Prasad et al., 2006)。學者進一步推究原因，

發現在氣溫高於33℃時花藥的開裂受到阻礙，花粉難以釋出，造成授粉率之不佳；

另外，高溫環境亦造成花粉萌發與花粉管延長的障礙，最後使稔實率降低，充實 之穀粒數目不足，使得千粒重下降，導致單株產量與收穫指數的低落。除此之外，

在關鍵時期遭遇豪雨或熱帶性低氣壓更是一期稻作稔實率不穩定之主因(花蓮區農 業改良場年報，88:12-38)。

三、水稻對高溫之生理反應

以供源(source)與積儲(sink)的觀點而言，高溫對作物的產量之影響主要包括以 下三項：

1. 同化與異化作用：作物最主要之同化與異化作用，分別是光合作用與呼吸作用。

光合作用為作物白天進行之最重要生理活動之一，功能為使用太陽的光能來固 定二氧化碳與水，產生碳水化合物，作為作物能量及積存之來源，研究結果顯 示：在高溫情況下，光合作用之關鍵酵素─RuBPCase受到抑制，使得光合作用 速率下降(Makino et al., 1994)。而呼吸作用則會受到高溫的促進，加速消耗碳水 化合物，使得乾物質累積速率受限(Long et al., 1991)。光合作用降低使得碳水化 合物來源變少，另一方面呼吸作用上升造成碳水化合物流失，最後將導致穀粒 充實之不佳。

2. 穀粒充實期：前人研究指出：高溫環境將使穀粒充實期提早開始與提早結束，

並縮短穀粒充實期(近藤等，2005)，除此之外，也加快了穀粒充實速率(Kobata and Uemuki, 2004)，進而造成穀粒不良影響，諸如稔實率下降(Kobata and Uemuki, 2004)、胴裂率上升(近藤等，2005)、白堊質穀粒增加(森田，2008)等不良後果，

最後導致穀粒產量以及品質之低落。

3. 碳水化合物運送與代謝：除了前述之RuBPCase之外，穀粒充實期之高溫環境使 莖葉合成之碳水化合物輸送能力下降，累積於莖葉細胞而無法供應穀粒充實之 用，穀粒供源缺乏引起粒重低落與白堊質穀粒增加(佐藤與稻葉，1973 ; 小葉田 等，2004)。高溫同樣影響澱粉合成酵素，其中以直鏈澱粉合成相關酵素

GBSS(granule bound starch synthase)與支鏈澱粉合成相關酵素SSS(soluble starch synthase)最顯著：高溫會降低GBSS活性、促進SSS活性，進而使直鏈澱粉含量 下降，支鏈澱粉含量上升(Jiang et al., 2003)。除此之外，Yamakawa等人在 2007 年之研究藉由DNA microarray，發現相較於對照組之 25/20℃，在 33/28℃高溫條 件下之“日本晴”栽培稻的許多基因受到不同程度之調控：除了前述之GBSS之 外，BEIIb之基因表現同樣受到負向調控；另外，分解直鏈澱粉之α-amylase基因 受到正向調控，綜合以上所述，在氣溫上升之情況下，直鏈澱粉以及長鏈支鏈 澱粉之含量將顯著降低，此澱粉種類比率的變化，將造成理化性質與食味品質 的改變(Zhong et al., 2005 ; Allahgholipour et al., 2006)。

四、稻米品質要素與高溫之影響：

稻米品質可分為碾米品質、外觀品質、烹調及食味品質四大類。

1. 碾米品質：所謂碾米是指將水份含量約為 13~14%之稻穀，使用脫殼機脫殼之 後得到糙米，再以精米機精白之後得到白米。並去除斷裂四分之三以上之碎米 粒，得到白米率。影響白米率之因素最主要為品種及收後調製，慎選品種、控 制乾燥與儲藏溫度將可提高碾米品質(宋與劉，1996)。

2. 外觀品質：分為糙米外觀與白米外觀二方面。

(1) 糙米外觀：可大略分為完整粒、未熟粒、死米與被害粒等四類，未熟粒包 括青米粒、基白粒、腹白粒、心白粒、乳白粒及其他未熟粒；死米包括青 死米、白死米；被害粒則包括發芽粒、胴裂粒、畸形粒、著色粒等(洪與宋，

