気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロ
ジェクト(プロジェクト研究成果シリーズ557)
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農業分野における温暖化緩和技術の開発 ;地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発 ;地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価

農林水産省農林水産技術会議事務局
557号
p. 1-378
2016年3月

農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センター
Tsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research Council
Secretariat

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研 究 成 果
557︵
・︶

気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト
─農業分野における温暖化緩和技術の開発─
─地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発──地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価─
Development of mitigation and adaptation technologies to climate change inthe sectors of agriculture, forestry, and ﬁsheries̶ Development of mitigation technologies to climate change
in the agriculture sector ̶̶ Development of adaptation technologies to climate change impacts
in the agriculture sector ̶̶ Economic evaluation of agricultural mitigation andadaptation technologies for climate change ̶

農林水産技術会議事務局

気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト
─農業分野における温暖化緩和技術の開発─
─地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発──地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価─
Development of mitigation and adaptation technologies to climate change inthe sectors of agriculture, forestry, and fisheries— Development of mitigation technologies to climate change
in the agriculture sector —— Development of adaptation technologies to climate change impacts
in the agriculture sector —— Economic evaluation of agricultural mitigation andadaptation technologies for climate change —2016年3月

序文

研究成果シリーズは、農林水産省農林水産技術会議が研究機関に委託して推進した研究の成果を、総合的かつ体系的にとりまとめ、研究機関及び行政機関等に報告することにより、今後の研究及び行政の効率的な推進に資することを目的として刊行するものである。
この第 557 集「気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－農業分野における温暖化緩和技術の開発－、－地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発－、－地球温暖化が農林水産分野に与える絵経済的影響評価－」は、農林水産省農林水産技術会議の委託プロジェクト研究として、2010 年度から 2014 年度までの 5 年間にわたり、独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構、独立行政法人農業環境技術研究所及び独立行政法人国際農林水産業研究センターを中心に実施した研究成果をとりまとめたものである。
IPCC（気候変動に関する政府間パネル）第 5 次評価報告書（2014 年 11 月公表）においては、気候シス
テムの温暖化は疑う余地はないとされており、地球温暖化は世界中の自然と社会に深刻な影響を与え、我が国農林水産物の生産にも重大な影響を及ぼすことが懸念されている。そのため、農林水産分野における温室効果ガス発生・吸収メカニズムの解明、温室効果ガスの排出量削減技術・吸収源機能向上技術の開発、地球
温暖化の影響の予測と評価及び地球温暖化の進行に適応した中長期的な課題に対応するための生産安定技術の開発等が課題とされている。
本研究は、農業分野における、農地及び草地におけるモニタリング・モデリングと全国評価、農地土壌や家畜排せつ物処理等における温室効果ガス排出削減技術の開発、農作物や畜産・飼料作物及び水・土地資源
における地球温暖化の影響評価と適応技術の開発、温暖化の経済的影響評価等を実施しており、農業分野における気候変動に対する緩和策、適応策に資することを目的とした。
この研究の成果は、今後の農林水産関係の研究開発及び行政を推進する上で有益な知見を与えるものと考え、関係機関に供する次第である。
最後に、本研究を担当し、推進された方々の労に対し、深く感謝の意を表する。
2016 年 3 月
農林水産省農林水産技術会議事務局長
西郷

正道

目

次

研究の要約……………………………………………………………………………………………………………… 1
第１編

農業分野における温暖化緩和技術の開発…………………………………………………………………52

第１章

農地及び草地におけるモニタリング・モデリングと全国評価………………………………………52

１

炭素収支と温室効果ガス排出・吸収量の精密測定……………………………………………………52２炭素・窒素統合循環モデルの構築………………………………………………………………………58

３

全国スケールでの温暖化緩和ポテンシャルの評価……………………………………………………64

第２章

農地整備を活用した炭素の長期貯留技術の開発………………………………………………………70

１

農地下層における炭素長期貯留技術の開発……………………………………………………………70

第３章

農地土壌における温室効果ガス排出削減・吸収源機能確保技術の開発……………………………76

１

水田における温室効果ガス排出削減・吸収機能確保技術の開発……………………………………76

２

畑地における温室効果ガス排出削減・吸収機能向上技術の開発……………………………………81

第４章

家畜排せつ物処理における温室効果ガス排出削減技術の開発………………………………………87

１

家畜排せつ物処理における温室効果ガス排出量の精密測定…………………………………………87

２

家畜排せつ物処理過程における温室効果ガス排出削減技術の開発…………………………………92

３

家畜排せつ物処理における温室効果ガス排出の飼養管理による削減技術の開発…………………97

第５章

反すう家畜からの温室効果ガス排出削減技術の開発……………………………………………… 103

１

栄養管理による乳牛の消化管内発酵に伴うメタン排出削減技術の開発………………………… 103

第６章

自然エネルギー利用による温室効果ガス排出削減技術の開発…………………………………… 109

１

マイクロ水車発電システム・地中熱交換の利用…………………………………………………… 109

第２編

地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発………………………………………… 116

第１章

気候変動の実態解明と気候シナリオの提示………………………………………………………… 116

１

農耕地における気候変動の実態解明と気候シナリオの提示……………………………………… 116（１） 農業生産に関わる耕地気象要素の変化の実態解明……………………………………………… 116（２） 農業影響評価の分野で利用可能な将来の気候予測出力の提供………………………………… 118
第２章

土地利用型作物における影響評価と適応技術の解明……………………………………………… 121１

温暖化時の水稲冷害発生リスク評価………………………………………………………………… 121

２

温暖化に伴う病虫害の発生変動要因の解明と影響評価…………………………………………… 125３

気候変動条件下における作物収量・品質の将来予測と適応技術の定量的評価………………… 131（１） 温暖化・大気 CO2 濃度の上昇がイネの生育・収量・品質に及ぼす影響に関する総合評価……………………………………………………………………………………………… 131（２） 小麦の収量変動の予測手法の確立と適応技術評価……………………………………………… 135（３） 小麦の萎縮症の実態と発症過程の解明…………………………………………………………… 137４

温暖化・高二酸化炭素環境に対する水田の生態系の応答メカニズム及び適応のための形質の解明……………………………………………………………………………………………… 140５温暖化環境における水稲生産ポテンシャル向上のための形質の特定…………………………… 146（１） 高二酸化炭素条件における水稲乾物生産特性の評価…………………………………………… 146（２） 栄養成長に関する温度反応性の評価……………………………………………………………… 150（３） 登熟特性に関する温度反応性の評価……………………………………………………………… 153

（４） 栽培適地設定および生産性の評価・予測………………………………………………………… 158
６

ダイズ生産に及ぼす温暖化の影響メカニズムと適応形質の解明………………………………… 161７温暖化に対応した水稲安定生産技術の開発………………………………………………………… 167（１） 温暖化に対応した水稲の落水管理による耐倒伏性強化機構の解明と多収技術の開発……… 167（２） 玄米品質判定のための圃場高温処理法の開発と高品質米栽培法の検定……………………… 168（３） 根圏環境改善による水稲の環境変動に対する頑健性の向上…………………………………… 170（４） 温暖地水稲の高温登熟に対する理想生育相の解明と窒素動態に基づく
高精度施肥技術の確立……………………………………………………………………………… 172（５） 温暖化における暖地水稲の水田輪作等、現地実態に適応した高品質安定生産技術の開発と実証…………………………………………………………………………………………… 174（６） 暖地水稲の温暖化に対応した作期と水管理による高品質安定生産技術の開発及び実証…… 177
８温暖化環境におけるイネ主要病害の発生動態と防除技術………………………………………… 180（１） 気候変動予測モデルと病害発生予測モデルを用いた水稲主要病害の発生変動予測………… 180（２） イネ紋枯病の発病と収量および品質の年次・地域間差とその要因の解析…………………… 182（３） 寒冷地における収量・品質を考慮したイネ紋枯病の要防除水準の作成と効率的な防除技術の開発……………………………………………………………………………………… 184９温暖化に対応した畑作の安定生産技術の開発……………………………………………………… 187（１） 温暖化に対応した小麦系統の特性解明と安定栽培技術の開発………………………………… 187（２） 温暖化によって大豆作で問題となる外来雑草の蔓延リスク評価と対策技術の開発………… 192（３） 寒地畑作地帯における帰化雑草等の分布拡大予測と対策技術の開発………………………… 198
第３章

果樹・野菜等の園芸作物及び茶における影響評価と適応技術の開発…………………………… 202

１

果樹生産における温暖化の影響評価と果樹栽培適地の精密移動予測…………………………… 202（１） ニホンナシ発芽不良と温度・水分など環境条件の関係解明…………………………………… 202（２） 将来の果実、樹体障害発生状況のマップ化……………………………………………………… 202（３） 気温および光環境とブドウ着色との関係解明と定量化………………………………………… 203（４） ブドウにおける温暖化の影響評価………………………………………………………………… 204（５） 温暖化がモモ、クリの凍害発生に及ぼす影響評価……………………………………………… 205（６） ニホンナシの枝幹障害発生要因の解明および影響評価………………………………………… 206（７） 資料収集・調査・解析等による高温障害発生限界温度策定…………………………………… 208２

温暖化及び二酸化炭素濃度上昇が野菜及び花生産に及ぼす影響評価…………………………… 208（１） 温暖化・二酸化炭素ガス濃度上昇がキャベツ・レタス・ホウレンソウなどの１次生産力に及ぼす影響評価モデルの開発……………………………………………………… 208（２） 温暖化が高温期キャベツ・レタス・ホウレンソウの収量・品質やイチゴの花成、
夏秋露地ギク生産に及ぼす影響評価……………………………………………………………… 210（３） 事例データベースや品目別影響評価モデルの統合による温暖化影響評価システムの開発… 212３

秋冬季温暖化条件下での茶の減収要因解明と生産安定技術の開発……………………………… 214（１） 秋冬期高気温による一番茶減収の証明と減収原因の解明……………………………………… 214（２） 秋冬期温暖化条件下におけるチャ安定生産技術の開発………………………………………… 217
４果樹における影響評価に基づく適応技術の提示…………………………………………………… 220（１） 晩霜害の危険度評価に基づく効率的な防霜対策の開発………………………………………… 220（２） 晩霜害の危険度評価に基づく効率的な防霜対策の実証………………………………………… 221（３） 樹体の凍害・耐凍性の簡易的早期判定法の開発………………………………………………… 222（４） 凍害の危険度評価に基づく被害防止技術の開発………………………………………………… 223

（５） ミカンキジラミ幼虫の耐寒性および発育速度の解明…………………………………………… 224（６） 強樹勢中間台木利用によるカンキツグリーニング病の被害軽減技術の開発………………… 225（７） チャノキイロアザミウマ新規系統の判別技術の開発…………………………………………… 226５

温暖化が野菜・花・茶の生産と虫害発生に及ぼす影響評価と適応技術の提示………………… 227（１） 春キャベツの花成・抽台に及ぼす温暖化影響評価と適応技術の開発………………………… 227（２） 温暖化がトマト着果不良に及ぼす影響評価と着果安定と障害果発生抑制技術の開発……… 228（３） 温暖化がパプリカの着果不良に及ぼす影響評価と着果安定化技術の開発…………………… 230（４） コナガの発生分布と発生量に与える影響評価と発生予察および防除対策…………………… 231（５） 温暖化地域におけるチャ芽の耐凍性状況と秋冬期防霜法の提示……………………………… 233
６

果樹の樹体及び果実の生理障害軽減技術の開発…………………………………………………… 234（１） ナシの発芽不良をもたらす樹体条件の解明と樹体管理改善による軽減技術の開発………… 234（２） ナシの発芽不良をもたらす温度条件の解明と樹体温制御技術の開発………………………… 235（３） ナシの発芽不良をもたらす栽培条件の解明と植物生育調節剤利用による軽減技術の開発… 236（４） ナシの低温要求性の少ない台木の利用による穂木品種の低温要求性への影響解明………… 236（５） 制御環境下でのウンシュウミカンの浮皮発生要因の解明……………………………………… 237（６） 早生・中生ウンシュウミカンでの浮皮発生要因の解明と発生危険度予測技術の開発……… 238（７） 晩生ウンシュウミカンでの浮皮発生要因の解明と発生危険度予測技術の開発……………… 239（８） ジベレリン・ジャスモン酸混用散布処理の最適化と高温下での作用性の検証……………… 240（９） 早生・中生ウンシュウミカンでの浮皮軽減技術の開発と実証………………………………… 241（10） ブドウにおける着色改善技術の開発……………………………………………………………… 242
７

野菜・花きの生産安定技術の開発…………………………………………………………………… 243（１） 遮光制御を用いた温暖化によるホウレンソウの収量・品質低下抑制技術の開発…………… 243（２） イチゴ促成栽培における気化潜熱利用局所冷却法による長期安定生産技術の開発と産地実証……………………………………………………………………………………………… 244（３） チャノキイロアザミウマ新系統の分布拡大要因の解明と防除技術の開発…………………… 246（４） 温暖化に対応した夏秋需要期キク安定開花調節技術の開発…………………………………… 248８温暖化による茶の収量・品質低下制御技術の開発………………………………………………… 251（１） 節電型防霜ファン制御装置の開発と実証………………………………………………………… 251（２） 樹体耐凍性情報に基づく防霜ファン節電型制御の実証………………………………………… 252
第４章

畜産・飼料作物における影響評価と適応技術の開発……………………………………………… 256１

高温環境下での家畜の繁殖障害を予察するための診断技術の開発……………………………… 256（１） 子宮内膜機能関連遺伝子の網羅的解析に基づく受胎性診断技術の開発……………………… 256（２） 排卵障害や鈍性発情の防止システムの開発……………………………………………………… 259
２

繁殖母豚の生産性安定化のための飼養管理技術の開発…………………………………………… 264（１） モデル動物における暑熱ストレス時の動態解析と抗ストレスホルモン群の動態解析……… 264（２） 高ストレス耐性形質に関わる遺伝的多様の解析………………………………………………… 266（３） 暑熱ストレス時におけるブタ抗ストレスホルモンの動態解析………………………………… 267
３

飼料トウモロコシ害虫の発生予察技術の開発と分布拡大予測及び被害リスク評価…………… 269

４

寒地における夏季草地造成の安定性に関する広域予測…………………………………………… 275

５

乳牛の育成・周産期・泌乳に及ぼす高温ストレスの影響評価の高度化と適正給与技術の開発…………………………………………………………………………………… 279

６

乳牛舎における暑熱指標と脱石油エネルギー型防暑対策技術の開発…………………………… 282

７

中枢におけるセロトニン新機能の強化によるウシの体温調節機能改善技術の開発…………… 287

８

飼料用麦類の冬枯れ発生予測マップの作成と被害軽減技術の開発……………………………… 291

９温暖化に対応した寒地における永年草地の夏季造成技術の開発………………………………… 29410温暖化により多発するトウモロコシ根腐病の対策技術の開発…………………………………… 299

第５章

水及び土地資源における影響評価と適応技術の開発……………………………………………… 306

１

広域水配分・還元・管理モデルによる全国レベルの灌漑への温暖化影響評価………………… 306２

気候変動下における地下水環境の脆弱性評価のための指標の開発……………………………… 312３高潮や洪水の規模増大による低平農地への温暖化影響評価法の開発…………………………… 317４

水田や貯水池・ため池の持つ災害低減機能を利活用した温暖化対策技術の開発……………… 321

５

地下ダムや淡水レンズへの温暖化影響評価と対策技術の開発…………………………………… 330

６温暖化に対応した低平農地・海岸域における施設計画・管理方式の提案……………………… 335

７

高温障害対策としての用水管理手法の開発………………………………………………………… 339

第３編

地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価………………………………………………… 344

第１章

地球温暖化の影響評価と代表的緩和・適応技術の評価…………………………………………… 344

１

地球温暖化が世界と我が国の食料需給に及ぼす影響の評価……………………………………… 344

２

国内の地域農林水産業・関連産業への影響からみた地球温暖化の緩和策・適応策の効果評価………………………………………………………………………………………………… 348３

農産物消費に関する消費者選好の評価……………………………………………………………… 357

４

緩和策・適応策による消費者余剰変化の定量的評価……………………………………………… 359

第２章

開発された緩和技術・適応技術の評価……………………………………………………………… 367

１

緩和技術の評価………………………………………………………………………………………… 367

２

適応技術の評価………………………………………………………………………………………… 371

研
Ⅰ

究

の

要

約

研究年次・予算区分

大気環境研究領域
長谷川

研究年次：2010 年度～ 2014 年度

上席研究員

利拡（2010 ～ 2014 年度）

チームリーダー（果樹・野菜等の園芸作物及び茶

予算区分：農林水産省農林水産技術会議事務局
委託プロジェクト研究「気候変動に対における影響評価と適応技術の開発）：

応した循環型食料生産等の確立のため（独）農業・食品産業技術総合研究機の技術開発」

構

果樹研究所

栽培・流通利用研究領域

Ⅱ

主任研究者

１

農業分野における温暖化緩和技術の開発

主杉浦俊彦（2010 ～ 2014 年度）

チームリーダー（畜産・飼料作における影響評価と適応技術の開発）：

査：（独）農業環境技術研究所
理事長（独）農業・食品産業技術総合研究機

佐藤洋平（2010 年度）

構

宮下

清貴（2011 ～ 2014 年度）

家畜生理栄養研究領域

畜産草地研究所

永西

推進リーダー：（独）農業環境技術研究所

上席研究員

修（2010 ～ 2014 年度）

チームリーダー（水及び土地資源における影響評

研究コーディネータ
谷山一郎（2010 年度）

価と適応技術の開発）：

八木一行（2011 ～ 2014 年度）（独）農業・食品産業技術総合研究機
構

２

上席研究員

地球温暖化が農業分野に与える影響評価と農村工学研究所

農村総合研究部地球温暖化対策研究

適応技術の開発

チーム長（兼）農地・水資源部水文水主資源研究室長（2010 年度）

査：（独）農業・食品産業技術総合研究機構
理事長

上席研究員

資源循環工学研究領域

堀江武（2010 ～ 2013 年度）（水資源工学研究統括）（兼）水利工学

井邊時雄（2014 年度）

研究領域水文水利研究統括（2011 ～2012 年度）

推進リーダー：（独）農業・食品産業技術総合研究機

資 源 循 環 工 学 研 究 領 域 長（2013 ～構2014 年度）

果樹研究所

森永

研究管理監

増本

邦久（2010 年度）

隆夫（2010 ～ 2014 年度）（独）農業・食品産業技術総合研究機
構３

中央農業総合研究センター

地球温暖化が農林水産分野に与える経済的情報利用研究領域長

影響評価

渡邊

主

朋也（2011 ～ 2014 年度）

チームリーダー（気候変動の実態解明と気候シナ

査：（独）国際農林水産業研究センター
理事長

リオの提示）：

飯山

賢治（2010 年度）（独）農業環境技術研究所

岩永

勝 （2011 ～ 2014 年度）

大気環境研究領域
長谷川

上席研究員

推進リーダー：（独）国際農林水産業研究セン

利拡（2010 ～ 2014 年度）

ター

チームリーダー（土地利用型作物における影響評

社会科学領域価と適応技術の開発）：

ダー（独）農業環境技術研究所

古家─1─

副プロジェクトリー

淳（2010 ～ 2014 年度）

Ⅲ

研究担当機関（委託先）佐賀県畜産試験場

１

農業分野における温暖化緩和技術の開発（委託先）公立大学法人石川県立大学

独立行政法人農業環境技術研究所（委託先）独 立行政法人農業・食品産業技術総合２

地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発研究機構畜産草地研究所（委託先）独 立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構農村工学研究所

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
中央農業総合研究センター（委託先）独 立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構中央農業研究センター

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
作物研究所（委託先）独 立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構北海道農業研究センター

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
果樹研究所（委託先）独 立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構東北農業研究センター

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
野菜茶業研究所（委託先）独 立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構九州沖縄農業研究センター

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
農村工学研究所（委託先）独 立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構野菜茶業研究所

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
畜産草地研究所（委託先）国立大学法人北海道大学

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構（委託先）地 方独立行政法人北海道立総合研究機

動物衛生研究所

構根釧農業試験場

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構（委託先）地 方独立行政法人北海道立総合研究機
構中央農業試験場

北海道農業研究センター
独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構（委託先）地 方独立行政法人北海道立総合研究機
構畜産試験場

東北農業研究センター
独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構（委託先）国立大学法人岩手大学

近畿中国四国農業研究センター（委託先）国立大学法人宮崎大学

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構（委託先）茨城県農業総合センター

九州沖縄農業研究センター（委託先）愛知県農業総合試験場（委託先）独立行政法人農業環境技術研究所（委託先）長崎県農林技術開発センター（委託先）独立行政法人農業生物資源研究所（委託先）酪農学園大学（委託先）公立大学法人秋田県立大学（委託先）国立大学法人三重大学（委託先）国立大学法人岩手大学（委託先）沖縄県農業研究センター（委託先）国立大学法人筑波大学（委託先）公立大学法人秋田県立大学（委託先）国立大学法人宇都宮大学（委託先）山形県農業総合研究センター（委託先）国立大学法人東京農工大学（委託先）福島県農業総合センター（委託先）国立大学法人岐阜大学（委託先）新潟県農業総合研究所（委託先）国立大学法人京都大学（委託先）愛知県農業総合試験場（委託先）国立大学法人鳥取大学（委託先）国立大学法人愛媛大学（委託先）地 方独立行政法人北海道立総合研究機（委託先）国立大学法人岡山大学

構研究本部根釧農業試験場（委託先）岡山県農林水産総合センター（委託先）地 方独立行政法人北海道立総合研究機（委託先）石川県農林水産総合研究センター

構研究本部北見農業試験場（委託先）熊本県農業研究センター（委託先）岩 手県農業研究センター県北農業研究（委託先）株式会社ズコーシャ所
─2─

（委託先）宮城県古川農業試験場

Ⅳ

研究目的

（委託先）福島県農業総合センター

１

農業分野における温暖化緩和技術の開発（委託先）茨城県農業総合センター園芸研究所

農地・草地及び家畜排せつ物処理施設における温（委託先）栃木県農業試験場

室効果ガス（GHG）の精密測定を行い、それぞれ（委託先）群馬県農業技術センターの正確な排出係数を求めることによって、日本に（委託先）神奈川県農業技術センター

おける GHG 排出量見積りの基礎データとする。ま（委託先）長野県果樹試験場

た、全国スケールの農地・草地土壌の炭素蓄積量の（委託先）長野県野菜花き試験場

解析を行うとともに農地・草地における炭素・窒素（委託先）長野県畜産試験場

統合循環モデルを構築し、温暖化緩和シナリオにも（委託先）岐阜県中山間農業研究所とづく GHG 排出・吸収及び作物生産や環境への影（委託先）静 岡県 農 林 技 術 研 究 所 果 樹 研 究 セ ン

響の将来予測を行う。さらに、農地下層における炭ター

素の長期貯留、農地・草地土壌における GHG 排出・（委託先）滋賀県農業技術振興センター

吸収、家畜排せつ物の処理における GHG 排出、家（委託先）兵庫県立農林水産技術総合センター

畜の飼養管理における GHG 排出についてメカニズ（委託先）和歌山県果樹試験場

ムを解明し、効率的かつ普遍的・地域的な技術開発（委託先）岡 山県農林水産総合センター農業研究を行うとともに、自然エネルギー利用技術の開発を所行い、農業分野における GHG 排出を抑制する。

（委託先）高知県農業技術センター

２（委託先）福岡県農林業総合試験場

地球温暖化が農業分野に与える影響評価と（委託先）佐賀県果樹試験場

適応技術の開発（委託先）長崎県農林技術開発センター

土地利用型作物（水稲、小麦等）、園芸作物（果（委託先）熊本県県農業研究センター果樹研究所

樹・野菜等）
・茶、畜産・飼料作物ならびに水資源・（委託先）鹿児島県農業開発総合センター

土地資源、を研究対象とし、これらの作目、分野に（委託先）鹿 児島県農業開発総合センター・茶業

おいて、地球温暖化が各作物、分野に与える影響を

部大隅分場

複数のモデル、共通の時間軸の提示を行い、これら（委託先）沖縄県農業研究センター名護支所

を用いて影響を評価する。また、影響評価に基づいた適応技術を提示、開発するとともに、現在生産現３

地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価

場で生じている障害等に対する対策技術を早急に開発することを目的とする。

独立行政法人国際農林水産業研究センター（委託先）学 校法人廣池学園麗澤大学大学院経済

３

影響評価

研究科
（委託先）国 立大学法人筑波大学大学院生命環境科学研究科

気候変動対応プロジェクトの他の課題で開発された温暖化緩和技術、適応技術の評価を行う。また、（委託先）国 立大学法人北海道大学大学院農学研
究院

気候変動が我が国及び世界の農産物市場に及ぼす影
響予測を行う。そのために、以下の研究開発を行（委託先）独 立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構農村工学研究所

地球温暖化が農林水産分野に与える経済的う。（1）長期予測が可能な地球温暖化の影響予測用
食料需給モデルの開発。（2）全国 8 地域別（北海道、東北、関東、北陸、東海、近畿、中四国、九州・沖縄）の農業生産に関するモデルの開発。（3）
農業及び食品関連産業の他、サービス業やエネル
ギー産業など日本の全産業部門を対象とし、50 年
後の将来動向を予測できる動学応用一般均衡モデル

─3─

の開発。（4）地球温暖化と緩和策、適応策に関する用の各技術ついて温暖化緩和効果を LCA やコスト

複数のシナリオに基づくシミュレーション分析によ分析によって定量評価し、最適な技術を開発する。

る定量的な経済評価額の提示。（5）開発された気候（４） 家畜排せつ物処理における温室効果ガス

変動の緩和技術・適応技術の評価が可能な、簡易な排出削減技術の開発

モデルの開発。

日本の家畜排せつ物管理区分の不確実性が大きい
排出係数について、変動要因を整理してインベント

Ⅴ

研究方法

リ算定方法を改善する。また、家畜排せつ物管理に

１

農業分野における温暖化緩和技術の開発

ついては、微生物資材、水分管理や通気処理または（１） 農地及び草地におけるモニタリング・モ

低蛋白質飼料の給餌による GHG 排出技術を提案す

デリングと全国評価る。

農地及び草地におけるモニタリングから、渦相関（５） 反すう家畜からの温室効果ガス排出削減法及び生態学的手法による炭素収支算定の誤差とそ技術の開発の要因を明らかにし、適切な算定手法を提示すると乳牛からの CH4 排出については、天然物質の添ともに、GHG 排出・窒素溶脱予測モデルを開発す加により消化率や乳生産性を落とすことなく CH4る。農地及び草地の土壌炭素量の変化と一酸化二窒

排出抑制が可能となる技術開発を行う。また、牧素（N2O）排出及び水田からのメタン（CH4）排出草サイレージ主体の飼養条件下における乳牛の CH4について、気候変動によるフィードバック効果を考

排出量低減技術を開発する。

慮した 2050 年までの GHG 排出・吸収量の全国ス（６） 自然エネルギー利用による温室効果ガス

ケールでの推定と温暖化緩和ポテンシャルの評価を

排出量削減技術の開発行う。また、各地の有機物発生量とその地域間再配マイクロ水車発電システムにより、水力発電装置

分を考慮した現実的なシナリオ分析と総合的評価手の性能を実用レベルにまで高める技術を開発する。

法により、大気及び地下水への環境負荷を軽減する

また、地中熱交換を利用した施設の局所的な環境制ための最適な有機物連用シナリオを提示する。さら

御により、夏秋トマトの夏季の高温障害抑制、冬季に、これらの農地管理に伴う GHG 排出を予測するの作期拡大をはかるとともに、GHG 排出を削減す

普及向けの意思決定支援ツールや技術マニュアルをる技術を開発する。

策定する。

（２） 農地整備を活用した炭素の長期貯留技術の２

開発

地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発

二酸化炭素吸収活動として活用可能な技術とな（１） 気候変動の実態解明と気候シナリオの提示

る、多様な有機質資材を簡卖に下層土壌に埋設する

将来気候シナリオについては、まず IPCC 第 4

新たな低コスト土層改良技術や炭素貯留能の高い暗次報告で採用された全球気候モデルの相互比較の

渠疎水材を選定し、実用化技術を開発する。また、ためのマルチ気候モデルシナリオ（CMIP3）デー

各種農地整備技術の長期炭素貯留量の推定や各技術タを整備し、農業用影響評価に利用するためのダのライフサイクルアセスメント（LCA）やコスト

ウンスケーリング、バイアス補正などを行い、他評価により長期炭素貯留技術として体系的に確立す課題に提供する。また、過去の耕地環境データにる。

ついては、日本各地の農耕地を代表する「農気象（３） 農地土壌における温室効果ガス排出削減・

モニタリング地点」を選定し、その後、都市など

吸収源機能向上技術の開発
積雪寒冷地帯の水田 卖 作または輪作体系においの影響を取り除いた農耕地における過去の気候変化の実態を解明するとともに、データを作況解析て、地域資源として利用可能な有機物を利用した温のために随時提供する。

暖化緩和技術を開発する。畑地におけるカバーク（２） 土地利用型作物における影響評価と適応

ロップ栽培体系、茶園における効率的窒素施肥技

技術の解明

術、堆肥ペレット施用、バイオ炭及び焼却残渣の施

土 地 利 用 型 作 物 で は、 イ ネ、 ム ギ、 ダ イ ズ を─4─対象に、温暖化、二酸化炭素（CO 2）濃度の上昇を利用した発芽不良軽減法を検討する。ウンシュなどの気候変動が作物生産に及ぼす影響を解明す

ウミカンの浮皮発生に係わる温度・樹体・気象条る。気象、土壌、栽培管理の違いが作物の生育、件を解析するとともに、ジベレリンとジャスモン

収量、品質に及ぼす影響のモデル化を行い、複数

酸混用による浮皮軽減のための処理条件を検討すの気候変動予測モデルの出力から、地球温暖化がる。「巨峰」と「ピオーネ」において、0.5 cm 幅

土地利用型作物に与える長期的な影響について予の 環 状 剥 皮 処 理 が 果 皮 色 に 及 ぼ す 影 響 を 調査す測する。さらに、気候変動の影響メカニズムに基る。

づき、将来の温暖化・高 CO 2 環境に適応するた対象とする品目（ホウレンソウ、イチゴ、チャめの技術ならびに現在生産現場で生じている高温

ノキイロアザミウマ、小ギク）の温暖化（高温）障害などに対処するための技術を開発する。

による影響解明と対策技術開発を実施し、対策マ（３） 果樹・野菜等の園芸作物および茶におけニュアルを作成する。

る影響評価と適応技術の開発

気温差制御法を採用した防霜ファン制御装置を

寒害発生を加味したウンシュウミカン適地予測

農家茶園に設置し、節電効果の高い設定条件を明

マップを開発する。ナシの樹体内水分等と発芽不らかにする。茶樹耐凍性に応じた稼働温度制御法

良障害との関係を解明する。温度・光条件がブドを確立し、その防霜効果と節電効果を暖地早場産

ウの着色に及ぼす影響を解明する。秋季～春季の地の茶園で検証する。

温度がモモ、クリの凍害やナシの枝幹障害発生に（４） 畜産・飼料作物に与える影響評価と適応技術の開発及ぼす影響を評価する。
主要品目について、作期移動試験を実施し、そ家畜及び飼料作物への影響評価の高度化と予察のデータを用いて影響評価モデルを開発する。まシステムの開発に向け、遺伝子診断による牛の子

た、各種事例データベースに作目立地的戦略条件

宮機能の評価手法を開発する。牛での適期授精をを加えて、出荷量予測に必要な時期別品目別植え可能とするために卵胞発育から排卵までの経過を付け面積の推定法を開発する。

モニタリングするためのシステムを開発する。繁温暖化による一番茶減収の原因を解明し、減収殖母豚を対象に抗ストレス応答の分子機構を解明

程度を定量的に示す。減収を生じる限界条件を明し、その鍵となるホルモンならびにホルモン放出

らかにして、温暖化後に影響が顕在化する地域を

刺 激 因 子 の 分 泌 動 態 に 着 目 し た 暑 熱 ス トレス等

マップで示す。温暖化適応性検定法を開発し、主への耐性判定技術及びストレス耐性向上のためのな 30 品種の適応性を判定して高適応性品種を選飼養管理技術を開発する。ワラビー萎縮症の被害定する。

発生に対する温暖化の影響を明らかにするととも

晩霜害、凍害について危険度評価法を行うととに、フタテンチビヨコバイ発生予察技術を開発すもにそれに基づく防霜対策を検討する。凍害・耐る。現在及び温暖化 2 時期（2050 年頃、2100 年

凍性の早期判定法を検討する。ミカンキジラミ幼頃）の将来予測気象データを用いて、道東地方を虫の耐寒性評価とそれに基づく温暖化影響評価を

中心に寒地の気象変動のデータを算出）し、これ行う。カンキツグリーニング病耐病性品種を選抜を用いて安定造成時期を広域的に評価する。

し、中間台木として有効性を評価する。チャノキ

家畜及び飼料作物の生産性低下を軽減するため

イロアザミウマ C 系統の遺伝的特性を解明し、の温暖化対策技術の開発に向け、高温環境下での診断法開発に供する。

抗酸化物質の給与が一乳期の泌乳成績に及ぼす影対象とする品目（春キャベツ、トマト、パプリ

響を詳細に検討し、高温対策としての抗酸化物質

カ、コナガ、チャ）の温暖化による影響評価と対の給与技術の有効性を検証し、温暖化に適応でき策技術の開発を実施し、対策マニュアルを作成す

る飼養管理技術を開発する。積算体温、積算有効る。

温度などを用いた新たな環境制御方法の開発やとニホンナシ発芽不良の発生要因を調査するとと熱溜めを地下水や大気などにしたヒートポンプをも に、 樹 体・ 温 度 管 理、 植 物 調 節 剤、 新 規 台 木用い、そのコンプレッサーの電力を太陽光発電と

─5─

常用電源の系統連携としたスポット冷房システム

温暖化実験結果を利用して、想定される両極端現の構築、太陽光発電による送風細霧冷房等、防暑象（渇水、洪水）に対する効果の具体的検討を行対策自体が温暖化緩和に繋がる脱化石エネルギーう。その他、地下ダムや淡水レンズに関しては、型の暑熱対策技術を開発する。暑熱時における中気候変動による影響を考慮した新たな水収支モデ

枢性セロトニン等神経伝達物質の体温調節機構にルを開発する。また構築したモデルによって、地おける役割を解明し、栄養管理により脳内セロト

球 温 暖 化 シ ナ リ オ に 基 づ い て 海 面 が 上 昇 した場

ニン量の制御により暑熱時の体温維持機能を強化

合の水資源量の変化を予測する。淡水レンズにつする技術を開発する。地理情報システム及びメッ

いては、地球温暖化による海面上昇の影響を評価

シュ気候値などを用いたエンバク冬枯れ発生予測

し、塩淡境界の上昇（帯水層の塩水化）を緩和す

マップを作成するとともに、現場利用が可能な播る新たな技術を開発する。また、高潮氾濫モデル

種基準や耕種的対応策を策定する。マメ科牧草をを排水施設の機能や塩分濃度の分布を解析できる

中心に、草種品種の夏季播種適性を明らかにし、モデルへと発展させる。さらに、温暖化による高夏季から秋期の温暖化傾向を利用した夏季播種造潮の変化を解析するとともに、過去の巨大浸水災

成・更新方法の確立を目指す。トウモロコシ根腐害の事例を検証し、沿岸部農地における被災レベ病の対策として、新たな幼苗検定法の開発、温暖ルを整理する。次いで、高温登熟障害対策として化に伴う発生予測と診断技術の開発及び耕種的防の用水管理手法に関しては、高温年における水稲除法を確立する。

の用水管理実態を調査する。幹線用水路の流下時（５） 水及び土地資源における影響評価と適応及び圃場内での取水時における水温変化を解析す

技術の開発

る。

水及び土地資源に関しては、まず、分布型水循環 モ デ ル を 全 国 336 流 域 に 適 用 す る と と も に、

３

地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価

代表流域での適用結果の検証を行う。さらに、全国において全球気候モデル（GCM）出力値のバ（１） 地球温暖化の影響評価と代表的適応技術の評価

イアス補正を行い、その出力値を用いて温暖化影
響評価法を適用し、5 km メッシュでの農業水資①

地球温暖化が世界と我が国の食料需給に及源の全国評価マップを作成する。次に、地下水にぼす影響の評価

対しては、扇状地流域内の環境同位体・水質・水

IPCC の 5 次報告書（AR5）に関する RCP シナ

温を指標に、沿岸扇状地の地下水涵養－流動－流リオに基づく気候予測値を用い、改良した収量関数

出機構を把握するとともに、変動特性を明らかにに当てはめ、気候変動が作物生産に及ぼす影響を分する。同時に、気候変動下における地下水環境の析する。また、所得弾力性が所得水準の上昇に基づ脆弱性を評価する指標を抽出する。さらに、低平いて低下するなどの改良を加えた、126 か国を対象

農地については、特に洪水を起こすような豪雨にとする世界食料モデルを作成し、気候変動が各国の注目し、気候変動の影響による降雨パターンの変

食料供給に及ぼす影響を分析する。

動傾向を分析する。また、様々なパターンの豪雨②

国内の地域農林水産業・関連産業への影響を模擬発生させる手法を開発し、それを解析入力

からみた地球温暖化の緩和策・適応策の効果として用いて、降雨パターン変動による洪水・排評価

水量の変化が既存の排水施設や農地、流域沿岸部

農業生産（コメ、野菜及び果樹等）における地球に与える影響を評価する。

温暖化緩和策・適応策の地域経済に対する効果につ水 田 や 貯 水 池・ た め 池 に 関 し て は、 温 暖 化 影

いて、パネルデータに基づく地域農業生産の計量モ

響 評価を行うための シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル をデルを推定し、それらを多地域間 CGE モデルに統高度化した解析法を利用する。それぞれが持つ保合することにより明らかにする。この時、地球温暖

全・災害低減機能の発現のメカニズムを示しその化緩和策・適応策の有無は外生的に与えられること

機能評価方法を提案する。最後に、GCM によるを想定し、両者の比較から温暖化対応技術を経済的─6─

な視点から評価を行う。また、地球温暖化緩和策に

気候変動緩和技術と稲作の作期変更による気候変動

よる農産物の品質変動による経済的影響に関して高適応技術の効果を消費者余剰や農業所得の変化から温耐性品種米を例にシミュレーションするために、明らかにする。

コメの流通・消費構造について、コメを高温耐性品（２） 開発された緩和技術・適応技術の評価

種と既存品種に、家計を小・中・大規模稲作農家、①

緩和技術の評価

非稲作農家、非農家の五つに分け、全国レベルの技術開発の課題担当者に予備的アンケートを実施

CGE モデルに導入する。さらに、新技術の導入にし、緩和技術の評価に必要となる要素を明らかにす

よる負荷の増加や高齢化による稲作農家の耕作放棄る。具体的には、緩和技術の経済上の概念をまと行動をモデルに組み込むことでそれらの影響を評価

め、緩和技術に関する費用、便益の算出方法を示する。

し、GHG 削減量、費用、便益を用いた評価指標を③提示する。さらにアンケートに基づいて評価を実施

農産物消費に関する消費者選好の評価

選択実験を使用した調査・分析結果から、輸入実し、評価結果を開発者へフィードバックする。その績の異なる三つの農産物の国産品と輸入品の価格弾過程においては、開発中の技術の匿名性が保たれる

力性を求め、他の課題に提供する。また、価格の異手法を試みる。

なる 2 時点間の選択肢のどちらを好むか調査するこ②とで、主観的時間割引率を推定する。

④

適応技術の評価

技術開発の課題担当者にアンケートを実施し、技緩和策・適応策による消費者余剰変化の定術の分類を行い、適応技術評価の課題を整理する。

量的評価

具体的には、基本技術の概要、開発の課題、導入コ

気候変動による気温等の気候要素の変化が、稲作

スト、期待される適応の効果から分類を行い、代表及び畜産の総合的な生産性指標である全要素生産性的タイプの技術を対象として具体的な評価手法を検に及ぼす影響を表す影響評価関数を過去の統計デー討する。さらに、技術開発者が自らの技術の社会的タから推定し、これを用いて消費者余剰の変化を定影響を簡単にシミュレートできるよう、簡易評価

量化する動学応用一般均衡モデル（動学 CGE モデ

ツールの開発と提供を行う。誰もが容易に扱えるよル）を開発し、将来の気候変動の影響を定量的に分う、特別なソフトウェアは用いず、一般的な表計算析する。また、開発したモデルによるシミュレー

ソフトを活用する。

ション分析により、水田の中干し期間の延長による研究計画表（研究室別年次計画）
研究課題

1

研究年度

担当研究機関・研究室

10 11 12 13 14

機関

研究室

農業分野における温暖化緩和技術の開発（1）農地及び草地におけるモニタリング・モ
デリングと全国評価
1） 炭素収支と温室効果ガス排出・吸収量の精密測定①

農業環境技術研究 大気環境研究領域

農地における温室効果ガス排出・吸所

収量精密測定手法間の精度検証

─7─

②

草地における温室効果ガス排出・吸畜産草地研究所

草地管理研究領域

収量精密測定と削減ポテンシャルの評

道総研根釧農業試 飼料環境グループ

価験場
北海道大学大学院

農学研究院

岩手大学

農学部農学生命課
程

宮崎大学

農学部生物環境科
学科2） 炭素・窒素統合循環モデルの構築①

有機物連用土壌における温室効果ガ

農業環境技術研究 物質循環研究領域

ス発生・窒素溶脱のモデル化と総合的所

評価

九州沖縄農業研究 生産環境研究領域センター
茨城県農業総合セ 園芸研究所
ンター
愛知県農業総合試 環境基盤研究部
験場
長崎県農林技術開 干拓営農研究部門
発センター

②

気候変化が農耕地からの温室効果ガ

酪農学園大学

農食環境学群三重大学

生物資源学研究科

農業環境技術研究 物質循環研究領域

スの発生に及ぼす影響の解明と緩和技

所

術の定量的評価
3） 全国スケールでの温暖化緩和ポテン
シャルの評価①

地球観測衛星を用いた炭素・窒素動農業環境技術研究 生態系計測研究領態要因の広域評価②

果樹園の土壌炭素動態の解析と果樹

所

域

果樹研究所

ブドウ・カキ研究

における炭素蓄積能評価法の確立

領域
岩手県農業研究セ 技術部果樹研究室
ンター
福島県農業総合セ 生産環境部
ンター
茨城県農業総合セ 園芸研究所
ンター
山梨県果樹試験場

─8─

環境部

熊本県農業研究セ

果樹研究所

ンター
③

農耕地の温室効果ガス排出量の全国
推定

農業環境技術研究

農業環境インベン

所

トリーセンター

東京農工大学大学

農学研究院

院（2）農地整備を活用した炭素の長期貯留技術の開発
1） 農地下層における炭素長期貯留技術の開発①

農地整備を活用した農地下層への炭農村工学研究所

素貯留技術の確立②

領域

積雪寒冷地における土層改良による

道総研中央農業試

炭素貯留技術③

農地基盤工学研究
農業環境グループ験場

亜熱帯地における木質系堆肥を活用

沖縄県農業研究セした有材心土破砕による炭素貯留技術

土壌環境班

ンター

の開発
（3）土壌における温室効果ガス排出削減・吸収機能確保技術の開発
1） 水田における温室効果ガス排出削減・吸収機能確保技術の開発①

稲わら秋鋤き込み（浅耕）による温室効果ガス排出の削減効果

北海道農業研究セ

生産環境研究領域

ンター

畑作研究領域

中央農業総合研究

水田利用研究領域センター北陸センター
東北農業研究セン

生産環境研究領域

ター
秋田県立大学

生物環境科学科

山形県農業総合研

食の安全環境部

究センター
福島県農業総合セ

環境・作物栄養科

ンター
愛知県農業総合試

環境基盤研究部

験場②

簡易排水溝を用いた排水改良によるメタン排出の削減効果

─9─

新潟県農業総合研

環境保全研究チー

究所

ム

③

有機物の長期連用による温室効果ガ

中央農業総合研究

ス排出の緩和効果

水田利用研究領域センター北陸セン
ター2） 畑地における温室効果ガス排出削減・吸収機能向上技術の開発①

北海道農業研究セ

バイオ炭および作物焼却残渣の施用

畑作研究領域が土壌炭素、環境負荷、および作物生

ンター産に与える影響の解明

岡山大学大学院

環境学研究科

東北農業研究セン

環境保全型農業研

ター

究領域

野菜茶業研究所

茶業研究領域

近畿中国四国農業

水田作研究領域②

休閑期におけるカバークロップ（緑肥）の高度利用体系の開発③

茶栽培に起因する温室効果ガス発生量低減法の開発④

耕作放棄地の土壌炭素変動量の広域研究センター

評価北海道農業研究セ

畑作研究領域

ンター⑤

堆肥ペレットからの温室効果ガス発

九州沖縄農業研究

生の機構解明と削減技術の開発

生産環境研究領域センター（4）家畜排せつ物処理における温室効果ガス
排出削減技術の開発
1） 家畜排せつ物処理における温室効果ガ
ス排出量の精密測定①

スラリー貯留（地上タンク型）起源

道総研畜産試験場

基盤研究部

熊本県農業研究セ

畜産研究所の温室効果ガス発生量の精緻化②

スラリー貯留（地下ピット型）起源

ンターの温室効果ガス発生量の精緻化③

スラリーからのメタン発生要因解析

酪農学園大学酪農学科④

汚水浄化処理と強制通気式堆肥化処

岡山県農林水産総

畜産研究所

合センター

理における温室効果ガス発生量の精緻化⑤

石川県農林総合研

乾燥処理及び強制通気における温室

畜産試験場

究センター

効果ガス発生量の精緻化

畜産草地研究所

畜産環境研究領域

北海道農業研究セ

酪農研究領域

2） 家畜排せつ物の処理過程における温室効果ガス排出削減技術の開発①

高水分排せつ物の堆肥化削減

ンター
株式会社ズコーシャ─ 10 ─

総合科学研究所

②

高窒素排せつ物堆肥化

畜産草地研究所

畜産環境研究領域

岡山県農林水産総

畜産研究所

合センター
③

汚水浄化発生削減

畜産草地研究所

畜産環境研究領域

岡山県農林水産総

畜産研究所

合センター
④

液状貯留発生削減

佐賀県畜産試験場

中小家畜部

道総研畜産試験場

飼料環境 G

畜産草地研究所

畜産環境研究領域

3） 家畜排せつ物処理における温室効果ガ
ス排出の飼養管理による削減技術の開発①

養豚におけるアミノ酸利用技術による N2O 削減量調査②

乳用牛における削減方法の開発

畜産草地研究所

畜産環境研究領域③

採卵鶏への低蛋白質飼料給与による

熊本県農業研究セ

畜産研究所

温室効果ガス削減効果の総合的検証

ンター④

アミノ酸利用技術の LCA 評価

畜産草地研究所

畜産環境研究領域⑤

温室効果ガス評価フレームの作成

道総研中央農業試

生産研究部

験場
⑥

新規緩和技術を組み入れた GHG 削

減効果の定量化

畜産草地研究所

畜産環境研究領域

道総研中央農業試

生産研究部

験場
⑦

スラリー貯留起源メタン発生予測・

酪農学園大学酪農学科

石川県農林総合研

畜産試験場

評価
⑧

脱臭装置の温室効果ガス・アンモニ
ア発生実測と温室効果ガス排出抑制効

究センター

果の評価
（5）反すう家畜からの温室効果ガス排出削減
技術の開発
1） 栄養管理による乳牛の消化管内発酵に伴うメタン排出削減技術の開発①

飼料添加物による乳牛のメタン抑制

畜産草地研究所

技術の開発②

家畜生理栄養研究領域

牧草サイレージ主体飼養における乾乳牛および泌乳牛のメタン発生量低減

北海道大学大学院

農学研究院

出光興産株式会社

先進技術研究所

道総研根釧農業試

研究部

験場

技術の開発

─ 11 ─

（6）自然エネルギー利用による温室効果ガス
排出削減技術の開発
1） マイクロ水車発電システム・地中熱交換の利用①

農業用水を利用したマイクロ水車発

石川県立大学

生物資源環境学部

近畿中国四国農業

傾斜地園芸研究領

研究センター域

山口県農林総合技

農業技術部

電システムの開発②

地中熱交換を利用した局所的施設環
境制御技術の開発と温室効果ガス排出削減量の評価③

地中熱交換を利用した局所的施設環術センター

境制御技術の開発と温室効果ガス排出削減量の評価2  地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発（1）気候変動の実態解明と気候シナリオの提示

農業環境技術研究

1） 農耕地における気候変動の実態解明と所

気候シナリオの提示①

大気環境研究領域

農業生産に関わる耕地気象要素の変化の実態解明②

農業影響評価の分野で利用可能な将来の気候予測出力の提供（2）土地利用型作物における影響評価と適応技術の解明
東北農業研究セン

1） 温暖化時の水稲冷害発生リスク評価

生産環境領域

ター
岩手大学農学部

作物学研究室生物環境科学分野

中央農業総合研究

2） 温暖化に伴う病虫害の発生変動要因の病害虫研究領域

センター

解明と影響評価

九州沖縄農業研究

生産環境研究領域センター
福島県農業総合センター

─ 12 ─

生産環境部

3） 気候変動条件下における作物収量・品質の将来予測と適応技術の定量的評価
温暖化・大気 CO2 濃度の上昇がイネ①の生育・収量・品質に及ぼす影響に関

農業環境技術研究

大気環境研究領域

所

物質循環研究領域

中央農業総合研究

情報利用研究領域する総合評価②

小麦の収量変動の予測手法の確立とセンター

適応技術評価③

小麦の萎縮症の実態と発症過程の解明

中央農業総合研究

情報利用研究領域

センター

病害虫研究領域

農業環境技術研究

大気環境研究領域

4） 温暖化・高二酸化炭素環境に対する水田の生態系の応答メカニズム及び適応のための形質の解明①

FACE・温暖化に対するイネの生育・所

収量・品質応答の遺伝的変異の解明と適応形質の提示②

イネの高温不稔耐性形質の効果とそ

岐阜大学

応用生物科学部

作物研究所

稲研究領域

中央農業総合研究

水田利用研究領域の遺伝的変異の解明
5） 温暖化環境における水稲生産ポテン
シャル向上のための形質の特定①

高二酸化炭素条件における水稲乾物
生産特性の評価②

栄養成長に関する温度反応性の評価

センター北陸センター③

近畿中国四国農業

登熟特性に関する温度反応性の評価

水田作研究領域

研究センター④

東北農業研究セン

栽培適地設定および生産性の評価・

生産環境研究領域ター

予測6） ダイズ生産に及ぼす温暖化の影響メカ

京都大学大学院

農学研究科

九州沖縄農業研究

研究支援センター

ニズムと適応形質の解明
7） 温暖化に対応した水稲安定生産技術の開発①

温暖化に対応した水稲の落水管理にセンター

よる耐倒伏性強化機構の解明と多収技術の開発②

中央農業総合研究

玄米品質判定のための圃場高温処理

センター

法の開発と高品質米栽培法の検定③

作物開発研究領域

秋田県立大学

根圏環境改善による水稲の環境変動

生物資源科学部土壌環境学研究室に対する頑健性の向上

─ 13 ─

④

温暖地水稲の高温登熟に対する理想生育相の解明と窒素動態に基づく高精

滋賀農業技術振興

環境研究部・栽培

センター

研究部

福岡農林業総合試

農産部・大豆・品

験場

質チーム

長崎農林技術開発

作物研究室

度施肥技術の確立⑤

温暖化における暖地水稲の水田輪作等、現地実態に適応した高品質安定生
産技術の開発と実証⑥

暖地水稲の温暖化に対応した作期と水管理による高品質安定生産技術の開

センター

発及び実証
8） 温暖化環境におけるイネ主要病害の発生動態と防除技術①

東北農業研究セン

気候変動予測モデルと病害発生予測

生産環境研究領域

ター

モデルを用いた水稲主要病害の発生変動予測②

九州沖縄農業研究

イネ紋枯病の発病と収量および品質センターの年次・地域間差とその要因の解析③

生産環境研究領域

宮城県古川農業試

寒冷地における収量・品質を考慮し

作物保護部

験場

たイネ紋枯病の要防除水準の作成と効率的な防除技術の開発
9） 温暖化に対応した畑作の安定生産技術の開発①

中央農業総合研究

温暖化に対応した小麦系統の特性解センター

明と安定栽培技術の開発②

生産体系研究領域

温暖化によって大豆作で問題となる

作物研究所

麦研究領域

中央農業総合研究

生産体系研究領域センター

外来雑草の蔓延リスク評価と対策技術の開発③

寒地畑作地帯における帰化雑草等の分布拡大予測と対策技術の開発

北海道農業研究セ

畑作研究領域ンター

生産環境研究領域

果樹研究所

果樹温暖化研究（3）果樹 ･ 野菜等の園芸作物及び茶における影響評価と適応技術の開発
1） 果樹生産における温暖化の影響評価と果樹栽培適地の精密移動予測①

ニホンナシ発芽不良と温度・水分など環境条件の関係解明

②

チーム
果樹研究所

将来の果実、樹体障害発生状況の

チーム

マップ化
③

果樹温暖化研究

果樹研究所

気温および光環境とブドウ着色との関係解明と定量化

ブドウ・カキ研究領域

─ 14 ─

④

ブドウにおける温暖化の影響評価

福岡県農業総合試

果樹部

験場
⑤

温暖化がモモ、クリの凍害発生に及岐阜県中山間農業

ぼす影響評価
⑥

中津川支所

研究所

ニホンナシの枝幹障害発生要因の解栃木県農業試験場

園芸技術部

宇都宮大学

農学部

野菜茶業研究所

野菜生産技術研究

明および影響評価⑦

資料収集・調査・解析等による高温
障害発生限界温度策定

2） 温暖化及び二酸化炭素濃度上昇が野菜及び花生産に及ぼす影響評価①

温暖化・二酸化炭素ガス濃度上昇がキャベツ・レタス・ホウレンソウなど

領域の 1 次生産力に及ぼす影響評価モデルの開発②

野菜茶業研究所

温暖化が高温期キャベツ・レタス・
ホウレンソウの収量・品質やイチゴの

業務用野菜研究地
チーム

花成、夏秋露地ギク生産に及ぼす影響

東北農業研究セン

寒冷地野菜花き研

評価

ター

究チーム

近畿中国四国農業

環境保全型野菜研研究センター

究チーム

岩手県農業研究セ

園芸研究室

ンター
群馬県農業技術セ

高冷地野菜研究セ

ンター

ンター

長野県野菜花き試

野菜部・佐久支場

験場③

事例データベースや品目別影響評価
モデルの統合による温暖化影響評価シ

中央農業総合研究

農業気象災害研究

センター

チーム

野菜茶業研究所

茶施肥削減技術研

ステムの開発3） 秋冬季温暖化条件下での茶の減収要因
解明と生産安定技術の開発①

秋冬期高気温による一番茶減収の証
明と減収原因の解明

究チーム
沖縄県農業研究セ

名護支所

ンター
②

秋冬期温暖化条件下におけるチャ安

沖縄県農業研究セ

定生産技術の開発

名護支所

ンター
野菜茶業研究所

茶施肥削減技術研究チーム

─ 15 ─

4） 果樹における影響評価に基づく適応技
術の提示
①

果樹研究所

晩霜害の危険度評価に基づく効率的な防霜対策の開発②

チーム
福島県農業総合セ

晩霜害の危険度評価に基づく効率的

筑波大学

樹体の凍害・耐凍性の簡易的早期判

定法の開発
④

果樹研究所栽培科

ンター

な防霜対策の実証③

果樹温暖化研究

果樹生産利用学研
究室

凍害の危険度評価に基づく被害防止

長野県果樹試験場

栽培部

果樹研究所

カンキツグリーニ

技術の開発⑤

ミカンキジラミ幼虫の耐寒性および発育速度の解明⑥

ング病研究チーム
果樹研究所

強樹勢中間台木利用によるカンキツ

グリーニング病の被害軽減技術の開発⑦

カンキツグリーニ
ング病研究チーム

果樹研究所

チャノキイロアザミウマ新規系統の判別技術の開発

果樹害虫研究チーム5） 温暖化が野菜・花・茶の生産と虫害発生に及ぼす影響評価と適応技術の提示①

神奈川県農業技術

春キャベツの花成・抽台に及ぼす温野菜作物研究部

センター、三浦半

暖化影響評価と適応技術の開発

島地区事務所②

野菜茶業研究所

温暖化がトマト着果不良に及ぼす影響評価と着果安定と障害果発生抑制技

高収益施設野菜研
究チーム

術の開発
③

野菜茶業研究所

温暖化がパプリカの着果不良に及ぼす影響評価と着果安定化技術の開発④

チーム

コナガの発生分布と発生量に与える影響評価と発生予察および防除対策⑤

野菜ゲノム研究

温暖化地域におけるチャ芽の耐凍性

北海道農業研究セ

バレイショ栽培技

ンター

術研究チーム

鹿児島県農業総合大隅支場

開発センター

状況と秋冬期防霜法の提示
6） 果樹の樹体及び果実の生理障害軽減技術の開発①

熊本県農業研究セ

ナシの発芽不良をもたらす樹体条件

落葉果樹研究室

ンターの解明と樹体管理改善による軽減技術の開発②

鹿児島県農業総合

ナシの発芽不良をもたらす温度条件

開発センターの解明と樹体温制御技術の開発

─ 16 ─

北薩分場

③

ナシの発芽不良をもたらす栽培条件

佐賀県果樹試験場の解明と植物生育調節剤利用による軽落葉果樹研究担当
係

減技術の開発④

ナシの低温要求性の少ない台木の利

鳥取大学

果樹園芸学研究室

果樹研究所

カンキツ研究チー用による穂木品種の低温要求性への影
響解明⑤

制御環境下でのウンシュウミカンの浮皮発生要因の解明

ム

早生・中生ウンシュウミカンでの浮和歌山県農林水産

皮発生要因の解明と発生危険度予測技

総合技術センター

⑥

栽培部

術の開発
⑦

静岡県農林技術研

晩生ウンシュウミカンでの浮皮発生

栽培育種科

究所

要因の解明と発生危険度予測技術の開
発
⑧

果樹研究所

ジベレリン・ジャスモン酸混用散布
処理の最適化と高温下での作用性の検

健康機能性研究チーム

証⑨

和歌山県農林水産

早生・中生ウンシュウミカンでの浮総合技術センター

皮軽減技術の開発と実証
⑩

栽培育種科

福岡県農業総合試

ブドウにおける着色改善技術の開発

果樹育種チーム

験場7） 野菜・花きの生産安定技術の開発

近畿中国四国農業

環境保全型野菜研研究センター究チーム

近畿中国四国農業

環境保全型野菜研用局所冷却法による長期安定生産技術

研究センター

究チームの開発と産地実証

兵庫県農業技術セ

農産園芸部①

遮光制御を用いた温暖化によるホウ
レンソウの収量・品質低下抑制技術の開発②

イチゴ促成栽培における気化潜熱利

ンター③

野菜茶業研究所

チャノキイロアザミウマ新系統の分布拡大要因の解明と防除技術の開発

野菜 IPM 研究チーム

高知県農業技術セ

生産環境課

ンター
④

花き研究所

温暖化に対応した夏秋需要期キク安定開花調節技術の開発

生育開花調節研究チーム

茨城県農業総合セ

花き研究室

ンター
岡山県農林水産総合センター

─ 17 ─

野菜・花研究室

8） 温暖化による茶の収量・品質低下制御技術の開発①

野菜茶業研究所

節電型防霜ファン制御装置の開発と実証②

茶生産省力技術研
究チーム

鹿児島県農業開発

樹体耐凍性情報に基づく防霜ファン

大隅支場

総合センター

節電型制御の実証（4）畜産・飼料作物における影響評価と適応技術の開発
1） 高温環境下での家畜の繁殖障害を予察するための診断技術の開発①

農業生物資源研究

子宮内膜機能関連遺伝子の網羅的解所析に基づく受胎性診断技術の開発②

動物科学研究領域

排卵障害や鈍性発情の防止システム

動物衛生研究所

病態研究領域

東京農工大学農学

獣医生理学研究室の開発
2） 繁殖母豚の生産性安定化のための飼養管理技術の開発①

モデル動物における暑熱ストレス時

研究院の動作解析と抗ストレスホルモン群の動態解析②

動物衛生研究所

高ストレス耐性形質に関わる遺伝的

多様の解析
③

動物疾病対策セン
ター

畜産草地研究所

暑熱ストレス時におけるブタ抗スト

レスホルモンの動態解析

家畜生理栄養研究領域

九州沖縄農業研究

3） 飼料トウモロコシ害虫の発生予察技術

生産環境研究領域センターの開発と分布拡大予測及び被害リスク評
価4） 寒地における夏季草地造成の安定性に関する広域予測①

北海道農業研究セ

気温・積雪・土壌凍結深の変動確率

ンター

の広域予測
②

生産環境研究領域

道総研根釧農業試

播種限界・夏季安定造成時期推定モ

飼料環境グループ験場

デルの作成と広域予測

九州沖縄農業研究

5） 乳牛の育成・周産期・泌乳に及ぼす高草地畜産研究領域センター

温ストレスの影響評価の高度化と適正給与技術の開発畜産草地研究所

6） 乳牛舎における暑熱指標と脱石油エネ
ルギー型防暑対策技術の開発

─ 18 ─

畜産環境研究領域

7） 中枢におけるセロトニン神経機能の強

農業生物資源研究化によるウシの体温調節機能改善技術の所

開発

畜産草地研究所

動物科学研究領域
家畜生理栄養研究領域

8） 飼料用麦類の冬枯れ発生予測マップの

畜産草地研究所

飼料作物研究領域

北海道農業研究セ

酪農研究領域作成と被害軽減技術の開発
9） 温暖化に対応した寒地における永年草
地の夏季造成技術の開発①

夏季播種適性の評価と夏季造成技術

ンター

の開発

道総研根釧農業試

作物育種グループ験場②

土壌凍結地帯の夏季播種アルファル

道総研北見農業試

ファの初期生育、越冬性改善耕種技術

飼料環境グループ

験場の開発
10） 温暖化により多発するトウモロコシ

畜産草地研究所

飼料作物研究領域

根腐病の対策技術の開発（5）水及び土地資源における影響評価と適応技術の開発
1） 広域水配分・還元・管理モデルによる全国レベルの灌漑への温暖化影響評価①

水文・水利用情報の分析

農村工学研究所

水文水利②

広域水配分・還元・管理モデルの開

農村工学研究所

水文水利

地下水の涵養－流動－流出機構の解

農村工学研究所

水資源工学

環境同位体・水温の長期変動特性の農村工学研究所

水資源工学

農村工学研究所

水資源工学、水文

発2） 気候変動下における地下水環境の脆弱性評価のための指標の開発
①
明
②

把握
③

地下水環境の脆弱性評価指標の開発

3） 高潮や洪水の規模増大による低平農地

水利への温暖化影響評価法の開発①

過去から現在までの豪雨の変化傾向

農村工学研究所

水文水利

農村工学研究所

水文水利、沿岸域

および、将来傾向の分析②

豪雨の模擬発生手法の開発および排水解析モデルの作成③

水理
農村工学研究所

降雨パターンの変動等が低平地・沿岸域に与える影響の評価

─ 19 ─

水文水利

4） 水田や貯水池・ため池の持つ災害低減
機能を利活用した温暖化対策技術の開発①

水田の洪水防止機能の評価と被害曲

農村工学研究所

水文水利

農村工学研究所

水文水利、広域防線の作成②

貯水池・ため池の水管理システムの開発③

災
農村工学研究所

水文水利

調査地における地下水の賦存状況把

農村工学研究所

水資源工学担当

地下ダムおよび淡水レンズに対する

農村工学研究所

水資源工学担当

農村工学研究所

水資源工学担当

総合的温暖化対応技術の提案

5） 地下ダムや淡水レンズへの温暖化影響
評価と対策技術の開発①
握②

温暖化影響評価③

対策技術の開発弱性評価

6） 温暖化に対応した低平農地・海岸域における施設計画・管理方式の提案①

高潮氾濫モデルの高度化

農村工学研究所

沿岸域水理②

高潮・低平農地における温暖化適応

農村工学研究所

沿岸域水理

農村工学研究所

用水管理担当中央農業総合研究

北陸水田輪作チーセンター

ム

農村工学研究所

用水管理担当中央農業総合研究

北陸水田輪作チーセンター

ム

農村工学研究所

用水管理担当中央農業総合研究

北陸水田輪作チーセンター

ム

国際農林水産業研

社会科学領域策の提案
7） 高温障害対策としての用水管理手法の開発①

農業水利施設、用水需給、農業関係者の意見等の把握②

水温の連続観測、水温予測モデル及び広域水収支・配分モデルの開発③

用水管理手法の開発

3  地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価（1）地球温暖化の影響評価と代表的緩和・適応技術の評価1） 地球温暖化が世界と我が国の食料需給究センターに及ぼす影響の評価

─ 20 ─

2） 国内の地域農林水産業・関連産業への筑波大学大学院

影響からみた地球温暖化の緩和策・適応生命環境科学研究
科

策の効果評価3） 農産物消費に関する消費者選好の評価
4） 緩和策・適応策による消費者余剰変化

麗澤大学大学院

経済研究科

農村工学研究所

農村基盤研究領域

北海道大学大学院

農学研究院

農村工学研究所

農村基盤研究領域

国際農林水産業研

社会科学領域の定量的評価（2） 開発された緩和技術・適応技術の評価
1） 緩和技術の評価

究センター
国際農林水産業研

2） 適応技術の評価

社会科学領域究センター
注）文中の図、表に付した番号は、上記研究課題番号とその中の一連番号を組合せて表示してある。（例：1-（1）-1）- ①の課題の 1 番目の図の場合は、図 1111-1 と表示）

Ⅵ

研究結果

流域に LEACHM を適用し、過去 40 年間の農業活

１

農業分野における温暖化緩和技術の開発

動実態に基づくシミュレーション結果より、化学肥（１） 農地及び草地におけるモニタリング・モ

料窒素を 50% 削減し、その分を堆肥で代替するシデリングと全国評価

ナリオによって、地下水流入 NO3-N 濃度を大幅に炭素収支と温室効果ガス排出・吸収量の精密測定低減できると推定した。水田 FACE 実験の解析にでは、国内主要畜産地域 4 か所での温室効果ガスフ

より、高 CO2 による CH4 発生量の増加は、イネのラックスの精密測定により、牧草地の炭素蓄積・温光合成産物を基質とする CH4 生成量の増加が主要

室効果ガス収支と堆肥施用の影響を定量化し、牧草因と考えられたが、CH4 酸化量の減少も寄与してい地の土壌炭素量は堆肥施用により維持されているこる可能性が示唆された。タカナリはコシヒカリよりと、化学肥料窒素由来の N2O 排出係数は畑地の既有意に CH4 発生量が低いことが明らかになり、そ

往値よりも大きく、年降水量とともに増加するこの理由はイネからの基質供給以外の要因であると考と、適正量の堆肥の連用は N2O 発生量を増加させえられた。気候変化シナリオとモデルによるシミュず、炭素蓄積を通して温暖化の緩和に有効であるこレーションの結果、気候変動は今世紀半ばの CH4とを明らかにした。また、温室効果ガスフラックス

排出量を今世紀始めより約 20% 増加させるが、中の実測値と各種統計資料を用いて、家畜排せつ物の干し延長によって気候変動の影響を相殺できると予堆肥還元による全国の牧草地・飼料畑の温暖化緩和

測された。

ポテンシャルを、化学肥料のみを施用する場合を基

全国スケールでの温暖化緩和ポテンシャルの評価

準として推定し、炭素蓄積量の増加が緩和ポテン

では、土壌炭素、メタン、N2O の三つの土壌由来

シャル全体の約 95% を占めることを明らかにした。

温室効果ガス及び化石燃料消費を合わせて全国評価

炭素・窒素統合循環モデルの構築では、農地・草するシステムを構築し、いくつかの農業管理シナリ

地からの窒素溶脱を予測できる炭素・窒素統合循環オのもと将来予測を行った。土壌炭素を増加させる

モデル LEACHM を開発し、全国各地の有機物長ための有機部投入量の増加は、他の温室効果ガスを期連用土壌等における長期観測データを用いて、モ増加させるが、その増加分は、中干しの延長による

デル予測精度の妥当性を示した。集約的な農畜産業

メタンの削減や化学肥料窒素の削減による N2O の─ 21 ─

削減で十分に打ち消すことができることを示すな

す影響を検討し、水稲収穫後に稲わらをすき込む場

ど、有機物投入量の増加による土壌炭素増加による合、冬季の積雪により圃場が湿る日本海側の地帯に

CO2 排出の減少と、メタンや N2O の排出増加のト

おいては、浅耕（耕起深：約 8 cm）により土壌表

レードオフ関係などを明らかにした。また、水稲作層を酸化的に保ちながら稲わら分解を促進すること

付田を中心に、衛星画像を活用した土地被覆図の作が、翌年のメタン発生量の削減に有効であることが成手法の開発を試みた。水稲作付田については、東示された（8 ～ 27% の削減）。排水不良水田におい北日本では衛星データである程度の精度を出すことて、秋に簡易排水溝を作成することにより春先の圃ができるが、西日本では過小になった。また、樹園場の排水を促進し、非栽培期間中の土壌を酸化させ地や牧草地でも統計値との面積のかい離が大きく課ることによって、翌年の水稲栽培期間中のメタン発題が残った。さらに、果樹園における様々な処理条

生量を約 4 割削減できることが示された。また、対件（清耕、草生、堆肥施用など）での長期連用試験

象となる排水不良水田の面積を全国で推定し、本技データを実施、あるいは過去のデータを掘り起し、術による水田からの CO2 削減量を約 109 万 t と見果樹園における土壌管理と土壌炭素量変動実態を明積もった。連作水田で稲わら持ち出し・稲わら堆肥らかにした。また、その変動を RothC モデルであ施用を開始した場合、土壌炭素蓄積効果が高く、温る程度は表現できることを明らかにした。

室効果を緩和（–4.9 t CO2 等量 /ha/ 年）していた。

（２） 農地整備を活用した炭素の長期貯留技術のまた、その効果は同処理を長期的（40 年）に継続

開発

した場合には、新規施用時に比べ低下するものの半地球温暖化緩和策となる有機質疎水材を用いた暗分程度（–2.5）は維持され有効である事が明らかと渠による農地下層への炭素貯留技術について評価しなった。

た。整備後 10 年以上経過した木材チップやモミガ

畑地における温室効果ガス排出削減・吸収機能向ラの暗渠、バーク堆肥の補助暗渠の炭素残存量か上技術の開発では、カバークロップとしての緑肥ダら 15 年経過時の炭素残存量を推定した。また、有イズの鋤込みによって、土壌タイプによらず温室効

機質疎水材暗渠の整備時に排出される CO2 排出量

果ガス排出量が少なくなった。コストは化成肥料やを算定した。これらから、有機質疎水材暗渠による緑肥種子の 1/20 ～ 1/10 で、基肥なしでも慣行と同

炭素貯留量は、暗渠の耐用年数を 15 年とした場合

等以上の収量を確保可能である。2015 年 3 月に栽に耐久性の高い木材チップで 6.8 t CO2/ha が見込め

培の指針となる「休閑期に大豆緑肥を用いる小麦栽た。モミガラで炭素貯留効果が見込めず、資材の選培技術マニュアル」が完成した。茶園への石灰窒素択が重要であった。炭素残存率は、モミガラ＜バーの施用により、N2O 発生量が削減された。2013 年

ク堆肥＜木材チップで、南北の地域差が大きい。日度に「茶園土壌への石灰窒素を含む複合肥料の施本の暗渠整備による 15 年経過時の炭素貯留量はモ

肥」が、J- クレジット制度の方法論に採用された。

ミガラ 4 千 t CO2、木材チップ 22 万 t CO2 と試算

ジシアンジアミド（DCD）の施用効果は年次変動された。また、カットソイラを活用した補助暗渠整が大きく、効果は確認できなかった。バイオ炭の土備による 4 年経過時の炭素貯留量は、麦作付面積の壌への施用は、炭素貯留量に対し炭素放出は非常に

1 割に施工した場合で、麦ワラで 1 万 t CO2、麦ワ

小さく、N2O 発生量にも有意な効果を示さなかっ

ラと堆肥の組合せで 14 万 t CO2 と試算された。いた。このため、バイオ炭施用により投入される炭素ずれの技術も海外で二酸化炭素吸収活動として実施

分は、そのまま炭素蓄積量に相当する。また、堆肥されている農地土壌管理による炭素貯留量と同レベペレットを施用すると、秋作のキャベツ栽培時のルであり、炭素貯留技術として十分に見込めた。

N2O 発生抑制が可能となることが明らかになった（３） 農地土壌における温室効果ガス排出削減・（４） 家畜排せつ物処理における温室効果ガス

吸収源機能向上技術の開発

排出削減技術の開発

水田における温室効果ガス排出削減・吸収機能確

家畜排せつ物処理における温室効果ガス排出量の保技術の開発では、稲わらの秋鋤き込みにおいて、精密測定では、スラリー貯留（ふん尿混合状態で施耕起深の違いが翌年の水田からのメタン発生に及ぼ

肥利用時まで貯留）起源の温室効果ガス発生量の精─ 22 ─

緻化について、温室効果ガスを精密に測定できるシ性に影響することなく窒素排せつ量を 29%、排せステムが開発された。農家施設での実測が可能となつ物管理から発生する GHG を 39% それぞれ削減でり温室効果ガス国家排出量算定の精緻化に貢献し、き、LCA による評価では GHG 排出に加え富栄養排出削減の経済的方法の導入に必要な検証方法とし化への影響が削減された。採卵鶏において CP17%て採用されている。また、培養実験データの解析結の慣行飼料に対し、CP15% のアミノ酸添加低蛋白

果、VS 当たりの積算 CH4 発生量は温度と貯留時間

質飼料を給与した場合は、窒素排せつ量、LCA にで概ね説明可能であることが解明され、現地スラよる GHG 評価結果のいずれも削減がみとめられた

リー貯留施設における調査結果と比較して、スラが、CP13% まで下げた場合は LCA による GHG 評

リー培養実験によるスラリー貯留起源からの発生量

価結果はわずかに増加した。乳牛における CP 含量

予測・評価は可能である。汚水浄化処理と強制通気と飼料処理の効果を飼養試験により調べた結果、窒式堆肥化処理における温室効果ガス発生量の精緻

素排せつ量の低減には飼料処理より飼料 CP 含量の化では、N2O は排出期と無排出期が認められ、CH4低下が重要であった。スラリー処理からの GHG 排は好気的な処理にもかかわらず排出が認められた。

出量に差は無かったが、NH3 排出量は CP 含量の低

鶏ふん乾燥処理実施設の温室効果ガス排出量の評価

下により削減された。乳牛ふん堆肥化における水分が農家作業に支障ない測定機材の設置で可能とな調整技術を LCA で評価した結果、副資材の調達をり、また養豚農家で実稼働している密閉縦型堆肥化

含めても堆肥化からの GHG を大きく削減できるこ

施設からの実測とともに温室効果ガス国家排出量算とが明らかとなった。脱臭装置を試作し、豚ぷん堆定の精緻化に貢献した。

肥化排気脱臭処理から排出される環境負荷ガス測定

家畜排せつ物の処理過程における温室効果ガス排を行った結果、CH4 は減少する傾向が示されたが、出削減技術の開発では、水分含量が高い乳牛ふんのN2O は脱臭槽内の状況により増減した。

堆肥化において、麦稈等の水分調整材を添加して水（５） 反すう家畜からの温室効果ガス排出削減

分率を下げることにより、GHG の発生量を大幅に技術の開発低減できることを実規模試験で確認した。窒素含有

泌乳牛へのカシューナッツ殻液（CNSL）製剤の量の高い家畜ふんの堆肥化において、亜硝酸酸化細適正給与技術の開発に関しては、CNSL を 22% 含菌を添加することによる N2O 抑制効果を 1 ～ 2 ト有する CNSL 製剤の飼料への適正添加濃度は乾物

ン規模の豚ふん堆肥化試験で検証したところ、夏季

比で 1.5% あった。また、乾物摂取 1 kg 当たりのメの試験では 10% 程度の削減効果が見られたが、冬タン抑制率は平均で 5.9% であったが、第一胃内容期の試験では完熟堆肥の添加により N2O のピーク

液のプロピオン酸モル比を基準に CNSL を給与す高が上がり、逆に N2O 発生量が増加する結果となっる個体を選択することで、メタン低減率を平均でた。汚水浄化処理において炭素繊維を微生物担体と11.7% まで高めることが可能である。

するリアクターを作製し浄化能力と GHG 発生量を牧草サイレージへの DDGS 添加が泌乳牛のメタ検証したところ、高い亜硝酸・硝酸還元能力と顕著ン発生量に及ぼす影響の解明では、サイレージをな N2O 発生削減効果が認められた。本リアクター主体とした乳牛用飼料に粗脂肪含量が 12% 程度のは既存の処理施設に炭素繊維を投入すればよく新た

高脂肪 DDGS を乾物比で 25% 飼料に添加することな施設の設置等は必要ないことから、現場への普及

で、一乳期を通じたメタン抑制が長期間継続するこが期待できる。スラリー貯留においては、スラリーとが明らかになった。しかし、粗脂肪含有率が 8 ～表面への酸化層の創出や曝気処理により、N2O の9% の低脂肪 DDGS を添加水準を変えて給与しても発生量は増加するものの、大幅な CH4 の低減効果

メタン抑制効果は認められなかった。

によって全体の GHG 発生量は低減化する傾向が確（６） 自然エネルギー利用による温室効果ガス
排出量削減技術の開発認された。
家畜排せつ物処理における温室効果ガス排出の低流量・低落差の条件下でも効率よく稼働するマ飼養管理による削減技術の開発では、アミノ酸添

イクロ水車発電システムを開発した。発電効率は

加低蛋白質飼料を肥育豚に給与することで、生産70% と高い性能が得られた。また、農業を取り巻

─ 23 ─

く流域内で広く普及させることを目的とし、未開発（Gn1、Apo1）を持つ系統は、コシヒカリに比べて包蔵水力の利用、用途開発、採算性、維持管理につ

高 CO2 下での増収効果を高く、将来環境の生産性

いても具体的な方策を提案した。

向上に有用な遺伝子である可能性を示した。

地中熱交換の利用では、地中熱交換を利用した局

多収性インド型品種は、日本型品種に比べ、低温

所環境制御装置を開発した。本装置は、ファン駆動

条件での分げつ発生や出葉速度に劣るが、登熟適温のための電力以外に化石燃料を全く使用すること無が 3 ～ 4℃高く、高温域での収量低下が小さいこと

く、夏季には冷房装置、冬季には暖房装置として機を明らかにした。インド型品種の 1 粒単位での登熟能し周年でトマトの収量性を上げることを確認し速度が速く登熟日数が短い特性が、高温条件での安た。現地においても、ある程度その効果を検証し定生産に寄与するものと推察された。将来の温暖化た。

時に多発することが懸念される高温不稔耐性に関しては、葯の形態の異なる染色体部分置換系統を用い

２

地球温暖化が農業分野に与える影響評価とて高温耐性形質の評価を行い、葯基部の裂開を長く適応技術の開発

改良することで、開花期の高温における不稔の発生

将来気候シナリオを農業分野の影響評価に活用すを大きく減少できる可能性を示した。

るために、複数の気候モデルの出力のダウンスケー

現在、すでに問題となっているイネの白未熟粒発

リング、バイアス補正などを行い、作物、家畜、水生に対しては、窒素管理によって発生を軽減できる資源分野で共有して活用した。作物モデルを用いたことを示した。すなわち、生育前半の窒素吸収や生将来予測では、水稲の場合、寒冷地ではやませ発生育を抑えて籾数過多を回避し、生育の凋落と玄米タによる冷害のリスクは今世紀後半でにも残るが、全ンパク質濃度の低下を抑える後期重点追肥が、玄米

国的には高温障害が日本各地で発生することを示しの外観品質を高める上で効果的であることを示した。また、イネ紋枯病発生を予測したところ、温暖た。現地試験においても、後期重点追肥が収量を低化により、現在ほとんど発生していない地点も含下させずに品質を向上させる上で有効であることをめ、イネ紋枯病の増加が予測されたが、地点により実証した。また、施肥管理のほか、品種の発育特性増加割合には大きな違いがあることが示唆された。

を広陵した適期植え、無代掻き栽培による根活性のまた、斑点米カメムシ類では、アカスジカスミカメ

維持なども、白未熟粒の抑制に効果があることが示の第 2 世代成虫最盛日は、温暖化が進むにつれて、された。また、以上のような技術を圃場で検定する

ひとめぼれ、コシヒカリの出穂期に近づくものと予ための圃場高温処理法として、温風導入型オープン測され、被害の拡大が懸念される。

トップチャンバーを開発した。

実験的な作物の環 境 応 答 の メ カ ニ ズ ム 解 明 で今後発生増加が懸念されるイネ紋枯病に対しては、50 年度後に想定される高い二酸化炭素濃度がは、本田防除時期は出穂 3 ～ 1 週間前であることをコメの収量・品質に及ぼす影響を明らかにするた確認した。また、宮城県においては、箱処理剤によ

めに、茨城県つくばみらい市に開放系大気 CO2 増り当年の発病を低く抑えられることがわかり、予防加（FACE) 実験施設を設置した。雫石 FACE を含的防除の目安を設定した。さらに、収量及び白未熟

