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【農業洞察 AgriINSIDE】硫肥可以提高作物的耐熱能力〔細胞城市─硫〕#1

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本文由〔科技農報〕和國歡植保〕共同編排與撰文,國歡植保致力以「農業科學」推廣農業資材,期盼藉由科技農報的社群傳播力,讓更多農民了解「硫、磷、鉀、鎂」等,常見肥料元素對作物的好處以及下肥時需注意的事。 【農報文摘】肥料科學最常提到的是氮肥管理,但以台灣的農產經濟價值面來看,「硫、鉀、鎂、鈣肥」這些與作物耐熱、花芽分化、果實品質息息相關的肥料元素才是影響農場收益最重要的「田間眉角」。本次就以[細胞城市-硫]系列文章,帶大家一窺「硫」元素在作物細胞與生理機制中扮演的角色! 《硫:不亞於鈣鎂的重要元素!》 硫元素能幫助作物抵抗熱逆境,其重要性不亞於鈣鎂元素!國歡植保商務技術副理林煥智說明,硫在很多文獻中,已經和鈣、鎂同樣被歸類到中量元素,在植物細胞內中的含量高,且具備重要的生理機能。 《硫元素的五個神奇功能》 硫參與作物細胞的重要生化代謝反映,且與抗逆境能力有關,主要有五項功能: 作物也需要維生素,而硫與合成維生素B1的生化反應有關。維生素B1參與了作物細胞合成醣類、脂質、蛋白質合成代謝循環生化反應,是檸檬酸循環的重要輔酶(催化細胞生化學反應的酵素)。  細胞需要硫元素才能組成含硫胺基酸,維持正常代謝機制。  耐逆境系統中的必要元素,如含有硫的穀胱甘肽幫助作物解毒。  作物耐熱的重要蛋白叫做熱休克蛋白,這種耐逆境蛋白質需要硫元素才能構成,是調控作物葉綠體的耐熱性的重要關鍵!  十字花科的作物例如蘿蔔、芥菜的特殊風味,就是硫元素的衍伸物- 硫代葡萄糖苷(Glucosinolates)造就其特殊的風味,讓作物提高抗蟲能力。  《越來越熱的天氣,補充硫元素變更重要了》 國歡植保推廣經理劉佩芳表示,全球暖化,高溫將變成一種長期逆境來影響農民收益,若再加上乾旱,則影響的程度更大。由於溫度決定作物的生理代謝速度,高溫消耗更多的養分,並促進細胞快速生長,產生植體內的營養不平衡。在細胞的層次中,熱逆境刺激更多的ROS自由基,細胞受到毒害而死亡。  《高溫導致生理機能異常,影響產量與品質》 光合作用對高溫敏感,光能轉無法順利變為細胞能量。水稻開花期前遇到高溫,將嚴重影響授粉成功的比例,產生落花、落果,對產量的影響很大。高溫會加速生長,作物提早成熟但成熟不完全。因此,熱逆境下要盡快讓莖葉累積足夠的養分。光合作用的碳水化合物的轉化與累積,養分肥料的使用,都有助於提高作物的最終產