1990)。研究結果指出：充實期高溫將造成充實期縮短，充實速率加快，使 澱粉堆積不密實，進而導致白堊穀粒的增加，即未熟粒的發生；而死米則 主要由於過低之溫度所造成(Huang and Lur, 2000)

(2) 白米外觀：分為形狀大小與透明度二大類。形狀包括米粒長寬厚；透明度 則取決於米粒白堊質之加深與擴大程度，並依照白堊位於米粒的部位而分 為所謂心白粒(米粒中央白堊)、腹白粒(米粒腹側白堊)、背白粒(米粒背側 白堊)及乳白粒(米粒大部份白堊)(宋，1986)。一般來說，穀粒白堊質會降 低外觀品質，意即降低市場接受程度。研究指出：白堊質是穀粒澱粉排列 鬆散的現象(Juliano，1985)，主要由於穀粒發育時期澱粉累積速度過快或 養份之轉送受阻所致(小葉田等，2004)，並已經有研究結果顯示穀粒充實 期遭遇高溫或低溫，皆會導致白堊質的發生(Huang and Lur, 2000)。Tashiro and Wardlaw (1991b)之研究發現：高溫處理下(36/31℃)確實造成白堊質穀 粒的增加，且高溫處理之時機亦為重要因素之一，並指出在抽穗後12~16 日之間為影響乳白粒率與背白粒率之最重要時期，除此之外，他們更進一 步對白堊質穀粒進行掃描式電子顯微鏡之觀察，發現高溫情況下穀粒中澱

粉顆粒較小，排列不整齊，澱粉顆粒之間空隙多，造成光線繞射較多，而 形成肉眼所見之白堊現象。

3. 烹調與食味品質：決定此項品質之因素較為複雜，主要可歸類為澱粉糊化溫 度、直鏈澱粉含量與蛋白質含量。這些性質直接影響米飯經烹煮後之入口食 味，即俗稱之「口感」。

(1) 糊化溫度：澱粉顆粒浸水加熱後，開始吸水膨脹而不能回復原來形狀之臨 界溫度稱之。一般稻米之糊化溫度為55~79℃，通常以糊化溫度低之米飯 較受米飯主食者之喜愛。

(2) 直鏈澱粉含量：澱粉占白米乾重的 90%以上，因此澱粉之組成與分子構造 對米飯品質具有相當大之影響力(Juliano, 1985)。稻米澱粉主要分為二類：

直鏈澱粉(amylose)與支鏈澱粉(amylopectin)，其中直鏈澱粉雖名為「直 鏈」，近年已有研究指出其同時具有少量支鏈，約3 至 4 鏈有一小分支，

平均鏈長約250~320(Champagne, 1996)。直鏈澱粉含量或比例常作為判定 稻米理化品質之重要指標之一(Champagne, 1996 ; Sowbhagya, 1987)，而會 受到氣候環境影響，如氣溫上升將會降低GBSS 酵素活性，提高 SSS 活性，

進而減少穀粒中直鏈澱粉含量或比例，不同氣溫之間差異可達6%以上 (Champagne, 1996 ; Juliano, 1985)。通常直鏈澱粉含量較高之稻米，烹煮時 需水量較多，且米飯粗糙、鬆散，黏性較低；低直鏈澱粉者則相反。然而 受消費者喜好程度則因地而異，例如日本、台灣等東亞國家較喜愛低直鏈 澱粉稻米；而印度、菲律賓等地之消費者則偏好中等直鏈澱粉含量。

(3) 蛋白質含量：穀粒中粗蛋白質有 90%以上是貯存性蛋白質(storage protein)。水稻穀粒貯存性蛋白質依溶解性質分為四種：水溶性蛋白質 (albumins)、鹽溶性蛋白質(globulins)、醇溶性蛋白質(prolamins)與酸或鹼溶 性蛋白質(glutelins)(Shotwell and Larkins, 1989)。一般認為穀粒胚乳外層蛋 白質會使澱粉粒吸水膨脹受到限制，進而延長烹煮時間，導致食味不佳

