溫室栽培好幫手 綠肥水稻抗熱又驅蟲 設施專用綠肥臺南17號

春季是水稻插秧時節,農民與水稻研究員奔走田野

春季是水稻插秧時節,農民與水稻研究員奔走田野,將各式各樣的稻苗整齊插入水田裡。

文/何宜嬨 攝影/吳尚鴻

水稻除了拿來吃,還可以當綠肥?「臺南17號」辦到了!它是臺灣第一支溫室專用綠肥水稻,不僅能在高溫烤箱般的夏季溫室裡茁壯成長,還能減少土壤中的線蟲數量,降低蟲害發生機率,更能改善設施栽培常見的土壤鹽化問題,破除連作障礙,是協助農民提高作物產量的得力助手。

市售稻米百百款,不同品種的水稻適用不同類型的料理,諸如軟Q可口的免浸泡糙米「臺南14號」、縮短陳化時間以利炊粿及蘿蔔糕的「臺南秈18號」,還有媲美日本牛奶皇后米又抗稻熱病的香軟食用米「臺南20號」。種種特色米的問世,來自於深耕水稻育種及栽培技術改良的行政院農業委員會(簡稱農委會)臺南區農業改良場嘉義分場(簡稱嘉義分場),其中「臺南17號」是唯一跳脫糧食用途,針對溫室田間管理所培育的綠肥水稻。

溫室栽培亮紅燈 連作障礙成挑戰

「嘉義分場的轄區內有很多溫室栽培作物,溫室會阻擋雨水接觸,導致肥料沉積在土壤中,形成『連作障礙』的問題。」連作障礙意指一塊農田長期種植同種作物、使用相同的肥培管理,使得土壤微生物相變得單一、有機質下降,既造成作物生長不良,也容易引發病蟲害。臺南17號的誕生,是現任農委會農糧署南區分署分署長羅正宗,在嘉義分場服務期間,為了解決溫室連作障礙問題所投注的心血結晶。

羅正宗以一般水田為例,改善連作障礙的常用方法有浸水洗鹽,往田間注入大量灌溉水沖走可溶性鹽類,但溫室多為旱作,也難以透過雨水淋洗排除鹽基,導致鹽基持續累積土壤中;或有農民種植深根作物如玉米以吸收沉澱的鹽基,再將收割後剩餘的玉米稈打入土裡作為綠肥。

農委會農糧署南區分署分署長羅正宗
農委會農糧署南區分署分署長羅正宗,是促成臺南17號問世的重要推手。

不過,玉米稈在土壤中的分解速度較慢,加上溫室造價成本高昂,如種植經濟瓜果類如小果番茄、美濃瓜或哈密瓜,農民沒有餘裕等待莖稈在土裡慢慢腐爛、分解吸收,常在作物採收後立即將它們從土裡拔除。如此反覆操作,使得土壤有機質愈來愈少、鹽基越來越多,土壤生產力逐漸走下坡。

「相較於玉米,水稻的莖稈比較嫩,尤其抽穗前翻耕的話,莖葉分解較快。每年5~8月,溫室處於高溫狀態,通常超過40°C,甚至可能將近50°C,一般綠肥難以生存。雖然水稻比較耐熱,但45°C就停止生長,當時市面上沒有溫室專用的綠肥水稻,於是我們自己培育一款。」

臺灣水稻妙用多 優選耐熱又好種

研究團隊搭建簡易溫室,藉由人為加熱提高溫度,模擬燠熱環境以篩選栽培品種。「我們從試驗組中挑選生長勢較好的做繁衍,將繁衍後的種子拿到嘉義太保、雲林虎尾等3個田區,找小番茄農友合作試種。試種後發現效果不錯,下一期收成的小番茄不但比較大顆,種植過程中也沒發生病害或生長障礙。」

羅正宗指出,綠肥水稻在熱環境裡的生長速度較快,這項特性是一把雙面刃,若不注意可能功虧一簣。首先是莖稈數量,單看綠肥水稻快速抽高,易忽略莖稈數量還不夠多,太快翻耕入土則滋養效果不佳;其次是淹水時長,田區浸泡時間過短無法妥善洗鹽,但泡太久又到了抽穗時刻,農民不敢翻埋。依據當地農業習俗,抽穗代表稻米成熟,不可作為綠肥,否則便是糟蹋食物。

「種綠肥水稻,必須在抽穗之前就翻耕入土,這個時間點的拿捏,我們試了很多回。後來發現某一株(後命名為臺南17號)莖稈粗壯、生長茂盛,植株高度滿高的,葉片也比其他水稻的葉子寬大修長,而且從發芽到抽穗前這段時間大約2個月,有助於土壤修復。最重要的是,它在炎熱的溫室裡還長得好好的。此外它屬於糯稻,稻種顆粒大,可以跟食用稻做明顯區別。」

全臺首支綠肥水稻 有效提升作物產量

臺南17號是蓬萊米與山上陸稻雜交而成,屬於糯米性質,粒型大、長得又快又茂密。考量培育初衷是開發高溫適應力強的特性,因此沒有另外調整米質口感,避免有兼用效果而模糊專用綠肥的角色。「當時我們在溫室裡廣種水稻測試對照效果,17號的葉片溫度是全員最低的,比其他水稻都低了0.5°C,代表它的耐熱性高於一般水稻。」

