種子活力診斷新技術
英國KEW千禧年種子銀行的科學家與澳洲葛拉茲大學(University
of Graz)研發出快速診斷種子品質的方法,該方法不破壞種子,且為即時診斷,對保育生態與農業有重大意義。論文發表在國家科學院院刊網頁上(www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0914197107)。
藉由利用紅外線溫度測量法,不用兩個小時就可知道種子存活度。目前的發芽試驗非常費時,需耗費三天才能確定種子品質。傳統試驗也會破壞種子,用在稀有或快要絕種的植物種子時,不是很理想。
英國Dr.
Ilse Kranner與澳洲的Prof. Gerald Kastberger發現,紅外線攝影機可用來偵測種子吸水時溫度的輕微變化,這些變化與種子存活力有關。
他們記錄了數百粒碗豆種子的熱曲線。每粒種子分析了22000張影像,以建造熱指紋(thermal
fingerprints)庫,提供科學家在2小時內分辨有生命力及無生命力的種子。
乾燥種子過水,種子內部的糖就會溶解,這個步驟能使種子降溫。單一碗豆種子的溫度能快速降2
至3°C。活種子能讓貯存的養分轉化為糖,因此能保持較低溫度。
老化的種子某些生物物理特性受到改變,影響吸水速度。老化種子也無法轉換除貯存的糖,或只能在修護階段轉換,以致延緩熱曲線。迄今,這樣的檢驗過程都是使用破壞性的方式,包含研磨種子。
新紅外線的方法為新的突破,為非侵入式種子品質的診斷。這也表示活種子可以用此新技術來選出、再乾燥與再貯存。線上論文可觀看活種子與死種子的溫度變化微速錄影。或者直接連到http://www.kfunigraz.ac.at/zoowww/erbthmod/Pea_model.html
非侵入性技術已廣泛用於醫藥,像是電腦斷層掃描(CT
scans)、機場使用紅外線攝影機以檢查乘客的體溫。
更重要的是,在萌芽前選擇有生命力與無生命力的種子可有效改善研究老化及細胞死亡的基礎原理,而植物與動物和人類的細胞原理相仿。該研究也有機會應用在癌症研究上。
英國澳洲共同團隊也研究小麥與油菜種子,以探討是否可運用在農藝種子上。
位於West
Sussex的英國KEW千禧年種子銀行保存了世界上10%的野生植物種子,目的在為後世保存最多的植物多樣性。
資料來源:
http://www.seedquest.com/news.php?type=news&id_article=13079&id_region=&id_category=54&id_crop
Wageningen大學發展省錢種子研究技術
Wageningen大學植物科學團隊的科學家研發出大量種子樣品發芽能力的自動評估系統。該系統稱為Germinator,已發表於科學期刊The
Plant Journal。Germinator原本用以研究阿拉伯芥種子,使用到影像分析與其他技術。Germinator可免費提供給研究植物種子的實驗室,包含種子檢查機構、大學、研究機構與種子公司。有了,可節省大量的時間與金錢。
該論文的主要作者Ronny
Joosen任職於W大植物科學部的植物生理組,他解釋Germinator乃三個單元的智慧結合。第一,設計試驗,並求出研究的管理方式,以確認樣品重覆數量足夠而且為逢機分佈。Germinator下一步利用快速且準確率高的影像分析確認是否為未發芽的種子。與其他系統不同,Germinator不需要將種子準確放定位,也就是說可有效地施用於大規模實驗。第三,該系統快速計算數百個發芽曲線,可比較量大的種子發芽特性。
發芽能力是植物種子非常重要的特性。種子發芽不夠,將會影響作物生長的最初階段,最終導致低產量或低收益品質。種子發芽率至關重要,不及格可能會被丟棄因而無法販賣,對種子公司而言是鉅額的損失。
開發Germinator的研究團隊研究種子使用阿拉伯芥與其他物種來研究種子品質的遺傳背景。阿拉伯芥是常利用於生物學研究的模式植物。阿拉伯芥種子非常小,需要人工計算發芽率,難以進行大規模試驗。Germinator的研發意味著耗費時間且過程繁雜的時代已經過去了,許多種子實驗室已開始使用此系統。不只阿拉伯芥,Germinator還運用於評估油菜種子發芽,預期該系統將會適用於更多植物物種。發芽率曲線計算是另一套模組,因此也可運用到所有植物種。
發表該論文的科學家也利用Germinator做研究,成功地研究阿拉伯芥種子發芽耐鹽性的自然變異。Joosen表示此研究證明利用Germinator,一個人一天可以輕易地評估數千個發芽試驗。現在將目標放在一些超大規模的實驗中。完整內容請參考:http://www.wageningenseedlab.nl/germinator。
資料來源:http://www.seedquest.com/news.php?type=news&id_article=14113&id_region=&id_category=&id_crop
論文:R.V.
L. Joosen et al. 2010 Germinator: a software package for high-throughput
scoring and curve fitting of Arabidopsis seed germination. The
Plant Journal 62: 148-159.