(Webb, 1985)。此外，Matsue(1995)指出醇溶性蛋白質含量與食味品質成反 比。並有研究顯示：高溫或低溫環境皆會造成穀粒貯藏性蛋白質增加，其 中醇溶性蛋白質之相對增加量較高(Nagato et al., 1972)，可推測過高或過低 之氣溫均會導致食味品質降低。本研究室在2000 年之研究亦顯示相同結 果─醇溶性蛋白質在高溫情況下顯著增加，而屬於稉型稻的台農 67 號之反 應又更甚於屬於秈型稻的台中在來1 號。顯示稉稻品種對於高溫較秈稻更 為敏感(林，2000)。

4. 糊化黏度快速測定(Rapid visco analysis)：簡稱為RVA，為近年來許多學者分析稻 米品質之指標之一。RVA圖譜之黏度曲線(如圖 1)受到澱粉與蛋白質含量與種類 影響，並顯示穀粒本身黏度特性，可間接代表米飯之食味品質：peak viscosity 代表穀粒保水能力，peak viscosity越高，穀粒吸水膨脹能力越佳。breakdown表 示穀粒黏流性，breakdown越大，米飯烹煮後冷卻之質地較軟。而setback則與直 鏈澱粉含量呈正相關(潘，2005 ; David et al., 2001)。吳(2001)對 30 個日本型稻品 種之白米進行RVA分析，結果顯示peak viscosity、breakdown及setback皆與食味 總評呈現顯著相關，相關係數分別為0.35、0.39 及-0.44，也就是peak viscosity 和breakdown與白米食味呈正相關，而setback則是負相關。

綜合以上所回顧之前人研究，國內與國際在高溫對於稻米產量、品質方面均 有豐富之研究，但大多數之研究較偏向於實驗室、生長箱或溫室進行，鮮少有在 田間進行試驗者。然而田間試驗之氣溫環境較接近農民實際栽培所可能遭遇的情 況，換句話說，田間研究結果在應用層面更具有價值。因此本研究將實地於田間 進行試驗，同時對於氣象資料與產量品質進行分析，驗證是否與前人研究有相同 趨勢，並依研究結果給予農民更為可靠之建議。

1、糊化黏度曲線圖及各項參數 (David et al., 2001)

trength之間的落差 cosity之間的差異 圖

1. Peak Viscosity – 糊化黏度曲線第一個高峰 2. Holding Strength – 第一高峰後之最低值 3. Breakdown – Peak Viscosity 與 Holding S 4. Final Viscosity – 糊化黏度曲線最終值 5. Setback – Holding Strength 與 Final Vis

參、研究策略

為探討不同氣溫環境下稻米栽培之產量與品質，本研究採用目前台灣良質米 推廣品種─台稉 9 號，進行不同栽培期及收集全台灣各稻作栽培區域稻米樣品。於 苗栗地區在2007 與 2008 年分別進行 8 個及 9 個不同栽培時期(包括當地常規一期 作與二期作)之試驗；並收集全台灣 7 個農業試驗單位栽培之稻米樣品。首先收集 各栽培期與各稻作區域之每日氣溫資訊，包括日平均溫、日最高溫與日最低溫，

對照各樣品不同之插秧日、抽穗日與收穫日，計算抽穗前後積溫與均溫條件。接 著進行產量、外觀品質與食味品質之分析。產量調查包括單株穗數、稔實率、單 株穀粒重，以推測不同條件下之產量構成要素之反應。外觀品質則分別調查糙米 與白米之各種穀粒所占比率；食味品質方面則使用食味儀器分析蛋白質含量、直 鏈澱粉含量與食味總評分數，並更進一步藉由RVA 分析(Rapid Visco Analysis)印證 食味品質之結果。整合以上之氣候與產量品質資訊，分析最佳之栽培時期之安全 溫度環境，作為良質米操作規畫及擬定因應未來氣候變遷之稻作生產技術之依據。

