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稻米透過再生方式突破氣候變遷造成產量降低的壁壘

2020/10/20 @國際

摘要

因氣候變遷影響,原本為溫帶氣候的日本也逐漸轉為炎熱的氣候型態,而日本農研機構研究團隊對於氣候的轉變,開始進行水稻二期作的相關研究,利用LAI的面積總和與稻穗的NSC變化,冀望可找出新的水稻耕種方法,並且提升水稻產量,若新技術成功研發,也可以嘉惠其他擁有相似氣候的國家農民。

示意圖

稻米透過再生方式突破氣候變遷造成產量降低的壁壘

  水稻是世界上重要的主食之一,尤以亞洲地區為甚。水稻被列為一年生植物,經過一個生長週期後即死亡,然而,在一些熱帶地區,一期稻作收割時會保留稻頭,之後再施肥及灌水使水稻繼續生長,因此稱作再生稻,屬二期稻的一種耕作法,其照護方式如同草坪割草後仍可長出草是一樣的道理。水稻種植於在熱帶地區可有較長的生長期,但因日本涼爽的氣候使得再生水稻的耕作較為罕見。此外,雖然再生稻讓農民在同塊田地中收穫更多的稻米,但是與一般稻作相比它需要較長的生長時間。而近年來,日本平均氣溫較高,使得稻農可能擁有較長的種植時間。因此,農研機構(National Agriculture and Food Research Organization, NARO)研究員Hiroshi Nakano欲著手研究更多有關水稻的再生潛力以幫助日本稻農。

  在這項研究中,研究團隊收集稻米、進行計數與秤重確定了產量,並比較兩個收割時期與稻頭高度的稻作以確認對一期與二期稻作之影響,研究利用植株生長指標—葉面積指數(Leaf Area Index, LAI)進行觀測,LAI為單位土地面積上累加之所有單面綠色葉片的面積總和,同時也觀察稻穗之非構造性碳水化合物(Non-structure carbohydrates, NSC)的變化,以了解作物當時的生長狀態與活力,期望協助日本南方的稻農找到新的耕作策略以因應氣候變遷並增加稻作產量。【延伸閱讀】日本最新水稻品種有助農民預先確定收穫時間

  結果顯示由於植物有更多的時間使稻穗飽滿,因此正常時間收割比過早收割的稻米產量來得多,另外,稻頭高度較高(50公分)可獲得更多來自葉子和莖中的能量與養分,使其產量相對較高。因此,將正常的收割時間與較高的稻頭高度結合起來增加LAI與NSC,從而使最高總產量達每公頃14.4噸,其高於平均值的3倍,這項技術將有益於日本南方稻農及其它相似氣候地區的農民,並可能為全球氣候變遷造成的新環境帶來更高的稻米產量。

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