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2018-09-03 台灣之種苗-不同矽源處理對水稻幼苗生長之影響
2018/09/03
不同矽源處理對水稻幼苗生長之影響
國立屏東科技大學農園生產系/陳思婷、趙雲洋
一、前言
水稻(Oryza sativa L.)屬禾本科
單子葉植物,喜溫暖多雨的氣候,台灣位於熱帶及亞熱帶氣候區,雨量充沛且氣溫較高,適合水稻生長,台灣一年可種植兩期水稻,是栽種面積最廣、農戶數最多的產業,為台灣最重要的農作物。稻米的營養含有72-79%醣類物質,多量的醣類物質是提供人類熱量的最大來源,同時亦提供7.0~9.0%植物性蛋白質、0.6~2.5%脂肪、0.1~2.0%膳食纖維及0.4~1.0%灰分及豐富礦物質和維生素B群等,對人類有相當大的益處。
矽(silicon, Si)是植物生長和發育的必需礦物營養元素,在植物中發揮重要的作用,施用矽肥會使水稻表皮組織形成角質雙矽層,顯著提高水稻抗倒伏能力。矽肥在水稻生長中,可使水稻葉片伸出角度變小,葉片呈直立提高光合效率。此外,矽還可能舆表皮細胞壁中的有機化合物形成複合物,因而增加其對酶降解的抵抗力。因此本試驗以二氧化矽【液狀】、二氧化矽【膠狀】及矽酸鉀等三種型態的矽源處理水稻幼苗,藉此瞭解不同矽源對水稻生長與抗氧化活性之影響。
二、材料方法
本試驗以水耕方式栽培水稻,選擇高雄145號為試驗品種,所有矽源原料均由台茂寬騰生技股份有限公司提供。試驗初期先探討不同矽源處理水稻之最佳處理濃度。試驗中每一水耕杯中放置約20粒已催芽之水稻種籽後,移入生長箱生長一週後才添加不同濃度矽源於水耕溶液中,待水稻生長至三葉齡時進行水稻農藝性狀分析,確認各矽源最佳處理濃度後,再以最適濃度處理水稻,並分析葉綠素含量,及抗氧化酵素,如:超氧歧化酶(superoxide dismutase, SOD) 、過氧化氫酶(catalase, CAT)、抗壞血酸過氧化物(ascorbate peroxidase, APX)及穀胱甘肽酶(glutathione reductase, GR)等活性。以上每一處理均為四重複。本試驗資料以變方分析(Analysis of Variance, ANOVA)及最小顯著差異Least Significance Difference, LSD)檢定。
三、結果
1.不同矽源處理對稻苗生長性狀之分析
水稻於生長箱生長一週後分別處理不同矽源，處理濃度依序為:液狀二氧化矽為0X,1,000X,1,500X及2,000X;膠狀二氧化矽為0X,800X,1,000X及1,500X;矽酸鉀為0X,1,000X,1,500X及2,000X。由不同矽源濃度處理對水稻農藝性狀(表1)結果可知,各矽源最適處理濃度為:液狀二氧化矽1,000倍、膠狀二氧化矽1,000倍、矽酸鉀為1,500倍。在本次試驗可發現,若以株高而言,液狀二氧化矽與矽酸鉀的效果較佳,膠狀二氧化矽其次。若以地上部乾重而言,矽酸鉀有較高的趨勢;以地下部乾重而言,二氧化矽的效果均比矽酸鉀佳,其中以膠狀二氧化矽效果較佳。
表1、不同矽源濃度處理對水稻農藝性狀之影響
|
矽源處理 |
處理 |
株高(cm) |
根長(cm) |
地上部 |
地下部 |
||
|
鮮重(g) |
乾重(g) |
鮮重(g) |
乾重(g) |
||||
|
液狀二氧化矽 |
0x |
19.28 ABa |
13.64 Aa |
0.572 |
0.0909 |
0.05 |
0.0347 |
|
1,000x |
19.77 ABa |
13.15 Aa |
0.6086 |
0.0964 |
0.046 |
0.0363 |
|
|
1,500x |
18.95 ABa |
12.89 .Aa |
0.5214 |
0.0891 |
0.0369 |
0.0314 |
|
|
2,000x |
19.13 ABa |
12.76 Ab |
0.5332 |
0.0925 |
0.0435 |
0.0357 |
|
|
膠狀二氧化矽 |
0X |
18.3 Bb |