肆、材料與方法

一、參試品種：台稉9號為目前最常用之良質米對照品種，經與各區域改良場研商，

決定用此品種進行以下之試驗。

二、試驗地點：1. 苗栗區農業改良場試驗農田，田區方正空曠，附近 100 公尺內 無山坡。

2. 各區域改良場(桃園場、苗栗場、台中場、台南場、台東場、農 業試驗所本所、嘉義分所計七栽培地點)於常規二期作栽培。

三、試驗方法：1. 苗栗區農業改良場之周年栽培：

苗栗區農業改良場之試驗於2007 及 2008 年進行周年栽培，於常 規正期作(包括一期作與二期作)提前或延後之不同栽培期，各栽 培期間隔10 至 20 日不等，2007 年分別為 3/8、3/27、4/2、4/12、

4/30、6/15、8/2、8/21 插秧等 8 個栽培期，2008 年則分別是 2/28、

3/7、3/18、3/28、4/7、4/17、5/7、7/19、8/7 等 9 個栽培期。各 栽培期種植於同一田區，每一栽培期面積為4 m * 15 m，並依南 北向分隔三重複。插秧前20 至 30 日準備種子與育苗，同時在田 區進行整地。插秧前3 天完成施用基肥(台肥 39 號 400 kg/ha─氮：

磷：鉀 = 2：3：2)、除草劑與福壽螺防治(苦茶粕 50~100 kg/ha) 後，進行插秧(單本植，行株距 30 cm * 15 cm)及湛水。追肥分為 第一次(硫酸銨 200 kg/ha)及第二次(硫酸銨 100 kg/ha)，分別於插 秧後20 天與 40 天施加。約於插秧後 20 至 30 天(視分蘗情況而 定)，排水晒田。大約在插秧後 60~70 天，幼穗分化期時施加穗肥 (硫酸銨 100 kg/ha)。抽穗期保存田水，齊穗後五天輪灌一次。至 稻穗基部僅2~3 青粒進行收穫。每一重複收穫 18 株進行產量與 品質調查。

2. 收集各稻作區域稻米樣品：

與桃園、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於2007 年常規二期作栽培，每地區各依三 區集收穫適量樣品，進行品質調查分析。

四、測量項目：1. 氣象資料：由中央氣象局收集苗栗農改場與各區域改良場之每 日日均溫、日最高溫與日最低溫。經過計算可得各樣本各生育 時期之積溫及超過良質米栽培臨界溫度─日均溫26℃(近藤 等，2005)之累進積溫。將插秧後14日至幼穗分化為止之期間定 為分蘗期，換算分蘗期之平均氣溫。並觀測單株50%穗抽出日，

定為抽穗日，換算抽穗後積溫以及穀粒充實期(抽穗後15日內) 之積溫。

2. 產量調查：收穫後先以手工脫粒，自然風乾至穀粒水份含量 13.5~14.5%，秤取穗重與稈重以計算單位面積產量與收穫指數。

依行株距得22.2 株為 1 平方公尺，22.2 株總產量為單位面積產 量。收穫指數則依照“穗重/(穗重+稈重)”方式計算。完成之後穀 粒以風選機調至適當風速風選後測量稔實粒數與不稔粒數，以 計算稔實率：稔實率 = 稔實粒數 / (稔實粒數+不稔粒數)。

3. 品質調查：

(1) 外觀品質：風選過之稔實粒經脫殼機脫殼之後，使用米質判 別機Single-grain Rice Inspector (RN-600, Kett, Japan)依照粒數比 例得到千粒糙米之完整米率、未熟米率及死米率。精白後(精白 程度85%)，使用相同米質判別機依粒數比例得到千粒白米之正 常粒率、粉狀質粒率及碎粒率。

(2) 食味品質：風選過之稔實粒經脫殼機脫殼之後，使用食味分 析計(PS-500, Fujiwara, Japan)得到糙米之蛋白質含量、直鏈澱粉

含量與食味分數。精白後(精白程度 85%)，使用相同食味計得到 白米之蛋白質含量、直鏈澱粉含量與食味分數。

(3) 糊化黏度快速測定：取前述精白米，秤取3 g 乾重於 RVA 量 筒中，加入25 ml 的蒸餾水，置入經校正後之 RVA 測定器中(Rapid Visco Analyzer, Newport Scientific Pty. Ltd, Warriewood, NSW, Australia)，得到糊化數據(peak viscosity、breakdown 與 setback) 及曲線。