む複数年次の実験結果及び記録的な猛暑となった

粒割合の被害許容基準から要防除水準を設定し、予2010 年に実施したつくばみらいの実験結果から、防防除と組み合わせてイネ紋枯病の効率的な防除体

CO2 濃度を高くすることによってコメの収量は増加系を構築した。また、縞葉枯病については、関東地

するが、その程度は高温で低下すること、高温条件

域でイネひこばえの発病株率及び媒介するヒメトビ

では高 CO2 によって白未熟粒の割合が著しく増加

ウンカの保毒率の増加、九州ではヒメトビウンカのすることがわかった。また、高 CO2 によるイネの薬剤抵抗性の発達を明らかにした。

増収効果は、品種によって 3 ～ 36% に及ぶ大きなコムギでは、特に温暖地において、秋播性程度の違いがあり、シンクの大きい品種が高 CO2 条件に高い品種の導入が有効であることが、モデルによるおける収量性に優れることを明らかにした。さら

発育相の予測により示唆された。また、実際、実験に、インド型品種由来の粒数を増加させる遺伝子

的にも低温要求性遺伝子 Vrn-D1 を劣性で持つ秋播

─ 24 ─

型のコムギは、優性で持つ春播型のコムギよりシンシュ単位での品目別時期別作付面積推定法を開発

クサイズが大きく収量性も高いことがわかった。

し、キャベツについては温暖化シナリオでの年間出ダイズでは、寒冷地と暖地の温度勾配型チャン

荷量変動を予測した。

バーを用いた実験から、温度上昇に伴って小粒化す

秋冬期の低温不足のため休眠覚醒が妨げられ、一る傾向が広い温度域で認められた。一方、莢数、子番茶が約 60% 減収することを明らかにした。2060

実数、子実収量に及ぼす温暖化の影響は地域や品種

年代には南西諸島全域で生産性低下が顕在化するとによって異なった。すなわち、寒冷地においては、予測された。高気温の影響を受けにくい高適応性 5

温暖化は、中生品種のリュウホウやエンレイで莢数

品種への植え替えを適応策として提示した。
晩霜害、凍害の発生条件を解明し、被害防止技術

や子実数を増やす傾向にあり、品種選択による温暖を開発した。凍害・耐凍性の早期判定法として電気化適応の可能性が示された。
温暖化により、ダイズ作の難防除雑草である帰化

インピーダンス法の有効性を認めた。ミカンキジラ

アサガオ類の分布は拡大するとともに、防除がよりミ幼虫の生存のための温度条件を解明した。カンキ

困難になるものと予測された。このため、ダイズ畑

ツグリーニング病に有効な中間台木を選抜した。マへの侵入防止を目指した「帰化アサガオ類の地域全

ルチプレックス PCR 法によるチャノキイロアザミ

体へのまん延を防止するためのほ場周辺管理技術」

ウマ系統判別法を開発した。

マニュアル、ダイズ畑における防除技術として、群対象とする品目（春キャベツ、トマト、パプリ

落下の被覆度に基づく防除時期などを示した「大豆カ、コナガ、チャ）の温暖化（高温）による影響を

畑における帰化アサガオ類の防除技術」マニュアル

評価・予測し、温暖化適応・対策技術を開発し、マを作成し、印刷配布及び中央農業総合研究センター

ニュアルとして公開した。
ニホンナシ発芽不良の発生要因を解明するととも（以下「中央農研」という）のホームページで公開に、対策技術を開発した。ウンシュウミカンの浮皮した。
寒地畑作では、近年積雪量の増加により、寒地の発生条件を解明するとともに、ジベレリンとジャス

畑作ではバレイショの雑草化（野良イモ）が問題に

モン酸利用による効果的な軽減技術を開発した。

なっている。これに対しては、野良イモが–4℃で0.5 cm 幅の環状剥皮処理によるブドウの着色改善

16 時間以上地表面近くに晒されることで防除でき技術を開発した。

ること、圃場において初冬のディスクハロー処理 3

対象とする品目（ホウレンソウ、イチゴ、チャノ

回以上することで野良イモ発生リスクを回避できる

キイロアザミウマ、小ギク）の温暖化（高温）によことを明らかにした。また、近年、被害拡大が懸念

る影響を明らかにし、開発した対策技術を対策マされているイガホビユは、温暖化に伴い発生の拡大

ニュアルとして公開した。

と早期化が予測された。現在の気象条件では、イガ

気温差と茶樹耐凍性に応じて防霜ファンの稼働を

ホビユの防除は、ダイズでは土壌処理と茎葉処理の制御する秋期防霜法を確立した。防霜に要する電力

除草剤で、バレイショでは土壌処理除草剤で、テン

消費量は、気温差制御のみで約 30%、稼働温度制

サイとコムギでは茎葉処理除草剤で可能であること

御との併用で約 80% 削減でき、確実な防霜効果をがわかった。

得つつ、高い節電効果が得られることを産地茶園で寒害発生を加味したウンシュウミカン適地予測実証した。

マップを開発した。ナシの樹体内水分等と発芽不良

家畜及び飼料作物への影響評価の高度化と予察シ障害との関係を解明した。温度・光条件がブドウのステムの開発では、胎盤特異的タンパク（PLAC8）

着色に及ぼす影響を解明した。秋季～春季の温度が及びニューロテンシン（NTS）が暑熱期特有の受モモ、クリの凍害やナシの枝幹障害発生に及ぼす影

胎性関連因子であることが示唆され、これらを指標

響を評価した。

することで夏期の牛受胎性診断が可能となることを

キャベツ・レタスで高温影響評価モデル、二酸化

示した。膣内電気抵抗値（VER）が最低値となっ炭素濃度上昇影響評価モデルを開発したほか、レタた一定時間後に人工授精を実施することで、70%

ス栽培成立条件判定法を策定した。また、3 次メッ

程度の受胎率を得ることができることを示した。豚─ 25 ─

の血中プロラクチン（PRL）は性周期内で濃度差がなどの水文水利情報を推定し、さらに、農業水資源

あるが、暑熱期には濃度差が縮小している傾向が認の全国評価マップを将来の渇水流量などを対象にそめられることから、PRL 濃度を暑熱ストレスマーのプロトタイプを作成した。さらに、沿岸扇状地にカーとして利用できる可能性があることを示した。

おける気候変動影響を評価するための指標として地気象条件と前年夏期のフタテンチビヨコバイ発生量

下水の酸素・水素安定同位体比を測定し、涵養源ごに基づく、フタテンチビヨコバイ発生予察技術を開との寄与率を推定して扇状地の地下水環境に影響を発した。さらに、温暖化シナリオに基づいて国内に与える要因を抽出する方法を提示した。また、ラド

おけるワラビー委縮症の発生地域を予測した。対象

ン濃度の測定によって河川への地下水流出の寄与を地点位置と日平均気温、日降水量のみを使用する簡定量化し、扇端部の湧水が水環境に与えている影響

便な計算で求められる先行降雨指数 API を用いて、を把握する方法を提示した。ここで、低平農地排水

干ばつを評価する手法を開発した。エンバク各品種については、過去から現在にかけて、降雨パターンの秋期播種晩限を設定し、気候メッシュデータを用が集中化している可能性が示唆された。降雨量に関いて地理情報システムにより冬枯れの危険予測マッ

して 10 年確率 3 日雨量が将来的に増加すると予測

プを作図し、対応策を盛り込んだ「エンバクの冬枯された。また、観測資料より抽出した多数の豪雨のれ被害防止マニュアル」を作成・公表した。

降雨波形を比較から、温暖化に伴って多様な降雨波

家畜及び飼料作物の生産性低下を軽減するための形パターンが発生していることが明らかになった。

温暖化対策技術の開発では、繋ぎ飼い飼養対応の地

一方、適応策の検討では、広域水田の持つ洪水防止

下水を熱源とする舎内平均 ET で制御可能なヒート

機能を利活用する方策を検討し、都市域の被害軽減

ポンプを用いたスポット冷房システムを開発した。

効果がマクロに評価でき、流域内の土地利用変化にルーメンバイパストリプトファンの飼料添加給与にも対応可能な方法であることを示した。さらに、気よって環境温度上昇時のウシの体温上昇を軽減でき

候変動に伴う災害リスクの軽減のために、豪雨災害

る可能性を示唆した。北海道での牧草の収量性の確や大氾濫に焦点を絞り、低平地帯の水田や農業施設

保とマメ科牧草の安定定着に必要な有効積算気温（貯水池、ため池等）が持つ洪水防止機能を積極的

は、チモシーとアカクローバ及びアルファルファのに利活用する流域管理法を提示した。さらには、地混播では 354 ～ 629℃、オーチャードグラスとの混下ダムや淡水レンズへの温暖化影響評価として、現

播では（北海道農業研究センター（以下「北農研」

地観測及びモデルによる将来予測計算を行った。前という）のみ）516 ～ 615℃であることを明らかに者については将来的な降水量の変化に伴う貯水量やした。また、越冬性等に優れたマメ科の新品種を用

水質の変化が示され、後者では海面上昇に対する淡いることで、夏季播種の安定性が高まることを示し

水の減少率が明らかになった。また、対策技術とした。飼料用トウモロコシ根腐病菌として、我が国でて、2 深度から同時に揚水し、帯水層内の水質悪化

初めて Pythium arrhenomanes を分離同定し、北海を抑止する揚水装置を開発した。高潮に関しては、

道など北日本を中心に分布することを明らかにし

浸水被害における排水施設の機能を評価するモデル

た。抵抗性の判定に本菌種を用いた爪楊枝接種法をを開発した。同時に、台風来襲時の沿岸部農地の塩確立するとともに、抵抗性発現はイネと類似する抵

害を予測するモデルを開発し、巨大な浸水災害に対抗性誘導系が関与することを示唆した。防除には抵する沿岸部農地の浸水許容レベルを整理した。ま

抗性市販品種の利用に加え、1 か月程度の晩播によた、高温年における水稲の水管理実態及び翌年の作

る発病回避が可能であることを示した。

付体系で意識した点を明らかにした。幹線用水路の水及び土地資源における影響評価と適応技術の開形態（開水路又はパイプライン水路）によって水温発については、融雪・積雪水当量推定モデルを組みの上昇の程度が異なることを示した。圃場内の温度込んだ広域水配分・還元・管理モデルを構築し、こ低下が見込まれる用水管理手法について提示を行っ

れを GCM 出力と結合して、温暖化影響評価法を開た。

発した。これを利用して、気候変動下における全国 336 流域の河川流量、農業用水取水量、作付面積
─ 26 ─

３

地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価

性を計算・提供した。国産米と輸入米の代替の弾力性が小さく、国産米と輸入米の相対価格が変化して（１） 地球温暖化の影響評価と代表的緩和・適も、消費者の米需要が国産米から輸入米（あるいは応技術の評価その逆）へシフトする程度が小さいことを明らかに

世界食料モデル分析については、FAO の作物モした。また、割引率に関わる調査の結果、平均的にデルのパラメータを挿入した収量関数を作成し、は 1 万円のケースでは 10.3%、100 万円のケースで

IPCC の 5 次報告書（AR5）の RCP シナリオ別には 7.7% であることを明らかにした。

気候変動の収量に及ぼす影響評価を行った。その結（２） 開発された緩和技術・適応技術の評価

果、サブサハラアフリカ地域など低緯度地域で作物

緩和技術評価の課題では、二つの成果が得られの収量が 2050 年までに減少に転ずることを明らかた。一つは、多くの技術が開発される研究プロジェにした。また、対応する世界食料モデルの試作をクトにおける、技術評価手順の確立であった。この行った。

手順は以下のプロセスで構成される。まず多くの技

地域計量モデル分析については、パネルデータに術を評価するために、一定の基準が必要であること

基づく地域農業生産のコメ、野菜、果樹に関するから、それを指標として設定するプロセス。次にア計量モデルを推定した。それらの結果を 6 地域間ンケートで技術情報を収集するプロセス。そして評

CGE モデルに統合し、温暖化による生産性低下を価者が指標の計算を行い、最後にレポートとして評縮小させる適応策の評価を行った。その結果、九州

価結果をフィードバックするプロセスである。技術地域の所得減少幅が 25% 縮小することなどを明ら情報の収集からフィードバックでは、開発中の技術かにした。また、コメの品質と流通構造を考慮したの情報秘匿のため、情報を固有の ID で管理する工全国を対象とする CGE モデルを開発し、高温耐性

夫も取り入れた。二つ目の成果は、農業分野におけ品種の普及の影響を評価した。その結果、高温耐性

る緩和技術を評価するための評価指標であった。

品種が普及した場合、2030 年の損失を 437 億円圧
縮することを明らかにした。

農林水産業の技術は生産と環境保全に対して多様な効果を持っており、それらを全て評価することは動学的応用一般均衡モデルによる余剰分析につい時間コストの面で難しかった。そこで技術についてては、①将来の気候変動による夏期の平均気温の上の検討から、重要と思われる評価項目を抽出し、そ昇が 2℃程度の範囲であれば、収量と品質の向上をれに対応する評価指標として、「削減ポテンシャル」

通じて稲作全要素生産性の上昇につながるが、それ「単位削減費用」「私的費用便益比」を設定した。

以上の気温上昇は、稲作生産性の低下をもたらすこ

適応技術の評価の課題において、主な成果は二つと、②畜産については、将来の気温が 2℃（8.3%）あった。一つは簡易評価モデルであり、このモデル

程度上昇すると、酪農の場合で 1.1%、肉用牛生産の構築により、一定の条件下では応用一般均衡モデの場合で 0.9% 程度の全要素生産性の低下が生じる

ルの近似解が容易に計算できることが示された。もことを明らかにした。また、③将来の気温上昇によう一つの成果は簡易評価ツールの開発であった。こり、米の収穫量が増加する一方で、米消費量はわずのツールにより、技術開発者が自ら、簡単なシミュかしか追随しないため、米価が大きく低下し、消費レーションを通し、自らの技術の社会的影響を、概者余剰は増加するものの、農業所得の低下がもたら要として把握できるようになった。

されること、④水田の中干し期間延長による緩和技術の普及により、メタン排出の抑制と気温上昇の農

Ⅶ

今後の課題

業所得に対する負の影響が回避できること、⑤稲作

１

農業分野における温暖化緩和技術の開発の作期の前倒しにより、九州以外の地域では夏期の（１） 農地及び草地におけるモニタリング・モ

高温障害が回避できるが、九州では作期の変更ではデリングと全国評価

対応できないことを明らかにした。

本研究で得られた温室効果ガスフラックスのデー

消費者選好分析については、選択実験を使用した

タを利用した我が国の牧草地の炭素・窒素動態と調査・分析結果から、国産米と輸入米の代替の弾力N2O 発生のモデル化及びモデル予測の検証用の長─ 27 ─

期モニタリングデータの収集が必要である。さら出削減技術の開発では、高水分堆肥化処理では水分に、草地更新などの施肥管理以外の草地管理法や気調整材の調達方法について、輸送に伴う GHG 発生

候変動適応策が牧草地・飼料畑の温室効果ガスの発との関係から検討する必要がある。亜硝酸酸化細菌

生・吸収に及ぼす影響を解明し、我が国の飼料生産の添加による N2O 発生抑制法については、堆積物における総合的な気候変動対応技術を開発することの規模拡大による脱窒由来の N2O を低減化する堆が重要である。

肥化管理方法等を検討する必要がある。炭素繊維リ

各地の有機物長期連用試験を継続すると共に、作アクターによる汚水浄化では、実規模施設での長期物収量を落とすことなく窒素溶脱や GHG 排出を削運転試験を実施して効果を検証する必要がある。ス減するための現実的シナリオの実証試験を行い、そラリー貯留は曝気による電力消費量と GHG 抑制効の効果を検証する必要がある。農地からの N2O 排

果のバランスから最適運転条件について検証する必出を予測できる信頼性の高いモデルを開発する必要がある。

要がある。水田 FACE において、高 CO2 環境下で家畜排せつ物処理における温室効果ガス排出の飼CH4 酸化量が変化するかを検証する必要がある。ま養管理による削減技術の開発では、乳牛におけるア

た、中干し延長など、気候変動下で増加する CH4

ミノ酸添加低蛋白質飼料給与技術では、生産性を維を削減する方策を開発し普及する必要がある。現時持しつつ窒素排泄量を低減するさらなる検討が必要

点の CH4 排出予測式は水管理の設定が連続湛水とである。脱臭装置の温室効果ガス発生実態解明とそ

間断灌漑の 2 通りに限られているため、中干し日数の削減について、脱臭過程における N2O の排出機の効果を反映できるように改良する必要がある。

構を明らかにし、その削減に向けた対策を開発する（２） 農地整備を活用した炭素の長期貯留技術の必要がある。

開発
我が国の地球温暖化対策に関する委員会等に対し

２

地球温暖化が農業分野に与える影響評価とて研究成果の反映についてアプローチを図る。ま

適応技術の開発

た、本技術のカーボンオフセット制度などへの適用

将来予測に関しては、気候シナリオの整備とともに向けた取組として農地への炭素貯留技術の方法論に、新たな品種、栽培技術などに対応するために作への登録が不可欠である。また、本研究で検討した物予測モデルの改良が必要であある。

炭素貯留技術について、導入を検討している中央ア

イネ、ダイズ、コムギともに気候変動影響の品種

ジア地域などに対して関連の団体・企業と連携を図間差異が明らかになってきたが、品種開発に結び付り、具体的な取り組みを検討している。

けるためには、影響の生理・生態・遺伝的なメカニ（３） 農地土壌における温室効果ガス排出削減・ズムの解明を継続する必要がある。そのためには、吸収源機能向上技術の開発

将来の温度・大気環境をできる限り屋外に近い条件

水田における秋浅耕について、太平洋側でメタンで安定的に実現するための環境操作型の実験基盤が発生削減効果が見られない試験地が出ている。この必須である。
イネの白未熟発生については、主に速効性肥料にような地域で秋浅耕の効果が得られるような土壌管理や耕起法などを検討する必要がある。

よる窒素追肥技術を開発したが、持続的窒素供給及（４） 家畜排せつ物処理における温室効果ガス

び省力化の観点から、肥効調節型肥料を用いた穂肥

排出削減技術の開発の施用法や全量基肥栽培を検討する必要がある。ま家畜排せつ物処理における温室効果ガス排出量のた、中干しの強度、期間といった水管理を検討した

精密測定では、本課題で開発された測定システムの実験では、収量に及ぼす影響が土壌条件や気象条件

普及に向けて、システムの簡易化・低価格化を検討で変動したため、その原因解明は継続する必要があする。また、精度の高いシステムで得られた実測値

る。イネ紋枯病、イネ縞葉枯病の温暖化の影響につを、測定方法を含めて国際的にも標準的な排出量測

いては、調査を重ねるとともに、回避・軽減技術を定・評価法として認知させるように公表に努める。

確立する必要がある。

家畜排せつ物の処理過程における温室効果ガス排─ 28 ─

コムギ作では、秋播性程度の高い品種の導入の有効性を示したが、その有効性を発揮するためには、は播種晩限を設定したが、温暖化傾向や夏雑草対策

温暖化時の施肥管理技術も合わせて検討する必要がを考慮すると、播種晩限ではなく、草地更新のためある。帰化雑草への対策については、雑草の発生機の夏季から初秋にかけての播種適期の設定も重要な

構、防除技術に加えて、栽培、育種分野との連携が課題となる。トウモロコシ根腐れ病については、効必須である。

率的な抵抗性育種を行うため、圃場試験で多数の品今回作成したマニュアルについては、主に限られた品種、地域を対象としてものである。ユーザーか

種系統の検定を進めながら、交配集団や分離集団を用いた遺伝解析を行う必要がある。

らのフィードバックを基に問題点を明らかにすると

水・土地下資源に関しては、農地水資源に対する

ともに、より広範な品種、地域に対応できるよう改

自然災害危険度の評価においては、特に深刻な自然良を重ねる必要がある。

災害が生じた時の影響及び渇水対応策などを考慮す

影響評価関連課題については、2013 年度から「農る必要がある。そして、地下水環境の脆弱性評価に業系に係る気候変動の影響評価（A-8）」において、関しては、対象流域以外の平野部における提案手法

研究を継続している。また、本研究期間では、温暖の適用可能性についても検討する必要がある。低平化への適応技術開発においては、温暖化緩和や環境

農地については、日単位の雨量値を時間単位へ変換

調和の側面については、十分に検討できなかった。

する手法の開発が必要である。貯水池やため池につ今後、適当と緩和を同時に実現する技術の開発が必

いては、極端現象へ特化した農地水資源の評価と適要である。

応策評価法の開発に特化していく必要がある。地下

果樹の適地の変化だけでなく、ウンシュウミカン

ダムや淡水レンズに関しては、極端現象に対する地の浮皮など個別の被害に関し、将来の被害の状況の

下水の挙動を明らかにし、これをモデルに組み込む

マップ化を行う必要がある。キャベツ等の温暖化影必要がある。一方で、日本全体の農地海岸における響評価マップを作期別に作成する必要がある。レタ

極端現象の評価を行う必要がある。さらには、高温ス等の全国スケールでの温暖化の進行に伴う出荷盛が継続する状態における地区レベルでの水賦存量及期の変動をマップで示す必要がある。ナシ発芽不良び利用可能水量の変化を解明する必要がある。地下障害対策等の施肥改善研究では、試験を継続し効果

水を含めた地区全体の用水利用を検証する必要があを確認する必要がある。カンキツ果皮障害では浮皮る。

以外の被害を軽減する技術を開発する必要がある。
トマトでは、施設内環境改善や耐暑性の新品種を利３

地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価

用した栽培技術を開発する必要がある。
畜産については、受胎性診断技術では、診断指標

世界食料モデル分析について、作物の収量関数にとなる物質の日内変動や発情周期に伴う濃度変化のおける CO2 濃度や蒸発散量の変化への対応、世界把握による信頼性の向上と診断基準の普遍性、授精

食料モデルにおける畜産部門の追加が課題である。

適期判定技術を生産現場で活用するためにの機器及地域計量モデル分析について、8 地域まで社会会計びシステムの改良などが必要である。暑熱対策では表を拡張するに至らず 6 地域の分析に止まり四国地

酪農製品の需給動向や飼料の価格動向、生産者数の域の分析ができなかった。また、コメの高温耐性品

変動予測などを加味した総合的な温暖化対策を検討

種と従来品質の 2 種類の異なる生産技術を内生化すする必要がある。スポット冷房では乳量の増加以外

るように多地域間応用一般均衡モデルの生産ブロッの生産性、特に生涯生産性への影響検討は更なる

ク構造を改良することができなかったので、これらデータ蓄積が必要である。

に対応する必要がある。余剰分析について、中干し

飼料作については、フタテンチビヨコバイではモの期間延長以外の緩和策の評価、畜産における経済

ニタリングの強化や地域の状況に応じた予防対策がモデルによる評価、IPCC の 5 次報告書に対応した重要となる。草地造成の安定性については、降雪な

気候変動シナリオへの変更、気候変動による極端現

ど干ばつ以外の生育阻害要因についても精査し、よ象（スーパー台風等）の経済影響と適応策の評価

り精度の良い生育モデルを作成する。また本研究でが、将来の課題である。消費者選好分析について、

─ 29 ─

代替の弾力性の計算にあたっては、モデルにいくつ

Effects of soil aggregate size, moisture content

かの仮定を設けた。それらを緩和したより一般性のand fertilizer management on nitrous oxide

高いモデルでの方法を検討する必要がある。

production in a volcanic ash soil. Soil Sci. Plant
Nutr. 57（5）:733-747.

緩和技術評価について、プロジェクトの最後に開発者に対する評価結果のフィードバックを行った

6）江口定夫（2012）水田および浅層地下水中の脱が、それによって開発過程に対しどのようなメリッ窒による環境浄化．土壌の物理性 120：29-38.

トを提供できたのか、検証できなかった。その検証

7）Eguchi S., Sawamoto M., Shiba M., Iiyama I. andを進め、さらに確固とした技術開発プロジェクトにHasegawa S.（2013）Wellbore-wall compression

おける評価システムを構築する必要がある。適応技

effects on monitored groundwater levels and

術評価について、簡易評価ツールの効果についてのqualities. Groundwater 51（3）:452–460.

検証が課題として残った。簡易評価ツールが開発者

8）Freibauer A. et al. （2013） Methods forにとって、期待されるような情報を提供できている

estimation, measurement, monitoring andのか、問題があるとすればどこを改善するべきか、

reporting of LULUCF activities under articlesという点についての検証が必要である。

3.3 and 3.4（Section 2.9, 2.10, 2.11, and 2.12）.
2013 Revised Supplementary Methods and

Ⅷ

研究発表

Good Practice Guidance Arising from the Kyoto

１

農業分野における温暖化緩和技術の開発

Protocol, pp.132-167.

（１） 農地及び草地におけるモニタリング・モ9）藤田裕・清水明・江口定夫・板橋直・折本善之・

デリングと全国評価

飯村強（2014）黒ボク土ナシ園における豚糞堆肥

1）Asada K., Eguchi S., Tsunekawa A., Tsujiの窒素肥効を評価した施肥法が硝酸態窒素の溶脱

M., Itahashi S. and Katou H.（2015）Predictingに及ぼす影響．土肥誌．85：175-184.

nitrogen leaching with the modified LEACHM

10）藤田裕ら（2015）黒ボク土ナシ園における豚糞model: validation in soils receiving long-term

堆肥連用が土壌全炭素含量と二酸化炭素発生に及application of animal manure composts. Nutr.

ぼす影響．土肥誌．86：29-32.

Cycling Agroecosys. DOI 10.1007/s10705-015-

11）Hayano M., Fumoto T., Yagi K. and Shirato

9690-9.

Y.（2013）National-scale estimation of methane

2）Asada K., Eguchi S., Urakawa R., Itahashi S.,

emission from paddy fields in Japan: Database

Matsumaru T., Nagasawa T., Aoki K., Nakamura

construction and upscaling using a process-based

K. and Katou H.（2013）Modifying the LEACHM

biogeochemistry model. Soil Sci. Plant Nutr. 59:

model for process-based prediction of nitrate

812–823.

leaching from cropped Andosols. Plant Soil 373:

12）Hirata R. et al. （2013） Carbon dioxide
exchange at four intensively managed grassland

609-625.
（2014）

sites across different climate zones of Japan and

Differences in the spatial variability among CO2,

the influence of manure application on ecosystemsoil in Japan. AMBIO, A journal of the Human

Meteorol. 177: 57-68.

3）Bellingrath-Kimura

S.D.

et

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CH4 and N2O gas fluxes from an urban forest

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第1章

第3節

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and

ShiratoY.

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（２） 農地整備を活用した炭素の長期貯留技術の吸収源機能向上技術の開発

開発

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1）北川巌・常田大輔・原口暢朗・若杉晃介（2010）

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康男・高田良三・辻本進・高木智・塔ノ上毅・松

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In M.C. Hernandez-Soriano（ed.）Soil Health and12）荻野暁史（2013）アミノ酸添加低タンパク質飼Land Use Management. InTech, pp. 155-174.

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脱窒反応における N2O 生成特性 . 日本水処理生物

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飼料特性を理解して上手に設計に活かす．デー

16）長田隆・湊啓子・甲田裕幸・原悟志・山川政明・
原田泰弘・皆川啓子（2012）家畜排せつ物貯留のリィジャパン社．pp. 408-414.

実施設における温室効果ガス排出精密測定システ

4）真貝拓三・永西修・三森眞琴・長嶋協・小林泰ム．平成 24 年度研究成果情報．

男（2014）カシューナッツ殻液を利用した乳用牛からのメタン低減技術．栄養生理研究会会報．58：

17）長田隆・川瀨芳順・原田泰弘・土屋いづみ・石45-51.

田三佳・悦永秀雄・堂岸宏（2013）鶏ふん乾燥処
理実施設の温室効果ガスの測定により精緻化され（６） 自然エネルギー利用による温室効果ガス
排出量削減技術の開発た排出係数．平成 25 年度主要普及成果情報．
18）土屋いづみ・悦永秀雄・堂岸宏・坂本卓馬・石

1）瀧本裕士・丸山利輔・立田真文・能登史和・吉田三佳・長谷川三喜・長田隆（2014）鶏糞乾燥処

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6）瀧本裕士（2013） 農業用小水力発電の現状と課題．畑地農業．650：5-9.

21）安田知子・土屋いづみ・長田隆・長谷川三喜・
石田三佳（2014）養豚農家の密閉縦型堆肥化施設
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２

地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発

生．日本畜産学会報．85（4）：553-563.

（５） 反すう家畜からの温室効果ガス排出削減

1） 荒木雅登・宮崎真行・岩渕哲也（2012）温暖化技術の開発に対応した「ヒノヒカリ」の高品質安定栽培技術

1）Mitsumori H., Shinkai T., Takenaka A.,

第 2 報 幼穂形成期における生育診断による籾数

Enishi O., Higuchi K., Kobayashi Y., Nonaka I.,

予測．日作九支部．78：5-7.

Asanuma N., Denman SE., McSweeney CS（2011）2） 荒木琢也・松尾喜義・角川修・深山大介（2010）

Responses in digestion, rumen fermentation and2010 年 3 月の静岡県牧之原市における凍霜害発

microbial populations to inhibition of methane

生時の茶園気象と防霜ファンの効果．茶業研究報

formation by a halogenated methane analogue.

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─ 35 ─

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15）福 島 県 農 業 総 合 研 究 セ ン タ ー 果 樹 研 究 所

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5） 朝倉利員（2013）落葉果樹の晩霜害の発生予測

16）長谷川利拡（2010）温暖化が水稲に及ぼす影による回避法．最新農業技術．果樹．6：164-168.

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6） Cheng W, Sakai H, Yagi K, Hasegawa T.

17）長谷川利拡（2010）温暖化環境における水稲（2010）Combined effects of elevated [CO2] and

生産について．食料と安全．8：20-24.

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影響を実際の水田で調べる．化学と生物．50（4）：9） Chiba M. and Terao T.（2015）Improvement298-301.

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の開放系大気 CO2 増加実験．農環研ニュース．

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10）千葉雅大（2015）深植弱深水栽培による白未22）長 谷 川 利 拡（2012） つ く ば み ら い 開 放 大 気

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─ 36 ─

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Crops Research 144: 11-18.

水調査への応用．物理探査ニュース．10：5-6.

30）Horai K., Ishii A., and Shimono H.（2014）42）石田聡・中里裕臣・吉本周平・土原健雄・増Genotypic variation in the response to high water

本隆夫・今泉眞之（2011）複数の物理探査手法を

temperature during vegetative growth and the

用いた島嶼部における淡水レンズ調査法．平成 22

effects on rice productivity under a cool climate.

年度農村工学研究所研究成果情報．7-8．

Field Crops Research 162: 12-19.

43）石田聡・土原健雄・吉本周平・今泉眞之（2011）31）堀川直紀・工 藤 亮 治・ 吉 田 武 郎・ 増 本 隆 夫

電磁探査法を用いた地下水塩淡境界測定．水と土．

（2011）流域水資源管理のための貯水池運用モデ

163：73-75.

ルの開発．応用水文．23：58-66.

44）石田聡・土原健雄・吉本周平・皆川裕樹・増32）堀川直紀・吉田武郎・増本隆夫（2011）水田灌

本隆夫・今泉眞之（2011）沖縄県多良間島におけ漑方法が地区取水量へ与える影響の事例検討－中る淡水レンズ賦存量の推定．農業農村工学会論文

干しの実施とその影響－．農村工学研究所技報．

集．237：7-18.

211. 109-119.

45）石田聡・吉本周平・小林勤・幸田和久・土原健

33）堀 川 直 紀（2012） 小 講 座 総 合 水 資 源 管 理雄・中里裕臣・増本隆夫・今泉眞之（2011）物理（IWRM）．水土の知．80（12）：60.

探査手法を用いた地下水中の塩淡境界測定．農村

34）堀川直紀（2012）気候変動と貯水池管理．中日工学研究所技報．211：9-20.

2012 年推廣先進農業技術因應氣候變遷研討會議．

46）Ishida S., Tsuchihara T., Yoshimoto S.

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and Imaizumi M.（2011） Sustainable use of35）堀川直紀・吉田武郎・皆川裕樹・工藤亮治・増groundwater with underground dams．JARQ 45

本隆夫（2013）統合利水管理による渇水リスク低（1）:51-61.

減に向けた少雨空間分布特性の評価事例．農村工47）石田聡（2012）電磁探査による効率的な地下学研究所技報．214：101-110.

水塩淡境界深度測定法．東日本大震災復旧復興の36）星野（高田）裕子・森本晶（2009）土壌由来のための実用技術講習会及び技術相談会．3.

糸状菌 18S rDNA PCR-DGGE パターンにおける48）石田聡・土原健雄（2012）安定同位体を指標とサブサンプル間のばらつきに影響を与える実験条した手取川扇状地の地下水流動機構の解明 . 農業

件の検討．土と微生物．63（2）：112.

用水を核とした健全な水循環 －地球温暖化を前

37）茨城県農業総合センター園芸研究所（2013）

提とした手取川流域の事例－（丸山利輔、早瀬吉─ 37 ─

of2010International

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における無代かき栽培が高温条件下における水稲49）石田聡・土原健雄（2012）手取川扇状地の地下

根活性，穂温および乳白米発生に及ぼす影響．日

水はどこからやってくるのか . 手取川流域の明日本土壌肥料学雑誌．83：681-686．

をめざして －人々の生活を支える水循環－（丸山61）Kanno

利輔編著）．pp. 108-112.

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泉眞之（2013）深度別電気伝導度連続測定によるJournal of Meteorological Society of Japan 91(3):淡水レンズ動態把握手法．農村工学研究所技報．

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62）Kanno, H., M. Watanabe, and E. Kanda

51）石田聡・白旗克志・土原健雄・吉本周平（2013）（2013）MIROC5 predictions of Yamase（cold

9．淡水レンズ地下水厚の経時変化を把握する深度

northeasterly winds causing cool summers in別電気伝導度測定法．平成 24 年度農村工学研究所

northern Japan. J. Agric. Meteorol. 69（3）: 117-

成果情報．7-8.

125.

52）Ishigooka Y. Kuwagata T. Nishimori M.

63）粕谷悦子・須藤まどか（2014）暑熱環境下におHasegawa T. and Ohno H. （2011） Spatial

けるセロトニン神経系の役割．家畜栄養生理研究characterization of recent hot summers in

会報．58（2）：37-43.

Japan with agro-climatic indices related to rice64）桐博英・丹治肇（2010）河口低平農地における

production. J. Agric. Meteorol. 67（4）:209-224.

高潮災害のリスク管理に向けた課題．農業農村工

53）Ishii A., Kuroda E. and Shimono H.（2011）

学会誌．78（9）：765-768.

Effect of high water temperature during65）桐博英・丹治肇・白谷栄作（2011）非構造格子

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土木学会論文集 B2（海岸工学）．I_441-I_445.

54）石川枝津子・臼木一英（2010）ヒユ類の発芽66）Kiri

特性．日本育種学会・日本作物学会北海道談話会

technique for coastal farmlands. 4th Korea-Japan

報．51：39-40.

Collaborative Symposium. 21-32.

55）石川枝津子・臼木一英（2012）ヒユ類の繁殖

67）Kiri H., Tanji H., Shiratani E. and Ishita K.

特性．日本育種学会・日本作物学会北海道談話会（2011）Tidal Current Simulation of the Ariake

報．53：47-48.

Sea using the Sigma-Coordinate Finite Element

56）石川枝津子・臼木一英（2013）テンサイ栽培圃

Model. 6th International Conference on Asian and

場に発生するヒユ類雑草について．てん菜研究会

Pacific Coasts. 1338-1345.

報．54：19-20.

68）桐博英・中矢哲郎・丹治肇（2012）沿岸域の57）石川枝津子・井上聡・臼木一英（2014）温暖

農地における津波浸水予測技術．農業農村工学会

化で分布が拡大する帰化雑草イガホビユの総合的誌．80（7）：535-538.

防除．日本育種学会・日本作物学会北海道談話会

69）桐博英・丹治肇・中矢哲郎（2012）後背農地を

報．55：85-86.

活用したレベル 2 津波の浸水抑制効果の水理模型

58）神尾真司（2014）クリにおける凍害の発生状

実験．土木学会論文集 B2（海岸工学）．68（2）：

況と対応方策．果実日本．69（7）：82-87.

I_1311-I_1315.

59）Kanda, E. and Kanno, H.（2014）Estimation70）桐博英・丹治肇・中矢哲郎（2013）排水路や農of cool summer damage in the Tohoku district

道が整備された沿岸部農地に適用する浸水解析モ

1 based on the MRI AGCM. J. Agric. Meteorol.

デル．平成 24 年度農村工学研究所成果情報．5-6.

70（4）:187-198.

71）Kobayashi K. Kuwagata T. Yoshimoto M. and60）金田吉弘・小野寺拓也・坂下将・高階史章・佐Yokozawa M.（2011）The hot summers and rice

藤孝・伊藤慶輝・保田謙太郎（2012）重粘土水田

in Japan. J. Agric. Meteorol. 67（4）:205-207.

─ 38 ─

H.

H.

（2013）（2011）

Strongly

Disasternegative

prevention72）Kobayasi K, Matsui T., Murata Y, Yamamoto82）熊谷悦史（2012）高温・土壌乾燥がダイズの生

M.（2011）Percentage of dehisced thecae and育に及ぼす影響．東北の農業気象．57：13-14.

length of dehiscence control pollination stability83）K u m a s h i r o S . , M a t s u k u r aof rice at high temperatures. Plant Production

R., Matsumura M. and Tokuda M. （2014）

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Cicadellidae）in southwestern Shikoku, Japan（2011）複数の新規ダム建設がラオス国ナムグム

and comparisons of gall-inducing ability between

ダムの貯水池管理に与える影響予測．応用水文．

Kyushu and Shikoku populations. Applied

23：31-40.

Entomology and Zoology 49: 325-330.

74）工藤亮治・増 本 隆 夫・ 堀 川 直 紀・ 吉 田 武 郎84）黒川俊二（2013）外来雑草の侵入・分布拡大メ（2011）気候変動とダム開発がナムグム川流域のカニズムとそれに対応した管理体制の必要性．植

水資源に与える複合的影響の予測．応用水文．24：

調．47（4）：115-120.

61-70.

85）黒川俊二（2014）大豆畑におけるマルバルコ75）工藤亮治・増 本 隆 夫・ 吉 田 武 郎・ 堀 川 直 紀

ウの防除．グリーンレポート．542：14-15.

（2011）気候変動と新規ダム建設の複合的影響か

86）黒川俊二（2014）畑地の外来雑草－防除技術

らみたナムグムダムの流水管理の変化．第 2 回極情報．技術と普及．51（5）：46-51.

端気象現象とその影響評価に関する研究集会．35.

87）黒川俊二（2014）帰化雑草

76）Kudo, R., Masumoto T., Horikawa N., Yoshida

レチウリ、オオブタクサ．ながの農業と生活（長T.（2011）Projection of climate change impact on

野県農業改良協会）．600：48-49.

water resources for hydropower and irrigation

88）黒川俊二・澁谷知子（2014）大豆畑におけるマ

under new dam construction in the Mekong

ルバルコウの防除タイミングの目安．農研機構成

River. AGU Fall Meeting 2011.

果情報．

77）工藤亮治・増 本 隆 夫・ 堀 川 直 紀・ 吉 田 武 郎89）桑形恒男・吉本真由美・石郷岡康史・長谷川（2012）気候変動が灌漑主体流域における農業水

利拡・西森基貴・眞﨑良光（2010）モデル結合型

利用に与える影響の定量的評価法．農業農村工学

作物気象データベース（MeteoCrop DB）．日本農会論文集．277：31-42.

学図書館協議会誌 . 日本農学図書館協議会．158：

78）工藤亮治・増 本 隆 夫・ 堀 川 直 紀・ 吉 田 武 郎

23-26.

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90）桑形恒男・西森基貴・長谷川利拡・石郷岡康の水循環に与える複合的影響の評価．農業農村工史・吉本真由美（2010）水稲の温暖化影響評価

学会論文集．283：57-66.

のための「モデル結合型作物気象データベース」

79）工藤亮治・増 本 隆 夫・ 堀 川 直 紀・ 吉 田 武 郎（MeteoCrop DB）と 2009 年の終了低下の要因解（2013）大規模貯水池灌漑地区における水田水利

析．米麦改良．（社）全国米麦改良協会．8-14.

用過程のモデル化と分布型水循環モデルへの統91）Kuwagata T. Yoshimoto M. Ishigooka Y.

合．応用水文．25：61-70.

Hasegawa T. Utsumi M. Nishmori M. Masaki80）熊谷悦史・鮫島良次（2011）着莢期の水ストレY. and Saito O.（2011）MeteoCrop DB: an agro-

スがダイズの子実重に及ぼす影響．東北の農業気

meteorological database coupled with crop

象．56：16-17.

models for studying climate change impacts on81）Kumagai E. Tacarindua CP., Homma K.,

rice in Japan. J. Agric. Meteorol. 67（4）:297-306.

Shiraiwa T., and Sameshima

R.（2012）Effects92）Kuwagata T. Ishikawa-Sakurai, J. Hayashi H.

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Nagasuga K. Fukushi K. Ahamed A. Takasugi

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K. Katsuhara M. and Murai-Hatano M.（2012）

in soybean（Glycine max（L.）Merr.）. J. Agri.

Influence of low air-humidity and low root-

Meteorol. 68: 1-13.

temperature on water-uptake, growth and─ 39 ─

K., Ogawa

生態と防除 1アplanting dates. Crop Protection 29: 1401-1405.

aquaporin expressions in rice plants. Plant and104）松倉啓一郎・松村正哉（2011）フタテンチビヨ

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93）Lafarge T, Peng S, Hasegawa T. Quick W,

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Cicadulina bipunctata（Hemiptera: Cicadellidae）

94）Maruyama A. and Kuwagata T. （2010）and small brown planthopper, Laodelphax

Coupling land surface and crop growth models

striatellus（Hemiptera: Delphacidae）, in forage

to estimate the effects of changes in the growing

maize fields using yellow sticky traps. Applied

season on energy balance and water use of rice

Entomology and Zoology 46: 585-591.

paddies. Agric. For. Meteorol. 150（7-8）:919-930.

106）Matsukura K., Matsumura M. and Tokuda M.

95）丸山利輔・能登史和・高橋強・土原健雄・田中（2012）Host feeding by an herbivore improves

正（2010）手取川扇状地における生活排水処理水

the performance of off spring. Evolutionary

による窒素負荷の分析．農業農村工学会論文集．

Biology 39: 341-347.
107）Matsukura K., Yoshida K. and Matsumura

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96）増本隆夫（2010）気候変動下の災害軽減に向M.（2012）Estimation of climatic factors relating

けた水田の洪水防止機能の利活用．農業農村工学

to occurrence of the maize orange leafhopper,

会誌．78（9）：11-14.

Cicadulina bipunctata. Population Ecology 54:

97）増本隆夫（2010）広域水田地帯の洪水防止機

397-403.

能の評価と将来の流域水管理への利活用（Ⅰ）．

108）Matsukura K. and Matsumura M. （2013）（Ⅱ）．水利科学．315：23-38. 316：66-77.

Ecology of the maize orange leafhopper,

98）増本隆夫（2011）気候変動と水田の水利用 . 第Cicadulina bipunctata（Homoptera: Cicadellidae）

19 回日本雨水資源化システム学会シンポジウム（Melichar）. Japan Agricultural Research「雨水の循環～利用の工夫～」．平成 23 年 11 月．

Quarterly 47: 365-370.

99）増本隆夫・石田聡（2011）気候変動が水・土地

109）松倉啓一郎・吉田和弘・松村正哉（2013）2 年

資源に及ぼす影響評価と対策技術の開発研究．農5 作飼料作栽培体系の夏播き麦類等におけるワラ業農村工学会誌．79（12）：15-18.

ビー萎縮症の被害発生可能性．日本応用動物昆虫学会誌．57：11-18.

100）増本隆夫（2012）灌漑主体流域の農地水利用に与える気候変動影響の定量的評価法．東日本大110）Matsukura K., Izumi Y., Kumashiro S. and震災復旧進行のための実用新技術講習会及び技術

Matsumura M.（2014）Cold tolerance of the相談会．

maize orange leafhopper, Cicadulina bipunctata.
Journal of Insect Physiology 67: 114-119.

101）増本隆夫（2012）水田灌漑主体流域における気候変動影響評価法とその利活用．2012 年推廣先111）松尾喜義・荒木琢也・岡本毅（2010）2010 年 3

進農業技術因應氣候變遷中日研討會論文集．63-80.

月 30 日静岡県牧之原台地周辺における凍霜害時

307-344.

の茶株面気温と典型的被害事例．茶業研究報告．
110：65-73.

102）増 中 章・ 岡 部 郁 子・ 月 星 隆 雄（2013） ト
ウ モ ロ コ シ 葉 上 に お け る 根 腐 病 菌 Pythium112）松尾喜義・荒木琢也・岡本毅（2010）日本作物学会東海支部第 141 回講演会．

arrhenomanes の感染動態観察．日植病報．79（1）：113）松山宏美・藤田雅也・関昌子・小島久代・島31.
103）Matsukura K. and Matsumura M. （2010）

崎由美・松中仁・蝶野真喜子・八田浩一・久保堅

Cultural control of leafhopper-induced maize司・高山敏之・乙部千雅子・小田俊介・渡邊好昭・

wallaby-ear symptom in forage maize via early加藤鎌司（2015）コムギ日長反応性遺伝子 Ppd-B1

─ 40 ─

及び Ppd-D1 の生育と収量への影響．農研機構成

彦・久松完・後藤丹十郎（2014）暗期中断による 7

果情報．

～ 9 月の高需要期連続出荷に適する小ギク品種の選定．園芸学研究．13：349-256.

114）Matsuyama H. et al.（2014）Growth and yieldproperties of Near-Isogenic wheat lines carrying

125）村上雅則・桑形恒男・石郷岡康史・西森基貴

different photoperiodic response genes. Plant（2012）農耕地モニタリング地点の選定とその気

Prod. Sci. 18: 57-68.

温変化傾向に関する地域的な特性．生物と気象．
11：41-50.

115）皆川裕樹・増本隆夫（2010）実降雨データと温暖化実験データにみる金沢周辺の豪雨の強度変化

126）村本和之・野崎匠・唐津達彦・笹谷孝英（2010）
コムギ縞萎縮病の発生地域における品種 ｢ふくやと発生分布．応用水文．22. 1-10.

たか｣ への品種転換の有効性．山口農技センター

116）皆川裕樹・増本隆夫（2012）地球温暖化により

研報．1：18-23.

豪雨や農地の洪水リスクは増加するのか . 手取川
流域の明日を目指して －人々の生活を支える水127）長井薫・渡邊雅彦・井原昭彦・増本隆夫・吉田武郎（2011）データの極端に少ない地域における循環－．石川県立大学出版．pp. 34-38.

新たな流域灌漑方式．農業農村工学会誌．79（4）：117）皆川裕樹・増本隆夫（2012）温暖化に伴う降水15-18.

量と内部波形変化の予測と低平地排水への影響評
価．農業用水を核とした健全な水循環 －地球温暖128）長野県果樹試験場（2013）リンゴ、桃の樹体凍害軽減技術マニュアル．8.

化を前提とした手取川流域の事例－．石川県立大129）Nagasuga K. Murai-Hatano M. and Kuwagata

学出版．pp. 23-32.
118）皆川裕樹・増本隆夫・堀川直紀・吉田武郎・工T.（2011）Effects of root temperature an dry

藤亮治・北川巌・瑞慶村知佳（2013）水稲減収尺

matter production and root water uptake in rice度の策定のための実水田圃場内に清水・濁水区をplants. Plant Production Science 14（1）:22-29.

設けた模擬冠水試験－試験手法の提案と生育概130）名古屋靖一郎・桐博英（2010）正値性を有する
2 次元移流有限要素スキームのある導出．日本応況調査－．農村工学研究所技報．214：111-121.

用数理学会論文誌．20（4）：309-320.

119）皆川裕樹・増本隆夫・堀川直紀・吉田武郎・工藤亮治・北川巌・瑞慶村知佳（2013）洪水時の水131）Nakamura H. Tokida T, Yoshimoto M, Sakai

田環境を再現した水稲減収尺度推定のための模擬

H, Fukuoka M, Hasegawa T.（2012）Performance

冠水試験．応用水文．25：25-34.

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ジャスモンを混合して散布する新しい浮皮軽減技

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FuruyaJ.

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（2015）Development of a socio-economic evaluation tool

【その他著作・著書】

of agricultural technologies to adapt to climate

1）Aizaki H.（2014）Technical data on subjective

change. JARQ 49(2): 135-141.

time discount rates measured through a web
survey in Japan．農村工学研究所技報．215：219-

10）Kunimitsu Y.（2011）Asset management ofpublic facilities in an era of climate change:

226.

application of the dynamic computable

2）古家淳（2011）地球温暖化リスクと世界の食料

general equilibrium model, ed. C.A.Brebbia

市場－ IPCC 社会経済シナリオ別の分析－．南石

and E.Beriatos, Sustainable Development and晃明編著『食料・農業・環境とリスク』．農林統計

Planning V, WIT Press, 553-562.

協会 , 73-87.

11）Kunimitsu Y., Iizumi T., Yokozawa M.（2014）

3）Furuya J., Kobayashi S., and Meyer S. D.

Is long-term climate change beneficial or harmful（2011）Economic impacts of climate change on

for rice total factor productivity in Japan:

global food supply and demand. Rattan Lal et al.

Evidence from a panel data analysis. Paddy andeds,“Climate Change and Food Security in South

Water Environment（Supp. 2）:S213-S225.

Asia”.Springer, 377-394.

12）國光洋二（2014）日本における長期気候変動の経済影響：地域動学応用一般均衡モデルによる知Ⅸ

特許取得・申請

見 . 土木学会地球環境研究論文集 G（環境）．70（5）：１

農業分野における温暖化緩和技術の開発

I13-I19.

1）「炭素繊維充填好気性バイオリアクターを用い

13）Kunimitsu Y. and Kudo R.（2015）Fluctuations

た一酸化二窒素（N2O）抑制型排水処理技術」（公in rice productivity caused by long and heavy

開番号 2014-205136）

rain under climate change in Japan: Evidence

山下恭広、長田隆、荻野暁史、田中康男（2014）

from panel data regression analysis. JARQ 49
（2）
:

２

159-172.

地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発

14）Kunimitsu Y.（2015）Regional impacts of longterm climate change on rice production and1）「沿岸農地の氾濫解析モデル」（登録番号 P 第agricultural income: Evidence from computable

10189号-1）

general equilibrium analysis. JARQ 49（2）: 173-

桐博英、丹治肇、白谷栄作（2013）

185.
15）國光洋二・工藤亮治・飯泉仁之直・横沢正幸

Ⅹ

研究担当者

（2014）稲作の総合生産性に対する気候変動と空１

農業分野における温暖化緩和技術の開発

間的従属性の影響－空間計量経済モデルによる分（１） 農地及び草地におけるモニタリング・モ
デリングと全国評価

析－．地域学研究．44（3）：305-323.
16）沖山充・徳永澄憲（2011）タイにおけるバイオ

独立行政法人農業環境技術研究所

燃料の普及促進による CO2 排出量削減効果：CGE

宮田

明＊、小野圭介、間野正美、江口定夫＊、モデルを用いて．地域学研究 41（2）：435-448.

朝田

景、板橋

17）沖山充・池川真里亜・徳永澄憲（2013）気候変動

麓

直、常田岳志、長谷川利拡、＊

多門 、早野美智子、片柳薫子、白戸康人＊、による我が国農業生産に及ぼす影響分析－ 8 地域

井上吉雄、岡本勝男、石塚直樹、岸本文紅、

パネルデータを用いて．筑大農林社会経済研究．

高田裕介、三島慎一郎、横沢正幸、米村正一郎、

29：1-17.

須藤重人、矢ヶ崎泰海

18）Tokunaga S., Okiyama M., and Ikegawa
M （2015） Impacts of Climate Change on

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構果樹研究所

─ 47 ─

中津智史、中本

杉浦裕義、井上博道

洋、塚本康貴、中村隆一、

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構畜産

竹内晴信、甲田裕幸、濱村美由紀、板垣英祐、

草地研究所

藤井はるか

森

昭憲、松浦庄司、渋谷

沖縄県農業研究センター

岳、寳示戸雅之

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構九州

儀間

沖縄農業研究センター

康太、崎間

島

靖、親富祖明、山口

悟、伊波

聡、知念

浩

（３） 農地土壌における温室効果ガス排出削減・

武男

吸収源機能向上技術の開発

国立大学法人北海道大学
波多野隆介、清水真理子、濱田洋平

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構中央

国立大学法人東京農工大学

農業総合研究センター

木村園子ドロテア

小南靖弘、大野智史

国立大学法人三重大学

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構野菜

取出伸夫

茶業研究所

国立大学法人宮崎大学

廣野祐平、野中邦彦

新美光弘

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構北海国立大学法人岩手大学

道農業研究センター

築城幹典

永田

修、林

怜史、辻

博之、古賀伸久、＊

学校法人酪農学園酪農学園大学

下田星児

澤本卓治

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構東北地方独立行政法人北海道総合研究機構根釧農業試験

農業研究センター場

鮫島良次、中嶋美幸、内田智子、小林浩幸、
松本武彦、有田敬俊

好野奈美子、松波寿弥、豊田

岩手県農業研究センター
高橋 司、小原独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構九州繁、川守田真紀

沖縄農業研究センター

福島県農業総合センター

山根

岩淵幸治、額田光彦、根本知明
裕、郷内武、折本善之、飯村剛、久保寺秀夫、脇山恭行

独立行政法人農業環境技術研究所

茨城県農業総合センター園芸研究所
藤田

林
強

健太郎

公立大学法人秋田県立大学
高階史章＊

山梨県果樹試験場
手塚誉裕、加藤治

山形県農業総合研究センター

愛知県農業総合試験場

熊谷勝巳、塩野宏之、齋藤

恒川

歩、辻

正樹

山田寧直、芳野寬、今野陽一、

中川文彦、布山美恵、矢野真二

長崎県農林技術開発センター

福島県農業総合センター

豊佐藤睦人、齋藤熊本県農業研究センター果樹研究所
榊

鮎、浅井元朗隆、大越聡、中山秀貴、

吉田隆浩、根本知明

英雄、山田一宇、橋本享子、峯田絵里

新潟県農業総合研究所（２） 農地整備を活用した炭素の長期貯留技術の開発

白鳥

豊 、古川勇一郎

愛知県農業総合試験場

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構農村吉川那々子、武井真理、久野智香子、谷

工学研究所

林

北川

＊

巌 、原口暢朗、若杉晃介、瑞慶村知佳

元樹、東野敦、田中雄一、日置雅之、

菅野淳夫、平岩確、福田充洋、井手康人、

地方独立行政法人北海道立総合研究機構中央農業試

大越聡、尾賀俊哉、辻験場

恒川歩、奥野綾子─ 48 ─

俊男、

正樹、瀧

勝俊、

長嶋

国立大学法人岡山大学
岩田（６） 自然エネルギー利用による温室効果ガス

徹

排出量削減技術の開発

国立大学法人愛媛大学
当真

要

石川県立大学生物資源環境学部（４） 家畜排せつ物処理における温室効果ガス
排出削減技術の開発

瀧本裕士＊
独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構近畿

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構畜産

中国四国農業研究センター
柴田昇平＊

草地研究所
隆＊、荻野暁史＊、森岡理紀、山下恭広、

長田協、望月正己山口県農林総合技術センター＊

日高輝雄＊、鶴山浄真、廣林祐一

安田知子、福本泰之 、大谷文博
独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構北海２

道農業研究センター

適応技術の開発

前田高輝（１） 気候変動の実態解明と気候シナリオの提示

酪農学園大学
澤本卓治、猫本健司、干場信司

独立行政法人農業環境技術研究所
西森基貴＊、石郷岡康史、桑形恒男＊、熊本県農業研究センター畜産研究所

長谷川利拡＊

中山統雄、大川夏貴（２） 土地利用型作物における影響評価と適応

佐賀県畜産試験所

技術の解明

河原弘文
岡山県農林水産総合センター畜産研究所
白石

地球温暖化が農業分野に与える影響評価と誠、高取健治、水木

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構中央剛

農業総合研究センター
柴部中央農業試験場

中園

卓也＊、松村正哉、中川博視、吉田ひろえ、

地方独立行政法人北海道立総合研究機構農業研究本
日向貴久、木村義彰、鈴木澁谷知子＊、黒川俊二＊、吉永悟志、大角壮弘＊、

剛

地方独立行政法人北海道立総合研究機構農業研究本部畜産試験場湊

江＊、笹谷孝英＊、寺尾富夫、松山宏美＊、

古畑昌巳

啓子、渡部

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構作物

山川政明、寺見敢、甲田裕幸、原

悟志、

研究所

裕

荻原

石川県農林総合研究センター畜産試験場
土屋いづみ、悦永秀雄、堂岸均＊、中野

乙部千雅子、関洋、高山敏之、小島久代、宏

昌子

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構北海株式会社ズコーシャ

道農業研究センター

保井聖一、品川浩一

石川枝津子、井上（５） 反すう家畜からの温室効果ガス排出削減
技術の開発

聡、岩田幸良、臼木一英＊

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構東北農業研究センター

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構畜産兼松誠司、神田英司、菅野洋光＊、熊谷悦史＊、

草地研究所

小林

永西

修＊、真貝拓三、三森真琴

隆＊、鮫島良次

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構近畿
中国四国農業研究センター

国立大学法人北海道大学農学研究院

長田健二＊、千葉雅大＊

小林泰男
地方独立行政法人北海道立総合研究機構農業研究本

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構九州部根釧農業試験場

沖縄農業研究センター

昆野大次、糟谷広高、大坂郁夫、谷川珠子

北川

出光興産株式会社先端技術研究所

寿 ＊、中野恵子、井上博喜 ＊、宮坂

藤田雅也、松村正哉
─ 49 ─

篤、

本多一郎、松尾

独立行政法人農業環境技術研究所＊＊

飯田博之、山田龍太郎＊、荒木琢也、角川

西森基貴 、石郷岡康史、桑形恒男 、＊長谷川利拡 、吉本真由美、麓

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構北海秋田県立大学生物資源科学部土壌環境学研究室
金田吉弘 、高階史章、佐藤道農業研究センター
髙篠賢二孝

独立行政法人農研機構 東北農業研究センター

国立大学法人岩手大学

稲本勝彦

下野裕之、岡田益己

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構近畿

国立大学法人岐阜大学
松井

中国四国農業研究センター勤

吉田祐子、山崎敬亮

国立大学法人京都大学大学院

国立大学法人筑波大学

白岩立彦、本間香貴

瀬古澤由彦

宮城県古川農業試験場＊

鈴木智貴 、大場淳司、宮野法近、辻国立大学法人宇都宮大学

英明

本條

福島県農業総合センター正広＊

岸

小松茂雄＊、中井

田村文男＊

譲、鳥塚

智、武久邦彦、岩手県農業研究センター県北農業研究所悟

田代勇樹、鈴木良則

福岡県農林業総合試験場

福島県農業総合センター

＊

内川

均＊

国立大学法人鳥取大学農学部

滋賀県農業技術振興センター
堀田

修 、佐藤大和、荒木雅登、浦広佐久間宣昭、斎藤祐一＊、湯田美菜子、額田光彦

幸、

大野礼成

栃木県農業試験場
大谷義夫＊、石下康仁、三坂

長崎県農林技術開発センター＊

市原泰博 、古賀潤弥、生部和宏、永尾亜珠紗、猛、櫛渕康平

群馬県農業技術センター高冷地野菜研究センター
富田真佐男、小林逸郎、田中一史

大脇淳一、江里口正晴（３） 果樹・野菜等の園芸作物及び茶における茨城県農業総合センター園芸研究所

影響評価と適応技術の開発

村﨑

聡、田附

博、常見高士、駒形智幸、

永井永久

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構中央

神奈川県農業技術センター

農業総合研究センター

高田敦之、草野一敬、藤代岳雄

本多健一郎、大原源二、中川博視
独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構果樹静岡県農林技術研究所果樹研究センター
古屋雅司＊、中村茂和、高橋哲也、菊池佑弥、

研究所
朝倉利員＊、岩波

徹＊、上地奈美＊、

＊

土圡田

白井由紀

＊

聡 、生駒吉識、佐藤景子 、松本

中嶋直子、深町
＊

薬師寺

浩、圡田

光、

長野県果樹試験場＊

岡沢克彦＊、船橋徹郎、福田聡、杉浦俊彦 、＊

博 、阪本大輔 、杉浦裕義

勉、小松宏光

長野県野菜花き試験場

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構花き袖山栄次、小沢智美、土屋宣明、星野英正、

研究所

塩川正則、中村憲太郎

久松＊

完 、中野善公、住友克彦、小田岐阜県中山間農業研究所

篤

神尾真司＊、宮本善秋

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構野菜
茶業研究所
岡本

修、

＊

岡田邦彦

多門、

酒井英光、福岡峰彦、常田岳志、臼井靖浩＊

哲、長菅香織、武田光能、

和歌山県果樹試験場＊

毅 、本多健一郎、武田光能、飯田博之、

東出忠桐 *、鈴木克己、安場健一郎、今西俊介、
─ 50 ─

中谷

章＊、山田芳裕、井口

池田晴佳、水上徹

豊、萩平淳也、

渡辺

岡山県農林水産総合センター農業研究所
森

義雄、中島

地方独立行政法人北海道立総合研究機構農業研究本

拓、藤本拓郎

部根釧農業試験場

兵庫県立農林水産技術総合センター

牧野

山本晃一

＊

藤井弘毅

亮 、白石美樹夫

長野県畜産試験場

佐賀県果樹試験場

三木一嘉、宮坂幸弘

恵、福田浩幸、児玉龍彦、（５） 水及び土地資源における影響評価と適応

稲富和弘

技術の開発

熊本県県農業研究センター果樹研究所
藤丸治、出口健三郎、部北見農業試験場

福岡県農林業総合試験場

高須陽介 、加藤拓、酒井

地方独立行政法人北海道立総合研究機構農業研究本

広瀬拓也、垣内加奈子

＊

司、林

三枝俊哉

高知県農業技術センター

四宮

元

＊

治 、宮田良二、平本恵、大崎伸一、独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構農村

岩谷章生、加久るみ子

工学研究所
堀川直紀＊、吉田武郎、増本隆夫＊、工藤亮治、

鹿児島県農業開発総合センター
坂上陽美 *、藤川和博、東明弘

鹿児島県農業開発総合センター・茶業部大隅分場＊

田中敏弘 、美座芳江、勝田雅人

吉本周平 ＊、土原健雄、白旗克志、石田

聡 ＊、

皆川裕樹 ＊、吉迫肇、宏、桐中矢哲郎、友正達美、内村

博英 ＊、丹治求

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構中央

沖縄県農業研究センター名護支所＊

農業総合研究センター

平松紀士（４） 畜産・飼料作物における影響評価と適応

坂田

賢＊

技術の開発
独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構畜産

３

影響評価

草地研究所
＊

（１） 地球温暖化の影響評価と代表的適応技術の＊兼松伸枝 、石田三佳 、池口厚男、
＊

＊

評価

＊

須藤まどか 、森田聡一郎 、月星隆雄 、増中章、三ツ橋昇平

独立行政法人国際農林水産業研究センター

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構動物
衛生研究所

古家

淳＊、小林慎太郎

学校法人廣池学園麗澤大学＊

吉岡耕治 、国保健浩

徳永澄憲、沖山

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構北海

松下秀介

＊

＊

聡 、廣田知良、奥村健治 、高田寛之、

松村哲夫

充、阿久根優子＊

国立大学法人筑波大学

道農業研究センター井上

地球温暖化が農林水産分野に与える経済的国立大学法人北海道大学
合崎英男＊

黄川田智洋

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構東北独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構

農業研究センター

農村工学研究所
國光洋二＊

菅原幸哉
独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構九州（２） 開発された緩和技術・適応技術の評価

沖縄農業研究センター

独立行政法人国際農林水産業研究センター＊＊

小林慎太郎＊、古家

松倉啓一郎 、田中正仁 、野中最子、神谷裕子（＊執筆者）

独立行政法人農業生物資源研究所
作本亮介＊、高橋透、林淳

憲悟、粕谷悦子

国立大学法人東京農工大
─ 51 ─

第１編 農業分野における温暖化緩和技術の開発
第１章 農地及び草地におけるモニタリング・モデリングと全国評価
１

炭素収支と温室効果ガス排出・吸収量の精一次生産量（ANPP 及び BNPP）と、閉鎖式手動

密測定

チャンバー法で測定した土壌有機物・堆肥の分解量アから計算した NEP の年間値を、渦相関法で直接測研究目的

農地及び草地の温室効果ガス収支では炭素蓄積が定した NEP と比較すると、地点によっては数 t C/

重要な役割を占め、特に草地・飼料畑では作物残渣

ha/yr の差がみられた。牧草地の BNPP の実測値はに加えて家畜飼養に伴う堆肥等の有機物の供給によ不確実性が大きいことから、本研究では NEP から

り大きな炭素蓄積が期待される。しかし、我が国のANPP と土壌有機物・堆肥の分解量を差し引いた

土壌や草地管理に対応した炭素蓄積機能や温室効果

残差として BNPP を求めた。

ガス排出ポテンシャルの評価は十分とはいえない。

渦相関法による CO2 フラックスの実測値から推

本課題では、農地及び草地での温室効果ガスの排定した生態系呼吸量の年間値の処理区間差を、堆肥出・吸収量の精密測定により、炭素収支測定手法間

施用区における堆肥の年間分解量（前年までに施用の整合性を確認して適切な炭素収支の評価手法を確した堆肥の分解量を含む）と見なし、以下の方法で立するとともに、飼料生産性の向上と土壌炭素の蓄

堆肥の平均的な分解率を決定した。すなわち、有機積、温室効果ガス排出削減をめざした、地域におい物の施用後年数と残存率との関係を表す内田のモデて実効性のある草地管理法を提示することを目的と

ル 2） を変形することにより、堆肥連用 k 年目の堆

する。

肥分解量

は、次式で表すことができる。

ここで、は t 年目の施用量、 は半減期が 0.15

イ

研究方法

（ア） 炭素収支の適切な算定手法の提示と牧草地の炭素収支
気候条件の異なる国内の主要畜産地域 4 か所（5地点）の牧草地を調査地点とした（図 1110-1、表年、1.5 年、15 年の有機物画分の割合、 は各画分

1110-1）。いずれの地点も採草地として管理されての年分解率に相当する係数（

おり、土壌は黒ボク土である。各地点に、化学肥料=0.955）である。5 年以上の期間ののみを施用する区（化学肥料区）と、堆肥を施用が得られた 3 地点について、最小二乗法により をし不足する要素を化学肥料で補う区（堆肥施用区）決定した。

の二つの処理区を設けた（表 1110-2）。堆肥は静内（イ） 牧草地・飼料畑の温室効果ガス収支と N2O（SZN）、新ひだか（SHD）では 5 月に、その他の地の排出係数

点では前年の 10 ～ 11 月に散布し、牧草の収穫は年（ア）に示した各調査地点（牧草地）に、堆肥施用区、

2 ～ 4 回行った。

化学肥料区に加えて窒素肥料を施用しない区（無窒=0.01,=0.63,の連続データ

渦相関法による CO2 フラックスの連続測定で得素区）を設置した。新ひだか（SHD）と那須塩原（NSS）

られた二酸化炭素（CO2）収支（純生態系交換量、では、飼料用トウモロコシ畑（以下では、飼料畑）

NEP）、収穫による炭素持ち出し量、堆肥による炭にも、無窒素区、化学肥料区、堆肥区（化学肥料の素施用量から、両処理区の年間炭素収支を算定し施用なし）の 3 種類の処理区を設置した。それぞれ

1）

た 。NEP は牧草の純一次生産量（NPP）と土壌の処理区で、閉鎖式手動チャンバー法を用いて一酸

有機物及び堆肥の分解量に分離できる。収穫時の牧化二窒素（N2O）とメタン（CH4）のフラックスを草のサンプリング調査で得た地上部及び地下部の純測定した。フラックスの測定は、施肥直後は週 2 回

─ 52 ─

図 1110-1

表 1110-1

調査地点の気候と優占草種

地点

年降水量
（mm/yr）

年平均気温
（℃）

NKS

1,158

5.4

timothy

SZN

1,365

7.9

reed canarygrass,meadow foxtail

SHD

1,365

7.9

orhcardgrass,meadow fescue

NSS

1,561

12.2

orchardgrass,
Italian ryegrass

KBY

2,569

16.3

Italian ryegrass,southern crabgrass

表 1110-2地点

調査地点の位置

年

優占草種

調査地点（牧草地）の施肥管理
堆肥施用区

化学肥料区
窒素施用量

堆肥の種類（副資材）(kg N/ha/yr)
NKS＊

2005～2013

141±32*

肉牛（バーク）
乳牛（乾草・おが屑）**

堆肥による
炭素施用量

堆肥による
窒素施用量

化学肥料による
窒素施用量***(tC/ha/yr)(kg N/ha/yr)(kg N/ha/yr)

3.5±1.6

190±58

93±33
57±69

SZN

2005～2007

117±52

肉牛（バーク）

6.8±1.1335±94SHD

2008～201379±20

乳牛（乾草）

1.9±0.4

159±6846±21

NSS

2005～2013

193± 8

乳牛（バーク/おが屑）

4.3±1.2

204±68142±33KBY

2005～2009

194±32

肉牛（籾殻）

3.0±0.8245±75127±47

2004 ～ 2006 年に施用。

＊＊

2007 年以降に施用。 *** 堆肥からの窒素供給量を考慮して施用量を決定。

程度、その他の期間は数週間毎に行い、台形法を及び CH4 の年間発生・吸収量に、（ア）で求めた炭用いて年間の発生・吸収量を算定した。また、N2O

素収支を加えて、それぞれの処理区の年間の温室効の年間発生量の処理区間差と化学肥料・堆肥による果ガス収支を算定した。

窒素施用量から、N2O の排出係数（窒素施用量当（ウ） 家畜排せつ物の堆肥還元による飼料用作物

3）たりの N2O として発生する窒素量）を決定した 。

畑の温暖化緩和ポテンシャルの推定

牧草地の堆肥施用区と化学肥料区については、N2O
─ 53 ─

飼料用作物畑（牧草地及び飼料畑）への家畜排せ

つ物の堆肥還元について、堆肥を還元しない場合

肥管理を実施した場合（堆肥施用区）には、炭素収（シナリオ A）及び窒素施用量の適正値に基づいて支は大きく改善され、那須塩原（NSS）を除く 3 地

堆肥を還元し、窒素施用量が適正値を下回る場合に点で炭素の蓄積となった（図 1110-2）。化学肥料区

は化学肥料で補う場合（シナリオ B）、という二つに比べて堆肥施用区の NEP が小さい値を示したののシナリオを設定した。（ア）、（イ）で得られた結は堆肥の分解による CO2 発生が加わったためであ果に基づいて、それぞれのシナリオでの全国の飼料り、二つの処理区の光合成量や収穫量に有意差は認

用作物畑の温室効果ガス収支を推定し、シナリオ間

められなかった 1）。

の温室効果ガス収支の差を温室効果ガス緩和ポテン

中標津（NKS）、新ひだか（SHD）、那須塩原（NSS）

シャルとした。シナリオ B では、各都道府県内での 3 地点について、堆肥の平均分解率を推定した結生産される堆肥全量のうちで飼料用作物畑に還元さ

果、施用堆肥の C/N 比が低い SHD で分解率が高れる割合（農林水産省統計情報部（2002）に基づいかったものの、堆肥施用から 5 年後の残存率は、3て推定）を、窒素施用量の適正値（施肥基準等の推地点の平均で約 60% と推定された。

奨値。本研究では年平均気温に応じた値を設定）を（イ） 牧草地・飼料畑の N2O 排出係数と堆肥施上限値として、飼料用作物畑に均一に施用した。各用が温室効果ガス収支に及ぼす影響

都道府県内で生産される堆肥量とその炭素・窒素含

牧草地の CH4 のフラックスは、静内（SZN）で量は、家畜飼養頭羽数（2002 年）、糞尿量とその炭素・

降雨後の土壌水分が高い条件で、最大で約 0.6 mg

窒素含量、副資材の成分値と添加割合及び堆肥化過C/m2/h の発生が観測されたことを除けば、発生、程における損失率（畜種別に設定）から算出した。

吸収ともにフラックスは小さかった。各地点、各1 km メッシュの飼料用作物畑面積を、都道府県

処理区の年間のフラックスは–1.9 ～ 5.5 kg C/ha/

別の牧草地・飼料畑面積比に基づいて牧草地と飼料

yr（2005 ～ 2010 年）で、処理区間差はなかった 3）。

畑に配分し、各メッシュの牧草地及び飼料畑の N2O

牧草地の温室効果ガス収支におけるメタンの発生・発生量、炭素蓄積量、窒素溶脱量をそれぞれ計算

吸収量は、地球温暖化係数を考慮しても無視できる

し、都道府県毎に集計した。牧草地・飼料畑の炭素大きさであった。

収支は、牧草・トウモロコシの ANPP 及び BNPP、

N2O については、牧草地への化学肥料及び堆肥

堆肥による炭素施用量、土壌有機物・堆肥分解量かの施肥後に顕著な発生が観測される場合が多く、年ら算定し、N2O 発生量はバックグラウンド発生量、間発生量は地点間、処理区間、年次間で有意な差

化学肥料窒素由来及び堆肥窒素由来の N2O 排出係が認められた 3）。NSS では、収穫期間別に計算した数、化学肥料・堆肥による窒素施用量から算定し

N2O 発生量の施肥窒素量に対する割合（収穫期間4）た。窒素溶脱量は、既往の研究成果 を参考にして、別の N2O 排出係数）が、平均気温が高いほど、施余剰窒素量（窒素施用量と窒素収量の差）の 25%

肥前後の総降水量が多いほど、大きな値を示した 6）。

とした。日本版被害算定型環境影響評価手法第 2 版

牧草地のバックグラウンド（無窒素区）の N2O（LIME2）に基づき、炭素蓄積量、N2O 発生量、窒の年間発生量及び化学肥料由来の N2O 排出係数は、

素溶脱量を統合した環境影響を評価した。統合化

気温、降水量とともに増加する傾向がみられた（図係数は、CO2（地球温暖化）、N2O（地球温暖化）、

1110-3）。化学肥料由来の N2O の排出係数は、NKS–

NO3 （富栄養化）のそれぞれについて、1 kg 当た
5）を除き、日本国インベントリ報告書における既往値（0.62%）7） よりも大きな値を示した。堆肥由来のり 2.3、737.7、18.6 円とした 。

排出係数には地点間差はみられず、5 地点の平均で

ウ

研究結果

0.36% であった 3）。堆肥施用区では、堆肥の連用に（ア） 牧草地の炭素収支と堆肥施用の影響

より、牧草収量を減らすことなく、化学肥料の減肥

牧草地の年間炭素収支は、化学肥料のみを施用しが可能となった（1 年目は 5%、5 年目は 37% 削減）。

た場合（化学肥料区）には、いずれの地点でも収穫

NSS では、堆肥連用 4 年目から堆肥施用区の N2Oによる炭素の持ち出し量が NEP を上回り、炭素のの年間発生量が化学肥料区を下回り、連用開始以降放出となった。一方、堆肥と化学肥料を併用する施の総発生量は 5 年目で化学肥料区とほぼ均しくなっ─ 54 ─

図 1110-2

牧草地の年間炭素収支

図 1110-3 牧草地からの N2O 発生量と年平均気温、
年降水量との関係

堆肥連用開始から 3 年間（2005 ～ 2007 年）の平均値と標準偏差。
正値は炭素蓄積、負値は炭素の放出を表す。F は化学肥料
区、M は堆肥施用区。

（a）、（b）は無窒素区の N2O 年間発生量、（c）、（d）は化学肥料由来の N2O 排出係数。

た（図 1110-4）。

全都道府県の値を合計すると、堆肥還元による炭素炭素収支に N2O 発生量を加えた牧草地の温室効

蓄積量の増加は 132 万 tC/y（飼料用作物畑面積当

果ガス収支では、化学肥料のみの施用では温暖化をたり 1.66 t C/ha/y）、N2O 発生量の削減は 59 万 kg

促進する一方で、堆肥施用は炭素蓄積効果を通して

N/y（0.74 kg N/ha/y）、温室効果ガス削減量は 513

N2O を含む温室効果への寄与を削減し、温暖化の

万 t CO2-eq/y（6.44 t CO2-eq/ha/y）、LIME2 に 基緩和に有効であることが明らかとなった（図 1110-

づく環境影響は 10,6 億円 /y（13,300 円 /ha/y）の5）。

緩和と見積もられた。北海道は全国の牧草地面積の（ウ） 家畜排せつ物の堆肥還元による飼料用作物

約 80%、飼料畑面積の 27% を占めるが、炭素蓄積

畑の温暖化緩和ポテンシャル

量の増加は全国の 35.7%、N2O 発生量の削減は 7.6%

牧草地及び飼料畑の温室効果ガス収支の計算に用に止まった。これは、都府県と比較すると、北海道いた諸量を表 1110-3 に示す。これらは、（ア）及びでは家畜飼養頭羽数に対する飼料用作物畑面積が大（イ）で得た実測データを定式化し、不足する情報

きく、シナリオ B での面積当たりの堆肥還元量がを既往の文献値で補ったものである。堆肥の分解量小さくなるためである。なお、本推定で設定した堆は、（ア）の解析結果に基づいて、堆肥連用 5 年目

肥の分解量（新規堆肥施用量の 40%）を 30%（50%）の値（新規堆肥施用量の 40%）を採用した。また、に変化させた場合、温室効果ガス緩和ポテンシャル

施用した堆肥からの窒素供給量は、内田モデル

2）

は約 10% 増加（減少）した。

における連用 5 年目の牛糞堆肥からの窒素放出割合（34.17%）とした。なお、農業機械を使用する作業

エ

考

察

に伴う CO2 排出量は考慮しなかった。

草地の炭素収支（炭素蓄積）は放牧地・採草地のシナリオ A と比較すると、シナリオ B の炭素収別や有機物施用などの管理法の影響を受ける。本研

支改善（炭素蓄積量の増加）、N2O 発生量削減、窒究の結果は、典型的な管理が行われている我が国の素溶脱量を含む環境影響緩和効果は、飼料用作物畑

採草地では、堆肥施用により土壌炭素量が維持されの面積当たりでは東海～四国の地域で大きかった。

ていることを示している。炭素収支の評価法として一方、都道府県毎の集計では、飼料用作物畑面積がは、NPP と土壌有機物分解量に基づく生態学的手大きな北海道から関東北部にかけての地域と九州南法もあるが、牧草地では水田や畑地に比べて BNPP

部で効果が大きいという結果となった（図 1110-6）。

の測定が難しいうえに、土壌有機物分解量の測定に

─ 55 ─

図 1110-4 牧草地への堆肥の連用が N2O 発生に及ぼす影響（那須塩原）（a）堆肥の連用年数と N2O 発生量の積算値の関係（b）連用開始から 5 年間の牧草の年間乾物収量の平均値と標準偏差

表 1110-3

図 1110-5

牧草地の温室効果ガス収支

堆肥連用開始から 3 年間（2005 ～ 2007 年）の平均値と標準偏差。正値は温暖化の促進、負値は抑制を表す。F は化学
肥料区、M は堆肥施用区。

飼料用作物畑への家畜排せつ物の堆肥還元による温暖化緩和ポテンシャルの推定に用いた諸量

項目

牧草地

飼料畑

炭素収支
地上部純一次生産量ANPP（tC /ha/yr）
地下部純一次生産量BNPP（tC /ha/yr）(0.44* H DM − 0.0294) / 0.967

0.0748 *ANPP – 0.0414

0.40 * M C

同左

0.422 * T a – 0.11

土壌有機物分解量（tC/ha/yr）
堆肥の分解量（tC/ha/yr）(0.44* H DM + 0.21) / 0.972

0.411* T a − 0.0169 * F N +1.61

同左

N2O発生
バックグラウンド発生量（kg N/ha/yr）

0.298 * T a + 0.512 * (soil-N) – 3.77

3.2

化学肥料窒素由来の排出係数

0.0022* P –1.3

–0.23*(soil-C) + 18

堆肥窒素由来の排出係数

0.36

0.53

その他
4.29 * T a + 138

窒素施用量の適正値（kg N/ha/yr）
堆肥からの窒素供給量（kg N/ha/yr）
乾物収量 H DM（t DM/ha/yr）
窒素収量（kg N/ha/yr）

同左

0.3417* M N

同左[1896*ln( F N+0.3417* M N)+181]*(0.027* T a+0.72)/1000[63.7*ln( F N+0.3417* M N)–88.7]* (0.027* T a+ 0.72)[1330*ln( F N+0.3417* M N)+ 8471] / 1000

29.9*ln ( F N+0.3417* M N) + 15.3

Ta：年平均気温（℃）。P：年降水量（mm/y）。
soil-N、soil-C ：土壌の全窒素量（g N/kg）及び全炭素量（g C/kg）。実際の計算では、5 調査地点の平均値（4.538 g N/kg、60.02 g C/kg）3）を用いた。
MC、MN：堆肥による炭素施用量（tC/ha/y）及び窒素施用量（kg N/ha/y）。FN：化学肥料による窒素施用量（kg N/ha/y）。

図 1110-6

家畜排せつ物の堆肥還元が飼料用作物畑の温室効果収支に及ぼす影響

シナリオ A（堆肥を還元しない場合）に対するシナリオ B（適正量の堆肥を施用した場合）の（a）炭素蓄積量の増加（正値は増加）、（b）N2O 発生量の削減（負値は削減）、（c）窒素溶脱量を含む環境影響緩和効果（負値は緩和）。1 km メッシュ単位で計算し、都道府県毎に集計。

─ 56 ─

は地表面の攪乱（植物の除去）が不可避である。こタを利用した我が国の牧草地の炭素・窒素動態とのため、数年から 10 年程度の時間スケールでの評

N2O 発生のモデル化及びモデル予測の検証用の長価では、本研究で採用した渦相関法による NEP に期モニタリングデータの収集が必要である。さらに、基づく方法が、生態学的手法よりも優位性がある。

草地更新などの施肥管理以外の草地管理法や気候変より長期の評価法としては土壌炭素量変化に基づく動適応策が牧草地・飼料畑の温室効果ガスの発生・方法があり、本研究でも深さ 30 cm までの土壌炭吸収に及ぼす影響を解明し、我が国の飼料生産にお素量を測定したが、サンプリング地点間の測定値のける総合的な気候変動対応技術を開発することが重ばらつきが大きく、5 年間程度では経年変化は検出要である。

できなかった。土壌炭素量の変化と渦相関法で評価

カした牧草地の炭素収支の定量的な比較は未解決の問
8）

題であり 、さらに長期間にわたるデータの蓄積が必要である。

要約

国内主要畜産地域 4 か所での温室効果ガスフラッ
クスの精密測定により、牧草地の炭素蓄積・温室効

従来、我が国の牧草地からの N2O 発生量に関す

果ガス収支と堆肥施用の影響を定量化し、牧草地のる実測データは少なく、その排出係数は水稲・茶以

土壌炭素量は堆肥施用により維持されていること、外の「その他の作物」として、畑地と同一の値（0.62%）

化学肥料窒素由来の N2O 排出係数は畑地の既往値

7）が用いられてきた 。本研究により、我が国の牧草よりも大きく、年降水量とともに増加すること、適地における化学肥料由来の N2O 排出係数は既往値

正量の堆肥の連用は N2O 発生量を増加させず、炭よりも大きく、年降水量とともに増加するという、

素蓄積を通して温暖化の緩和に有効であることを明

温室効果ガスインベントリの精緻化に有用な知見がらかにした。また、温室効果ガスフラックスの実測得られた。牧草地の N2O 排出係数が畑地よりも大値と各種統計資料を用いて、家畜排せつ物の堆肥還きな値となったのは、牧草地では土壌表層にリター

元による全国の牧草地・飼料畑の温暖化緩和ポテンが存在し、有機物量が多いためと考えられる。また、

シャルを、化学肥料のみを施用する場合を基準とし堆肥の連用により、牧草の乾物収量を減らすことなて推定し、炭素蓄積量の増加が緩和ポテンシャル全

く窒素の減肥が可能になり、N2O 発生量も増加しな

体の約 95% を占めることを明らかにした。

いことが明らかになった。N2O の年間発生量は気温・降水量とともに増加し、特に施肥前後の降水量の影

キ

響を受けるので、気温が比較的低く降水量が少ない

1）Hirata R. et al.（2013）Carbon dioxide exchange

秋季に堆肥を施用し、地温が高く降水量の多い夏季

at four intensively managed grassland sitesに窒素を減肥する施肥管理は、炭素蓄積効果を含め

across different climate zones of Japan and theて牧草地からの温室効果ガスの排出削減に有効であ

influence of manure application on ecosystem

6）

引用文献

る 。なお、冬季に降水量が多い日本海側の多雪地

carbon and greenhouse gas budgets. Agric. For.

