本論文研究碳-氮關係對秧苗期與本田期水稻植株生育表現的影響;秧苗期著重探討 影響W/L(乾物重/株高)與 TNC/TN(非構造性碳水化合物/全氮)比值的因素 ,並分析這兩個苗質指標使用在機插秧苗的可行性。本田期探討不同器官全氮與光合 成產物的相關對穗乾物質累積的影響,並深入瞭解各節位光合成能力與光合成產物分 配的差異原因,提供闡釋秈梗稻在第一、二期作產量的限制因素。 採用秈稻台中秈5號與梗稻台南5號兩個品種,按一般機插秧苗慣行培育法,以四個 播種量(50,150,200及250克/箱)處理,分別在第一、二期作田間進 行。秧苗株高、乾物重及TNC 濃度在播種後表現增加趨勢,氮磷鉀顯示減低變化,第 一期作TNC 濃度顯著高於第二期作,全氮在第二期作的減幅大於第一期作。TNC 累積 量在播種後的增高幅度,受自身濃度與乾物重的共同影響,氮磷鉀累積量則受到乾物 重的影響大於濃度。疏播(150克/箱以下)秧苗葉齡大於3.5時,下位葉發生 枯死現象,全氮與TNC 濃度同時顯著減低,建議從追施氮肥或調整水分管理予以改善 。 秧苗W/L與TNC/TN 兩個比值在播種後表現增高趨勢,前者與乾物重,後者與TNC 濃 度的變化最為相近,並且在第一、二期作悉達顯著正相關。由於期作與播種量間的TN C 濃度差異均顯著大於全氮濃度,因而影響 TNC/TN比值的因素,可能還包括磷鉀的 作用,而氣溫可能是影響這兩個比值高低的主要原因。 另外採用秈梗稻各六個品種的試驗,顯示第二期作秈稻品種因乾物重較高,致使其TN C/TN 比值大於第一期作,第一期作梗稻品種則因TNC 濃度與乾物重同時較高,致使 其 TNC/TN比值大於第二期作。再由秧苗在高溫(日夜溫30°/25℃,自然光照 )的生長試驗,亦顯示秈稻品種的 TNC/TN比值多高於梗稻品種,前者的光合成速率 與乾物重大於後者,但全氮與可溶性蛋白質含量的差異不顯著,推測秈稻秧苗在高溫 生長的氮素利用效率高於梗稻。 疏播(150克/箱以下)秧苗的乾物重與TNC 濃度顯著高於密播,因而前者的 TNC /TN比值顯著大於後者,並且第一期作比第二期作明顯。另由不同播種量所培育的三 類秧苗(成苗、中苗、稚苗),顯示梗稻由移植期苗質推估本田初期植株的生育狀態 比秈稻可行。秧苗W/L與TNC/TN 比值對本田生育初期植株性狀的相關多不顯著, 表示這二個指標並不完全適合於機插秧苗,然 TNC/TN比值在品種、期作及播種量間 的差異均比W/L比值顯著,因而建議選用前者作為機插苗質的指標,可能比後者適 宜。採用秈梗稻各一個品種,在第一、二期作田間繼續進行三年的本田期試驗。秈稻 乾物重與TNC 濃度在全生育期多高於梗稻,這可能是前者每穗顈花數較多的主要原因 。梗稻全氮濃度與累積量則多高於秈稻,表示後者的光合成產物生產效率高於前者, 與秧苗的結論相同。地上部全氮、TNC 及乾物重累積量,在移植後八十天之前,以第 二期作為高,其後則以第二期作為低,由此推論第一期作的產量限制因素是積儲,第 二期作為供源。另外,上述三者累積量的期作間差異大於年度間,與氣候的差異變化 相符,因而營養生長期的氣溫與生殖生長期的日照強度,可能是第二期作千粒重與結 實率較低的主要原因。 葉片與稈部全氮濃度在營養生長期顯著影響器官間與器官內全氮、TNC 及乾物質的累 積,在生殖生長期的影響因素是葉片全氮濃度,稈與穗的TNC 濃度。惟秈稻稈部與葉 片TNC 濃度又分別在上述兩個生育階段表現明顯的影響,後者可能與秈稻累積較多光 合成產物有密切的關連。 仍以本田期相同的水稻品種,進一步探討地上部各節位器官的碳-氮關係。葉片、葉 鞘與莖的全氮濃度,悉以愈上節位愈高;葉片TNC 濃度表現相同的趨勢,但葉鞘與莖 的TNC 濃度則以愈下節位愈,高由莖14C-光合成產物在生殖生長期的分布變化, 亦印證其低下節位在黃熟期明顯增高光合成產物的累積。再者,低下節位葉片全氮濃 度在第二期作生殖生長期的降幅顯著大於第一期作,秈稻又比梗稻明顯,顯示秈稻由 於老化比梗稻迅速,因而減低光合成產物的供給能力。 由本論文探討稻株碳-氮關係所得結果,建議使用播種量調節不同品種與期作秧苗的 W/L與TNC/TN 比值;從提高預存光合成產物增加梗稻的積儲潛力(穎花數);由 減緩秈稻在生殖生長期的老化以提高供源能力。再者,水稻器官間的碳-氮關係甚為 複雜,尚須作進一步的研究,以期再提高兩型水稻在不同期作的適應性與生產力。
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