五、統計分析：產量和品質性狀與溫度條件之相關性，使用二項式模式進行迴歸 模式建立，使用統計軟體「R」分析迴歸係數之P值，並將各P值中 小於0.05 者定為顯著相關，小於 0.01 者定為高度顯著相關，而小 於0.001 者定為極顯著相關。

伍、結果

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。

周年栽培

插秧日 T T-26 H H-26 H15-mean H15-26 H15-max H15-min 03/08/07 3275.2 141.2 1091.8 104.7 27.6 25.5 32.8 25.1 03/27/07 3077.7 159.8 1154.9 115.8 27.5 22.6 33.3 25.2 04/02/07 3103.5 174.7 1192.3 126.3 28.4 36.4 33.6 25.3 04/12/07 3140.5 189.9 1139.3 125.8 29.5 52.5 33.8 25.4 04/30/07 3275.4 210.2 1266.9 99.2 29.8 56.3 32.9 24.8 06/15/07 3175.4 201.3 1140.8 35.5 27.2 19.1 31.3 23.2 08/02/07 2912.5 65.7 977.8 0 21.7 0 25.4 16.6 08/21/07 2894.5 39.9 1083.6 0 20.1 0 23.9 15.0 02/28/08 3100.3 77.4 946.4 65.6 27.2 21.6 32.7 23.9 03/07/08 3097 83.9 1056.9 72.1 27.2 21.6 32.7 23.9 03/18/08 3126.6 101.3 1169.7 81.5 27.6 27.3 32.7 24.1 03/28/08 3024.7 111.7 1156.1 90.7 28.4 35.9 33.0 24.4 04/07/08 3106.7 125.4 1003.9 68.5 27.8 27 32.6 24.3 04/17/08 3182.2 150.3 1200.1 82.7 27.3 20.8 32.6 24.4 05/07/08 3435.3 202 1315.4 93.7 27.5 22.4 32.9 24.6 07/19/08 3070.9 136.2 1118.2 1.2 24.6 0.3 29.2 21.0 08/07/08 2854.5 95.9 1092.7 0.9 25.1 0.9 27.4 18.4 2007 年二期作

各栽培區域 T T-26 H H-26 H15-Mean H15-26 H15-Max H15-Min 桃園場 2786.4 95.1 906.2 0 22.3 0 24.4 19.3 苗栗場 2912.5 65.7 977.8 0 21.7 0 25.4 16.6 台中場 2628.3 100.5 661.5 0 23.5 0 27.8 19.5 台南場 2856.4 86.2 907.4 0 24.4 0 29.0 20.6 台東場 2995.9 16.7 1288.9 0.7 22.9 0.7 25.8 18.3 農試所 2607.6 65.6 726.9 0 23.7 0 27.4 18.1 嘉義分所 2864.8 106.2 996.2 0 23.9 0 28.8 19.6

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。

H15-min：抽穗後 15 日內平均單日最低溫。*：P 值 < 0.05。**：P 值 < 0.01。***：

P 值 < 0.001。

T T-26 H H-26 H15-mean H15-26 H15-max H15-min 單株穗數 ** 0.152 0.059 0.115 * * ** **

稔實率 0.612 ** 0.142 * 0.064 0.062 0.119 0.060 單株穗重 0.300 ** 0.090 0.095 ** ** 0.060 * 產

量 性

狀 收穫指數 0.094 0.648 0.506 0.162 0.268 0.289 0.159 0.246 完整米率 0.112 0.102 0.268 * ** ** * * 未熟米率 ** * 0.138 *** *** *** *** ***

糙 米

死米率 0.066 0.134 ** 0.140 0.059 0.176 * 0.052 正常粒率 ** 0.218 0.386 *** *** *** *** ***