帯については、N2O フラックスの実測データの追Meteorol. 177: 57-68.

加が必要である。

2）農林水産技術会議事務局（1985）農耕地におけ

家畜排せつ物の堆肥還元による飼料用作物畑の温る土壌有機物変動の予測と有機物施用基準の策定

暖化緩和ポテンシャルの全国評価では、炭素蓄積量（プロジェクト研究成果シリーズ 166），pp. 1-138.

増加が全体の約 95% を占め、堆肥の分解率が温暖3）Shimizu M. et al.（2013）The effect of fertilizer

化緩和ポテンシャルに直結することが明らかになっ

and manure application on CH 4 and N 2 Oた。本研究では堆肥の分解率を一定値としたが、評

emissions from managed grasslands in Japan. Soil

価の精緻化には気候条件や堆肥の理化学性を考慮しSci. Plant Nutr. 59: 69-86.

た分解率の設定が必要である。

4）Hayakawa A., Woli K.P., Shimizu M., Nomaru
K., Kuramochi K. and Hatano R.（2009）Nitrogen

オ

今後の課題

budget and relationships with riverine nitrogen

本研究で得られた温室効果ガスフラックスのデー
─ 57 ─

exports of a dairy cattle farming catchment ineastern Hokkaido, Japan. Soil Sci. Plant Nutr. 55:

イ

800-819.

（ア） 農地における水・炭素・窒素動態の解明

5）JLCA 日 本 フ ォ ー ラ ム

研究方法

LIME2 係 数 リ ス

全国各地（茨城県、愛知県、長崎県等）の有機物

ト（2013 年 10 月 4 日 版 ）http://lca-forum.org/

長期連用土壌等を対象としたモニタリングネット

database/impact/（参照日：2015.4.28）．

ワークを構築し、モデル開発に必要な基礎情報を収6）Mori A. and Hojito M. （2012） Effect of集した。

combined application of manure and fertilizer onａ

異なる地目（畑、樹園地、草地）、土壌（黒N2O fluxes from a grassland soil in Nasu, Japan.

ボク土、黄色土、灰色低地土等）、作目（ニホンナ

Agric. Ecosyst. Environ. 160: 40-50.

シ、スイートコーン－キャベツ連作、バレイショが

7）温室効果ガスインベントリオフィス編（2014）

基幹作物の輪作等）の有機物（牛糞・豚糞・稲わら

日 本国温室効果ガ ス イ ン ベ ン ト リ 報 告 書，pp.

堆肥、緑肥作物、作物残渣）長期連用圃場等を対象に、（6-26）–（6-30）．

水（土壌の体積含水率、圧力ポテンシャル、ライシ

8）Leifeld J., Ammann C., Neftel A. and Fuhrer J.

メータ排水量、暗渠排水量等）、炭素（土壌の全炭（2011）A comparison of repeated soil inventory

素含量等）、窒素（土壌の全窒素含量、浸透水中のand carbon flux budget to detect soil carbon

有機態・無機態窒素濃度、N2O 排出フラックス等）

stock changes after conversion from cropland to

動態についての長期観測を行った。

grassland. Global Change Biology 17: 3366-3375.

ｂ

各農地（有機物連用 4 ～ 11 年間）における GHG 収支の総合的評価のため、N2O 排出量につ研究担当者（宮田＊明 、森昭憲、松浦庄司、いて地球温暖化係数（CO2 の 298 倍）を用いて CO2

波多野隆介、清水真理子、松本武彦、有田敬俊、

当量に換算すると共に、土壌炭素量の年当たり変化

築城幹典、新美光弘、寳示戸雅之、小野圭介、

量から差し引き、農地の GHG 収支とした。さらに、

間野正美、渋谷

この GHG 収支と溶脱水中の年平均窒素濃度の関係

岳、濱田洋平）を圃場別に見ることにより、大気圏と水圏への環境負荷を総合的に評価した。

２

炭素・窒素統合循環モデルの構築
ア（イ） モデル開発と農地管理シナリオ分析

研究目的

農地における GHG 排出、窒素溶脱及び水収支を農地への有機物連用は、土壌炭素蓄積を促進する

予測可能なモデルとして LEACHM1）、Hydrus-1D2）ため温暖化緩和技術として期待されているが、有機及び DNDC3） を選定し、次の様にモデル開発と農物の多量投入は一酸化二窒素（N2O）排出と窒素溶地管理シナリオ分析を進めた。
ａ

脱を増加させる懸念がある。また、気候変動（温暖これらの数値モデルの入力データとして化と大気 CO2 増加）が N2O、CO2、メタン（CH4）必要となる土壌の種類別・深さ別・地目別の物理

等の温室効果ガス（GHG）排出を促進する「フィー的性質のデータベースを整備するため、1979 年以

ドバック効果」については十分に解明されていない。

降 5 年毎に全都道府県で実施された土壌環境基礎

さらに、気候変動は降水量や蒸発散量を変化させ、調査事業の定点調査データに基づくデータベース

農地の水収支にも影響を与える。本研究では、有機

SolphyJ4） を作成した。また、上記（ア）の各圃場

物連用と気候変動という条件において、農地からのでは、深さ別土壌の水分特性曲線、全炭素・全窒素

GHG 排出、窒素溶脱及び水収支を予測できるモデ

含量、粒径組成等を測定した。

ルを開発する。それによるシミュレーションに基づ

ｂ5,6）

土壌炭素量の長期変動予測に実績のある

き、生産性を維持しながら GHG 排出と窒素溶脱をRothC

軽減する総合的な温暖化緩和シナリオを提示する。

を LEACHM に導入すると共に、黒ボク土におけ

さらに、分野間連携により、農林分野での GHG 収

る硝酸イオン（NO3–）の吸着パラメータである固支を全国スケールで推定する。

液分配係数 Kd のパラメタリゼーション（土壌特性の有機態炭素動態と同様のアルゴリズムに応じて異なる Kd 値を与える経験式の作成）等を
─ 58 ─

行った。Hydrus-1D は、生物地球化学的反応のモ

在形態と CH4 フラックスとの関係から調べた。

7）

デル化で実績のある PhreeqC との連結計算を行う
8）ｄ

タカナリ、コシヒカリ等、異なる品種のためのプログラム HP1 を利用し、LEACHM と同CH4 発生量を測定し、炭素安定同位体分析等によっ等の炭素・窒素動態が表現可能なコードの構築を進て品種間差の要因を推定した。

めた。

（エ） モデルによる CH4 排出量の予測

ｃ

各地の有機物長期連用土壌等における水、

DNDC-Rice モデルを用いて、全国の水田からの炭素、窒素動態の観測データを用いて、モデル予測

CH4 排出量の将来予測、排出削減ポテンシャルの評

値との比較を行い、圃場レベルでのモデル予測精度価等を行った。

の検証を行った。
ｄａ

8 県（山形、福島、新潟、岐阜、愛知、徳農畜産業が盛んな H 川流域（黒ボク土が島、熊本、鹿児島）9 地点の水田について、日別気主体）を対象として、農林業センサス、県の生産農候シナリオデータセット ELPIS-JP9）から 2050 年ま

業所得統計等に基づき、計 45 の農業集落別の過去

での 10 系列の気候シナリオを抽出した。それらの40 年間の詳細な農業活動データ（水田以外の主要

気候シナリオの下でシミュレーションを行い、2050

作目面積、家畜種別飼養頭数等）を整備し、県の耕年までの CH4 排出量を予測するとともに、中干し

種基準、栽培暦、気象、土壌特性（SolphyJ 等に基延長による CH4 削減効果を評価した。

づく）、地下水位等のデータと共に LEACHM 入力ｂ

土壌環境基礎調査データから水田 986 地点

値とし、浅層地下水面への NO3-N 流入濃度を農業を抽出し、1981-2010 年の CH4 排出量を推定した。

集落別に計算した。現地の施肥実態に最も近いと思

その推定値を地方、圃場排水性、水管理別に解析し、われる現行シナリオ（耕種基準＋余剰堆肥）、堆肥

有機物施用量から CH4 排出量を推定する予測式をを施用しない化肥シナリオ（耕種基準の化肥のみ）導出した。これらの予測式と活動量データを用いて、及び化肥の 50% を堆肥で代替する代替シナリオを1990 年以降の我が国の全水田からの CH4 排出量を用意し、1960 年代は作付け実態（ビール大麦、耕推定した。

種基準）に従うウォーミングアップ期間（10 年間）とした。

ウ（ウ） 気候変動が CH4 発生に影響を及ぼすメカ（ア） 有機物長期連用土壌等における水・炭素・ニズムの解明窒素動態モニタリング

FACE・ 温 暖 化 実 験 水 田＊1ａに お い て 高 CO2

研究結果

各地の圃場観測結果 10-12） より、C/N 比の（+200 ppm）及び水・地温の上昇（+2℃）が CH­発

低い豚糞堆肥の連用は、N2O 排出と窒素溶脱を共生量を増加させる「フィードバック効果」とそれをに増大させること、C/N 比の比較的高い稲わら堆

もたらすメカニズムを以下の観点から調査し、さら肥及び牛糞堆肥の連用は、N2O 排出が増える場合と、にそれらの結果に基づいて DNDC-Rice モデルを改

N2O 排出と窒素溶脱がほとんど同じかやや減少す良した。

る場合があること、化学肥料のみの連用では、全炭

ａ

FACE で用いる CO2 の炭素安定同位体比

素含量が減少すること、有機物連用は土壌炭素の減が外気 CO2 と異なることを利用し、発生する CH4

少速度を軽減するが慣行的な施用量では土壌炭素のに占める栽培中のイネ由来光合成産物と土壌有機物

長期的な増大傾向は見られないこと等が示された。
ｂとの寄与を評価した。また加温によって CH4 発生

圃場毎の GHG 収支と溶脱窒素濃度の関係

より、GHG 収支を増大（土壌炭素を増大）する方量が増える機序を基質面から調べた。
土 壌 や イ ネ 根 に 棲 息 す る CH4 生 成 菌 や向は、溶脱窒素濃度を減少させる方向とほぼ一致し、

CH4 酸化菌の存在量等を調べることで、FACE が慣行的な牛糞及び豚糞堆肥施用量による長期的な土

CH4 発生量を増加させるメカニズムを微生物面から壌炭素増加は期待できないこと、強力な GHG であ調べた。

る N2O 排出量の削減が GHG 収支増大に及ぼす影響ｂｃ

高 CO2 や水・地温上昇が CH4 発生量を変化させるメカニズムを、土壌中の CH4 賦存量・存が非常に大きいこと、それは窒素溶脱削減にも効果的な方向であること等が示唆された。

─ 59 ─

（イ） 圃場～流域レベルのモデリング
土壌・肥培管理条件等の異なる計 12 圃場

Agreement、0.5 ～ 1 の範囲ならばモデル予測精度における水・窒素動態に対して LEACHM を適用

は良好）を用いて評価したところ、体積含水率、窒（ 図 1120-1、1120-2）。 実 測 値 に 対 す る モ
1987/04/13

1987/10/30

1988/05/17

1988/12/03

素溶脱量及び窒素含量等の項目について、対象圃場
1989/06/21

1990/01/07

1990/07/26

1991/02/11
01120-1 腐植質黒ボ
土・野菜畑（化学肥連用）からの浸透水の無機態窒素濃度の測値とLEACHM（オリナル及び改良後）モ
ル予測値の比較

浸透水中の窒素 (NO3-N + NH 4-N) 濃度 (mg L−1)

した13,14）

120
120

‐50
50

100
100

‐100
100
腐植質黒ボク土畑
化学肥料連用長期ライシメータ試験

実測値
改良版 (RMSE = 7.5)
オリジナル版 (RMSE = 20.4)

80
80

‐150
150

60
60

日降水量 (mm)ａ

デル予測値の適合性を統計的指標（IA：Index of

200
‐200

40
40
20
20
00
0
1987/04/13
50 30
陸稲

200
1987/10/30
300
キャベツ

400
1988/05/17
50 180

75
サトイモ

600
800
1988/12/03
1989/06/21
積算日数

1000
1990/01/07

70 30 210 60 60
陸稲

キャベツ

1200
1990/07/26
100 501400
1991/02/11（施肥N量 kg ha–1）

陸稲

図 1120-1 腐植質黒ボク土・野菜畑（化学肥料連用）からの浸透水中の無機態窒素濃度の実測値と LEACHM（オリジナル及び改良後）モデル予測値の比較

図 1120-2 中粗粒黄色土・野菜畑（豚糞堆肥＋化学肥料連用）における作土層（深さ 0～ 10 cm）中の NO3-N 含量の実測値と LEACHM（改良後）モデル予測値の比─ 60 ─

の多くで IA>0.5 となり、広域評価に用いる上で十CH4 生成菌を増加させる一方、CH4 酸化菌を減少さ分な予測精度が示された。DNDC は、中粗粒黄色せることが分かった 21,22）。

土畑に適用したところ、N2O 排出ピークのタイミｃ

湛水土壌中で生成された CH4 の多くは土

ングは概ね再現できたが、体積含水率や積算 N2O

壌水中（溶存状態）ではなく気泡（バブル）中にガ

排出量を過大評価した。Hydrus-1D は、土壌培養

ス態として存在していた。FACE や加温処理によっ実験データに基づき、炭素・窒素動態を記述するコーて CH4 発生量が増加する場合には、ガス態の CH4

ド作成とパラメータ決定等を行った。

賦存量も増加していた 19）。

ｂ
ル

15）

H 川流域に LEACHM を適用し、GIS モデｄ

タカナリの CH4 発生量は CO2 条件に拘わを用いて地下水流入 NO3-N 濃度を面的にマッらずコシヒカリに比べ 25% 程度低いが、CH4 の基ピングした。その結果、農地への窒素負荷の増減が質としての光合成産物の寄与率には両品種で有意差

地下水流入 NO3-N 濃度の増減として表れるには 5がなかった。これから、タカナリの CH4 発生量が～ 10 年程度を要すること、畜産排泄物由来の窒素少ない理由は、基質供給以外の要因（根圏の酸化還は化学肥料由来の窒素と同等以上の窒素負荷源及び元状態の違い等）にあると考えられた。このため、溶脱窒素濃度増大の原因となっていること、現行シ

DNDC-Rice でタカナリの根重当たり O2 放出速度を

ナリオや化肥シナリオでは地下水流入 NO3-N 濃度

コシヒカリの 2.8 倍と仮定すると、両品種の CH4 発が水質環境基準である 10 mg N/L を下回る可能性

生量の差を概ね説明できた。

は低いが、代替シナリオでは大幅な濃度削減が見込（エ） モデルによる CH4 排出量の推定、削減ポ

まれ、少なくとも一部の集落では 10 mg N/L を下

テンシャル評価

回る可能性が高いこと等が示された。

ａ（ウ） CH4 発生のメカニズム解明とモデルの改良よる水稲バイオマス増加等のため、今世紀半ばのCH4 の炭素安定同位体比の分析ラインを開CH4 排出量は今世紀始めに比べ約 20% 増加すると、発生した CH4 の同位体比を調べることで、予測された。しかし、中干しを延長すれば逆に 4%ａ
発し

慣行水管理を続けた場合、CO2 濃度上昇に

16）

CH4 の基質の半分以上は栽培中のイネ光合成産物に由来することを明らかにしたｂ。水・地温上昇は

土壌有機物だけでなくイネ光合成産物からの CH4生成も増加させていた強の削減が可能と予測された（図 1120-3）。

17）

18）

本研究で得た予測式を用いて CH4 排出量を推定した結果、2014 年版温室効果ガスインベン
トリ報告書の 1.5-2.7 倍の値となった（図 1120-4）。

。

高 CO2 に よ る CH4 発 生 量 の 増 加 傾 向 にこの要因として、1）作付面積が大きい北海道、東は、イネの光合成促進による根量の増加が伴ってい北、北陸で単位面積当たり CH4 排出量が高いこと、ｂ
た

19,20）

2）排水不良田で単位面積当たり排出量が高いこと、酸化菌の相対存在量を調査したところ、高 CO2 は3）1990 年以降、有機物施用量が増加傾向にあるこ

10年平均CH4発生量（kg C/ha/yr）。またイネ根に棲息する CH4 生成菌と CH4

700
全地点平均

600
500

最大値

400
300

75%

200
100
0

25%

中央値
最小値

2001‐2010 慣行

2041‐2050 慣行

2041‐2050 中干延長

期間・水管理図 1120-4 我が国の水全田からの CH4 排出量の推移
図1120-3 88県9地点における2050年までのCH4排出量の変化
県 9 地点における 2050 年までの CH4 排
図1120-3
出量の変化（2001-2010年および2041-2050年の平均）と水管理の影響（2001-2010 年及び 2041-2050 年の平均）と水管理の影響

─ 61 ─

（ウ） 高 CO2 環境下で CH4 酸化量が変化するかとが考えられた。

を検証する必要がある。また、中干し延長など、気

エ

考

察

候変動下で増加する CH4 を削減する方策を開発し（ア） 慣行的な有機物施用量では、土壌炭素量を普及する必要がある。

長期的に増大させる効果は期待できないことから、（エ） 現時点の CH4 排出予測式は水管理の設定

C/N 比の比較的高い堆肥窒素で化学肥料窒素の少が連続湛水と間断灌漑の 2 通りに限られているたなくとも一部を代替し、N2O 排出と窒素溶脱を共め、中干し日数の効果を反映できるように改良する。

に減少させることが、大気圏及び水圏への環境負荷を軽減する上で最適な方法と考えられる。

カ（イ） 開発した LEACHM は、有機態炭素の長期（ア） 農地土壌中の水・炭素・窒素動態予測モデ

的分解速度の変化を考慮しながら、窒素動態の長期

ル LEACHM を開発し、全国各地の有機物長期連用予測を可能とした点での新規性が非常に高く、今後、土壌等における長期観測データを用いて、モデル予

さらに多くの土壌、地目・作目、施肥条件下での検測精度の妥当性を示した。

証を進めたい。また、SolphyJ は、気候変動プロ内（イ） 農畜産業の盛んな H 川流域に LEACHM

外の多くの研究13,14,22,23）で活用が進んでおり、非常要約を適用し、過去 40 年間の農業活動実態に基づくシに波及効果が高いデータベースと言える。

ミュレーションを実施した結果、化学肥料窒素を（ ウ ） 水 田 か ら 発 生 す る CH4 の 半 分 以 上 は 栽

50% 削減し、その分を堆肥で代替する代替シナリ

培中のイネ光合成産物に由来することが確かめら

オにより、地下水流入 NO3-N 濃度が大幅に低減す

れ

18）、高 CO2 による CH4 発生量の増加も光合成促ると推定された。

20）。

（ウ） 高 CO2 による CH4 発生量の増加は、イネ

一方、CH4 酸化菌の解析から、生成量の増加だけでの光合成産物を基質とする CH4 生成量の増加が主なく、酸化量の減少も高 CO2 による CH4 発生量の要因と考えられたが、CH4 酸化量の減少も寄与して進を通した基質供給の増加によると推察された増加に寄与している可能性が示唆された

21,22）。CH4いる可能性が示唆された。タカナリはコシヒカリよフラックスは、湛水土壌中にバブル状態で存在する

り有意に CH4 発生量が低いが、その理由は、根圏CH4 賦存量と比例関係にあったことから、FACEの酸化還元状態など、光合成による基質供給以外のや加温による CH4 フラックスの変化はイネの CH4要因であると示唆された。

コンダクタンスではなく、正味の CH4 生成量（生（エ） 気候変動は今世紀半ばの CH4 排出量を今

成－分解（酸化））の変化によってもたらさせると世紀始めに比べ約 20% 増加させるが、中干し延長

考えられた

19）

によって気候変動の影響を相殺できると予測され。

（エ） 本研究のシミュレーション結果は、水田のた。

中干し延長が気候変動による CH4 排出増加に対す
る有効な緩和策であることを示す。また、本研究で

キ

引用文献

導出した CH4 排出予測式は、比較的簡易に我が国

1）江口定夫ら（2010）日本の農地土壌の物理的性の CH4 排出インベントリを算出するツールとして

質データベース SolphyJ の作成．平成 22 年度研究活用できる。

成果情報（第 27 集）．農業環境技術研究所．
2）H u t s o n J L （ 2 0 0 5 ） L E A C H M （ l e a c h i n g

オ

今後の課題

estimation and chemistry model）ver 4.1. Res Ser（ア） 各地の有機物長期連用試験を継続すると共No. R03-1. Dep of Crop and Soil Sciences, Cornellに、作物収量を落とすことなく窒素溶脱や GHG 排

Univ, Ithaca

出を削減するための現実的シナリオの実証試験を行3）Šimůnek J and MTh van Genuchten（2008）

い、その効果を検証する必要がある。

Modeling nonequilibrium flow and transport（イ） 農地からの N2O 排出を予測できる信頼性

processes using HYDRUS. Vadose Zone Journalの高いモデルを開発する必要がある。

7（2）:782-797.
─ 62 ─

4）Li C（2000）Modeling trace gas emissions from15）板橋直ら（2013）霞ヶ浦周辺地域における面源

agricultural ecosystems. Nutrient Cycling in

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Change Biology 17: 3327–3337, doi: 10.1111/j.1365-

7）Appelo

CAJ

Geochemistry,andPostmagroundwaterD（1993）

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9）Iizumi T et al.（2012）ELPIS-JP: a dataset ofcomposition controls the effects of climate

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doi: 10.1111/j.1758-2229.2012.00391.x.
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21）Okubo T et al. （2015） Elevated atmospheric

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associated bacteria. Frontiers in Microbiology 6:

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2009 using the curve number procedure and the─ 63 ─

pothole module. Soil Science and Plant Nutrition

被覆図を作成し、農業統計 GIS データを用いて比60（4）:551-564.

較検証した。
（イ） 果樹園の土壌炭素動態の解析と果樹におけ＊研究担当者（江口定夫 、朝田
麓

景、板橋

直、

る炭素蓄積能評価法の確立
果樹園における炭素蓄積量の実態を土壌と樹体バ

多門、長谷川利拡、常田岳志、早野美智子、

片柳薫子、島辻裕、郷内武、

イオマスそれぞれで解明するため、気候・土壌タイ

歩、山田寧直、芳野

豊、

プの異なる公設試験研究機関 5 場所（岩手、福島、

武男、藤田

正樹、恒川

茨城、山梨、熊本）果樹園において、様々な樹種（カ澤本卓治、取出伸夫）

ンキツ、リンゴ等）、施肥（化肥、堆肥等）、地表面＊

1：FACE は Free air CO2 enrichment の 略。
チャンバ等の囲い無しに大気 CO2 濃度を制御
的 に +200 ppm 増 加 さ せ た 実 験 水 田 の こ と。
2008 年まで岩手県雫石町で、2010 年からは茨城県つくばみらい市の農家水田で実施。温暖化実験は、ここでは水・地温上昇処理のこと
で、FACE 実験の副区（分割区法）として設けた。ヒーターによって対照温度区よりも水・
地温を +2℃高めた。

管理（清耕栽培、草生栽培等）条件で実施している
長期連用試験を 10 年以上継続させ、土壌炭素の変
動実態を定性的に明らかにした。これらのデータを活用し、果樹園土壌における RothC モデルの利用を検証した。また、樹体による炭素蓄積量を把握し、また土壌炭素動態モデルでの計算に必要な落葉や根の枯死など樹体から土壌へ供給される有機物量を推定するため、文献調査より様々な地域、樹形、植栽
密度等における果樹の現在量及び旧器官量と樹齢と３

全国スケールでの温暖化緩和ポテンシャルの関係を解析した。

の評価（ウ） 農耕地の温室効果ガス排出量の全国推定

ア

土壌炭素動態モデル RothC を用いて我が国の農研究目的

我が国全国の農地及び草地における土壌炭素量の地の土壌炭素量変化を全国計算するための計算シス

変化と温室効果ガス（GHG）の排出・吸収量を精テムを開発した。土壌タイプと地目（水田、畑、果緻に推定するためのモデル開発と必要なデータ整備

樹園、茶園、牧草地）で分けた 100 m メッシュをを行い、農地管理による温暖化緩和ポテンシャルの計算単位とし、気象、土壌、土地利用変化データ及全国推定を行う。また、これらの計算を実行する普び炭素投入量データを整備し、1970 年を初期値と及向けの意思決定支援システムを開発する。

して、将来部分については最新の気候変化シナリ
オを用いて全国計算を行うシステムとした。また、

イ

研究方法

Web 上で対象とする農地の場所や営農条件を入れ（ア） 地球観測衛星を用いた炭素・窒素動態要因

ると土壌炭素量の変化及びメタン、N2O、化石燃料の広域評価

消費を計算して表示する営農指導者や行政向けの意

農耕地における土地利用履歴分布図の開発・検証

思決定支援ツールを開発し、公開した。

のため、農業統計 GIS データ（全国市町村別作目

有機物分解量と土壌の CN 比、化学肥料窒素の施

別 GIS データセット）を作成した（2006 年は完了、用量から一酸化二窒素（N2O）発生を予測する N2O

1997 年は作成中）。また、青森県の GIS データからの統計モデルについては、土壌有機物分解（CO2）

高解像度（10 m）の土地利用図を作成し、八つのと N2O 排 出 の 同 時 測 定 デ ー タ セ ッ ト を 収 集 し、市（青森市、弘前市、八戸市、黒石市、五所川原市、

N2O 発生量を土壌有機物分解と窒素投入量から推十和田市、三沢市、むつ市）の田、普通畑、樹園地、定する既存の統計モデルをさらに検証し、パラメー

牧草地のメッシュを集計し、農業統計値と比較した。

ター調整を行った。また、非黒ボク土 5 か所、黒ボ

複数の精査地域で高解像度衛星画像を用いて土地利ク土 1 か所の圃場における観測データで検証した。

用・被覆図を作成し、これを MODIS 等中空間解像モデルへの入力情報（農業活動量、気象、土壌、度高頻度観測衛星画像の土地利用・被覆カテゴリー

土地利用）を整備し、本章 2「炭素・窒素統合循環

面積占有率の教師データに用いて、広域の土地利用モデルの構築」モデルによる CH4 排出量の予測連─ 64 ─

携し、土壌炭素、N2O、メタンを共通のシナリオを図の利用可能性を調べるため、ALOS 土地利用土地用いて全国計算し、三つのガスの総合評価を行った。

被覆図を環境省現存植生図の果樹園、茶園、牧草地で補完した土地利用・被覆図（ALOS 土地利用図

ウ

研究結果

otp）を作成し農林統計と比較した。水稲作付面積（ア） 地球観測衛星を用いた炭素・窒素動態要因

統計値は ALOS 土地利用図 otp の水田面積推定値の広域評価の 156% で、東海～西日本にかけては推定値が過小

農耕地における土地利用履歴分布図の開発・検証であった。普通畑面積統計値は ALOS 土地利用図のため、1997 ～ 2011 年の農業統計 GIS データ（全otp の推定値の 85% で、差が小さかった。果樹園

国市町村別作目別 GIS データセット）を作成した。

+ 茶園と牧草地の統計面積は ALOS 土地利用図 otp

ま た、JAXA が ALOS 衛 星 デ ー タ か ら 作 成 し たの推定値の 38% と 60% で、推定値が過大であった。

2006 年全国土地利用・被覆図を比較用に整備した。

（イ） 果樹園の土壌炭素動態の解析と果樹におけ

本図は分類精度が 55% 程度（面積では 86%）である炭素蓄積能評価法の確立

るが、果樹園、茶園、牧草地のカテゴリーがないので、果樹園における様々な処理条件での長期連用試験

環境省現存植生図（5 次＋最新更新パッチ）から追を継続し、土壌炭素量を調査した。これにより、土加した。青森県（一部）の 2 時期の SPOT 衛星デー

壌炭素の変動実態が詳細に解析できるようになっ

タから土地利用・被覆図を作成し、分類精度を評価た。堆肥を 10 年以上施用した果樹園の土壌炭素は、した。

ブドウ等落葉果樹園では主に表層付近で増加し、田植え期と登熟～収穫期の SPOT データを用い

20 cm 以下でほとんど変化しないことを明らかにして、水指数－植生指数空間での分布域変化と標高条たが、常緑果樹（ウンシュウミカン）園でも同様に件から、土地利用・被覆を分類し（土水植生三角分

変化しないことを確認した。3 地点（つくば、山梨、

類法）、森林図と重ねて誤分類を除去し青森県（一部）大村）の果樹園で同様の 3 処理（清耕区、草生区及の 10 m 解像度の 2006 年土地利用・被覆図を作成

び堆肥区）を約 10 年間連用処理した土壌の炭素濃した（図 1130-1）。本手法を田植え期と登熟～収穫

度は連用機関と線形の相関があった。また、土壌炭期の Landsat TM/ETM+ データに適用して青森県

素濃度と連用期間の関係から求めた土壌炭素の変化の 2002 年の 30 m 解像度土地利用・被覆図を試作

量は、場所（土壌）が異なっても清耕区 < 草生区

した。さらに 1 画素内水田面積率を推定し、市町村< 堆肥区の順に大きくなった。また、10 年間、同別に水田面積を集計したところ、統計値の 97.5% で様な栽培管理を継続した果樹園における年間の土壌推定できた。

炭素の変化量は、地表面を清耕管理した果樹園では、既存の衛星データから作成された土地利用・被覆

図 1130-1

初期の炭素濃度と相関が高かった。地表面を草生管2006 年の土地利用・土地被覆分類図

左図中央やや右寄りにある矩形は IKONOS 画像の範囲を示す。2 時期の植生指数と水指数の各分類カテゴリ平均値± 2σを元にした判別表を目視判読により修正した判別表による分類図（左）と森林図により誤分類を除去した分類図（右）。

─ 65 ─

理した果樹園では、土壌に供給される草量と相関が

土壌炭素動態モデル RothC を用いた農地の土壌高かった。堆肥を連用した果樹園では、施用される炭素量変化の全国計算システムを開発した 1,2）。そ堆肥の量と相関が高かった。果樹園の地表面を 10のシステムにおいて、他のガス（メタン、N2O）の年以上継続して清耕栽培することにより、土壌炭素計算と共通の農業活動量（図 1130-3）、土地利用変化、はわずかに増加（つくば）またはほとんど変化しな

メッシュ気象データなどを整備し、全国計算を行っかった（山梨、大村）。一方、草生管理では 10 年以た。N2O は、この RothC の計算結果と N2O 統計モ

上継続すると、土壌炭素はほとんど変化しなくなっ

デルの組合せにより全国計算を行った。メタンにつた。果樹園において長期連用試験条件下の土壌炭素

いては、本章 2「炭素・窒素統合循環モデルの構築」と RothC モデルの計算値を比較した（図 1130-2）。

モデルによる CH4 排出量の予測で算出した炭素投

これまで地表面から深さ 20 cm の土壌を対象に実入量により変化する排出係数を用いて全国のメタン

測値と農耕地用のパラメータを利用した RothC モ

発生量を計算した。また、化石燃料消費について、

デルの計算値はよく一致したが（図 1130-2 左）、実

農水省の調査事業の報告書から作物ごと、面積当測値は全て新規に造成の後、新植・開園した園地条

たりの CO2 排出量を引用し、それに面積をかけあ件であった。前歴が連用処理区と異なる果樹園におわせて全国値を計算した。これらの計算結果を総合

いて実測値と RothC モデルの計算値を比較したとし、三つの温室効果ガスを全て CO2 に換算したうころ、初期値を連用試験開始時の値を利用すると、えで、総排出量を総合評価したところ、水田メタン

RothC モデルは実測値と大きく異なった（図 1130-2＞化石燃料由来 CO2 ＞ N2O ＞土壌炭素由来 CO2 の右）。

順となった（図 1130-3）。土壌炭素は吸収の年もあり、（ウ） 農耕地の温室効果ガス排出量の全国推定

N2O との順序は逆転することもあった。

図 1130-2

図 1130-3

果樹園における長期連用試験土壌の実測値と RothC モデルの計算値との比較

三つの土壌由来温室効果ガスと化石燃料消費に伴う CO2 排出を合わせた CO2 排出量の推移
─ 66 ─

将来部分（2014 年以降）については、気象デー

により増加分の半分程度を打ち消すことができた。

タは気候変化シナリオ二つ（MIROC5, rcp26 及びWeb 上で土壌炭素を簡単に計算することができ

rcp85）、農地管理シナリオを四つ（1. BAU（現状る「土壌の CO2 吸収「見える化」サイト」を 2013

維持）、2. 有機物投入増、3. 有機物投入増 + 水田中

年度に公開し、さらに 2014 年度には、他の温室効

干し延長、4. 有機物投入増 + 水田中干し延長 + 窒

果ガス（メタン、一酸化二窒素）及び機械作業や資素減肥）の 8 通りについて計算を行い、シナリオ 1

材に由来する化石燃料消費も加えての総合評価を行に対する 2 ～ 4 の温暖化緩和ポテンシャルを見積える機能を加えた（図 1130-6）。

もった。

エ

土壌への炭素投入量を 1 割増加させるシナリオで

考察は、BAU の場合よりも土壌炭素量が多く推移した

三つの温室効果ガス（CO2 すなわち土壌炭素、メ（図 1130-4）。この時、将来の気候変化シナリオのタン、N2O）を計算するモデルをそれぞれ開発する違いの影響はそれほど大きくなかった。この 1 割のとともに、全国計算のための気象、土壌、土地利用、

炭素投入量の増加により、メタンは 10% 弱増加す

農業活動量などの空間情報を整備してモデルと組みるが、単位面積当たり 30% メタンを減らす効果が合わせることで、全国計算を行うシステムを構築しあるとされる中干しの延長を半分普及させることでた。これにより、三つのガストレードオフ関係を含15% 減らして打ち消すことができた（図 1130-5）。

む全国規模での予測が行えるようになった。土壌炭

N2O についても同様に、炭素投入量を 1 割増やす

素を増加させるための有機部投入量の増加というシことで発生が増加したが、化学肥料窒素の 1 割減肥

ナリオは、他の温室効果ガスを増加させるだろう（ト図 1130-4

全国の土壌炭素量の推移とシナリオ別の将来予測（左：単位面積当たり、右：総量）

図 1130-5

全国の水田からのメタン発生量の推移とシナリオ別の将来予測
─ 67 ─

図 1130-6

Web 上で土壌炭素量の変化を簡単に計算できる「土壌の CO2 吸収「見える化」サイト」の機能拡充

他の温室効果ガス（メタン、一酸化二窒素）及び化石燃料消費由来の CO2 発生も加えて総合評価することが可能になった。

レードオフ）ことは最初から予測できたことである

カ

要

約

が、それを定量的に評価できるようにしたことが本（ア） 地球観測衛星を用いた炭素・窒素動態要因

課題の成果である。これにより、上記のシナリオのの広域評価

トレードオフだけでなく、その際に増加したガスを

水稲作付田を中心に、衛星画像を活用した土地被

中干しの延長によるメタンの削減や化学肥料窒素の覆図の作成手法の開発を試みた。水稲作付田につい削減による N2O の削減で十分にまかなえることもては、東日本では衛星データである程度の精度を出定量的に示すことができた。

すことができるが、西日本では過小になった。また、
樹園地や牧草地でも統計値との面積のかい離が大き

オ

今後の課題

く課題が残った。

（ア） 地球観測衛星を用いた炭素・窒素動態要因（イ） 果樹園の土壌炭素動態の解析と果樹におけの広域評価

る炭素蓄積能評価法の確立

水稲作付田については、東北日本では衛星データ

果樹園における様々な処理条件（清耕、草生、堆である程度の精度を出すことができるが、西日本で肥施用など）での長期連用試験データを実施、あるは過小になった。また、樹園地や牧草地でも統計値

いは過去のデータを掘り起こし、果樹園における土との面積のかい離が大きく課題が残った。将来的に

壌管理と土壌炭素量変動実態を明らかにした。また、は、衛星データから土地利用 / 土地被覆図が定期的その変動を RothC モデルである程度は表現できるに作成され、インベントリ報告書に活用されるようことを明らかにした。

になるのが望ましい。

（ウ） 農耕地の温室効果ガス排出量の全国推定（イ） 果樹園の土壌炭素動態の解析と果樹におけ

土壌炭素、メタン、N2O の三つの土壌由来温室

る炭素蓄積能評価法の確立

効果ガス及び化石燃料消費を合わせて全国評価する

果樹園においてもある程度は RothC モデルの精システムを構築し、いくつかの農業管理シナリオの度を検証できたが、計算する深度の検討や、前歴のもと将来予測を行った。土壌炭素を増加させるため情報によっては問題が生じるなどの課題も残った。

の有機部投入量の増加は、他の温室効果ガスを増加

また、もっと多くの樹種についての情報を収集したさせるが、その増加分は、中干しの延長によるメタいところであるが、データがなかなか存在しない。

ンの削減や化学肥料窒素の削減による N2O の削減（ウ） 農耕地の温室効果ガス排出量の全国推定で十分に打ち消すことができることを示すなど、有より現実的なシナリオを策定する必要がある。

機物投入量の増加による土壌炭素増加による CO2
─ 68 ─

排出の減少と、メタンや N2O の排出増加のトレー

sequestration in agricultural lands in Japan using

ドオフ関係などを明らかにした。

a process-based model and spatially explicit
land-use change inventories – Part 2: Future

キ

引用文献

potentials. Biogeosciences 11: 4443-4457.

1）Y a g a s a k i , Y a n d S h i r a t o , Y . （ 2 0 1 4 a ）研究担当者（白戸康人 ＊、井上吉雄、岡本勝男、Assessment on the rates and potentials of soilorganic carbon sequestration in agricultural

石塚直樹、杉浦裕義、高橋

lands in Japan using a process-based model and川守田真紀、岩淵幸治、額田光彦、根本知明、

spatially explicit land-use change inventories –折本善之、飯村強、藤田Part 1: Historical trend and validation based on

手塚誉裕、加藤治、榊nation-wide soil monitoring. Biogeosciences 11:

橋本享子、峯田絵里、岸本文紅、高田裕介、

4429-4442.

三島慎一郎、横沢正幸、米村正一郎、須藤重人、

2）Yagasaki, Y and Shirato, Y.（2014）Assessment

矢ヶ崎泰海、木村園子ドロテア）

on the rates and potentials of soil organic carbon

─ 69 ─

司、小原
裕、郷内

繁、
武、

英雄、山田一宇、

第２章 農地整備を活用した炭素の長期貯留技術の開発
１

農地下層における炭素長期貯留技術の開発
ア（ア） 有機質疎水材の炭素残存率の経年変化研究目的

北海道において過去に近傍圃場で整備した木材

日本は、地球温暖化緩和策となる二酸化炭素吸収チップとモミガラ暗渠の経年での掘削調査 4） によ源対策として、京都議定書の枠組みのなかで森林経り、農地下層に埋設した有機質疎水材が貯留する炭営による取り組みを選択し実行してきた。現段階で素の残存量と残存率を評価した。

は、農業分野における二酸化炭素吸収源対策を選択

各疎水材の暗渠 1 m 当たりの炭素残存量は、暗していない。他方、海外では農業分野における二酸

渠の断面調査により計測した暗渠 1 m 当たりの疎化炭素吸収源対策を選択し、農地の土壌管理による水材体積に採土管試料の乾燥密度と炭素含有率の分

炭素貯留を実行している国もある。これらの国では、析値を掛けて算定した。施工直後の暗渠の初期投入

農地土壌への炭素貯留技術として不耕起栽培が広く

炭素量は、暗渠設計図の疎水材の断面形状から暗渠取り組まれている。

1 m 当たりの疎水材体積を求め、使用前の木材チッ

日本における二酸化炭素吸収源対策となる農地土

プとモミガラの炭素含有率に、各疎水材の乾燥密度

壌への炭素貯留技術には、日本の湿潤気候を考慮しを掛けて算定した。各疎水材の年数の経過した暗渠て、「土づくり」に総称される土壌改良資材や堆肥、の炭素残存率は、経年の暗渠の炭素残存量を施工直緑肥、作物残渣を投入する土壌管理が検討されてい後の初期投入炭素量で除して求めた。

る。これら有機物投入などの土壌管理による炭素貯

有機質疎水材暗渠の炭素貯留期間は、公共事業に留機能の強化策には、有機物分解の遅い農地下層へおける暗渠の耐用年数の目安である 15 年とした。

8）の有機物投入による炭素貯留の可能性がある 。

一定期間内の有機質疎水材暗渠の炭素残存量並びにそこで、農業の生産力を強化するため暗渠や土層

炭素残存率炭素貯留の評価は、Gain-Loss method7）

改良が年間に 1 ～ 2 万 ha 規模で行われ、これらのに基づいて算出した。

整備では多量の有機物が農地下層に土壌改良資材と（イ） 暗渠整備による炭素貯留コストと二酸化炭して投入されている点に着目し、暗渠などによる炭素排出量素貯留技術の可能性について検討した。ここでは、暗渠整備における温室効果ガス排出量の算定にあ二酸化炭素吸収活動として活用可能な技術となる、たっては、既存の圃場に暗渠だけを整備する場合と多様な有機質資材を簡単に下層土壌に埋設する新たした。暗渠の 1 ha 当たりの整備における温室効果

な低コスト土層改良技術や炭素貯留能の高い暗渠疎

ガス排出量は、燃料、資材、機械損料、労務等の物

水材や実用技術を開発する。また、各種農地整備技

量や金額から、整備機械の燃料消費による直接排出術の炭素貯留量や各技術のライフサイクルアセスメと使用資材の製造等にかかる間接排出を求めた。対ントやコスト評価をして長期炭素貯留技術として確象とした暗渠の構造は、北海道で調査したトレン立する。

チャ掘削の標準的な施工事例 4）を用いた。
二酸化炭素排出原単位には、整備時の施工機械の

イ

研究方法

燃料消費に対して地球温暖化対策の推進に関する法

暗渠などにより農地下層に有機質資材の炭素を貯律施行令の排出源単位を、その他の整備費用に対し留する技術を取り上げた。暗渠に有機質疎水材を用て 3EID1）の 2000 年購入者価格ベース 401 部門においた場合の農地下層における炭素貯留量の評価に際–1
ける（I-A）の排出源単位を用いた。

し明らかにすべき点としては、疎水材の炭素残存量（ウ） 暗渠整備による炭素貯留量の全国ポテンと残存率の経年変化、暗渠の施工時に排出する二酸

シャル

化炭素排出量を調査し、暗渠などの整備による炭素

主要な有機質疎水材の全国的な炭素残存率を明ら貯留量の可能性と全国ポテンシャルについて検討しかにして、暗渠整備による全国の炭素貯留量のポテた。

ンシャルを評価するため、北海道由仁町、茨城県つ─ 70 ─くば市、沖縄県糸満市の畑試験圃場に、モミガラ、すると、暗渠に耐久性のある有機質疎水材を使用す

木材チップ、バーク堆肥をガラス繊維濾紙法によりることで農地下層への炭素貯留効果が期待できる。

60 cm 深に埋設し、半年・1 年・2 年経過時に掘削

そこで、北海道において木材チップとモミガラ暗して各資材の炭素残存率を測定した。炭素残存率の渠の炭素貯留量を評価した。北海道における木材

全国評価にあたっては、疎水材埋設深の平均地温は

チップ暗渠とモミガラ暗渠の経年変化の調査結果を平均気温に一致し、日本における平均気温が緯度に基に、疎水材の断面積、乾燥密度、炭素含有率の変比例する特徴を用いて都道府県毎に整理した。加え化から算定した炭素貯留量を表 1210-1 に示す。

て、各地の 15 年経過時の炭素残存率を農村工学研究所

疎水材断面積の減少は大きくモミガラが木材チッ

9）プより早い。乾燥密度の変化はいずれの疎水材でもの手法で推定した。

小さい。炭素含有率は木材チップで僅かに減少し、

ウ

研究結果

モミガラで減少する傾向があった。疎水材に含まれ（ア） 有機質疎水材の炭素残存率の経年変化

る炭素量は、施工時に木材チップで 23.1 t CO2/ha、本報の炭素貯留技術を評価する上では、有機質疎モミガラで 11.0 t CO2/ha である場合、11 年経過時

水材の炭素残存率の経年変化を把握することが重要の炭素残存量は、木材チップで 12.9 t CO2/ha と半である。日本の暗渠整備では、土壌の通水性を高め分以上が残存し、モミガラで 0.8 t CO2/ha と 10%る疎水材にモミガラや木材チップが広く使用されて未満しか残存しない。15 年経過時の疎水材の炭素いる。有機物の分解については、前田・志賀

5）が、残存量はデータから回帰して推定すると、木材チッ

関東地方において、表土にガラス繊維濾紙で包んだ

プで 11.4 t CO2/ha、モミガラで 0.6 t CO2/ha となる。

多様な有機物の 5 年間の炭素と窒素の変化を明らか

このことから疎水材の炭素残存率は、耐久性のあるにしている。有機質疎水材の経年変化については、

木材チップで多く、モミガラで極めて少ない。なお、

たとえば橋本

2）

や永石

6）

炭素残存量は、暗渠疎水材の投入量に左右され、掘などがあるが、いずれも炭素含有率の経年変化は示されていない。木質資材

削方法により異なる。

の難分解性に関連して、木材チップ疎水材は、モミ（イ） 暗渠や補助暗渠の整備時の二酸化炭素排出量

ガラ疎水材より乾燥密度と C/N 比が高く、リグニ

暗渠や補助暗渠の整備工程は、資材の運搬、掘削、ンを多く含み耐腐朽性に優れていること

5）

が示さ

暗渠管の敷設、疎水材の投入、水閘などの設置、埋れている。また、木材チップ疎水材は、現在、北海め戻し・整地である。暗渠整備の中で、施工機械に13）、

よる燃料消費による直接排出の二酸化炭素排出量や炭素貯留技術としての実現性が高い。これらを総合

燃料費は、全体の大きな部分を占める。そのため、道や東北で普及し、関東などで試行されており

表 1210-1
疎水材
の種類

項

有機質暗渠疎水材の理化学性と炭素残存量・残存率の経年変化

目

炭素含有率（％）
チップ

モミガラ

経 過 年 数
原料

1年

5年

7年

11年

15年（推定値）

48.6

49.8

48

48

46

－

疎水材面積減少率（％）

100

100

98.2

86.7

62.4

－

乾燥密度（g/cm3）
炭素残存量（tCO2 /ha）

0.17

0.17

0.16

0.16

0.16

－

23.1

23.6

21.1

18.6

12.9

11.4

炭素残存率（％）

100

102.5

91.3

80.6

55.9

49.5

炭素含有率(%)

39.2

39.1

41.4

47.1

25.9

－

疎水材面積減少率(%)

100

93.3

84.8

45.5

14

－

乾燥密度（g/cm3）
炭素残存量（tCO2 /ha）

0.1

0.1

0.09

0.09

0.08

－

11

10.2

8.8

5.4

0.8

0.6

炭素残存率（％）

100

93.1

80.5

49.1

7.4

5.4

注）炭素残存量は、疎水材暗渠の施工時の暗渠断面を基に、1 ha 分に相当する暗渠延長 1000 m 当たりの疎水材に含まれる炭素量を二酸化炭素に換算し二酸化炭素残存量として算定した。

─ 71 ─

省力的な施工技術を開発することはこれら整備によ

量に応じて施工技術を選択することができる。特り排出される二酸化炭素排出量の削減に直結する。

に、カッティングソイラの低コストで二酸化炭素排また、資材や施工機械などの製造・消費に関連す出量を抑える技術が開発されている（表 1210-2）。

る間接排出において、大きい排出源は、合成樹脂管（ウ） 暗渠整備による炭素貯留技術としての可能性の暗渠管で全体の約 30% に及ぶ。疎水材は、資材

有機質疎水材暗渠の炭素残存量は、暗渠の耐用年の金額が暗渠管と同じであるが、二酸化炭素排出量数の目安である 15 年経過時で、木材チップ暗渠でが全体の 10% 程度と少ない。暗渠の整備における

11.41 t CO2/ha、
モミガラ暗渠で 0.59 t CO2/ha であっ

疎水材の違いに関して、耐久性に勝る木材チップ暗た。ここから、暗渠整備時に排出される温室効果ガ

渠の工事費は、1 ha 当たり 1,326 千円とモミガラ暗ス排出量の木材チップ暗渠 4.65 t CO2/ha とモミガ

渠の 1,202 千円に比べ 10% 高くなるが、二酸化炭素

ラ暗渠 4.36 t CO2/ha を差し引き、農地土壌への炭排出量は、木材チップ暗渠で 4.65 t CO2/ha、モミ

素貯留効果が発揮できるか確認した。
有機質疎水材による 15 年経過時の炭素貯留量は、

ガラ暗渠で 4.36 t CO2/ha と 7% の違いしかない。
補助暗渠の整備における従来技術の有材心土破砕

木材チップ暗渠で 6.7 t CO2/ha であった。一方、モと新技術のカッティングソイラは施工方法の違いにミなどのガラ暗渠で疎水材がほとんど残らないこと

よる資材の投入量と施工効率に起因する燃料消費にから–3.8 t CO2/ha と炭素貯留が期待できない。こ大きな差がある。それぞれの工法には、資材投入量のことから、暗渠による炭素貯留技術では、木材チッに大きな違いがあるものの、カッティングソイラは

プ炭素量が多くて分解が遅い耐久性のある疎水材でより従来の有材心土破砕より低コストで二酸化炭素

炭素貯留が可能であり、資材の選択が重要であった。

排出量を抑えて有機質資材を埋設することができ（エ） 暗渠・補助暗渠整備による炭素貯留量の全る。

国ポテンシャル

以上のことから、暗渠の整備にあたっては、木材

暗渠・補助暗渠整備による炭素貯留量の全国ポテ

チップ疎水材の炭素量がモミガラ疎水材を大きく優ンシャルを明らかにするため、北海道・茨城県・沖ることを考慮すると、耐久性があり、炭素量の多い

縄県における農地下層での有機質資材の 2 年経過ま

木材チップ疎水材を使用することは、耐久性の向上

での炭素残存率の変化を測定し、15 年経過時の炭による費用対効果と炭素貯留効果の両面で優位であ素残存率を推定した。モミガラ、木材チップ、バーる。また、補助暗渠の整備にあたっては、資材投入

ク堆肥の炭素残存率は、2 年経過までの実測値と 15

表 1210-2

暗渠や補助暗渠整備時の整備コストと二酸化炭素排出量

木材チップ暗渠
項目

直接
排 燃料（L）
小 計
出
石油製品
合成樹脂管等間 木材チップ
接 モミガラ
排 堆肥
出 建設機械損料
ダンプ損料
工事管理費
小 計
合 計

補助暗渠
有材心土破砕モミガラ暗渠

工事費
（千円
/ha）

二酸化炭素
排出量
(tCO2/ha)

工事費
（千円
/ha）

CO2
排出量
(tCO2/ha)

工事費
（千円
/ha）

CO2
排出量
(tCO2/ha)

577
－

1.52
1.52

564
－

1.49
1.49

340
－

0.90
0.90

46
296
238
－
－
139
12
595
－
1,326

0.21
1.35
0.45

45
296
－
174
－
139
9
539
－
1,202

0.21
1.35
－
0.29
－
0.47
0.03
0.54
2.90
4.36

29

0.13
－
－
－
0.60
0.68
0.28
0.61
2.30
3.19

－
－
0.47
0.04
0.60
3.13
4.65

─ 72 ─

－
－
－
760
200
80
600
－
2,009

補助暗渠
カッティングソイラ
CO2
工事費
排出量
（千円/ha）(tCO2/ha)
170

0.45
0.45

14

0.06
－
－
－
0.03
0.27
0.12
0.08
0.57
1.02

－

－
－
－
38
80
36
75
－
413

CO2
排出
原単位
(kgCO2 /L)
2.64(kgCO2 /千円)
4.57
4.56
1.90
1.69
0.79
3.40
3.46
1.01

年経過時の推定値ともにモミガラ＜バーク堆肥＜

ように有機物が分解しやすい畑条件での 15 年経過

木材チップであった。また、モミガラは 15 年経過時の炭素残存率で計算すると、モミガラ 4 千 CO2t、時に青森県より南で炭素残存率が 10% 以下となる。

木材チップ 22 万 CO2t と試算された（図 1210-2 左・バーク堆肥と木材チップも北海道以外で炭素残存率

中）。

が 20% 以下となる。木炭は地域差がなく炭素残存

その中で、木材チップによる炭素貯留量の試算値

率が約 80% を長期に維持した。農地下層におけるは日本の総温室効果ガス排出量（2002 年比）の 0.02%

有機質疎水材の炭素残存率は、炭化物を除いて疎水で農業分野の温室効果ガス排出量の 0.7% に相当し材の種類により大きく異なり、それ以上に南北の差た。

が大きかった（図 1210-1）。

また、有機質疎水材を使用する補助暗渠「カット暗渠や補助暗渠の整備による炭素貯留量の全国ポソイラ」による炭素貯留量について、4 年輪作毎のテンシャルを明らかにするため、日本で広く行われ施工を想定し 4 年経過時の炭素残存率と麦作付面積ている暗渠整備において有機質疎水材を導入した場の 1 割に施工した場合の面積で計算すると、麦ワラ

合の炭素貯留量を、暗渠整備面積（例として 2002

1.5 t/ha で 1 万 t CO2、麦ワラ 1.5 t/ha と堆肥 40 t/

年）、資材による埋設炭素量、過大評価とならない

ha の組合せで 14 万 t CO2 となった（図 1210-2 右）。

図 1210-1

有機質疎水材の炭素残存率の全国評価

モミガラ暗渠
図1210-2

木材チップ暗渠
図 1210-2

炭素貯留量
(CO2)

炭素貯留量
(CO2)

炭素貯留量
(CO2)

ワラ残渣15t/ha＋堆肥40t/ha(現物)
補助暗渠

暗渠整備時の整備コストと二酸化炭素排出量
─ 73 ─

エ

考

察

オ

今後の課題

北海道における木材チップ暗渠とモミガラ暗渠の（ア） 我が国の地球温暖化対策に関する委員会等

経年変化の調査結果から、各疎水材の炭素残存量とに対して研究成果の反映についてアプローチを図

炭素残存率を明らかにした。15 年経過時での炭素る。また、本技術のカーボンオフセット制度などへ残存率は、木材チップで 49.5%、モミガラで 5.4%の適用に向けた取組として農地への炭素貯留技術のと資材により大きな差がある。そのため、炭素貯留方法論への登録が不可欠である。

技術には資材の選択が重要である。

（イ） 本研究で検討した炭素貯留技術について、

有機質疎水材暗渠の工事費は、現在の木材チップ導入を検討している中央アジア地域などに対して関とモミガラの単価に差が小さく、チップがモミガラ連の団体・企業と連携を図り、具体的な取り組みを

より 10% ほど高くなる。温室効果ガス排出量も微検討している。

増するが、木材チップ暗渠で 4.65 t CO2/ha、モミ

カ

ガラ暗渠で 4.36 t CO2/ha と差は小さい。

要

約

また、有機質疎水材暗渠施工圃場の CH4 フラッ地球温暖化緩和策となる有機質疎水材を用いた暗

クスは、暗渠周辺で、暗渠から離れた地点より小渠による農地下層への炭素貯留技術について評価しさく、埋設した有機質資材が CH4 フラックスを増た。整備後 10 年以上経過した木材チップやモミガ

加させない。有機質疎水材暗渠圃場の N2O フラッ

ラの暗渠、バーク堆肥の補助暗渠の炭素残存量かクスも極めて小さく、有機質資材の埋設位置と離れら 15 年経過時の炭素残存量を推定した。また、有た地点で差がないことから考慮する必要がない。こ機質疎水材暗渠の整備時に排出される CO2 排出量

れらから水田暗渠において有機質疎水材が CH4 とを算定した。これらから、有機質疎水材暗渠による

N2O の温室効果ガス排出量を増加させない。

炭素貯留量は、暗渠の耐用年数を 15 年とした場合これらの結果から、有機質疎水材暗渠の資材埋設に耐久性の高い木材チップで 6.8 t CO2/ha が見込めによる炭素貯留量は、貯留期間を 15 年として算定た。モミガラで炭素貯留効果が見込めず、資材の選すると木材チップ暗渠で 6.76 t CO2/ha で 1 年当た択が重要であった。炭素残存率は、モミガラ＜バー

りにすると 0.45 t CO2/ha/y となる。この値は、現在、

ク堆肥＜木材チップで、南北の地域差が大きい。日

農地の土壌管理による二酸化炭素吸収活動として実本の暗渠整備による 15 年経過時の炭素貯留量はモ施されている不耕起栽培などによる炭素貯留量と同

ミガラ 4 千 t CO2、木材チップ 22 万 t CO2 と試算

レベルであり12）、炭素貯留技術として十分に見込された。また、カットソイラを活用した補助暗渠整備による 4 年経過時の炭素貯留量は、麦作付面積のめる。
なお、暗渠の主目的は農業生産力の強化であり、

1 割に施工した場合で、麦ワラで 1 万 t CO2、麦ワ

炭素貯留効果は副次的なものである。炭素貯留のた

ラと堆肥の組合せで 14 万 t CO2 と試算された。いめに本技術を実施するものではない点は理解しなけずれの技術も海外で二酸化炭素吸収活動として実施ればならない。本研究の知見は、地域で未利用とされている農地土壌管理による炭素貯留量と同レベなっている有機質資源が暗渠などの基盤整備の耐久ルであり、炭素貯留技術として十分に見込めた。

性向上に寄与でき、かつ、それが炭素貯留効果として評価できることを示した。有機質資材を活用した

キ

農地や土壌の改良は基盤整備に限った取り組みでは

1）地球環境研究センター（2002）産業連関表によない。畑作物の生産性向上に貢献する営農による下る環境負荷原単位データブック（3EID）．データ

層土の改良技術の取り組み

3）については、農業者

引用文献

ファイル．国立環境研究所．

からの要請がある。このような営農での土壌改良の

2）橋本均・木村清・大垣昭一（1985）モミガラ疎

取り組みが、地力の維持増進とともに副次的に炭素

水材の耐久性について．北農．52（2）：43-51.

貯留に貢献できる。

3）北川巌・常田大輔・原口暢朗・若杉晃介（2010）
高生産性農地の段階的整備を実現する低コスト排水改良技術．農業農村工学会誌．78（11）：899-902.
─ 74 ─

4）北川巌・横井義雄（2006）カラマツ木材チップ

10）白戸康人（2011）農地管理による土壌炭素貯留の暗きょ疎水材としての適用性．農業土木論文集．

効果と気候変動の緩和．日本 LCA 学会誌．7（1）：

243：317-322.

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5）前田乾一・志賀一一（1978）水田条件下におけ

11）谷山一郎（2008）農地土壌における炭素蓄積対策研究．ペドロジスト．52（1）：66-72.

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誌．49（6）：455-460.
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48（6）：387-391.

ClimSoil. 86-87.

7）Ravindranath N.H. and Ostwald M.（2008）

13）柳町祥・在原克之（2011）サンブスギを原料とCarbon Inventory Methods. Spring-Verlag.

した木質系資材の暗渠疎水材への適用性．農業農99-111.

村工学会誌．79（7）：521-525.

8）農林水産省（2008）地球温暖化防止に貢献する研究担当者（北川

農地土壌の役割について．食料・農業・農村政策審

巌＊、原口暢朗、若杉晃介、

議会企画部会地球環境小委員会とりまとめ．1-30.

瑞慶村知佳、中本

9）農村工学研究所（2010）土層改良で農地下層土中村隆一、濱村美由紀、竹内晴信、甲田裕幸、に埋設するバーク堆肥の炭素量の長期変動と評価

板垣英祐、藤井はるか、儀間法．農村工学研究所研究成果情報．23-24.

知念康太、山口─ 75 ─

洋、中津智史、塚本康貴、靖、伊波悟、親富祖明、崎間聡、浩）

第３章 農地土壌における温室効果ガス排出削減・吸収源機能確保技術の開発
１

水田における温室効果ガス排出削減・吸収発生量への影響を評価するため、それぞれの区域に機能確保技術の開発

稲わら＋籾がら区、稲わら区、有機物無施用区を設ア置した。稲わらは 7 t/ha、籾がらは 4 t/ha を 10 月

研究目的

本研究は、水田を主体とした栽培が行われているにすき込み、排水区域には前年秋に地表から深さ約

農業地域を対象に、地域資源として利用可能な有機10 cm の簡易排水渠を設けて雨水や融雪水の排水を物の管理による温室効果ガス排出削減・吸収機能確行った。5 月より水稲（コシヒカリ BL）を栽培し、保技術の開発を行う。地域で利用可能な稲わら、堆クローズドチャンバー法によりメタン及び一酸化二肥等の有機物に対し、耕起法や排水性の影響を検討

窒素フラックス、土壌の 2 価鉄量を測定した。調査

し、気候条件や土壌条件等、地域特性を考慮した水は 2011 年から 2013 年の 3 年間実施した。土壌及び田栽培体系における温室効果ガス排出削減・吸収機

土地利用のインベントリデータから本技術の適用可能確保技術を開発することを目的とする。

能面積を算出し、メタン放出削減量を試算した。
（ウ） 有機物の長期連用による温室効果ガス排出

イ

研究方法

の緩和効果
有機物施用来歴の違いが水田の土壌炭素蓄積と（ア） 稲わら秋鋤き込み（浅耕）による温室効果

温室効果ガス放出に及ぼす影響を明らかにするた

ガス排出の削減効果
水田におけるメタン生成の基質となる稲わらの秋

め、中央農研北陸研究センター内の有機物長期連用

鋤き込みにおいて、耕起深の違いが温室効果ガス排圃場及び新規施用圃場において、2010 年から 2012

出量に及ぼす影響を明らかにするためのモニタリン

年の 3 年間調査を行った。有機物長期連用圃場は、

グ試験を北日本を中心とした 6 試験地で実施した。

有 機 物 無 施 用（51 年 目 ）、 稲 わ ら 施 用（32 年 目、調査地は日本海側の北海道農業研究センター（以下600 kg/10 a を秋施用・春鋤き込み）、稲わら堆肥施「北農研」という）（札幌）、山形県農業総合研究セ

用（39 年目、1.5 t/10 a を春施用・春鋤き込み）のンター（山形）、中央農業総合研究センター（以下「中3 圃場とし、2010 年から同様の処理を開始した新規央農研」という）北陸研究センター（上越）及び太処理圃場 3 圃場を設けた（2010 年の稲わらのみ春

平洋側の東北農業研究センター（以下「東北農研」

施用・春鋤き込み）。収穫後の稲わらは全圃場で持という）（盛岡）、福島県農業総合センター（福島）、

ち出している。各圃場において、メタン、一酸化二

愛知県農業総合試験場（愛知）である。各試験地に

窒素フラックスをクローズドチャンバー法で測定す

おいて、前年秋の稲わら鋤き込み時の耕起深を秋通ると共に、深さ 30 cm までの土壌炭素蓄積変化量

常耕起（約 15 cm）及び秋浅耕（約 8 cm）の 2 深を測定した。

度で設定し、翌年の水田からのメタン放出をクロー
ズドチャンバー法で測定して比較した。調査は各試

ウ

験地で 2 ～ 4 年間実施した。

（ア） 稲わら秋鋤き込み（浅耕）による温室効果（イ） 簡易排水溝を用いた排水改良によるメタン

ガス排出の削減効果

排出の削減効果

研究結果

栽培期間中の積算メタン発生量は、試験地におい

非栽培期間中の土壌管理、特に土壌水分の管理が、て大きく異なり、愛知が最も高く安定していた。次その後の水稲栽培期間中の温室効果ガス排出量に及いで、福島と山形が高く、特に山形は年次間の変動

ぼす影響を解明するため、新潟県農業総合研究センが大きかった。慣行耕起区と浅耕区の発生量を比べターにおいて 1 筆の水田ほ場を畦畔で 2 分し非栽培

ると、愛知では、3 年間の測定を通じて慣行耕起区

期間中に排水を行う排水区域と、排水を行わない未に比べ浅耕区で発生量が高くなった。山形では、4排水区域を設けた。さらに有機物施用によるメタン

年間の測定を通じ、常に慣行耕起区に比べて浅耕区

─ 76 ─

で発生量が低かった。福島の浅耕区における発生量

放出量はいずれの処理区においてもメタン放出量には、慣行耕起区と同等かやや低かった。札幌及び盛比べて小さかった（データ略）。GHG 換算した温室

岡のメタン発生量は他の試験地に比べ比較的低く、

効果ガス発生量はいずれの処理区とも未排水区域が測定年次によって慣行耕起区と浅耕区での大小が異排水区域より多く、非栽培期間中の地表水排水によなっていた。上越は、慣行耕起区に比べて浅耕区でる温室効果ガス排出量の削減率は稲わら＋籾がら

発生量が低かった（図 1310-1）。各試験地における区で 49.9%、稲わら区で 41.0%、有機物無施用区で慣行耕起区に対する浅耕区のメタン発生削減率は、

44.0% であった。雪解け直後の土壌 2 価鉄量は排水–22% ～ 27% の範囲にあった。また、地域別で分類

区域、未排水区域とも極めて少なかったが、未排水すると、秋浅耕によるメタン発生削減率は、太平洋区域のみ入水までの期間に増加が見られた。湛水後側（盛岡、福島、愛知：–22 ～ 11%）に比べて日本はいずれの処理区も土壌還元に伴って増加した。3

海側（札幌、山形、上越：8 ～ 27%）で高い傾向が年間の試験の結果、稲わら＋籾がら、稲わら、無施見られた（図 1310-2）。

用のいずれの処理区においても非栽培期間中の排水（イ） 簡易排水溝を用いた排水改良によるメタン

により水稲栽培期間中のメタン放出量が減少してお排出の削減効果

り、放出量の多い年次ほど排水ありと排水なしの差が大きくなる傾向がみられた。今回の試験での稲最も大きく、次いで未排水区域の稲わら区＞排水区

わら区における 3 年間の平均メタン放出量は 16.3 g

域の稲わら＋籾がら区と稲わら区＞両区域の有機物

CH4/m2/ 年となり（表 1310-1）、日本国温室効果ガ

無施用区の順となった（図 1310-3）。一酸化二窒素

スインベントリのデフォルト値となっている 17.8 g

900【日本海側】

慣行
浅耕

800
700

メタン発生量比1)（%）

積算メタン発生量（kgC/ha/測定期間）

メタン放出量は未排水区域の稲わら＋籾がら区が

600
500
400
300
200
100
0

‘11 ‘12 ‘13 ‘10 ‘11 ‘12 ‘13 ‘14 ‘12 ‘13 ‘11 ‘12 ‘13 ‘14 ‘13 ‘14 ‘12 ‘13 ‘14

札幌

山形

上越

盛岡

1）2014 年の山形は反復無しの予備試験データのため、削減率の算出には使用していない

75
50
25
0

40

排水あり

35

排水なし

15

排水あり

排水あり

排水なし

排水なし
10

15

5

10

10

福島

g ＣＨ4 ｍ‐2

20

盛岡

15

20

25

上越

5

5
0

0

0
2011

2012

2013

稲わら＋籾がら稲わら＋籾がら図 1310-3
図1310-3

2011愛知1）慣行耕起区を 100 とした時の浅耕区のメタン発生量比

25

30

山形

図 1310-2
秋浅耕起によるメタン発生削減効果
図1310-2

30

g ＣＨ4 ｍ‐2

g ＣＨ4 ｍ‐2

積算メタン放出量（gCH4/m2）

8～27%削減100

札幌

図 1310-1 各試験地における慣行耕起区及び浅耕区
図1310-1の積算メタン発生量

45

125

愛知

福島

【太平洋側】

150

2012

2013

2011

稲わら
稲わら

排水改良試験における 3 年間の CH4 放出量─ 77 ─

2012

無施用
無施用

2013

CH4/m2/ 年と大きな差は見られなかった。そこで、り土壌炭素蓄積の効果が異なることが示唆された「排水なし」を慣行の 100 として「排水あり」の比（データ略）。2010 年の稲ワラ区（新規春施用の影響）

率 58.5% を掛けると「排水あり」の仮のデフォルト

を除き、有機物連用により積算メタン放出量は増加

値は 104 kg CH4/ha/ 年 となった。「土壌情報閲覧していた（図 1310-4）。また、有機物施用来歴の違システム（農業環境技術研究所）」の 2001 年の全国

いが一酸化二窒素放出量に及ぼす影響は明確ではなの水田面積のうち排水不良水田として黒ボクグライ

かった（データ略）。本調査で得られたデータを用

土、グライ台地土、グライ土、泥炭土の合計面積を

い、有機物連用による土壌炭素蓄積及びメタン放出

除して排水不良水田面積割合を算出した。さらに、増加量の試算を行った（仮定①：有機物連用開始前「平成 25 年産水陸稲の収穫量（農林水産省）」の水の土壌炭素及びメタン放出量の初期値は、無施用区

稲作付面積に排水不良水田面積割合を乗じて 2013

及び連用区で同等である。仮定②：連用区のメタン

年の排水不良水田面積は算出した。先に計算した単放出増加量（連用区－無施用区）は、初期値から現位当たりの仮のデフォルト値 104 kg CH4/ha/ 年、在まで直線的に増加する。）。その結果、新規圃場（2地 球 温 暖 化 係 数（GWP）25 を 掛 け て 二 酸 化 炭 素年目）では稲わら施用によるメタン放出増加量は土（CO2）削減量を算出すると、営農排水による全国

壌炭素蓄積量を上回るのに対し、稲わら堆肥施用にの排水不良水田からの二酸化炭素 CO2 削減量は約よるメタン放出増加量は土壌炭素蓄積量より小さ

109 万 t と見積もられた（表 1310-2）。

く、温室効果緩和に効果があることが明らかとなっ（ウ） 有機物の長期連用による温室効果ガス排出た（図 1310-5）。一方、連用圃場（40 年目）においの緩和効果ては、稲わら施用は新規圃場と同様に温室効果を促

新規圃場においては、水稲栽培跡地土壌の炭素含

進し、稲わら堆肥施用はメタン放出増加と土壌炭素量は処理区間で明確な差が見られなかった。連用区

蓄積がほぼ釣り合っていることが明らかとなった。

では無施用区と比べ土壌炭素含量が増加していた。

稲わらと稲わら堆肥の差分より、新規に水田から稲無施用区に対する土壌炭素の増加率は稲わら（17%）

わらを持ち出して稲わら堆肥を施用した場合、土壌に比べ稲わら堆肥（38%）で高く、施用有機物によ

炭素蓄積効果が高く、温室効果を緩和していること

表 1310-1

稲わら区における水稲栽培期間中のメタン放出量（排水改良試験）

測定年

単位
排水なし 平均
標準偏差
排水あり 平均
標準偏差

表 1310-2

gCH4/㎡/年
gCH4/㎡/年

2011
22.5
1.9
14.6
3.1

2012
14.4
1.3
6.8
2.4

平均
2013
11.9
2.8
7.1
1.9

9.5

58.5

非栽培期間中の営農排水による全国の排水不良水田からの CO2 排出削減量の試算
排水不良
単位面積当たり
CH4排出量 CO2排出量∫ CO2削減量
水田
水稲作付面積**CH4排出量面積割合
kgCH4/ha/年
t CH4/年
t CO2/年
t CO2/年
ha%ha
2,594,800
1,597,000
178
284,266
7,106,650－
958,600
36.9
589,982
178
105,017
2,625,418－
958,600
36.9
589,982104
61,3581,533,952
1,091,466

水田面積*

全国
排水不良水田面積
非栽培期間排水ありの場合＊

水田面積は「土壌情報閲覧システム（農業環境技術研究所）」の 2001 年の数値．
排水不良水田面積は黒ボクグライ土，グライ台地土，グライ土，泥炭土の合計面積．
＊＊
水稲作付面積は「平成 25 年産水陸稲の収穫量（農林水産省）」．
水稲作付面積のうち排水不良水田面積は排水不良水田面積割合を乗じて算出した．
∫

16.3

比率
%
(100)

CO2 排出量は CH4 排出量に地球温暖化係数（GWP）25 を乗じて算出した．
─ 78 ─

600
温室効果への寄与（CO2換算）(t CO2等量/ha/年)

500
400
無施用

300

稲わら
ワラ堆肥

200
100
0

2010

2011

2012

2010

2011

6
4
2

新規（2年目） 連用（40年目）
緩和効果（稲わら→稲わら堆肥）+2.6 -2.5+1.9 -4.9
+0.1

発生
【内訳】
メタン発生
土壌炭素
蓄積（吸収）

0-2

緑字：発生－吸収

-4

-3.0

-6
稲わら

稲わら
堆肥

吸収
稲わら

稲わら
堆肥

2012

図 1310-4図1310-4
有機物連用試験における 3 年間の CH4 放出量

図 1310-5 有機物連用による土壌炭素蓄積と CH4・
図1310-5
N2O 発生増加の比較が明らかになった（–4.9 t CO2 等量 /ha/ 年）。さらに、培期間中のメタン発生量を増加させたと考えられ同緩和策を長期（40 年）継続した場合、温室効果た。これは、Shiratori et al.3） が暗渠施工による排に対する緩和効果は新規施用時に比べ低下するもの

水促進に伴うメタン放出削減について調査し、湛水の、半分程度は維持されることが明らかになった。

前の土壌水分が水稲栽培期間中のメタン発生量に影

1）2010 年の稲わら区のみ春施用・春鋤き込み1）緩和効果：温室効果へ寄与する CO2 等量の削減量として示した

響するとした報告と一致している。本試験において、

エ

考

察

GHG 換算した温室効果ガス発生量はいずれの処理（ア） 稲わら秋鋤き込み（浅耕）による温室効果

区とも排水区域が未排水区域より少なかったことか

ガス排出の削減効果

ら、営農排水により排水不良水田の地表水を排除し、地域別で分類すると、秋浅耕によるメタン発生

非栽培期間中の土壌を酸化させることによって、水削減率は、太平洋側（盛岡、福島、愛知：–22 ～稲栽培期間中の温室効果ガス排出量を約 45% 削減11%）に比べて日本海側（札幌、山形、上越：8 ～できることが示唆された。

27%）で低い傾向が見られた。秋浅耕によるメタン（ウ） 有機物の長期連用による温室効果ガス排出放出削減のメカニズムについて、後藤ら
2）

1）

及び松

の緩和効果

は、浅耕では通常耕より地表面に近く、よ稲わらの堆肥化によるメタン放出削減について

り好気的に稲わら分解が促進される可能性を挙げては、これまで Yagi and Minami4）や三浦 5）をはじめいる。しかし、本研究の山形においては通常耕起ととして数多く報告されおり、そのメカニズムは稲わ

秋浅耕で稲わら分解率に差が無く、春先の排水性確らの腐熟に伴い稲わら中のメタンの基質であるセル

保により土壌が酸化的に保たれることが主な要因でロース及びヘミセルロース含量が低下することとさある可能性が示唆された。以上から、水稲収穫後にれている。また、三浦 5） は稲わらの堆肥化過程に稲わらをすき込む場合、冬季の積雪により圃場が湿おけるメタン及び一酸化二窒素発生を定量し、堆肥る日本海側の地帯においては、浅耕（耕起深：約化によるメタン削減効果に対してわずかであると報

8 cm）により土壌表層を酸化的に保ちながら稲わ告している。本研究の結果では稲わら堆肥施用によら分解を促進することで、翌年のメタン発生量の削る圃場からの一酸化二窒素の発生促進は確認されな減に有効であると推察された。

かった。以上のことから、稲わらの堆肥化は水田か（イ） 簡易排水溝を用いた排水改良によるメタン

らの温室効果ガス発生削減策として有効であると判

排出の削減効果断された。

本ら

未排水区域ではメタン生成を抑制する電子受容体である酸化鉄の一部が、土壌の還元化により雪解け

オ

から湛水までの期間にすでに減少したことが水稲栽（ア） 稲わら秋鋤き込み（浅耕）による温室効果─ 79 ─

今後の課題

壌表層を酸化的に保ちながら稲わら分解を促進する

ガス排出の削減効果
秋浅耕について、太平洋側でメタン発生削減効果

ことが、翌年のメタン発生量の削減に有効であるこが見られない、もしくは逆に発生を促進する結果ととが示された。

なる試験地が出ている。これは、冬期の土壌の乾燥（イ） 簡易排水溝を用いた排水改良によるメタンや稲わらと土壌の接触不足によりすき込んだ稲わら

排出の削減効果の分解が進まないことが一因とみられる。このよう新潟県の排水不良水田において、秋に簡易排水溝な地域で秋浅耕の効果を高めるためには、冬期間のを作成することにより春先の圃場の排水を促進し、土壌水分の調整や稲わらが土壌と十分に接触する耕非栽培期間中の土壌を酸化させることによって、翌起法などを検討する必要がある。

年の水稲栽培期間中のメタン発生量を約 4 割削減で

（イ） 簡易排水溝を用いた排水改良によるメタン

きることが示された。また、対象となる排水不良水排出の削減効果

田の面積を全国で推定し、本技術による水田からの排水性の改善改良による GHG 削減効果の検証に

CO2 削減量を約 109 万 t と見積もった。

ついては、全国の排水不良水田からの CO2 削減量（ウ） 有機物の長期連用による温室効果ガス排出を推定した結果、約 109 万 t と見積もられたが、この緩和効果の計算値の妥当性について検証する必要がある。今連作水田で稲わら持ち出し・稲わら堆肥施用を開後は本技術の対象となる排水不良水田については、

始した場合、土壌炭素蓄積効果が高く、温室効果（ア）の秋浅耕の対象となる寒冷地積雪地帯の水田を緩和（–4.9 t CO2 等量 /ha/ 年）していた。また、と重複する部分も多くあると考えられる。そのためその効果は同処理を長期的（40 年）に継続した場

今後は、両者の重複も踏まえ、削減ポテンシャルを合には、新規施用時に比べ低下するものの半分程度見積もっていく必要がある。

（–2.5）は維持され有効である事が明らかとなった。

（ウ） 有機物の長期連用による温室効果ガス排出

キ

の緩和効果

引用文献

新規と連用の比較で明らかになったように、土壌

1）後藤英次ら（2004）寒地水田における稲わらのへの炭素蓄積効果は年数を重ねるにつれ低下してい分解促進と水管理によるメタン発生軽減効果．日

くと考えられ、メタン放出促進効果の低い稲わら堆

本土壌肥料学雑誌．75：191-201.

肥においても 40 年後にはメタン放出と土壌炭素蓄

2）松本次郎ら（2002）有機物施用水田におけるメ

積が釣り合い、稲わら堆肥の施用単独では温室効果

タンの発生抑制対策．日本土壌肥料学雑誌．73：

緩和効果はは期待できなくなっている。そのため、

315-318.

今後は温室効果緩和が期待できる連用年数について

3）Shiratori Y. et al.（2007）Effectiveness of aの検討が必要と考えられる。また、現在の生産現場

subsurface drainage system in poorly drainedにおいては稲わら堆肥の生産は現実的ではないた

paddy fields on reduction of methane emissions.

め、厩肥など他の有機物についての検討も必要と考Soil Science and Plant Nutrition 53: 387-400.

