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本期焦點

水稻乾式直播栽培

臺中區農業改良場 吳以健 助理研究員

  臺灣屬亞熱帶海島型氣候,降雨豐沛,年平均降雨量約2,500 mm左右。然而因為降雨季節分布不均、臺灣地形陡峭及水庫嚴重淤積,目前臺灣平均每人每年可用水量僅約 3,950 立方公尺,為全世界排名第十八之缺水國。然而,臺灣最重要的糧食作物水稻,栽培面積25萬公頃,其灌溉用水60-70億公噸,占臺灣一年農業灌溉用水100-110億公噸的60-65%,意即水稻的用水佔全臺總用水量相當大的比例,然而,在氣候變遷趨勢下,降雨量相當不穩定,導致缺水風險更高,舉例來說,2020年中部地區或南部地區,全年降雨量尚不及歷史平均的50%,為極度乾旱的一年,在氣候變遷趨勢下,降雨時間與空間都將變得更加集中,意即可運用的水資源將更加稀少,為因應氣候變遷影響下的缺水困境,作為臺灣栽培最廣與用水量最高的作物水稻,勢必研發新型的節水栽培技術,作為「調適」氣候變遷衝擊的策略。另一方面,水稻的生產過程中,整體溫室氣體排放量(即所謂的碳足跡),為所有農作物之首,如何改變栽培方式以降低溫室氣體排放,更是水稻研究人員在「減輕」氣候變遷的策略研擬重點,若能研發兼具節水、低碳,且維持水稻產量品質的氣候智慧型栽培法,將可作為未來水稻栽培生產的重要依據。
圖一、氣候變遷下,缺水乾旱風險將更為提高,嚴重影響農業生產
  傳統水稻的栽培方式採移植方式栽培,也就是在育苗中心先生產秧苗以後,再將大約3-4葉齡的秧苗移植到本田,而在移植之前,為確保移植的便利性與秧苗移植後的成活率,須先將本田進行乾整地之後,再湛水進行濕整地,並保持湛水直到移植完成,因此此階段需要大量灌溉水投入以維持湛水。而水稻乾式直播栽培系統,省去上述的湛水與濕整地作業,在乾整地後,直接以播種機具進行稻種直播,並開溝進行少量灌溉,直至稻株發芽並生長至4葉齡時,再以慣行方式灌溉與進行其他栽培管理,如此可節約前期濕整地與湛水灌溉的水資源投入。
圖二、水稻乾式直播栽培在田區乾整地後,即以乾式直播機具進行播種,不需濕整地與湛水
  乾式直播栽培系統,需要選擇適當的栽培品種,該品種須具備低溫耐性佳、發芽速度快、初期生長快、耐除草劑等特性。由於乾式直播播種栽培系統生長期較長,為達到與慣行插秧栽培系統相同的收穫時期,乾式直播的播種時機應較慣行插秧期更早,也就是遭遇低溫逆境的可能性較高;另外,乾式直播栽培由於初期沒有湛水來抑制雜草,多半會施用乾田的萌前除草劑,因此,稻株為正常生長並在雜草競爭下具備優勢,應選擇耐低溫、發芽快、生長快及耐除草劑等特點的品種,目前臺灣栽培面積最大的8個品種(台南11號、台農81號、台中秈10號、台稉9號、高雄139號、台稉2號、台東30號與台中192號)之中,以台中秈10號、台稉9號與台中192號的初期株高、發芽速度與生物量最佳,另外,110年新育成的台中秈10號近同源系的台中秈199號,在乾式直播適性上更勝台中秈10號等3個品種,可將此4個品種作為乾式直播品種選擇。
圖三、乾式播種後,台中秈199號稻苗初期勢強,具有雜草競爭優勢
  乾式直播栽培方式除了可以節約初期的灌溉用水,且由於乾式直播的稻株根系較深且較強韌,對水分的吸收效率較佳,稻株4葉齡之後可採乾濕交替或間歇灌溉方式,經過計算,較傳統栽培方式可節約25-30%的灌溉用水。此外,由於根系較深,肥料吸收效率較佳,可間接節約肥料施用與肥料成本,同時其倒伏風險也較低。另外,由於乾式直播不使用秧苗,在現今育苗中心常面臨缺工與產能降低的挑戰之下,可緩解秧苗供應不足的問題,更可作為少量特殊品種的栽培選擇(育苗中心不願協助生產少量品種),此外,若有甫經土壤整治後的新客土田區,土壤過軟可能導致插秧機無法作業之下,亦可在乾田狀態下直接以乾式播種方式替代之。最後,許多濕整地或插秧後機具在鄉間道路行駛時,容易掉落濕泥影響用路人安全,近年警方已加強取締此類違規,而乾式直播方式恰可避免原先的疑慮。最後,在產量與投入產出效益方面,乾式直播的單位面積稻穀產量與慣行插秧方式相近,且省去濕整地與秧苗生產的成本,整體來說,可維持甚至提高農民收益。然而,乾式直播目前仍有栽培時間較長、天災風險較高、萌芽期氣候影響較大及品種較受限等缺點,未來仍應持續對此進行深入研究,作為氣候變遷影響下韌性水稻生產的重要選擇。
圖四、乾式直播栽培初期,僅以開溝方式少量灌溉,較慣行的湛水方式有效節約灌溉水
圖五、乾式直播栽培最終稻穀產量不遜於傳統插秧栽培,且開溝可作為農民施肥、噴藥或巡田的路徑,避免行走損傷稻株

氣候變遷新知

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