12.36 Aa |
0.5472 |
0.0946 |
0.0726 |
0.037 |
|
800x |
17.53 Bc |
12.62 Aa |
0.5283 |
0.0895 |
0.0836 |
0.0414 |
|
|
1,000x |
19.06 Ba |
12.16 Aa |
0.6097 |
0.1034 |
0.1164 |
0.0449 |
|
|
1,500x |
18.99 Ba |
12.34 Aa |
0.5957 |
0.0962 |
0.0878 |
0.0396 |
|
|
矽酸鉀 |
0x |
19.8 Ad |
11.47 Ba |
0.5894 |
0.0839 |
0.067 |
0.0377 |
|
1,000x |
20.44 Ac |
9.65 Ba |
0.5854 |
0.0982 |
0.0412 |
0.0285 |
|
|
1,500x |
21.52 Ab |
10.04 Ba |
0.6667 |
0.1106 |
0.0589 |
0.0325 |
|
|
2,000x |
22.10 Aa |
9.46 Ba |
0.6513 |
0.1157 |
0.0329 |
0.0285 |
|
大寫字母表示不同矽源處理間的差異;小寫字母表示同一矽源不同濃度處理間的差異。不同字母表示處理間有顯著差(P≤0.05)。
觀察不同矽源最適處理濃度之稻苗外觀性狀,各處理間外觀均無明顯的差異(圖1),顯示不同矽源處理水稻幼苗後,不會影響水稻生長。
 |
圖1、不同矽源處理對水稻幼苗生長之影響。 水稻生長一週後,分别為未處理(a)、液狀二氧化矽1,000倍(b)、膠狀二氧化矽1,000倍(c)及矽酸鉀1,500倍(d)。 |
2.不同矽源處理對水稻葉綠素之影響
水稻生長至三葉齡時,每種處理取90~100 mg之水稻葉片進行葉綠素含量之測定,並進行四重複。從表2研究結果可知,各矽源處理間的葉綠素含量與對照組均無顯著差異,表示不同矽源處理對水稻生理不會造成負面影響。
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表2、不同矽源處理對水稻幼苗葉綠素之影響 |
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|
矽源處理 |
處理濃度 |
Chlorophyll a content |
Chlorophyll b content |
Total chlorophyll |
|
對照組 |
0x |
1.62±0.15a |
0.43±0.05a |
2.05±0.20a |
|
液狀二氧化矽 |
1,000x |
1.61±0.10a |
0.42±0.03a |
2.03±0.13a |
|
膠狀二氧化矽 |
1,000x |
1.53±0.06a |
0.40±0.02a |
1.93±0.08a |
|
矽酸鉀 |
1,500x |
1.42±0.18a |
0.37±0.05a |
1.79±0.23a |
不同字母表示處理有著差異(P ≤ 0.05)
3.不同矽源處理對水稻幼苗抗氧化酶活性之影響
接續以不同矽源之最適濃度處理水稻,並進行抗氧化酶活性之分析。研究結果顯示,SOD活性與CAT活性與對照組相比無明顯差異。但在APX活性表現方面,所有經矽源處理的水稻幼苗均會降低APX活性,但在GR活性表現方面,處理膠狀二氧化矽有較高的趨勢(圖2)。
圖2、不同矽源處理對水稻幼苗抗氧化酵素SOD (a) ,CAT (b),APX(c)及GR(d)活性之影響。
四、結論
綜合以上結果,不同矽源處理水稻幼苗後,以稀釋1,000倍液狀二氧化矽、稀釋1,000倍膠狀二氧化矽和稀釋1,500倍矽酸鉀為最適處理濃度,但從農藝性狀分析與抗氧化活性變化而言,二氧化矽處理效果優於矽酸鉀,其中膠狀二氧化矽可增加地下部乾重及提高GR活性之趨勢。此試驗結果可作為農民在選擇添加外源性矽肥之參考。
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