えられる。

4）Yagi K. and Minami K. （1990） Effect ofOrganic Matter Application on Methane

カ

要

約

Emission from Some Japanese Paddy Fields. Soil（ア） 稲わら秋鋤き込み（浅耕）による温室効果

Science and Plant Nutrition 36: 599-610．

ガス排出の削減効果

5）三浦吉則（2003）水田からのメタン発生の実態と抑制のための稲わら管理に関する研究．福島農

稲わら秋鋤き込み秋浅耕によるメタン発生削減率

試特研報．7：1-38.

は、太平洋側（盛岡、福島、愛知：–22 ～ 11%）に比べて日本海側（札幌、山形、上越：8 ～ 27%）で研究担当者（永田高い傾向が見られた。水稲収穫後に稲わらをすき込

修、林

怜史、辻

博之、

む場合、冬季の積雪により圃場が湿る日本海側の地

鮫島良次、中嶋美幸、小南靖弘、大野智史、

帯においては、浅耕（耕起深：約 8 cm）により土高階史章＊、熊谷勝巳、塩野宏之、齋藤─ 80 ─

寬、

今野陽一、中川文彦、布山美恵、矢野真二、佐藤睦人、（イ） 休閑期に夏作カバークロップ（屑大豆緑肥）齋藤聡、中山秀貴、吉田隆浩、を導入する小麦栽培体系を 4 年間行い、収量性及び

豊 、古川勇一郎、吉川那々子、

温室効果ガス削減効果について検討する。またこの隆、大越

根本知明、白鳥武井真理、久野智香子、谷俊男、林栽培体系の普及促進のため、屑大豆を導入する際の

元樹、

東野

敦、田中雄一、日置雅之、菅野淳夫、

雑草種子の混入による雑草発生リスクと後作で大豆平岩確、福田充洋、井手康人、大越

聡、を栽培した場合の病害発生リスクの評価を行い、緑歩、肥に利用可能な選別ランクを明らかにする。

尾賀俊哉、辻正樹、瀧奥野綾子、当真勝俊、恒川（ウ） 茶園での N2O モニタリング調査を行い、

要）石 灰 窒 素、 ジ シ ア ン ジ ア ミ ド（DCD） の 施 用 が
N2O 発生量に及ぼす影響を明らかにする。また、茶２

畑地における温室効果ガス排出削減・吸収の収量 ･ 品質を維持することが可能か評価する。

機能向上技術の開発（エ） 窒素付加堆肥ペレットからの N2O 発生がア

通常の堆肥ペレット（慣行堆肥ペレット）より少な

研究目的

土壌炭素蓄積や一酸化二窒素（N2O）排出削減による地球温暖化緩和型農地管理技術の適用効果を定い原因を解析し、N2O 発生低減のためのデータを得る。

量的に評価する。さらに、作物生産とのトレードオ
フ評価、LCA 分析、コスト分析を実施することに

ウ

研究結果

より、適用可能で温暖化緩和効果の高い畑地、茶園、（ア） バイオ炭の土壌への施用は、1 作目バレイ

耕作放棄地管理技術を開発する。

ショ、2 作目小麦、3 作目テンサイの収量に有意な効果を示さなかった。4 作目のダイズのみ、バイオ

イ

研究方法

炭施用 40 t 区で有意に収量が増加した。0 t・10 t・（ア） 北海道の輪作畑及び岡山県の二毛作地にお20 t 区では、施用と収量に関係性は見られなかった。

いて、わら等の作物残さの現場焼却に伴う温室効果

積算 CO2 発生量は、バイオ炭投入量によって変化

ガス、エアロゾル等の発生量を調査し、排出係数をしなかった（図 1320-1）。

算出する。バイオ炭や焼却残さのすき込みが、土壌（イ） 休閑期に夏作カバークロップ（屑大豆緑

炭素蓄積や温室効果ガス発生に及ぼす影響を定量的肥）を導入する小麦栽培体系（図 1320-2）においに評価する。

て、小麦の収量は 4 年間とも、休閑期に屑大豆緑肥

図 1320-1 バイオ炭施用による炭素投入分を含めた
積 算 CO2 発 生・ 吸 収 量（2011 年 か ら 2013
年までの積算値）

図 1320-2 休閑期に屑大豆緑肥を導入した小麦栽培
試験の耕種概要
1）試験では初年目のみ両区とも堆肥、施肥いずれも無施用─ 81 ─

を導入した大豆緑肥区（無施肥）で慣行区（化成肥上位のランクでは緑肥として使用可能であった（表料慣行水準、初年目のみ無施肥）より多収だった。

1320-1）。

また、土壌への炭素投入量、微生物呼吸、土壌由来（ウ） 試験開始から 3 年間の平均積算 N2O 発生の亜酸化窒素排出量、作業機械等の栽培全般を対象

量は、年間施肥窒素量 544 kg N ha–1 に対して、慣とした温室効果ガス排出量のインベントリによる算行区で年間 12 kg N ha–1 であり、施肥窒素量の約定を行ったところ、年間でおおよそ 2 t C ha–1 の温2.2% が N2O として発生した（図 1320-4）。石灰窒

室効果ガスの削減効果があり（図 1320-3）、屑大豆

素区では年間 4.3 kg N ha–1 であり、慣行区の 36%の緑肥の生育量が多いほど削減効果が高いことが明の発生量（削減率 64%）であった。一方、ジシア

らかになった。さらに 4 年間屑大豆緑肥小麦栽培しンジアミド（DCD）区における発生量は年間 15 kg

た跡で大豆を栽培し、収量及び紫斑等の病害粒の発N ha–1 であり、有意な差は認められなかったものの、生を調査したところ、収量に顕著な差はみられず、

慣行区よりも発生量が多かった。年次変動を見ると、紫斑粒及び褐斑粒等の病害粒の発生は両区ともほと

1 年目は石灰窒素区、DCD 区ともに慣行区よりもんどみられなかった。さらに、大豆の選別過程で出発生量が減少したが、2 年目と 3 年目は、石灰窒素

る屑大豆 13 ランクを用いて雑草発生量を調査した

区では慣行区よりも減少し、DCD 区では慣行区よところ、雑草の発生は最初のゴミや雑草種子を取りりも増加した。また、2011 ～ 2013 年の新芽の収量除く工程で出る選別ランクでみられたが、それより及び全窒素含量については一番茶、二番茶ともに有図 1320-3

休閑期に屑大豆緑肥を導入した小麦栽培の温室効果ガス削減効果

1）2013 年産の腐植質黒ボク土圃場及び淡色黒ボク土圃場の平均値を示した。

表 1320-1

屑大豆の選別ランクで緑肥としての利用適性─ 82 ─

意な処理間差は見られなかった（表 1320-2）。

9 月植付、2015 年 2 月収穫）の 4 作にわたり調査した。

（エ） 窒素付加堆肥ペレット施用後の土壌からのその結果、基肥施用時の地温が高い作付（2013 年

N2O 発生低減要因について、窒素付加堆肥と慣行

秋作、2014 年秋作）では、慣行堆肥ペレット施用

堆肥の間で異なり、かつ N2O 発生へ影響を及ぼす

区で施用直後に高い N2O 発生ピークが出現し、作可能性がある堆肥の理化学性として、無機態窒素（特付期間中の積算 N2O 発生量も他区よりも有意に高に硝酸態窒素）含量に着目し、N2O 発生に及ぼすい値となった（図 1320-6）。他の作付では慣行堆肥影響を明らかにするため室内培養試験を実施した。

ペレット施用区で施用直後の発生ピークが明瞭に確

慣行堆肥ペレットに硝酸態窒素として異なる濃度の認されず、積算発生量も対照区を除く堆肥施用区の硝酸カリウム溶液を添加し培養した結果、添加後の間で差はなかった。キャベツ結球重は全ての作付に堆肥の硝酸態窒素含量が高くなる程、培養初期のおいて堆肥施用区の間で差はなく同等であった。

N2O 発生ピークが低減し（図 1320-5）、培養期間中

バラ堆肥（ペレット成型しない通常の堆肥）とのの積算 N2O 発生量も慣行堆肥ペレットと比べ小さ比較において、慣行及び窒素付加堆肥ペレット施用

くなることが明らかとなった。以上から、N2O 発がライフサイクル（①土壌プロセス、②堆肥化プロ

生量が慣行堆肥ペレットよりも窒素付加堆肥ペレッ

セス、③化石燃料・資材消費プロセス）を通じた地

トにおいて低くなることについて、堆肥の高い無機

球温暖化（大気中の温室効果ガス濃度）に及ぼす

態窒素含量が関与していることが示唆された。

影響を評価した（図 1320-7）。なお、N2O と CH4 の堆肥ペレット等有機物を施用したキャベツ栽培圃

発生量は、地球温暖化ポテンシャル（CO2 のポテン場における温室効果ガス発生量を 2012 年秋作（2012

シャルを 1 として、それぞれのポテンシャルを 296

年 11 月植付、2013 年 5 月収穫）、2013 年秋作（2013と 23 とした）を用いて CO2 発生量に換算した。土

年 9 月植付、2014 年 1 月収穫）、2014 年春作（2014壌プロセスにおいては、前述のとおり、基肥施用時

年 4 月植付、同年 6 月収穫）、2014 年秋作（2014 年の地温の高い作付で慣行堆肥ペレットからの N2O

図 1320-4

各処理区におけるうね間土壌からの積算 N2O 発生量1）うね間の面積を全茶園面積の 6 分の 1 として計算。2010 年 9 月～ 2013 年 10 月の調査の平均。
2）異なるアルファベットは有意な差があることを示す（Tukey 法、有意水準 5%）。

表 1320-2

2011 ～ 2013 年の一番茶及び二番茶の収量・全窒素含量の平均値
a

一番茶

慣行区
石灰窒素区
ジシアンジアミド区

収量(Mg-DW/ha)
1.4
1.4
1.4

全窒素
(%)
5.1
5.2
5.2

二番茶b
収量
(Mg-DW/ha)
1.2
1.2
1.3

全窒素
(%)
4.2
4.2
4.1

a）2011-2013 年の平均値。
b）2011-2012 年の平均値。2013 年は中切りを実施したため、二番茶摘採なし。

─ 83 ─

図 1320-5 硝酸カリウム添加時の堆肥ペレットからの N2O 発生推移

1）NO3-3.5、5、10、20 はそれぞれ硝酸カリウム添加後の堆肥の硝酸態窒素含量が 3.5、5、10、20 mg g–1 堆肥乾物であることを示す。対照区（Cont）は水のみを添加（堆肥の硝酸態窒素含量：2 mg/g 堆肥乾物）。

図 1320-7

図 1320-6 堆肥ペレット等有機物を施用したキャベ
ツ栽培圃場における N2O 発生量

1）堆肥由来の窒素投入量は、無窒素（対照）区を除く全区
で 22 kg N 10 a–1。作物栽培のため、堆肥中の窒素の肥効を勘案し、以下の量の硫安を追加施用（慣行堆肥区（バラ・ペレット共通）：17.4 kg N 10 a–1、窒素付加堆肥
ペレット区：8.6 kg N/10 a）。
2）2014 年秋作の N2O 発生量は 2013 年秋作とほぼ同様の傾向を示した。

慣行堆肥及び窒素付加堆肥ペレットの施用が地球温暖化に及ぼす影響（バラ堆肥施用との比較）
─ 84 ─

発生量が増加し、地球温暖化を促進する効果が大き

域の農業共同組合によって異なっているが、今回試かった。堆肥化プロセスにおいて、窒素付加堆肥ペ験を行った選別は選別段階が多い部類に入ると考え

レットでは、堆肥化期間中に発生するアンモニアがられる。選別方法がわかっていれば雑草種子混入の堆肥の窒素付加に利用されるため、大気中へ揮散す観点から、緑肥として利用可能なランクを特定し選るアンモニアの量を低減でき、その結果アンモニア

択することは容易と思われる。

揮散に伴う間接 N2O を大幅に低減できる。その効（ウ） N2O 発生量は、慣行区と比べて石灰窒素

果は、揮散するアンモニアを回収するためのブロ区で大きく減少した（図 1320-4）。土壌中の無機態

ワーの稼働に必要な電力消費に伴う CO2 排出量よ窒素濃度の変化や土壌 pH の変化から、N2O 発生量

りも大きかった。化石燃料・資材消費プロセスでが減少した主な要因は、硝化の抑制及び土壌 pH のは、堆肥をペレット化することで、堆肥化施設から上昇であると考えられる。一方、DCD 区において

圃場への堆肥のトラック輸送に必要な燃料（軽油）は、一年目は石灰窒素区と同様に削減効果が認めらを低減できるが、その燃料節約による CO2 排出量れたが、二年目、三年目には削減効果は見られず、の低減効果は極めて小さかった。基肥施用時の地温発生量が増加する傾向が見られた。この原因は今回が高い作付での慣行堆肥ペレットの利用は、地球温の調査結果からは判然としないが、DCD の複数年

暖化を促進する一方、窒素付加堆肥ペレットの利用の連用により、DCD の硝化抑制効果が弱くなるこ

は、作型に関係なく、主にアンモニア揮散に伴う間と、土壌の微生物相に変化が生じることが報告され

接 N2O 発生量を大幅低減でき、地球温暖化を緩和ており 1）、今回の試験においても DCD の連用によする効果があると考えられた。

り、土壌微生物相に変化が生じた可能性が考えられ
る。

エ

考

察

また、今回の調査では収量・全窒素含量に有意な（ア） バイオ炭の土壌への施用は、炭素貯留量に処理間差は見られなかった（表 1320-2）。しかし、チャ

対し炭素放出は非常に小さい。このため、バイオ炭

は好アンモニア作物であるため、硝化を抑制し土壌施用により投入される炭素分は、そのまま炭素蓄積

中のアンモニア態窒素濃度を高く保つことは、茶樹量に相当する。

の生育にとって好ましいと考えられる。実際に過去（イ） 屑大豆緑肥は C/N 比が低いため、鋤き込の研究報告において、石灰窒素入り配合肥料を活用

み後に慣行区と比較して N2O フラックスは一時的することにより施肥窒素量を約 3 割削減した条件でにやや高くなるが、屑大豆緑肥の鋤き込みによりそも、収量・品質は慣行区と同等を維持できること 2）、れを上回る炭素が蓄積されるので、結果として温室

ジシアンジアミドの施用により新芽の全窒素含量及

効果ガス排出量を削減することが可能である。屑大びアミノ酸含量が高まる傾向があること 3） が報告

豆緑肥の生育量の 4 年間の平均は 450 kg/10 a で、されている。

窒素量にして 17 kgN/10 a に相当する。このように、（エ） 慣行堆肥ペレット施用後に見られる N2O

十分な窒素が供給され、増収に寄与したと考えられ発生量の増加は、施用時の地温の高さが原因としてる。

考えられた。また、その発生量が窒素付加すること

屑大豆を緑肥として利用する際の農家の主な懸念で低くなることについて、窒素付加堆肥ペレットのは屑大豆緑肥に含まれる紫斑粒が次の大豆作に影響高い無機態窒素含量が関与していることが示唆されを及ぼす影響と混入雑草種子である。本研究ではこた。

れらのリスク評価を行い、屑大豆の緑肥としての利用に支障がないことを示した。紫斑粒に関しては屑

オ

大豆緑肥を導入した圃場で麦作から大豆作に転換し（ア） バイオ炭の購入コストが導入へのネックとても増加はみられなかった。混入雑草種子に関してなる可能性が高く、土地利用型作物より、野菜作な

は、屑大豆の 13 の選別ランクを生育させ、雑草のどで効果を検証する必要がある。

発生量の調査から使用可能な選別ランクを明らかに（イ） 屑大豆として販売している選別ランクは各した。屑大豆として販売している選別ランクは各地

地域の農業共同組合によって異なり、大豆圃場の雑─ 85 ─

今後の課題

草植生によっても異なる可能性がある。異なる地域（ウ） 石灰窒素の施用により、慣行区と比べてと別の選別方法で提供している屑大豆を使用してさN2O 発生量が削減された。DCD の施用効果は年次らに試験を行い、雑草種子の出現程度を把握する必

変動が大きく、明らかな効果は確認できなかった。

要がある。また、紫斑粒発生のリスクについても、

一番茶・二番茶の収量及び全窒素含量は、いずれの別の条件で確認を進める必要がある。また、地域ご処理区においても同等だった。

との屑大豆の発生量を把握する必要がある。

（エ） 窒素付加堆肥ペレットからの N2O 発生が（ウ） 石灰窒素の施用により N2O 発生量が減少

慣行堆肥ペレットよりも低いことについて、堆肥のし、DCD の複数年の施用により N2O 発生量が増加

高い無機態窒素含量が関与していることが示唆されした、詳細なメカニズムを明らかにする必要がある。

た。また、キャベツ栽培圃場試験では、基肥施用時（エ） 窒素付加堆肥ペレットの無機態窒素含量がの地温が高い場合、慣行堆肥ペレット施用区で作付高いことにより N2O 発生が低減する原因を明らか

期間中の N2O 発生量が他区よりも有意に高い値とにするため、脱窒等の微生物活性への影響などを解なったが、地温が比較的低い場合は他の堆肥施用区

析する必要がある。慣行堆肥及び窒素付加堆肥ペと差はなかった。

レットの利用におけるライフサイクルを通じた地球温暖化緩和効果については、それぞれの排出源の不

キ

引用文献

確実性評価及びその不確実性が全体の排出量に及ぼ

1）三浦信之・内村浩二・加治俊幸・中村孝久・吉す影響を評価する必要がある。

田真一・勝田雅人・烏山光昭（2007）茶園におけるジシアンジアミド入り被覆尿素の施用効果．茶

カ

要

約

業研究報告．103：41-50.

（ア） バイオ炭の土壌への施用により、土壌の有

2）甲木哲哉（2005）石灰窒素配合肥料を利用した

機物分解呼吸量が増加する傾向は無いため、バイオ

窒素低投入型施肥体型．茶業研究報告．100：80-82.

炭施用により投入される炭素分は、そのまま炭素蓄

3）渡部尚久（1991）茶園への硝化抑制剤とカルシ積量に相当する。

ウム資材の施用がチャの生育と新芽のアミノ酸含（イ） 休閑期に屑大豆を緑肥として導入した小麦

有率に及ぼす影響． 日本土壌肥料学雑誌．62：493-

栽培は慣行区と比較して 4 年間を通じて多収で、温499.

室効果ガス削減効果があることが明らかになった。
研究担当者（下田星児＊、内田智子、好野奈美子、

屑大豆を緑肥として用いる際の病害及び雑草発生のリスクを評価し、前者は病害粒発生のリスクが少な

松波寿弥、豊田

鮎、浅井元朗、小林浩幸、廣野祐平、

いこと、後者は雑草種子の混入のない選別ランクを

野中邦彦、山根剛、久保寺秀夫、古賀伸久、

選ぶことで回避できることを明らかにした。

林健太郎、岩田徹）

─ 86 ─

第４章 家畜排せつ物処理における温室効果ガス排出削減技術の開発
１

家畜排せつ物処理における温室効果ガス排（ウ） スラリーからのメタン発生要因解析

出量の精密測定ア

CH4 発生の要因を解析するため培養実験を実施

研究目的

し、CH4 の発生要因と考えられる温度、有機物濃度

地球規模でのメタン（CH4）及び一酸化二窒素についての要因解析とその特徴を明らかにするとと（N2O）排出量のそれぞれ約 40% は、農耕地と畜産もに現地スラリー性状の変動把握を行い、上記の特1）

業等、農業生態系が起源とされる 。家畜排せつ物

徴と他の課題で得られる現地試験の成果を用いて、は畜種や飼養形態などにより様々な性状を呈し、日

スラリー貯留からの CH4 発生予測を試みる。

本の家畜排せつ物管理区分の CH4、N2O 排出量は（エ） 汚水浄化処理と強制通気式堆肥化処理にお4 畜種 9 カテゴリの処理区分を積算して算出される

ける温室効果ガス発生量の精緻化

が、処理区分毎の温室効果ガス（GHG）発生実態

排出係数の不確実性が高い汚水浄化処理及び強制に関して知見が少ない。このような国内データの整通気式堆肥化処理において、実規模施設にチャン

備状況については、「温室効果ガス排出算定方法検バー等の捕集装置を設置して、発生する GHG を連討会」において、日本国内産業の生産管理条件を考続的に測定する。そして、温度等の環境条件や前処

慮し、気候条件に合った GHG 排出係数算定方法が理、通気量等の管理手法の変動要因を解析して各処必要との指摘を受けており、排出実態の解明と精度

理区分において新たな算定方法を策定し、精度検証の高い算定方法の提案は正確な排出量把握だけでなを行うことにより、より精度の高い発生係数を決定

く削減の検証にも急務である。

する。
（オ） 乾燥処理及び強制通気における温室効果ガ

イ

研究方法

ス発生量の精緻化
まだ日本独自発生係数が設定されていない乾燥処（ア） スラリー貯留（地上タンク型）起源の温室理のうち、一般的なトンネル換気の鶏ふん乾燥施設

効果ガス発生量の精緻化
スラリー貯留（地上タンク型）槽内の乳牛ふん尿の定量的なガス測定方法を実施設で検討して、変動

スラリーから GHG 排出量を精密に測定できるチャ

要因と精度検証を行いながら発生係数把握の基礎

ンバーシステムを開発し、温度、降雨などの環境条

データを得る。

件や農家毎の管理方法などの要因とともに解析、発また、牛ふん及び豚ぷんについて、近年導入事例

生係数の変動要因を整理して発生量算定方法の改善が増加している撹拌方式密閉縦型の強制通気式堆肥を目指す。

化施設でそれぞれ定量的なガス測定方法を実施設で（イ） スラリー貯留（地下ピット型）起源の温室検討して、変動要因と精度検証を行いながら排出係

効果ガス発生量の精緻化

数把握の基礎データを得る。

従来の調査法は貯留槽の形態ごとにチャンバー等
ガス採取装置を制作する必要があるが、本研究では

ウ

研究結果

実施設での多様な貯留施設形態に簡易に対応するこ（ア） スラリー貯留（地上タンク型）起源の温室とができ、かつ精度の高い測定を行うことが可能な効果ガス発生量の精緻化

小型のフロート式チャンバー装置を試作し、地下貯留スラリーの表面に浮かべ、チャンバー内のガピット内部での液面表面からのガス採取測定法を開スを常時換気して、排気ガスのガス濃度を測定する発する。

オープンチャンバーシステムを開発した（図 1410-

また、模擬貯留施設や複数の地下ピットで温室効

1）。

果ガス排出調査を行い、温度などの環境条件、貯留

チャンバー本体は PVC 製のトランポリンを改造

施設形態や農家毎の管理方法などの要因を調査解析したもので、直径 2.15 m、内容積 530 L、スラリー

し、発生係数の変動要因を整理する。

表面 1.04 m2 を覆う。チャンバー内の空気はブロ─ 87 ─

ワーによりチャンバー天井中央部から吸引される。

部経 25 cm 以上で挿入でき、貯留容積高 0.5 m 以上

外気は、貯留槽の外部からダクトホースを通っての状態で測定が可能である。さらに、実規模施設でチャンバー上部のタンクに導入され、6 本のパイプ検証するため排せつ物処理方法が異なる 2 戸の酪農に分配されてスラリー表面に供給される。換気量

家（ふん尿混合スラリー貯留処理及び固液分離液貯は、外気の導入経路に設置した流量計により 1 時間

留処理）において、従来法であるヘッドスペースガ3に 1 回測定した（平均 0.4 m /min）。外気及び排気ス吸引法と小型フロートチャンバー法により同時にガス中の CH4、N2O 及び NH3 濃度を、光音響ガス

GHG 発生量の実測を行い、ガス回収率の比較を行っモニター（INNOVA 1312）により 10 分間隔で連た。その結果、ヘッドスペースガス吸引法と小型フ続測定した。本測定システムは、水上での回収実験

ロートチャンバー法の日投入量当たりのガス排出において 95% の CH4 回収率が得られた。また、貯係数比較では、A 農家の夏季 CH4 を除き、高いガ

留槽内の 2 地点（チャンバー間約 5 m）に二つのス回収率を示した。また、CH4、N2O いずれも両季

チャンバーを浮かべてガス発生量を測定した結果、節とも A 農家より B 農家が低く、処理方法による

測定部位によらず有意差のない測定ができること

GHG 発生の違いが明確となった。一方、模擬貯留2）が確認された 。このシステムを用いて北海道酪施設を用いた変動要因（貯留容積高）の検討では、

農場のスラリー貯留槽（地上タンク型）において、スラリー貯留容積高を 2 m、1 m、0.5 m に調整し、春、夏及び秋にガスフラックスの測定とスラリー性

ヘッドスペースガス吸引法により GHG 発生量の実状、ふん尿管理状況等を調査したところ 4 種のガス測を行い、GHG 排出係数の比較を行った。その結（CH4，CO2，N2O，NH3）はいずれも気温上昇と連果、表面積当たりのガス排出係数の比較では、CH4

動した日内変動を示し、日中のフラックスが夜間よにおいて各貯留高間に 1% 水準の有意な差が認めらりも顕著に高かった。また、貯留スラリーの温度とれた。さらに貯留高と CH4 排出係数の間には高いCH4 排出の間には明確な相関があった。さらに、気正の相関が認められた。

象条件やふん尿管理作業の影響を受けてガスフラッ（ウ） スラリーからのメタン発生要因解析

クスは大きく変化することが確認された。

北海道ならびに熊本県の酪農家の施設に貯留され（イ） スラリー貯留（地下ピット型）起源の温室ているスラリーを採取し培養実験に供した。貯留中

効果ガス発生量の精緻化

は嫌気状態となることを考慮し、PVC コート試薬

地下ピット内部における液状表面からのガス採瓶をブチルゴムシートで密封した培養ビンを用い取が可能な小型のフロート式チャンバー装置（図た。温度を 4 段階（摂氏 5, 15, 25, 35 度）及び有機

1410-2）を試作し、模擬貯留施設において、従来の物濃度を 3 段階（原液、3、10 倍希釈）として培養調査法であるヘッドスペースガス吸引法と比較調査

し、合計 48 の培養ビンを 200 日以上培養し、CH4を行い、モニタリング手法の精度検証を行った。改発生量を定期的に測定したところ、温度が高いほど良した小型フロートチャンバーは、地下ピット開口

CH4 発生は大きくなることが分かった。温度依存

図 1410-1 貯留スラリー用の温室効果ガス測定シス
テムの概要
─ 88 ─

図 1410-2

地下ピット用小型フロートチャンバー

性 Q10 は 2 以上である。また、有機物濃度が高い

上部から吸引するチャンバーを試作した。肉用牛ふほど CH4 発生量は大きくなる。しかし、有機物濃んにおがくずを混合して水分調整を行い下部から通度（希釈）が有機物当たりの CH4 発生割合に与え気を行ったところ 50℃以上の発酵温度が得られる

る影響は判然としなかった。培養実験データの解析とともに、凝縮水の滴下等チャンバー設置による発を行った結果、VS 当たりの積算 CH4 発生量は温度

酵への悪影響は確認できなかったことから試験へのと貯留時間で概ね説明可能であることが分かった。

応用は可能と考えられた。

全国推定では、乳牛ふん尿の「ふん尿混合」かつ

本チャンバー内で、堆肥化を行い連続的に GHG「貯留」処理で発生する有機物は 255 Gg VS/yr（北を測定した。NH3 は堆肥化初期に高濃度に排出さ海道 58%、九州沖縄 25%、関東 14%）と推定されれ、切り返し毎（1 週間に 1 回）に低下した。N2O

た。CH4 の全国排出量は 6.24 Gg CH4/yr（九州沖縄は堆積直後に高濃度に発生し、切り返し直後に発生45%、北海道 38%、関東 14%）と推定された。九州するパターンを示した。CH4 についても、堆積直後

沖縄の有機物発生量は北海道の半分以下だが、CH4が最も発生量が多くその後低下した。排出係数に排出量は北海道を上回ると推定された。従って、九つ い て は、N2O：0.11%、CH4：0.081% と な り、 現

州沖縄と北海道の重要性が高いと言える。なお、排行の肉用牛インベントリ係数（N2O：0.25%、CH4：

出係数（全国加重平均）は 2.45% と推定された。

0.034%）と比較して、いずれも N2O は低く、CH4（エ） 汚水浄化処理と強制通気式堆肥化処理におは高い結果となった。

ける温室効果ガス発生量の精緻化（オ） 乾燥処理及び強制通気堆肥化における温室

汚水浄化処理では、乳用牛舎（約 45 頭）と一効果ガス発生量の精緻化

部の肉用牛舎からバンクリーナーによりふん尿分

調査対象乾燥処理施設の測定対象ガス濃度は、マ離された尿汚水及びパーラー洗浄水の浄化処理施

ルチガスモニタ－により 1 時間毎に 3 か所で測定を

3

設を測定対象とした。流入汚水量 9.4 m /d、BOD
3行って濃度変化を把握した。換気環境を把握するた

容 積 負 荷 0.4 kg/m /d、 汚 泥 濃 度（MLSS） 濃 度

め、施設内の数か所と乾燥施設外で風向風速測定と4,000 mg/l、汚水滞留時間は 77 時間である。汚水

ともに温度と湿度を測定した。乾燥施設内は乱流での投入量はタイマーにより制御が可能で、投入量をあるため、施設側面全体をシートで覆い、排気方向増加させることにより BOD 負荷量を変更した。このみの風速測定を行った。本測定システムは、排気3の施設の曝気槽 24 m と沈殿槽からなる連続式活性口断面の平均風速を試作風速測定装置を設置したト

汚泥処理施設の曝気槽をチャンバーで覆い（容積約

ンネル換気量測定装置で検証を行った上で、決定さ

36 m ）、チャンバー内からブロアにより一定風量でれている。各ガスの排出係数は各測定期間に搬入吸引して、排出される CH4、N2O をマルチガスモ

された鶏糞中の有機物（Volatile Solid）あるいは窒ニタにより連続的に測定した。

素当たりの発生割合（gCH4/g VS、gNH3-N/g TN、

3

BOD 容積負荷 0.3 kg/m /day の条件で試験を行っ

gN2O-N/g TN）で評価される 1）。本測定で、夏期たところ、N2O は排出期と無排出期が認められ、で NH3 は 13.50%、N2O は 0.51%、CH4 は 0.13% とCH4 は好気的な処理にもかかわらず排出が認められな り、 冬 期 で NH3 は 4.56%、CH4 は 0.17% で N2Oた。このときの排出係数は、N2O で 2.1%、CH4 では 0.01% 以下である。

0.4% となり、これは現在利用されている排出係数

強制通気堆肥化施設における測定では、調査対に比べ N2O で低く CH4 で高い結果であった。また、

象施設の発酵槽 41 m3 の密閉縦型堆肥化施設の排温室効果の高い N2O の排出について詳細に検討し気を処理している木材チップ脱臭槽からの GHG 発

たところ、投入汚水の BOD/N が 6 以下、BOD 容

生量は、ビニールシートで脱臭装置の全体を密閉3

積負荷 0.2 ～ 0.4 kg/m /d、曝気槽内 pH7.4 以下及し、排気を一つの管に集約し、ガスを脱臭槽への流び低 DO 等で多く排出されることが認められ、N2O

入排気量より多めに送風機で吸引することでほぼは運転管理による発生抑制が可能と考えられた。

全量を回収し、ガス濃度と風速を測定することで強制通気式堆肥化施設（通気型堆肥舎）において把握できた。GHG 排出係数は、搬入された堆肥原は、2.5 m × 2.5 m × 1.5 m の施設をシートで覆い料中の窒素あるいは有機物当たりの発生割合で評─ 89 ─

価される 1）。密閉縦型堆肥化施設からの排出係数は海道においては過剰推計と考えられる。

寒冷期の調査 I（2/22 ～ 3/15）では N2O は 0.08%、（イ） スラリー貯留（地下ピット型）起源の温室

CH4 は 0.01%、NH3 は 1.81% であり、冷涼期の調査

効果ガス発生量の精緻化

II（10/25 ～ 11/12） で は そ れ ぞ れ 0.12%、0.12%、

貯留物堆積高について検討したところ、表面積当17.07% である。N2O と CH4 は、現行インベントリ

たりのガス排出係数の比較では、CH4 において各貯の強制発酵の値と同等（N2O：0.16%、CH4：0.08%）

留高間に 1% 水準の有意な差が認められるとともにであった。

貯留高と CH4 排出係数の間には高い正の相関が認められたことから、堆積高は CH4 排出係数の変動

エ

考

察

要因であると考えられた。
また、今回開発した小型フロートチャンバー法は（ア） スラリー貯留（地上タンク型）起源の温室

農家間で測定法による差がないことから、農家間の効果ガス発生量の精緻化
貯留スラリー起源の CH4 と N2O 排出には明確な排出係数比較が容易となり、地下ピット貯留家畜排日間変動があり、日内変動を考慮して 24 時間を最

せつ物起源の GHG 測定に有効であると考えられた。

低継続時間とする測定期間の設定が必要である。ま（ウ） スラリーからのメタン発生要因解析

た NH3 の排出には日照によるスラリー表層温度の培養実験データの解析結果、VS 当たりの積算上昇が深く関係している。このように気象条件やふ

CH4 発生量は温度と貯留時間で概ね説明可能である

ん尿管理作業の影響を受けてガスフラックスは大きことが分かり、現地スラリー貯留施設における調査

く変化するため、GHG 年間排出量を算出するため結果と比較して、スラリー培養実験によるスラリーには少なくとも 2 週間以上の連続測定を高温期（夏貯留起源からの発生量予測・評価は可能となった。

季：25 度以上）と低温期（冬季：10 度以下）にそ

また、九州沖縄の有機物発生量は北海道の半分以下

れぞれ行う必要がある。また、本測定システムによだが、CH4 排出量は北海道を上回ると推定された。

り道内複数の貯留施設において測定・評価した結果

従って、九州沖縄と北海道の重要性が高いと言えから、CH4 排出係数（gCH4/g 有機物（VS））を算る。なお、排出係数（全国加重平均）は 2.45% と推出すると、1.02 － 1.39% となる。現在日本国インベ

定された。

ントリ

3）

で設定されている 3.9% の排出係数は、北図 1410-3（エ） 汚水浄化処理と強制通気式堆肥化処理にお測定システムの概要
─ 90 ─

ける温室効果ガス発生量の精緻化では、開発作成さける温室効果ガス発生量の精緻化
酪農排水について N2O は排出期と無排出期が認れ､ 実測を行ったチャンバーを、今後測定事例を増められ、CH4 は好気的な処理にもかかわらず排出がやして削減方策の検証手段に整備したい。

認められた。これまでの室内試験では説明のつかな（オ） 乾燥処理及び強制通気堆肥化における温室

い実施設排出に関して考察の必要がある。また N2O

効果ガス発生量の精緻化でも、開発作成され､ 実測

は運転管理による発生抑制が可能と考えられた。

を行ったチャンバーを、今後測定事例を増やして削一方、強制通気式堆肥化施設においては、N2O

減方策の検証手段に整備したい。

と CH4 は堆積直後に多く発生が認められ、N2O は切り返し直後にも発生するパターンを示し、切り返

カ

要

約

しで脱窒反応が起こったためと考えられた。排出係（ア） スラリー貯留（地上タンク型）起源の温室数については、現行の肉用牛インベントリ係数と比効果ガス発生量の精緻化について、ふん尿混合状態

較して、いずれも N2O は低く、CH4 は高い結果とで貯留される乳牛ふん尿から排出される温室効果ガ

なり、温暖化係数の高い N2O は過剰に見積もられスを精密に測定できるシステムである。農家施設でていると考えられた。

の実測が可能となり温室効果ガス国家排出量算定の（オ） 乾燥処理及び強制通気堆肥化における温室

精緻化に貢献し、排出削減の経済的方法の導入に必効果ガス発生量の精緻化

要な検証方法として採用されている。

乾燥処理及び強制通気堆肥化の実測で得られた排（イ） スラリー貯留（地下ピット型）起源の温室出係数は N2O は 2.0%（g N2O-N/g TN）と示され効果ガス発生量の精緻化について、改良した小型

た現行インベントリに比較して低い値であった。現フロートチャンバーは、地下ピット開口部経 25 cm

行の 2.0% という排出係数は算出根拠が明示されて以上で挿入でき、貯留容積高 0.5 m 以上の状態で測4）であり、本実測調査で定が可能である。小型フロートチャンバー法は地下得られたデータの有効性は高いと考える。また、強ピット貯留家畜排せつ物起源の GHG 測定に有効で

制通気式堆肥化施設においては、この方式の堆肥化あると考えられた。

施設の排出ガスと付帯する脱臭施設の発生特性が把（ウ） スラリーからのメタン発生要因解析では、握できた。

培養実験データの解析結果、VS 当たりの積算 CH4

いない IPCC のデフォルト

発生量は温度と貯留時間で概ね説明可能であること

オ

今後の課題

が分かった。現地スラリー貯留施設における調査結（ア） スラリー貯留（地上タンク型）起源の温室果と比較して、スラリー培養実験によるスラリー貯効果ガス発生量の精緻化については、普及予定地域

留起源からの発生量予測・評価は可能である。

として国内外に普及の可能性があるが、測定システ（エ） 汚水浄化処理と強制通気式堆肥化処理におムが高価であるため、採用事例を拡大するために精ける温室効果ガス発生量の精緻化では、酪農排水

度を保ちながら装置の低コスト化が課題となる。

について BOD 容積負荷 0.3 kg/m3/day の条件で試（イ） スラリー貯留（地下ピット型）起源の温室験を行ったところ、N2O は排出期と無排出期が認

効果ガス発生量の精緻化については、今後の農家でめられ、CH4 は好気的な処理にもかかわらず排出がの調査事例を増やして､ 有効な利用法を検討してい認められた。このときの排出係数は、N2O で 2.1%、

く必要がある。

CH4 で 0.4% となり、これは現在利用されている排（ウ） スラリーからのメタン発生要因解析では、
IPCC ガイドライン5）

出係数に比べ N2O で低く CH4 で高い結果であった。

や既存の文献値と比較してメ

強制通気式堆肥化施設においては、排出ガスのタン発生ポテンシャルについて、本方法の結果と測 定 結 果 に よ れ ば NH3 は 最 大 148 ppm で 平 均 は既往の値を比較する。この結果で得たモデル式が、0.6 ppm、N2O は最大 3.2 ppm で平均 0.04 ppm、発IPCC の MCF を発展させ、地域ごとの EF の開発

生は堆肥化初期に認められたが、これは、敷料込みと国全体の排出見積もりの精緻化に寄与する。

の肥育牛ふんのため硝化が進行していたものと考（エ） 汚水浄化処理と強制通気式堆肥化処理におえ ら れ る。CH4 は 最 大 18.5 ppm、 平 均 1.4 ppm で

─ 91 ─

長田

CH4 も堆肥化初期に発生が認められた。

隆、荻野暁史）（オ） 乾燥処理及び強制通気堆肥化における温室効果ガス発生量の精緻化
鶏ふん乾燥処理実施設の温室効果ガス排出量の評

２

家畜排せつ物処理過程における温室効果ガ

価が、農家作業に支障ない測定機材の設置で可能

ス排出削減技術の開発である。メタン排出は鶏ふん有機物の 0-0.25%（gアCH4/g 有機物）であり一酸化二窒素排出は鶏ふん

家畜排せつ物起源の温室効果ガス（GHG）発生

窒素の 0-0.58%（g N2O-N/g 全窒素）である。

研究目的

は、日本全体の総排出量の 0.6% 程度、農業系排出養豚農家で実稼働している密閉縦型堆肥化施設か量の約 26% の寄与があるとされ、削減への期待がらの一酸化二窒素、メタン、アンモニアの排出係数大きい。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）

は、 調 査 平 均 で 0.10%（g N2O-N/g N）、0.06%（g

第三作業部会報告書でも指摘されるように、技術開CH4/g 有機物）、9.44%（g NH3-N/g N）であり、脱発により家畜排せつ物の処理が改善できれば、地球臭排気ではメタンが減少する傾向がある。

温暖化の緩和へ大きく貢献できる可能性がある。日本の家畜排せつ物管理区分のメタン（CH4）、一酸

キ

引用文献

化二窒素（N2O）排出量は 4 畜種 9 カテゴリの処理

1）Intergovernmental Panel on Climate Change

区分を積算して算出されるが、特に高水分排せつ物（2007） Climate Change 2007: The Physicalの堆肥化（乳牛）、高窒素含有排せつ物堆肥化（肉Science Basis. Intergovernmental Panel on

牛、豚）、汚水浄化（豚）、スラリー貯留（乳牛）のClimate Change, Geneva.

各処理が主たる排出源である。そこで本課題では、

2）Minato K., Kouda Y., Yamakawa M., Hara S.,

上記の主要な発生源からの GHG 発生量を 25% 以上

Tamura T. and Osada T.（2012）Determination

低減可能な家畜排せつ物管理改善方法を提案する。

of GHG and ammonia emissions from stored
dairy cattle slurry by using a floating dynamic

イ

研究方法

chamber, Animal Science Journal 84（2）:165-177.

（ア） 水分含量が高い乳牛ふんの堆肥化におい

3）Greenhouse Gas Inventory Office of Japanて、水分調整材の投入による N2O 排出抑制効果を（ G I O ）（ 2 0 1 4 ） N a t i o n a l G r e e n h o u s e G a s

解明するとともに、乳牛ふんに麦稈を水分調整資材

Inventory Report of Japan, National Institute ofとして用いた実規模堆肥化試験を実施して水分調整

Environmental Studies, Ibaraki.

による GHG 削減効果を検証する。

4）Intergovernmental Panel on Climate Change（イ） 窒素含有量が高い豚ふんの堆肥化におい（2000）Good Practice Guidance and Uncertaintyて、亜硝酸蓄積に起因する N2O 発生を抑制する微Management in National Greenhouse Gas

生物（亜硝酸酸化細菌）添加法（亜硝酸酸化促進

Inventories. Institute for Global Environmental法）の高度化のため、N2O 生成機構を検証し、堆Strategies（IGES）,Hayama.

積物の規模を拡大した場合の効果を検証する。

5）Intergovernmental Panel on Climate Change（ウ） 汚水浄化処理から発生する GHG を削減す2006 （2006） IPCC Guidelines for National

るため、活性汚泥処理の曝気槽に微生物担体（炭素Greenhouse Gas Inventories. Institute for Global繊維）を投入し、N2O 発生に及ぼす影響について

Environmental Strategies（IGES）,Hayama.

検証を行う。また、モデルによる窒素動態の予測精度を向上させ、N2O 生成のモデル化を検討する。

研究担当者（白石湊啓子、渡部山川政明、寺見＊

誠 、高取健治、水木（エ） 乳牛ふん尿のスラリー貯留から発生する

剛、

悟志、

GHG を削減するため、スラリー表層に酸化層を形裕、澤本卓治、猫本健司、成した場合や、曝気処理を行った場合の発生ガスへ

敢、甲田裕幸、原干場信司、中山統雄、稲田司、中村寿男、

大川夏貴、土屋いづみ、悦永秀雄、堂岸の影響を検証する。

宏、
─ 92 ─

ウ

研究結果

ことから（中水分区に対する低水分区の CH4 及び（ア） 水分調整材添加の有無を検証した乳牛ふん

N2O 削減率：53.3%、49.4%）、高水分含量の乳牛ふ堆肥化試験（堆積規模：4 トン）においてアンモニん堆肥化において麦稈等の水分調整材を添加するこ

15+

ウム態窒素（NH4 -N）中の N 安定同位体比を求とは、発酵過程から発生する GHG 削減に有効であめたところ、水分調整材添加区が無添加よりも重いることが確認された（表 1420-1）。

+

NH4 -N で構成されていることが明らかとなった。

（イ） 窒素含有量の高い豚ふんの堆肥化処理におN2O 発生量は水分調整材の添加により 62% 低減さ

いて、不完全な硝化作用に起因する N2O 生成機構

れた。堆積物の部位毎（頭頂部、側部、中心部）のを明かとするため、生成経路の指標となる N2O 安

15

δ N 偏差を調査したところ、活発な窒素変換が起定同位体分子種の site preference 値（SP 値）1） をきていることを示す重い窒素が多い部位は堆積物の測定したところ、N2O 発生開始は脱窒による生成

頭頂部であり、側部では活発な窒素変換は起きていを示す 0‰付近であった SP 値が発生ピークを形成なかった。中心部でも堆肥化の進行によって重い窒する頃には 20‰付近まで上昇しており、亜硝酸の素が増加しており、窒素変換が起きていることが示蓄積に起因する N2O についてはその生成経路が時唆された。

間経過とともに変化している様子が覗えた。

実規模での水分調整材添加効果を検証するため、豚ふんとオガクズの混合物約 2 トンで下部から乳牛ふんと麦稈を混合して三つの試験区（高水分通気を行う堆積型堆肥化を行い、亜硝酸酸化細菌（82%）、中水分（79%）、低水分（76%））を設定し、源（ 完 熟 堆 肥 ） の 添 加 に よ る N2O 抑 制 効 果 を 検

秋から冬にかけて（8 月終わりから 12 月中旬）7.2

証した。堆肥化発酵は品温が最高で 80℃に達しトンの堆積規模で堆肥化試験を行った（試験実施場て良好な有機物分解が進行していた。試験期間中

所：北海道）。高水分区では十分な高温発酵が起この NH3-N、N2O-N 及 び CH4 発 生 量 は、 対 照 区 でらず（20 ～ 45℃推移）、そのためガス発生量も他

1.84 kg、0.20 kg、2.48 kg となったが、添加区ではの試験区よりも低くなる傾向にあったが、完成堆

1.78 kg、0.17 kg、2.30 kg となり、いずれも 10% 程肥の性状は農地還元に不適当なものであった。中・度排出量が低下していた。N2O に関する削減率に低水分区では温度は 40 ～ 70℃で推移しており良好

ついては、実験室規模で観察されたもの（N2O 削

な堆肥化発酵が進行していたが、CH4 と N2O の発減率：52 ～ 80%）2）と比較して低くなる結果となっ

生量は低水分区で中水分区の発生量からそれぞれた。この傾向はこれ以外に行った 1 トン規模の堆肥

49.8%、29.9% 削減された。NH3 は水分率が低いほ化試験でも同様であった。また冬期に行った試験でど多く発生した。また、同じ設定の堆肥化試験を再は、完熟堆肥を添加することで逆に N2O 発生量が度夏から晩秋（7 月初旬から 10 月下旬）に行った増加する結果も得られた（表 1420-2）。

ところ、先に行った試験と同様の結果が得られた

表 1420-1

豚ふん以外に肥育牛ふんの堆肥化試験で亜硝酸酸

原料水分率がアンモニア及び温室効果ガス揮散量に及ぼす影響

N2 O
CH4
CO2
NH3
(g-N/kg-TN)(g/kg-VS)
高水分2014
22.2
9.8
28.1
562
中水分2014
38.6
11.5
35.6
710
低水分2014
58.7
5.9
14.3
565
2014年7月10日開始堆肥化 108日間を累積したもの。
（試験区）

N2 O
CH4
CO2
NH3
(g-N/kg-TN)(g/kg-VS)
高水分2013
7.7
9.7
16.9
340
中水分2013
26.2
11.7
22.1
507
低水分2013
26.1
8.2
11.1
474
2013年8月29日開始堆肥化 111日間を累積したもの。
（試験区）

─ 93 ─

化細菌の添加効果を検証したところ、冬期の試験でた と こ ろ、 炭 素 繊 維 法 で は、NH3 は 0.2 mg/day、は添加区で N2O 発生量が 40% 程度低下したが、夏N2O は 0.3 mg/day、CH4 は 10.0 mg/day の 発 生 量季の試験では過乾燥のため水分が 30% 程度まで低であるのに対し、活性汚泥法では、NH3 は 0.2 mg/

下し、そのため微生物活動が不活発となり N2O のday、N2O は 23.5 mg/day、CH4 は 7.1 mg/day の発生自体が非常に少なく、微生物添加の影響は確認

発生量であった。炭素繊維法は、活性汚泥法よりできなかった。

も 98% 以上 N2O 発生を抑制可能であることが示さ（ウ） 汚水浄化処理における N2O 生成の原因とれた。投入汚水窒素当たりの N2O 発生量はそれぞなる亜硝酸・硝酸の蓄積を抑制する目的で、従来法れ、炭素繊維法では 0.0003 g N2O-N/g TN-load、活である活性汚泥処理リアクター（活性汚泥法）と性汚泥法では 0.03 g N2O-N/g TN-load であり、N2O

炭素繊維を用いた固定床型好気リアクター（炭素の発生量が大幅に低下した（図 1420-2）。炭素繊維繊維法）を作製し豚舎汚水処理試験を行った（図法に存在する微生物の菌叢解析を行った結果、窒1420-1）。両リアクターともに汚水浄化能力（BOD

素 転 換 に 寄 与 す る 微 生 物 と し て は、Paracoccus除去性能）は良好であった。活性汚泥法では硝化

solventivorans、Zoogloea caeni、 Thiobacillus

作用は順調に進行したが脱窒が不十分で硝酸イオ

denitrificans、Nitrospira genus 等が OTUs（≒菌種ン（NO3-N）の蓄積が認められた。一方、炭素繊数）の 30% を占めており、12/46 の OTUs が硝酸

維法では硝酸イオンの蓄積がおこらず、脱窒が良還元可能な微生物の近縁種として検出された。
活性汚泥処理における N2O 生成機構について、

好に進行していた。環境負荷ガス発生量を比較し

表 1420-2

亜硝酸酸化細菌添加による豚ふん堆肥化過程からの GHG 削減効果

時期
温暖期
（2012/7/12～
11/2 )
寒冷期（2014/1/28～
5/22 )

対照区
添加区
対照区
添加区

図1420-1

NH３-N
全期間発生量（ｇ）1.84
排出係数（％ of TN or VS）
21.4
全期間発生量（ｇ）1.78
排出係数（％ of TN or VS）
20.7
全期間発生量（ｇ）1.97
排出係数（％ of TN or VS）
18.4
全期間発生量（ｇ）1.96
排出係数（％ of TN or VS）
19.7

図 1420-1

リアクター概要
─ 94 ─

N2O-N
0.196
2.28
0.174

2.02
0.435
4.07
0.601

6.04

CH4
2.48
0.41
2.30
0.40
0.77
0.27
1.02
0.36

アンモニアの酸化量当たりに生成される N2O 量は比べて 6 分の 1 程度まで減少した。一方、N2O の液中溶存酸素量の増加に伴い減少する傾向が見ら

生成量は酸化層が設けられたことにより増加し、対れた。亜硝酸還元により生成される N2O は pH に照区と比較して軽石区で 5 倍、スカム区で 25 倍とよる影響を大きく受け、pH が 8.0 の時は亜硝酸還なった。逆に硝化の進行により NH3 発生量は顕著

元による N2O 生成率が 0.85% だったものが、pH がに低減した。また、スラリーから発生するガスを完

中性以下の場合（pH=6.5）は 31.7% まで増加した。

熟牛ふんを充填したバイオフィルターに通気させた

また脱窒に必要な電子供与体が少なく、微生物がところ、CH4 除去率は開始から 3 週間は平均 9% と自己消化（内生呼吸）するような状況も N2O 生成

低くなったが、バイオフィルターに活性汚泥を添加量を増加させた。実施設において曝気工程におけすると 20% 台に上昇した。さらにスカムより分離・る溶存酸素濃度の最大値が 4.0 mg O2/L 以上では亜濃縮培養したメタン酸化菌の添加、バイオフィル

硝酸蓄積が少なく、また N2O 排出量も顕著に少な

ターの pH 調整（8.5 → 7.9）を実施した結果、CH4くなった。さらに実施設では BOD/N 比が 6 以上、除去率は 30% 台に上昇した。

3

BOD 容積負荷が 0.2 kg/m /d 以下、高溶存酸素濃貯留スラリーに曝気処理を行うことによる GHG

度、pH7.4 以上で N2O 排出量が低減することが明削減効果を検証したところ、通気時間が長いほどらかとなった。

CH4 の発生量が減少する傾向が観察された。一方（エ） 乳牛ふん尿のスラリー貯留から発生するで曝気により N2O 発生量は増加したが微量であり、GHG 低減のため、液面にスカム及び軽石を浮かべ各ガスに温暖化係数を乗じた CO2 等量で比較する

た酸化層を形成して発生するガスを測定したとこと、連続曝気によって GHG 発生量は約 80% 低減しろ、CH4 フラックスは軽石区では対照区よりも若干た（図 1420-3）。

低下する程度であったが、スカム区では試験開始後速やかに減少していき、26 日経過時点で対照区に400

全窒素（TN）

N2O
N2O

1000

CH4
CH4

800
600
400
200

全窒素 (mg/L)

温室効果ガス発生量（g‐CO2 eq/m3/day）

1200

300

NO3‐N
NO3‐N
NO2‐N
NO2‐N

200

NH4‐N
NH4‐N
100

Org‐N
Org‐N

0

0

図 1420-2

処理前

炭素繊維法

活性汚泥法

活性汚泥法 炭素繊維法

汚水浄化処理による浄化処理性能と温室効果ガス発生量

図1420-2

図 1420-3

スラリー貯留における CH4・N2O 積算発生量推移
─ 95 ─

エ

考察しているものと推察された。炭素繊維法は既存の曝（ア） 水分調整材添加の有無を検証した乳牛ふん

気槽に炭素繊維を投入すれば良く、新たな施設を設堆肥化試験では、水分調整材を添加した区の方が調置する必要がないことから、高い汚水浄化能力を有+

整材無しの場合よりも多い NH4 -N で構成されるこ

していることからも、現場への普及が期待できる。

とが明らかになったが、このことは硝化・脱窒量が（エ） スラリー貯留では有機物が嫌気的に分解さ水分調整材を添加することによって高まることをれることによる CH4 の発生が顕著であるが、スラ示唆している。N2O 排出量は水分調整材添加によリーから大気中に揮散する前にメタン酸化細菌にり 62% 低減されているが、この原因が N2O 還元活

よって分解させることで地球温暖化に及ぼす影響を性の向上によるものなのかについては今後さらなる大幅に低減することができる。今回の試験ではスラ検証が必要である。堆肥化処理において最も活発なリーの表面に酸化層を形成するため軽石やスカムを

無機態窒素の変換が起きている部位は堆肥頭頂部で浮かべて発生する CH4 の酸化を促したところ良好あり、側部はそれほど活発な変換は起きていなかっな低減効果が得られた。しかし酸化層の形成は CH4た。中心部においては、堆肥化初期には有機態窒素の低減には有効であるが NH3 の酸化による N2O の化合物の分解による軽い窒素の供給が行われていた

生成増に繋がることから GHG 低減には両者の低減・が、後期には重い窒素で占められるようになり、中増加のバランスに注意する必要がある。実験室規模

心部においても無機態窒素の変換が起きている可能の試験ではスカムを浮かべることで CH4 の低減と性が示唆された。堆肥側部は硝化によるものではな

N2O の増加が起こったがそれぞれに温暖化係数をいと考えられた。また、堆肥頭頂部における重い乗じて CO2 等量で比較すると全体としては酸化層+

NH4 -N の集積は、NH3 の揮散と活発な硝化・脱窒を設けた方が GHG の発生量が減少しており、スラ作用に起因すると考えられた。

リー貯留からの温室効果ガス低減技術として有効で（イ） 高窒素含有家畜ふんの堆肥化における亜硝あると考えられた。また、スラリーに曝気すること

酸酸化細菌添加効果を検証した。この方法は硝化過で CH4 の生成自体を抑制する方法もあるが、こち程において亜硝酸酸化細菌の増殖遅延に起因する亜らも実験室規模の試験では曝気による N2O の増加

硝酸の蓄積を解消することで N2O の発生量を削減

量よりも CH4 の削減量が大きく全体としては GHGするものであるが、今回の試験では堆積物の規模拡低減に働いており、乳牛ふん尿のスラリー貯留では大によりその効果が縮小化する結果が得られた。こ酸化層の形成や曝気処理は GHG 低減に効果がある

れは堆積物の規模拡大により堆積物内部の嫌気性部と考えられる。

分が大きくなり、そのため脱窒由来の N2O が増加したためと推察される。堆積型の堆肥化処理では表オ

層部から硝化が起こるため、亜硝酸酸化細菌源であ（ア） 乳牛ふんの堆肥化処理では麦稈等の水分調る完熟堆肥を添加する方法を完全混合ではなく表層

整材を添加して低水分化することにより堆肥化発酵への散布に変更することで、脱窒由来の N2O を削が改善され、さらに GHG の発生量を効果的に低減減できる可能性がある。

できるが、遠方から水分調整材を調達するような場（ウ） 炭素繊維を微生物担体とした炭素繊維法で合は輸送に係る GHG 発生量が増加することから、の汚水浄化試験では、処理水中に亜硝酸・硝酸イオ

酪農家の所在地近辺で入手可能な水分調整材を探索

ンがほとんど蓄積せず、また N2O の発生量も従来する必要がある。

法と比較して大幅に低減できた。これは従来法であ（イ） 高窒素含有家畜ふんの堆肥化において亜る活性汚泥法では曝気槽内の大部分が好気状態と硝酸酸化細菌添加による N2O 削減方法については、なっていることから硝化によって生成された亜硝脱窒由来の N2O を低減化できる完熟堆肥（亜硝酸酸・硝酸イオンが脱窒されず N2O が生成されやす

酸化細菌源）の添加方法を検討する必要がある。

い状況となっているが、炭素繊維法では炭素繊維の（ウ） 炭素繊維法については実規模の長期運転試

表面に生物膜が形成され、生物膜の深層で脱窒が起験を実施し、効果とコストについて検証する必要がこり、そのため硝化から脱窒までがスムーズに進行ある。

─ 96 ─

今後の課題

（エ） スラリー貯留からの GHG 削減技術につい2）Fukumoto Y., Suzuki K., Kuroda K., Waki M.,ては曝気処理に必要な電気量の検証を行う必要があ

Yasuda T.（2011）Effects of struvite formation

る。

and nitratation promotion on nitrogenous
emissions such as NH3, N2O and NO during swine

カ

要

約

manure composting. Bioresour. Technol. 102（2）:1468-1474.

（ア） 水分含量が高い乳牛ふんの堆肥化において、水分調整材を添加することによって GHG の発生量が大幅に削減できることが明らかとなった。こ

研究担当者（長田隆、森岡理紀、山下恭広、

れは窒素の安定同位体比を分析した結果、水分調整

前田高輝、河原弘文、湊

材の添加が硝化・脱窒作用を活性化させているため

白石だと考えられた。水分調整材添加は良好な堆肥生産

品川浩一、福本泰之＊）

啓子、澤本卓治、誠、中山統雄、大川夏貴、保井聖一、にも繋がるが、運搬に係る GHG 発生との関係から、酪農家の近辺で入手可能な水分調整材を探索する必

３

要がある。

家畜排せつ物処理における温室効果ガス排（イ） 高窒素含有家畜ふん堆肥化において、亜硝出の飼養管理による削減技術の開発

酸酸化促進の N2O 抑制効果を検証したところ、堆ア

積物の規模が拡大するにつれて削減効果が縮小する

日本で年間に発生する家畜排せつ物総量は 8663

結果となった。これは規模拡大により亜硝酸酸化促

万トンであり、この国内最大の有機性廃棄物中には進では抑制できない脱窒由来の N2O が増加したた

1020 万トンの有機物と 67 万トンの窒素が含有されめと考えられたことから、脱窒を起こさない完熟堆ている。家畜排せつ物は畜種や飼養形態などにより肥の添加方法や堆肥の取り扱いを検証する必要があ

様々な性状を呈し、その処理過程から発生する温室る。

効果ガス（GHG）は国家総排出量の 0.6% にも達す（ウ） 炭素繊維を微生物担体とした炭素繊維法でると算定され削減が求められている。しかし、家畜は炭素繊維表面に形成された生物膜内で硝化から脱排せつ物処理は、それぞれの利用目的に合わせて貯窒がスムーズに進行することで亜硝酸・硝酸イオン

留・浄化及び利用のための管理が行われるため、技が蓄積することなく汚水処理が行われており、その術改善による削減は容易ではない。また、新たな削ため従来法に比べて N2O の発生量が大幅に低減化

減技術の導入により増加する環境負荷も考慮に入れできることが確認された。今後は実規模の長期運転て削減方策を選択する必要がある。従って、本課題試験を実施し、安定的な効果発揮とコストについて

では家畜排せつ物処理技術自体の改変に頼らない検証する必要がある。

飼養管理による削減方策の開発を行うと共に、開（エ） スラリー貯留ではスラリー表面にスカム等発された改善方策による家畜排せつ物管理起源のの酸化層を形成する、または曝気処理を行うことでGHG 発生削減効果をライフサイクルアセスメント

若干 N2O の発生量が増加するが CH4 の発生量が大（LCA）により総合的に評価する。

研究目的

幅に低減することから全体の GHG 発生量としては抑制方法に働くことが確認された。曝気処理の場合

イ

研究方法

は電力を消費することから、電力消費に伴う GHG（ア） 養豚におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給発生量とのバランスについて検証する必要がある。

与技術による温室効果ガスの削減
飼料中の粗蛋白質（CP）含量を下げ、不足する

キ

引用文献

アミノ酸を結晶アミノ酸添加により補ったアミノ酸

1）Yoshida N. and Toyoda S.（2000）Constraining

添加低蛋白質飼料を給与することで窒素排せつ量をthe atmospheric N2O budget from intramolecular

低減できるが、本技術の養豚における GHG 削減ポ

site preference in N2O isotopomers. Nature 405:

テンシャルを実測及び LCA により評価した。まず、

330-334.

別課題において実施した肥育豚へのアミノ酸添加低─ 97 ─

蛋白質飼料（「低 CP」、CP14.5%、リジン、スレオ

飼料生産等低蛋白質飼料の利用に伴い変化する部分

ニン、メチオニン、トリプトファン添加）と慣行飼のみを考慮する比較 LCA を行った。飼料組成及び料（「慣行」CP17.1%、アミノ酸添加無し）の給与

GHG 排出量には、上記飼養試験及びふん尿処理試

試験及びそのふん尿を用いた堆肥化及び汚水浄化試

験のデータを用いた。ふん尿処理を堆積発酵と仮定

験から得られたデータから、窒素フローの解析をした場合の解析も行った。

行った。そして、給与蛋白質レベルと標準的な日本（ウ） 乳牛におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給の養豚経営で採用されている排せつ物管理下におけ

与技術による温室効果ガスの削減
飼料蛋白質源として、一般的な蛋白質飼料の大豆

る一酸化二窒素（N2O）等 GHG 排出量を比較・算定した。

粕と市販バイパス蛋白質飼料（商品名ソイパス）の「低 CP」及び「慣行」を、飼料生産から排せつ

2 種類を使用し、①高 CP 大豆粕多用区（CP16.6%、

物管理までを対象とした LCA により評価した。まHS 区）、②高 CP バイパス蛋白質多用区（CP16.3%、

た、排せつ物処理の部分のみを対象とし、排せつ物

HB 区）、③低 CP 大豆粕多用区（CP13.6%、LS 区）、処理から発生するメタン（CH4）・N2O 及びアミノ④低 CP バイパス蛋白質多用区（CP13.4%、LB 区）

酸製造、飼料生産等低蛋白質飼料の利用に伴い変の 4 飼料区を設定した。飼料は全て粗飼料をイタリ化する部分のみを考慮する比較 LCA も行った。飼アンライグラスサイレージ主体とした粗濃比 45：

料組成、GHG 排出量には上記試験のデータを用い、55 の TMR とした。これらの飼料を泌乳後期牛 4

尿中窒素排せつ量低減率に関しては報告を基に肥育頭に 4 × 4 ラテン方格法により給与して、1 期 2 週

前期と後期でそれぞれ 40.6%、35.0% とした。その間の消化試験を実施し、乳生産、窒素出納及び生体他のデータは文献等から収集した。

液成分の変化を観察した。さらに各消化試験期に乳（イ） 採卵鶏におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料

牛毎にふん尿混合物 20 kg を採取し、各処理のタン給与技術による温室効果ガスの削減

クに注ぎ足し混合貯留して、56 日間連続でアンモ

トウモロコシ、大豆粕等の配合比率により CP 含

ニア（NH3）、N2O、CH4 の発生量を測定した。

量を変化させ、かつ要求量に対して不足する場合に（エ） 堆肥化処理における温暖化緩和技術の単体のリジン、トレオニン、メチオニン、トリプ

LCA 評価トファンを補って慣行（CP17%）及び低蛋白質飼料

温暖化緩和型の新規堆肥化技術である乳牛ふん（CP15%、CP13%）を調製し、それぞれ CP17% 区、堆肥化における水分調整技術に関して LCA 評価を

CP15% 区、CP13% 区 と し た。1 群 12 羽 × 3 反 復行った。まずシステム境界の設定を行い、続いて実=36 羽、合計 108 羽配置し各区飼料を給与した。試証試験から得られたデータを用いて、新技術導入前

験期間は 53 週齢から 64 週齢までの 12 週間で、産後におけるふん尿処理 CH4 と N2O の排出係数の確卵成績及び窒素排泄量を調査した。各試験区から排定を行った。水分調整技術に関しては、水分調整材

泄される鶏ふんを供試し、模擬乾燥装置を用いた乾に麦稈を用いるものとし、輸送距離は 50 km、輸送燥処理及び小型堆肥化装置（かぐやひめ）を用いた

手段は 5 t トラックとした。確定されたシステム境

堆肥化処理を行い、マルチガスモニタを用いて処理界と排出係数を用いて、標準的な経営をベースにし

期間中における排せつ物由来の N2O を連続測定した比較 LCA により、1 戸当たり GHG 削減量の評価

た。堆肥化における水分調整には発酵済み鶏ふん堆を行った。

肥（戻し堆肥）を用いた。堆肥化処理からの N2O（オ） 堆肥化排気脱臭処理からの温室効果ガス発発生量は、並行して測定した戻し堆肥からの N2O

生実測と排出抑制効果の評価
堆肥化施設に付設される脱臭施設からの GHG 排発生量を差し引いて算出した。
採卵鶏におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給与技出の実態解明を目的とし、堆肥チャンバー（間口術の LCA 評価を行った。アミノ酸添加低蛋白質飼

2.2 m、奥行 3.6 m、高さ 2.0 m）及び堆肥排気を処

料給与採卵システム及び慣行採卵システムについ理する脱臭装置（脱臭槽約 1.2 m3）を試作し、条件て、排せつ物処理の部分のみを対象とし、排せつを変えガス測定試験を行った。新鮮豚ぷんをオガ粉物処理から発生する CH4・N2O 及びアミノ酸製造、で水分調整した混合物（約 1 m3）をチャンバー内─ 98 ─

に堆積して堆肥化を開始し、その後、約 2 週間毎にかった。この試験で得られた結果から、今回使用しこの新鮮豚ぷんとオガ粉の混合物を 2 回投入した。

た低蛋白質飼料の給与により 1 日当たり 31 g 程度

この間の堆肥排気を全量脱臭装置に送風した。脱臭の窒素（約 195 g の蛋白質に相当）を蓄積するため槽を 4 等分し、脱臭資材について木材チップ区とにふん尿として生じる窒素排出は 31 g から 22.1 g

ロックウール区を設け、更にそれぞれについてノズに低減され、ふんの堆肥化処理と尿汚水の汚水浄ルシャワー区とチューブ灌水区を設け散水方法の比化処理から発生する総 GHG 排出量は「慣行」の較も行った。また、堆肥化施設から脱臭槽への流入

219 gCO2 等 量（CO2e）/ 日 / 頭 か ら 133.4 g/ 日 /ガス、脱臭槽からの排気及び外気をエアポンプで頭へ 39% 削減されると算定された（図 1430-1）。

吸引し、マルチガスモニタを用いてガス中の N2O、

排せつ物処理に関する比較 LCA の結果、「慣行」

CH4、NH3 濃度を毎時測定した。塩ビ管内の風速をの排せつ物処理プロセスから発生する GHG（CH4ピトー管式風速計により測定し、得られた風量を濃及 び N2O） は 100 kg CO2e で あ っ た（ 図 1430-2）。

度に乗じてガス発生量を求めた。また、豚ぷん、脱一方、「低 CP」では、アミノ酸製造の GHG が増え

臭資材、循環水を定法に従って分析し、豚ぷん中窒たものの、CH4 及び N2O は削減され、排せつ物処

素量・有機物量から排出係数を算出した。

理プロセスで消費されるエネルギー・資材も減少したため、合計の GHG は 80 kg CO2e と約 20% 小

ウ

研究結果

さくなった。養豚システム全体を対象とした LCA（ア） 養豚におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給の結果、「低 CP」において GHG 排出量削減に加与技術による温室効果ガスの削減

え、窒素排出量が低下するため富栄養化への影響が肥育豚（体重 30 ～ 40 kg）の不断給餌飼養条件

28% 削減された（図 1430-3）。

で、「慣行」に対して「低 CP」では飼養成績に影（イ） 採卵鶏におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料

響することなく総窒素排泄量が 28.7% 低減された。

給与技術による温室効果ガスの削減

この条件で得られたふんと尿の処理を行ったとこ

産卵率と飼料摂取量には有意な交互作用が認め

ろ、各ふん尿の強制通気型堆肥化処理及び活性汚泥られ、その成績は CP15% 区が他の区に比較して法による汚水浄化処理の双方とも、GHG の発生係

高い値を示した。また、飼料要求率は、CP13% 区

数（g CH4/g VS、g N2O-N/TN）に差異を認めなが CP17% 区と同程度の成績で、CP15% 区に対し排せつ物処理 (直接)排せつ物処理 (間接)減少分

肥育前期 増体量(kg/日)

家畜排せつ物処理
温室効果ガス（gCO2等量/日）

排せつ窒素量
(g/日)

39%削減

有意差無し
50

1

29%削減

200

0.5

25

100

0

0

0

慣行 低CP

温室効果ガス排出量, kgCO 2等量/head

飼料生産増分（アミノ酸を含む）

慣行 低CP

慣行 低CP

図 1430-1 肥育豚における慣行及びアミノ酸添加低蛋白質飼料給与による窒素排せつ量及び排せつ物管理からの温室効果ガス発生量

飼料輸送増分
計
120
100
80
60
40
20
0

慣行
低CP
‐20
図 1430-2 比較 LCA で評価した低蛋白質飼料給与養
図1430-2
豚及び慣行養豚の GHG 排出量1）評価対象としたのは排せつ物処理（他のプロセスにおける低 CP 飼料利用による慣行からの差分を含む）

─ 99 ─

図 1430-3 LCA で評価した低蛋白質飼料給与養豚及び慣行養豚の環境影響
1）評価対象としたのは養豚システム全体て高い値を示した。鶏ふん中の窒素排泄量は、CP

いは観察されず、第一胃液 pH や尿中アラントインの給与レベルに比例して低下した。窒素排泄量は、排せつ量にも差が認められなかった。窒素排せつ量

CP17% 区に対して CP15% 区で 7.5%、CP13% 区ではいずれの CP 水準においても、大豆粕とバイパス

19.5% 低減された。乾燥期間中の N2O 発生は、特蛋白質の給与による有意な差はなかったが、CP 水に CP13% 区で発生係数が低くなる傾向が見られ、準の低下は尿中窒素排せつ量を有意に減少させた

1 日 1 羽 当 た り N2O 発 生 量 は CP17% 区 に 対 し て（94 ～ 117 vs 54 ～ 64 g/ 日）。バイパス蛋白質を多CP15% 区で 8.5%、CP13% 区で 64.5% 削減された。

用した HB 飼料よりも分解性蛋白質（CPd）含量が堆肥化期間中の N2O 発生においても特に CP13% 区高かった LS 飼料の方が、窒素排せつ量は有意に少で発生係数が低くなる傾向が見られ、1 日 1 羽当なかった。また、CPd 供給量が不足しない範囲でたり N2O 発生量は CP17% 区に対して CP15% 区であれば、低蛋白質飼料にバイパス蛋白質を利用して5.1%、CP13% 区で 46.7% 削減された。

も生産性に悪影響を及ぼすことはないと考えられ

LCA の解析結果に関して、今回評価に用いた採る。貯留スラリーから発生する N2O は非常に少な

卵鶏ふん処理（乾燥＋強制発酵）からの GHG 排出

く、飼料による明確な影響は観察されなかった。し量測定試験では、CP 含量に関わらず GHG の排出

かし、NH3 発生量が高 CP 飼料区に比べて、LS 区

量が非常に小さかった。そのため、CP15% では卵

で 2/3、LB 区では 1/3 に減少し、低蛋白質飼料の生産率が高かったことが寄与して卵 1 kg 当たりの給与が排せつ物処理に伴う NH3 発生量の削減に有GHG 排出量が CP17% より 33 g CO2e 小さかったが、効であることが示された。

CP13% ではかなり大きくなった。排せつ物処理法（エ） 堆肥化処理における温暖化緩和技術のを堆積発酵と仮定した場合では、CP15% では排せ

LCA 評価つ物処理からの GHG が大きく低減されたため、全乳牛におけるふん尿の固液分離によって排出さ体の卵 1 kg 生産当たり GHG 排出量も CP17% と比れる GHG のインベントリ分析の結果、100 頭規模

較して 115 g CO2e 小さかった。一方、CP13% では

では、分離固分の処理・散布に 230 t CO2e、分離液

排せつ物処理からの GHG 排出量低減分がアミノ酸分の処理に 53 t CO2e、計 283 t CO2e の GHG が発製造に起因する飼料生産からの GHG 排出量増加で生すると推定された。分離後では固形分の GHG 発相殺され、全体の GHG 排出量は CP17% のそれと生量が大きいことが示された。このうち、化石燃料

比較してわずかに増加する結果となった。

の燃焼を起源とする GHG の発生が全体に占める割（ウ） 乳牛におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給合は小さく、処理による CH4 と N2O 発生の寄与が与技術による温室効果ガスの削減高かった。特に N2O 発生の寄与が極めて高かった。

乳量及び乳成分率には各飼料処理による有意な違新技術である、水分調整剤添加により分離固分から

─ 100 ─発生する CH4 が 50%、N2O の発生量が 25% 緩和さの設定が重要と考えられた。

れる。このことにより、乳牛ふん尿処理における（ウ） 乳牛におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給GHG 発生量は 189 t CO2e に削減されると試算され与技術による温室効果ガスの削減
大豆粕とバイパス蛋白質の給与による窒素排せつた。全体での削減割合は 33% であった。
（オ） 堆肥化排気脱臭処理からの温室効果ガス発量における有意な差はみとめられなかったが、CP

生実測と排出抑制効果の評価

水準の低下は尿中窒素排せつ量を有意に減少させた

脱臭装置のアンモニア除去性能は、木材チップとことから、窒素排せつ量の低減には飼料処理よりも比較しロックウールの方が高く、夏季、冬季とも

飼料 CP 含量の低下がより重要であることが示唆さ

69% 以上の除去率を示した。木材チップ区では夏れた。

季はアンモニア態窒素と硝酸態窒素濃度は同程度で（エ） 堆肥化処理における温暖化緩和技術のあったが、冬季では亜硝酸態窒素が蓄積し硝酸濃度

LCA 評価が低かった。ロックウール区では硝酸態窒素濃度が乳 牛 ふ ん の 水 分 調 整 に よ る GHG 削 減 技 術 は、

高く、冬季の一部を除いて pH はロックウール区で100 頭規模の農家で CH4 と N2O を年間 97 t 削減す

木材チップ区より低かった。試験終了時の無機態窒る一方で、水分調整材の調達に由来する CO2 の増素濃度はアンモニア除去性能が高かった夏季の方が加量は 3 t 程度であったため、今回検討した麦稈以

冬季より低かった。堆肥化からのガス排出係数は、外の水分調整材を用いた場合でも GHG を大きく削夏季は堆積発酵の現行係数（N2O 2.5%、CH4 0.16%、

減する可能性は極めて高いと考えられた。

NH3 25%）に近かったが、冬季では低かった。N2O（オ） 堆肥化排気脱臭処理からの温室効果ガス発は夏季のロックウール区のチューブ灌水区を除いて

生実測と排出抑制効果の評価

増加しており、特に冬季での増加度合いが大きかっ

堆肥化過程で発生する NH3 などの悪臭対策とした。CH4 は冬季のロックウール区のチューブ灌水区て最も効果的な生物脱臭処理において、CH4 は減少

を除き 30 ～ 80% 減少していた。

する傾向が示されたが、N2O は脱臭槽内の状況により増減することが示唆された。

エ

考

察

（ア） 養豚におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給オ

与技術による温室効果ガスの削減（ア） 養豚におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給

肥育豚への低蛋白質飼料給与による排せつ物管理

今後の課題

与技術では、大規模な実証やオフセットクレジットからの GHG 排出削減は、主に尿中窒素排せつ量を制度 7）等を通したさらなる普及が課題となる。

「慣行」の 59.4% に低減する事で生じていた。この（イ） 採卵鶏におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料

ため、豚尿汚水を浄化処理する経営が多い集約的な給与技術では、CP 含量を大きく下げた場合の、結経営では低蛋白質飼料導入による GHG 削減効果は晶アミノ酸の適切な添加量に関する詳細な検討が必

比較的高いと言える。また LCA の結果、窒素排泄要である。

量の低減により富栄養化への影響が削減されると評（ウ） 乳牛におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給価されたが、将来的な窒素排水基準の厳格化を見据与技術では、生産性を維持しつつ窒素排泄量を低減

えた場合にも、本技術は有効と考えられる。

する基礎的な検討が必要である。

（イ） 採卵鶏におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料（エ） 水分調整による乳牛ふん堆肥化からの給与技術による温室効果ガスの削減

GHG 削減については、低コストで利用可能な水分

今回、飼料中の CP 含量を下げることで生産性を調整材を探索する必要がある。

維持しつつ窒素排泄量の低減が可能であることを明（オ） 脱臭装置の環境負荷ガス発生実測と排出抑らかにした。しかし、LCA 評価の結果から、CP 含制効果の評価については、高濃度アンモニアの脱臭量を下げすぎると結晶アミノ酸添加量が多くなり、過程における N2O の排出機構を明らかにし、N2O

ライフサイクルを通した GHG 排出量は増加する可削減に向けた対策を開発する必要がある。

能性があることが示唆されたため、適切な CP 含量
─ 101 ─

カ

要

約

キ

引用文献

（ア） 結晶アミノ酸を添加した低蛋白質飼料を肥

1）Osada T., Takada R. and Shinzato I.（2011）

育豚に給与することで、生産性に影響することなく

Potential reduction of greenhouse gas emission

窒素排せつ量を 29%、排せつ物管理から発生するfrom swine manure by using a low-protein diet

GHG を 39% それぞれ削減でき、LCA による評価

supplemented with synthetic amino acids. Animal

では GHG 排出に加え富栄養化への影響が削減されFeed Science and Technology 166-67: 562-574.

た。

2）長田隆・高田良三・新里出（2011）肥育豚への低（イ） 採卵鶏におけるアミノ酸添加低蛋白質飼

蛋白質飼料導入の温室効果ガス削減ポテンシャル

料給与技術による GHG の削減を検討した。CP17%

評価．平成 22 年度畜産草地研究成果情報［行政・の慣行飼料に対し、CP15% の低蛋白質飼料を給与普及］．

した場合は、窒素排せつ量、排せつ物管理からの3）Ogino A. Osada T., Takada R., Takagi T.,

GHG、LCA による GHG 評価結果の全てで削減がTsujimoto S., Tonoue T., Matsui D., Katsumata

みとめられたが、CP13% まで下げた場合は、ライM., Yamashita T. and Tanaka Y.（2013）Life

フサイクルを通した GHG 排出量はわずかに増加すcycle assessment of Japanese pig farming using

る結果となった。

low-protein diet supplemented with amino acids.

（ウ） 乳牛におけるアミノ酸添加低蛋白質飼料給Soil Science and Plant Nutrition 59（1）:107-118.

与技術について、CP 含量と飼料処理（大豆粕とバ

4）荻野暁史・長田隆・勝俣昌也・山下恭広・田中

イパス蛋白質飼料）の効果を飼養試験により調べ

康男・高田良三・辻本進・高木智・塔ノ上毅・松た。窒素排せつ量の低減には飼料処理より飼料 CP

井大典（2013）アミノ酸添加低蛋白質飼料給与技

含量の低下が重要であることが示唆された。今回試術による肥育豚からの温室効果ガス排出削減．平験を行ったスラリー処理からの GHG 排出量に差は成 24 年度畜産草地普及成果情報．

無かったが、NH3 排出量は CP 含量の低下により削

5）土屋いづみ・悦永秀雄・堂岸宏・坂本卓馬・石減された。

田三佳・長谷川三喜・長田隆（2014）鶏糞乾燥処（エ） 乳牛ふん堆肥化における水分調整技術を理施設における温室効果ガス発生量の測定．日本

LCA で評価した結果、副資材の調達ステージを含

畜産学会報．85（1）：61-69.

めても堆肥化からの GHG を大きく削減できること

6）安田知子・土屋いづみ・長田隆・長谷川三喜・が明らかとなった。

石田三佳（2014）養豚農家の密閉縦型堆肥化施設（オ） 堆肥チャンバー及び脱臭装置を試作し、豚および木材チップ脱臭施設からの環境負荷ガス発

ぷん堆肥化排気脱臭処理から排出される環境負荷ガ

生．日本畜産学会報．85（4）：553-563.

ス測定と排出抑制効果の検討を行った。脱臭資材と

7）豚への低タンパク配合飼料の給餌．J －クレ

しては木材チップよりロックウールの NH3 脱臭効

ジ ッ ト 制 度 方 法 論（AG-001）．http://www.env.

果が高く、GHG に関して CH4 は減少する傾向が示

go.jp/press/files/jp/23484.pdf（参照日：2015.9.