粉狀質率 * 0.459 0.294 *** *** *** *** ***

外 觀 品 質 性 狀

白

米 碎粒率 0.155 0.304 0.588 0.079 0.135 0.150 0.186 **

蛋白質 0.342 0.427 0.09 0.329 0.341 0.384 0.123 0.139 直鏈澱粉 ** 0.06 0.07 *** *** *** *** ***

糙 米

食味總評 0.186 0.531 0.186 ** ** ** ** **

蛋白質 0.749 0.349 0.436 0.198 0.182 0.181 0.116 0.396 直鏈澱粉 * 0.273 0.148 *** *** *** *** ***

食 味 品 質 性 狀

白

米 食味總評 0.393 0.651 0.761 * * * ** 0.065

Peak viscosity * 0.058 * *** * *** ** ***

Breakdown * 0.100 0.193 *** *** *** *** ***

R V

A Setback *** ** * *** *** *** *** ***

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

= 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)

<

R

= 0.6849**

40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 0

70 90 110 130 150 170 190 210

總生育期超過26℃累進積溫(℃) 稔

實 率

(

%

)

90.

(B)

R

= 0.6827*

40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 90.0

60 70 80 90 100 110 120 130

抽穗後超過26℃累進積溫(℃) 稔

實 率

(

%

)

圖 7、稔實率與總生育期(A)及抽穗後超過 26℃累進積溫(B)之相關性。*：P 值 0.05。**：P 值 < 0.01。

(A)

R

= 0.5837*

18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

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(℃) 單

株 穗 重

(

)

(B)

R

= 0.6686**

18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

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(℃) 單

株 穗 重

(

)

圖 8、單株穗重與抽穗後 15 日內平均單日最低溫(A)及平均氣溫(B)之相關性。

*：P 值 < 0.05。**：P 值 < 0.01。

(A)

R² = 0.3241**

R² = 0.6736***

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

抽穗後15日內平均氣溫(℃)

%

完整粒%

未熟粒%

(B)

R² = 0.2764*

R² = 0.6443***

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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(℃)

%

完整粒%

未熟粒%

(C)

R² = 0.2611*

R² = 0.6388***

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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(℃)

%

完整粒%

未熟粒%

圖 9、糙米外觀品質與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及最低溫 (C)之相關性。*：P 值 < 0.05。**：P 值 < 0.01。***：P 值 < 0.001。

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 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 13)，氣溫每上升 1℃將使直鏈澱粉含量降低約 0.5%。而白米食味總評分數 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顯著正相關 (如圖 14)，氣溫每上升 1℃將使食味總評分數增加約 3 分。統整以上資料，分析直 鏈澱粉含量與食味總評分數之相關性如圖15，顯示直鏈澱粉含量與食味總評分數 之間存在顯著負相關。

3. 米粉黏度特性：peak viscosity及breakdown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正相關(如圖 16、圖 17)。setback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負相關(如圖 18)。而peak viscosity及breakdown同時與食味總評分數存在顯著正相關，與直鏈澱 粉含量存在顯著負相關；setback則與食味總評分數存在明顯負相關，與直鏈澱粉 含量存在明顯正相關(如圖 19、圖 20)。

(A)

R² = 0.751***

R² = 0.7689***

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

抽穗後15日內平均氣溫(℃)

%

正常粒%

粉狀質粒%

(B)

R² = 0.7225***

R² = 0.7623***

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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(℃)

%

正常粒%

粉狀質粒%

(C)

R² = 0.6826***

R² = 0.6345***

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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(℃)

%

正常粒%

粉狀質粒%

圖 10、白米外觀品質與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及最低溫 (C)之相關性。***：P 值 < 0.001。

(A)

R² = 0.7978***

16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.5 22.5

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

抽穗後15日內平均氣溫(℃) 直

鏈 澱 粉 含 量

(

%

)

(B)

R² = 0.7843***

16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.5 22.5

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(℃) 直

鏈 澱 粉 含 量

(

%)

(C)

R² = 0.6855***

16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.5 22.5

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(℃) 直

鏈 澱 粉 含 量

(

%)

圖 11、糙米直鏈澱粉含量與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及最 低溫(C)之相關性。***：P 值 < 0.001。

(A)