2016年臺南17號正式亮相,它不但可在35°C的環境中發芽,還能在50°C高溫下生長,加上水稻屬於禾本科作物,具有耐淹水的特性,土壤中的線蟲經過高溫泡水,族群數量顯著下降,而水分向下淋洗土壤的過程,亦可改善旱作田區土壤鹽度過高的問題。藉由一次次小果番茄的田間試驗,證實臺南17號能為設施栽培提供良好的生長溫床,亦透過直播解決插秧機難以駛進溫室的問題,只需把稻種浸泡於水中,待發芽之際全部撒進田裡即可。「反正17號不能收成當糧食,不用顧慮它們在田裡長得是否整齊,只要會長、會發芽就好。」

羅正宗也感慨,一個品種的普及,往往與種子是否容易取得具有高度相關,否則不論它集再多優點於一身,都將難以盛行。當臺南17號不作為糧食採收,意謂著後續沒有能留存下來的種子,若非與特定產銷班合作採種,臺南17號的種子數量將有減無增。

模擬炎熱溫室環境
模擬炎熱溫室環境,篩選試驗水稻耐熱品系。
臺南17號稻種粒型大
有別於一般食用米的稻種,臺南17號稻種粒型大,較為修長。

與傳統觀念相衝突 綠肥第一把交椅退位

嘉義分場分場長陳榮坤指出,近年臺南17號有漸漸為臺南11號所取代的趨勢。臺南11號是目前臺灣栽種面積最廣的食用稻米,占全臺水稻栽培面積約67%,其單位面積產量高、食用滋味佳,不論內、外銷均有龐大客群。「臺南11號的種源多、品質不錯,普遍農民願意種、廠商願意收。反觀臺南17號只能種在溫室,還不能收成賣錢,即使它擁有高抗熱力、降低線蟲災害的能耐,有助於降低未來耕作成本,但最終收益的多寡牽涉許多因素,很難單憑綠肥水稻量化成具體數字,所以臺南17號對多數農民的吸引力並不大。」

臺南17號生育初期,生長快速
臺南17號生育初期,生長快速。
臺南17號翻耕前,莖葉繁密
臺南17號翻耕前,莖葉繁密。

綠肥水稻不同於食用水稻,種下去後大約2個月,在開花抽穗之前就得翻埋入土。對農民而言,結穗代表水稻成熟將製成餐桌上的米飯,是食物的一環,此時若當作肥料打入土裡便是浪費食物,會遭天譴。「即使我們說明17號是專用綠肥,在抽穗前都不算是食物,大部分農民依然有所忌憚,是推廣上碰到的一大難題。」

當眾人惋惜臺南17號的黯然退場,卻天外捎來一通捷報。嘉義縣鹿草鄉農會致電嘉義分場,轉達其番茄產銷班想嘗試種綠肥水稻,詢問嘉義分場能否提供稻種。陳榮坤興奮道:「我們當然很樂意協助!不過臺南17號屬於消耗性稻種,會先確認場內稻種剩多少。」嘉義分場看好綠肥水稻的發展潛力,曾推動臺南17號的技轉方案,無奈對業者而言,臺南17號的綜效魅力遜色於食用水稻的經濟價值,技轉一事杳無音訊。

臺南區農業改良場嘉義分場分場長陳榮坤
臺南區農業改良場嘉義分場分場長陳榮坤,致力於水稻育種及耕作新知的研究推廣。

不種專用綠肥沒關係 實施水旱輪作很重要

羅正宗說明,倘若為露天耕作,一般水稻品種大致上可當作綠肥水稻,但要留意所選擇的水稻品種,其生長期不能太短,植株分布需茂密一點;假如是溫室栽培,就得選耐熱程度高的水稻。「除了嘉義分場,幾乎沒人從事17號的繁衍取種,你拿到的綠肥水稻品種可能是11號。雖然11號的耐熱性也算高,但畢竟不是專用綠肥,高溫下的生長不比17號茂盛,這時可以打開溫室大門或掀開捲簾通風降溫,讓它長得比較好一點。」

除了水稻,還有其他作物能擔任溫室綠肥的角色嗎?羅正宗與陳榮坤一致認為,其他綠肥難以戰勝夏季酷暑的溫室考驗。陳榮坤強調:「其實農民種不種臺南17號都沒關係,我們想傳達的觀念是溫室土壤也需要泡水!既然都要泡水,不如再多借點力,把泡水也不會淹死的水稻用來增加土壤有機質、降低土壤病害。」

羅正宗以小果番茄為例,建議農友可於5月底收成後,先將殘餘根莖挖除乾淨,接著翻耕1次,然後泡水、撒綠肥水稻種子;休息到大約7月底,再把綠肥水稻的莖稈翻埋入土,等到8月中旬土壤充飽電,就能進行下一期作的種植了。

呼應氣候演變 貢獻耐熱作物研究

綜觀臺灣綠肥水稻的普及程度,羅正宗坦言採納者不多,第一是取種不易,第二是農民覺得使用上不那麼方便,尤其綠肥水稻翻耕後,還需等待近1個月的時間讓稻稈在土裡充分腐化,才能提升作物根系和土壤之間的密合度。「翻耕後的等待時間也可以不要拉那麼長,只要農民算好下期作物要種的時間,提早1個月翻耕就行。就算水稻植株沒有很茂盛,至少你有灌水、翻埋,還是有滋養土壤的效果。」

即使臺南17號的市場活躍度降低,依然是耐熱水稻的重要親本,尤其當代極端氣候愈演愈烈,農作物的耐熱性顯得愈發重要,如嘉義大學曾取臺南17號從事耐熱基因的研究。臺南17號的出現,象徵著綠肥水稻搭起了設施栽培施行水旱交替的橋樑,讓溫室作物有了強身健體的基底,也為臺灣本土綠肥的發展翻開了嶄新的扉頁。

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