されたが、N2O は脱臭槽内の状況により増減する

24.）

ことが示唆された。
研究担当者（荻野暁史＊、長田日向貴久、木村義彰、鈴木隆、大谷文博、剛、中山統雄、

土屋いづみ、澤本卓治、猫本健司、干場信司）

─ 102 ─第５章 反すう家畜からの温室効果ガス排出削減技術の開発
１

栄養管理による乳牛の消化管内発酵に伴うメタン排出削減技術の開発
ア及び 0.04 g となるように、CNSL 製剤 B を飼料に添加し、採食速度及び飲水量を測定した。

研究目的（ｃ） CNSL 自体のメタン低減作用や第一胃微

畜産分野は温室効果の高いメタンや一酸化二窒素

生物への影響を、より生体に近い条件で、かつ定量の主要な排出源であるため、これらの温室効果ガス

的に査定するため、連続発酵槽である人工ルーメを効果的に削減する技術開発を推進・加速する必要ンにより評価した。CNSL 濃度の異なる条件で人工がある。牛では摂取した飼料エネルギーの一部がメルーメンを稼働させ（0、50、100 及び 200 mg/L）、

タンとして失われるため、メタン抑制を図ることでメタン産生量及びプロピオン酸産生量を測定すると牛が摂取した飼料のエネルギー利用効率の向上も期

ともに、ルーメン微生物相の主要構成員を定量し待できる。しかし、過剰なメタン抑制は飼料の消化た。
ｂ率の低下など生産性にも影響を及ぼすことと知られている。そこで、本課題ではカシューナッツ殻液

開発（ａ） 体重当たりの添加基準に基づく CNSL（Cashew Nut Shell Liquid、CNSL）等の天然物質を添加した飼料を泌乳牛に給与し、乳生産性を落と泌乳牛への CNSL 製剤の適正給与技術の製剤給与（2011 年度）

すことなく 20% 程度のメタン抑制が可能となる技

CNSL 製剤の適正給与技術の検討は CNSL 製剤 B

術開発を行う。また、乾乳牛の養分要求量に見合っを用いた。CNSL 製剤の飼料への添加濃度の設定は、た高バルク・低エネルギー牧草サイレージ給与によ

乾乳牛で約 20% のメタンが抑制した添加濃度に基る乾乳牛のメタン発生量低減技術を開発する。さらづき、体重（kg）当たり CNSL を 0.04 g の割合とに、牧草サイレージ主体混合飼料（TMR）飼養になるよう、体重 100 kg に対し CNSL 製剤 B を一日おける DDGS（トウモロコシディスティラーズグレ

18 g 添加給与した。すなわち、泌乳後期乳牛（泌インソリュブル：由来エタノール製造残さ）等の油

乳後期）4 頭（産次 2 産、平均体重 562 kg）を供

脂飼料添加により乳生産や消化率が低下しない泌乳

試し、基礎飼料として TMR（ヘイキューブ、コー

牛のメタン発生量低減技術を開発する。

ンサイレージ、イタリアンライグラスサイレージ、
ビートパルプ及び市販配合飼料）を給与し、試験

イ

研究方法

区には CNSL 製剤 B を体重 100 kg 当たり 18 g/ 日、（ア） CNSL の飼料への添加による乳牛のメタン

対照区には CNSL を含まない空玉製剤を同量給与抑制技術の開発

し、クロスオーバー法で飼養試験を行った。本試験

乳牛向け CNSL 製剤の評価（2010 年度）

期間は 5 日間とし、飲水量、第一胃内容液の短鎖脂（ａ） CNSL のメタン低減作用ならびに第一胃肪酸組成、メタン抑制効果及び産乳性を測定した。

内発酵に与える影響を評価するため、CNSL 含有率

なお、ルーメン液中の CNSL 成分含有濃度の測定の異なる 2 種類の CNSL 製剤（CNSL 製剤 A または以下の方法により測定した。すなわち、各試験牛は B、それぞれ CNSL を重量比 60% または 22% 含のルーメン液を 1000 μl マイクロ遠心チューブに採有）を用いて第一胃内容液中での培養試験を行っ取 し、 酢 酸 エ チ ル で 3 回（750 μl，500 μl × 2） 抽

た。培養開始後 72 時間までのメタン産生量の推移出した。抽出した酢酸エチルを遠心エバポレーター

ならびに第一胃内容液への CNSL の抽出パターン

により一旦乾固した後、酢酸エチル 100 μl に再溶について解析した。また、培養開始 72 時間時点の解、15,000 rpm で 3 分間遠心分離し、上清 20 μl を短鎖性脂肪酸産生量を測定した。

HPLC で分析した（分析カラム：SupelcosilLC-18、ａ（ｂ） 乳牛の採食行動に対する CNSL 製剤給溶出液：アセトニトリル : 水 : 酢酸 =80：20：1、検与の影響を確認するため、ホルスタイン種乳牛 3 頭

出器：UV 280 nm）ルーメン液からの CNSL 成分

に対し体重（kg）当たりの CNSL 給与量が 0.03 gの抽出効率を確認するため、CNSL 無給与期間の試

─ 103 ─①

験牛ルーメン液を 1000 μl マイクロ遠心チューブに採取し、0.4%CNSL 含有エタノール溶液 50 μl を添

DDGS の添加濃度の違いが乳牛のメタン発生量に及ぼす影響の解明

加し、上記 CNSL 成分の抽出、分析操作を行った。

牧 草 サ イ レ ー ジ 主 体 の 混 合 飼 料（TMR） に

前述の試験において、メタン産生量の低減率は推DDGS を 乾 物 比 で 0%、10%、20%、30% 混 合 し、定していた 20% よりも低かったため、これ以降の

泌乳中後期初産牛におけるメタン発生量低減効果を試験では、CNSL 製剤の給与基準を、体重当たりか検討した。各 TMR は牧草サイレージと濃厚飼料のら飼料乾物給与量当たりに変更し、前述の試験より混合割合を乾物比で 50：50 とし、CP 含量が 16%

も CNSL 製剤の添加濃度を高めて添加効果を評価となるように圧片トウモロコシと大豆粕で調製しした。すなわち、ホルスタイン種乳牛（泌乳後期）

た。

13 頭（産次初～ 3 産、平均体重 596 kg）を供試し②た。基礎飼料としてヘイキューブ、コーンサイレー

果の解明

一乳期における DDGS のメタン抑制効

ジ、イタリアンライグラスサイレージ、ビートパル

牧草サイレージ主体混合飼料（TMR）に DDGS

プ及び市販配合飼料）からなる混合飼料を、TDNを乾物比で 25% 混合し、一乳期におけるメタン抑（可消化養分総量）要求量を満たすよう給与した。

制効果を検討した。各 TMR は牧草サイレージと濃試験区は CNSL 製剤無添加区（空玉製剤給与）及厚飼料の混合割合を乾物比で 50：50 とし、CP 含

び CNSL 製剤添加区とし、乾物給与量当たり 1.5%

量が 16% となるように圧片トウモロコシと大豆粕

重量の CNSL 製剤 B を添加給与した。13 頭のうちで調整した。一元配置法で一乳期の飼養試験を実施

8 頭は CNSL 製剤無添加区に、残りの 5 頭は CNSL

し、分娩後 90、180、270 日にメタン産生量を測定

添加区に供した後、試験区を反転させ、個体ごとにした。
（ｂ） 低脂肪 DDGS の添加が泌乳牛のメタン

CNSL 無添加区に対する CNSL 添加区での違いを調べた。飼料給与は朝（9：45）、夕（19：00）の 2 回発生量に及ぼす影響の解明とし、牛用呼吸試験装置を用いたチャンバー法によホルスタイン種経産泌乳中後期牛 8 頭を供試しり、5 日間のメタン産生量、産乳性及び飼料の消化た。牧草サイレージ主体 TMR への低脂肪 DDGS率を測定した。

混合割合を 4 水準（0、10、20、30%）設け、4 × 4（イ） 牧草サイレージ主体飼養における乾乳牛及

ラテン方格法（1 期 21 日間）で試験を実施し、飼び泌乳牛のメタン発生量低減技術の開発

料摂取量、メタン産生量、乳量及び乳成分を測定し

ａ

DDGS 添加 TMR における粗飼料品質の違た。
なお、これらの動物実験は、畜産草地研究所なら

いが、泌乳牛のメタン発生量に及ぼす影響
ホルスタイン種初産泌乳中後期牛 8 頭（平均体重519 kg）を供試した。牧草サイレージ 2 種（適期

びに根釧農業試験場の動物実験実施に関する要領に基づいて行った。

刈、遅刈）× DDGS 添加（無、有）の 4 処理（適無、適有、遅無、遅有）とし、4 × 4 ラテン方格法

ウ

研究結果

（1 期 21 日間）で試験を実施し、飼料摂取量、メタ（ア） CNSL の飼料への添加による乳牛のメタン

ン産生量、乳量及び乳成分を測定した。なお、供試抑制技術の開発した牧草サイレージはチモシー主体の草地より収ａ

穫した 1 番草であり、乾物当たりの粗タンパク質（ ａ ） 培 養 開 始 後 72 時 間 時 点 に お い て、

含量、中性デタージェント繊維含量及び TDN 含量

CNSL 無添加区に比べて、CNSL 製剤添加区のメタは順に、適期刈りが 11.9%、66.7、66.0%、遅刈りがン産生量は 8 割近く少なく、メタン産生量の低減率

9.4%、70.7%、52.6% である。

は CNSL 製剤 A または B 添加区でそれぞれ 83% 及ｂ

牧草サイレージへの DDGS 添加が泌乳牛のメタン発生量に及ぼす影響の解明

び 81% であった（図 1510-1）。総短鎖脂肪酸濃度は
CNSL 無添加区に比べて CNSL 製剤 B 添加区で違（ａ） 高脂肪 DDGS の添加が泌乳牛のメタン発生量に及ぼす影響の解明

乳牛向け CNSL 製剤の評価

いはないものの、CNSL 製剤 A 添加区で低かった。
短鎖脂肪酸組成は、CNSL 製剤添加区において酢酸─ 104 ─及び酪酸濃度が低く、プロピオン酸濃度が高かっ

る違いは認められなかった（図 1510-2）。

た（図 1510-1）。総短鎖脂肪酸濃度及び短鎖脂肪酸（ｃ） メタン産生量は CNSL 濃度が高まるに組成の変化の度合いは製剤の違いによって異なっ

つれ濃度依存的に減少し、メタン産生量は最大で約ており、CNSL 製剤 B において、メタン低減のみ

70% 低減した。メタン産生量の低下に伴い、プロ

ならずルーメン発酵への好影響が示された。また、ピオン酸産生量が増加した。メタン産生量が低下す

CNSL の主成分であるアナカルド酸の第一胃内容液るにも関わらず、総細菌数及び総古細菌数（メタンへの抽出濃度は、CNSL 製剤 A が CNSL 製剤 B に産生菌を含む）に変化はなかった。一方、プロピオ

比べ全体的に高い濃度で推移し、培養開始後 3 時間

ン酸を産生する菌種は CNSL 添加により増加した。

目の第一胃内容液での製剤 A のアナカルド酸濃度

プロトゾア数は最高濃度区でのみ減少した。
ｂ

は製剤 B の約 4 倍の価を示した。製剤による短鎖
脂肪酸組成の違いは、製剤による CNSL の溶出速泌乳牛への CNSL 製剤の適正給与技術の開発（ａ） 体重当たりの添加基準に基づく CNSL

度の違いが影響した可能性が考えられた。
（b） CNSL 無添加区に比べ、CNSL 製剤 B 添

製剤給与（2011 年度）

加区の採食速度に違いはなく、また製剤 B の添加

乾物摂取量当たりのメタン産生量は CNSL 製剤

量増加による採食速度への影響は認められなかっ

無添加区に比べ CNSL 製剤添加区で低く、メタン

た。また、乳牛の 1 日当たりの飲水量に試験区によ産生量の低減率の平均は 6.8% であった。飼料の消図 1510-1

CNSL 製剤の違いによるメタン発生ならびに短鎖脂肪酸産生への影響（in vitro）

図 1510-2

CNSL 製剤 B の飼料への添加が採食速度（左図）及び飲水量（右図）に及ぼす影響─ 105 ─

化率やルーメン液性状に試験区間の違いは見られな剤添加による細菌叢の変化が、泌乳牛におけるメタ

かった。以前に試験し、約 2 割のメタン産生量の低ン産生とプロピオン酸産生のバランスに変化を生じ減がなされた乾乳牛での試験と本試験で供試した

させ、メタン産生量の低減につながったと考えられ泌乳牛を比較すると、体重がほほ同じであるため、る。
ｂ

CNSL 製剤 B の添加量はほぼ等量であった。これら泌乳牛と乾乳牛の大きな違いは、約 2 倍の乾物摂のメタン発生量に及ぼす影響の解明（ａ） 高脂肪 DDGS の添加が泌乳牛のメタン取量であったことから、CNSL 製剤添加を用いてメ
タン産生量の低減を図る場合では、牛の大きさ（体牧草サイレージへの DDGS 添加が泌乳牛

発生量に及ぼす影響の解明①

重）よりも飼料摂取量の影響が大きいと考えられ

DDGS の添加濃度の違いが乳牛のメタン発生量に及ぼす影響の解明た。

DDGS の混合割合を高めても乾物摂取量には有意（ｂ） 乾物給与量当たりの添加基準に基づくな差は認められなかったが、乳量及び 4% 脂肪補正

CNSL 製剤給与（2012 年度以降）
CNSL 製剤無添加区に対し、CNSL 添加区の乾物

乳量（4%FCM）量は増加する傾向を示した。一方、摂取量は低下した（19.3 kg vs. 18.9 kg）が、飼料

乳蛋白質率は DDGS 混合割合が多くなるにつれ低の乾物消化率及び乳量には違いは見られなかった。

下し、0% 区と 30% 区で有意な差が認められた。ま

乾物摂取量当たりのメタン産生量は CNSL 製剤無

た、DDGS 混合割合を高めるとメタン発生量は低添加区に比べ CNSL 製剤添加区で有意に低かった。

下し、30% 区では対照区と有意な差が認められた。

一方、個体ごとに算出したメタン産生量の低減率のまた、FCM 量当たりのメタン発生量では、20% 区

平均は 5.9% であり、メタン産生量の低減率は最大及び 30% 区は対照区より有意に低かった（図 1510-

で約 20% から、低い個体で–13% と個体によって大4）。

きく異なった（図 1510-3）。このようなメタン産生②

量低減率の個体間差は、ルーメン内におけるプロピ

果の解明

一乳期における DDGS のメタン抑制効

オン酸発酵の強さと関連していることが明らかに

分 娩 後 90 日 目 の メ タ ン 発 生 量、4%FCM 当 たなった（相関係数 r=–0.758, P<0.01）。また、CNSL

りのメタン発生量及び乾物摂取量（DMI）当たり

添加による明瞭な菌叢変化は確認できないものの、のメタン産生量は DDGS 区が対照区より有意に低Treponema 属細菌や Butyrivibrio 属細菌など、メかった。さらに分娩後 180、270 日目においても同タン産生の基質となる水素やギ酸の産生に関わる細様の傾向がみられ、270 日目における 4%FCM 当た菌が部分的に減少しており、このような CNSL 製

りのメタン産生量の差は有意であった。一乳期当た図 1510-3 カシューナッツ殻液給与による搾乳牛のメタン低減率と第一胃内溶液プロピオン酸
モル比率の関係

図 1510-4 DDGS の混合割合がメタン発生量に及ぼす影響─ 106 ─りのメタン発生量及び FCM 当たりのメタン発生量さないとの結果から製剤 B が適当であると判断しは、対照区に比べ DDGS 区でそれぞれ 9.1%、21.9%

た。また、第一胃内容液の短鎖脂酸組成や定量的低減し、泌乳牛へ DDGS を継続的に給与することに菌叢微生物を調べた結果、CNSL 添加により酢

でメタン抑制効果は長期間継続することが明らかに

酸及び酪酸濃度が低下、プロピオン酸濃度が高まなった（図 1510-5）。

るとの結果を得た。CNSL 給与により、メタンの（ｂ） 低脂肪 DDGS の添加が泌乳牛のメタン基質であるギ酸や水素を生成する Treponema 属及び Butyrivibrio グループが有意に少なくなることか

発生量に及ぼす影響の解明
メタン発生及び 4%FCM 当たりのメタン発生量

ら、これらの存在量の低下はメタン抑制メカニズムに試験区間で有意な差は認められず、低脂肪 DDGSの一部を説明するものと考えられる。

割合が多いほど乾物、有機物及び可溶無窒素物の消（イ） 泌乳牛への CNSL 製剤の適正給与技術の化率は低下し、粗脂肪消化率は高くなった。全処理

開発区において可消化養分総量（TDN）含量（乾物中）

本研究では CNSL の飼料への添加濃度を乾乳牛

は 73.8 ～ 75.0% の範囲で DDGS の添加割合によるでの試験結果に基づき体重 100 kg 当たり 4 g に設差は認められなかった。しかし、低脂肪 DDGS 割定したが、乾乳牛でメタンが平均で 19.3% 抑制され合が大きいほど可消化有機物及び可溶無窒素物含有たのに対し、泌乳牛では 6.8% であった。供試した率は低下し、可消化粗脂肪及び中性デタージェント

乾乳牛と泌乳牛の体重はほぼ同程度にあるのに対繊維含有率は高くなった。

し、泌乳牛は乳生産に必要な飼料を増給する必要があるため、飼料摂取量は乾乳牛の約 2 倍である。そ

エ

考

察

のため、CNSL 添加濃度の設定を体重から乾物摂取（ア） 飼料への CNSL 添加が乳牛の採食行動及量当たりとすることが妥当であると考えられた。まび第一胃内性状に及ぼす影響

た、CNSL 製剤の添加濃度を変えた試験を行ったが、本研究では、供試した製剤により経時的なガス発

乾乳牛で 19.3% のメタンが抑制された際に第一胃内生量及び第一胃内容液の揮発性脂肪酸濃度が異なっ

容液中でのメタン抑制効果の強いアナカルド酸濃度

たが、CNSL 含有率だけでなく第一胃内容液中でのは 20 ppm を超えていたことから、20 ppm を超え

溶解性などの違いが反映されての結果である。メタた高濃度区（飼料乾物中約 1.5%）が適当であるとン抑制効果のみに着目すれば製剤 A であるが、製判断した。

剤 A を乾乳牛に給与した試験において、繊維の消一方、CNSL 製剤の給与によりメタンが抑制する化率の低下が認められたとの報告があること、製個体、増加する個体、ほとんど変化しない個体が剤 B の給与は飼料の採食量や飲水量に影響を及ぼあった。これらの結果は、CNSL によるメタン抑制

図 1510-5

DDGS の長期給与がメタン発生量に及ぼす影響─ 107 ─は元来プロピオン酸モル比の低い乳牛で大きいが、取組みが残された課題である。

高い個体ではメタン抑制効果の点で給与の意義は低
いと考えられる。

カ要約（ウ） 牧草サイレージへの DDGS 添加が泌乳牛（ア） 泌乳牛への CNSL 製剤の適正給与技術ののメタン発生量に及ぼす影響の解明

開発

本 研 究 に お い て 一 乳 期 で の DDGS 給 与 に よ る

CNSL 製剤（CNSL22% 含有）の飼料への適正添

メタン抑制効果が明らかになった。また、高脂肪

加濃度は乾物比で 1.5% あり、乾物摂取 1 kg 当たり

DDGS に 比 べ 低 脂 肪 DDGS の メ タ ン 抑 制 効 果 がのメタン抑制率は平均で 5.9% であるが、第一胃内低いことが明らかになった。配合飼料原料として容液のプロピオン酸モル比を基準に個体を選択する

DDGS の利用拡大が想定されることから、これらことで、メタン低減率を平均で 11.7% まで高めるこの研究結果はメタン抑制を視野に入れたインベントとが可能である。

リの作成に貢献できる成果であると考えられる。ま（イ） 牧草サイレージへの DDGS 添加が泌乳牛た、牛のメタン抑制技術としては、第一胃内微生のメタン発生量に及ぼす影響の解明

物の制御、育種改良及び飼養管理が挙げられるが、乳牛用飼料に DDGS を乾物比で 25% 添加した飼

DDGS の脂肪含量の違いがメタンの抑制程度に関係料を一乳期給与した場合、メタン抑制効果は長期していることから、DDGS に含まれる脂質が第一胃間継続することが明らかになった。また、低脂肪内微生物に何らかの影響を及ぼしメタン抑制に結び

DDGS は飼料への添加割合を高めてもメタン抑制効付いている可能性がある。

果は認められなかった。

オ

今後の課題

キ

引用文献

（ア） 泌乳牛への CNSL 製剤の適正給与技術の

1）Watanabe Y. et al.（2010）In vitro evaluation

開発of cashew nut shell liquid as a methane-inhibiting

乳牛での飼料エネルギーの効率的利用やメタン発

and propionate-enhancing agent for ruminants. J.

生量算定精度を向上させるためには、メタン発生量

Dairy Sci. 93: 5258-5267.

やプロピオン酸産生の個体間変動の原因を解明する

2）Shinkai T. et al.（2012）Mitigation of methane

必要がある。そのためには、育成期、泌乳期、乾乳

production from cattle by feeding cashew nut

期などの生産ステージを通じた包括的な検討が必要

shell liquid. J. Dairy Sci. 95: 5308-5316.

である。
（イ） 牧草サイレージへの DDGS 添加が泌乳牛のメタン発生量に及ぼす影響の解明

修＊、真貝拓三、昆野大次、研究担当者（永西小林泰男、三森真琴、長嶋

DDGS の乳牛でのメタン抑制メカニズムの解明を

谷川珠子、大坂郁夫）

図るとともに、インベントリへの反映に向け DDGSの添加濃度とメタン抑制率といった算定式作成への─ 108 ─協、望月正己、第６章 自然エネルギー利用による温室効果ガス排出削減技術の開発
１

マイクロ水車発電システム・地中熱交換の制御装置を用いた比較試験を実施した。栽培は、夏

利用

秋トマトの長段採り養液栽培で、5 月 6 日定植からア2012 年 3 月一杯までを栽培目標とし、品種は桃太

研究目的

マイクロ水力発電では、高効率、低コスト、メン郎エイトを用いた。処理区での熱交換空気の輸送方

テナンスフリーの農業用水路に適した新型水車発電

法は、グラスウール断熱材を用いた断熱輸送方式を機を開発する。また、農村地域が主体となった分散用いた。根域温度制御は太めの塩ビパイプを用い、型エネルギーシステムを提案し、導入効果に係る包熱交換空気を培地に吹きつけ行った。

蔵水力（市場規模）と CO2 削減量を推定する。

（エ） 地中熱交換を利用した局所環境制御技術の地中熱交換の利用では、農地や農業施設に潜在す

現地実証

る自然エネルギーの利用により、農業生産活動にと山口市阿東町生雲の現地ほ場に地中熱交換装置

もなう温室効果ガスの排出削減を図る技術開発を行を 設 置 し、 夏 秋 ト マ ト を 対 象 に 実 施 す る。 直 径う。ここでは、地中熱交換を利用した局所環境制御

30 cm、長さ 5 m のアルミ製地中熱交換パイプ 2 本技術を開発し、施設の冷暖房によって消費される化を垂直方向に土中に埋設した。地中熱交換パイプへ

石エネルギー量を削減する。地中熱交換技術によるの外気取り込み口に、水冷パッドと散水装置を組み生産物当たりの化石エネルギー使用量削減効果を夏込み、気化熱により冷却した外気を地中熱交換装置

秋トマトを対象として現地実証する。

へ送風することで冷却能力を向上させ、さらに地下水ラジエターを通過させて弱冷気流を得た（図

イ

研究方法

1610-1 左側）。
つぎに、地中熱交換装置とハウスを直結して、弱（ア） 高効率マイクロ水力発電機の開発
導入拡大に資するため、低流量かつ低落差の農業

温風が循環するように改良し、晩秋期から冬期にか用水路に適したマイクロ水力発電機を開発する。まけて地中熱交換を用いた局所暖房を行い、寒害を回ず、重力式水車として螺旋水車を選定し、室内実験

避することで収穫期間の延長を図ることを目的としや実証試験を通じて最適設計及び性能評価を行う。

た（図 1610-1 右側）。局所冷暖房は、トマト株の頭

また農村地域での導入効果について検証する。ユー

上に透明ポリダクトを配置し、透明ポリダクトをトザーが土地改良区等の用水管理者の場合は、メンテマト株上に配置し、20 cm ピッチに直径 8 mm 穴をナンスフリーの水車発電機が望まれていることか

1 か所開け、トマト生長点近傍の気流の速度が 0.5

ら、オープンクロスフロー水車のゴミに対する性能～ 1 m/s になるように、夏期は弱冷風を、晩秋期評価も行った。

は弱温風を吐出させ、局所的な環境制御（図 1610-（イ） 包蔵水力と CO2 削減効果の推定2）を行った。月別収量、外観品質、着果率につい農業用水が張り巡らされた流域を対象に、落差工て、1 区 72 株反復なしとし、2010 年～ 2012 年の 3や急流工の場所を調査し、発電ポテンシャルとなる

か年のデータを無処理区と比較検討した。

包蔵水力を算定した。またマイクロ水力発電導入に伴う CO2 削減効果についても検証を行った。

ウ

研究結果

（ウ） 地中熱交換を利用した局所環境制御技術の（ア） 高効率マイクロ水力発電機の開発

開発

本研究では富山県の産業遺産である螺旋水車を取近畿中国四国農業研究センター（以下「近中四農

り上げ、水理実験を通じて発電用螺旋水車の特性を研」という）内の地中熱交換システムを装備したハ明らかにした。螺旋水車は勾配が約 25°の水路に螺ウスにおいて、地中熱交換により既存のパイプハウ

旋水車を水路床と平行に設置した時に最も効率よくスで燃料燃焼の無い環境制御により約 1 a のハウス

稼働することがわかった。螺旋水車に増速機と発電

2 棟、栽培密度（1600 株 /10 a）において局所環境

機を取り付け、現場での開水路を利用した実証試験

─ 109 ─

ハウス内

冷却モード

加温モード

潅水チューブ

ハウス内

水冷用パッド

外気
弱冷
気流

送風ファ
ン

熱
交
換
パ
イ
プ

弱温風

地下水ラ
ジエター

送風ファ
ン

熱
交
換
パ
イ
プ

熱
交
換

地下水ラ
ジエター

熱
交
換

図 1610-1 改良地中熱交換装置の概要図（左：局所冷却、右：局所加温）
図1610-1

図 1610-2

地中熱交換装置を用いた局所冷暖房の様子を行い、マイクロ水力発電の可能性についても検討力）を調べてみた。包蔵水力とは水力エネルギーのした。実物の 1/2 モデルの螺旋水車でも 300 W 程

ポテンシャルを意味し、重力加速度×落差×流量で度の発電ができることから、補助電源としても活用求められる。研究では農業用水の落差工（水路をできる。また農業用水路の落差工にも適用できる発流下する水流の減勢のために設けられた段差の部

電用螺旋水車の試作を重ね、発電効率を高める工分）に注目し、七か用水全体の包蔵水力を推定し夫をした結果、効率が 70% に近い発電用螺旋水車

た。その結果を図 1610-5 に示す。手取川扇状地の（図 1610-3）を開発することができた。さらにオー右岸側に存在する落差工は 620 箇所あり、扇状地内

プンクロスフロー水車発電機（図 1610-4）の性能に広く分布していることがわかる。このようなマッを評価したところ、ゴミ問題を解決でき、年間を通プを作成することにより、周辺地域との需給バラン

じて安定的な発電量を確保できた。発電性能は流量スを考慮しながら分散型マイクロ水力発電システム

3

30.26 m /s 時に 1.3 kW、流量 0.40 ～ 0.5 m /s 時に 2.73の導入を検討することが可能となる。農業用水はか～ 3.3 kW、流量 0.8 m /s 時に 3.8 kW であり、年間

んがい期と非かんがい期で水量が異なり、包蔵水力を通じて安定的かつ良好な稼働状況であった。発電の算定値もそれに応じて変化する。かんがい期では効率は、40% ～ 60% であり、実用的にも十分な性

約 15000 kW、非かんがい期でも約 6600 kW の包蔵能を有することがわかった。

水力を有する。年間を通じて安定的に確保できる包（イ） 包蔵水力と CO2 削減効果の推定

蔵水力は非かんがい期の場合であると仮定すると一本研究では、まず石川県手取川扇状地七か用水の般家庭の使用電力量に換算して約 2000 世帯分の電

農業用水路を対象に、理論的包蔵水力（以下包蔵水

力が七か用水の農業用水路に潜在していることにな─ 110 ─

図 1610-3

図 1610-4 メンテナンスフリー型オープンクロスフ
ロー水車発電機開発した高効率発電用螺旋水車の構造

図 1610-5

七か用水に存在する落差工と包蔵水力の分布図（協力：七ヶ用水土地改良区）

る。また、火力発電等で発生する CO2 と比較した

熱性を向上させた結果、輸送による熱的ロスを約半

場合、年間 2 万 4 千 CO2 トンの削減効果が見込ま分に減らした輸送が可能となり、高温ハウス内で日れることが分かった。

平均気温 31.8℃ 中にて 4.7℃低い 27.1℃の吹き出し（ウ） 地中熱交換を利用した局所環境制御技術の温度の冷気を得ることができた。6 ～ 11 月までの開発

10 a 当たりの全トマト果実収量は、処理区 14.28 t、

近中四農研では、地中熱交換システム（図 1610-

対照区 12.88 t で処理区の方が約 11% 高くなった

6）を用い、局所環境制御装置（図 1610-7）経路の断（図 1610-8：左側）。この理由は収穫された果実数の─ 111 ─

図 1610-6

地中熱交換システムの概要

図 1610-7

局所環境制御装置の概要

差（図 1610-8：右側）であり、平均 1 果重では処8：00 までの局所暖房を行ったところ、夜間～早朝

理区 181 g、対照区 184 g と違いは見られなかった。

の平均気温を約 1 ～ 2℃増加させる加温となり、対つまり、生長点冷却処理により、花持ちが良くなり

照区では寒さのため全試験区の個体が枯死したにも着果率が向上した結果と考えられた。夏季常温、実かかわらず処理区では生産性を維持できた。

規模の条件下においても根域と生長点の局所冷房

加温機の設置されたハウスでは、同時期に 11 月

効果が確認できた。冬季の局所暖房試験では、2 重

上旬～ 1 月上旬の 2 か月間（設定温度 13℃）で、張り温室の条件下において、夕方 16：00 から早朝

ハウス床面積 10 a 当たり約 10700 L の灯油を消費

─ 112 ─

した。つまり、地中熱交換により燃料燃焼に全く依しかし、外気が –2℃以上下がると、トマト群落内

存しない冬季栽培実現の可能性が示され、その結も氷点下になり、枯死するので、秋冷が遅い年には果、ハウス床面積 10 a 当たり 10700 × 2.51 kg–CO2

収穫期の延長効果が期待できるが、秋冷の早い年は分の温室効果ガス削減ポテンシャルがあることを明

局所加温の効果は小さかった（図 1610-10）。
局所冷却が着果率に及ぼす影響は、試験年によりらかとした。
（エ） 地中熱交換を利用した局所環境制御技術の結果が異なり、判然としなかった。盛夏に開花、着現地実証

果した果実の上物率（販売可能な果実収量の比率）

地中熱交換装置単体では、25℃程度の冷却気流は、有意に処理区が優り、これは奇形果の発生が少が得られ、トマト群落を最大で 3℃冷却することがなかったためである（表 1610-1）。収量は、月別でできるものの、高温時には 30℃を超えてしまう日

みると有意な差は認められなかったが、総収量では1）がある 。図 1610-1 を改良した地中熱交換装置は、有意に処理区が優った（図 1610-11）。総収量に上物

外気が 30℃を超える日でも、23 ～ 25℃の冷却気流率を乗じた販売可能収量を比較すると、処理区が無を得ることができる（図 1610-9）。しかし、ダクト処理区を 2 t/10 a 上回り、金額に換算すると 60 万内を移送中に温度が上昇し、トマト群落内はわずか円 /10 a 程度増収した。

に気温が下がるにとどまった。

エ

秋冬期においては、地中熱交換装置により外気考察よりほぼ 2℃高い気流が得られた。暖冬傾向であっ（ア） 高効率マイクロ水力発電機の開発

た 2011 年は、無処理区より 3 週間程度収穫期が延本研究では、低流量低落差の水路条件下でも効率

長でき、この期間に 800 kg/10 a の収量が得られた。

の良い水車発電機を開発することができた。しかし

図 1610-8

トマト果実生産性への効果（左：果実収量、右：果実数）

図 1610-9 改良した地中熱交換装置の冷却効果（2011年 8 月 4 日）

図 1610-10 局所加温時のトマト群落内気温の推移（2011 年 12 月 19 ～ 20 日）

─ 113 ─

表 1610-1

地中熱交換装置による局所冷却がトマトの品質に及ぼす影響（10 株当り）

(kg)

(個)

(g)

(%)

果 実 品 質 の 内 訳
内高温障
奇形果
裂 果 小果等
害果
(%)
(%)
(%)
(%)

処理区

3.07

20.0

152.2

92.7

3.8

0.7

0.5

2.9

無処理区

3.09

20.6

148.7

84.4

10.4

2.1

0.8

4.4

分散分析

n.s

n.s

n.s

**

**

n.s

n.s

n.s

区 名

全 重

果 数

1果重

上 物

注）2010 年～ 2012 年の 3 か年の平均
2010 年～ 2012 年の 9 月 5 日､ 9 月 15 日､ 9 月 25 日に収穫した果実を調査
高温障害果：果頂部が指出し果状になっているもの＊＊
危険率 1％水準で有意差あり

図 1610-11

月別収量（2010 ～ 2012 年の平均）

注）総収量には危険率 5% 水準で有意差あり

条件を考慮した水車の選定が重要である。比較的水

マイクロ水力発電は発電規模こそ小さいものの、

質の良い場所では、できるだけ水流エネルギーを効適用箇所が多いことや農村の住民が直接関わりエネ

率よくキャッチできる構造が望ましい。一方，ゴミルギーの地産地消が実現できる利点もある。石川県の多いところではゴミを流下させるエネルギーと水

津幡町の中山間農村地域を対象に、地元住民と共に車に取り込むエネルギーとを分けて考える必要があ

包蔵水力を調査したところ、35 kW 程度（10 ～ 15る。水力発電は稼働率が重要であり、適切な水車の軒分の電力量に相当）のポテンシャルが見つかっ選定が年間発電量の増加に繋がると言える。

た。利用用途としては、農産物直売所の防犯灯、災（イ） 包蔵水力と CO2 削減効果の推定

害非常用電源、売電による揚水ポンプ費用への充填

包蔵水力に関しては、100 kW 未満の水力導入可が要望として挙がった。

能量は金額ベースで北陸地方では 205.6 億円と全国（ウ） 地中熱交換を利用した局所環境制御技術の的にも高いポテンシャルを有している。また、石川開発

県手取川流域の農業用水路総延長距離は約 140 km

開発した地中熱交換を利用した局所環境制御装置

であり、北陸三県の総延長距離は約 1,000 km に及は、ファン駆動の電力以外に化石燃料を全く使用すぶことから、手取川流域の 7 倍の包蔵水力が期待でること無く、夏季には冷房装置、冬季には暖房装置

きる。この推定から北陸地方における CO2 削減量として機能し周年でトマトの収量性を上げることをは、火力発電との比較で原単位を–0.55 kg/kWh と確認できた。本技術は、西日本の多くの場所で適応すると、年間 16 万 8 千トンとなる。

可能な技術と考えられ、普及すれば施設園芸におい─ 114 ─て大幅な温室効果ガスの排出削減効果が期待でき

備、簡易な局所環境制御法を開発し、夏秋トマトのる。

地球温暖化対策としたい。

（エ） 地中熱交換を利用した局所環境制御技術の

カ

現地実証

要

約

今回使用した地中熱交換装置は柴田らが開発しマイクロ水力発電では、高効率、メンテナンスフ

た装置に比べ、得られる熱エネルギーは小さいた

リーの農業用水路に適した新型水車発電機を開発しめ、成長点や開花部位を中心に局所的に冷却・加温た。その結果、目標とする発電効率 70% を達成す

2）を実施することとした 。トマト群落内での温度変ることができた。また、ゴミにも強く年間稼働率が化はわずかであったが、成長点部位の高温遭遇を避ほぼ 100% に近い水車発電機も開発した。マイクロけることで、高温を原因とする奇形果の発生が抑え

水力発電の導入効果について検討したところ、北陸られ、総収量も増加した。一方、当初期待した着果

地方の包蔵水力は手取川流域の 7 倍の包蔵水力が期率の向上効果は判然としなかった。これは、着果率

待でき、この推定から北陸地方における CO2 削減

3）向上のためには 28℃以下に冷却する必要があり 、量は、火力発電との比較で年間 16 万 8 千トンにな

この装置から得られる熱エネルギーでは熱量が不足ることがわかった。

したものと考える。今回使用した地中熱交換装置

地中熱交換の利用では、開発した地中熱交換を利は、地熱、気化熱、地下水熱という自然エネルギー

用した局所環境制御装置は、ファン駆動の電力以外を利用して、ヒートポンプを使用することなく、局に化石燃料を全く使用すること無く、夏季には冷房

所的に冷却、加温を行った。このことで、販売可能

装置、冬季には暖房装置として機能し周年でトマトな収量が 2 t/10 a 増加するとともに、生産量当たりの収量性を上げることを確認できた。また、現地にの CO2 排出量を小さくすることができた。

おいても地中熱交換装置から得られた弱冷風を用
い、トマトの成長点近傍を局所的に冷却すると、奇

オ

今後の課題

形果の発生が抑えられる。秋冬期は地中熱交換装置

マイクロ水力発電では、その社会的普及に向けから得られた弱温風を用いて局所加温することで収て、今後さらに産学官民連携の取り組みが重要であ穫期間を延長できる。このことで、販売可能な収量る。高効率、低コスト化を図った製品開発はもちろが 2 t/10 a 程度増加するとともに、生産物当たりのんのこと、ソフト的課題も解決する必要がある。具

CO2 排出量を小さくすることができた。

体的には本研究成果を生かした形で、農業用水を管理している土地改良区や地元住民を交えた地域合意

キ

引用文献

形成、水利権の緩和、国や地方自治体への政策提1）日高輝雄ら（2011）地中熱交換気流によるトマ

言、補助金の充実等が挙げられる。また採算性の検トの局所冷却技術の開発．園芸学研究．10（別 2）：討も必要で、年間発電量や需要量を丹念に調べ、売612.

電収益や買電節約額等の評価を行い、マイクロ水力

2）柴田昇平ら（2009）細霧冷房や地中熱交換を利発電の導入メリットを定量的に検討する必要があ

用した施設環境制御による夏秋トマト生産性へのる。

効果．中国・四国の農業気象．21：12-13.

地中熱交換の利用では、成長点などを局所的に、

3）佐藤卓（2006）地球温暖化に伴うおだやかな高わずかに冷却することで、品質や収量が向上するこ

温ストレスがトマトの生産性と雄性器官の発達にとが本研究で実証された。しかし、今回使用した地

与える影響．食と緑の科学．60：85-89.

中熱交換装置は重装備型の装置であることから、直研究担当者（柴田昇平 ＊、日高輝雄、廣林祐一、

ちに低コスト化するのは難しい。今回得られた局所的な環境制御技術のノウハウを活用して、より軽装

鶴山浄真、瀧本裕士）

─ 115 ─

第２編 地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発
第１章 気候変動の実態解明と気候シナリオの提示
１

農耕地における気候変動の実態解明と気候シナリオの提示ウ

研究結果（ア） 各都府県・支庁別に、都市化率が小さくか（１）農業生産に関わる耕地気象要素の変化の実

つ農用地率が大きな地点、すなわち農地代表性のあ態解明

る「農耕地モニタリング地点」（図 2111-1 左）を決ア

定し、各地点における周辺の都市化率や気温変動の研究目的

日本における過去の気候変化はすでに自明とされ実態を明らかにした。次にこれら地点について、月るが、気象官署が示す日本の気温変化には、温室効

ごとに気温トレンドを算出してデータセットとして

果気体の影響だけでなく都市による人為的影響が含整備するとともに、気象観測点周辺及びその観測点まれている。また近年、気象庁による観測点の移が属する都府県（北海道旧支庁）における農耕地率動・廃止、観測機器の変更等が頻繁に生じている。

や都市化率を算出した。そしてそれら地点の周辺土

今後の圃場スケール・自治体レベルでの影響予測の地利用を、大都市地点等と比較した（図 2111-1 右）。

ためには、より多数のアメダス観測点においても、（イ） 各地域・各月ごとに、大気循環場との相関

都市影響の定量的評価や地点移動・測器変更の影響分布を求めた。例えば西日本の残暑期 9 月におけるを考慮した、気候変化の実体解明と将来予測が必要

気温の経年変化の要因は、日最低気温については北である。また農業生産とその予測において、気温に

太平洋高気圧の日本付近への張り出しとそれに伴う加え日射量の取り扱いが欠かせないが、日射量変化

南東からの暖気流による気温上昇が明瞭であったがの実態は、長期変化に比べて年々変動が大きいこと（図 2111-2 左）、日最高気温ではその相関関係が弱と、上記の測器変更の影響もあり、必ずしも明瞭にい（図 2111-2 右）。

はなっていない。そこで本課題では、農業生産に関（ウ） 2010 年夏季は多くの地域で過去最高温をわる耕地気象要素の変化の実態を解明することを目記録し、8 月のみならず 7・9 月にも、特に関東・的とする。

中京圏で酷暑域が明瞭であったものの、相対的には
低日照であった。このような寡照傾向は、日本海側

イ

研究方法

地域で特に顕著である（図 2111-3 右）。このほか、（ア）「農耕地モニタリング地点」の選定を行うとともに、西森ら

1）で示した月別気温の線形トレンドを用いた季節変化型解析のほか、気象観測点周地域気候モデル現在気候再現実験日射量で、主に近年の九州の日射量変動傾向を解析した（図 2111-3
左）。

辺の都市化率や農耕地率などの土地利用分布に対する分析から、アメダス地点の類型化を行う。

エ（イ） 地域・月別気温データについて、線形トレ（ア）「農耕地モニタリング地点」の選定は、周ンド解析や大気循環要素との相関解析を行い、大気辺の都市率やその他土地利用割合、観測点移動によ側からの変動要因を解析する。

る接続情報なども含めてウェブ掲載することによ（ウ） 日射量など土地利用型作物の収量変動に影り、ユーザーが解析地点を選択する際の情報として響する気象要素に関する変動要因の解明は、観測気有効であるほか、気象観測の周辺環境とその変化

象データのほか、領域気候モデル
多変量解析も行う。

＊1

出力を用いた考察に、より関心を高めることに寄与する。また、一般に農耕地の気温トレンドは、いわゆるバックグラウ
ンド気温としての従来の想定よりも大きく、農耕地
でも都市の広域影響が考えられることを、データ

─ 116 ─

図 2111-1

本研究で選定された「農耕地モニタリング地点」の分布とその特徴（左）モニタリング地点とその地理的分布。
（右）モニタリング地点、大都市 7 気象官署及び気象庁選定 17 気象官署における、周辺土地利用の散布図。縦軸は対数表示した都市化率，横軸は農耕地率を、それぞれ示す。

図 2111-2 西日本における 9 月の（左）日最低気温及び（右）日最高気温の経年変動と、地上気圧との有意な相関域（淡色は正で濃色は負）ならびに 850 hPa 面風ベクトルとの有意な偏差成分（回帰係数）の空間分布

図 2111-3

九州や北日本における近年の日射量の変動傾向に関する解析図（左）北日本日本海側（作況：石狩・空知・上川・留萌・渡島・後志支庁と青森・秋田・山形各県の平均）における気温平年差－日照時間平年比の関係上における水稲作況指数。作況指数は◎ : 良，○ : やや良，□ : 平年，■ : やや不良，▼ : 不良，× :著しい不良で区分。1979-87 年 : Ⅰ期（淡黒），1988-97 年 : Ⅱ期（濃黒），1998-2010 年 : Ⅲ期（灰色）で色分け。
（右）図の左部は九州における 1979 ～ 2007 年の水稲の出穂（Heading）日及び収穫（Harvest）日の経年変化で その間が登熟期間に相当する。直線は出穂及び収穫日の回帰トレンド線で、左と右をつなぐ点線は各々 1979 年と 2007 年の出穂 / 収穫日を示す。中部と右部はそれぞれ永年平均した日平均地上気温（T）と日積算日射量（SR）の日々変化である。

─ 117 ─

セットとして、初めて明らかにした。

隔たりがあるほか、気候モデル予測値の大きな違い（イ） 農耕地における気温変動については、特にのために、複数の気候シナリオによる温暖化影響予日最高気温で西日本で大きいが、総観気象的な影響測が必須となってきた。また温暖化予測のために必は小さく、ローカルな土地利用変化の影響など他の要とする要素・精度・時空間解像度は分野によって要因の関与も示唆される。

大きく異なり、これまで他省庁の事例も含め、大型（ウ） 近年、水稲の登熟期間が短縮しており、登プロジェクトにおける共通データの作成は、必ずし熟期の積算日射量が不足することも相まって、寡照も成功していたとは言えない。そこで本課題では、

傾向の持続は、コメ収量にも大きく影響することが農業影響評価の分野で利用可能な将来の気候予測出予想される。

力の提供を行うことを目的とする。

カ

要

約

イ

研究方法

（ア） 気象観測点の気温上昇度と周辺の土地利用（ア） Yokozawa ら 1）及び Okada ら 2）による線形

から農地の代表となる「モニタリング地点」を選出

内挿法、累積密度関数（CDF）によるバイアス補正

するとともに、数多くの気象観測点において、周辺法（飯泉ら 2010：農業気象）及び Nishimori ら 3）にの土地利用変化や気温変動の実態を明らかにした。

よる広域循環場を用いた重回帰法等を用い、IPCC ＊ 1（イ） 各地域・各月ごとに、大気循環場との相関のデータ配布システム等から得られる複数の全球・分布を求めた。

領域気候モデルの出力から、プロジェクト共通の気（ウ） 近年、特に日本海側地域で寡照傾向が持続

候シナリオを統一フォーマットで作成する。

しているほか、九州ではの登熟期間の短縮により、（イ） 既存の日本域地点・日別データセットを、コメ収量への影響が懸念される。

データベースとして公開する。
（ウ） 上記のメッシュ・地点データのほか、GIS

キ

引用文献

データにより世界国別・日本県別データの作成を行

1）西森基貴・桑形恒男・石郷岡康史・村上雅則

う。

（2009）都市化の影響を考慮した近年の日本における気温変化傾向とその地域的・季節的な特性つ

ウ

研究結果

いて．農業気象．65：221-227.

（ア） 連携各課題に今後の気候モデル計算及びそれらを用いたシナリオの配信予定を示すとともに、＊研究担当者（西森基貴 、桑形恒男、石郷岡康史、

主に 4 系において、収量予測モデルに入力するための、日本の各地点における複数の気候変動シナリオ

長谷川利拡）を作成した。また連携各課題より、必要とする、領＊1： 地域気候モデルとも呼ばれ、全球気候モデ
ルのような格子の大きいモデルでは表現できない小規模の、例えば集中豪雨などを再現するために用いられるモデル。

域・出力形式（メッシュ・地点）・時空間解像度・
気象要素・気候モデル・作成手法についての情報を収集した。さらに IPCC 報告書に掲載された大気海
洋結合モデル比較実験（CMIP ＊ 2）のデータを用い、主にメッシュ版の気候シナリオを作成した。さらに最新の気候モデルを含む複数の GCM について、そ（２） 農業影響評価の分野で利用可能な将来のの出現分布を比較した（図 2112-1）

気候予測出力の提供（イ） 環境省 S-5-3（気象研委託）により、農業環

ア

境技術研究所（以下「農環研」という）が MeteoCrop

研究目的

近年、全球気候モデル（GCM）や地域気候モデ

DB ＊ 3 を用いて作成した「日本の地点・日別気候変ル（RCM）の精度は大きく向上したが、気候モデ

化シナリオデータセット（ELPIS-JP）」の配布システ

ルが提供する時空間スケールと農業への影響評価で

ムを稼働させるとともに、その利用法を例示し（図必要とされる時空間スケールには依然として大きな

2112-2）、また使用マニュアルを作成した。

─ 118 ─（ウ） A-7 経済課題と連携した世界国別・日本県

れぞれ観測値との比較で改善されており、日本にお別気候シナリオを作成し、提供した。世界国別デー

ける影響評価への利用は有効であることを示した。

タについては、当初の主要 80 か国から、最終的に（イ） 配信した ELPIS-JP データセットにより日は 200 か国以上にまで拡張した。

本域では、排出シナリオ ･ 全球モデル・年々 / 季節内変動など気候予測の持つ様々な不確実性に対応し

エ

考

察

た多数のシナリオで影響評価が可能となった。

（ア） 日本の地域気温に関しては、東京大学等（ウ） 作成した気候シナリオは、影響モデルによの MIROC5 の平均値誤差及び気象研究所の MRI-

る感度分析結果よりフィードバックされ、さらに改CGCM3 の年々変動幅が、従来の GCM と比べ、そ良されることとなった。

図 2112-1 複数 GCM による青森県八戸での 7 月平均
気 温 に つ い て、 現 在（90s：1981-2000 年 濃色 ） 及 び 今 世 紀 半 ば（50s：2046-2065 年 淡色）の平均気温とその年々変動による不確
実性

図 2112-2 ELPIS-JP データセットを用いた新潟県高田における登熟期 20 日間平均日最高気温の
将来変化

各年代 20 年間での箱ひげの上限（下限）は 99（1）パーセ
ンタイル値を、箱は上から 75，50，25 パーセンタイル値
を，それぞれ示す。排出シナリオは CMIP3（CMIP5）で、SRES-A1b（RCP6.0）。

図 2112-3

濃 色 は MIROC-hi、 淡 色 は MRI-CGCM3 の、 そ れ ぞ れ
SRES-A1b シナリオによる。

世界国別気候シナリオデータセットの模式図

実際には、世界 209 か国に区分されるとともに、アメリカ ･ カナダ・ロシア・中国 ･ 豪州等は、穀物地帯別に細分化している。

─ 119 ─オ

今後の課題

候シナリオを作成し提供した。

（ア） 新たな全 球 モ デ ル 気 候 シ ナ リ オ CMIP5
データの配信が、日本では震災等の影響により大幅

キ

引用文献

に遅れたこともあり、最新の気候シナリオをタイム

1）Yokozawa M., Goto, S., Hayashi, Y. and Seino,

リーに配布するまでには至らなかった。今後とも、

H. （2003） Mesh Climate Change Data for

気候モデルの早期利用やユーザー側の要望が提出でEvaluating Climate Change Impacts in Japan

きるような、省庁プロジェクト間の連絡会議等の体

under gradually increasing atmospheric CO 2制構築が必要である。

concentration. J. Agric. Meteorol. 59: 117-130.

（ イ ） ELPIS-JP デ ー タ セ ッ ト は、IPCC 第 4 次

2）Okada M., Iizumi T., Nishimori M. and報告書時点の気候モデルを用いており、最新の気候

Yokozawa M. （2009） Mesh climate change

モデルに更新する必要がある。

data of Japan Ver. 2 for climate change impact（ウ） 世界のほとんどの国を対象とする場合、欧assessments under IPCC SRES A1B and A2. J.

州・中東の一部や島嶼の小国では全球気候モデルのAgric. Meteorol. 65: 97-109.

解像度ではカバーしきれないため、今後は、領域気3）N i s h i m o r i M . a n d K i t o h A . （ 2 0 0 6 ）候モデルも併用していく必要がある。

Estimation of future regional-scale heavy
rainfall change over Japan and East Asia

カ

要

約

under the global climate change by using the（ア） 連携各課題より、必要とする出力形式・時

statistical downscaling method. Proceedings

空間解像度・気象要素・気候モデル等について情報of the International Symposium on Disasterを収集し、それに基づいて気候シナリオを配布しManagement, 8p.

た。
研究担当者（西森基貴＊、桑形恒男、石郷岡康史、（イ） 不確実性を考慮するための複数気候変動シ
ナリオを、システムを通じて配信した。

長谷川利拡）（ウ） A-7 課題と連携した世界国別・日本県別気＊1：IPCC とは、気候変動に関する政府間パネルの英語略であり、国際的な研究者で構成された、地球温暖化についての科学的な研究の収集、整理のための政府間機構である。
＊
2：CMIP とは、（大気海洋）結合モデル比較実験の英語略であり、IPCC の第 4 次報告書時点のものがCMIP3、同 5 次報告書時点のものが CMIP5 と呼ばれる。
＊
3：MeteoCrop とは、農環研において、地球温暖化などの気候変動が日本各地のイネ生産にどのように影響するかを解析するために開発された気象データベースである。

─ 120 ─第２章 土地利用型作物における影響評価と適応技術の解明
１

温暖化時の水稲冷害発生リスク評価
ア

イアス補正後の気温データを用い、東北地域の冷害

研究目的

リスクを推定した。

寒冷地である東北地方においては夏季気温の上昇（ウ） 春先の昇温を有効利用して多収を目指す早傾向は他の季節と比較し明瞭でなく、夏作物の生産植えで問題となる生育初期の葉面展開における品種はこれまで以上に温暖化に伴う年次及び季節内の変間差を評価し、また、早植えによる影響を評価で動気象による影響を受け不安定化することが想定さきるモデルの骨格を作成した。さらに、岩手県盛れる。このような気象下で水稲の安定生産を確立す

岡市の岩手大学内の水田圃場において 2009、2010、

るため、気候シナリオ、中長期予報データを活用

2011、2013 年に「ひとめぼれ」「コシヒカリ」につし、気象災害の早期警戒やリスクマネージメントをいて作期移動試験を行い、葉面積、乾物重（g）を行うことが強く求められる。

計測した。それらをもとに冷害に特化した成長モデ

そこで、（ア）水稲栽培時期の天候の季節内変動

ルを作成し、将来の気象条件での冷害による減収率を現在～将来まで定量的に把握し、（イ）発育モデ

ならびに潜在収量（冷害の被害がないと仮定した収ル等を利用し、温暖化による生育初期の昇温及び気量）から実際の収量を異なる移植日と異なる熟期の温変動下での水稲冷害リスクの評価を行い、（ウ）

品種特性（中生、中晩生、晩生＝あきたこまち、ひ作期・品種効果を評価できるモデルを作成すること

とめぼれ、コシヒカリクラス）について比較し、減で、温暖化に適応した栽培スケジュール、品種選定

収率 5% 以下になる期間を安全移植期としてそれぞを提案し、群落圃場条件で実証することを目的とす

れの熟期の品種について推定した。潜在収量は、受る。

光日射量モデルによる出穂日の乾物重から算出し、障害型冷害による減収率は出穂前 1 か月の気温を、

イ

研究方法

遅延型冷害による減収率は登熟期間中の気温から算（ア） 北日本において 1998 年以降顕著に現れて出した。気象シナリオは、気象庁の MRI-CGCM3

いる 4 月と 8 月気温の負の相関関係について、主成を各年について用いて、その平均値を示した。な

分分析等を用いた総観気候学解析を行い、その特徴

お、日射量については、農研機構メッシュの日射量

及び原因について明らかにした。また、将来気候の平年値を用いた。

については、CMIP5 用の最新気候シナリオモデル
MIROC5 を用いて、北日本に冷害をもたらす「やウませ」の発現可能性を検討した。

（ア） 1998 年以降に見られる北日本における 4（イ） 東北各地の気温予測を用い、将来の冷害月と 8 月気温の負の相関関係（Kanno1））について、

リ ス ク の 策 定 を 行 っ た。 具 体 的 に は、 気 象 庁 気2014 年まで同様の傾向が継続していた。200 hPa 高

象 研究所が開発した 超 高 解 像 度 全 球 大 気 モ デ ル

度場に主成分分析を行い、それらに関係した成分を（MRI AGCM：20 km メッシュ）を領域気候モデ抽出した。その結果、4 月 8 月とも日本付近の亜熱ル（RCM）を用いダウンスケーリングしたデータ

帯ジェット気流の変動に関連したモードであった。

（10 km メッシュ、現在気候：1979 ～ 2003 年、将さらに、200 hPa と海水面温度（SST）データを用

来 気 候：2075 ～ 2099 年、 期 間：5/29 ～ 8/31） をいて SVD 解析を行ったところ、エルニーニョ・ラ

東北大学より提供を受けた。MRI AGCM の 25 年

ニーニャパターンに類似した成分が抽出され、それ平均値とその年次変動が実況値と月ごとに一致する

らの時間変化は、1998 年を境に出現モードが大きように日々の日平均気温についてバイアス補正をく異なっていた。すなわち、1998 年は北日本の気行った。MIROC5 についても、現在気候（1981 ～候のみならず、全球規模の気候ジャンプとして認識

2000 年）、将来気候（2081 ～ 2099 年）を東北大学できると考えられる。

より提供を受け、同様にバイアス補正を行った。バ─ 121 ─研究結果

MIROC5 で八戸気温と PDWS（稚内と仙台の気圧差、Kanno2））の関係を見るにあたり、八戸の気（ イ ） 冷 害 リ ス ク の 評 価 の た め、 日 平 均 気 温

温上昇成分を一次回帰式を用いて除去した。その結20℃以下の値を幼穂形成期～出穂期まで積算する冷

果の気温年々変動と PDWS の関係は、やませによ

却量を用いた。八戸の冷却量を基準に上位三つのる低温を良く再現していた。PDWS の年々変動は、冷夏を比較したところ、冷却量 20 以上となるメッ

2030 年前後と 2080 年以降に減少する傾向がみられシュの割合は将来気候の方が小さい。しかしながるが、それ以外の期間は現在と同程度の割合で出現

ら、将来気候下で上位三つのうち最も低温の夏は、している（図 2210-1）。すなわち、地球温暖化によ

冷却量 20 以上の割合が全メッシュの 52.8% となり、る気温上昇ベースの上で、やませについては現在と現在気候下での 2003 年冷夏に匹敵する（図 2210-

あまり変わらずに出現し続けることが予想される

2a）。、やませによる特徴的な気温分布である太平洋

3）（Kanno et al.） 。

図 2210-1

側の特に北東部で低温となる現象も明瞭に表現されMIROC5 の八戸夏季平均気温偏差と PDWS の時間変化（2006 ～ 2100 年 JJA）

1）細実線は PDWS の 1981 ～ 2006 年（MIROC5-20 世紀実験）平均値を示す。

図 2210-2

将来気候で 1 番目の冷夏時の冷却量と作柄指数の分布

1）a）冷却量、b）作柄指数。

─ 122 ─ている。さらに、将来気候下での最も低温の夏につ

算気温を用いる。そして、出穂期の乾物重から成熟いて、作柄指数を求めた（図 2210-2b）。気温と収期の乾物重を算出し、収穫指数を用いて収量に換算

量の関係については八戸の値から一般化加法モデルした。
図 2210-4 に、上記のモデルを用いて評価した、を用い平滑化スプラインを求め、作柄指数は前 7 年2間の収量（g/m ）の最大値と最小値を除く 5 年間

東北 3 地点（八戸、盛岡、仙台）における、将来にの平均収量を 100 とし、90 以下となるメッシュでおける異なる熟期の品種を用いた場合の減収率への冷害リスクありと判定した。その結果、作柄指数が移植日の影響を示した。品種の傾向として、晩生品

90 以下となったメッシュが 67.4% とやはり 2003 年

種では遅延型冷害のため遅い移植日では減収率が増クラスと判定されたが、青森県の日本海側ではあ加し、一方、中生品種では早すぎる移植日では気温まり低下していないのが特徴的であった。MIROC5が上がる前に生殖成長期に達してしまうことから障でも作柄指数の低下がみられる年が存在したが、ダ害型冷害のリスクを増やすことを示した。地点別にウンスケーリングされた将来期間には冷害と判定さみると、八戸では 2040 年代においてもいずれの熟れる大きな作柄指数の低下はなかった。ただし、青期の品種をどの移植日においても安全移植日が得ら

森県太平洋側と岩手県沿岸部の作柄指数が 90 以下

れないことを示した。盛岡においては、2020 年代に低下する年も 19 年間に 2 回存在した。

以降に安全移植期が徐々に延長傾向を示すが、その（ウ） 移植後の日平均気温と、日々の日射量に基幅も 1 か月未満となった。仙台でも年代を経ると安づいて受光率、乾物重、収量を推定するモデルを作全移植期が延長するが、冷害リスクはなくなること成した（図 2210-3）。具体的には以下の手順による。

はなかった。その減収率と潜在収量から算出した期すなわち、15℃以上の有効積算気温を用い受光率を待される収量への移植日と品種の影響をみたとこ推定し、受光量から出穂期の乾物重を算出した。受ろ、安全移植日の範囲において最も多収を得られる

光量は日々の受光率と日射量から算出し、出穂期まのは熟期の遅い晩生品種を比較的、早く植え付けすで積算する。出穂期の推定には 10℃以上の有効積
図2110-3

ることで達成可能であった。

日射量（MJ/m2）
気温（℃）

受光率

受光量
（MJ/m2）乾物重

１：積算気温を用いて直接，受光率を推定

２：受光量から乾物重を算出

３：出穂期の乾物から成熟期の乾物重受光率＝ a×b EXP (-c×積算気温15℃ベース）

乾物重＝ 1.4794×受光量

成熟期の乾物重＝1.4763×出穂期の乾物重(g/m2) (g/MJ) (MJ/m2)

収穫指数を用いて収量に換算．

ひとめぼれ
a
b
c

図 2210-3

コシヒカリ

0.95361373 0.954025482
0.003559959 0.008658556
0.011102937 0.011246314

移植後の日平均気温と、日々の日射量に基づいて受光率、乾物重、収量を推定するモデル

1）岩手大学農学部において 4 か年（2009，2010，2011，2013 年）、水稲品種 2 品種（ひとめぼれ、コシヒカリ）を用いた作期
移動試験による。

─ 123 ─

図 2210-4

将来における異なる熟期の品種を用いた場合の減収率への移植日の影響

1）バーは減収率 5% 以下の安全期を示す。

エ

考

察

だけでなく、冷害をさける最適作期設定等の冷害リ（ア） 現在気候下での 1998 年における気候ジャ

スクマネージメントも重要である。

ンプについて、亜熱帯ジェット気流の変動から検（ウ） 八戸では冷害リスクを 5% 以下にできる安討した。その結果、1998 年以降は、4 月と 8 月が全移植日がいずれの熟期の品種を用いても 40 年代

ジェット軸周辺で標準偏差が大きく、強風軸での変においても認められない。盛岡においても 20 年代化が明瞭に反映されていたことに対して、1997 年

以降に安全移植日が出現するが、その期間が 1 か月

以前は全般変動が大きく、特定の外部からの要因を未満と非常に短いことが明らかとなった。本予測は反映しにくいことが一因として考えられた。

一つの気候シナリオ条件下での推定結果であるが、また、海面気圧の 1997 年以前と 1998 年以降の 4

寒冷地では依然として冷害のリスクが残ることを示

月 8 月気温の相関係数分布をみると、1997 年以前した。その中でも、冷害リスクを抑え、最大の収量ではインド洋～インドネシア周辺で正の相関が見らを得るためには、熟期の遅い品種を早植えすることれるが、1998 年以降では熱帯太平洋にその位置がで達成できることを示した。今後、検証試験が必要ずれていた。これは、1998 年の大規模なエルニーとなる。

ニョ以降、SST 分布が大きく変動していることと関連していると考えられる。

オ（イ） 上記結果とあわせて、将来もやませは吹走（ア） 1998 年以降の大規模な大気場及び SST 変

し、冷害発生の可能性があるため、将来気候下で水動が、北日本の 4 月 8 月気温変動とどのように関稲の安定生産を行うためには、冷害発生リスクを考わっているのか、またいつまで継続するのか、今後

慮し、気温上昇に合わせた栽培法の開発や品種選択

力学的な解析も含めた検討が必要である。また、将─ 124 ─今後の課題

来のやませ発生頻度についてマルチ気候モデルを用

3）Kanno H., Watanabe M., and Kanda E.

いての更なる検証が必要である。

（2013）MIROC5 predictions of Yamase（cold（イ） 気候シナリオは A1B を仮定しており、異northeasterly winds causing cool summers in

なる気候モデルを用いた場合についてはここでは論

northern Japan. J. Agric. Meteorol. 69: 117-125.

じていない。異なった気候シナリオ及びマルチモデ
研究担当者（菅野洋光＊、下野裕之、神田英司）

ル解析も必要であると考えられる。
（ウ） 東北地方を中心に解析したが、さらに範囲を広げての検討も必要である。また、（イ）と同様、異なった気候シナリオ及びマルチモデル解析も必要

２

温暖化に伴う病虫害の発生変動要因の解明と影響評価であると考えられる。

ア
カ

要

約

研究目的

地球温暖化による気候変動は、とりわけ日本のよ（ア） 1998 年以降に見られる北日本における 4

うな温帯地域に生息する病害虫の発生量、発生時期

月と 8 月気温の負の相関関係は 2014 年まで同様のや被害様式に大きな変動をもたらす。日本国内にお傾向が継続していた。200 hPa 高度場及び SST をいても、温暖化の影響で既に害虫の分布域までもが用いたデータ解析により、1998 年は北日本の気候大きく変化しつつある九州地域のような暖地と、害のみならず、全球規模の気候ジャンプとして認識で虫の発生量等に変化が出始めている関東地域などのきると考えられた。

温暖地や東北地域などの寒冷地とでは、影響の程度

MIROC5 で八戸気温の年々変動と PDWS の関係も大きく異なると考えられる。そこで本課題では、を見たところ、やませによる低温を良く再現してお暖地と温暖地においてともに発生量や被害が拡大しり、地球温暖化による気温上昇ベースの上で、やまつつあるヒメトビウンカとそれが媒介するウイルス

せについては現在とあまり変わらずに出現し続ける病であるイネ縞葉枯病をとりあげ、両地域においてことが予想された。

それらの発生変動要因の比較にもとづく温暖化の影（イ） MRI AGCM のダウンスケーリングデータ

響評価を行うことにより、耕種的な対応技術開発にを用い将来気候の水稲冷害リスクを冷却量と及び作資する。また、これらと同様に発生が増加している

柄指数で解析したところ、東北地域では太平洋側を

斑点米被害については、福島県の太平洋沿岸、内中心に将来も冷害リスクが残ることが明らかとなっ

陸、中山間地域の気象条件が異なる地域における斑た。

点米カメムシ類の発生消長等を解析に基づき温暖化（ウ） 減収率と潜在収量から算出した期待されるによる斑点米被害の予測技術を確立し、被害軽減技

収量への移植日と品種の影響をみたところ、安全移術の開発を図る。

植日の範囲において最も多収を得られるのは熟期の遅い晩生品種を比較的、早く植え付けすることで達

イ

研究方法

成可能であることが明らかとなった。

（ア） ヒメトビウンカ及びイネ縞葉枯病：関東地
域ではヒメトビウンカの RSV 保毒虫率が高い茨城

キ

引用文献

県筑西市の現地圃場を中心に、九州地域ではこれま1）Kanno H.（2013）Strongly negative correlation

での研究蓄積が備わっている熊本県を調査地点と定

between monthly mean temperatures in April

め、それぞれの地点で定期的にヒメトビウンカ個体

and August since 1998 in Northern Japan. J.

数及び保毒虫率の調査とイネの発病株率調査を行っ

Meteorol. Soc. Jpn. 91: 355-373.

た。また、栃木県及び熊本県において採集したヒメ

2）Kanno H.（2004）Five-year cycle of north-

トビウンカの薬剤感受性の調査を行った。ヒメトビ

south pressure difference as an index of summer

ウンカの採集は、水田、麦、飼料作物、イネ科雑草

weather in Northern Japan from 1982 onwards. J.

を対象にエンジンブロワーによる吸い取り又は捕虫

Meteorol. Soc. Jpn. 82: 711-724.

網によるすくい取りで行った。保毒虫率は、幼虫又─ 125 ─は成虫を ELISA 法で検定した。水田における発病（上記 2 モデルは東京大学、独立行政法人国立株率の調査は、見とり調査と ELISA 法によるウイ

環境研究所、地球環境フロンティア研究センター

ルス検出を併用して行った。薬剤感受性調査につい（現：独立行政法人海洋研究開発機構）による。）ては、5 月と 10 月に採集したヒメトビウンカを供・MRI（気象庁気象研究所による。）

試して、微量局所施用法を用いて BPMC、Fipronil

計 算 を 行 っ た 年 次 は 2001 ～ 2010 年、2021 ～（フィプロニル）、Imidacloprid（イミダクロプリ

2030 年、2041 ～ 2050 年及び 2081 ～ 2090 年の 4 期ド）への感受性を調査した。また、簡易 ELISA 法間（各 10 年間）、合計 40 年間とした。

（虫検体と 2 次抗体駅を同時に処理する方法）による RSV 検出結果と植物への RSV 虫媒接種試験との

ウ

研究結果

結果の比較を行い、簡易 ELISA 法の現場での RSV（ア） 関東地域（茨城県）においては、6 月上旬

保毒虫検定手法としての妥当性を検証した。

にヒメトビウンカの第 1 世代成虫がコムギで羽化（イ） 斑点米カメムシ類：各世代の成虫最盛日し、水田に飛来した。水田において 3 世代（第 2 ～は、2011 年度と同じアカスジカスミカメの発育パ

4 世代）を経過し、第 5 世代目の幼虫が雑草地や未ラメータ（樋口ら、2009、2010、未発表）を用い、耕起の水田で認められた。媒介虫の水田への侵入時

平均気温法により計算した。イネ出穂期は、2011

期や発生回数は過去の報告と同様であった。水田

年度に用いたモデル②（堀江ら、1990）により求めにおける媒介虫の保毒虫率は 6 月から 9 月まではたパラメータを用いてイネ品種ひとめぼれ及びコシ

5 ～ 10% で推移したが、イネの収穫後に急上昇し、ヒカリの出穂日を計算した。移植日は 2010 年度福

10 月に採集したメス成虫では 60% に達した。越冬

島県相双農林事務所調査による平年盛期に基づき 5幼虫の保毒虫率は 11 月の時点で 26% であった（図月 6 日とした。気温データは、特に断りのない限り

2220-1）。水田における縞葉枯病の発病株率は 8 月

Iizumi（2011）らによる地点別・日別気候シナリオ

で 20% に達し、刈り取り後のひこばえでは 50% 弱（ELPIS-JP）によるデータセット（1981 ～ 2091 年）まで上昇した（図 2220-2）。翌年 1 月から 9 月の媒のうち、以下の三つの気候シミュレーションモデル

介虫の保毒虫率は 10% 前後で推移し、前年秋にひによる相馬市の日平均気温データを用いた（各モデ

こばえで起こった急激な保毒虫率の影響は認められ

ル 10 アンサンブル）。

なかった。

・MIROC 高解像度版（MIROC-H）

熊本県でも、春先から夏まで低率ではあるもの

・MIROC 中解像度版（MIROC-M）の、多くの地域でウイルス保毒虫の発生が認められ

図 2220-1 茨城県筑西市におけるヒメトビウンカ成
幼虫のイネ縞葉枯ウイルス保毒虫率の推移（調査地：茨城県筑西市の現地圃場 5 圃場、
調査方法：ELISA 法）

図 2220-2 イネの縞葉枯病発病株率の推移（調査地：
茨城県筑西市の現地圃場 5 圃場、調査方法：
見とり調査）

─ 126 ─た。また、秋にイネ縞葉枯病の多発生が起こった地

べて低いものの、感受性個体群のレベル（0.1 μg/g

点（菊池市泗水）では、9 ～ 10 月にかけて、RSV程度）に比べて 30 ～ 50 倍程度であり、関東におい

保毒虫率が 10 ～ 20% と高かった。

ても薬剤抵抗性が発達していた。

（ イ ） 2010 年 に 行 っ た 試 験 で は、 栃 木 県 の ヒ（ウ） 野外から採集したヒメトビウンカを用い

メトビウンカは、熊本県の個体に比べて、供試してイネ幼苗へのイネ縞葉枯ウイルス（RSV）虫媒

た 3 薬剤に対する半数致死薬量（LD50）の値が低接種試験を行い、同じ個体を簡易 ELISA 法によるく、薬剤感受性が高かった。特に、Imidacloprid のRSV 保毒虫検定に供試してそれぞれの結果を比較

LD50 値は 0.09 μg/g と低く、薬剤抵抗性の発達は見したところ、虫媒接種試験と簡易 ELISA 法によるられなかった。これに対して、熊本県のヒメトビ検出の結果は 98% の個体で一致した。特に、イネウンカは、主要な箱施用薬剤 2 剤（Imidacloprid、

幼苗に RSV を媒介したヒメトビウンカは全て簡易

Fipronil）に対する LD50 値がいずれも高く、両薬剤

ELISA 法で陽性を示し、媒介能力を有する個体をに対して抵抗性が発達していた。熊本県を含む九州

簡易 ELISA 法で取りこぼす事例（偽陰性の事例）

地域では、2008 年に中国から Imidacloprid 抵抗性は存在しなかった（表 2220-2、2220-3、柴ら 1））。

のヒメトビウンカが多飛来するまでは Imidacloprid（エ） アカスジカスミカメの成虫最盛日について抵抗性の発達は見られず Fipronil のみに抵抗性を示

は、2003 ～ 2012 年の相馬市のアメダスデータを用していたが、海外飛来以降、飛来個体群と土着個体

いて平均気温法により計算し、その誤差を確認した群とが交雑して、両薬剤に対する抵抗性が発達した

ところ、越冬世代 4.0 日、第 1 世代 5.8 日、第 2 世個体群が生じたものと考えられた。

代 5.2 日、第 3 世代 4.6 日となり、平均気温法によ同様に、2011 年に行った試験では、関東（茨城）と九州（熊本）のヒメトビウンカの薬剤感受性にはる計算であっても予測精度は確保できることが分かった。

大きな違いが見られ、調査した 3 薬剤ともに、関次に 2010 年から 2090 年までの間の 4 期間につい東に比べて九州では LD50 値が約 10 倍以上高かったて平均気温法により成虫最盛日を予測したところ、（表 2220-1）。Imidacloprid については、前年と同様

三つのモデルとも温暖化が進むにつれ成虫最盛日のに、関東では LD50 値が 0.2 ～ 0.3 μg/g と低く、薬早期化が見られた（図 2220-3）。

剤抵抗性の発達は見られなかった。Fipronil につい

イネ出穂日は 2010 年から 2090 年までいずれの品ては、関東では LD50 値が 3 ～ 5 μg/g と、九州に比種でも早まることが予測された（図 2220-4）。2010

表 2220-1
個体群

採集日

関東及び九州のヒメトビウンカの薬剤感受性

Imidacloprid
LD50
0.09 ( 0.07-0.10 )14.5 (
8.4-24.2 )2.4 (0.37-7.2 )

b
3.5
2.3
1.2

LD50
17.1 (
126.1 (
154.9 (

Fipronil2010/6/10
5.1-47.3 )栃木県・蛭沼2010/7/30
41.3-1642 )
熊本県・合志市黒松
2010/8/4
34.1-1733 )
熊本県・菊池市旭志aLD50 値の単位は μg/g，（）内は 95% 信頼限界，b はプロビット回帰直線の傾き

b
0.5
0.4
0.5

LD50
21.3 (
287.8 (
116.5 (

BPMC
15.1-27.2 )239-340 )76.6-164 )

b
4.0
3.6
3.1

表 2220-2 6 月にコムギから採集したヒメトビウンカを用いたイネ幼苗への虫媒接種試験と簡易 ELISA 法によるRSV 検出結果の比較

陽性
簡易ELISA法
陰性計

虫媒接種試験
発病
無発病
11
6
(A)
(B)
0
173
(C)
(D)
11

計

敏感度a)
(%)

特異度b)
(%)

100
(A)/((A)+(C))×100

96.6(D)/((B)+(D))×100

17
173

179

190

a）敏感度（%）= 媒介能をもつ個体を正しく陽性と判定した割合
b）特異度（%）= 媒介能を持たない個体を正しく陰性と判定した割合

─ 127 ─

表 2220-3 9 月にイネのひこばえから採集したヒメトビウンカを用いたイネ幼苗への虫媒接種試験と簡易 ELISA法による RSV 検出結果の比較

陽性
簡易ELISA法
陰性計

虫媒接種試験
発病
無発病
47
１
(A)
(B)
0
123
(C)
(D)
47

計

敏感度a)
(%)

特異度b)
(%)

100
(A)/((A)+(C))×100

99.2(D)/((B)+(D))×100

48
123

124

171

a）敏感度（%）= 媒介能をもつ個体を正しく陽性と判定した割合
b）特異度（%）= 媒介能を持たない個体を正しく陰性と判定した割合

図 2220-3

アカスジカスミカメ第 2 世代の成虫最盛日の推移

箱ひげ図の長方形の線は下から第 1 四分位数、中央値、第 3 四分位数を示し、ひげは最小値及び最大値を示す。

図 2220-4

イネ出穂日の推移

箱ひげ図の長方形の線は下から第 1 四分位数、中央値、第 3 四分位数を示し、ひげは最小値及び最大値を示す。

─ 128 ─

年と 2030 年、2050 年及び 2090 年との出穂日の差に、コムギからイネ、そしてイネからコムギへとヒは、ひとめぼれがそれぞれ 3.6 日、7.4 日及び 13.5

メトビウンカとウイルスの伝染環が年間を通して成日、コシヒカリが 4.4 日、9.0 日及び 16.9 日であり、立していることが示唆されている。縞葉枯病の鎮静

出穂の前進程度はコシヒカリの方がひとめぼれより化のためには、発生地域における正確な伝染環を把も大きかった。

握し、伝染環を効果的に遮断する防除法を検討する

アカスジカスミカメの第 2 世代成虫最盛日の予測必要がある。

をイネ出穂期の予測と比較したところ、温暖化によ（イ） 熊本県を含む九州地域では、2008 年に中る早期化は成虫最盛日の方が出穂期よりも大きく、国から Imidacloprid 抵抗性のヒメトビウンカが多温暖化が進むにつれて、出穂期はひとめぼれ、コシ飛来するまでは Imidacloprid 抵抗性の発達は見ら

ヒカリともに第 2 世代成虫最盛日に近づいていく傾

れず Fipronil のみに抵抗性を示していたが、今回向が見られた（図 2220-5）。

の調査では、両薬剤ともに抵抗性の発達が認められた。海外からの Imidacloprid 抵抗性個体群が飛来

エ

考

察

し、飛来個体群と土着個体群とが交雑して、両薬剤（ア） 茨城県の縞葉枯病多発地域においては、媒に対する抵抗性が発達した個体群が生じたものと考

介虫の水田への侵入時期や発生回数は過去の報告とえられた。また、関東地域においては、Fipronil に同様であったが、保毒虫率についてはひこばえにお対する抵抗性の発達が認められた。今後も引き続きける急激な上昇が認められた。この現象はこれまで

モニタリングしていく必要性が示された。ヒメトビの流行時には報告が無く、今回の流行に特徴的なもウンカの薬剤抵抗性については、九州地域、関東地のである可能性がある。秋の平均気温の上昇が、媒域以外の地域も含めて、全国的な動向を明らかにす

介虫の吸汁行動と縞葉枯病に感染したイネの再生をる必要があると考えられた。

活発にし、媒介虫のひこばえからのウイルス獲得が（ ウ ） Takahashi et al2） は、 イ ネ か ら RSV を

効率的に行われた結果と推測される。しかしなが検出する方法として簡易 ELISA 法と通常の DAS-ら、ひこばえにおける秋の保毒虫率の上昇は翌年春ELISA 法 を 比 較 し、DAS-ELISA 法 が 32000 倍 まの保毒虫率には影響しなかったことから、ひこばえ

でサンプルを希釈可能であったのに対して、簡易は媒介虫にとっての安定した越冬場所にはならない

ELISA 法では 16000 倍までしか一定の発色を得らのかも知れない。ひこばえにおける保毒虫率上昇のれなかったことを報告している。このことは、簡易影響については、引き続き検討する必要がある。まELISA 法は通常の DAS-ELISA 法と比べて検出能

た、今回の調査結果から、九州地域、関東地域ともが劣ることを示している。しかし、本研究の結果か

図 2220-5

イネ出穂期とアカスジカスミカメ第 2 世代の成虫最盛日の推移

気候モデルは全て MIROC-H。箱ひげ図の長方形の線は下から第 1 四分位数、中央値、第 3 四分位数を示し、ひげは最小値及び最大値を示す。

─ 129 ─ら、簡易 ELISA 法は媒介能力を有するヒメトビウ

カ

要

約

ンカを検出する技術としては十分な検出能を備える（ア） 関東地域において、イネ刈り取り後のひこことが明らかになった。また、本研究では、防除所

ばえにおける縞葉枯病発病株率及び媒介虫の保毒虫等で行う保毒虫検定を想定し、6 月にコムギから採率は非常に高い数値を示した。秋の平均気温の上昇

集した個体群、9 月にひこばえから採集した個体群との関連が強く疑われる。

を用いて実験を行ったが、いずれの個体群とも安定（イ） 九州地域では関東地域と比較してヒメトビした結果が得られ、簡易 ELISA 法は媒介虫の採集

ウンカの薬剤抵抗性が発達していることが明らかに時期や採集場所にかかわらず年間を通して利用できなった。また、九州地域では海外飛来個体群と土着る方法であることも明らかになった。以上のことか

個体群の交雑を示唆する抵抗性の発達が認められら、信頼性（頑健性）、経済性、結果の明瞭性、定た。

量性に優れる DAS-ELISA 法の利点をそのままに迅（ウ） 野外から採集したヒメトビウンカを用いて速性と簡便性を大幅に改善した簡易 ELISA 法は、

イネ幼苗へのイネ縞葉枯ウイルス（RSV）虫媒接種

防除所等において RSV 保毒虫率を調査する手法と試験を行い、同じ個体を簡易 ELISA 法による RSV

して優れていると考えられた。

保毒虫検定に供試してそれぞれの結果を比較したと（エ） 福島県におけるアカスジカスミカメ成虫発

ころ、98% の個体で結果一致した。簡易 ELISA 法

生盛日及びイネの出穂期については、両者とも温暖は RSV 保毒虫検定法として優れていると考えられ化の進行とともに早期化することが予想された。した。

かし、イネ出穂期は気温と日長に影響を受けるのに（エ） 斑点米カメムシ類では、アカスジカスミカ

対して、アカスジカスミカメ成虫最盛日は気温のみ

メの第 2 世代成虫最盛日は、温暖化が進むにつれに影響を受けることから、アカスジカスミカメ成虫て、ひとめぼれ、コシヒカリの出穂期に近づいてい最盛日のほうが温暖化の影響を受けやすく、結果とく傾向が見られた。イネ出穂期は気温と日長に影響してイネの出穂期とアカスジカスミカメの発生盛日を受けるのに対して、アカスジカスミカメ成虫最盛は近づくと予想された。イネの出穂期とアカスジカ

日は気温のみに影響を受けるため、温暖化による影スミカメ発生盛日が近づくという今回の予測結果

響がより大きく働いたためではないかと考えられは、温暖化の進行とともに斑点米被害の発生リスク

た。

が高まることを示しており、福島県においては斑点キ

米被害を軽減する技術の開発の必要性が示された。

引用文献

1）柴卓也・一木（植原）珠樹・大藤泰雄・早野由

オ

今後の課題

里子（2013）イネ縞葉枯ウイルス保毒虫検定法と（ア） イネ縞葉枯病に関しては、温暖化の影響評しての簡易 ELISA 法の評価．関東東山病害虫研価と被害軽減のための対策技術の開発が今後の課題

究会報．60：91-93.