蔬菜高效率生產技術與新品種開發
建構網溫室設施與露天栽培蔬菜高效率生產技術與新品種開發之策略
日本神奈川縣農業技術中心
蔬菜作物研究部 蔬菜業務負責人
日本神奈川縣以建構提供縣民豐富多采生活的都市農業為目標,持續推動多元化研究。在神奈川縣農產技術中心蔬菜作物研究部,以開發神奈川縣特產品種作物與栽培技術為主要方向,展開一連串計畫策略。
番茄的低層多層組合栽培
番茄營養液栽培的過程中,利用荷蘭型多層栽培的長期採收栽培型態,因高溫的影響,導致夏秋兩期收成量難以豐足,而成為建構全年度穩定生產體系的問題之一。另一方面,採用密植以及反覆採收一至三層果房的低層密植栽培型態,包含夏秋兩期,全年度得以穩定生產,以此技術,近年來廣受矚目。不過,該型態於冬春兩期,不像多層栽培一樣產量得以大幅提高,說是收成量相當多10a也採收不到50噸。
因此,該蔬菜研究部混合低段密植栽培與多層栽培,設計全年度高產量生產體系模型,目前正進行檢證實驗。
組合三種栽培膜式系統的生產得使收成期不致中斷。目前實驗試作從4月左右開始,進行兩回3層密植栽培後,10月左右轉換成多層栽培的模式。日後會針對使用資材或轉換方式等需改良處提出反映而繼續進行實驗試作。
此外該蔬菜中心參加以促進設施園藝飛躍發展為目的之全國性策略「Super
Hort Project」,而該實驗也是其研究內容之一。
利用低濃度乙醇進行土壤消毒
因為全面廢止溴化甲烷的使用,因此持續摸索土壤消毒的替代技術。其中之一就是土壤還原消毒。農業環境技術研究所發現於土壤還原消毒的過程中,加入低濃度乙醇的方式具有明顯的效果。從平成20年(2008年)開始在全國各地的試驗農場以及為了使該技術實用化所推動的共同研究計劃中加以推展;而神奈川蔬菜研究部也將此技術做為推動策略之一環。
上述土壤消毒法使用稀釋至濃度1%的乙醇水溶液,注滿園圃,後覆蓋PO布而得到土壤消毒的效果。比起一般土壤還原消毒方法更能夠伸入土壤深層。針對較深較厚的土壤也可輕易處理。此外較低溫的時節也具有消毒的效果、因此可期待此消毒法應用於各種栽培型態的效果。
神奈川蔬菜研究部利用小黃瓜進行低濃度乙醇消毒實驗,除了研究效果持續期間以外,針對處理溶液溫度改變的情況其效果如何也加以驗證,蒐集今後實用推廣的相關數據資料。不過目前低濃度乙醇做為農藥進行土壤消毒技術尚未成熟不足以使用。
聚乙烯製造氣泡緩衝素材之保溫效果實驗(氣泡袋的保溫效果)
因為目前全球燃料危機問題引起對於被覆資材的關注,在日本全國各地也針對資材進行研議討論。神奈川蔬菜研究部以氣泡袋的農業利用之可能性為研究目標,與製造商以及日本東海大學三單位進行共同研究。
一般氣泡袋時常作為綑綁包裹素材使用,而於農業用時則由外層、中間氣泡層以及內層等三層塑膠薄膜組成相較之下保溫性較高。
該蔬菜研究部加強氣泡袋的耐用性能,使用耐用年限大幅提高的商品。針對氣泡袋作為溫網室內面簾幕的保溫效果進行研究實驗。
加工以及業務使用的高麗菜生產技術
神奈川縣雖然到目前為止都是以生產春系高麗菜為主,不過因應近年來加工與業務使用需求量大增,針對份量感較足夠與加工留用率較佳的寒玉系品種也力求建立良好的栽培技術。
特別是於4至5月收成的栽培型態,因寒玉系較容易抽籉,因此進行相關技術的開發。
近幾年來,單以品種因應需求變化也具相當程度的可能性;而關於栽培技術則以建立栽培型態為目標持續努力。
目前則持續針對栽培密度、施肥量、播種日等進行研究,推動產量與品質兩相成長的為目標的相關作法。
野良坊菜品種研究
野良坊菜是西洋油菜的一種,花蕾與莖葉都可食用,為關東地區的傳統蔬菜。主要以自家消費用為主,栽種於神奈川線的川崎市某一地區。因味烹調過後色鮮味美,甜味迷人等,在農產直銷中心獲得好評而成為農產品產地自銷的推廣品目之一。神奈川蔬菜研究部以建立得連續採收野良坊菜的標準栽培體系為目標,進行系統評價與品種育成的相關研究。
草莓品種的適應性調查
草莓在神奈川縣市的產量是僅次於番茄、小黃瓜的重要品目之一,因此針對縣內風土氣候以及各品種適應性進行調查。此外也,針對縣內使用率較高的育苗培土進行相關調查。
春收洋蔥的早期採收技術
春收洋蔥的優點是水分多、甜甘、柔軟,在農產品質直銷中心也相當具有人氣。因此利用極早生品種,建構得以適合2個月以後採收的栽培體系。除了品種比較以外,網溫室架構的時間與針對使用資材進行研議討論。與高品質的生產為兩大目標。
呂子輝編譯
資料來源:農耕與園藝
2010年
3月號
P98-P101