【農業洞察 AgriINSIDE】〔ROS自由基:細胞殺手〕作物逆境傷害系列#2

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本文由〔科技農報〕和〔 國歡植保 〕共同編排與撰文, 國歡植保 致力以「農業科學」推廣農業資材,本次推出「逆境傷害」系列科普文章,期盼藉由科技農報的社群傳播力,讓更多農民了解「ROS自由基、與植物抗氧化系統」如何影響作物生長、以及田間管理的應變措施。 【農報文摘】上篇文章提到:極端氣候越來越常發生,包含乾旱、淹水、鹽基障礙、高光照、熱傷害、凍傷、臭氧、病蟲害等,都會在細包中產生高濃度的ROS(自由基),讓造成細胞走向凋亡的命運,導致作物健康生病、減產、甚至影響農作物收成。 為了防止細胞被ROS破壞、 為了守護細胞抗氧化系統的正常運作, 貫徹農業科學的精神, 聰明又努力的作物學家發現了「生物刺激素」, 生物刺激素能誘發細胞內的逆境訊號傳遞機制, 強化細胞的抗氧化系統,增強作物抵禦逆境的能力。 《當下重肥已經無法提升產量,生物刺激素就是你的神隊友》 生物刺激素被證實能誘導植物細胞內的抗氧化反應、提高光合作用效率、並減緩細胞老化的功用。因此當作物遭逢逆境時,適當使用生物刺激素,可以提高植物細胞的「抗氧化能力」,減少活性氧族對細胞的傷害,達到強化植株的功用。 根據歐盟生物刺激素產業聯盟(European Biostimulant Industry Council, EBIC) )定義:「生物刺激素是泛稱對作物生長有益的物質與微生物,其功能是促進根圈發育、提升植株吸收養分、利用養分的效率、讓植物遭遇逆境時得以健康生長、並確保作物品質。」 國歡植保推廣經理劉佩芳從實際的田間經驗發現: 「要提升產量,不能只增加肥料的使用量。」 當肥料出現使用過量的時候,反而會出現嚴重的土壤連作障礙。這時候便需要生物刺激素,提升作物的重要生理代謝功能,才能突破產量極限。 《是光合作用,光合作用讓作物有抗逆境的能量》 作物利用陽光、空氣(二氧化碳)、水,透過光合作用合成醣類供作物使用。醣類除了代謝分解變成可用的能量,也能合成纖維素幫助植體壯大。醣類透過累積、分解、運輸、儲藏等,在生育的後期提高醣類與澱粉質量。 在更下游的「次級代謝」中,光合作用產生的醣類是形成色素的原料,並且能產生風味物質,提升品質。其中產生的二次代謝物,有些更是抗病抗蟲的物質。  因此,提高光合作用效率,就是幫作物累積能量,讓生理代謝有充足的原料,好應付每一次的逆境。 國歡植保商務技術副理林煥智表示,作

【農業洞察 AgriINSIDE】〔ROS自由基:細胞殺手〕作物逆境傷害系列#1

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本文由〔科技農報〕和〔 國歡植保 〕共同編排與撰文, 國歡植保 致力以「農業科學」推廣農業資材,本次推出「逆境傷害」系列科普文章,期盼藉由科技農報的社群傳播力,讓更多農民了解「ROS自由基、與植物抗氧化系統」如何影響作物生長、以及田間管理的應變措施。 【農報文摘】「田間逆境與極端氣候」十年前只會出現在作物科學教科書上,現在已經成為農民管理農場的田間常見話題。異常乾旱、致災性豪雨、霸王寒流都是這幾年你我印象深刻的極端氣候事件,連人都受不了這樣的環境,更別提田間的作物。在作物管理科學領域,科學家通常以「逆境」來形容這些氣象事件,常見的逆境條件包含乾旱、淹水、熱傷害等,本篇文章邀請了國歡植保經理,分享資材業者如何引導農友,透過田間作物的健康管理,減少逆境對作物的傷害。 《ROS:細胞受傷的元凶》 極端氣候越來越常發生,包含乾旱、淹水、鹽基障礙、高光照、熱傷害、凍傷、臭氧、病蟲害等,都會在細包中產生高濃度的ROS(自由基)。 所謂的活性氧族(Reactive oxygen species;ROS)或稱作「自由基」的分子,具有強氧化性,化學活性極強且十分不穩定,會傷害細胞。很神奇的是,這類具有殺手特性的小分子在低濃度下卻能作為訊號因子。 也就是說,自由基就像是一把雙面刃, 對細胞的是傷害、還是特殊功用? 取決於細胞內濃度! 國歡植保商務技術副理林煥智表示,低濃度的ROS是細胞訊號,是扮演植物器官之間的「訊號傳遞角色」、可以提升作物的耐逆境能力,換句花說,這是一種細胞內的自我平衡狀態!不過,作物若持續遭受逆境,細胞則會持續產生ROS,此時細胞內不斷累積高濃度的ROS,最終導致細胞死亡。。 《ROS(自由基)讓植物細胞慢性發炎》 ROS對細胞的影響依照傷害程度分為五個階段 1. 細胞的蛋白質受到破壞、遺傳物質DNA出現斷裂狀態。導致細胞分裂異常,產生弱根弱花的現象 2.細胞膜破裂,累積的養分流失,生長停滯,且細胞受傷又產生更多ROS。 3.代謝下降,累積養分的光合作用與產生能量的呼吸作用失效。開始消耗過去所儲藏的養分。 4.更高濃度的ROS產生,產生大量細胞損傷。 5.細胞死亡。最初葉片黃化壞疽,接著落葉、落花、落果,最終萎凋死亡。 《植物細胞用抗氧化系統抵抗ROS》 細胞也不是毫無招架之力,植物自己有一套抗氧化系統來抵抗逆境。