である。

2）Takahashi T., Omura T, Shohara K, Tsuchizaki（イ） 現行法であるラテックス法や DAS-ELISA

T （1987） Rapid and simplified ELISA for

法による検定結果と簡易 ELISA 法による検定結routine field inspection of rice stripe virus. Ann.

果 の 一 致 性 及 び デ ー タ の 継 続 性 の 検 証 が、 簡 易

Phytopath. Soc. Japan 53: 254-257.

ELISA 法の普及に向けた今後の課題である。
（ウ） ヒメトビウンカの薬剤抵抗性については、
九州地域、関東地域以外の地域も含めて、全国的な動向を明らかにする必要がある。
（エ） 斑点米カメムシ類については、イネ科雑草
出穂期の変化が斑点米被害に及ぼす影響の評価が残されている。

─ 130 ─研究担当者（柴卓也＊、岸正広、松村正哉）

３

気候変動条件下における作物収量・品質の将来予測と適応技術の定量的評価

量との関係について検討した。これらの結果に基づいて、水稲の白未熟粒発生予測モデルを新たに構築（１） 温暖化・大気 CO2 濃度の上昇がイネの生し、滋賀県のコシヒカリ栽培試験データに適用し育・収量・品質に及ぼす影響に関する総合評価

た。

ア（イ） 気候シナリオに基づく水稲生産の将来予測

研究目的

作物の気象応答は、栽培管理や品種に大きく依存

温室効果ガス排出シナリオ A1B に基づいた 10 種する。したがって、今後予想される気候変化が水稲

類の気候モデル（GCM）の結果を用いて、全国 8の収量・品質に及ぼす影響を的確に評価し、適応に地点における主要品種の生育・収量の将来予測とそ向けた技術開発を行うためには、気象要素だけではの不確実性を評価した。また、将来の高温不稔の発なく、品種や栽培管理を含む包括的な作物生育モデ

生リスクについて、群落熱収支サブモデルによる穂ルを用いて評価する必要がある。本研究では、土壌温予測結果に基づく指標を用いて評価した。

の窒素動態と微気象要因を考慮した水稲生育モデル（ウ） 水稲の温暖化対処技術の定量評価と安定生を、環境操作実験などのデータを用いて検証・改良

産技術マニュアル作成の支援するとともに、気候シナリオを用いて、温暖化・大白未熟粒発生予測モデルを用いて、滋賀県（彦気 CO2 濃度の上昇が、水稲の生長・収量・品質に根）のコシヒカリ栽培試験データに対して、穂肥施

及ぼす影響について総合的に評価する。さらに、温用体系の違いが白未熟発生に及ぼす影響を調べた。

暖化環境での栽培技術と環境要因・品種特性の相互また、低温による登熟不良と収量低下の二つのリ作用を定量化し、気候変動に対応した安定生産技術

スクを考慮した、気候変動下で有効な水稲移植晩限のマニュアル作成を支援する。

推定法を開発し、現在の気象条件と温暖化気象条件の下で移植晩限の推定を実施すると共に、品質を考

イ

研究方法

慮した作期策定法に発展させるための検討を行った。

（ア） 水稲生育モデルの改良と検証
本研究で使用する水稲生育モデルは、土壌、イネ
成長・収量、群落熱収支、品質予測に関する四つの

ウ

研究結果

サブモデルからなっている。土壌から大気へのアン（ア） 水稲生育モデルの改良と検証

モニア揮散プロセスをモデルに新たに組み入れるな

土壌－作物－大気間の窒素循環プロセスを改良

どして土壌－作物－大気間の窒素循環プロセスを改した結果、FACE 実験における高 CO2 及び高温環

良し、FACE 実験結果や滋賀県でのコシヒカリ栽

境による増収効果の再現性が高まった（図 2231-

培試験データなどを用いて、モデルの CO2 応答や1）。国内で栽培されている主要水稲 15 品種の発育ス

窒素施肥反応の妥当性を検証した。また、全国各地

テージは、生育期間中の気温ならびに水温の関数でにおける長期圃場試験結果と気象データを整理し、表現され、出穂後の穂蒸散コンダクタンスは、湿度

国内で栽培されている主要水稲 15 品種の発育に関と開花後日数の関数で表せることがわかった。群するパラメータを決定した。

落熱収支サブモデルを用いて、高 CO2 環境が群落

群落熱収支サブモデルによる穂温推定の精度を向

内気温に与える影響を調べた結果、つくばみらい上させるために、出穂後の穂蒸散コンダクタンスのFACE 実験で測定された出穂～登熟期間における開花後日数による変化を定量化した。また、モデル

群落内気温の日変化と、高 CO2 環境によるその昇による群落内微気象の再現性について、つくばみら

温効果を高精度に再現することができた（図略）。

い FACE 実験における実測データを用いて検証し各県における水稲品質（1 等米比率）は、出穂盛た。

期後 20 日間の平均気温と負の相関を持つ。同期間

コシヒカリを主な作付品種とする全国 14 県を対の平均気温が 26℃以上では、両者の関係に地域や象にして、1 等米比率（県平均）の気象条件に対す年次間で大きなばらつきが認められ、イネの窒素動る依存性を調べ、モデルによって算定された成熟期

態などの影響が示唆された。実際に、モデルによっの籾窒素濃度、ならび 1 籾当たり利用可能炭水化物て算定された成熟期の「籾窒素濃度」ならび「一籾─ 131 ─

当たり利用可能炭水化物量」は、出穂盛期後 20 日

度ほど高くなる傾向にあった（地点ごとの平均値で間の平均気温が 25℃以上で 1 等米比率との間に有10 ～ 20%）。出穂日と収量増加率の予測結果の気

意な正の相関があり、これら二つの指標を用いて水候モデルによる違いは、それぞれ 0 ～ 5 日、10 ～稲品質を予測できる可能性が示された（図 2231-2）。

20% 程度であった。

これらの結果に基づいて、生育モデルで算定される

高温不稔の発生が懸念される条件（穂温ヒート「一籾当たり利用可能炭水化物量」と「一籾当たり

ドースの 6–9 月平均値が 2℃ day 以上）になるの利用可能窒素量」、ならびに出穂後 20 日間の平均気は、1991–2000 年では九州のみであったが（10-20

温から白未熟粒数比を推定するモデルを構築した。

年に一度の頻度）、2081-90 年には九州で毎年そのモデルは、滋賀県の栽培試験結果を妥当な精度で再ような条件となり、旭川を除く関東以北の地域で現した（図略）。

も、1–2 年に一度の頻度で同条件が出現すると予測（イ） 気候シナリオに基づく水稲生産の将来予測された（図 2231-3、吉本ら 1））。

各地の主要品種を対象に予測された、現在から（ウ） 水稲の温暖化対処技術の定量評価と安定生

2040 年代までの出穂日及び収量（または乾物重）産技術マニュアル作成の支援の変化は地域によって異なり、収量の増加率は高緯

白未熟粒発生予測モデルにより、穂肥の後期重点

図 2231-2

図 2231-1 雫 石 FACE 実 験（ 水 稲 ） お け る 各 年 のCO2・水温処理に対する地上部乾物重の測定
結果（横軸）とモデル計算結果（縦軸）との比較

図 2231-2 全国 14 県の 1 等米比率とモデルで推定した成熟期籾窒素濃度（上）及び籾当たり利用可能炭水化物量（下）との関係（2001 ～2010 年）

エラーバーは測定値の標準誤差（反復数 =3 ～ 4）。FACENT は高 CO2 処理、AMB-ET は高水温処理、FACE-ET は
高 CO2 ＆高水温処理、AMB–NT は標準処理をそれぞれ示している（1998 ～ 2004 年：高 CO2 処理のみを実施、2007～ 2008 年：高 CO2 及び高水温処理を実施）。
r は相関係数、RMSE は root mean square error を示す。

r は相関係数、＊＊＊ と＊＊ はそれぞれ有意水準 0.1% と 1% で有意な正の相関があることを示す。

─ 132 ─

図 2231-3 温室効果ガス排出シナリオ A1B に基づく水稲の穂温ヒートドース（HD_p32）の 6–9 月平均値の現在値（上）と将来予測（下）10 年× 10 種類の気候モデルによる結果をパーセンタイル表示で示した。
穂温ヒートドースの定義は以下のとおり。
HD_p32（℃ day）＝∑ MAX（Tp–32℃ ,0℃）
Tp：開花時（10–12h）穂温（開花日前後± 3 日間を積算）

施用が白未熟粒を抑制し、特に高温年でその効果がの温度環境を高精度で再現でき、地球温暖化が水稲顕著であることが予測された（図 2231-4、Yoshida

生産に与える影響を総合的に評価する上で有力な

2）

ツールとなる。

et al. ）。
低温による登熟不良と、収量低下の二つのリスク

また、新たに構築した水稲の白未熟粒発生予測モのうち、一方が特定の閾値を超えた日を移植晩限日

デルについては、イネの窒素動態の影響も考慮されと定義することで、モデル計算に基づいて移植晩ており、近年の品質低下に対する対処技術を開発す

限日を推定する方法を開発した（図 2231-5、中川

る上での貢献などが期待される。

3）ら ）。この手法を用いて、現在の気象条件と温暖（イ） 気候シナリオに基づく水稲生産の将来予測

化気象条件の下でコシヒカリ、あきたこまち、ひと

水稲生育モデルで予測された収量変化率（現在～

めぼれの移植晩限日を推定し、広域的な分布図を作

2040 年代）の気候モデルによる違いは、地域や品成した（図略）。また、出穂後 20 日間の平均気温が種による予測結果の違いと同程度あるいはそれ以上

基準温度以上になる確率が、品質を考慮した作期策となり、気候変化予測シナリオの不確実性を正確に定のための有効な指標となることが示された。

把握することの重要性が示された。また 2080 年代には、日本全国において高頻度で高温不稔の発生が

エ

考

察

懸念されることが、群落熱収支サブモデルによる穂（ア） 水稲生育モデルの改良と検証

温予測結果に基づく予測から示された。

モデルの改良により窒素動態や水稲生育の予測精（ウ） 水稲の温暖化対処技術の定量評価と安定生度が向上し、成熟期地上部乾物重、窒素吸収量、バ産技術マニュアル作成の支援

イオマス生長動態、籾数、粗籾収量の作期、窒素施本研究において開発された白未熟粒発生予測モデ

肥量による違いを妥当な精度で説明できるようにルが、高温による品質低下に対する対処技術を開発なった。さらにモデルでは国内の主要水稲 15 品種

する上で有力なツールとなることが示された。まの発育ステージや、捻実や登熟に影響を与える群落

た、低温による登熟不良と収量低下の二つのリスク

─ 133 ─

図 2231-5

図 2231-4

95%点
90%点
75％点
中心値
25％点
10％点
5%点

穂肥施用量
1
1st‐2nd (g m‐2) 0‐4

2
1‐3

3
2‐2

4
3‐1

5
4‐0

6
1‐1

7
0‐1

8
1-0

9
0‐0

図 2231-4 穂肥の施用パターンが白未熟粒数比に与える影響のモデル推定（彦根、2001 ～ 2010年、コシヒカリ）

図 2231-5 低温による登熟不良と収量低下の二つのリスクを考慮した水稲移植晩限の推定法（秋田におけるコシヒカリの例）

10 年間の変動を箱ひげ図で示した。横軸番号は穂肥の施用パターン（下表参照）で、1 ～ 5 では数字が小さいほど、後期重点施用となる。6 ～ 9 は少肥に該当する。丸印は高温年であった 2010 年の結果。

粗玄米収量が移植盛期の 90% となる日を YL10、登熟不良を回避するための移植晩限を TPL とし、YL10 と TPL のうちで小さい方の日を「移植晩限日」と設定する。現在の気象条
件（dT=0℃）では TPL が移植晩限日となり、温暖化気象条
件（dT=3℃）では YL10 が移植晩限日となる。

を考慮した水稲移植晩限推定法が開発され、今後の温度環境を高精度で再現することができる。本研究活用が期待される。

で開発した水稲生育モデルを用いて水稲生育の将来予測を実施したところ、2080 年代には、日本全国

オ

今後の課題

において高頻度で高温不稔の発生が懸念されること（ア） 水稲生育モデルの改良と検証が示された。また、窒素動態の影響を考慮した白未

水稲生育モデルの信頼性を向上させるため、特に熟粒発生予測モデルと、低温による登熟不良と収量

温度反応についてモデルの検証と高度化を実施する低下の二つのリスクを考慮した水稲移植晩限推定法必要がある。また、品質予測手法の高度化も必要でを開発した。

ある。
（イ） 気候シナリオに基づく水稲生産の将来予測

キ

温暖化・大気 CO2 濃度上昇に対する生育・収量

1）吉本真由美（2013）温暖化や高 CO2 濃度によるの応答の不確実性要因を明らかにする。気候シナリ

水田の微気象変化とコメ収量・品質への影響．第オの精緻化や水稲予測モデルの高度化を通して、将37 回酒米懇談会講演要旨集．酒米研究会．31-38.

来予測に対する不確実性の低減を目指す。

2）Yoshida H., Nakagawa H., Komatsu S. and（ウ） 水稲の温暖化対処技術の定量評価と安定生

Kuwagata T.（2015）Rice model for simulating

産技術マニュアル作成の支援

the occurrence of chalky grains. Proceedings of

白未熟粒発生予測モデルの温暖化対処技術の開発

引用文献

the International Symposium on Agriculturalに対する活用を進める。収量・品質の両者を考慮しMeteorology 2015. 161.

た最適な作期策定法を開発する。

3）中川博視・神田栄司・大野宏之・吉田ひろえ・
桑形恒男・長谷川利拡（2013）温暖化が水稲移植

カ

要

約

晩限日に及ぼす影響の解析と予測．日本作物学会
紀事．（別号 1）．82: 62-63.

土壌－作物－大気間の窒素循環プロセスの改良などを通して、水稲生育モデルを高度化した。本モデ研究担当者（桑形恒男＊、長谷川利拡、吉本真由

ルを用いると、FACE 実験における高 CO2 及び高温環境による増収効果や、国内の主要水稲 15 品種

美、麓の発育ステージ、捻実や登熟に影響を与える群落の─ 134 ─多門、中川博視、吉田ひろえ）

（２） 小麦の収量変動の予測手法の確立と適応

総合研究機構十勝農業試験場より提供を受けた「十技術評価

勝増収記録会」の 1 位の収量を推定した。気象災害

アの影響をモデルに取り入れるために、2007 年春季

研究目的

小麦への温暖化の影響については、近年の温暖化に茨城県、栃木県、愛知県、熊本県で行った凍霜害

傾向が作物暦に影響を与えていることが明らかにの現地調査の結果から、茎立期以降の気温と幼穂のなってきたが、定量的な収量変動の予測手法は確立

凍死率の関係を解析した。

されていない。そこで、既存の小麦モデルを基本として、多湿害が多い日本の小麦収量の変動を精度よ

ウ

研究結果

く推定できるモデルを選定し、必要な改良を行う。

（ア） 気候シナリオを用いた小麦の発育予測
将来気候のもとでは、北海道、東北では播種～出

イ

研究方法

穂期間の短縮及び登熟期間の双方が短縮した。秋播（ア） 気候シナリオを用いた小麦の発育予測性の低い関東以西の品種では、茎立期から出穂期ま圃場試験及び奨励品種決定試験のデータを元に、での日数は増加したが、播種から茎立期までの日数

全国の主要品種を対象に気温、日長を用いる発育が顕著に短縮したため、播種～出穂期間は短縮し速度式（DVR）のパラメータを決定した。現在値

た。出穂期から成熟期までの日数は短縮せず、現を 2000-2010 年、将来値を 2045-2055 年とし、研究

在と同程度もしくは増加する傾向が見られた（図課題「農耕地における気候変動の実態解明と気候シ

2232-1）。

ナリオの提示」より提供された将来気候データ（シ

秋播性程度の高いさとのそらは、農林 61 号と比ナ リ オ A1B、 モ デ ル MIROC-H-MO，MIROC-M，

較すると温暖化時の播種～茎立期間の短縮や気候モ

MRI（各 10 メンバー））により現在と将来の小麦のデルによる違いが小さくなった（図 2232-2）。

発育期間の変化を推定した。

（イ） 小麦生育モデルの選定及び改良（イ） 小麦生育モデルの選定及び改良

圃場で実施した作期移動試験では、播種期の遅れ

中央農研の観音台畑圃場、谷和原水田圃場においにより生育量及び収量が低下した。作成したモデルて小麦 2 品種（「農林 61 号」と「さとのそら」）をによりこの収量の低下を再現できたが（図略）、特対象に作期移動試験を実施し、生育モデルの検証にに播種期が早い場合に推定値が実測値を大きく上必要な生育データ、土壌水分のデータを収集した。

回った。モデルによる「十勝増収記録会」1 位収量

ポテンシャル収量の推定モデルに土壌水分の影響をの推定値は、実測値を上回り、その差は期間中の前取り入れた小麦生育モデル SUCROS2（van Keulen

半で大きくなったが、推定値の年々変動は実測値の1）

図 2232-1

et al. ）を基に、得られたデータによりパラメータ

年々変動と概ね一致していた（図 2232-3）。幼穂のを調整したプロトタイプモデルを作成し、北海道立

凍死率は調査地域及び播種時期によって異なり、茎

播種‐出穂

出穂‐成熟

播種～茎立

茎立～出穂

出穂～成熟

20
短縮日数(日）短縮日数（日）

30

10
0

‐10
‐20

北見
帯広
北上
（北海道 春） （北海道 秋）
（岩手）
春よ恋
ホクシン
ナンブコムギ

図 2232-1

前橋
（群馬）
農林61号

豊田
（愛知）
農林61号

院内
（大分）
農林61号

気候シナリオによる温暖化時の発育相の推定

1）県名上の地名は使用したアメダスポイントを示す。
2）エラーバーは 3 モデルの標準誤差を示す。

─ 135 ─朝倉（福岡）
シロガネコムギ図 2232-2

播種～茎立の短縮日数

40
さとのそら

農林61号

30

20

10

0
茨城

図 2232-2

栃木

群馬

埼玉

岐阜

愛知

三重

滋賀

大分

農林 61 号とさとのそらの播種～茎立期日数の短縮（将来値－現在値）

図 2232-3
1位記録

モデルによる推定値

モデルによる推定値(播種量一定）

1000

収量(gm‐2)

800
600
400
200
0
1978

チホクコムギホロシリコムギ
1981

1984

1987

1990

基肥量(Nkg/10a)

ホクシン
1993

1996

1999

追肥量(Nkg/10a)

施肥量(Nkg/10a)16
12

R² = 0.22*

8
4
0
1978

R² = 0.394**
1981

1984

1987

1990

1993

1996

1999

図 2232-3 上：十勝増収記録会 1 位収量とモデルによる推定値、 下：1 位記録の基肥量と追肥量の経年変化1）推定値のうち、実線は記録会の播種量使用、点線は期間中の播種量の平均値を用いて推定した値を示す。
2）図中の矢印は 1 位記録の品種の変遷を示す。

立期から出穂期までの日最低気温が–2℃以下の日数は、登熟期間が短縮しないことが推察された。またとの間に正の相関が認められた（図 2232-4）。

秋播性程度の高い品種は気温上昇時にも播種から茎立期までの期間短縮が小さく、凍霜害の影響を受け

エ

考

察

にくく生育期間が確保されるため、温暖化への適応（ア） 気候シナリオを用いた小麦の発育予測技術の一つとして期待されているが（福嶌 3））、モ

統計データの解析から、全国的に播種期の遅れとデルによるシミュレーションにおいても秋播型品種

出穂期の前進により生育期間（播種～出穂）が短縮

導入の有効性が確認された。

している一方で、登熟日数は短縮していないことが（イ） 小麦生育モデルの選定及び改良

2）

示されている（中園 ）。発育モデルによる将来予

ポテンシャル収量に近いと考えられる増収記録会

測においても同様の結果となり、気温の上昇によりの収量の年々変動がモデルにより再現されたこと生育期間は短縮するが、出穂期が前進することによで、日本における小麦収量への影響評価にモデルをり登熟期間の気温が現在と同程度になるような場合利用することができると考えられる。実測値と推定

─ 136 ─50

y = 1.981x - 0.891
R² = 0.667***

幼穂凍死率（%）

40
30
20
10
0
0

図 2232-4510-2℃以下日数1520茎立期から出穂期までの–2℃日数と幼穂凍死率の関係

値の差が期間中の前半で大きい要因として、栽培方

カ

要

約

法や品種の変化が挙げられる。施肥量のうち追肥の茎立期の前進を抑制し生育期間を確保するために割合が年々増加していることから（図 2232-3 下）、は、特に温暖地において、秋播性程度の高い品種の期間中の後半では窒素が効率よく吸収されているこ

導入が有効であることが、モデルによる発育相の予とが推察され、施肥の影響を評価することが重要で測により示唆された。また小麦生育モデルのプロトあると考えられた。また気温の上昇により凍霜害がタイプが作成された。これに施肥窒素の動態と影響増加することが指摘されているが、本研究で示したや、気象災害の影響などを取り入れることで、温暖茎立期以降の最低気温と幼穂凍死率の関係をもと化時の収量の予測や適応技術の開発に適用できるとに、リスク評価に基づく播種期の設定が可能にな考えられた。

る。

キ
オ

今後の課題

引用文献

1）Keulen,van H. et al. （1992） Crop growth（ア） 気候シナリオを用いた小麦の発育予測

model for water-limited conditions（SUCROS2）.

発育の予測結果は収量予測にも大きく影響し、重Simulation Reports CABO-TT. 27: 27-72.

要な適応策である作期策定の指標となるため、予測

2）中園江（2010）小麦作への温暖化の影響と対策

精度のさらなる向上が課題である。また積雪地帯の技術．農林水産技術研究ジャーナル．33（8）：10-14.

発育予測では、積雪期間や消雪日などが発育に大き3）福嶌陽（2012）地球温暖化が日本におけるコムな影響を及ぼすことが考えられるため、これら積雪

ギの生育・収量に及ぼす影響－作期試験の解析をの影響をモデルに取り入れる必要がある。

中心に－．日作紀．81：83-88.

（イ） 小麦生育モデルの選定及び改良研究担当者（中園

気候シナリオに基づき将来の小麦収量の変動を予江＊）測し、作期移動や秋播性程度の高い品種の導入等の適応技術の効果を提示する必要がある。そのために、ポテンシャル収量を予測するモデルから、収量（３） 小麦の萎縮症の実態と発症過程の解明に対する窒素や土壌水分の影響を取り入れたモデル

アに改良するとともに、凍霜害などの気象災害による小麦の萎縮症の被害が全国的に拡大しており、地減収の定量化方法について検討する。

研究目的

球温暖化及びそれに伴う多雨が本症の発生を助長していると考えられているが、その詳細は不明である。小麦の萎縮症にはコムギ縞萎縮ウイルスとムギ
─ 137 ─

類萎縮ウイルスの 2 種のウイルスが関連しており、

RT-PCR-RFLP による系統識別法を開発した。さら土壌に生息する菌がこれらのウイルスを媒介するに、全国 9 道県のウイルス 156 株について系統解析

が、媒介菌や病原ウイルスの圃場での挙動に関してを行い、ウイルス系統分布の実態を明らかにした。

は不明である。そこで、2 種ウイルスを特異的に診（イ） 萎縮症の発生過程の解明断する手法と、ウイルス系統を識別する手法を開発

作物研究所（以下「作物研」という）内の萎縮症

し、全国的な萎縮症関連ウイルスの発生実態調査を

発生圃場に播種時期を変え小麦を播種し、圃場の気行うとともに、圃場環境（気温、地温、土壌水分）

温、地温及び土壌水分の変動と、媒介菌の小麦根へと萎縮症発生（媒介菌の感染、ウイルス感染、萎縮の感染、地上部でのウイルスの検出と萎縮症の発病症の発病）との関連を解析する。

時期を経年的に解析することによって、圃場環境の変動が媒介菌とウイルスの感染及び萎縮症の発生に

イ

研究方法

及ぼす影響を解析した。

（ア） 小麦の萎縮症関連ウイルスの発生実態の解明
ａウ

ELISA 法を用いた萎縮症の要因となるウ

イルスの診断法の開発

研究結果（ア） 小麦の萎縮症関連ウイルスの発生実態の解明

ムギ類萎縮ウイルスを精製し抗血清を作製した。
さらに、当研究室で保有しているコムギ縞萎縮ウイａ

ELISA 法を用いた萎縮症の要因となるウ

イルスの診断法の開発

ルス抗血清と今回作製したムギ類萎縮ウイルス抗血コムギ縞萎縮ウイルス及びムギ類萎縮ウイルスに清を用いて両ウイルスを特異的に診断する ELISA

対する抗血清を用いた ELISA 法により、萎縮症を法を開発し、全国 11 道県の萎縮症が発生している示した小麦葉からこれらのウイルスを特異的に診断

156 圃場から小麦葉を採取し、これらウイルスの診する手法を開発した（根津ら）1）。さらに全国から断を行った。

採取した萎縮症を示した小麦葉でウイルス診断をｂ

コムギ縞萎縮ウイルスの系統解析行ったところ、コムギ縞萎縮ウイルスは全国的に、

コムギ縞萎縮ウイルスの小麦品種に対する反応とムギ類萎縮ウイルスは東海から南東北で主に発生

塩基配列からウイルスの系統解析を行うとともに、していることが明らかとなった（図 2233-1）（村本

北海道
岩手：萎縮ウイルス：縞萎縮ウイルス：両ウイルス

：非検出
茨城

山口
福岡

図 2233-1

宮城

三重萎縮症小麦より検出されるウイルス診断
─ 138 ─ら）2）。
ｂ

あり、遅植えにより本障害をある程度防除できると考えられた。

コムギ縞萎縮ウイルスの系統解析

全国的に発生しているコムギ縞萎縮ウイルスは、小麦品種に対する反応と塩基配列から三つの系統

オに分かれ、東北以北では I 型系統が、以南ではⅡ型（ア） 小麦の萎縮症関連ウイルスの発生実態の解明

系統が、九州の一部ではⅢ型系統が発生しており、ムギ類萎縮ウイルスには血清型の異なる別種のウ

地理的にウイルスの系統分化が起こっていた（図イルスが報告されており、これらのウイルスの診断

3）

今後の課題

2233-2）（Ohki et al.） 。

法を開発し、発生状況を調査する必要がある。ま（イ） 萎縮症の発生過程の解明

た、近年、本ウイルスの発生が北海道で報告された萎縮症を引き起こすウイルスの媒介菌は 11 月中

ことより、全国的な蔓延が懸念される。

旬～ 12 月と限られた時期に小麦の根に感染した。

（イ） 萎縮症の発生過程の解明

また、地上部でウイルスが検出され、発病が確認さ冬季の温暖化及び多雨と小麦の萎縮症の全国的なれるのは 2 月中～下旬で、種期時期が早いほど地被害拡大との関連を明らかにするとともに、播種期上部でのウイルス検出や発病が早い傾向があった。

の変更や抵抗性品種の導入などによる本障害の被害（図略）

回避対策を策定する必要がある。

エ

考

察

カ

要

約

（ア） 小麦の萎縮症関連ウイルスの発生実態の解明（ア） 小麦の萎縮症関連ウイルスの発生実態の解明

萎縮症に関連するウイルス及び系統は地理的に分小麦の萎縮症に関連する 2 種ウイルスを診断でき化していることが明らかとなったが、この地理的分

る ELISA 法と、コムギ縞萎縮ウイルスの系統を識化は地域で栽培されている小麦品種や栽培条件、土別できる RT-PCR-RFLP 法を開発し、日本におけ壌条件が影響していると考えられた。

るコムギ縞萎縮ウイルスの系統分布、ムギ類萎縮ウ（イ） 萎縮症の発生過程の解明

イルスの発生分布を明らかにした。

小麦根への媒介菌の感染は限られた時期に起こ（イ） 萎縮症の発生過程の解明

図 2233-2
り、播種時期が遅くなると感染率が低下するととも萎縮症の媒介菌は 11 月中旬～ 12 月に小麦の根にに地上部でのウイルス検出率と発病率が低下した。

感染し、播種時期が遅くなるとその感染率は減少す

さらに、種期時期が早いと発病時期も早まる傾向がる。一方、地上部で発病が確認されるのは 2 月中～

北見市

共和市

：Ⅰ型系統
：Ⅱ型系統
：Ⅲ型系統

千歳市
伊達市

盛岡市
登米市
松本市
山口市
柳川市
大和市

図 2233-2

鈴鹿市

宇都宮市
つくば市
睦沢市

日本におけるコムギ縞萎縮ウイルス系統の分布─ 139 ─

下旬であり、種期時期が早いと発病時期が早くなっ

選択、栽培管理による温暖化適応技術の方向性を定た。

め、今後予想される環境変化に中・長期的に適応できる生産技術体系の確立に資する。

キ

引用文献

1）根津修・大木健広・小島久代・小田俊介・青木イ

恵美子・吉岡藤治・柳澤貴司・石川浩一・笹谷孝（ア） つくばみらい開放系実験プラットフォーム

英（2011）ELISA 法によるコムギおよびオオムギの設置に発生する 4 種菌媒介性ウイルスの血清学的診断

研究方法

茨城県つくばみらい市筒戸屋外の開放系条件で法の開発．関東東山病害虫研報．58：13-17.

将 来 の 高 CO2 環 境 を 実 現 す る 開 放 系 大 気 CO2 増

2）村本和之・野崎匠・唐津達彦・笹谷孝英（2010）

加（Free-air CO2 enrichment, FACE） 実 験 施 設

コムギ縞萎縮病の発生地域における品種 ｢ふくやを 2009 年に設置し、2010 年から圃場実験を開始したか｣ への品種転換の有効性．山口農技センター

た。つくばみらい FACE 実験拠点は、水田を対象

研報．1：18-23.

とした FACE 実験としては、1998 年に開始した雫

3）Ohki T., Netsu O., Kojima H., Sakai J.,

石 FACE、2001 年に開始した中国江蘇省 FACE に

Onuki M., Maoka T., Shirako Y. and Sasaya

続く 3 地点目の水田 FACE である。同地は小貝川

T.（2014）Biological and genetic diversity ofの流域で、周辺には 30 ha 以上の比較的均質な沖積

Wheat yellow mosaic virus（Genus Bymovirus）.

土壌の水田が広がる。図 2240-1 に示すように、0.5

Phytopathology 104（3）:313-319.

ha 前後の水田（長辺 100 m）4 筆を借り上げ、それぞれに高 CO2 処理区と外気 CO2 区を設けた。八角＊研究担当者（笹谷孝英 ）形状の処理区（リング）の大きさは、多くの品種や栽培条件を検定できるよう、雫石町の直径 12 m、面積 120 m2 対して、直径 17 m、約 240 m2 に倍増

４温暖化・高二酸化炭素環境に対する水田のした。リング周辺に設置した放出チューブのうち風生態系の応答メカニズム及び適応のための形

上側から純 CO2 を放出するものが主流で、リング質の解明

中央の CO2 濃度を設定濃度に保つよう自動制御し

ア

た。

研究目的

温暖化や大気二酸化炭素（CO2）濃度の上昇といった気候変動に対して、作物生産がどのような影（イ） 複数年次、複数地点の FACE 実験結果の比較響を受けるかを予測し、適応の方策を具体的かつ定大気 CO2 増加に対する収量反応が、環境要因に量的に提示することが望まれている。そのために

よってどの程度変化するかを明らかにするために、は、作物の生育・収量成立過程に及ぼす環境要因の雫石における 7 年とつくばみらいにおける 2 年に共影響が、栽培管理や遺伝的要因によってどのように通に用いた品種「あきたこまち」の高 CO2 による変動するかを実験的に明らかにすることが重要であ増収効果を比較した。なお、生育期間中の平均気る。これまでに多くの実験から作物の生理・生育過

温は、雫石で 18.4 ～ 21.4℃であったのに対し、つ程の環境応答が明らかにされてきたが、圃場条件でくばみらい市は 24.2 ～ 25.2℃で、幅広い温度条件

有効な適応技術を評価するためには、閉鎖系条件でで高 CO2 に対する収量反応を比較できた。また、得られた結果が開放系圃場条件にどの程度適用で2007、2008 年及び 2010 年には、あきたこまち、コ

きるか、遺伝子型や栽培管理条件によって気候変

シヒカリ、秋田 63 号、タカナリを供試した。さら動の影響が変化するかについては検証・解明が必に、つくばみらい FACE では、これら 4 品種の他要である。そこで本課題では、開放系大気 CO2 増に、形態、熟期などが異なる 4 品種（アキヒカリ、加（FACE）などの環境操作実験を利用して、作物

愛国、あきだわら、農林 8 号）の高 CO2 に対する

生育・収量・品質の環境応答とその遺伝的変異を、収量反応も解析した。

器官、組織、個体、群落レベルで明らかにし、品種（ウ） FACE、水温上昇、窒素処理が玄米外観品

─ 140 ─CO2タンク

4
１

3

2
対照区

高CO2区

図 2240-1

つくばみらい FACE 実験拠点

4 筆の水田において、それぞれ高 CO2 区（実線丸）と対照区（破線丸）を配置

図 2240-1
質に及ぼす影響

日中の外気 CO2 濃度の平均は 386 ppm であった。

つくばみらい FACE で、畦畔版で囲んだ 3.0 m

FACE 区における平均 CO2 濃度は、目標値の平均

× 5.4 m の区画の条間にヒーターを設置して、水温586 ppm に対して 584 ppm で高い水準で制御できを通常水温区に比べて 2℃高める加温処理を設置した（表 2240-1）。また、目標値の± 20%、10% 内に–2た。また、標準窒素区（8 g m ）に加えて無窒素区–2制御できた時間の割合（TAR20、TAR10）はそれ及び多窒素区（12 g m ）の 3 水準窒素処理区を設

ぞれ 92% と 74% で、雫石 FACE やその他の世界のけた。対象品種はコシヒカリとした。収穫期には、

FACE 実験と同等かそれ以上の制御精度が得られ

2

反復ごとに約 1 m の刈り取りを行い、籾摺り後、た 1）。

玄米の外観品質を調査した。

（イ） 雫石とつくばみらいにおける高 CO2 によ（エ） イネの高温不稔耐性形質の効果とその遺伝る増収効果

的変異の解明雫石町（7 年間）と、つくばみらい市（2 年間）

温暖化時に懸念される高温不稔については、耐性

で共通に用いた品種あきたこまちの収量を比較した形質とその遺伝的変異に関わる要因を明らかにする

ところ、対照区と高 CO2 区での平均収量はそれぞために、日本晴の染色体の一部を Kasalath に置換しれ 578 g/m2 と 654 g/m2 で、 高 CO2 に よ っ て 13%

た染色体断片置換系統群の中から、葯の基部、頂部の増収が認められた 2）。しかし、高 CO2 による収に生ずる裂開の大きさが異なる 7 系統を対象に、開量への影響は、毎年の温度条件で異なり、最低気

花期に人工気象器を用いて 3 日間 3 段階の高温処理温を記録した冷害年次（雫石 2003 年、生育期間の（昼温 35、37、39℃、夜温は 25℃）を施し、葯の裂

平均気温 18.4℃）には認められず、その他の年次で開と稔実との関係を検討した。さらに、高温が頻発

は、増収はするものの、その程度は高温になるととする岐阜市と中国江漢平原の水田で、世界のイネ・もに低下する傾向が認められた（図 2240-2 左）。高コアコレクション品種群を試験栽培し、高温不稔のCO2 による増収率を、地上部全重と収穫指数（全重発生程度と関連の深い葯の形態の変異を調査した。

に占める収量の重量割合）から解析すると、地上部全重の増加率と温度には有意な関係が見られず（図

ウ

研究結果

2240-2 中）、収穫指数は低温、高温条件でマイナス（ア） つくばみらい FACE 実験の大気 CO2 濃度となる傾向が認められた（図 2240-2 右）。
あきたこまちに加え、形態特性の異なる 3 品種

制御精度の検証2010 年に運転開始 し た つ く ば み ら い FACE のを 2 地点の FACE 実験で比較した（試験年、2007、

─ 141 ─

表 2240-1

つくばみらい FACE における CO2 濃度制御精度（2010 年）
CO2濃度（ppm）
1)

TAR20

2)

TAR102)

平均風速
(m/s)

月

外気

FACE

6

385

585

標準誤差
2.2

0.88

0.70

1.87

7

379

579

1.5

0.92

0.74

1.87

8

385

585

0.3

0.94

0.78

1.77

9

391

591

0.3

0.95

0.77

1.94

生育期間平均

384

584

0.7

0.92

0.74

1.86

1）標準誤差は反復間の違い
2）TA10, 20：Target Achievement Ratio（設定値の± 10％あるいは 20％以内の値に制御できた
時間の割合。1 分間の値を集計）

地上部全重

玄米収量

収穫指数
（収量/地上部全重）2003(冷害)年

図 2240-2 FACE 実験を実施した 9 年（雫石 7 年、つくばみらい 2 年）の生育期間中の平均気温と、共通品種として用いた「あきたこまち」の玄米収量（左）、地上部全重（中）、収穫指数（収量 /地上部全重）（右）との関係
Hasegawa et al. 2）から
縦棒は平均値の標準誤差。1998-2000
年のデータは Kim et al.3），2003 及び 2004 年のデータは Shimono et al.4）から。
図 2240-2

2008、2010 年）ところ、高 CO2 による増収率は品
2）

ど、シンク容量に関する構成要素が重要であった

種間でも有意に異なることがわかった 。いずれのが、それらに加えて、登熟の良否が関わる登熟歩合地点でも、籾（もみ）数の多いタカナリと、粒の大の向上も、増収効果を高めた重要な要素であること

きい秋田 63 号で増収率が高い傾向にあった。これがわかった（図 2240-4）。

らの特性は、品種の潜在的な収量を示すシンク容（ウ） FACE、水温上昇、窒素処理が玄米外観品

量（全ての籾が完全に充実した場合に想定される収質に及ぼす影響量で、全籾数と 1 粒重の積で表される）を高める性

高温年であった 2010 年の FACE 処理は、いずれ質である。実際、シンク容量が大きい品種の場合の水温、窒素条件においても、整粒率を大きく低下に、高 CO2 による増収率も高いことが示された（図させた（平均 17% ポイント、図 2240-5）。その主因

2240-3）。

は白未熟粒（特に基部に白い濁りが見られるもの）

つ く ば み ら い で の FACE 実 験 で は、 さ ら に 多の多発であった（図 2240-5）。FACE 区による外観

くの品種を用いて高 CO2 の影響を調査した。その品質低下要因を水地温上昇処理、窒素処理との関連

結果、高 CO2 濃度による各品種の増収率には、3から解析したところ、高 CO2 濃度処理と低窒素条～ 36% の広い範囲で変動することがわかった。高件は、相加的に玄米タンパク質濃度の低下を通じて

CO2 応答の品種間差異について、収量構成要素によ

基部未熟粒の発生を助長すること、水・地温上昇はる重回帰分析を行ったところ、穂数、一穂籾数な

玄米窒素を低下させずに、乳白粒を増加させること

─ 142 ─

あきたこまち
秋田63号
コシヒカリ
タカナリ

シンク容量(gm‐2)

図 2240-3
図 2240-3

高 CO2 による玄米収量の変化率と品種のシンク容量の関係

雫石（2007、2008 年）、つくばみらい（2010 年）の結果。Hasegawa et al.2）から。縦棒は平均値の標準誤差。ただし、シンク容量は水田面積当たりの籾数と成熟時の玄米 1 粒重の積で、全籾が登熟した場合の潜在収量を示す。ここで示したシンク容量は、各品種、各年次の高 CO2 区と対照区の平均値。シンボル脇のアルファベットは試験地を示す（S －雫石、T －つくばみらい）。

穂数0.725***‐0.518**0.804***

一穂籾数

収量0.201ns‐0.190ns

0.719***‐0.064ns
0.125ns

登熟歩合‐0.498**0.190***
千粒重

図 2240-4 つくばみらい FACE における 8 品種の高 CO2 による増収効果の品種間差異に及ぼした収量構成
要素の影響 2）
片矢印に添えられた数値は各収量構成要素が高 CO2 による収量増加に及ぼした影響の標準化重回帰係数。収量構成要素
間の両矢印に添えられた数値は相関係数＊＊＊

及び＊＊は、それぞれ回帰係数あるいは相関係数が、0.1、1% の水準で有意であることを、ns は有意でないことを示す。

図 2240-4

図 2240-5

高 CO2 濃度がコシヒカリの玄米品質に与えた影響

図 2240-5
3 窒素区、2 水温区の平均。縦棒は標準誤差。

─ 143 ─がわかった。さらに、白未熟に関する高温耐性品

比べて処理区面積を 2 倍に拡大したが、制御精度で種・系統を FACE 実験に供試したところ、現在のは雫石 FACE よりも高く保つことができた。また、

CO2 濃度で高温耐性の高い品種は、高 CO2 濃度処

面積当たりの CO2 消費量は 17% 削減できたため 2）、

理による整粒率の低下がコシヒカリなどに比べて小異なる品種、栽培条件における高 CO2 応答を効率さかった。

的に調査することが可能になった。

（エ） イネの高温不稔耐性形質の効果とその遺伝（イ） 雫石とつくばみらいにおける高 CO2 によ的変異の解明る増収効果

昼温 35℃及び 37℃で開花した穎花の稔実率とそ

高 CO2 による増収効果が、高温条件で低下する

れぞれの条件で葯の基部に生じた裂開の長さとの間ことが圃場条件で初めて確認された。一般に、高には強い正の相関関係が認められた。また、稔実のCO2 による光合成の促進は、高温条件で高まるも温度反応から求めた、それぞれの系統の稔実率がのと考えられている 5）。しかしながら、生育期間

75% 及び 50% に低下する昼間気温（それぞれ T75，を通した乾物生産においては、高 CO2 による影響

T50）と葯の基部及び頂部に生じた裂開の長さにもは、高温条件で高まる傾向は認められなかった。一

有意な相関が認められた。特に、T50 は葯基部と方、金ら 6）、Matsui et al.7） は、チャンバー実験か頂部の裂開長を説明変数とした重回帰によりよく説ら、高温による不稔が高 CO2 条件で悪化し、収穫

明 さ れ た（T50（ ℃） ＝ 0.00292X1 ＋ 0.00676X2 ＋指数も低下することを報告した。最も高温であった

0.00676, 式（1）、X1：頂部裂開長（μm）、X2：基部

つくばみらい 2010 年において、あきたこまちの出

2

裂開長（μm）、R =0.907, P=0.0026）。これらの結果

穂・開花期頃の最高気温は、不稔発生の閾値とされから、葯基部の裂開を 100 μm 長く改良することで、

る 34 ～ 35℃ 8） であった。これまでの報告どおり、開花期の高温による不稔の発生を最大で 20% 程度

高 CO2 によって気孔コンダクタンスは低下し、そ減少させ、同時期の高温不稔耐性を約 0.7℃改善での結果群落温度は FACE 区の方が高まった。実際、きると見積もった。また、頂部の裂開が耐性に及ぼ2010 年のあきたこまち稔実率は、FACE 区においす影響は基部の裂開に比べると小さいが、100 μmて対照区よりも低い傾向にあり、そのことが収穫指長くすることで高温耐性を 0.3℃程度改善できると数の応答にも影響したものと考えられる。異なる見積もった。

温度条件下での高 CO2 による増収効果については、

世界のイネ・コアコレクション（72 品種のうちさらなる検証が必要であるが、9 年間のあきたこま

46 品種）、日本の在来イネコアコレクション（54

ちの応答からすると、温暖化した場合には、高 CO2品種）（農業生物資源ジーンバンク）を岐阜市の濃度による増収効果が期待どおりには発揮されず、実験水田で、中国のイネ・ミニコアコレクション

予測よりも低くなる可能性が示唆された。

（Zhang ら、189 品種のうちインディカグループの（ウ） つくばみらい FACE の実験初年となった94 品種）を中国江漢平原の実験水田で栽培し、高2010 年は、日本の夏（6 月－ 8 月）の史上最高気温

温不稔の発生や稔実の安定性に関連の深い葯の裂開を記録した猛暑年であった。つくばみらいにおい長を調査した。コアコレクションにみられる葯のても、栽培期間中の平均気温が 25.2℃，日最高の平裂開長の品種間の変異は、頂部の裂開で 350 μm ～均が 29.9℃で、平年を約 2℃も上回った。これに伴850 μm，基部の裂開では 200 μm ～ 700 μm であっい、日本各地で高温による玄米整粒率（未熟米，割た。これらの高温不稔と裂開長の関係から、これら米などを除いた，整った米粒の割合）が大幅に低下の変異は、式（1）の 1.5℃，3.5℃程度の耐性の差した。つくばみらいにおいても、対照区の整粒率は異に相当するものと推定された。

50% 以下と低かったが、高 CO2 処理区の整粒率は、対照区に比べて 17 ポイントも低かった。これは、

エ

考

察

冷涼な雫石では認められなかった現象である。した（ア） つくばみらい FACE 実験の大気 CO2 濃度

がって、高 CO2 による整粒率の低下は、高温条件

制御精度の検証

で顕在化するものと考えられる。高 CO2 による整新設したつくばみらい FACE は、雫石 FACE に

粒率の低下の最大の要因は、玄米（特に基部）が白

─ 144 ─

濁する白未熟粒であった。そのメカニズムについてための実験拠点として、茨城県つくばみらい市に世は、まだ仮説の域を出ないが、高 CO2 条件では玄界で 3 か所目となる水田を対象とした開放系大気

米窒素濃度が低下すること、蒸散が抑制されて群落

CO2 増加（FACE）実験施設を設置した。つくばみや穂温が上昇することなどが考えられる。現在、そらい FACE は、処理面積を雫石 FACE の 2 倍に拡の仮説の検証を進めるとともに、対処策として高温大したが、CO2 濃度を同等以上の精度で制御でき、登熟性品種や窒素施肥法の有効性調査している。

面積当たりのガス利用効率を 17% 高めることがで（エ） 高温条件の受精では、葯の裂開長がその

きた。

9）

安定性に寄与することが知られている 。本研究で（イ） 複数年次の FACE 実験結果及び記録的なは、その有効性を定量的な高温耐性レベルとして提猛暑となった 2010 年に実施した FACE 実験結果の示することができた。また、葯の裂開長に関して解析から、CO2 濃度を高くすることによってコメのは、極めて大きな遺伝的変異があることも明らかに収量は増加するが、その程度は高温で低下するこなった。高温耐性向上のために有用な知見と考えらと、高温条件では高 CO2 によって白未熟粒の割合れる。

が著しく増加し、コメの品質を左右する整粒率は大幅に低下することなどがわかった。

オ

今後の課題

（ウ） FACE 実験における CO2 によるイネの増気候変動への適応においては、新たな品種や栽培

収 効 果 は、 処 理 区 平 均 で 17% と 雫 石 FACE に お技術の開発が不可欠である。FACE 実験は、そのける増収率と同様であったが、品種によって 3 ～ための実証的研究手法として重要な役割を果たす

36% に及ぶ大きな品種間差異があることを示した。

ことが期待されるが、現在、農作物を対象とした

また、つくばみらい FACE と雫石 FACE に使用しFACE 実験は、世界で 6 か所のみ（イネでは 2 かた共通品種の比較から、高 CO2 に対する収量応答所のみ）で、日本で実施した 2 地点の FACE 実験が地点間で異なる品種と、地点を超えて安定的に高の結果は、世界的にも貴重なデータと考えられる。

い品種があることを示した。

今後、さらに世界の FACE 研究者の連携を深めて、（エ） 高温不稔耐性に関しては、葯の形態の異な地点や作物種を超えた横断的解析を進め、収量予る染色体部分置換系統を用いて高温耐性形質の定量

測モデルの予測精度の向上、高 CO2 環境に適応し的評価を行い、葯基部の裂開を 100 μm 長く改良すた品種の開発に役立てることが重要である。特に、ることで、開花期の高温（37℃）における不稔の発本研究で明らかになった高温と高 CO2 濃度が収量、生を最大で 20% 程度減少できる可能性を示した。

品質に及ぼす影響については、実証的なデータが不足している。新たな温暖化実験を通じて、メカニズ

キ

引用文献

ム解明と対処技術の確立が必要である。つくばみら

1）Hasegawa T. et al. （2013） Rice cultivar

い FACE では、作物学、農業気象学、大気環境科

responses to elevated CO2 at two free-air CO2

学、土壌学、微生物学などの学際的なチーム研究がenrichment（FACE）sites in Japan. Functional

展開されており、適応に加えて温暖化緩和機能を持

Plant Biology 40（2）:148-159.

つ技術を開発・評価する上で有効な役割を果たすも2）Nakamura H., Tokida T., Yoshimoto M.,のと考えられる。将来多発することが懸念される高Sakai H., Fukuoka M., Hasegawa T. （2012）

温不稔についても、極めて大きな遺伝的変異が明ら

Performance of the enlarged rice-FACE system

かになってきた。そのメカニズムを圃場条件で解明

using pure CO2 installed at Tsukuba, Japan.

することは、効率的な耐性品種の開発に有用と考え

Journal of Agricultural Meteorology 68（1）:15-23.

られる。

3）Kim H-Y., Lieffering M., Kobayashi K., et al.
（2003）Effects of free-air CO2 enrichment and

カ

要

約

nitrogen supply on the yield of temperate paddy（ア） 50 年度後に想定される高い二酸化炭素濃

rice crops. Field Crops Research 83: 261–270.

度がコメの収量・品質に及ぼす影響を明らかにする

4）Shimono H., Okada M., Yamakawa Y., et al.

─ 145 ─（2008） Rice yield enhancement by elevated

そこで、FACE 試験や地域間での連絡試験をもと

CO2 is reduced in cool weather. Global Changeに、二酸化炭素濃度及び温度条件の異なる栽培条件

Biology 14: 276-284.

における各品種の生育反応を解明し、温暖化条件で5）Long SP（1991）Modification of the responseの生産性安定化に重要となる形質を解明するとともof photosynthetic productivity to risingに、温暖化予測に対応した適地及び生産性の評価・

temperature by atmospheric CO2 concentrations:

予測に有用な情報を収集する。

Has its importance been underestimated? Plant,
Cell and Environment 14: 729-739.

イ

研究方法

6）金漢龍・堀江武・中川博視・和田晋征（1996）（ア） 高二酸化炭素条件における水稲乾物生産特

高温・高 CO2 濃度環境が水稲の生育・収量に及ぼ性の品種・生態型間差の評価
2010 年と 2011 年の 2 年間にわたり、異なる生態

す影響 第 2 報 収量および収量構成要素について．
日本作物学会紀事．65：644-651.

型の品種を茨城県つくばみらい市の「開放型大気二7）Matsui T., Namuco OS., Ziska LH., Horie T.

酸化炭素濃度増加実験」（FACE）で栽培し、分げ（1997）Effects of high temperature and CO 2

つや葉令の進行、出穂期及び成熟期の抜き取り調査

concentration on spikelet sterility in indica rice.

により、乾物生産性や窒素吸収に及ぼす影響を解析

Field Crops Research 51: 213-219.

した。
High

2010 年は日本型の普通品種としてコシヒカリ、

temperature-induced sterility in indica rice at

日本晴、Lemont、日本型の多収品種としてべこあ

flowering. Japanese Journal of Crop Science 47:

おば、中間型の多収品種としてホシアオバ、モミロ

6-17.

マン、インド型普通品種として IR72、インド型の9）Matsui T., Kobayasi K., Kagata H., Horie

多収品種として密陽 23 号、タカナリ、北陸 193 号

T. （2005） Correlation between viability ofの計 10 品種を供試した。2011 年は、前年度の供試

pollination and length of basal dehiscence of the

品種のうち、コシヒカリ、日本晴、べこあおば、ホtheca in rice under a hot-and-humid condition.

シアオバ、モミロマン、タカナリ、北陸 193 号のPlant Production Science 8: 109-114.

7 品種を供試した。高二酸化炭素条件（FACE 区）

8）SatakeT.,

YoshidaS.

（1978）の二酸化炭素濃度は、通常の大気区（Ambient 区）＊研究担当者（長谷川利拡 、松井

より 200 ppm 高い 580 ppm とした。気孔形態の測勤、

吉本真由美、酒井英光、福岡峰彦、常田岳志、定は、穂揃い期の止葉についてスンプ法でトレース臼井靖浩）したものを実態顕微鏡で観察して気孔密度と気孔長（長辺の長さ）を調査した。
（イ） 高二酸化炭素条件における着粒数を増加さ

５

温暖化環境における水稲生産ポテンシャルせる遺伝子の効果向上のための形質の特定

インド型品種由来の着粒数を増大させる効果が（１） 高二酸化炭素条件における水稲乾物生産

知 ら れ て い る 遺 伝 子 GN1 と APO1（Ashikari et

特性の評価

al. 20051）、Terao et al. 20102））をコシヒカリの戻アし交配によってコシヒカリ背景に導入した染色体

研究目的

地球温暖化の進行に適応した水稲生産安定技術の置換系統（Gn1）と同質遺伝子系統（Apo1）及び確立には、比較的高温条件で高い収量ポテンシャル

対照としてコシヒカリを、2012 年、2013 年の 2 年を有するインド型多収品種の利用が重要となる。ま

間、茨城県つくばみらい市の FACE で栽培した。

た、ゲノム研究の成果として穂の着粒数を増大する

基 肥 は、 窒 素 を 120 kg ha-1 N（ 内 訳 は、 尿 素 /遺伝子が特定されている。これらの品種や形質の気LP100/LP140, 1：2：1（2012）、尿素 /LP40/LP100,

温や二酸化炭素濃度に対する生育反応や収量性に関

3：2：6（2013））、 リ ン 酸 100 kg ha-1 P2O5、 カ リ

与する機構について詳細な検討は行われていない。

100 kg ha-1 K2O を施用した。追肥は出穂約 1 月前

─ 146 ─に 140 kg ha-1 N を LP40 で施用した。収量及び収認められた（表 2251-1）。しかし、窒素吸収量につ

量構成要素の調査を行うとともに、穂揃期と成熟期

いては、二酸化炭素濃度による有意な差はなかったに抜き取り調査を行い、非構造性炭水化物（NSC）（データ省略）。
収量の反応性は、2010 年の 1 例（IR72）を除いを測定した。
着粒数を増大させる遺伝子のうち、Gn1 について、シンク増加と密接に関連していた（図 2251-1）。

て、幼穂形成期の高温が着粒構造に及ぼす影響を乾物増加とシンク増加の関係には品種間差があり、評価した。2014 年に、FACE 試験と同じ Gn1 系統

増収程度の大きいタカナリとモミロマンは、増収程2を同様の施肥条件（基肥 12 g/m N、穂肥（7 月 252

度の小さいコシヒカリ、日本晴、北陸 193 号と比較

日施用）4 g/m N）で茨城県つくば市観音台の圃して、乾物増加に対するシンク容量増加の程度が大場で栽培し、幼穂形成期（7 月 11 日～ 8 月 1 日）

きいことが示された（データ省略）。

にビニールハウスを閉じて高温処理を行った（日平高 CO2 条件で止葉の光合成速度が顕著に増加し

均気温は外部＋ 1.7℃）。幼穂長の変化と、着粒構造

た。FACE 区で栽培したイネを通常大気と同一のを調査した。高温処理区の日射は、ハウス骨材によ二酸化炭素濃度（380 ppm）で光合成を測定すると、

り約 5%、処理中はビニールと合わせて約 20% 低下

気孔コンダクタンスの低下に伴う光合成能の低下がしていた。

確認され（図 2251-2）、高二酸化炭素条件への馴化の可能性が示された。しかし、気孔の密度と気孔

ウ

研究結果

の長さには二酸化炭素濃度による影響はみられず、（ア） 高二酸化炭素条件における水稲乾物生産特

FACE で栽培したイネで確認された気孔コンダク性の品種・生態型間差の評価

タンスの低下の要因は、気孔の形態の変化によるもFACE 区 で は、 対 照 区（Ambient） と 比 べ て、のではなく（表 2251-2）形態以外の馴化によるもの

出穂期が 1 ～ 3 日早進化し、乾物重が穂揃い期に平であることが示された。

均 9%、成熟期に平均 12% それぞれ増加する傾向が、（イ） 高二酸化炭素条件における着粒数を増加さ

2 年間共通して認められた（表 2251-1）。FACE 区せる遺伝子の効果

における籾数の増加にともなってシンク容量（単全ての供試品種・系統において、倒伏はネットで位面積当たりの籾数×千粒重）が増加し、粗玄米防止したため観察されず、出穂期は FACE 区が対重が平均で 16%FACE 条件において増加した。ま照区と比べて数日早かった。

た、収量構成要素の変化の傾向も両年共通で、籾数試験を行った 2 年間の平均値で検討した結果、精や収量に関して品種と二酸化炭素濃度の交互作用が玄米重は、二酸化炭素濃度と品種間に交互作用が表 2251-1二酸化炭素濃度が乾物生産及び収量に及ぼす影響

g/㎡

粗玄米
重
g/㎡

no./㎡

904
1055
117

703
820
117

**
**
ns

**
**
**

1750
1967
112

910
1067
117

地上部重
穂揃い期 成熟期
g/㎡
g/㎡

籾重

Ambient
FACE
%

1088
1241
114

1638
1946
119

ANOVA

CO2 (A)
Var. (B)
A×B

*
**
ns

2011

Ambient
FACE
%

1206
1317
109

年

CO2

2010

穂数

1穂
籾数

総
籾数
*1000/㎡

登熟
歩合
%

千粒
重
g

シンク
容量
g/㎡

シンク
充填率
%

285
310
109

136
140
103

37.0
41.8
113

79.9
82.7
104

23.8
23.9
101

866
981
113

81.3
83.9
103

**
**
**

*
**
ns

*
**
ns

**
**
*

*
**
**

ns
**
*

*
**
*

*
**
**

654
757
116

342
373
109

121
127
105

39.1
44.7
115

69.0
70.2
102

24.6
24.4
99

944
1077
114

69.3
70.9
102

CO2 (A)
Var. (B)
A×B

**
**
*
*
ns
ns
*
ns
ns
*
ns
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
ns
ns
*
ns
ns
ns
**
ns
ns
*
ns
1）供試品種の平均値。FH：穂揃期、M：成熟期。シンク容量＝籾数×千粒重。シンク充填率＝ 100 ×粗玄米重 / シンク容量。
篩目 1.6 mm、含水率 15% 換算。
ANOVA

─ 147 ─

35

モミロマン

タカナリ

Pn (μmol/m2/s)

30
25
20
15
10
5
0
Ambient

FACE

FACE

380ppm380ppm580ppm

図 2251-1 FACE 条件におけるシンク増加と収量増加の関係

図 2251-2 二酸化炭素濃度が個葉光合成に及ぼす影
響

相関係数は IR72 を除いた値。

1）登熟初期の止葉の測定。
2）横軸下の数値は測定時のチャンバー内の二酸化炭素濃度。

図2251‐2
表 2251-2
品種
コシヒカリ
日本晴
モミロマン
タカナリ
北陸193号
平均
CO2 (A)
品種 (B)
A*B

FACE 条件の気孔形態への影響

気孔密度（no./mm2)
Ambient
FACE

665
626
692
798
630
682

気孔長さ（μm)
Ambient
FACE

680
656
707
811
628
696

9.36
9.35
8.42
10.20
10.71
9.61

ns
**
ns

9.41
9.09
8.14
10.38
10.28
9.46
ns
**
ns

あった。3 品種・系統こみで二酸化炭素濃度の影響

穂 上 の 着 粒 位 置 別 の 籾 数 の 割 合 は、 対 照 区、を検定した結果、FACE 区の精玄米重は、対照区

FAC 区とも 1 次籾 8%、2 次籾 52%、3 次籾 40% でに対して有意に高かった。対照区では籾数が増大しあり、二酸化炭素濃度の影響を受けなかった（穂上た系統（Gn1 と Apo1）とコシヒカリとの間に有意着生位置については図 2251-3 模式図を参照）。なお、差はなかった。また、コシヒカリの精玄米重にはGn1 については幼穂形成期の高温の影響を調査した

FACE 区と対照区の間に有意差はなかったが、Gn1

結果、幼穂形成期の高温処理の有無にかかわらずと Apo1 では FACE 区の精玄米重が対照区に比べGn1 はコシヒカリに比べて有意に着粒数は多かった

高かった（データ省略）。収量構成要素を見ると、（図 2251-3、A）。また、幼穂長と有効積算温度との籾数は二酸化炭素濃度と品種間で交互作用があり、関係に差はなく、1 次穎果、2 次穎果、3 次穎果のコシヒカリと Apo1 では FACE と対照区に有意差比率から見た着粒構造にも幼穂形成期の高温の影響がなく、Gn1 の FACE 区の籾数は Ambient に比べは認められなかった（図 2251-3、B、C）。

て多かった。登熟度は、品種・系統間では Apo1 がコシヒカリと同等で、Gn1 がコシヒカリに比べ低エ

かった。また CO2 濃度間では FACE 区が対照区に

比較的高温条件で収量性が高いことが知られてい比べ低くならなかった。

考察るインド型品種を含めて FACE 区での乾物生産特─ 148 ─

Gn1
Koshi

A

150

100

50

80
60
40
20
0

Amb

Log(Panicle (mm))

Tertialy
SecondaryPrimary

100

0

1000

C

120
Relative Spiklet No (%)

No. of Spikelets per Panicle

200

HT

T
HT
mb
mb
1/H
hi/
i/A
1/A
Gn
os
sh
K
Gn
o
K

B

100

10
Gn1/Amb
Gn1/HT
Koshi/Amb
Koshi/HT

1

穂軸

0
50
0
60
700
800
109000
00

0
30

40

0
20

10

0

0.1

Log(Actual Cumultive Temperature)(Day average -10C)

図2251‐3

図 2251-3 幼穂形成期の高温がコシヒカリと Gn1 染色体置換系統の幼穂の伸長過程、
1 穂籾数と 1 次籾、2 次籾、3 次籾の構成割合に及ぼす影響
Amb: 外気温。処理期間中（7 月 11 日～ 8 月 1 日）の日平均気温 26.5℃、HT：高温処理（外気温＋ 1.7℃）。1 次籾、2 次籾、3 次籾については図 2251-5 の模式図参照。図中のバーは SE。

定を比較した。粗玄米重は FACE 区で平均 16% 増させる遺伝子を導入した染色体置換系統（Gn1）と加した（表 2251-1）が、その反応性には品種間差

同質遺伝子系統（Apo1）を用いて解析を行った。

があり、シンクの増加程度と密接な関係がみられた

高二酸化炭素条件においては、品種・系統によらず（図 2251-1）。高二酸化炭素条件で栽培したイネを、穂揃期の NSC 量が増加しており、栄養器官（ソー通常の二酸化炭素濃度で光合成を測定すると気孔コス）である茎葉部から穂（シンク）への光合成産

ンダクタンスの低下に伴う光合成の低下が確認され物の転流に余裕が生じていると考えられた。また、たことから（図 2251-2）、高二酸化炭素濃度への馴

FACE 区で 3 次籾の籾重が増加する傾向が見られ、化が発生し、二酸化炭素濃度上昇に伴う光合成の増比較的登熟が悪く、しいな（空の籾）やくず米にな

大は漸減すると推測された。しかし、高い二酸化炭

り易い 3 次籾が増加した光合成産物を受け入れるシ

素濃度では止葉の光合成は高く（図 2251-2）、二酸ンクとなったと推測された。これらの要因により、化炭素を固定して炭水化物を生産するソース能力はコシヒカリでは、シンク容量が制限要因となって、向上すると推測された。以上の品種間での比較試験

FACE 区で登熟歩合は高いものの、増収量が抑制

から、増加したソース能力にみあうシンク能力の存される一方、籾数が多い Gn1 及び Apo1 はで、増在が、FACE 区での収量の維持、向上には重要で加した穂揃期の NSC 量を受け入れるシンク容量にあると推測された。

余裕があったため、増収量が大きくなったと考えら

FACE 区でのシンク容量の拡大と収量増大とのれた。

関係を検証し、その機構を明らかにするために、コ

本研究では品質に関しては検討していないもの

シヒカリ背景にインド型品種由来の 1 穂籾数を増大の、二酸化炭素濃度が上昇した環境においては、着─ 149 ─

粒数を増大させることによってシンクサイズを拡大（２） 栄養成長に関する温度反応性の評価  

する形質は、収量の維持、増大には有用であると判

ア

研究目的

断された。また、Gn1 遺伝子については、幼穂形成

登熟適温が高いとされるインド型品種は、日本型

期が +1.7℃高温になっても着粒数増加の効果は消品種にくらべ、生育初期の低温により生育量が低下

失しないことから（図 2251-3）、二酸化炭素濃度のしやすいことから、温暖下条件であっても、栽培利増大に伴う温暖化環境でも有効に機能すると考えら

用地域の拡大は制限されると予想される。そこで、れた。

利用可能地域を示すための基礎として、日本型品種と他の生態型品種における、茎数増加の温度反応の

オ

今後の課題

種間差を把握することを目的とし、気象条件の異な（ア） 二酸化炭素濃度が上昇した場合の品質低下

る 3 地点での連絡試験や温度制御試験から、茎数増を軽減する技術については検討しておらず、今後の加の生態型間差とその温度反応の差異に関わる要因

課題である。

を明らかにしようとした。

（イ） 今後気温の上昇傾向が続き、日中の最高気
温が 35℃を越えると高温不稔が発生し、収量の減

イ

研究方法

少が発生すると予想されることから、その対策技術（ア） 連絡試験（2010 ～ 2013 年）が必要となる。

試験には、日本晴（日本型）、北陸 193 号（インド型）、モミロマン（中間型）の 3 品種を供した。

カ

要

約

新潟県上越市、茨城県つくばみらい市、広島県福山（ア） 二酸化炭素濃度が上昇した環境において市で、同様の栽培管理条件のもとで移植試験を行っは、光合成能力が向上することから、シンクサイズ

た。上越市では 2010 年と 2011 年に異なる時期に移を拡大する形質は、収量の維持、増大には有用であ植する作期試験を行い、連絡試験と合わせて計 15

ると判断された。

の栽培条件を設けた（3 反復）。

（イ） コシヒカリ背景にインド型品種由来の粒数

移植前に、肥効調節型肥料 LP40 を窒素成分量でを増加させる遺伝子（Gn1、Apo1）を導入するこ

4 g m–2、LP100 を 8 g m–2、 施 用 し た。 移 植 は、1とは、二酸化炭素濃度が上昇した温暖化環境におい

株 3 本植え、22.2 株 /m2 の栽植密度で行った。移て増収効果を期待できると判断された。

植後数日おきに、反復当たり 6 個体について葉齢、茎数を調査し、出葉速度、分げつ開始迄日数、茎数

キ

引用文献

増加期間、出葉当たり茎数増加率を算出した。

1）Ashikari M. et al.（2005）Cytokinin oxidase（イ） 温度制御試験（2014 年）

regulates rice grain production. Science. 309: 741-

連絡試験と同じ 3 品種を供した。昼 / 夜の気温を

745.

26/10℃（平均気温 18℃）、23/13℃（18℃）、20/10

2）Terao T. et al.（2010）A gene controlling the（15℃）、17/13（15℃）とする 4 条件（コイトトロ

number of primary rachis branches also controlsン）で、生育を評価した。各処理につき 6 個体ずつ

the vascular bundle formation and hence is

3 反復で栽培した。移植前に硫安 8 gN/m2 をポット

responsible to increase the harvest index andに施用し、移植は 1 株 1 本植えで行った。移植後数

grain yield in rice. Theor. Appl. Genet. 120: 875-

日おきに、葉齢、茎数を調査した。北陸 193 号の893.

10 葉期に、各温度条件における、個葉光合成速度、
葉色 SPAD 値を調査した。その後、抜き取り調査

研究担当者（荻原＊均 、吉永悟志、中野洋）を行い、葉面積、乾物重、N 含有率を評価した。

ウ

研究結果

（ア） 屋外圃場での連絡試験
茎数増加に関わる形質は、いずれも環境による影─ 150 ─

響を受けた（P<0.05、表 2252-1）。これらのうち、（イ） 温度制御試験

茎数増加期間には品種間差はなく、温暖な環境では

分げつ開始迄日数や茎数の増加速度は、平均気温

増加期間が短くなる傾向があった。日本晴は、いずが高く、かつ最高気温が高い条件で向上した（図れの栽培環境でも最高茎数が多く、分げつ開始迄日

2252-4）。平均気温が 18℃の条件において、最高気数が短く、出葉当たり茎数増加率が高いことによっ温が日本晴の茎数増加に及ぼす影響は、他品種にくていた。茎数増加過程の環境条件による変動は、北らべて小さかった。また、出葉速度は最高・最低気

陸 193 号でもっとも大きかった。

温よりも、平均気温に強く影響されることが確認さいずれの品種においても移植後の平均気温と分げれた。

つ開始迄日数の間には負の相関がみとめられ、平均いずれの品種でも、最高気温が低いほど 10 葉期

気温が低いほど、分げつ開始迄日数が長くなったの乾物生産量（shoot 重）は低下しており、乾物生（図 2252-1）。この温度反応には品種間差があり、低産量の低下は北陸 193 号で顕著であった（表 2252-

温な条件では、日本晴にくらべ、北陸 193 号やモミ2）。最高気温が低いほど、茎数の減少に伴い、葉面ロマンの分げつ開始は遅れる傾向があった。茎数増

積や葉身への乾物分配率も低下しており、特にモミ加の一周期の長さに関わる出葉速度は、平均気温がロマンで大きく葉身への乾物分配率が低下してい低くなると低下した（図 2252-2）。北陸 193 号の出た。葉色 SPAD 値は、温度条件が異なっても日本

葉速度は、高温条件では他品種に比べで大きいもの

晴ではほとんど変化しなかったのに対し、他の品種の、温度反応性が高いため、低温条件では他品種とでは、平均気温が低いと SPAD 値が低下した。北変わらない値を示した。最高茎数ともっとも相関性

陸 193 号では、SPAD 値の低下程度が大きく、葉身の強い出葉当たりの茎数増加率は、いずれの品種での N 含有率当たりの SPAD 値も低下していた。個

も日平均日射量と有意な相関を示した（図 2252-3）葉光合成速度は、いずれの品種も最高気温が低い条

一方で、温度の差異とは相関を示さなかった。

件で低下し、この低下割合は北陸 193 号でもっとも

表 2252-1

日本晴
北陸193
モミロマン
F値
品種
環境(年次・地域)
品種×環境

茎数増加過程に関わる形質の品種間差と分散分析

分げつ開始
迄日数
(日)
15.8 c17.8 a16.9 b41 **252 **
3 **出葉速度

茎数増加期間(葉/日)
0.18 c0.20 a0.19 b

(日)
27.9
26.5
27.1 ns

出葉当たり茎数
増加率
(本/葉)
6.0 a
4.1 c
4.4 b

38 **
101 **
2 **

2 ns
9*
1 ns

120 **
46 **
3 **

最高茎数
(本)
29.8 a21.5 b
22.1 b154 **
35 **2 **数値は 2010 ～ 2013 年、3 地点での調査結果の平均値。同じ英文字は 5% 水準で有意差なし（Tukey 法）。* と ** はそれぞれ 5%、1% 水準で有意。

図 2252-1 分げつ開始日数と移植後 20 日間平均気温との関係

図 2252-2 出葉速度と移植後 20 日間の平均気温との関係

─ 151 ─

図 2252-3出茎数増加期の出葉当たり茎数増加率と日平均日射量との関係

図 2252-4

日本晴（A）と北陸 193 号（B）の茎数増加の温度反応

表 2252-2
品種
平均
18℃
(32日)

平均
15℃
(48日)

ANOVA

26/10℃ 日本晴
北陸193号
モミロマン
23/13℃ 日本晴
北陸193号
モミロマン
20/10℃ 日本晴
北陸193号
モミロマン
17/13℃ 日本晴
北陸193号
モミロマン
平均18℃ 品種温度
品種×温度
平均15℃ 品種温度
品種×温度

北陸 193 号の 10 葉期における乾物生産特性

Shoot重g/plant
1.12 a1.06 a0.91 ab0.85 ab0.73 b
0.91 ab0.85 a0.64 bc
0.69 ab
0.48 cd
0.31 d
0.40 d
ns
**
*
**
**
ns

葉面積
cm2/plant
173 ab177 a
141 abc
129 bc113 c
134 abc
87 a
72 ab
69 ab
54 bc
37 cd
40 cd
ns
**
*
**
**
ns

乾物の葉身
分配率
0.48 ab
0.50 a0.48 ab
0.45 bc
0.49 a0.44 c0.37 b
0.40 a0.32 c0.37 b
0.37 b0.33 c
**
**
ns
**
ns
**

SPAD
（葉色）
46.2 ab44.7 abc
42.1 c48.2 a42.3 bc
42.2 c45.9 a35.1 b37.8 b
45.4 a27.4 c36.9 b
**
ns
ns
**
**
*

SPAD/N
8.8
9.0
8.3
9.3
8.3
8.2
9.9 a
8.1 bc
8.1 bc
8.8 b
5.5 d
7.1 c
*
ns
ns
**
**
**

光合成速度
μmol/㎡/s
32.6 ab34.3 a31.0 b
24.7 c21.9 cd
21.5 d20.6 a13.3 c18.8 ab18.7 ab
9.5 c
14.8 bc
**
**
**
**
**
ns

（）内の日数は調査時の移植後日数。同じ英字は、各平均温度ごとに 5% 水準で有意差がないことを示す（Tukey 法）。＊と＊＊はそれぞれ 5%，1% 水準で有意。

大きかった。

茎数増加過程は、栽培条件により大きく変動し、
日本晴にくらべ、北陸 193 号やモミロマンは劣悪条

エ

考

察

（ア） 屋外圃場での連絡試験

件で、茎数増加がより抑制された。最高茎数を多くするには、分げつ開始迄日数が短いこと、茎数増加
─ 152 ─

期間の長いこと、そのときの出葉速度が大きいこ

カ

要

約

と、出葉当たり茎数増加率が高いことが重要とな（ア） 日本晴にくらべ、北陸 193 号やモミロマン

る。このうち、分げつ開始迄日数と出葉速度の温度は、低温条件で茎数増加が抑制されやすく、その要

反応には生態型間差がみとめられ、北陸 193 号では因として、分げつ開始迄日数や出葉速度の温度反応

両形質の、モミロマンでは分げつ開始迄日数の温度が大きいこと、低温条件で乾物生産量が低下しやす

反応が大きいことが低温条件での分げつ抑制に関いことが関わっていることを明らかにした。

わっていることが明らかとなった。本試験では、出（イ） 低温条件で同化産物量が低下する要因は生葉当たりの茎数増加率は日射量のみと関係し、温度態型で異なり、葉身への乾物分配率の低下程度や、の違いと相関はみとめられなかったが、いずれの栽

葉色の薄化による光合成速度の低下程度に品種間差培条件でも茎数増加の旺盛な時期には、平均気温ががあることを明らかにした。

高く、茎数増加の適温に近かったためと推察された。

研究担当者（大角壮弘、古畑昌巳）

連絡試験よりも茎数増加期の気温を低く設定した温度制御試験では、温度の違いにより、茎数増加過程は変動した。このとき、茎数の増加は平均気温や（３） 登熟特性に関する温度反応性の評価

最低気温よりも、最高気温と強く関係していた。一

ア

研究目的

般に茎数が増加するには、発生した分げつ芽を成長

多収水稲の登熟の温度反応性を明らかにするととさせるための同化産物供給が必要であるため、最高

もに、温暖化条件での生産性向上に重要となる形質

気温が茎数増加に関わることには、日中の同化産物を明らかにする。

量の多少が温度に依存している可能性が示唆された。乾物生産特性を調査したところ、実際に最高気

イ

温が低い条件では、いずれの品種でも乾物生産量が（ア） 多収品種における登熟・収量の温度反応性

低下することが確認された。また、低温時の乾物生ａ

産量の低下は、日本晴よりも北陸 193 号やモミロマ

の変動

研究方法
気象条件の異なる栽培地による登熟・収量

ンで顕著であり、茎数増加の温度反応の差異と同様

2010 ～ 2012 年に作物研（茨城県つくば市）、中の生態型間差がみとめられたことからも支持され

央農研北陸研究センター（新潟県上越市）及び近中る。

四農研（広島県福山市）で連絡試験を行った。生態

以上より、日本晴にくらべ、北陸 193 号やモミロ

特性の異なる多収品種「べこあおば」「ホシアオバ」

マンは、低温条件で茎数増加が抑制されやすく、そ（以上、日本型大粒品種）「モミロマン」（日印交雑の要因として、分げつ開始迄日数や出葉速度の温度型品種）「タカナリ」「北陸 193 号」（以上、インド

反応が大きいこと、低温条件で乾物生産量が低下し型品種）を共通品種とし、比較には「日本晴」（日やすいことが関わっていることが明らかとなった。

本型品種）を用いた。各栽培地とも共通品種を同

また、乾物生産量の低下する要因は品種により異な一時期（5 月中旬）に移植する栽培試験を行ったほることも明らかとなった。

か、北陸研究センター及び近中四農研では別作期も設けた（北陸研究センター：4 月下旬～ 5 月下旬、

オ

今後の課題

福山：5 月中旬～ 6 月下旬の期間に移植日を設定）。

温暖下条件では、登熟期は高温になることで、高施肥は各栽培地で多収を目指す体系とし、総施用量

温登熟能及び収量ポテンシャルの優れたインド型品

は窒素 17 ～ 18、リン酸 10 ～ 16、カリ 10 ～ 15 g/

種の利用拡大が予想されるが、こうした品種は生育m2 とした。2011 年以降はいずれの栽培地とも基肥

初期の低温により茎数増加が抑制されやすく、収量として窒素 12（LP40 4 + LP100 8）、リン酸とカリが不安定となりえるため、注意が必要である。茎数を各 10 g/m2、穂肥として窒素 6（LP40）g/m2 の増加を安定化させる栽培法の開発により、収量の安同一条件とした。成熟期に収穫し、慣行法により収定化をはかっていく必要がある。

量・収量構成要素の測定を行った。
─ 153 ─ｂ

気候登熟量示数の温度反応性における品種

及び低温（昼 26/ 夜 22℃）に設定した人工気象室
内で処理を行った。1 穂内で最初に開花した穎花の間差の解明
上記 a で用いた 6 品種を対象として、Hanyu et

開花日を 0 とし、開花後 1 ～ 42 日にかけて経時的

1）

al. が提案した「気候登熟量示数」の概念を参考に合計 10 回、各回につき 4 穂ずつサンプリングし、に、粗玄米重（Y）を出穂後 40 日間積算日射量（R）

特定位置の着生籾（先端から 2 番目の 1 次枝梗の最で除して得た値（Y/R）と登熟気温（出穂後 40 日

基部着生籾（2B 籾、強勢穎果））の籾重推移を調査

平均気温、T）の関係を品種ごとに整理した。収量した。

データには上記 a で行った連絡試験を含む四国農業試験場（1992 ～ 1996）、東北農業研究センター（以

ウ

研究結果

下「東北農研」という）（2001 ～ 2007）、近中四農（ア） 多収品種における登熟・収量の温度反応性

研（2008 ～ 2013）、作物研（2010 ～ 2012）、中央農連絡試験における生育期間中の気象条件を栽培地

研北陸研究センター（2010 ～ 2013）、広島県三原市

間で比較すると、上越は他の栽培地より気温が低現地圃場（2009 ～ 2010）における多肥栽培試験でく、日射量もやや少ない傾向を示した。つくばは上得られた値を収集して解析に用いた。

越と比較して 7 ～ 9 月の気温は同程度で、日射量は（イ） 高温処理による登熟・収量変動の品種間差多かった。福山は他の栽培地より気温が 1 ～ 2℃程とその要因の解析

度高く、日射量も多い傾向を示した。出穂期の栽培

2012 年に「べこあおば」「モミロマン」「ミズホ

地間差が小さい作期（上越：4 月下旬～ 5 月中旬移チカラ」「タカナリ」「北陸 193 号」の多収水稲 5植、つくば・福山：5 月中旬移植）で比較すると、品種及び「日本晴 」 を 6/21 に ポ ッ ト 苗 2 本 ず つ