R² = 0.4404*

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

抽穗後15日內平均氣溫(℃) 食

味 分 數

(B)

R² = 0.4513**

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

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(℃) 食

味 分 數

(C)

R² = 0.3651**

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

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(℃) 食

味 分 數

圖 12、糙米食味總評分數與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及最

(A)

R² = 0.7281***

19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

抽穗後15日內平均氣溫(℃) 直

鏈 澱 粉 含 量

(

%

)

(B)

圖 13、白米直鏈澱粉含量與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及最 低溫(C)之相關性。***：P 值 < 0.001。

R² = 0.7078***

19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5

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(℃) 直

鏈 澱 粉 含 量

(

%

)

(C)

R² = 0.666***

19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 5

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(℃) 直

鏈 澱 粉 含 量

(

%) 22.

(A)

R² = 0.4157*

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

食 味 分 數

抽穗後15日內平均氣溫(℃)

(B)

R² = 0.4462**

50 55 60 65 70 75 80 85

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(℃) 食

味 分 數

90 95

(C)

R² = 0.2579

50 55 60 65 70 75 80 85

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(℃) 食

味 分 數

90 95

圖 14、白米食味總評分數與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及最 低溫(C)之相關性。*：P 值 < 0.05。**：P 值 < 0.01。

R

= 0.5782**

55 60 65 70 75 80 85 90 95

19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5

直鏈澱粉含量(%) 食

味 分 數

：P 值 < 0.01 圖 15、白米直鏈澱粉含量與食味總評分數之相關性。**

(A)

(C)

圖 16、Peak viscosity 與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及最低溫 (C)之相關性。*：P 值 < 0.05。**：P 值 < 0.01。***：P 值 < 0.001。

(B)

R² = 0.4744*

2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

抽穗後15日內平均氣溫(℃)

peak viscosity (cP)

R² = 0.5527**

4500

y (c

2000 2500 3000 3500 4000 5000 5500

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(℃)

peak viscositP)

R² = 0.5818***

2000 2500 3000 00 4000 4500 5000 5500

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(℃)

peakcosity (cP)

vis 35

(A)

(B)

(C)

R² = 0.6626***

1000 1500 2000 2500 3000

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

抽穗後15日內平均氣溫(℃)

breakdown (cP)

R² = 0.7315***

1000 1500 2000 2500 3000

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(℃)

breakdown (cP)

R² = 0.7411***

1000 1500 2000 2500 3000

16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0

breakdown (cP)

抽穗後15日內平均單日最低溫(℃)

最低溫(C) 之相關性。***：P 值 < 0.001。

圖 17、Breakdown 與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及

(A)

R² = 0.6554***

500 1000 1500 2000

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

抽穗後15日內平均氣溫(℃)

setback (cP)

(B)

R² = 0.6663***

500 1000 1500 2000

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(℃)

setback (cP)

(C)

R² = 0.5007***

500 1000 1500 2000

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(℃)

setback (cP)

圖 18、Setback 與抽穗後 15 日內平均氣溫(A)、平均單日最高溫(B)及最低溫(C)之 相關性。***：P 值 < 0.001。

(A)

R² = 0.4648*

3000 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400

19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5

直鏈澱粉含量(%)

peak viscosity (cP)

(B)

R² = 0.727***

1000 1500 2000 2500

19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5

直鏈澱粉含量(%)

breakdown (cP)

(C)

R² = 0.6621**

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5

直鏈澱粉含量(%)

setback (cP)

***：P 值 < 0.001。

圖 19、直鏈澱粉含量與 peak viscosity(A)、breakdown(B)及 setback(C)之相關性。*：

P 值 < 0.05。**：P 值 < 0.01。

(A)

R² = 0.4576*

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

3000 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400

peak viscosity (cP) 食

味 分 數

(B)

R² = 0.5816**

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

breakdown (cP) 食

味 分 數

(C)

R² = 0.4792*

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

setback (cP) 食

味 分 數

圖 20、食味總評分數與 peak viscosity(A)、breakdown(B)及 setback(C)之相關性。*：

P 值 < 0.05。**：P 值 < 0.01。