収量には栽培地×品種×年次の有意な交互作用が認

1/5000 a ポットに移植した。屋外で生育させたのめられた。シンク容量が同等で、かつ高収量となっ

ち、出穂期～成熟期にかけて高温（昼 30/ 夜 28℃）

た 2011 年及び 2012 年の上越と福山の間で比較する

及び低温（昼 26/ 夜 24℃）に設定した人工気象室と、福山における「日本晴」及び日本型大粒品種

内で処理を行い、成熟期に収穫して収量・収量構成「べこあおば」「ホシアオバ」の収量は上越と比較し要素の測定を行った。また、2014 年には、「日本晴」て同程度かやや低かったのに対し、インド型品種「べこあおば」「北陸 193 号」「モミロマン」を 6/17

「タカナリ」「北陸 193 号」と日印交雑型品種「モミに 1/5000 a ポットに円形 16 粒播種し、発生した分ロマン」の収量は福山で高い傾向が両年に共通してげつは順次除去して主稈のみとして屋外で生育させ認められた（図 2253-1）

た。出穂期～成熟期にかけて高温（昼 32/ 夜 28℃）

2011

800

1000

80
70
60

2011

50

粗玄米重（g/㎡）

1000

1100

90

シンク充填率（％）

1200

100

800
700

1400

100

1100

1200

90

1000

800

2012

600

図 2253-1

粗玄米重（g/㎡）

500

80
70
60
50

2012

40

2011

600

40

1000

福山
上越

900

600

シンク充填率（％）

シンク容量（g/㎡）

シンク容量（g/㎡）

1400

登熟気温（T）が 20 ～ 30℃の範囲で収集された

福山
上越

900
800
700
600
500

収量性の栽培地、品種、年次間差（上段：2011 年、下段 2012 年）

21）シンク容量は m 籾数×精玄米千粒重、シンク充填率は粗玄米重 / シンク容量× 100 で算出。

図2253-1

─ 154 ─2012

同じ温度条件下での Y/R 値はインド型品種より低品種間で比較すると、日本型大粒品種「べこあお

い傾向にあった。各気温階層の Y/R 最大値データ

ば」「ホシアオバ」は「日本晴」と同様に低温域でを抽出して 2 次回帰曲線を求め、その曲線が最大の値が高く、高温域では大きく低下する反応を示し値となる温度を登熟適温とみなして品種間で比較た（図 2253-2）。一方、インド型品種「タカナリ」

すると、「日本晴」「べこあおば」は 21 ～ 23℃付近「北陸 193 号」は「べこあおば」と比較して高温域であったのに対し、「タカナリ」「北陸 193 号」「モでの値が高かった。日印交雑型品種「モミロマン」

ミロマン」は 25℃付近で最大値を示した（図 2253-

はインド型品種に類似した温度反応性を示したが、

3）。

べこあおば

福山
20

22

上越

つくば

大仙

26

28

30

24

32

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

福山
20

22

24

20

福山・善通寺

上越

つくば

22

28

30

24

26

32

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

26

つくば
28

30

福山
20

32

22

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

20

福山・善通寺
つくば

上越
大仙

22

28

24

26

30

32

24

26

つくば
28

30

福山・三原
22

24

上越
26

28

T(℃)

登熟期日射量当たり収量と登熟気温の関係

1）Y/R；粗玄米重 / 出穂後 40 日間積算日射量、T；出穂後 40 日間平均気温。

2
1.8

タカナリ

1.6

北陸193号

1.4
1.2
1

モミロマン

0.8

べこあおば

0.6

日本晴

0.4
0.2
0
20

22

24

26

28

30

32

出穂後40日平均気温（℃）

図 2253-332

北陸193号

20

T(℃)

図 2253-2

上越

T(℃)

タカナリ

T(℃)

図2253-2

上越

Y/R

日本晴

登熟期日射量当たり最大収量（g/MJ）

図2253‐3

モミロマン

T(℃)

Y/R

Y/R

T(℃)
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

ホシアオバ

Y/R

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

Y/R

Y/R

栽培データをもとに Y/R 値の温度反応を整理して

登熟期日射量当たり最大収量と登熟気温の関係

1）Hanyu et al.1） を参考に、図 2253-2 における各気温階層の Y/R 最大値データを抽出して求めた 2 次回帰曲線を各品種ごとに示した。矢印は曲線が最大値となる位置を示す。（「日本晴」の最大値はデータを収集した温度域より低温側にあると推定）「ホシアオバ」は収集した温度幅が他品種よりも小さくデータ数が少ないため示さず。

─ 155 ─

つくば
30

32

（イ） 高温処理による登熟・収量変動の品種間差大きく、「モミロマン」は千粒重及び登熟歩合の低とその要因の解析

下（しいな率の上昇）が認められた。高温処理によ

高温処理によりいずれの品種も収量が低下した

る千粒重の低下程度に品種間差が生じる要因についが、その低下程度は「べこあおば」「日本晴」「モて強勢穎果の粒重増加過程から検討した結果、高温

ミロマン」で大きく、インド型の「タカナリ」「北処理によりいずれの品種も粒の登熟速度が上昇する

陸 193 号」で小さかった（表 2253-1）。「日本晴」及とともに登熟日数が短縮し、最終籾重は低下したがび「べこあおば」では高温による千粒重低下が特に（図 2253-4）、「北陸 193 号」は高温による登熟速度

登熟期間の温度処理による収量形質の変化
粗玄米重
g/pot

精玄米重
g/pot

全粒数
/pot

登熟歩合
%

千粒重
g

しいな率
%

低温
高温
高温/低温比

46.8
41.9
0.90

46.7
41.5
0.89

2017
2027
1.01

93.8
91.1
0.97

24.7
22.5
0.91

5.4
5.9
1.09

べこあおば 低温
高温
高温/低温比

57.2
51.3
0.90

51.0
46.5
0.91

1919
1940
1.01

74.0
75.4
1.02

35.9
31.7
0.88

5.0
8.1
1.62

モミロマン

低温
高温
高温/低温比

49.8
43.4
0.87

43.2
38.1
0.88

2583
2560
0.99

68.5
64.7
0.94

24.4
23.1
0.95

10.9
15.7
1.44

ミズホチカラ 低温
高温
高温/低温比

53.7
49.2
0.92

51.2
46.4
0.91

2789
2766
0.99

82.6
79.0
0.96

22.2
21.2
0.95

9.8
9.8
1.00

タカナリ

低温
高温
高温/低温比

54.5
53.3
0.98

53.6
51.9
0.97

3049
3088
1.01

89.2
89.8
1.01

19.7
18.7
0.95

7.2
6.0
0.83

北陸193号 低温
高温
高温/低温比

47.6
45.3
0.95

47.1
44.7
0.95

2617
2565
0.98

92.3
90.5
0.98

19.5
19.3
0.99

7.2
8.1
1.12

品種

温度

日本晴

30

45
40

25

35
30
籾重(mg)

籾重(mg)

20
15

日本晴

10
5

25
20

べこあおば

15

32/28℃

1032/28℃

26/22℃

526/22℃

0

0
0

10

20

30

40

50

0

10

開花後日数（日）

20

30

40

50

開花後日数（日）

30

35

25

30
25

15

北陸193号

10

20
15

モミロマン

10

32/28℃5籾重(mg)

20
籾重(mg)

図2253‐4

表 2253-1

32/28℃

526/22℃

026/22℃

0
0

10

20

30

40

50

開花後日数（日）図 2253-4

0

10

20

30

開花後日数（日）登熟期間の温度処理による粒重増加過程の変化
─ 156 ─40

50

の上昇は他品種より少ないものの登熟日数の短縮程度反応性とおおむね類似した結果が得られた。「モ度が小さく、籾重低下程度が他品種より軽減されてミロマン」はポット試験でしいな発生が多かった

いた（図 2253-4、表 2253-2）。

ことから、温度反応性については更に検討を要す
る。高温処理による収量低下の主要因として千粒重

エ

考

察

の低下が従来から報告され、本研究でも同様の傾向（ア） 多収品種における登熟・収量の温度反応性が確認されたが、インド型品種ではその程度が小さ

気候登熟量示数の概念をもとに Y/R 最大値の温いために収量低下も少ないと考えられた。インド型度反応曲線から求められる登熟適温について、日本

品種は 1 粒単位でみた登熟速度が早く、登熟日数が型品種を対象とした過去の研究では 21 ～ 22℃付近

短い品種特性を通常の温度条件で示すが、高温条件

1）2）と推定されている（Hanyu et al. , 林 ）。本研究になった場合の登熟速度及び登熟日数の変化が日本で得られた日本型品種「べこあおば」「日本晴」の型品種と比較して小さいことが本研究では確認され

登熟適温はこれらの報告に近い値を示した。一方、た。このような登熟特性は高温登熟条件時の粒重増

インド型品種の登熟適温については過去の知見が少加過程の安定性を高め、収量を高く保つ上では有利なかったが、本研究において日本型品種と比較しになると考えられた。

て 3 ～ 4℃程度高い 25℃付近に存在し、高温域でオの Y/R の低下程度が小さいことが明らかになった。
3）

今後の課題

これは、Yoshida and Hara が千粒重の温度反応を（ア） 多収品種における登熟・収量の温度反応性

インド型品種と日本型品種で比較した報告と類似し本研究において登熟気温は出穂後 40 日間平均気た結果であった。本研究では気象条件の異なる 3 栽

温で評価し、収集データは 20 ～ 30℃の範囲内で培地間で品種と施肥条件をほぼ同一とした連絡試験あった。そのため、登熟時期ごとの気温条件の影響を行い、他地域より生育期間が高温条件となる福山

程度の差や収集データ温度域外の反応等について、ではインド型品種（「北陸 193 号」「タカナリ」）の測定点数を増やした検討が必要である。

日本型品種（「べこあおば」「ホシアオバ」）に対す（イ） 高温処理による登熟・収量変動の品種間差

る増収程度が上越よりも相対的に高いことが確認さとその要因の解析れたが、これはインド型品種が高温域で高い Y/R

登熟速度を支配する遺伝的要因の解明。登熟性は値を示すことを反映しているものと考えられた。

シンク側の要因だけでなく、ソース量によっても大（イ） 高温処理による登熟・収量変動の品種間差

きく左右されるため、上述したシンク特性とともとその要因の解析に、高温条件時のソース特性についても明らかにす

人工気象室を用いたポット試験により日射及び籾る必要がある。

数が同程度に制御された条件で登熟期の気温反応を検討したところ、高温条件による収量の低下程度はカ

日本型品種で大きく、インド型品種で小さい結果が（ア） 多収品種における登熟・収量の温度反応性

得られ、上記（ア）で得られた多収品種の収量の温多収水稲における登熟・収量性の温度反応に品種

表 2253-2

日本晴
べこあおば
北陸193号
モミロマン

要約

ロジステック回帰による粒重増加過程の品種間差の評価

傾き（ｃ）
H（32/28） L（26/22）
0.413
0.350
0.330
0.287
0.464
0.434
0.385
0.292

H/L
1.178
1.149
1.069
1.318

最終籾重（a＋W0)
H
L
H/L
0.977
25.7
26.3
0.934
38.4
41.1
0.989
24.8
25.0
0.956
28.0
29.3

登熟日数(最終籾重の99%到達日)
H
L
H/L
0.845
20.0
23.6
0.836
23.4
28.0
0.902
17.8
19.7
0.784
22.3
28.4

1）図 2253-2 で得られた粒重推移をロジステック回帰（y=a/（1+be–cx）+W0、y は籾重、x は開花後日数、W0は開花時籾重、a、b、c はパラメータ）した場合の傾き（登熟速度）、最終粒重、及び登熟日数の推定値（H；高温区、L；低温区）と処理間の比（H/L）を示す。

─ 157 ─間差があることが確認され、インド型多収品種は日最大値データを抽出して求めた 2 次回帰曲線（図本型品種と比較して登熟適温が 3 ～ 4℃高く、高温

2253-3）と気象庁の気象観測値（日平均気温、日積域での収量低下が小さいことが明らかになった。

算日射量）をもとに、多収品種「べこあおば」「北（イ） 高温処理による登熟形質変動の品種間差と陸 193 号」と「日本晴」を対象として、7 月下旬か

その要因の解明ら 9 月上旬の出穂を仮定した場合の現在気候（1981

高温処理による収量低下はインド型品種で小さ～ 2010 年平年値）における気候登熟量示数（Yp）

かった。インド型品種の 1 粒単位での登熟速度が速を、東北～九州の 5 地点（山形、富山、つくば、彦

く登熟日数が短い特性は、高温条件での粒重増加過根、宮崎）について推定した（解析に用いた各地点程の変動及び最終粒重の低下を少なくすることで高の気象条件は図 2254-1 に示す）。また、近未来気候

温下での生産性低下の軽減に寄与すると推察され（2016 ～ 2035 年）及び将来気候（2076 ～ 2095 年）

た。

で予想されている気温上昇（夏期の気温がそれぞれ+1℃及び +3℃、気象庁 1））が Yp に及ぼす影響を

キ

引用文献

日射量の変化がないと仮定して推定した。

1）Hanyu J., Uchijima T. and Sugawara S.（1966）
Studies on the agro-climatological method forウ

expressing the paddy rice products. Part 1. An（ア） 気候登熟量示数をもとにした多収品種の収agro-climatic index for expressing the quality

量性の栽培地、出穂期による変動と将来予測

of ripening of the paddy rice. Bull. Tohoku Natl.

研究結果

7 月下旬～ 9 月上旬の出穂を仮定して推定した現Agr. Exp. Stn. 34: 27-36.

在気候（1981 ～ 2010 年）における Yp の最大値は

2）林陽生（2001）温暖化はわが国の農林業にどの「日本晴」「べこあおば」では東日本の地点の値が西ような影響を及ぼすか．農林水産技術研究ジャー

日本より高く、「北陸 193 号」では逆に西日本で高ナル．24（10）：5-13.

かった（図 2254-2）。西日本における「日本晴」の3）Yoshida S. and Hara T.（1977）Effects of air

Yp は 7 月下旬～ 8 月中旬にかけて緩やかに上昇しtemperature and light on grain filling of an indica

たのに対し、多収品種「べこあおば」「北陸 193 号」

and a japonica rice （Oryza sativa L.） underの Yp はいずれの栽培地とも出穂期が遅れるほど低controlled environmental conditions. Soil Sci.

下する傾向にあり、地域では東日本、品種では「北Plant Nutr. 23（1）:93-107.

陸 193 号」ほどその傾向が大きかった。
一方、近未来気候（2016-2035 年）及び将来気＊研究担当者（長田健二 、大角壮弘、吉永悟志、
中野

候（2076-2095 年）で予想されている気温上昇の
Yp に及ぼす影響を日射量の変化がないと仮定して洋）推定したところ、いずれの品種、栽培地とも Yp は
気温上昇とともに低下し、西日本の早期出穂条件で（４） 栽培適地設定および生産性の評価・予測
アの低下程度が特に大きかった。気温上昇にともな研究目的

い「日本晴」の Yp を最大にする最適出穂時期は西主要な多収品種の登熟・収量の温度反応性を気候

日本では 8 月下旬以降に、東日本でも +3℃条件で登熟量示数の概念をもとに整理し、登熟期の気象条

は 8 月中旬まで遅延すると推定された。「べこあお件から推定される登熟量の栽培地や出穂期による変ば」は「日本晴」と比較して出穂時期による Yp 変動を解析する。

動が比較的小さかったが、西日本の +3℃条件では「日本晴」と同様、出穂時期を 8 月下旬以降に遅延

イ

研究方法

したほうが Yp が高まると推定された。一方、イン（ア） 気候登熟量示数をもとにした多収品種の収ド型品種「北陸 193 号」の Yp の最大値は +3℃条

量性の栽培地、出穂期による変動と将来予測

件でも各栽培地で 900 g/m2 以上で「日本晴」「べこ第 2 章 5 －（3） に お い て 各 気 温 階 層 の Y/R のあおば」と比較して高く保たれると推測された。し─ 158 ─

9/7

8/31

8/24

8/17

出穂日（月/日）

出穂日（月/日）

図 2254-1

8/10

8/3

7/20

山形
つくば
富山
彦根
宮崎

7/27

出穂後40日平均日射量R40（MJ/m2/day）

20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10

9/7

8/31

8/24

8/17

8/10

8/3

7/27

山形
つくば
富山
彦根
宮崎

7/20

出穂後40日平均気温T40（℃）

30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10

気候登熟量示数推定に用いた出穂後 40 日の平均気温及び日射量

1）気象観測所の 1981-2010 平年値をもとに、出穂日を起点として算出。

日本晴（平年値1981‐2010)

1200

つくば

1100

富山
彦根

900

宮崎

800
700

山形

1200

つくば

1100

1000

富山

1000

富山

900

彦根

900

彦根

800

宮崎

日本晴（平年値 +1℃)

700

600

500

500

500

400

400
7/20 7/27

1200

べこあおば
（平年値1981‐2010)

1200

つくば

1100

富山

900

宮崎

800
700

500

富山

1000

彦根

900

宮崎

8/3 8/10 8/17 8/24 8/31
出穂日（月/日）

9/7

べこあおば
（平年値 +3℃)

宮崎

800
700

400

8/3 8/10 8/17 8/24 8/31
出穂日（月/日）

7/20 7/27 8/3 8/10 8/17 8/24 8/31 9/7
出穂日（月/日）

9/7

山形

1300

1300

1200

つくば

1200

1200

1100

富山

1100

800
700
600

北陸193号（平年値1981‐2010)

1000
Yp (g/m2)

宮崎

900

900
800

山形

700

つくば

400

400
8/3

8/10 8/17 8/24 8/31
出穂日（月/日）

図 2254-2

9/7

1000

富山

600
500

北陸193号（平年値 +3℃)

1100

北陸193号（平年値 +1℃)

500
7/20 7/27

富山500

7/20 7/27

彦根

つくば
彦根

1300

1000

山形

600

400
7/20 7/27

Yp (g/m2)

つくば

700

500
400

7/20 7/27 8/3 8/10 8/17 8/24 8/31 9/7
出穂日（月/日）

1100

800

600

宮崎

400

9/7

山形

べこあおば
（平年値 +1℃)

900

600

つくば

1200

1000

彦根

8/10 8/17 8/24 8/31
出穂日（月/日）

Yp (g/m2)

Yp (g/m2)

1000

山形

Yp (g/m2)

1100

8/3

山形

700

600

7/20 7/27 8/3 8/10 8/17 8/24 8/31 9/7
出穂日（月/日）

日本晴（平年値 +3℃)

800

600

Yp (g/m2)

Yp (g/m2)

1000

山形

Yp (g/m2)

1100

Yp (g/m2)

1200

彦根
宮崎

900

山形

800

つくば

700

富山

600

彦根

500

宮崎

400
7/20 7/27

8/3

8/10 8/17 8/24 8/31
出穂日（月/日）

9/7

7/20 7/27 8/3 8/10 8/17 8/24 8/31 9/7
出穂日（月/日）

現在気候及び気温上昇条件による潜在収量（Yp）変動の推定

1）図 2253-3 をもとに作成。点線部分は収集データの気温条件の範囲外での推定であることに留意。

かし、現在気候条件と比較すると特に西日本におけ件での反応と同様に早期出穂条件で高く、西日本をる早期出穂条件での Yp 低下が大きく、+3℃条件で上回る Yp 値を示したほか、出穂遅延による Yp 低は西日本での最適出穂時期が現在よりも遅延すると下程度が現在気候よりも軽減されることが推測され推測された。それに対し東日本の Yp は現在気候条た。

─ 159 ─エ

考察

優位性がインド型品種においてもみられることが予（ア） 気候登熟量示数をもとにした多収品種の収測される。ただし、本研究における Yp 推定は登熟

量性の栽培地、出穂期による変動と将来予測

期の気象条件のみを考慮したものであるため、実際

現在気候（1981 ～ 2010 年平年値）における Ypの収量変動については多収品種における出穂特性やの最大値は「べこあおば」「日本晴」では東日本の籾数、障害不稔発生等に及ぼす出穂以前の気象条件

地点の値が西日本より高く、「北陸 193 号」では逆や二酸化炭素濃度上昇の影響等も考慮する必要があに西日本で高いことが推測されたが、この結果は第る。

2 章 5 －（3）の連絡試験等で得られた各栽培地での収量性をよく反映していると考えられる。多収品種

オの Yp は出穂期が遅れるほど低下する傾向が認めら

気候登熟量示数をもとにした登熟収量性の栽培れたが、東日本でその低下程度が大きいのは西日本

今後の課題

地、出穂期による変動と将来予測と比較して各品種の登熟適温を下回る出穂時期が早本研究における Yp 推定は登熟期の気象条件のみ

いことと日射量の低下程度が大きいことが要因としを考慮した統計的モデルによる予測である。多収品て挙げられる。また、インド型品種「北陸 193 号」

種における収量形成プロセスをもとにした検討も加では低温域での Y/R の低下が「べこあおば」と比えていくことが必要である。

較して大きいために、出穂遅延による温度低下の影
響程度が大きいと考えられた。一方、西日本の早期

カ出穂条件では登熟気温が各品種の登熟適温域より現気候登熟量示数をもとにした登熟収量性の栽培

在気候においても高いために日射量が多い効果が相要

約地、出穂期による変動と将来予測

殺されてしまい、Yp は「べこあおば」では東日本

気候登熟量示数をもとに多収品種「べこあおば」

より低く、「北陸 193 号」では栽培地間の差が小さ「北陸 193 号」の収量性の栽培地、出穂期による変くなったと考えられた。

動と将来予測を行った。現在気候より +3℃の気温

水稲収量に及ぼす将来の気温上昇の影響につい上昇した条件では両品種とも収量性が低下することて、「日本晴」では気温の上昇により Yp が減少すが予想されたが、「北陸 193 号」は「日本晴」「べこるとともに、+3℃条件では Yp が最大となる最適出

あおば」と比較して収量水準は高く保たれると推測

穂日が現在気候よりも遅れる予測結果が各栽培地でされた。東日本では出穂遅延による収量低下が小さ認められた。この結果は本研究と同様の概念で水稲

くなり、早期出穂条件では西日本の収量性を上回る

収量に及ぼす温暖化の影響を評価した林

2）

の報告

可能性が示唆された。一方、西日本では早期出穂条

結果と類似していた。それに対し、多収品種「べこ件での収量低下が予想され、気温上昇程度に応じた

あおば」「北陸 193 号」は気温上昇による Yp 低下

出穂時期の設定が重要になると考えられた。

は認められるものの、「日本晴」と比較してその程度は小さかった。これは同一温度条件での Y/R の

キ

引用文献

水準が「日本晴」より高いことが関係していると推

1）気象庁 地球温暖化予測情報 第 8 巻（2013 年）．

察される。しかし、+3℃条件になると西日本では

http://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/GWP/index.

高温による影響が大きくなるため、Yp を最大とす

html（参照日：2015.3.6）．

る最適出穂期が現在気候よりも大きく遅延すると予2）林陽生（2001）温暖化はわが国の農林業にどの測されたことから、西日本では気温上昇程度に応じような影響を及ぼすか．農林水産技術研究ジャー

た出穂時期の設定が今後重要になると考えられる。

ナル．24（10）：5-13.

一方、東日本では気温上昇とともに出穂遅延によるYp 低下が現在気候条件より小さくなり、早期出穂
条件では西日本よりも Yp が高まる予測結果が得られた。このことから、将来の気温上昇に伴い、日本型品種で現在みられるような Yp 最大値の東日本の─ 160 ─研究担当者（長田健二＊）

６ダイズ生産に及ぼす温暖化の影響メカニズ

有効肥大期間（EFP；最終的な 1 粒重を SGR で除ムと適応形質の解明

した値）を算出した。また、種子当たりの子葉細胞ア数を計測した。

研究目的ｂ

近年、温暖化による異常高温などの出現頻度が増加しており、それらが原因と考えられるダイズの温度上昇が生育・収量に及ぼす影響と品種間差

減収や品質の低下が報告されている。しかしなが2011 及び 2012 年において、品種「ユキホマレ

ら、ダイズ作では病虫害や土壌の理化学性の悪化な（早生）」、「リュウホウ（中生）」及び「エンレイどの気象要素以外の生育阻害要因が多く、高温が生（中生）」を供試した。これらを、TGC 内の 3 位置、育や収量に及ぼす直接的な影響の実態については十すなわち T1（外気なみ、6 ～ 10 月平均気温 20 ～分に理解されていない。ダイズの温度応答に関する22 ℃）、T2（T1+2 ℃）、T3（T1+5 ℃） に お い て、研究はこれまでに多くの蓄積があるが、人工気象室

ポット（黒ボク土を充填）に 6 月 6 日に播種し、成での実験による定性的な知見がほとんどである。我熟まで栽培した。開花始期（R1）、着莢始期（R3）が国の寒冷地と暖地では温度域が異なるため、地域及び成熟始期（R7）を記録し、収穫後に収量構成

によって温暖化の影響の様相は異なることが予想さ要素を調査した。2012 年には、R1 以降、2 日おきれる。そこで、本課題では、寒冷地（盛岡）と暖に着蕾数を調査し、開花終を記録した。

地（京都）のそれぞれにおいて、温度勾配型温室（イ） 暖地ダイズにおける温暖化影響メカニズム（TGC：温室の長辺方向に外気温～外気温以上の範の解明

囲で連続的な気温勾配を創出できる温室）を利用

京 都 で は、2009 年 か ら 2012 年 に 7 月 上 中 旬 にし、ダイズの生育・収量への温度上昇の影響とその播種した品種「エンレイ」を、外気温に近い温度メカニズムを明らかにするともに、広範囲な温度に（Ta 区）、外気温＋約 1℃（Ta+1 区）、外気温＋約

対する応答を包括的に理解・定量化し、温暖化適応

2℃もしくは 3℃（Ta+2 区または Ta+3 区）まで策を提示することを目的とした。加えて、寒冷地での 3 温度条件で 2 反復にて群落条件で土耕栽培しは温暖化の原因と考えらえる大気 CO2 濃度上昇にた。1 反復当り約 80 株を設けた。生育期間中に、対する生育応答についても調査した。

出芽期（VE）、R1、子実肥大開始期（R5）、成熟期（R8）を記録した。収量及び収量構成要素、ならび

イ

研究方法

に R1 と R5 の器官別乾物重、子実肥大期間におけ（ア） 寒冷地ダイズにおける温暖化影響メカニズ

る SGR、EFP 及び収穫指数（HI）を調査した。R8

ムの解明に子実の子葉細胞数を調査した。2011 年及び 2012ａ

温度と大気 CO2 濃度上昇がダイズの生育・年に、上位葉の光合成速度と気孔コンダクタンスの測定及び上位葉と R8 の子実を対象にした炭素同位

収量に及ぼす複合的な影響
盛 岡 で は、 品 種「 エ ン レ イ 」 を 供 試 し、 通 常

体分別比の測定を行った。

CO2 濃 度（ 約 390 ppm） と 高 CO2 濃 度（ 通 常 ＋
200 ppm）に制御した 2 棟の低温区（6 ～ 9 月平均

ウ

で気温は概ね外気なみ）、高温区（同 +3℃）の位置（ア） 寒冷地ダイズにおける温暖化影響メカニズにポット（黒ボク土を充填）を置き、4 処理区（CO2

ムの解明

濃度 2 水準×温度 2 水準）を設け、2010 年 6 月 4ａ日に播種した。子実の肥大開始後に 1 週間間隔で、研究結果

温度と大気 CO2 濃度上昇がダイズの生育

収量に及ぼす複合的な影響

1 粒重の増加過程を調査した。また、子実肥大開始

2010 年の 6 ～ 9 月の低温区及び高温区の平均気前に最上位完全展開葉の個葉光合成速度と個体当た

温は、平年値（20.4℃）に比べて 2.3 及び 5.5℃（両りの葉面積を測定した。収穫期に、地上部重、子実CO2 濃度条件の平均値）高くなった。両 CO2 濃度

重、莢数、子実数、1 粒重及び子実の窒素含有量を条件において、低温区と高温区の全乾物重及び子実調査した。1 粒重の生長速度（SGR；直線的な増加

重に有意差は無かった（表 2260-1）。低温区と比較期間における日数に対する 1 粒重の傾きから算出）、

して、高温区の個体当たりの莢数や子実数は高く、

─ 161 ─

度や CO2 濃度上昇により増大した。

反対に 1 粒重は低くなった。両温度条件において、全乾物重、子実重、莢数及び子実数は通常 CO2 濃ｂ

温度上昇がダイズの生育・収量に及ぼす影度区より高 CO2 濃度区で増加した。高温＋高 CO2

響と品種間差濃度の子実重は低温＋通常 CO2 濃度のそれと比較播種から R1 までの日数は 3 品種共通して温度上して 26% 増加した。子実の窒素含有率は、温度や昇に伴い短縮した。一方、R1 から R3 までの日数

CO2 濃度の影響を受けずに一定の値を示した。両の温度応答には明確な品種間差が確認され、「ユキCO2 濃度条件において、温度上昇により SGR が低ホマレ」では温度上昇による変化は見られなかっ下した。SGR の処理間差は、1 粒重のそれと一致たが、「リュウホウ」及び「エンレイ」では高温下しており、高温による 1 粒重の低下には SGR の低で延長された（図 2260-1）。「ユキホマレ」でのみ、下が関与していた。一方で、低温区より高温区でR3 から R7 までの日数が高温下でやや短縮し、そEFP は延長されるが、1 粒重の低下を解消するまでの結果、R1 から R7 までの日数と生育期間全体のには至らなかった。両 CO2 濃度条件において、低日数も僅かに短縮された。収量構成要素の温度応答

温区より高温区で子葉細胞数が低く、これが 1 粒重にもまた品種間差が認められた（図 2260-2）。R1 か低下の原因と考えられた。子実肥大開始前におい

ら R7 の平均気温と子実重との関係は、3 品種ともて、個体当たりの葉面積には処理間差は認められなに凸型の二次曲線で回帰され、子実重の適温の違かった（表 2260-2）。一方、個葉光合成速度は、温いが認められた。莢数や粒数は、「ユキホマレ」で表 2260-1

盛岡における温度・大気 CO2 濃度上昇が収量構成要素に及ぼす影響

処理区

全乾物重
（g/個体）

通常CO2_低温区
通常CO2_高温区
高CO2_低温区
高CO2_高温区

95.4 (3.6) 1)
92.8 (3.8)
105.9 (4.3)
107.9 (7.1)

子実重（g/個体）
49.7 (1.5)
52.6 (2.4)
57.9 (2.4)
62.4 (4.7)

*
ns
ns

*
ns
ns

分散分析
CO2濃度

子実数/個体

子実窒素含有-1率（mg g ）166.2 (3)211.4 (12)206.4 (12)234.0 (6)59.1(0.7)
60.1(0.7)
60.0(0.7)
61.3(0.9)

1粒重（mg）299.3 (4)250.0 (4)281.9 (5)265.6 (6)

*
*
ns

ns
ns
ns

ns
***
*

子実肥大速 肥大期間（日 子葉細胞数-1数）（×106）度（mg day )
11.4
7.4
10.7
8.6

26
34
26
30

4.45 (0.56)

-

-

ns
***
ns

3.81 (0.88)
4.44 (0.62)
3.85(0.02)2)

温度
CO2濃度×温度

1）数値は平均値（n ＝ 5）．（ ）内の数値は標準誤差。
2）分散分析（Fisher’s LSD）：＊＊＊、＊＊、＊は 0.1、1、5% 水準で有意。ns は有意差無。

表 2260-2

盛岡における温度・大気 CO2 濃度上昇が葉面積や光合成速度に及ぼす影響

処理区

葉面積(m2)個葉光合成速度

通常CO2_低温区

1.16(0.04)

16.4(0.1)

通常CO2_高温区

1.16(0.11)

19.4(0.1)

高CO2_低温区

1.01(0.03)

19.8(1.1)

高CO2_高温区

1.11(0.03)

22.4(0.1)

ns

***

温度

ns

***

CO2濃度×温度

ns

ns

分散分析
CO2濃度

-2 -1

(mmol m s )2)1）数値は平均値（n ＝ 5）。（ ）内の数値は標準誤差。
2）分散分析（Fisher’s LSD）：＊＊＊、＊＊、＊は 0.1、1、5% 水準で有意。ns は有意差無。
3）数値は子実肥大開始前（播種後 79、80 日目）の値。

─ 162 ─

70

70
ユキホマレ
リュウホウ
エンレイ

50

60
R～R7の日数R1～R3の日数

60
40
30
20
10
18

80

20 22 24 26 28
R1～R3の平均気温

30
20
0

30

18

20 22 24 26 28
R3～R7の平均気温30

18

20 22 24 26 28
播種～R7の平均気温

30

140

70

120

60

播種～R7の日数

R1～R7の日数

40

10

0

50
40
30
20

100
80
60
40
20

10
0

50

18

図図2260－1.
2260-120

22 24 26 28
R1～7の平均気温

030

盛岡におけるダイズ 3 品種の各ステージの平均気温と日数の関係

450
400
350
300
250
200
150
100
50
0

300
250
200
粒数

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

150
100

ユキホマレ
リュウホウ
エンレイ

50
0

18 20 22 24 26 28 30

莢数

1粒重(mg)

子実重（g）

バーは標準誤差（n=4）。

18 20 22 24 26 28 30

180
160
140
120
100
80
60
40
20
0

18 20 22 24 26 28 30

18 20 22 24 26 28 30

R1～R7の平均気温
図2260－2.
図 2260-2
盛岡におけるダイズ 3 品種の開花始期か成熟始期までの平均気温と収量構成要素との関係

バーは標準誤差（n=4）。

─ 163 ─は温度上昇によって変化しなかったが、「リュウホは SGR 及び子葉細胞数と有意な正の相関関係を示

ウ」、「エンレイ」では増加した。1 粒重は 24℃以上した（データ省略）。

では 3 品種ともに低下した。さらに、開花期間（R1

地上部乾物重の推移を検討したところ、高温区から開花終までの日数）と着蕾数は高温下で増加しにおける乾物生産量の低下はおもに R1 から R5 のたが、その増加程度は、「ユキホマレ」と比較して、間の生産量の違いに起因することが分かった（図「リュウホウ」、「エンレイ」で大きかった。

2260-4）。この期間に測定した上位葉の光合成速度（イ） 暖地ダイズにおける温暖化影響メカニズム

は、Ta 区に比べて Ta+2 区で低い傾向がみられた。

の解明

上位葉の気孔コンダクタンス及び葉及び子実の炭素同位体分別比が低くなる傾向を示した（データ省

VE から R8 までの Ta 区（外気温区）における
平 均 気 温 は 25.7 ℃ か ら 27.1 ℃ で あ っ た．Ta+3 区略）。

（2009 年、2010 年 ） 及 び Ta+2 区（2011 年、2012年）における平均気温は Ta 区に比べてそれぞれ 2.8

エ考～ 3.0℃及び 1.7 ～ 1.9℃高かった（データ省略）。

（ア） 寒冷地ダイズにおける温暖化影響メカニズ

VE から R1 までの日数には、温度上昇処理の影

ムの解明

響がほとんどみられないのに対して、R1 から子実ａ

肥大始（R5）まで日数は温度上昇処理により多く

察

温度と大気 CO2 濃度上昇がダイズの生育や収量に及ぼす複合的な影響なった。R5 から成熟期（R8）まで日数は年次によ

寒冷地において「エンレイ」を栽培した場合、温り異なる傾向を示した。R8 の地上部乾物重は高温

度上昇（生育期間平均で約 23 → 26℃）により、莢

区で小さくなった。ただし器官別にみると、葉の乾数、子実数が増加するが、1 粒重が低下するので、物重は温度上昇処理によって逆に大きくなり、莢先

子実重は変化しなかった。また、子実の窒素含有率

熟の傾向を示した。節数には一定の傾向がみられなの温度影響を受けなかった。一方で、CO2 濃度上昇

2

かったが、m 当たり莢数、子実数、最終的な 1 粒

により、個葉光合成が促進され、莢数、子実数が増重、ならびに子実収量は高温区で有意に小さくなっ加し、子実重が増加し、これまでの多くの研究結果た。HI も温度上昇処理により有意に低下した（デー（Ainsworth ら 1））と一致した。本試験で検討した温タ省略）。

度域では、高 CO2 濃度による増収効果は温度の影響

温度上昇処理により SGR は明らかに低下したがを受けなかった。将来の寒冷地においては、温度・EFP は逆に長くなった（データ省略）。1 粒重の低CO2 濃度上昇により、窒素（タンパク）含量の低下

下要因を関連形質との相関から検討すると、1 粒重を招かず、高収量生産が可能となると考えられた。

開花期間

50
40
30
20

300

温度
***
品種
***
交互作用 **

LT
T1
MT
T2
HT
T3

250
着蕾数

60

200
150
100

10

50

0

0

図 2260-3

図2260-3

温度
***
品種
***
交互作用 ***

盛岡での温度上昇がダイズ 3 品種の開花期間及び着蕾数に及ぼす影響

バーは標準誤差（n=4）。
1）図内の左上の表は分散分析の結果。＊＊＊、＊＊はそれぞれ 0.1、1% で有意。

─ 164 ─

Aboveground DM (g m-2)

800

2009

700

Ta

600

Ta+1

500

700

Ta
Ta+1
Ta+3

500

Ta+3

400

R8
n.s.

About
R5+10d

*

300

300

R1

200

200

*

100
0

20

40

60

80

100

Ta+1

R8

*
*

Ta+2

R1

*

C
0

20

40
60
80
Days after sowing

図 2260-4
図2260-4

100

0

120

R5

Ta

R1

*

100

A

2011

Aboveground DM (g m-2)

1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0

2010

600

400

0

ｂ

R8
n.s.

About
R5+5d
n.s.

120

1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0

0

20

B
40

2012
Ta

60

80

R5
n.s.

100

120

R8
n.s.

Ta+1
Ta+2

R1
n.s.

D
0

20

40
60
Days after sowing

80

100

暖地における「エンレイ」の地上部乾物重の推移

1）図中の記号＊及び n.s. は処理区間における有意差の有無を示す。

温度上昇が生育・収量に及ぼす影響と品種（イ） 暖地ダイズにおける温暖化影響メカニズムの解明

間差
寒冷地において、20℃から 24℃までの温度上昇

暖地ダイズの温暖化に対する生育・収量応答につは増収に作用するか、あるいは影響を与えないが、いての定量的知見は極めて限られる。本 TGC 実験

それ以上の高温は減収を引き起す可能性があることから得られた結果は、「エンレイ」の乾物生産量、が示された。また、着蕾数、莢数、粒数の温度応答

莢・子実数、1 粒重、子実収量及び HI が温度上昇には、明確な品種間差が認められた。寒冷地で気温により低下することを示した。特に、HI の低下に上昇が進行した場合には、中生品種「リュウホウ」

ついては年次を超えて安定した傾向がみられ、暖や「エンレイ」では莢数や子実数が増えることが予地における平均気温上昇 1℃当たり、HI はおよそ想された。寒冷地においては品種選択による温暖化0.017 程度（割合にして 3.5%）低下するものと見積適応の可能性が示されたが、今後更なる検討が必要もられた。

である。花芽形成には日長が関与し、早生品種より成熟期地上部乾物重と子実収量の温度応答は、既中生品種で日長反応性は大きいことが知られている

往の研究例と比較して著しく大きかった。しかし、

2）（鮫島 ）。また、開花後以降の発育ステージ（例えその原因には高温区での若干 CO2 濃度の低下（おば R5 など）にも日長が関与することが報告されてよそ 20 ppm）及び気温上昇に伴う飽差の上昇と3）いる（Summerfield ら ）。「リュウホウ」、「エンレ

いった TGC 実験における環境制御の困難さが関与

イ」では、高温下で R1 は前進するが、開花期以降するかもしれない。CO2 濃度の低下は直接に、また発育に日長が強く作用し、今回の試験での播種期飽差の顕著な上昇は気孔閉鎖を通じて間接的にそれ（6 月上旬）の日長条件では、高温によるステージ

ぞれ光合成速度の低下を引き起こす。このことかの前進は見られず、結果的に開花期間が延長し、莢

ら、乾物生産と子実収量の温度応答の定量化には、数や子実数を増やすことが可能になったと考えられさらに慎重な解析が必要と考えられる。

た。
─ 165 ─オ

今後の課題の変更を提示するためには、各地域の気象条件がダ

寒冷地においては、「エンレイ」を用いた場合に、イズの発育ステージ、生育や収量に及ぼす影響を予大気 CO2 濃度上昇によって増収することが示され測できる生育モデルの構築が不可欠である。各県でた。ダイズの大気 CO2 濃度上昇に対する応答性に実施されている奨励品種決定試験などの開花期や成は、幅広い遺伝的変異があることが報告されている熟期などのデータマイニングを行うとともに、広域

4）が（Ziska ら ）、国内品種にどれくらいの変異があ

連絡栽培試験を新たに実施し、国内の普及品種や新るのかは不明である。将来の温暖化条件でのダイズ品種に対応した発育モデルを整備する必要がある。

生産を正確に予測するためには、この点を把握する

さらに、本課題で明らかとなった収量形成過程の温必要がある。また、温度上昇に対するダイズの反応度応答を反映した機構的生育予測モデルを構築し、性は品種の早晩性で異なることがほぼ明らかになっ

上述の温暖化影響予測と適応策を示すことが重要でた。この反応性の違いは主として日長反応性が関与ある。

していると考えられた。すなわち、高温下で早生品
種では開花後発育が促進されるが、中生品種では開

カ

要

約

花以降の発育に日長が強く作用し、慣行期の長日条

TGC を用いた栽培実験により、温暖化による気件では発育が進行しにくく、結果的に開花数が増

温の上昇が、ダイズの生育・収量に及ぼす影響メカ

え、莢や子実を増やすことができたと考えられた。

ニズムを、寒冷地と暖地においてそれぞれ明らかにこの考えに基づけば、中生品種で最適日長となる短した。品種「エンレイ」を作付した場合、温度上昇

日条件下（例えば、晩播）では、高温による莢数増

によって、寒冷地では、莢数や子実数が増加する

加は見られなくなる可能性がある。寒冷地におけるが、1 粒重が低下し、暖地では、莢数、子実数、1

温暖化への適応策を提示するためには、温度・品

粒重、収穫指数及び収量が低下した。両地点で共通

種・作期の交互作用の実験的な解明が必要である。

して観察された 1 粒重の低下には SGR の低下や子暖地においては、「エンレイ」の乾物生産と HI

葉細胞数の減少が関与することが明らかになった。

がともに温度上昇によって低下し、収量が低下する

寒冷地においては、温度上昇下で、早生品種「ユキことがほぼ明らかになった。特に HI に関しては、ホマレ」よりも、中生品種「リュウホウ」や「エン莢実数の形成阻害及び粒重低下が要因として考えらレイ」は莢数や子実数を増やすことができるので、れた。また光合成能の低下が乾物生産に影響を及ぼ

この点で有利であると考えられ、品種選択による温している可能性も示唆された。これらのうち群落生

暖化適応の可能性が示された。

産能の温度応答については、光合成活性に対する温度の影響と飽差や CO2 濃度などの大気環境要因の

キ

引用文献

影響が同時に起こっていることが疑われる。このた

1）Ainsworth, E.A. et al.（2002）A meta-analysis

め、より精密に環境を制御した条件での検討がなおof elevated [CO2] effects on soybean（Glycine必要である。ただし、少なくとも温度上昇に伴う飽max） physiology, growth and yield. Global

差の増大については、それが近年の高温気象時に頻Change Biol. 8: 695–709.

繁に生じていることから、そのことによる乾物生産

2）鮫島良次（2000）気象環境要因に対するダイズの低下はダイズ生産の変動に実際に関わっている可の生育反応の解析およびモデリングに関する研能性が強い。

究．農業研究センター報告．32：1-119.

暖地における乾物生産、莢実形成及び粒肥大の諸

3）Summerfield, R.J., Asumadu, H., Ellis, R.H.,

過程の温度応答にどのような品種間差異が存在する

and Qi, A. （1998） Characterization of the

かについてはほとんど情報が得られていない。暖地

photoperiodic response of post-floweringの温暖化への適応技術の開発のためには温度応答のdevelopment in maturity isolines of soyabean

品種間差の解明が今後不可欠である。

[Glycine max（L.）Merrill]‘Clark’. Ann. Bot. 82:

国内のダイズ作への温暖化や気候変動の影響を定量的に予測し、品種、作期（播種期）の組み合わせ

765–77.
4）Ziska L.H., Bunce, J.A., and Craufield, F.A.

─ 166 ─（2001）Rising atmospheric carbon dioxide and

ウ

研究結果

seed yield of soybean genotypes. Crop Sci. 41:（ア） 落水が耐倒伏性や登熟に及ぼす影響

385–391.

慣行の中干しに対し、落水期間を長く取ると、地上部重は軽く、稈長もやや短くなった。一方、茎の＊研究担当者（熊谷悦史 、白岩立彦、本間香貴、

押し倒し抵抗値は弱くなり、倒伏のしやすさを示す
倒伏指数は、同等か大きくなる場合が多かった。

鮫島良次）（イ） 落水による収量変動の要因解明と対策技術
収量は、年次や施肥により差が認められ、水管理

７

温暖化に対応した水稲安定生産技術の開発については、年次や圃場との間に交互作用が認めら（１） 温暖化に対応した水稲の落水管理によるれた。降雨が少なくて良く乾燥した 2012 年の両落

耐倒伏性強化機構の解明と多収技術の開発  

水区と、2013 年と 2014 年のように降雨は多くてもア

速やかに排水した強落水区では収量は下がらなかっ

研究目的

水田からのメタン抑制には中干し期間を延長したた。それに比べて中途半端な乾燥となった 2013、

落水管理は有効な方法であるが、収量の低下が問題

2014 年の落水区では減収した。落水による収量低1）となっている 。このため落水による耐倒伏性の評

下は、1 穂籾数減の影響が大きかった（図 2271-1）。

価ならびに減収要因の解明と対策技術について検討

そこで穂肥の施肥法を変えると、収量はいずれの水する。

管理区とも標肥＜＝分施＜分施多肥と施肥の効果が認められた。落水管理と施肥法との関係について詳

イ

研究方法

しく検討すると、慣行水管理・標肥区に比べて、落（ア） 落水が耐倒伏性や登熟に及ぼす影響

水処理区の標肥区や分施区では収量は低下したが、水稲品種「にこまる」を供試し、中干し期間を延分施多肥区では同等以上となった（図 2271-2）。

長して落水強度を変えた圃場試験を行い、出穂 2 週間後の耐倒伏性を評価した。

エ

考

察

（イ） 落水による収量変動の要因解明と対策技術（ア） 落水が耐倒伏性や登熟に及ぼす影響

移植 1 か月後から出穂 20 日前頃まで約 3 週間、慣行の中干し期間は九州では 1 週間弱であるが、中干し期間を延長した試験を実施した。落水処理

これを 3 週間程度に延長した場合、耐倒伏性は、慣は、溝切りして連続落水する強落水区、黒く乾く程

行中干しと変わらないか弱くなる場合が多かった。

度にとどめる落水区及び 3-4 日中干しする慣行区の登熟については、長戸の報告 2）と同様、出穂 15 日

3 区を設けた。施肥は、慣行穂肥区と分施区、分施前から 10 日前の落水は、登熟を大幅に低下させた。

多肥区の 3 区を設けた。

このため、出穂 20 日前が落水期間の晩限と判断された。

図 2271-1

年次による収量及び 1 穂籾数の反応の違い

1）同じ英文字間には 5% 水準（Tukey 法）で有意差なし。

─ 167 ─図 2271-2＊

穂肥施用法による収量への効果

1） ：Dunnett 検定において慣行・標肥区と 5%水準で有意差有り。

（イ） 落水による収量変動要因の解明と対策技術

影響 （3）水稲の養分吸収、収量および土壌の無中干し期間を延長した場合、圃場や落水条件によ

機態窒素に対する灌漑法の影響．日作紀．18：7.

り収量に対する影響は異なった。雨が少なく良く乾燥するか、または速やかな落水条件では収量は減ら

研究担当者（北川寿＊、中野恵子）

なかったが、中途半端な落水では減収する場合が多かった。この減収は 1 穂籾数が減る影響が大きかった。これに対し、田中ら 3） が指摘したように窒素（２） 玄米品質判定のための圃場高温処理法のの影響は大きく、穂肥を慣行より 1.5 倍程度の多肥開発と高品質米栽培法の検定で分施する方法が妥当と判断された。

ア

研究目的

近年、水稲の登熟気温が上昇し、白未熟粒の多発

オ

今後の課題

が問題となっている。白未熟粒の発生を抑制するた

中干し期間を延長して強い落水を行った場合、圃めの品種育成や栽培技術の改良を効率的に進める必場条件により減収が小さい場合と大きい場合があ要がある。そこで、圃場で安価で安定的に効果を発り、その原因解明が必要である。

揮する高温処理法を開発する。

カ

要

約

イ

中干し期間を延長しても耐倒伏性は強くならず、

研究方法（ア） 圃場高温処理法の開発

出穂 20 日前が落水期間の晩限と判断された。中干

昼に卓越した北からの海風が吹く新潟県上越市

し期間を延長した場合、速やかな落水や強い落水でで、水稲の出穂の直前に温風型オープントップチャ

は減収は殆どなかった。減収は、1 穂籾数の減少のンバー（以下 OTC-SAT）を設置した（図 2272-1）。

影響が大きく、対策として穂肥を分施し、量も 1.5

この装置は、圃場をビニールで取り囲んだオープン

倍程度の多肥が有効であった。

トップチャンバーにカマボコ型の温風導入路が付加した構造であり、導入路を風が通り抜ける間に太陽

キ

引用文献

図2272-1
1）須藤重人ら（2011）水田メタン発生抑制のための新たな水管理技術マニュアル

環境に優しい水光によって加温され、チャンバー内の温度を上昇させる。温度勾配が生じないように、温風の整流を目的とした傾斜壁及び排気路を付加し、その効果を検田水管理．農環研．1-14.

討した。また不安定な風条件に対応可能なように、

2）長戸一雄（1949）萎凋が水稲の稔實に及ぼす影

両側に漏斗型のトンネルを付加した温風型オープン

響．日作紀．33：335-343.

トップチャンバー（以下 OTC-SDF）を設置し、そ

3）田中一郎ら（1965）排水が水稲の生育に及ぼすの昇温効果を、上越市ならびに広島県福山市で検討

傾斜壁
温風導入路

オープントップチャ
ンバー

図 2272-1

排気路

OTC-SAT による高温処理の様子
─ 168 ─した（図 2272-2）。

（図 2272-3）（Chiba and Terao1））。チャンバーの両（イ） OTC-SAT が米粒の品質に及ぼす影響の検証

側に漏斗型トンネルを付加した OTC-SDF では、風新潟県農業総合研究所が選定した高温登熟耐性の条件が安定しない条件でも、ほぼ均一に 1.1℃昼温基準となる 14 品種を用い、既存の高温処理法（ビが上昇し、トンネルの開口部の幅を 2 倍に拡大する

ニールハウス、人工気象室、透明筒、オープントッと、温度上昇は、1.3℃となった（図 2272-4）（Chiba

プチャンバー）と OTC-SAT との間で、品種の白and Terao2））。漏斗型トンネルに水平部を設けた

未熟粒の発生割合を比較した。

改良型 OTC-SDF は、風向の影響を受けにくく、水平部の長さは 2 m が適している。

ウ

研究結果

（イ） OTC-SAT が米粒の品質に及ぼす影響の検証（ア） 圃場高温処理法の開発

OTC-SAT で高温処理した品種の白未熟粒割合とOTC-SAT は、昼温を上昇させ、傾斜壁を付加し既存の高温処理法で処理した白未熟粒割合の間にた状態で、排気路を大きくすると、温風導入路かは、いずれも 0.1% 水準で有意な正の相関が認めら

ら 3 m 付近まで、ほぼ均一に昼温が 1.3℃上昇した

れた（表 2272-1）（寺尾ら 3））。

図 2272-2

図 2272-3 排気路の大きさが OTC-SAT の昼温度分
布に及ぼす影響（上越）OTC-SDF による高温処理の様子

1）2011 年 7 月 23 日～ 8 月 23 日の 06：00 ～ 18：00 の温度を平均。
2）いずれの傾斜壁あり。

表 2272-1

図 2272-4

OTC-SDF の昼温の分布（福山）1）2013 年 8 月 20 日～ 9 月 23 日の 06：00 ～ 17：45 の温度を平均。
2）標準トンネルと幅広トンネルは、ぞれぞれ、トンネル幅がオープントップチャンバー幅の 1 倍及び 2 倍。

─ 169 ─OTC-SAT と既存高温処置法間における品
種の白未熟粒発生割合の相関係数
高温処理法

OTC-SATとの間の品種
白未熟粒割合の相関係数

オープントップチャンバー

0.877***

ビニールハウス

0.818***

透明筒

0.818***

人工気象室

0.795***

1）粒厚 1.8 mm 以上の玄米を穀粒判別機（静岡製機 ES-1000）で調査。
＊＊＊
2）
は 0.1% 水準で有意な相関あり。

エ

考

察

（イ） OTC-SAT で高温処理した水稲品種の白未（ア） OTC-SAT は、風向が安定している地域で熟粒発生割合は、高温耐性を反映しており、概ね他の圃場高温処理法に有効である。また、チャンバーの高温処理法と同じ傾向となった。

の幅を大きくしても、温風導入路に直角な方向で温度ムラが生じないことから（Chiba and Terao1））、

キ

処理面積の拡大が可能である。傾斜壁や排気路を付

1）Chiba M. and Terao T. （2014） Open-Top

加しないタイプは、チャンバー内の温度勾配が大き

Chambers with Solar-Heated Air Introduction

いが、この特性を利用して、電源がない圃場にも設

Tunnels for the High-Temperature Treatment of

置可能な TGC（温度勾配チャンバー）として、活Paddy Fields. Plant Prod. Sci. 17: 152-165.

1）用できると考えられる（Chiba and Terao ）。

引用文献

2）Chiba M. and Terao T.（2015）Improvement

OTC-SDF では、風条件が安定しなくても、ほof High-Temperature Treatment Method using

ぼ 均 一 に 昼 温 が 1.1 ～ 1.3 ℃ 上 昇 し た（Chiba andSolar Radiation under Unstable Wind Conditions.

2）

Terao ）。このタイプでは、トンネルの開口部にPlant Prod. Sci. 18（3）: 414-420.

対して 90 度の方向からの風でもチャンバー内の温3）寺尾富夫・千葉雅大・長田健二（2014）温風導度を上昇させたことから、全ての方向の風に対応

入型オープントップチャンバーによる圃場高温処することが可能である。OTC-SDF は、OTC-SAT

理法．農研機構研究成果情報．

に比べて、温度上昇効果が小さいが（Chiba andTerao1））、トンネル幅の拡大や長さ 2 m 程度の水平研究担当者（千葉雅大＊、寺尾富夫）

部分を設けることで）、温度上昇を増加させることは可能である。
（イ） OTC-SAT は、昼温のみを上昇させる高温（３） 根圏環境改善による水稲の環境変動に対処理法であるが、夜温も高温にする人工気象室と高する頑健性の向上

い正の相関があったことから、昼温を高くするだけ

ア

でも、高温登熟耐性を検定することは可能であると代かきを省略した無代かき栽培による根圏環境の1）考えられる（Chiba and Terao ）。

研究目的

変化を明らかにし、登熟期の高温気象下における水
稲の根活性や収量、品質に及ぼす影響を慣行の代か

オ

今後の課題

き栽培と比較し、高温に対する新たな土壌管理方策（ア） OTC-SAT や OTC-SDF は、熱源として太を提案する。

陽光を利用しているため、低日射条件でも、ある程度の温度上昇を確保するための改良が必要である。

イ

研究方法

（イ） 登熟期の高温は、粒重を低下させることが秋田県立大学生物資源科学部附属フィールド教育

指摘されており、今後は収量への影響を検討する必研究センター内の無代かき及び代かき水田で行っ要があると考えられる。

た。土壌は、粘土含量が 51% の強粘質細粒強グラ
イ土である。無代かき水田では、プラウ耕起後バー

カ

要

約

チカルハローによる砕土・均平を、代かき水田にお（ア） 昼間に定常風が吹く地域では、圃場高温処

ける耕起、代かきは、それぞれロータリ、ドライブ

理法として、オープントップチャンバーに空気を暖ハローを使用して行った。品種は‘あきたこまち’

める温風導入路と、整流を目的とした傾斜壁及び排を用いた。代かき及び無代かき水田内にビニールハ

気路を付加した温風導入型オープントップチャン

ウスを設置し高温区とした。作土中の土塊調査及びバー（OTC-SAT）が有効である。一方、風条件が酸化還元電位、水稲根の分布調査と出液速度の測安定しない地域には、チャンバーの両側に漏斗型の定、葉身の気孔コンダクタンスと穂温、水稲体の窒トンネルを付加した温風導入型オープントップチャ

素吸収量、収量及び収量構成要素の調査と白未熟米ンバー（OTC-SDF）が適する。

率の測定を行った。
─ 170 ─

ウ

研究結果加したものと考えられた。無代かき水田において、代かき圃場の酸化還元電位は深さ 5 cm、10 cm

出液速度が高かった理由としては、5 cm 以下へのとも 7 月初旬まで還元的に推移し、落水後は酸化

根の伸張量が多かったことや土壌が酸化的に維持さ的に推移したのに対して、無代かき圃場ではいずれたことが考えられた。無代かき水田高温区においれの深さでも生育期間を通じて酸化的に推移したて代かき水田に比べて乳白米などの白未熟米の発生（図 2273-1）。無代かき圃場の水稲根は、代かき圃が低減した要因としては、水稲根の活性が高く維持場に比べて 5 cm 以下の層における分布量が多かっ

され窒素や水分吸収が促進されたことが考えられた。登熟期の高温処理により代かき、無代かき圃場た。近年の大型機械による代かきは、作土全体を細とも水稲根活性は低下したが、無代かき高温区の活粒化し粗孔隙を破壊する場合が多い。そのため、土性は代かき高温区に比べて有意に高く代かき常温区

壌は強還元状態になりやすく、高温下では水稲根活並に維持されていた。高温区における止葉の気孔コ性の低下を招き品質への影響が大きくなることが予

ンダクタンスは、代かき、無代かき圃場とも常温区想される。重粘土水田において高温登熟に対応するに比べて低下し、穂温は上昇した。しかし、無代かためには、土壌還元の進行を抑え登熟期間の水稲根

き高温区では代かき高温区に比べて気孔コンダクタ

活性を高く維持することが重要である。

ンスは高く、穂温の上昇は代かき常温区並に抑えられた。代かき、無代かき圃場の高温区における収量

オ

今後の課題

は、常温区に比べて低下したが、高温区では無代

無代かき栽培の導入が可能な土壌条件（代かきかき圃場が代かき圃場に比べて 10% 程度増収した。

による日減水深が 20 mm 以下）を明確にしながら、代かき高温区での乳白粒率及びその他の白未熟米率

無代かき栽培マニュアルを基に普及する。

は、他区に比べて増加した。一方、無代かき高温区
での発生率は低く、代かき常温区と違いは認められ

カ

要

約

なかった（図 2273-2）。

代かきを省略した土壌管理による酸化的な土壌環
境は高温条件下の水稲品質確保に有効であることが

エ

考

察

図2273-2

明らかになった。

図2273-1 無代かき水田の土壌は、7 月中旬の幼穂形成期頃

キたことから、5 cm 以下の下層に分布する根量が増

1）森田茂紀・阿部淳（1999）出液速度の測定・評発生率（％）（2011年）

代かき（５cm）
無代かき（５cm）
代かき（10cm）
無代かき（10cm）

湛水

その他白未熟米

ｂ

a

ｃ
ｃ

ｂ

ｂ
ｂ

a

ｂ
ｂ

ｂ
ｂ

無代かき区

常温区

a
代かき区

無代かき区

高温区
2010年

ｂ
ｂ
代かき区

常温区

6/9 6/16 6/23 6/30 7/7 7/14 7/21 7/28 8/4
8/20

乳白米

無代かき区

6/2

a

代かき区

完全落水
落水（間断灌水）

9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

無代かき区

700
600
500
400
300
200
100
0
-100
-200
-300

引用文献

代かき区

酸 化 還 元 電 位 （ｍ V ）までは代かき水田に比べて酸化的な土壌環境であっ

高温区
2011年

（月/日）

図 2273-1

図 2273-2

酸化還元電位の推移

1）エラーバーは標準誤差を示す。

乳白米及びその他白未熟米の発生率1）その他白未熟米は，基白米と腹白米の発生率の合計を示
す．
2）エラーバーは標準誤差を示す．異なる英小文字は Tukey
法により，同じ年の試験区間で有意差があることを示す（P<0.05）．

─ 171 ─価方法．根の研究．8：117-119.

ほ場、現地ほ場における「コシヒカリ」（約 300 サ

2）川田信一郎（1982）イネの根．農文協，東京．.22-

ンプル）について、玄米外観品質と水稲窒素吸収

33.

量・水稲収量構成要素の関係を解析した。

3）森田敏（2008）イネの高温登熟障害の克服に向（イ） 重窒素を用いた施肥窒素動態解析
2010 ～ 11 年 の 場 内 ほ 場 に お い て、 重 窒 素

けて．日作紀．77：1-12．

154）Jiang, D. A., T. Hirasawa, and K. Ishihara（ NH4CL）を用い、「コシヒカリ」の移植時期及び1994）Depression of photosynthesis in rice plant

穂肥施用時期が異なる条件下での穂肥窒素利用率及with low root activity following soluble starch

び部位別配分量を調査した。

application to the soil. Jpn. J. Crop Sci. 63: 531-538.

（ウ） 窒素動態に基づく施肥法の開発と現地実証

5）津野幸人・山下淳（1970）水稲の光合成作用なを通じた技術の確立

らびに蒸散作用におよぼす根部の影響について．

2010 ～ 13 年の場内ほ場（4 ほ場）において、「コ作紀．39（別 1）：13-14．

シヒカリ」に対する穂肥の後期重点施用（分施の6）千葉雄大・松村修・寺尾富夫・渡邊肇（2009）穂

2 回目（幼穂形成期 14 日後）に重点を置いた施肥の蒸散が穂温と米外観品質に及ぼす影響．北陸作法。 慣 行 の 分 施 体 系 2 kgN － 2 kgN/10 a 施 用 に

物学会報．44：14-18．

対して、1 kgN － 3 kgN/10 a 施用、あるいは 0 －7）農林水産省（2006）水稲の高温障害の克服に向

4 kgN/10 a 施用を指す）による玄米外観品質等にけて「高温障害対策レポート」．1-31．

対する影響について検討した。また、2012 ～ 13 年の現地ほ場（5 地域 10 ほ場）において、穂肥の後＊研究担当者（金田吉弘 、高階史章、佐藤期重点施用の玄米外観品質向上効果を実証した。

孝）ウ（４） 温暖地水稲の高温登熟に対する理想生育（ア） 稲体の窒素保有パターンの解析と玄米品質相の解明と窒素動態に基づく高精度施肥技術が優れる生育相の解析

の確立
ア

研究結果

玄米外観品質と水稲窒素吸収量ならびに収量構成

研究目的

要素等との相関関係などから、一等米確保に向けた玄米外観品質及び生育の目標値について提示した温暖地（滋賀県）の「コシヒカリ」において、稲（表 2274-1）。

体の窒素保有量や収量構成要素と玄米品質との関係を調査することにより、玄米外観品質の優れる理想（イ） 重窒素を用いた施肥窒素動態解析

的な生育相を明らかにする。また、「コシヒカリ」

登熟期が高温年において、穂肥の水稲利用率は概の最適な窒素栄養状態を確保するための高精度な施

ね 60% 程度で、穂肥の施用時期や移植時期による肥技術の確立を図り、温暖化に対応した高品質安定

違いはみられなかった。また、幼穂形成期 7 日後及栽培技術の現場への早急な普及と定着を目指す。

び 14 日後の穂肥施用においては、吸収された窒素の稲体中での動きに大きな差はなかったが、幼穂形

イ

研究方法

成期 21 日後の施用では、玄米への移行量が多く、（ア） 稲体の窒素保有パターンの解析と玄米品質

玄米タンパク質含量の上昇が懸念された。

が優れる生育相の解析（ウ） 窒素動態に基づく施肥法の開発と現地実証

2010 ～ 13 年の滋賀県農業技術振興センター場内
表 2274-1

を通じた技術の確立

一等米確保に向けた品質・生育目標値（5 月上中旬植「コシヒカリ」対象）

目標収量
整粒
白未熟粒率
うち乳白粒率
うち基白粒率510～570kg/10a
70％ 以上11％ 以下3.5％ 以下
5.5％ 以下

籾数
うち穂数
うち一穂籾数250～300(×100粒/㎡)
320～400本/㎡
80粒/穂 以下

幼穂形成期窒素吸収量2.5～4.5kgN/10a─ 172 ─

可能である。

穂肥の後期重点施用により、慣行に比べ、玄米外
2

観品質と特に関係が深い一穂籾数及び m 当たり籾数が有意に減少した。また、現地実証においても、エ

穂肥の後期重点施用により、白未熟粒が減少し、整9 葉期～幼穂形成期の窒素吸収増加が、外観品質

粒歩合が向上した（いずれも 0.1% 水準で有意）。一

低下に大きく影響していることが示唆された。この方、幼穂形成期の窒素吸収量が多いほ場（4.0 ～

時期は、一穂籾数の決定に大きく影響する時期と重5.3 kgN/10 a）では特に影響はみられなかったが、なっており、急激な窒素吸収が一穂籾数を増加さ少ないほ場（2.2 ～ 3.9 kgN/10 a）では、後期重点

せ、外観品質を低下させた可能性がある。

施用により概ね減収する傾向にあった（図 2274-1）。

考察

本研究期間中では、2014 年（登熟期が低温寡照）

後期重点施用による食味低下はみられなかった。

を除いていずれの年次も出穂後 20 日間の平均気温以上の結果をとりまとめ、幼穂形成期の窒素吸収が 27℃を超えており、白未熟粒が発生しやすい環量の適値を 2.5 ～ 4.5 kgN/10 a に設定し、幼穂形成境にあったが、いずれの年次も穂肥の後期重点施用

期の窒素吸収量に応じた穂肥基準を作成した（図による品質向上効果を認め、当技術の有効性を示せ

2274-2）。この穂肥基準、幼穂形成期の窒素吸収量た。

の推定式を用いて、幼穂形成期における水稲の生育

また、穂肥の後期重点施用により、有意に一穂籾

図2274-1量（茎数、葉色）により穂肥基準を判断することが数を減少させることができた。特に、穂肥の後期重2-2 整粒歩合
0-4 整粒歩合
1-3 白未熟粒率

1-3 整粒歩合
2-2 白未熟粒率
0-4 白未熟粒率

1-3

0-4

75

15

70

10

65

5

60

精玄米重(kg/10a)20

白未熟粒率(%)

整粒歩合(%)

80

2-2

550

550

500

500

450

450

①幼穂形成期のＮ吸収量が少ない場合(幼形期N2.2～3.9kgN)

0

玄米外観品質(n=20)②幼穂形成期のＮ吸収量が多い場合（幼形期N4.0～5.3kgN）

精玄米重(①n=8，②n=12)

図図2274-2
2274-1 穂肥の後期重点施用の玄米外観品質及び収量への影響（2012 ～ 13 年現地ほ場）

1）2-2・1-3・0-4 は穂肥体系を示す。値は平均値。

32

34

葉色（SPAD値）
36 38 40 42

44
18 2 . 4 2 . 6 2 . 8 2 . 9 3 . 1 3 . 2 3 . 4
20 2 . 7 2 . 9 3 . 1 3 . 2 3 . 4 3 . 6 3 . 7
穂肥体系

2.5～ 3.5kgN/10a2-2体 系

3.5～ 4.0kgN/10a1-3体 系

4.0～ 4.5kgN/10a0-4体 系

22 3 . 0 3 . 2 3 . 4 3 . 5 3 . 7 3 . 9 4 . 0

本/株

26 3 . 5 3 . 7 3 . 9 4 . 1 4 . 2 4 . 4 4 . 5）

幼穂形成期窒素吸収量

茎数（

幼穂形成期の生育に応じた穂肥基準

24 3 . 3 3 . 5 3 . 6 3 . 8 4 . 0 4 . 1 4 . 3
28 3 . 8 4 . 0 4 . 1 4 . 3 4 . 5 4 . 6 4 . 8
30 4 . 0 4 . 2 4 . 4 4 . 5 4 . 7 4 . 8 5 . 0
32 4 . 2 4 . 4 4 . 6 4 . 7 4 . 9 5 . 0 5 . 1
34 4 . 4 4 . 6 4 . 8 4 . 9 5 . 0 5 . 2 5 . 32-2体系

図 2274-2

1-3体系

0-4体系

幼穂形成期の生育に応じた穂肥基準（5 月上中旬植「コシヒカリ」対象）

1）表内の数値は推定窒素吸収量（kgN/10 a）。茎数は 60 株 / 坪植の場合の数値。

─ 173 ─

点施用は、外観品質が劣る二次枝梗数及び同着生籾

（５） 温暖化における暖地水稲の水田輪作等、数を有意に減少させた。白未熟粒の低減効果につい現地実態に適応した高品質安定生産技術の開ても、一次枝梗着生籾に比べ、二次枝梗着生籾への発と実証効果が大きかったことから、これら二次枝梗への効

ア果が外観品質向上に大きく寄与したと考えられた。

九州北部における高温耐性機構や高温に対応する

研究目的

適正な草型維持のための窒素吸収量を解明する。福

オ

今後の課題

岡県において、収量及び品質の低下が深刻な大豆後

水稲の窒素吸収経過は、玄米外観品質との関係が大きいことが示唆されたが、最適な生育相について

作での中生品種「ヒノヒカリ」を対象として、温暖化に対応した高品質安定生産技術を確立する。

はさらに詳細な検討を行い、技術対策への応用が必イ

要と考える。

研究方法（ア） 高温耐性機構の解明や適正な草型維持のた

カ

要

約

めの窒素吸収量の検討と施肥法の確立（ア）「コシヒカリ」の各生育期間の窒素吸収増2010 年（高温年：登熟温度 27 ～ 28℃）と 2009

加量は、玄米外観品質との関係が深かった。特に 9年（平温年：登熟温度 24 ～ 26℃）に栽培された

葉期～幼穂形成期の窒素吸収増加量は、玄米外観品「ヒノヒカリ」について、ほ場や施肥法が異なる試

質への影響が大きい。また、穂数よりも一穂籾数を験区の検査等級と外観品質及び m2 当たり籾数との適正に抑えることが玄米外観品質の向上につなが関係を調査し、温暖化に対応する適正籾数、適正籾る。

数を確保するための生育ステージ別の窒素吸収量及（イ） 移植時期や穂肥施用時期、温度条件が異び茎数等の草型について検討した。また、m2 当た

なっても穂肥窒素利用率の変動は小さいこと、穂肥り籾数と生育期間別の窒素吸収量との関係を明らか

は幼穂形成期 7 ～ 14 日後に行うことが望ましいこにし、籾数予測のための生育診断技術について検討とを明らかにした。

した。さらに、穂肥の時期や施肥量が異なる場合の（ウ） 白未熟粒を抑え、整粒歩合を高めるために

品質改善効果と収量、玄米タンパク質含有率との関は、穂肥の後期重点施用（分施の 2 回目（幼穂形成係についても検討した。また、施肥法（全量基肥と期 14 日後）に重点を置いた施肥法）が有効である

分施）が窒素吸収特性、収量、品質に及ぼす影響をことを明らかにし、幼穂形成期の生育に応じた穂肥解析するとともに、全量基肥の増肥やさらに追肥を基準を示した。

行った場合の収量及び品質の改善効果を検討した。
（イ） 大豆後作の中生品種における高品質生産技

キ

引用文献

術の確立と現地実証

1）森田敏（2013）気候温暖化に伴う水稲栽培の新福岡県農林業総合試験場筑後分場（福岡県三潴郡

しい展開－高温登熟障害の発生のしくみと対策大木町）、現地実証（同柳川市）において、大豆後－．農業．1577：27-38.

作水稲の生育、収量及び品質を調査した（2010 ～2）田中浩平ら（2010）水稲の外観品質に及ぼす稲2014 年）。また、大豆後作において基肥を減肥した

体窒素栄養条件や施肥法の影響．日作紀．79（4）：後期重点施肥が生育、収量、品質に与える影響つい

450-459.

て検討した。

3）若松謙一ら（2008）水稲登熟期の高温条件下における背白米の発生に及ぼす窒素施肥量の影響．

ウ

研究結果と考察日作紀．77（4）：424-433.

（ア） 高温耐性機構の解明や適正な草型維持のための窒素吸収量の検討と施肥法の確立＊

研究担当者（小松茂雄 、中井
武久邦彦、堀田

悟）

譲、鳥塚

ａ

智、

温暖化に対応する適正な草型（適正籾数・

窒素吸収量等）の検討（ａ） 適正籾数とその予測による生育診断
─ 174 ─

整粒歩合 75% 以上（検査等級 1 等～ 2 等の分岐2点）にするためには、m 当たり籾数は 30,000 粒以
2日タイプの複合で配合比率は 7：3）は慣行の分施区に比べ玄米の外観品質は同程度で、タンパク質含内に抑える必要があり、m 当たり籾数 28,000 粒前有率は高くなるが、食味が低下することはなかった

後であれば 2010 年のような高温条件下においても（データ略）。2013 年のように生育期に高温であっ

外観品質が良好で収量 530 kg/10 a を確保できたた年は、慣行の分施区に比較して基肥緩効区の葉色（図 2275-1）。

が低下し、収量が低下する傾向があったが、追肥2

穂肥量 2+0 kgN/10 a の場合について、m 当たりを施用すると収量は慣行の分施区と同等となった。

籾数を目的変数として幼穂形成期における茎数、葉2012 年のような平温年や 2014 年のような生育期が色を説明変数とした重回帰式をもとにして早見表を

低温年では、追肥による収量向上効果は認められ作成した（表 2275-1）。これにより幼穂形成期におなかった（データ略）。基肥緩効区に追肥を出穂期

いて生育診断によって把握される茎数と葉色から籾

6 日前や 1 日後に施用すると玄米タンパク質含有率

数予測ができる。

が高くなり、食味が低下する傾向があった（データ（ｂ） 籾数制御と稲体窒素栄養条件改善のため略）。
近年県下で普及が進んでいる「ヒノヒカリ」の一の施肥法の確立
穂肥 1 回目の時期を出穂 1 日前まで遅らせること
2回全量施肥栽培は、慣行の分施栽培に比べ外観品質

で m 当たり籾数を 3,000 粒程度抑えることができや食味が低下することはないものの、梅雨明けが早た。また、穂肥時期が出穂 7 日前程度までであれ

い高温年には収量が低下した。高温年に幼穂形成期

ば、収量の大幅な減少や玄米タンパク質含有率の上の葉色が落ちた場合、追肥の施用が収量改善に有効昇を招かずに、白未熟粒が減少する傾向を示した。

であると考えられた。

穂肥を省略すると籾数を抑えることができるもの（イ） 大豆後作の中生品種における高品質生産技の、収量の減少程度が大きく、2010 年のような高術の確立と現地実証

温年では白未熟粒が増加する傾向を示した。白未熟

大豆後作は水稲後作に比べて多収であったが、粒は出穂直前に硫安 2 Nkg/10 a を施肥することで初期生育が旺盛で穂数の増加により m2 当たり籾

減少し、この傾向は高温条件下にした場合はより顕数が過剰となり、整粒歩合が低下した。また、大著であった。

豆 後 作 は 水 稲 後 作 に 比 べ て、 土 壌 窒 素 の 無 機 化

ｂが早い傾向を示し（データ略）、イネの土壌由来

全量基肥栽培における窒素吸収特性と収量及び品質向上対策の 窒 素 吸 収 量 も 幼 穂 形 成 期 ま で は 多 く、 逆 に 幼

基肥緩効区（速効性 50%：緩効性は 100 日と 120

穂 形 成 期 ～ 穂 揃 期 は 少 な い こ と が 明 ら かとなっ表 2275-1

籾数予測早見表

幼穂形成期における茎数（本／㎡）
葉色(SPAD値） 300
400
500
600
700
30
160
194
228
262
296
32
179
213
247
281
315
34
198
232
266
300
334
36
218
252
286
320
354
38
237
271
305
339
373
40
256
290
324
358
392
42
275
309
343
377
411
44
295
329
363
397
431
2
1）籾数の単位は m 当たり× 100 粒。

図 2275-1

収量と m2 当たり籾数との関係
─ 175 ─た（データ略）。この大豆後作の窒素吸収特性を踏要がある。大豆後においても全量基肥栽培法につい

まえ、基肥を減じ、穂肥を増やした後期重点施肥て検討する必要がある。

を検討した。生育初期が高温年は、後期重点施肥（0+2+1.5 kg/10 a）により籾数が抑えられる傾向と

オ

要

約

なり、慣行（3+2+0 kg/10 a）と同等の収量で整粒（ア） 温暖化に対応した「ヒノヒカリ」の最適籾

歩合が向上した（表 2275-2）。しかし、生育初期が数は 28,000 粒 /m2 で、最適籾数に向けた栽培法を低温年では、後期重点施肥で籾数過剰となり整粒歩行うことで、外観品質の向上が図ることができた。

合がやや低下する傾向がみられた。そこで、出穂（イ） 籾数が過剰になりやすい大豆後作の中

20 日前に行う穂肥 1 回目を省略し、出穂 10 ～ 7 日

生 水 稲 で は、 基 肥 を 窒 素 成 分 量 で 3 kg/10 a 程

前の穂肥 2 回目の時期に 2 kg/10 a 施用する穂肥調

度 減 じ、 生 育 初 期 が 高 温 年 で は 後 期 重 点 施 肥

整（0+0+2 kg/10 a）により、収量や食味の低下も（0+2+1.5 kg/10 a）、低温で幼穂形成期の葉色が濃なく、整粒歩合が高まる傾向を示した（表 2275-3）。

い年は出穂 20 日前に行う穂肥 1 回目を省略し、出生育初期が高温年での後期重点施肥や、低温年での

穂 10 ～ 7 日 前 の 穂 肥 2 回 目 の 時 期 に 2 kg 施 用

穂肥調整をした結果は、現地実証圃場においても同（0+2kg/10a）することで整粒歩合が向上し、品質様の効果が確認された（データ略）。これらのことを向上させることができた。

から、大豆後作は水稲後作に比べて、基肥量を減じることで過剰な初期生育を抑え、穂肥では、幼穂形

カ

引用文献

成期までの気象条件や穂肥時の生育診断により施肥

1）荒木雅登ら（2006）福岡県における水稲品種の量や施肥時期を判断して施用することで品質が向上

窒素吸収特性 第 5 報 ‘つくしろまん’の収量水することが明らかとなった。

準別窒素吸収パターン．福岡県農業総合試験場研究報告．25：1–4.

エ

今後の課題

2）寺尾富夫ら（2010）イネ高温登熟耐性選抜のた

全量施肥における収量向上のための追肥の効果にめの簡便な穂温上昇装置．日作紀．79：166-173.

ついては、施肥時期や量についてさらに検討する必

3）小葉田亨・植向直哉・稲村達也・加賀田恒（2004）

表 2275-2

大豆後作における窒素施肥法別の収量及び品質（生育初期が高温：2010、2011、2013 年）
葉色
幼形期 穂揃期

有効 精玄 千粒 ㎡当た 整粒 白未熟 検査 ﾀﾝﾊﾟｸ質
食味
穂数 米重
重
り籾数 歩合 粒歩合 等級 含有率
本/㎡ kg/ag×100粒 ％％％
3+2+0 36.2
33.6
430 51.1 22.0
359
66.9
7.2
3.4
6.7
0.10
0+2+1.5 34.6
34.9
412 52.0 22.5
336
71.2
6.9
3.3
6.7
0.14
t検定
†
*
ns
ns
*
ns
*
ns
ns
ns
1）施肥法は基肥 + 穂肥 1 回目 + 穂肥 2 回目。以下同じ
2）玄米タンパク質含有率はインフラテック 1241 による測定値（水分 15% 換算）。以下同じ。
3）食味は福岡県農林業総合試験場農産部産コシヒカリを基準（0.00）とした。以下同じ。
施肥法

表 2275-3

大豆後作における窒素施肥法別の収量及び品質（生育初期が低温：2012、2014 年）

施肥法
3+2+0
0+2+1.5
0+0+2
施肥法
年次
交互作用

幼形期
葉色
37.7
36.0
**
**
ns

有効
穂数
本/㎡
434
396
364
**
**
ns

精玄 屑米重 千粒 ㎡当た
米重 歩合
重
り籾数
kg/a
％
g
×100粒
56.2 13.6 22.7
348
58.2 10.0 23.2
325
54.6
8.7
23.4
284
*
**
**
*
**
**
**
ns
ns
ns
ns
ns

整粒 白未熟 検査 ﾀﾝﾊﾟｸ質
食味
歩合 粒歩合 等級 含有率
％
％
％
76.2
4.1
4.0
6.3
0.06
74.2
6.9
4.5
6.3
0.16
79.8
5.6
4.0
6.2
0.01
ns
ns
ns
ns
**
**
*
ns
ns
ns
*
ns
-

1）**、* はそれぞれ 1、5% 水準で有意差あり（2 元配置分散分析）。

─ 176 ─

子実への同化産物供給不足による高温下の乳白米

する穂肥 1 回目窒素施肥量の推定、d 生育期の落水発生．日作紀．73：315-322.

期間が生育、収量、玄米品質へ及ぼす影響を調査し

4）若松謙一・佐々木修・上園一郎・田中明男（2008）

た。

水稲登熟期の高温条件下における背白米の発生に（イ） 水稲「にこまる」の適作期推定として、a及ぼす窒素施肥量の影響．日作紀．77：424-433.

低温ならびに寡照条件の登熟への影響を調査するとともに、既知の高温登熟障害指標、生育予測式及び研究担当者（内川浦＊

修 、佐藤大和、荒木雅登、

近年の気象データから品質を低下させない出穂期、移植期を推定した。

広幸、大野礼成）（ウ） 水稲「にこまる」の耕耘深が生育、収量、玄米品質へ及ぼす影響を調査した。

（６） 暖地水稲の温暖化に対応した作期と水管理による高品質安定生産技術の開発及び実証

ウア（ア） 水稲「にこまる」の栽培技術開発

研究目的

ａ

長崎県において、高温耐性品種「にこまる」を対象として、作期に応じて施肥量や水管理により生育

研究結果
穂肥施用と穂肥 2 回目窒素施肥が生育、収量、玄米品質へ及ぼす影響

量・収量構成要素を適正化し、収量、品質の低下が

穂肥窒素施肥により m2 当籾数は増える傾向にあ

少ない栽培技術を開発するとともに、日照時間（日り、千粒重は重くなり、良質粒比（精玄米に占め射量）等の違いによる収量、品質に対する影響を明る粒厚 2.1 mm 以上の玄米重量比）は向上する。良らかにし、日射量も考慮した適期作型を策定する。

質粒比は穂肥 2 回目の窒素施肥により向上するがまた、深耕による根域の拡大と登熟性の関係につい4 kg は 2 kg とほぼ変わらない。

て検討を行う。

ｂ

品質に優れ収量を確保する成熟期の生育量

2m 当穂数と一穂籾数の回帰式から、検査等級 1

イ

研究方法

等となる成熟期の生育量は m2 当籾数 26,500 粒未満

図2276-1（ア） 水稲「にこまる」の栽培技術開発として、

かつ m2 当穂数 363 本未満である。また、m2 当籾a 穂肥施用と穂肥 2 回目窒素施肥が生育、収量、玄数 23,300 粒以上で精玄米重 540 kg/10 a 以上となる

米品質へ及ぼす影響、b 品質に優れ収量を確保する（図 2276-1）。

成熟期の生育量、c 玄米外観品質に優れ収量を確保

ｃ

(本)
500

(kg/10a)800

検査等級 １等 ２等 n
諫早市
78
佐世保市
8

450

玄米外観品質に優れ収量を確保する穂肥 1

諫早市
佐世保市

RMSE
37.4
30.6

n
93
12

700

㎡当穂数
363(本)

350

精玄米重

㎡当穂数

400

㎡当籾数
265(×100)300
検査等級境界値250

図 2276-1

70
一穂籾数

540
r2 = 0.604 ***

500
233

400

(粒)
50

600

200

90

250
300
㎡当籾数

(×100)
350

水稲「にこまる」の一穂籾数、m2 当穂数と検査等級の関係、m2 当籾数と精玄米重

1）細曲線は独立変数；m2 当穂数 , 一穂籾数の判別回帰式 X=0 となる検査等級 1 等–2 等の境界値を、太線は検査等級境界値に接する直線；m2 当穂数 , 曲線；m2 当籾数を表す。図中記号は＊＊＊；0.1% 水準で諫早市において有意な回帰であること、
RMSE は平均二乗誤差、図中矢印は精玄米重 540 kg/10 a となる m2 当籾数を表す。

─ 177 ─

県主要産地で得られた寡照の影響、品質に優れる

回目窒素施肥量の推定
水稲「にこまる」は穂肥 2 回目に窒素 2 kg/10 am2 当籾数上限値 26,500 粒と近年の気象データから施肥する場合、穂肥 1 回目窒素施肥量と幼穂形成期推定される乳白粒発生を回避する出穂晩限は 9 月中2頃の生育量の関係から、m 当籾数 26,500 粒未満、

旬～ 10 月中旬である。これらの結果と、既知の高2m 当穂数 363 本未満となる穂肥 1 回目窒素施肥量

温登熟障害指標 4）、生育予測式 5）、近年の気象デー

上限値をそれぞれ推定しいずれか小さい値とするこ

タから品質を低下させない出穂期、移植期を推定すとで、玄米外観品質に優れ収量を確保する穂肥 1 回ることができる（図 2276-2）。

目窒素施肥量を推定できる（表 2276-1）。

（ウ） 水稲「にこまる」の耕耘深が生育、収量、ｄ

生育期の落水が生育、収量、玄米品質へ及玄米品質へ及ぼす影響

ぼす影響

水稲「にこまる」は耕耘深が深いと幼穂形成期～

落水期間 5 日は 10 日に比べ精玄米重はやや重く、登熟期の葉色はやや濃く、出液速度は変わらない。

2

一穂籾数はやや多く、m 当籾数はやや多い。未熟

また、地表からの深さ 5 ～ 20 cm の根重がやや増

粒率、検査等級に差はない。

す。耕耘深が深いと幼穂形成期の草丈は長く、稈長（イ） 水稲「にこまる」の適作期推定

はやや長い。また、幼穂形成期の茎数は変わらず、

水稲「にこまる」は出穂後 40 日間の平均気温が

穂数と一穂籾数はやや増加する傾向にあり、m2 当

下がると良質粒比は低下し、千粒重は軽くなり、検たり籾数、精玄米重は増加する。一方、千粒重、良査等級は低下する。水稲「にこまる」は出穂後 20

質粒比、検査等級、基白粒・背白粒発生への影響は

2日間の日平均日射量を m 当籾数で除した籾当日射みられない（表 2276-2）。

量が 500 J/ 粒 / 日を下回ると乳白粒が増す。長崎

表 2276-1

水稲「にこまる」の幼穂形成期頃の生育と穂肥 1 回目窒素施肥量の推定
葉色値(SPAD)
28
30
32
34
36

250
3
3
3
3
3

300
3
3
3
3
3

㎡当茎数(本)350 400 450
3
2
2
3
2
2
3
2
2
3
2
2
3
2
1

500
1
1
1
1
1

図2276-2

1）表中数値は穂肥 1 回目窒素施肥量（kg/10 a）を表す。表中幼穂形成期頃の生育量と窒素施肥量から推定する m2 当籾数（× 100）最低値は 243。

地域名
五島市

品種名

好適移植期

にこまる

6/30

4/25

ヒノヒカリ
諫早市

6/2

にこまる

にこまる

4/16

ヒノヒカリ
4.21

図 2276-2

5.11

9/8

8/27

9/1
9/5

8/13

9/6

6/14

7/22 8/25

9/10

5/24

8/5

5/21
4.1

7/18 8/19
8/18

7/4

5/5

ヒノヒカリ

9/4

7/13

6/23

佐世保市 にこまる

8/6

6/26

5/23

ヒノヒカリ

壱岐市

好適出穂期

6/20
5.31

6.20

7.10

8/25

8/17
7.30

8.19

8/29
9.8

(月.日)
9.28

水稲「にこまる」の適作期の推定例

1）推定値は近隣気象観測地点の 1971–00 年平均気温平年平滑値と 2005–14 年平均気温日別平均値の差で補正した値を用いた。

─ 178 ─

表 2276-2

水稲「にこまる」の耕耘深と生育、収量構成要素、玄米形質・品質

未熟粒率
収量構成要素
良質 検査
精玄
稈長
草丈
籾数
粒比 等級 基白粒 背白粒
茎数
穂数
千粒重 米重cm
cm
kg/10a本/㎡
本/㎡ 粒/穂 百粒/㎡
g
%
1～10
%
%
421 78.7 a
341 73.4
250
25.7
516
61.8
5.3
2
0
73.5 a21cm
2012年
68.2 b398 75.2 b
326 71.9
234
25.6
458
60.7
5.0
2
0
11cm
70.2
477 77.8
334 69.2
231
25.9
563
75.9
3.3
3
1
21cm
2011年
67.7
546 77.2
325 67.5
219
25.7
538
72.1
3.5
3
0
11cm
83.0 a404 81.7 a
360 75.1
270
25.2
627
72.4
3.5 15317cm
2010年
75.9 b398 78.2 b
329 71.4
235
25.0
544
75.5
3.5 26
910cm
2010
17-21cm
77.2
421 79.4
345 72.6
250 a
25.6
569 a
70.0
4.0
7
1
25.4
514 b
69.4
4.0 103-12年 10-11cm
71.5
417 76.9
326 70.3229 b1）図中異英文字間は 2010, 2011, 2012 年；同一品種 ･ 年次の耕耘間に 5% 水準の有意な差が、2010–12 年 ; 同一品種の耕耘深間に 5% 水準の有意な差があり年次×耕耘深間に交互作用がないことを表す。
生育(幼穂形成期頃)

年次

エ

考

耕耘深

察

素施肥量と幼穂形成期頃の m2 当茎数と葉色値から

水稲「にこまる」は玄米外観品質向上のため総籾推測でき、幼穂形成期頃の生育に応じた玄米外観品

数を制限するとともに一穂の充実を図ることが有効

質に優れ収量を確保する穂肥 1 回目窒素施肥量を推と考えられた。また、穂肥 2 回目窒素 2 kg/10 a 施定できる。

肥時に穂肥 1 回目窒素施肥量を増減することで幼穂（イ） 水稲「にこまる」の適作期推定

形成期の生育に応じて成熟期の生育を制御できると水稲「にこまる」は、良質粒比や千粒重の減少と推察された。また、「にこまる」の長崎県主要産地

なって現れ、出穂後 40 日間の平均気温が 23.5℃をにおける近年の気象条件下における品質を低下させ下回ると検査等級が低下する。この温度を利用し、ない出穂期を推定できた。これは指標温度が異なる

低温登熟障害を避ける適作期を推定できる。

ものの舩場ら6）による水稲「ヒノヒカリ」の好適出穂期推定法と同様であった。さらに深耕は登熟期（ウ） 水稲「にこまる」の耕耘深が生育、収量、玄米品質へ及ぼす影響

2の葉色値を高め、m 当穂数がやや増加する傾向に

深耕は、水稲「にこまる」の幼穂形成期～登熟期ありながら出液速度を低下させないことから登熟期の葉色を高め、穂揃期頃の根重をやや増し、m2 当間中の光合成能、根活性の維持に寄与するものと思籾数、精玄米重を増すが、玄米品質に影響しない。

われた。

キ
オ

今後の課題

引用文献

1）モデル結合型作物気象データベース．http://
meteocrop.dc.affrc.go.jp/real/（参照日：2014.12.21）

水稲「にこまる」の充実不足による品質低下要因

2）森田茂紀・阿部淳（1999）出液速度の測定・評と対策技術の開発

価方法．根の研究．8：117-119.

品質低下だけでなく、最大収量を得る適作期指標

3）根 系 調 査 法 v1.3. http://www.h2.dion.ne.jp/の推定~barnaba/manual.pdf（参照日：2012.8）

近年採用された他の奨励品種での適応性

4）古賀潤弥・土谷大輔・大脇淳一・佐田利行・岳

カ

要

約

田司・下山伸幸（2007）長崎県における水稲奨励（ア） 水稲「にこまる」の栽培技術開発

品種「にこまる」の特性．長崎総農林試験報（農水稲「にこまる」は穂肥 2 回目の窒素 2 kg/10 a業部門）．長崎県総合農林試験場．33：1-18.

施肥は玄米外観品質の低下なく良質粒比を増やす。

5）市原泰博・舩場貢・古賀潤弥・土井謙児・大脇2

淳一（2013）長崎県下の水稲作期策定に関する研穂肥 2 回目に窒素 2 kg/10 a 施肥する場合、m 当籾
2

数 23,300 粒以上 26,500 粒未満かつ m 当穂数 363 本

究 第 8 報温暖化に対応した主要品種の DVR 生育

未満で玄米外観品質に優れ、精玄米重 540 kg/10 a

予測式．日作九支報．79：4-7.

22を得られ、m 当籾数と m 当穂数は穂肥 1 回目窒6）舩場貢・泉省吾・田崎信幸・島ノ江智弘・松下─ 179 ─

哲也・井上眞理（2009b）長崎県下の水稲作期策定

タをイネ紋枯病発生予察システム（BLIGHTAS）

に関する研究 第 7 報県北地域における好適移植に入力して、将来のイネ紋枯病発生変動を評価す

期及び好適出穂期の推定．日作九支報．75：13-15.

る。
（イ） 地 球 温 暖 化 に よ る 高 温、 高 湿 度 に 対＊研究担当者（市原泰博 、古賀潤弥、生部和宏、

応 で き る BLIGHTAS を 開 発 す る。 全 球 気 候 モ
デ ル MIROC-H（A1B シ ナ リ オ ） と 改 良 し た

永尾亜珠紗、大脇淳一、江里口正晴）

BLIGHTAS を利用して、日本各地域の代表地点の地球温暖化によるイネ紋枯病発生変動を評価する。

８

温暖化環境におけるイネ主要病害の発生動態と防除技術ぼす影響を、1/5,000 a ワグネルポットに移植した（１） 気候変動予測モデルと病害発生予測モデ
ルを用いた水稲主要病害の発生変動予測
ア（ウ） 感染前後の高温がイネいもち病の発生に及品種ひとめぼれを温度勾配チャンバーに設置して調
査した。

研究目的
ウ

イネ紋枯病は高温条件下で多発する病害で、温暖研究結果化により発生リスクが高まる可能性がある。暖地で（ア） 地球温暖化による将来のイネ紋枯病の発生

は、近年イネ紋枯病の多発と生育後期における本病

リスク評価の急速な病勢進展が問題となっている。また、イネ

MIROC-H モデル（A1B シナリオ）による大曲

紋枯病の発生が少なかった東北地方でも増加傾向で

ア メ ダ ス ポ イ ン ト の イ ネ 紋 枯 病 の 将 来 の被害度あり、薬剤散布の必要性が高まっている。そこで、は、 年 々 増 加 し て 2090 年 に は 2010 年 の 約 1.8 倍

地球温暖化による将来のイネ紋枯病の発生リスクをになると予測された（図 2281-1）。同様の解析を評価するとともに、感染前後の高温がイネいもち病

日本各地の複数地点で行ったが、暖地では将来、の発生に及ぼす影響について検討する。

BLIGHTAS の想定以上の気温となるため発病株率
算出プログラムの修正が必要なことが明らかとなっ

イ

研究方法

た。MIROC-M モデルを用いて、大曲のイネ紋枯病（ア） 全 球 気 候 モ デ ル BCCR、CGCM-T47、
図2281‐1の A1B、A2、B1 シナリオで同様の解析を行った。

CGCM-T63、FGOALS、GISS-AOM、INMCM3、2090 年には、A1B シナリオでは約 25% の被害度とIPSL、MIROC-H、MIROC-M、MRI モデルによる予測されたが、A2、B1 シナリオでは A1B シナリ

大曲アメダスポイント（秋田県大仙市）の気象デー

オより約 5% 低い被害度に抑制されることが明らか

40

イネ紋枯病被害度

35
30

1990

25

2010

20

2030

15

2050
2070

10

2090

5
0
7/4 7/14 7/24 8/3 8/13 8/23 9/2

図 2281-1 MIROC-H による大曲アメダスポイントの将来のイネ紋枯病の被害度の発生変動予測（シナリオ A1B）
1）BLIGHTAS 計算期間は出穂前後 1 か月間（7/4–9/3）。10 年間の平均値（日平均気温と湿度）を BLIGHTAS に入力して予測した（1990：1981–1990、2010：2001–2010）。

─ 180 ─となった。

地球温暖化により、長期的には日本各地で今後イ10 種の温暖化モデル（A1B）による大曲のイネ

ネ紋枯病の発生リスクが高まると予測された。ま

紋枯病の平均被害度は、2090 年には 23.7% と予測

た、イネ紋枯病の発生の少ないところほど、将来被された。被害度は IPSL モデルで最も低く 19.9%、

害度の増加が大きくなると推測され、現在、イネ紋

FGOALS モデルで最も高く 28.2% と予測された。

枯病がほとんど発生していない月形では、将来被害

MIROC-H モデル（A1B）を用いて、月形（北海が大きくなり、40 年後には約 29% になると予測さ道）、大曲（秋田）、下妻（茨城）、愛西（愛知）、巻れた。長期的には発生リスクが高まるが、発生の年（新潟）、南小松（滋賀）、虫明（岡山）、引田（香次変動は大きく要防除水準を用いた発生予察による川）、朝倉（福岡）のイネ紋枯病被害度発生変動を防除が今後も重要と考えられた。

10 年間平均で評価した。現在、イネ紋枯病がほと（イ） 感染前後の高温がイネいもち病の発生に及んど発生していない月形では、将来被害が大きくな

ぼす影響

り、40 年後には約 29% になると予測された。全て感染前後の葉いもち病斑の発現には、高温抑制効の地点で、イネ紋枯病の増加が予測されたが、下果があると考えられた。一方、穂いもちでは、接種

妻、愛西では増加が小さく（40 年後で約 1.03 倍）、

前または接種後の生育気温による穂いもち被害度に大曲、朝倉で大きかった（約 1.4-1.8 倍）。

大きな差は無く、地球温暖化によるイネの穂いもち（イ） 感染前後の高温がイネいもち病の発生に及感受性には大きな影響がない可能性が示唆された。

ぼす影響

オ

接種前または接種後のイネの生育気温が高くなる

今後の課題

ほど、発現する葉いもち病斑は少なくなり、気温とイネ紋枯病の発生変動予測については、調査地点

病斑数には高い相関がみられた（図 2281-2）。葉いを増やして温暖化による影響評価の地域特性を明らもち病斑の発現には、高温抑制効果があると考えらかにする。中長期的な気候変動予測に基づく温暖化れた。一方、穂いもちでは、接種前または接種後のによる病害の回避・軽減技術の確立に利用するた

2281‐2 生育気温による穂いもち被害度に大きな差は無く、め、気象メッシュデータを利用したイネ紋枯病の発地球温暖化によるイネの穂いもち感受性には大きな生変動について評価する。また、短期的にも気象変影響がない可能性が示唆された。

動が大きくなることが予測されており、要防除水準を用いた発生予察システムによる薬剤防除要否判断

エ

考

察

が必要となる。
長期的には、気温の上昇によりイネいもち病の発（ア） 地球温暖化による将来のイネ紋枯病の発生

生は抑制傾向となると予測されるが、気象の年次変リスク評価

y = -0.1846x + 5.7951
R² = 0.8135

葉いもち病斑数/茎

2.5
2
1.5

2010
2011

1

2012

葉いもち病斑数/茎

3

0.5
0
18

23
接種前の平均気温(℃)

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

y = -0.1261x + 4.1832
R² = 0.6034

2010
2011
2012

20

28

25
30
接種後の平均気温（℃）

図 2281-2 接種前（左）または接種後（右）の高温処理が発現する葉いもち病斑数に及ぼす影響（2010-2012 年、温度勾配チャンバーで試験）─ 181 ─動、集中豪雨等の日変動が大きくなることから、イ

量及び白未熟粒率の関係について共分散分析により

ネいもち病の発生予測の精度向上が期待される。

解析を行った。
（イ） イネ紋枯病の発病と収量及び白未熟粒への

カ

要

約

被害の地域変動について、（ア）で得られた同一年10 種の温暖化モデルによる大曲アメダスポイン

次の宮城県 ｢ひとめぼれ｣ と熊本県 ｢ヒノヒカリ｣

ト（秋田県）のイネ紋枯病の平均被害度は、2090の発病株率と収量及び白未熟粒率の関係について、

年には 23.7% と予測された。MIROC-H モデルを用

共分散分析により解析を行った。

いて、全国 9 か所のイネ紋枯病被害度発生変動を（ウ）（ア）で有意差が認められた熊本の年次間差

10 年間平均で評価した。全ての地点で、イネ紋枯の要因について、イネ紋枯病の発病推移と気温の関病の増加が予測されたが、地点により増加割合には係を解析した。

大きな差があった。

（エ）高温によるイネ紋枯病の後期進展に対する

葉いもち病斑の発現には、高温抑制効果があると適切な防除時期を検討するため、出穂 3 週間前、1考えられた。一方、穂いもちでは、地球温暖化によ週間前及び出穂期にフルトラニル剤の 1,000 倍液でるイネの感受性には大きな影響がない可能性が示唆

本田防除を行い、イネ紋枯病の発病と収量の関係にされた。

ついて共分散分析により解析を行った。

研究担当者（小林ウ

隆＊、兼松誠司、菅野洋光）

研究結果と考察（ア） 宮城でのイネ紋枯病の発病株率と収量の関係について各年の傾きに有意差が見られないことか（２） イネ紋枯病の発病と収量および品質の年

ら、イネ紋枯病による減収割合は一定であることが次・地域間差とその要因の解析

明らかとなった。鈴木らは三つの品種について要防ア

除水準を設定しているが 1）、各年の傾きに差が見ら

研究目的

イネ紋枯病は高温条件下で多発する病害で、温暖れないことから、要防除水準の年毎のぶれは少ない化により発生リスクが高まる可能性がある。暖地でと考えられた。一方、熊本ではイネ紋枯病の発病株

は、近年、イネ紋枯病の多発と生育後期における本率と収量の関係について各年の傾きに有意差が見ら病の急速な病勢進展が問題となっている。また、今れた。特に 2012 年は 2013、2014 年よりも傾きが右までイネ紋枯病の発生が少なかった東北地方でも増下がりで、発病株率に対する減収の割合が大きかっ

加傾向にあり、薬剤散布による防除の必要性が高た。宮城でのイネ紋枯病の発病株率と白未熟粒率のまっている。そこで、地球温暖化による水稲主要病

関係についても収量と同様に各年の傾きに有意差が害の発生リスクを評価して、暖地ならびに寒冷地に見られないことから、イネ紋枯病による白未熟粒発

おける温暖化に対応したイネ紋枯病防除対策技術を生は一定であることが明らかとなった。一方、熊本開発する。

でのイネ紋枯病発病株率と白未熟粒率の関係については各年の傾きに有意差が見られた。収量と同様に

イ

研究方法

2012 年は 2013、2014 年よりも傾きが右上がりで、（ア） 宮城及び熊本におけるイネ紋枯病の発病と発病株率に対する白未熟粒発生の割合が大きかっ

収量・品質への被害の年次変動について、宮城はた。熊本では年次間差が認められるため、年毎の要「ひとめぼれ」、熊本では「ヒノヒカリ」の栽培圃場

防除水準にぶれが生じることが示された（図 2282-

において、イネ紋枯病菌の接種と薬剤防除を組み合1）。

わせて異なる発病程度の区を作出し、経時的に発病（イ） 2012 年の宮城及び熊本における発病株率調査（発病株率、病斑高率）を行い、羽柴の式で被と収量の関係については傾きに有意差があり、発病害度を算出した。試験区の一部を収穫後、脱穀調製

株率と収量の関係に地域間差が認められた。しかし、収量ならびに玄米の品質調査を行った。これら

し、2013 年の関係では傾きに有意差が見られなかっの試験データを用いて、イネ紋枯病の発病株率と収た。一方、2012 年の宮城及び熊本における発病株

─ 182 ─R2=0.5925
p<.0001*
年次*株率
p=0.4106

R2=0.9292
p<.0001*
年次*株率
p=0.1621

R2=0.9008
p<.0001*
年次*株率
p=0.0012*

R2=0.5647
p<.0001*
年次*株率
p=0.0479*

図 2282-1 左上 宮城における発病株率と収量の関係、左下 熊本における発病株率と収量の関係、右上における発病株率と白未熟粒率の関係、右下 熊本における発病株率と白未熟粒率の関係

宮城率と白未熟粒率の関係については傾きに有意差が認やかになっており、発病株率に対する減収の割合がめられず、地域間差が認められなかったが、2013

低いと考えられた。単年度の試験であるが、出穂 3

年では傾きに有意差があり、地域間差が認められ～ 1 週間前の本田散布が最も効果的な防除時期であた。年次によって、イネ紋枯病の発生と被害の関係る可能性が考えられた。（図 2282-3）。

に地域間差があるため、要防除水準は地域毎に別個に設定する必要があることが示された。

エ

今後の課題

（ウ） 熊本での年次間差の要因について調べるた

出穂以降のイネ紋枯病の発生拡大を抑制するため

め、2012 ～ 2014 年のイネ紋枯病の発病推移を比較

適切な本田防除時期と薬剤の検討を行う必要があるした。2012 年は 2013、2014 年よりも発病株率が高く、病斑が 9 月下旬まで進展したため、病斑高率もオ高かった（図 2282-2）。過去 5 年間の 9 月 1 ～ 20 日（ア） 宮城でのイネ紋枯病の発病株率と収量の関の平均気温が 25.2℃であることから、出穂以降の平係について、イネ紋枯病による減収割合は一定で

均気温は 2012 年でやや高温、2013、2014 年でややあった。一方、熊本ではイネ紋枯病の発病株率と収低温であった。

量の関係についてイネ紋枯病による減収割合に年次（エ） 出穂 3 週間前から出穂期の間で本田防除を間差が見られた。イネ紋枯病の発病株率と白未熟粒行った区では、発病株率及び病斑高率が低く、効果率についても同様の結果であった。

が認められたものの、無処理区の発病があまり進ま（イ） 2012、2013 年の宮城と熊本における発病ず、本田散布区と無処理区の発病の差は大きくな

株率と収量の関係は地域間差が認められた。発病株かった。無処理区及び 3 時期の本田散布区について

率と白未熟粒率の関係についても同様の結果が得ら

発病株率と収量の関係を共分散分析で解析したとこれた。

ろ、出穂 3 週間前及び 1 週間前の本田散布区の傾き（ウ） 熊本でイネ紋枯病の発病と収量・白未熟粒

は無処理区及び出穂期の本田散布区の傾きよりも緩率の関係に年次間差が生じた要因として、2012 年

─ 183 ─

要

約

80

70

70

60
50
病斑高率(%)

発病株率(%)

60
50
40

40
30

30
20

2012年

20

2013年

2013年
10

2012年

10

2014年

2014年

0

0

図 2282-2

2012 ～ 2014 年の熊本におけるイネ紋枯病の発病推移

R2=0.9292
P=0.00594

図 2282-3

異なる本田防除時期におけるイネ紋枯病の発病株率と収量の関係は他の年よりも出穂後に高温が続き、イネ紋枯病の（３） 寒冷地における収量・品質を考慮したイ発生が拡大したためと考えられた。

ネ紋枯病の要防除水準の作成と効率的な防除（エ） 出穂期以降のイネ紋枯病の進展を抑制する

技術の開発のに最適な本田防除時期は出穂 3 ～ 1 週間前である

ア

可能性が示唆された。

イネ紋枯病はこれまで発生が少なかった東北地方

研究目的でも増加傾向にある。そこで、地球温暖化による水

カ

引用文献

稲主要病害の発生リスクを評価して、寒冷地におけ

1）鈴木智貴・大場淳司・宮野法近・辻英明（2014）

る温暖化に対応したイネ紋枯病防除対策技術を開発

宮城県における複数品種の紋枯病に対する要防除するため、宮城県の主力品種である「ひとめぼれ」

水準．日植病報（講要）．80：263-264.

をはじめ主要品種の本病に対する要防除水準の作成

2）井上博喜・宮坂篤・川上顕・笹谷孝英・鈴木智と効率的な防除技術の開発を行う。

貴・宮野法近・平八重一之（2014）共分散分析によるイネ紋枯病被害の年次・地域間差の解析．日

イ

研究方法

植病報（講要）．80：263.

（ア） イネ紋枯病に対する要防除水準の作成については、宮城県古川農業試験場（宮城県大崎市古＊研究担当者（井上博喜 、宮坂

篤）川）の 5 a の試験ほ場において、宮城県の主要品種として、中生品種である「ひとめぼれ」と「ササニシキ」を供試した。晩生品種として「コシヒカリ」
を供試し、出穂直前の発病株率と収量あるいは白未熟粒割合との関係を解析した。
─ 184 ─（イ） 箱処理剤を活用した効率的な防除技術の検の発病株率を低く抑えたが、収量ではその効果が判討については、前年の発生程度に応じた箱処理剤の然としなかった。復元初年のほ場では、連作ほ場と防除効果の検討として、中生品種である「ひとめぼ比較して発生が少ない傾向があった。

れ」と晩生品種である「コシヒカリ」を供試し、前（ウ） 箱処理剤による予防防除の目安の設定
ａ

年の収穫期の発病株率が 10 ～ 47% のほ場で、イネ

水稲連作年数とイネ紋枯病の発生との関係

紋枯病を対象とする箱処理剤の有無で発病状況及びは、連作 3 年目で復元田及び連作 2 年目水田と比較収量を調査した。また、予防防除を実施する目安のして発生程度が高くなったが、4 年目水田との関係検討として、宮城県中部に位置する一般農家の現地は判然としなかった。
ｂ

ほ場において、収穫直前の発病株率をほ場毎に、畦

収穫期の発病株率と次年度の発生との関係

畔（50 ～ 300 株）を見歩き調査するとともに、農では、収穫期発病株率が高いほ場ほど、次年度の発

家からほ場の栽培履歴を入手し、ほ場ごとに水稲の生が前年以上となる傾向があり、発病株率が 30 ～連作年数と発生程度の関係及び収穫期の発病程度が40% のほ場では次年度の発生が前年以上となるほ

次年度の発生に及ぼす影響を解析した。

場の割合が 8 割に及んだ（図 2283-2）。説明変数を「収穫期発病株率」、目的変数を「次年度に発生程度

ウ

研究結果

が前年を上回る確率」としてロジスティックモデルに当てはめたところ、発生が前年を上回るほ場の割（ア）要防除水準の設定
ａ 「穂ばらみ期の発病株率」を説明変数（x）

合が 8 割の時の前年収穫期発病株率が 36% であった（df ＝ 1、χ 2 ＝ 76.17、P<0.001）。

とし、無接種区に対し「減収（1%、3%、5%）の発生確率」及び「白未熟粒増加（1%、3%）の発生確ｃ以上から、次年度に確実に被害が増加する率」を目的変数としてロジスティック回帰分析し、基準を 8 割として、予防防除の目安を前年収穫期の得られた推定式から被害の発生確率 50% を防除要

発病株率が 40% 程度に設定した。

否の判断基準として、穂ばらみ期発病株率での要防（エ）イネ紋枯病の効率的な防除体系

除水準を設定した。ひとめぼれでは、減収率 5% でａ

本田期の要防除水準と予防防除の目安の設18%、減収率 3% で 12%、減収率 1% で 10% とした定から、イネ紋枯病の効率的な防除体系を構築し（表 2283-1）。

た（図 2283-3）。本体系は宮城県での「ひとめぼれ」

ｂ

設定した要防除水準の妥当性を検証した結を対象とした場合、予防防除の目安が収穫期の発病

果、穂ばらみ期の発病株率が 20% の場合の減収 5%

株率で 40%、移植後の本田での要防除水準が出穂以上の発生確率が 61%（信頼区間 33.6 ～ 82.9%）に直前の発病株率で 18% とした。これにより紋枯病

対 し、 接 種 20% 区 で は 12 区 中 10 区（83.3%） がを対象とした年間の薬剤（成分）数が 0 ～ 2 回とな

5% 以上減収した。防除の効果は薬剤散布により被り、発生に応じた効率的防除が可能となる。

害度は低く抑えられたものの（図 2283-1）、収量にｂ

実証試験を実施したところ、箱処理剤のみ

ついては判然としなかった。

で本田期の要防除水準未満に抑えることはできな（イ） 箱処理剤を活用した効率的な防除技術かったが、予防防除及び茎葉散布による防除を実施「ひとめぼれ」「コシヒカリ」どちらの防除区も、しなかった無防除区と比較して被害度は低く抑えら

前年の発病株率に関わらず無防除区と比較して当年れた。

表 2283-1

防除要否の判断基準（被害確率 50% で設定）

被害許容水準
収量5％以上減収
収量3％以上減収
収量1％以上減収
白未熟粒3％以上増加
白未熟粒1％以上増加

穂ばらみ期発病株率
ひとめぼれ ササニシキ コシヒカリ
18％
10％
29％
12％
9％
18％
10％
3％
14％
67％
28％
51％
11％
12％

─ 185 ─

図 2283-1

接種及び無接種区の収穫期被害度の比較

注 1）図は箱ひげ図を示す（各処理区 N=12）
注 2）異なる符号間は 5% 水準で有意（Steel-Dwass 検定）

図 2283-3

図 2283-2

収穫期の発病株率と次年度の被害の関係

注 1）グラフのアルファベットは発生程度を示す。
A：収穫期の発病株率 10% 未満 B：同 10% 以上 20% 未満
C：同 20% 以上 30% 未満 D：同 30% 以上 40% 未満
E：同 40% 以上

イネ紋枯病の効率的な防除体系

収穫期に発病株率を調査し、次の年の予防剤の使用を判断する。移植後、出穂前に発病株率を調査し、状況に応じて茎葉散布による追加防除を実施する。

エ

考

察

除を実施して本病を抑える隔年防除 4） やインター（ア） イネ紋枯病の要防除水準は多くの都道府

バル防除 5） が試みられているが、これらを実施す

県で設定されている。東北地方では岩手県 1）、山形

るための目安は設定されていなかった。今回、現地

2）などで各県の当時の主要品種で検討されていの発病実態を数年間継続して調査し、ロジスティッ

る。宮城県の「ひとめぼれ」の要防除水準を、出穂クモデルに当てはめることで検討した結果、収穫期直前の発病株率で 10 ～ 20% の範囲で設定できた。

の発病株率から次年作の予防防除（箱処理剤）の要また要防除水準には品種間差がみられ、品種ごとに否の目安を設定することができた 6）。この目安は現設定する必要があると考えられた。

地の発病株率から設定しているため、病害虫防除所（イ） イネ紋枯病は病斑上に形成される菌核がほ等が調査している定点調査ほ場データを活用するこ場で越冬し、翌年の伝染源となる。このため、当年とも可能と考えられた。

の発生量が次年度の発生量に影響を及ぼすことが報（ウ） イネ紋枯病が玄米品質に及ぼす影響は、特県

3）告されている 。これまで、1 ～数年おきに薬剤防に白未熟粒の発生を助長することが報告されてい─ 186 ─る 7,8）。一方、寒冷地における報告は少なく 9）、そに関する研究．岩手農試研報．20：55-75.

の実態は十分明らかとなっていない。今回、白未熟

2）早坂剛・本田浩央（1999）山形県におけるイネ粒の増加を被害許容水準として要防除水準の設定を

紋枯病の発生生態と防除要否判定基準の作成．山試みた。その結果、有意なロジスティックモデルが形農試研報．33：45-56．

得られたものの、減収を被害許容水準とした場合よ

3）石川浩司・小潟慶司・黒田智久・岩田大介（2012）

りも防除水準を緩く設定できた。このことは、本病

前年の紋枯病発生量がその翌年の発生量に与えるの被害が白未熟粒の増加に及ぼす影響は減収量に及影響．北陸病虫研報．61：11-13.

ぼす影響よりも小さいことを示唆している。すなわ4）辻英明（2012）イネ紋枯病の隔年防除の効果．

ち、寒冷地での本病の防除は減収量を対象にするこ

日植病報（講要）．78（3）：247.

とで品質も維持されると考えられる。

5）洞口博昭・武田眞一（2011）オリサストロビン
粒剤の箱施用を活用したイネ紋枯病のインターバ

オ

今後の課題

ル防除の可能性．北日本病虫研報．62：206.

（ア） 今回設定した要防除水準は個々の品種によ

6）鈴木智貴・大場淳司・辻英明・宮野法近・佐藤るものであるが、多数の品種が存在し、今後も新品

直紀（2015）イネ紋枯病の予防防除実施のための種が増える中で、品種ごとに要防除水準を設定する

目安の検討 . 日植病報（講要）．81：57.

のは効率的ではないため、品種の熟期別の要防除水

7）磯田淳・三島利夫・塚本俊秀・門脇義之（2002）

準等、新たな評価手法が必要である。

イネ紋枯病が乳白粒の発生を助長する．日植病報（イ） 被害度は、吉村の被害度算出法を簡易かつ（講要）．68：81.

効率的に調査できる羽柴の病斑高率から被害度で算

8）宮坂篤・中島隆・鈴木文彦・荒井治善・吉田め出している。この被害度は近年の気象下では減収とぐみ・大崎美由紀（2009）イネ紋枯病は温暖化に必ずしも一致しない事例がある。近年の気象下でもよる水稲の白未熟粒発生を助長する．九病虫研会

評価できる、特に減収量を反映できる新しい被害度

報．55：13-17.

算出法あるいは羽柴の方法の改良が必要である。

9）大場淳司（2010）イネ紋枯病の発生が玄米の収（ウ） 寒冷地におけるイネ紋枯病と白未熟粒発生

量及び品質に及ぼす影響．北日本病虫研報（講要）．

の関係、特に出穂期以降の急激な病勢進展時の解析

61：263.

が必要である。
研究担当者（鈴木智貴 ＊、大場淳司、宮野法近、

カ

要

約

辻

英明）

防除水準を設定した。

９

温暖化に対応した畑作安定生産技術の開発（イ） 前年の発病株率の多少に関わらず、箱処理（１） 温暖化に対応した小麦系統の特性解明と（ア） 被害発生確率 50% を防除要否の基準とし、「ひとめぼれ」、「ササニシキ」、「コシヒカリ」で要剤により当年の発病を低く抑えた。

安定栽培技術の開発（ウ） 収穫期の発病株率が高くなるほど、次の年

アの収穫期は発病株率が増加する。ロジスティック

冬作物である小麦作においては、播種後の秋の温モデルに当てはめたところ、収穫期の発病株率が暖化によって栄養生長期間の短縮や晩霜害が発生

36% で次の年の収穫期発病株率が増加する確率がし、減収することが懸念される。そこで本課題で80% となった。

は、温暖化に対応した生育特性を持つ遺伝子型の解（エ） 要防除水準と予防防除の目安を組み合わ

明と栽培管理技術の開発を行う。生育特性の解明にせ、イネ紋枯病の効率的な防除体系を構築した。

あたっては、温暖化による減収は生育の早期化に

研究目的

よって起こるため、小麦の生育の早晩性に関わる二

キ

引用文献

つの性質、日長反応性と低温要求性に着目した。

1）小川勝美・渡部茂（1977）稲紋枯病の発生予察─ 187 ─イ

研究方法

種の播種日は 2010 年 11 月 15 日と 2011 年 11 月 7（ア） 温暖化に対応した生育特性を持つ遺伝子型

日、晩期播種の播種日は 2010 年 12 月 7 日と 2011の解明

年 11 月 22 日であった。2012/2013 栽培では早期播ａ

日長反応性遺伝子に関する準同質遺伝子系

種区のみ設け、播種日は 2012 年 10 月 9 日であった。いずれの栽培でも基肥として N-P2O5-K2O：2-6-統の生育及び収量特性
我が国のコムギの日長反応性には、日長反応性遺

6 kg/10 a を施用し、追肥は行わなかった。各処理

伝子 Ppd-B1 及び Ppd-D1 が重要であることが明ら

区とも葉齢 4.0 程度の時期から約 2 週間おきに主茎1）かになっている（Tanio et al. ）。本試験では、材の幼穂分化程度を調査し 2）、小穂分化中期の前期料として「Vrn-A1 型アブクマワセ」を背景とした（Ⅶ e 期）を二重隆起形成期として、Porter ら 9）の日長反応性遺伝子 Ppd-B1 及び Ppd-D1 の組み合わ手法に従ってそれぞれの暦日を算出し、生殖成長のせの異なる準同質遺伝子系統 4 系統を用いた。栽培開始日とした。開花期及び成熟期は達観で判断しは中央農研谷和原畑試験圃場（茨城県つくばみらいた 9）。収穫期には坪刈り収穫を行って子実重等を調市）及び九州沖縄農業研究センター（以下「九州沖査した。

縄農研」）試験圃場（福岡県筑後市）の 2 地点で、

（イ） 温暖化に対応した栽培技術の開発

2009/2010、2010/2011 及 び 2011/2012 の 3 回 行 っａ

た。株間 8.5 cm で 4 粒ずつ播種し、播種日はつく

統間差異

追肥による増収効果の春播型と秋播型の系

ばみらい市では 2009 年 11 月 6 日、2010 年 11 月 5

材料として低温要求性遺伝子 Vrn-D1 を優性で日、2011 年 11 月 1 日、筑後市では 2009 年 11 月 20持つ春播型早生品種「アブクマワセ」及び「アサ日、2010 年 11 月 19 日、2011 年 11 月 17 日であっカゼコムギ」と、これらを反復親として育成した

た。施肥管理はそれぞれの地域の慣行にならった。

Vrn-D1 を劣性で持つ準同質遺伝子系統「秋播型ア

分げつ期から節間伸長期にかけて約 2 週間おきにブクマワセ」及び「秋播型アサカゼコムギ」（藤田の基準を参考に調ら）8）の 4 品種・系統を用いた。栽培は中央農研観査した。同時に稈長も調査し、主稈長が 20 mm に

音台畑圃場において、2012/2013 及び 2013/2014 のなった日を指数曲線 y=a*bx（x= 播種後日数、y=

2 回行った。播種日は 2012 年 10 月 9 日と 2013 年

主稈長）を回帰式として用いて推定し、茎立期と10 月 15 日であった。いずれの栽培でも基肥として主茎の幼穂分化程度を稲村ら2）3）した（藤田ら） 。出穂期及び成熟期は達観で判断
4）

し 、成熟期に坪刈りを行って子実重等を調査した。
ｂ

低温要求性遺伝子に関する準同質遺伝子系

N-P2O5-K2O：2-6-6 kg/10 a を施用し、処理として茎立期追肥で 6 kgN/10 a を施用する区としない区を設けた。収穫期に坪刈り収穫を行い、子実重等を調査した。

統の生育及び収量特性
我が国のコムギの低温要求性には、低温要求性

ウ

遺伝子 Vrn-D1 が重要であることが明らかになっ
5）

.6）

7）

研究結果

ている（Goto 、Iwaki et al 、関ら ）。本試験で（ア） 温暖化に対応した生育特性を持つ遺伝子型

は、材料として低温要求性遺伝子 Vrn-D1 を優性の解明で持つ春播型早生品種「アブクマワセ」及び「アａサカゼコムギ」と、これらを反復親として育成し日長反応性遺伝子に関する準同質遺伝子系

統の生育及び収量特性

た Vrn-D1 を劣性で持つ準同質遺伝子系統「秋播日長制御環境下における試験により、不感光型型アブクマワセ」及び「秋播型アサカゼコムギ」の Ppd-B1 及 び Ppd-D1 は 不 完 全 優 性 で 相加効果8）（藤田ら） の 4 品種・系統を用いた。栽培は中を持ち、短日条件下では生殖成長の開始点である

央農研観音台畑圃場（茨城県つくば市）において、二重隆起形成期とその後の幼穂分化を促進して出2010/2011、2011/2012 及 び 2012/2013 の 3 回 行 っ穂期を早めることが明らかになっている（Tanio et

た。2010/2011 及び 2011/2012 栽培では早期播種区、

al.）10）。圃場条件下で行った本試験でも、不感光型

標準播種区及び晩期播種区の 3 処理区設け、播種日の Ppd-B1 及び Ppd-D1 は幼穂分化過程の進行を促は 2010 年 10 月 21 日、2011 年 10 月 12 日、標準播

進して二重隆起形成期と頂端小穂形成期を早める

─ 188 ─ｂ

効果を持ち、その効果は Ppd-B1 の方が Ppd-D1 よ

低温要求性遺伝子に関する準同質遺伝子系

統の生育及び収量特性

り強いことも確認された（図 2291-1）（Matsuyama
11）

et al. ）。しかし、幼穂分化過程の進行に対する

Vrn-D1 を劣性で持つ秋播型のコムギは優性で持Ppd-B1 と Ppd-D1 の相加効果は本試験では観察さつ春播型のコムギより幼穂分化と節間伸長開始が遅れず、幼穂分化に対する相加効果は遺伝的背景や生いことが明らかになっている（藤田ら 8）、関ら 7））。

育環境によって見られなくなると示唆された（図本試験でも、生殖成長が開始される二重隆起形成期

11）2291-1）（Matsuyama et al. ）。また、不感光型のは秋播型のコムギの方が遅く、秋播型のコムギは播

Ppd-B1 と Ppd-D1 は出穂期と成熟期を早期化させ、種後の気温が高い早期播種においても生殖成長前のその効果は Ppd-B1 の方が強く、相加効果があり、栄養生長期間が長く確保されていた（図 2291-2）。

両遺伝子とも不感光型の系統は両遺伝子とも感光

また、早期播種した春播型のコムギは 3 月上旬の時

図2291‐1型の系統より出穂期が 14 日、成熟期が 6 日早くなると示された点で約 50% の主茎が幼穂凍死型凍霜害に遭い枯死11）していたのに対し、秋播型のコムギでは幼穂凍死型。そして、出穂期が早い系統ほど
21 穂小穂数、1 穂粒数、1 m 当たり粒数及び子実重

凍霜害は見られず、秋播型のコムギは早期に播種しが少なく、両遺伝子とも不感光型の極早生系統は両た場合でも春播型のコムギより幼穂凍死型凍霜害に遺伝子とも感光型の晩生系統より約 30% 減収した

遭いにくいことが確認された。一方で収量はいずれ11）の播種期においても播性間で有意差は無かったが、

図2291‐2

幼穂分化程度（Matsuyama et al. ）。

10
Ⅹ<
Ⅹ9
Ⅸl8
Ⅸm
7
6
Ⅸe
Ⅷ5
Ⅶl
4
3
Ⅶe
Ⅵ2
Ⅴ1
0
<Ⅴ

Ppd-B1（不感光型）Ppd-D1（不感光型）
Ppd-B1（不感光型）ppd-D1（感光型）
ppd-B1（感光型）Ppd-D1（不感光型）
ppd-B1（感光型）ppd-D1（感光型）

12/16

図 2291-1

1/6

1/27

2/17

3/8

3/23

日長反応性遺伝子に関する準同質遺伝子系統の幼穂分化の進行の差異

生殖成長の開始までの栄養生長期間の日数（日）1）データはつくば市における 2010/11/5 播種栽培の結果を示す。
2）Ⅴは苞分化後期、Ⅵは小穂分化前期、Ⅶは小穂分化中期、Ⅷは小穂分化後期、Ⅸは頴花分化前期、Ⅹは頴花分化後期を示す。e は各期の前期、m は中期、l は後期を示す（稲村ら 2））。

120
100

***
80

***
103
88

ns
101 10380
60

Vrn-D1 優性の系統
系列1
（春播型）
系列2
Vrn-D1 劣性の系統
（秋播型）

45

40
20
0
1早期播種
2
3 標準播種45 晩期播種67

図 2291-2

低温要求性に関する準同質遺伝子系統の初期生育の差異

1）データは 2010/2011 及び 2011/2012 栽培の平均値を示す。
2）Vrn-D1 優性の系統の値は春播型品種「アブクマワセ」及び「アサカゼコムギ」の、Vrn-D1 劣性の系
統の値はこれらの準同質遺伝子系統である「秋播型アブクマワセ」及び「秋播型アサカゼコムギ」の平均値を示す。
3）図中の＊＊＊は 0.1% 水準で系統間に有意差があることを示し、ns は有意差が無いことを示す。

─ 189 ─

秋播型のコムギの方が 10 ～ 20% 程度多収であったａ

追肥による増収効果の春播型と秋播型の系（図 2291-3）。また、早期播種及び標準播種では秋播

統間差異型のコムギの 1 穂小穂数が春播型より有意に多かっ

茎立期追肥による増収効果は秋播型のコムギの方た（表 2291-1）。このことから、秋播型のコムギはが春播型のコムギより大きく、秋播型のコムギでは標準かそれより早い播種期においては春播型よりシ

茎立期追肥により約 15% 増収した（図 2291-4）。まンクサイズが大きく、収量ポテンシャルは高い可能

た、秋播型のコムギに対する茎立期追肥による増収性が示唆された。

は、穂数と 1 穂粒数の増加によると考えられた（表（イ） 温暖化に対応した栽培技術の開発

2291-2）。

表 2291-1 低温要求性に関する準同質遺伝子系統の 1
穂小穂数の差異a.早期播種子実重 (kg/a)

50
40

ns
ns
43.3
43.2
39.5
39.4

30

1穂小穂数 1小穂粒数
14.3
1.4
17.2
1.2
**
ns

Vrn-D1 優性の系統（春播型）
Vrn-D1 劣性の系統（秋播型）
b.標準播種

ns
29.3
25.0

20
10

1穂小穂数 1小穂粒数
15.7
1.6
17.3
1.5
**
ns

Vrn-D1 優性の系統
系列1
（春播型）

Vrn-D1 優性の系統（春播型）
Vrn-D1 劣性の系統（秋播型）

系列2
Vrn-D1 劣性の系統（秋播型）

c.晩期播種

0

1穂小穂数 1小穂粒数
14.6
1.6
14.7
1.8
ns
*
1）データは 2011/2012 栽培の平均値を示す。
2）Vrn-D1 優性の系統と Vrn-D1 劣性の系統は図 2291-2 と同じ。
3）表中の＊＊は 1%、＊は 5% 水準で有意差があることを、nsは有意差が無いことを示す。

Vrn-D1 優性の系統（春播型）
Vrn-D1 劣性の系統（秋播型）

1早期播種
2
3標準播種
4
5 晩期播種67

図 2291-3 低温要求性に関する準同質遺伝子系統の収量の差異
1）データは 2010/2011 及び 2011/2012 栽培の平均値を示す。
2）Vrn-D1 優性の系統と Vrn-D1 劣性の系統は図 2291-2 と同じ。
3）図中の ns は有意差が無いことを示す。

表 2291-2 茎立期追肥が低温要求性に関する準同質遺伝子系統の収量構成要素に及ぼす影響
a. Vrn-D1 優性の系統(春播型） b. Vrn-D1 劣性の系統（秋播型）
*
90.0
90.0
78.3
ns
66.0
75.0
75.0
62.8 61.9

1）データは 2012/2013 栽培の結果を示す。
2）Vrn-D1 優性の系統と Vrn-D1 劣性の系統は図 2291-2 と同じ。
3）図中の＊ は 5% 水準で有意差があることを示し、ns は有意差が無いことを示す。

子実重 (kg/a)1）データは 2012/2013 栽培の結果を示す。
2）Vrn-D1 優性の系統と Vrn-D1 劣性の系統は図 2291-2 と同じ。
3）図中の＊ は 5% 水準で有意差があることを示し、ns は有意差が無いことを示す。

子実重 (kg/a)

図 2291-4 低温要求性に関する準同質遺伝子系統の追肥による増収効果の差異

a.Vrn-D1 優性の系統（春播型）
穂数
千粒重
追肥
1穂粒数
(g)
（本/m2）
なし
675
22.9
40.9
あり
614
24.5
41.5
ns
ns
ns
b.Vrn-D1 劣性の系統（秋播型）
穂数
千粒重
追肥
1穂粒数
2
(g)
（本/m ）
なし
666
24.4
40.9
あり
714
26.8
40.9
ns
*
ns

60.0
45.0
30.0
15.0
0.0
あり 追肥
なし 追肥
なし あり

60.0
45.0
30.0
15.0
0.0

あり 追肥
なし 追肥
なし あり

─ 190 ─エ

考

察のコムギは、優性で持つ春播型のコムギよりシンク（ア） 日長反応性に関する検討では、日長反応性

サイズが大きく収量性も良い。

遺伝子 Ppd-B1 及び Ppd-D1 が両方とも感光型の晩（イ） 低温要求性遺伝子 Vrn-D1 を劣性で持つ秋生系統は幼穂分化の進行が遅く十分な栄養生長期間

播型のコムギは、優性で持つ春播型のコムギより茎を確保でき多収となると示された。しかしながら成立期追肥による増収効果が高く、茎立期追肥の実施

熟期が遅くなるため、品種育成に際してはこの部分がより重要である。

を改善すべきであると考えられた。低温要求性に関する検討では、現在の温暖地及び暖地において主要

キ

引用文献

である低温要求性遺伝子 Vrn-D1 を優性で持つ春播

1）Tanio M., Kato K., Ishikawa N., Tamura Y.,

型のコムギと比較して Vrn-D1 を劣性で持つ秋播型

Sato M., Takagi H., Matsuoka M.（2005）Geneticのコムギは、生殖成長前の栄養生長期間が長く確保

analysis of photoperiod response in wheat and its

され、幼穂凍死型凍霜害に遭いにくく、やや多収とrelation with the earliness of heading in the south

なることが示された。また、秋播型のコムギは 1 穂part of Japan. Breed. Sci. 55: 327-334.

小穂数が多くてシンクサイズが大きいことが示され

2）稲村宏・鈴木幸三郎・野中舜二（1955）麦類のた。従って、追肥を適切に行い小花の退化を防ぐこ

幼穂分化過程の調査基準．農林省農林経済局統計とができれば、秋播型のコムギの方がさらに多収に調査部試験研究資料．別冊 No.6.

なる可能性が考えられた。

3）藤田雅也（1997）凍霜害回避型早生コムギに関（イ） 茎立期追肥による増収効果は秋播型のコムする育種学的研究．九州農業試験場報告．32：1-50.

ギの方が大きいことから、秋播型の品種の導入と茎

4）農業研究センター（1986）小麦調査基準第 1 版．

立期追肥の実施によって収量が安定化すると考えら

5）Goto T.（1979）Genetic studies on growth habit

れた。

of some important spring wheat cultivars inJapan, with special reference to the identification

オ

今後の課題

of the spring genes involved. Japan. J. Breed.

（ア） 本試験は日長反応性と低温要求性をそれぞ

29（2）:133-145.

れ別に検討したが、実際の生育早晩性は日長反応6）Iwaki K., Nakagawa K., Kuno H. and Kato K.

性、低温要求性及び純粋早晩性が相互に影響する。

（2000）Ecogeographical differentiation in East

今後は、日長反応性と低温要求性の相互作用を明ら

Asian wheat, revealed from the geographical

かにすべきである。

variation of growth habit and Vrn genotype.

（イ） 本試験では系統の生育特性を発育ステージ

Euphytica 111: 137-143.

に絞って明らかにしており、生育量や窒素吸収など

7）関昌子ら（2007）コムギ春播性遺伝子に関するの特性は解明されていない。今度はそれらに着目し準同質遺伝子系統群の生育および収量特性．育種た調査を行い、系統の生育特性をより多面的に評価

学研究．9：125-133.

すべきである。また追肥の影響については、本試験

8）藤田雅也・谷口義則・氏家和人・佐々木昭博

では茎立期追肥のありなしのみを比較しており追肥（1995）コムギ極早生品種の秋播型準同質遺伝子

量や追肥時期の検討は行っていない。今後はそれら系統における幼穂分化と節間伸長．育種学雑誌．

の検討を行い、より効果の高い追肥法を検討すべき

45：97-104.

である。

9）Porteretal.

（1987）

An

analysisofmorphological development stages in Avalon

カ

要

約

winter wheat crops with different sowing dates（ア） 日長反応性遺伝子 Ppd-B1 及び Ppd-D1 がand ten sites in England and Scotland. J. Agric.

両方とも感光型で持つコムギは収量が高く安定的だ

Sci. 109: 107-121.

が、成熟期が遅いためこの部分の改善が必要であ10）Tanio, M. and Kato, K.（2007）Development ofる。低温要求性遺伝子 Vrn-D1 を劣性で持つ秋播型

near-isogenic lines for photoperiod- insensitive─ 191 ─genes、 Ppd-B1 and Ppd-D1, carried by the

ほ場周辺管理技術」を作成した。

Japanese wheat cultivars and their effect on（イ） 大豆畑における帰化アサガオ類の防除技術

apical development. Breed. Sci. 57: 65-72.

の開発ａ11）Matsuyama et al.（2014）Growth and yieldproperties of Near-Isogenic wheat lines carrying

マルバルコウのつる化を防ぐ防除タイミン

グと要防除期間決定のための圃場試験
中央農研内の試験圃場にて 2 年間の試験（大豆品

different photoperiodic response genes. Plant

種：ハタユタカ）を行った。1 年目は、2010 年 8 月

Prod. Sci. 18: 57-68.

3 日に大豆を普通畦（条間 60 cm）及び狭畦（条間＊研究担当者（松山宏美 、関昌子、藤田雅也、

36 cm）で播種した。帰化アサガオ類としてマルバ
ルコウの種子（傷つけ処理後）を、大豆の播種と同

乙部千雅子、高山敏之、小島久代）

時、5 週間後、7 週間後にそれぞれ 3 か所の畦間の中心線上に 5 cm 間隔で約 1 cm の深さに 10 粒ずつ（２） 温暖化によって大豆作で問題となる外来播種した。なお、2010 年の試験結果の解析は、す雑草の蔓延リスク評価と対策技術の開発でに行っていた 2010 年 6 月 14 日播種及び 7 月 5 日

ア

播種の結果と合わせて行った。2 年目は 2011 年 6

研究目的

地球温暖化の影響は、作物の生育そのものへの月 16 日、7 月 1 日、8 月 5 日に 1 年目と同様に大豆影響のほか、雑草に与える影響が大きな問題となを普通畦及び狭畦で播種し、マルバルコウの種子をる。大豆作では雑草問題が深刻であり、温暖地では大豆の播種と同時、以降 1 週間ごとに 7 週目まで、熱帯性の帰化アサガオ類の分布拡大や新しい外来雑それぞれ 3 か所の畦間の中心線上に播種した。両年草の侵入が問題となっている。そこで、本課題ではともに対照として大豆群落外にも同様に播種した。

大豆作において現在問題となっている帰化アサガオ

調査は両年とも 1 週間ごとに、大豆の生育ステー

類及び今後温暖化で新たに問題となる外来雑草につジ、草高、主茎長、マルバルコウの葉齢、草高を測いて、生態特性に基づいて蔓延リスクを評価すると定した。また調査日の正午前後に光環境の測定を光

ともに、温暖化にも対応できる対策技術の開発を行

量 子 計（LI-COR 製 LI-250、LI-191 Line Quantum

う。

Sensor）を用いて行った。
ｂ

イ

研究方法

大豆畑におけるマルバルコウ防除現地実証試験
上記 a の試験で得られた防除タイミングと要防除（ア） 大豆畑への侵入を防止するための帰化アサ期間について実証するため、茨城県つくば市及び筑

ガオ類の圃場周辺管理技術の開発
帰化アサガオ類 5 種（マルバアメリカアサガオ、

西市にて現地実証試験を行った。つくば市の現地圃

マメアサガオ、ホシアサガオ、マルバアサガオ、マ

場では 2011 年 7 月 4 日に条間 60 cm の普通畦で大ルバアサガオ）の出芽時期ごとの開花日及び結実日

豆（品種：納豆小粒）を播種し、大豆 2 葉期でのベについて 2006 ～ 2010 年の調査結果をまとめて解析

ンタゾン液剤の全面散布（7/22）、その 2 週間後にし、圃場周辺で帰化アサガオ類が出芽した場合の防中耕培土（8/3）、その 9 日後にグルホシネート液剤

除適期を明らかにした。2010 年 5 月 24 日にワグネの畦間処理（8/12）を行った。筑西市の現地圃場でルポットに帰化アサガオ類 5 種を播種し、播種 44

は 2011 年 7 月 11 日に条間 30–38 cm の狭畦で大豆日後に切り取り処理（地上 5 cm で切り取り）、播（品種：納豆小粒）を播種し、播種 3 週間後にベン

種後グリホシネート液剤（500 ml/10 a、100 L 水量）

タゾン液剤の全面散布（8/1）を行った。それぞれの株元処理（地上 20 cm まで散布）あるいは先端

1 週間ごとに大豆の生育ステージ、草高、主茎長、処理（株元から 30 cm 以上の先端部のみ処理）を

マルバルコウの葉齢、草高を測定した。現地圃場で行い、防除効果を調査した。

も中央農研内試験圃場と同様に光環境の測定を行っ以上の試験結果をとりまとめ、マニュアル「帰化た。

アサガオ類の地域全体へのまん延を防止するための─ 192 ─以上 a と b の防除試験結果をとりまとめ、マニュアル「大豆畑における帰化アサガオ類の防除技術」

価するため、気温が高めに推移するシナリオを使用を作成した。

した。

ｃ

要防除期間の指標となる草高 / 条間比の大（エ） 今後温暖化による被害が予測される外来雑草の早期警戒対策

豆品種による汎用性
作物研の試験圃場で 2013 年 6 月 18 日に播種されいくつかの地域で大豆畑への侵入が報告されていた大豆のうち 11 品種について、草高、相対光量子

るアレチウリ及び現在飼料畑で問題となっていて近束密度の調査を 7/6 から 8/13 まで 1 週間ごとに行

い将来大豆畑への侵入が危惧されるオオブタクサにい、要防除期間を簡易に推定する「大豆の草高 / 条

ついて生態情報と防除に関する情報をとりまとめ、間比」の汎用性を確認した。

警戒パンフレットとして作成・公表した。さらにす（ウ） 大豆畑における帰化アサガオ類の蔓延リスでに各地で問題となっているが、温暖化により未侵

ク評価

入の地域への分布拡大が懸念されるマルバルコウにａ

帰化アサガオ類の大豆畑における分布拡大

ついても同様に警戒パンフレットを作成した。

予測

ウ

帰化アサガオ類の出芽、開花、結実時期の生態特
1）

研究結果

性（澁谷ら ）を基に、各地域の大豆栽培期間内に（ア） 大豆畑への侵入を防止するための帰化アサ

帰化アサガオ類が出芽して種子生産する場合に分布ガオ類の圃場周辺管理技術の開発

2）可能であるとして（澁谷・渡邊 ）、平年値が 2℃

帰化アサガオ類の出芽は平均気温が約 15℃を超上昇した場合と温暖化シナリオ（MIROC-H-A1B）

えると開始すること、開花時期は主として日長にによる気温上昇での分布拡大を推定した。

よって制御されること、種子が完熟するまでの期間ｂ

マルバルコウの防除可能日数推定による地は積算温度によって制御されることを明らかにした 1）。これらの情報から圃場周辺で帰化アサガオ類

域別の難防除性増大リスクの推定
大豆畑におけるマルバルコウの最初の防除手段との種子生産を防止するためには 6 月上旬、8 月中旬、して有効なベンタゾン液剤の全面処理による防除可

9 月下旬の 3 回は必ず防除しなければならないこと

能日数によって難防除性を評価した。マルバルコウ

を明らかにした（図 2292-1）。また、帰化アサガオの防除可能葉齢は過去の複数の試験事例を総合的に類を地上 5 cm で切り取っても、1 週間後にはその考察して本葉 3 葉期までとした。マルバルコウと大下に節からつるが伸長すること、グリホシネートの豆（納豆小粒、エンレイ）の葉齢は、温度反応生育

先端部処理では株全体は枯死せず、株元に処理する試験によって、有効積算温度から直線回帰によってと先端部まで枯死することを明らかにした。以上の3）推定した（澁谷・黒川 ）。防除可能日数は大豆播試験結果と現地の畦畔での侵入状況調査をとりまと種後、大豆が本葉 2 葉期に達すると推定される日

め、マニュアル「帰化アサガオ類の地域全体へのまからマルバルコウが 4 葉期に達すると推定される

ん延を防止するためのほ場周辺管理技術」を作成し、日の前日までとした。まず現在の気温における防印刷配布及び中央農研のホームページで公開した。

除可能日数を地域別に推定した。都道府県単位で（イ） 大豆畑における帰化アサガオ類の防除技術

大豆の生産量が多い地域に最も近いアメダス地点の開発を 60 地点選定し（北海道は 14 支庁に区分）、大豆

マルバルコウは出芽からつる化するまでの期間は播種日を地域別に設定（2008 年のアンケート結果）

早い場合 2 週間であること、大豆群落下の相対光量して各アメダス地点の 2001 ～ 2010 年の気温デー

子束密度が概ね 50% 以下になった以降に発生した

タで 10 年間の平均防除可能日数を計算した。同様

個体は枯死すること、大豆群落下の相対光量子束密に 2050 年推定は、温暖化シナリオ（モデル GCM

度が概ね 50% となる時期は大豆の草高 / 条間比がの MIROC-M、排出シナリオ A2）による各地点の1 となる時期であることを明らかにした 4）（図 2292-

2046 ～ 2055 年の予測気温データ（No.1 ～ 10 のア2）。大豆畑におけるマルバルコウ防除のポイントとンサンブルデータ）で 10 年間の平均防除可能日数

して、大豆 2 葉期のベンタゾン液剤処理が必須であを計算した。なお、難防除性がより高くなる場合評ること、つる化を防ぐため 2 週間ごとの防除を大豆

─ 193 ─

図 2292-1

開花・結実特性に基づく圃場周辺の帰化アサガオ類の要防除時期

マニュアル「帰化アサガオ類の地域全体へのまん延を防止するためのほ場周辺管理技術」より

図 2292-2

草高 / 条間比に基づく大豆畑における帰化アサガオ類の要防除期間

マニュアル「大豆畑における帰化アサガオ類の防除技術」よりの草高 / 条間比が 1 になるまで繰り返すことを見出れた。

した。これらの結果を元に組み立てた現地実証試験（ウ） 大豆畑における帰化アサガオ類の蔓延リス

では、普通畦では約 6 週目までに発生したマルバル

ク評価

コウの 95% の枯殺に成功し、つる化を完全に防ぐ

現在の気温ではマルバルコウとマルバアサガオはことができた。また、それ以降に発生したマルバル

北海道全土に、マメアサガオとホシアサガオは北海

コウは大豆の庇陰効果により全て死滅した。一方、道南端部まで、マルバアメリカアサガオ（マルバア

狭畦栽培ではベンタゾン液剤散布のタイミングがや

メリカアサガオを含む）は本州まで分布可能と推定や遅かったため、マルバルコウの生育段階からみてされていたが（澁谷ら 5））、2℃の気温上昇でマメア効果が不十分な時期であったこと、要防除期間に少サガオ、ホシアサガオ、アメリカアサガオは北海道

し足らなかったことから、播種後 5 週間でつる化個南部まで分布拡大すること、温暖化シナリオ（2031

体が見られ、最終的に全発生個体の約 19% がつる年）では、アメリカアサガオが北海道南部からやや化した。大豆畑で使用できる有効な防除ツールの解

北に分布拡大することが推定された。

説と大豆畑における帰化アサガオ類防除のポイント

帰化アサガオ類及び大豆の葉齢進展は、10℃以上を示すとともに、普通畦及び狭畦での防除事例を掲を有効とする有効積算温度で推定できた。マルバル

載したマニュアル「大豆畑における帰化アサガオ類

コウの防除可能日数は、現在の気温では「納豆小の防除技術」を作成し、印刷配布及び中央農研の粒」では九州～東北地方で 2 ～ 4 日間、北海道で 5

ホームページで公開した。また、要防除期間の指標～ 7 日間、「エンレイ」では九州～東北地方で 4 ～となる草高 / 条間比については、ハタユタカだけで8 日間、北海道で 9 ～ 14 日間と推定された。2050

なく他の品種についても汎用性があることが確認さ年推定では両品種ともに東北以北で現在より 1 ～ 2

─ 194 ─

日短縮する地点が多く、北海道では「エンレイ」の4 日以上短縮する地点もあった。北海道で2292‐3場合には、温暖化による分布拡大リスクに加えて難防除性（エ） 今後温暖化による被害が予測される外来雑草の早期警戒対策
マルバルコウ、アレチウリ、オオブタクサの警戒も増大することから、蔓延リスクが高まると推定さ

パンフレットを作成し、中央農研のホームページでれた。

公開した（図 2292-4）。また、アレチウリについて

1) 大豆（納豆小粒）

現在2050年推定

2) 大豆（エンレイ）

現在

図 2292-3

2050年推定

温暖化による防除可能日数からみたマルバルコウの難防除性増大リスク推定

図 2292-4

温暖化により今後侵入が危惧される外来雑草の警戒パンフレット─ 195 ─は、マルバルコウと同様の圃場試験の結果により、る推定ではさらにやや北上することも推定された。

マルバルコウに比べて大豆の被陰に対して強いこと

これは温暖化シナリオでは春と秋の気温が高い推定が明らかとなったため、その情報を追加した更新版であるためと考えられた。マルバルコウの防除可能

パンフレットも公開した。

日数を基にした難防除性の評価では、大豆品種による差が認められ、「納豆小粒」との組み合わせでは

エ

考

察

難防除性が高いことが推定されたが、いずれの品種（ア） 大豆畑への侵入を防止するための帰化アサでも温暖化によって現在大きな問題となっていない

ガオ類の圃場周辺管理技術の開発

東北地方以北で特に難防除性が高まり、蔓延リスク

帰化アサガオ類の生態的特性の解明に基づいた種が高まることが推定された。また、分布拡大予測は子生産を防止するタイミングでの防除は蔓延防止に地域における大豆の播種及び収穫期が変わると変動有効であり、タイミングを外した防除では防除回数し、難防除性も大豆栽培で使用できる新規除草剤等

6）

は多くても種子を生産することが確認された 。まの開発によっても変動する可能性がある。しかし、た、マニュアルの公開によって圃場周辺管理におけ

本研究で見いだされたつる化を防ぐタイミングでのる防除タイミングの重要性と防除手段のポイントが防除を大豆の草高 / 条間比が 1 となる時期まで継続

普及し、現地においてこれらの管理技術を取り入れするという防除の基本は条件によって変わらないのた事例がある。圃場周辺管理は地域全体で行うと効で、これを活用することにより温暖化に対応した果が高まると考えられた。

様々な防除体系を組み立てることができると考えら（イ） 大豆畑における帰化アサガオ類の防除技術

れた。

の開発

（エ） 今後温暖化による被害が予測される外来雑これまで雑草の要防除期間の設定は、栽培条件

草の早期警戒対策

ごとの試験に基づいて播種後日数で示されていたアレチウリについては、マルバルコウに比べて大が、これは栽培様式や気温等の環境条件で変わる可豆の被陰に対して強いことが明らかとなったことか

7）8）

能性が高い（Oliver ら 、Cordes ら 、van Acker
9）

ら 、Halford ら

10）、Norsworthy ら

ら、より警戒が必要な種であると考えられた。

11））。また、大規模化が進み、複数の品種を多くの圃場で栽培する

オ

今後の課題

日本の大豆生産現場では、それぞれの条件で要防除（ア） 大豆畑への侵入を防止するための帰化アサ

期間を日数で判断することは難しい。本研究においガオ類の圃場周辺管理技術の開発て見出された大豆の草高 / 条間比が 1 となる時期と圃場管理技術については、今後、侵入地域はもという要防除期間の目安は、大豆の草高を見るだけでより、特に未侵入や侵入初期の地域においても、地防除を終了していい時期かどうか判断でき、生産現域全体で取り組む重要性の啓発を進める必要があ

場で非常に有効な指標となると考えられる。しかしる。

大豆の草姿は、播種密度条件と品種によって変化す（イ） 大豆畑における帰化アサガオ類の防除技術るため、被陰の程度を推定できるものではなく被陰の開発が始まる時期の目安としてこの指標を用いることが大豆畑における防除技術については本研究で見い望ましい。今後さらなる環境下での汎用性を検証すだされた防除上のポイントを活用することにより温る必要はあるものの、この指標は大豆の播種期や年暖化に対応した様々な防除体系を組み立てることが

次及び品種が異なっても適用できることが明らかとできるが、現在は大豆 2 葉期のベンタゾン液剤によなったことから、異なる地域や温暖化が進んだ場合

る防除可能期間が短いため、実際には全ての被害圃であっても適用できると考えられた。

場で実施できない可能性がある。また、要防除期間（ウ） 大豆畑における帰化アサガオ類の蔓延リスに何度も入れる防除手段のコストや労力上の問題がク評価あるため、今後、新規除草剤も含めた新たな技術要

アメリカアサガオは温暖化によって北海道南部の大豆畑に分布可能と推定され、温暖化シナリオによ素の開発などを通じて低コスト化や省力化を進めな
がら安定性を高める技術開発が必要である。

─ 196 ─（ウ） 大豆畑における帰化アサガオ類の蔓延リス防除可能日数からみた難防除性が高まり、蔓延リスク評価クが高まることが推定された。

分布拡大リスクや難防除性増大リスクは大豆品種や作期の選択、新たな除草剤開発によって低減して（エ） 今後温暖化による被害が予測される外来雑草の早期警戒対策

いくことが可能であることが明らかとなったため、マルバルコウ、アレチウリ、オオブタクサの警戒

大豆育種や栽培分野、気象分野と連携した技術開発

パンフレットを作成し、中央農研のホームページでが必要である。

公開した。

（エ） 今後温暖化による被害が予測される外来雑キ

草の早期警戒対策

引用文献

本研究で警戒種として取り上げたアレチウリやオ

1）澁谷知子・渡邊寛明・黒川俊二・浅井元朗・中オブタクサによる被害は帰化アサガオ類に比べて大谷敬子・三浦重典（2010）帰化アサガオ類の生活きく防除もより難しいと考えられたことから、警戒

史と対策 1. 開花結実の日長と温度反応性．雑草研

情報の啓発を進める必要があるとともに、これらの究．55（別）：53.

雑草の防除技術開発も必要である。さらに、温暖化

2）澁谷知子・渡邊寛明（2011）ダイズ作におけるが進むと大豆の落葉期以降に発生する熱帯産外来雑帰化アサガオ類の発生状況と生態的特性に基づく草の生育の増大や降霜時期の遅れによって汚損粒の分布可能性の推定．東北の雑草．11：2-6.

増大が懸念される。これらの雑草に対しては通常の

3）澁谷知子・黒川俊二（2013）ダイズと帰化アサ防除体系の時期から外れていることから汚損粒発生

ガオ類の葉齢展開からみたベンタゾン液剤の処理

リスクの評価と新たな防除技術の開発が必要であ適期の推定と 2 回処理効果．雑草研究．58（別）：る。

61.
4）黒川俊二・澁谷知子（2013）大豆畑における

カ

要

約

マルバルコウの防除タイミングの目安．http://（ア） 大豆畑への侵入を防止するための帰化アサ

www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/

ガオ類の圃場周辺管理技術の開発

narc/2013/13_041.html（参照日：2015.3.24）

帰化アサガオ類の種子生産を阻止するタイミング5）澁谷知子・渡邊寛明・黒川俊二（2011）大豆作での圃場周辺管理技術についてマニュアル「帰化アにおける熱帯性帰化アサガオ類の分布拡大予測とサガオ類の地域全体へのまん延を防止するためのほ防除技術の開発と実証．農林水産技術会議事務局

場周辺管理技術」を作成し、印刷配布及び中央農研

研究成果．483：335-340.

のホームページで公開した。

6）澁谷知子・黒川俊二（2011）帰化アサガオ類の（イ） 大豆畑における帰化アサガオ類の防除技術

圃場への侵入を防止するための圃場周辺管理技の開発

術．http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/
laboratory/narc/2011/152d0_01_23.html（参照日：

マルバルコウの出芽からつる化するまでの期間が2 週間であること、大豆群落下の相対光量子束密度

2015.3.24）．

が概ね 50% 以下になった以降に発生した個体は枯7）Oliver L. R. et al.（1976）Field competition

死すること、そのタイミングは大豆の草高 / 条間比between tall morning glory and soybean. I.

が 1 となる時期であることを明らかにした。これら

Growth analysis. Weed Science 24: 482-488.

の結果を元に組み立てた現地実証試験では完全防除

8）Cordes R. C. and Bauman T. T.（1984）Fieldに成功した。マニュアル「大豆畑における帰化アサcompetition between ivy leaf morning glory

ガオ類の防除技術」を作成し、印刷配布及び中央農（Ipomoea hederacea）and soybeans（Glycine

研のホームページで公開した。

max）.Weed Science 32: 364-370.

（ウ） 大豆畑における帰化アサガオ類の蔓延リス

9）van Acker R. C. et al.（1993）The critical period

ク評価of weed control in soybean [Glycine max（L.）

温暖化により、帰化アサガオ類の分布は拡大し、
─ 197 ─Merr.]. Weed Science 41: 194-200.

10）Halford C. et al.（2001）Critical period of weed

た、バレイショ 10 品種について低温インキュベー

control in no-till soybean（Glycine max）and corn

タを用いて–3℃から–7℃の温度で 16 時間静置した（Zea mays）.Weed Technology 15: 737-744.

時の生存率を調査した。生存については 25℃のイ11）Norsworthy J. K. and Oliveira M. J.（2004）

ンキュベータに静置して萌芽と腐敗により判別しComparison of the critical period for weed control

た。さらに、冬季の耕起方法ならびに耕起回数によin wide- and narrow-row corn. Weed Science 52:

るバレイショ塊茎生存率調査を行った。

802-807.

（ウ） イガホビユの分布拡大の要因解明と総合防除体系の確立＊＊ａ

研究担当者（澁谷知子 、黒川俊二 ）イガホビユの分布拡大の要因解明

発芽試験は、試験前に休眠打破処理（5℃暗黒湿
潤条件で 30 日以上）種子を用いて、15、17、20、（３） 寒地畑作地帯における帰化雑草等の分布

25、30、35℃の定温条件と、30℃ 8 時間 20℃ 16 時

拡大予測と対策技術の開発

間、25℃ 8 時間 18℃ 16 時間、18℃ 8 時間 13℃ 16

ア

時間の変温条件で発芽率を調査した。肥料成分変え

研究目的

近年、寒地の畑作ではバレイショの雑草化（野良たプロットで 5 月～ 8 月各処理区で出芽したイガホイモ）や帰化雑草の分布拡大が問題となっている。

ビユの花芽形成日、結実日と登熟時に草丈と個体当

そこで、寒地の畑作おける雑草対策として、野良イ

たり種子数を測定した。

モに関しては寒地畑作地帯で利用できる簡易な凍結ｂ

腐敗を利用した防除方法の開発ならびに分布拡大す系の確立
試験区はイガホビユの種子を播種し、各作物用肥る恐れのあるイガホビユの発生生態と輪作体系の中料が施用された条件で除草剤の効果試験を行った。

での総合的防除法を開発する。

イ

輪作体系の中での除草剤による総合防除体

研究方法

ウ

研究結果と考察（ア） 温暖化予測による帰化雑草等の分布拡大の（ア） 温暖化予測による帰化雑草等の分布拡大の推定

推定

野良イモ発生が 11 月から 4 月の積雪深、凍結

土壌凍結深について、十勝管内芽室町において深、気温に影響を受けることから「気候統一シナリ

は、近未来は初冬の降水量増加によって積雪が増加

オ Ver.2 日本域 2 次メッシュバージョン（暫定版）」

し、土壌凍結深が減少することが推定された（図（SRES-A2：農環研西森ら）を基に作成した日平均

2293-1）。これは近年の気象経過と類似する傾向で

気温及び日積雪深から Nemoto らの手法によって現あった。将来は、積雪深は戻ったが温暖化によって在（1981 ～ 2000 年 ）、 近 未 来（2031 ～ 2050 年 ）、

凍結深が減少した。以上より、土壌凍結深の減少傾

将来（2081 ～ 2100 年）の土壌凍結深を推定した。

向は続くため、野良イモ発生状況もまた、将来にわまたイガホビユの発生時期について、現在、近未

たって続くと推定される。

来、将来の発生地域を推定した。将来予測データは

イガホビユの発生時期について、イガホビユは発最新の計算結果である MIROC5（RCP45 シナリオ）

芽に際し日平均気温 20℃以上を要求するが、2000の国土数値情報 2 次メッシュ（10 km メッシュ）形

年までは 20℃を超える日がなく、イガホビユの発式データ（農環研 西森ら）の日平均気温を使用し、芽好適条件ではなかったため、あまり出現しなかっ

北海道について 20 年平均値を求め、発芽条件であた。しかし気温の上昇によって 20℃を超える日がる 20℃を超える日を調べた。

出てきたため、イガホビユの発芽好適条件となり、（イ） 温暖化に対応できる広域利用可能で簡易な繁茂が目立ってきたと推定された。近未来から将来

野良イモ防除方法の開発にかけて、さらに高温化して 20℃超える日が増加

農家圃場においてバレイショ収穫跡地において残存するばれいしょ塊茎の深さと個数を調査した。まし早期化するため、畑作物の播種後のさらなる発生被害が予想された（図 2293-2）。

─ 198 ─

2293‐1
14

1

10

0.8

0.4

2

0.2

‐2

0

‐6

‐0.2

‐10

積雪深(m) 土壌凍結深(m)

0.8

10

0.6

6

0.4

2

0.2

‐2

0

‐6

‐0.2

‐10

11月1日
11月11日
11月21日
12月1日
12月11日
12月21日
12月31日
1月11日
1月21日
1月31日
2月10日
2月20日
3月1日
3月11日
3月21日
3月31日
4月10日
4月20日
4月30日
月 日

月 日
1

14

積雪深(m)
凍結深(m)
気温(℃)

気温(℃)

6

気温(℃)

0.6

積雪深(m) 土壌凍結深(m)0.8

積雪深(m)
凍結深(m)
気温(℃)

11月1日
11月11日
11月21日
12月1日
12月11日
12月21日
12月31日
1月11日
1月21日
1月31日
2月10日
2月20日
3月1日
3月11日
3月21日
3月31日
4月10日
4月20日
4月30日

積雪深(m) 土壌凍結深(m)1

14

積雪深(m)
凍結深(m)
気温(℃)

10
6

0.4

2

0.2

‐2

0

‐6

2293‐2 ‐0.2

‐10
11月1日
11月11日
11月21日
12月1日
12月11日
12月21日
12月31日
1月11日
1月21日
1月31日
2月10日
2月20日
3月1日
3月11日
3月21日
3月31日
4月10日
4月20日
4月30日

気温(℃)

0.6

月 日

図 2293-1

芽室での気温・積雪深・土壌凍結深の推定値

1）左上：現在（1981 ～ 2000 年），右上：近未来（2031 ～ 2050 年），左下：将来（2081 ～ 2100 年）
2）「気候統一シナリオ Ver.2 日本域 2 次メッシュバージョン（暫定版）」（SRES-A2：農環研西森ら）の気温・降水量及び Inoue& Yokoyama の方法等による積雪深を基にした

現在（1981～2000年）

図 2293-2

近未来（2031～2050年）

将来（2081～2100年）

寒地における日平均気温が 20℃を超える暦日（DOY）の将来予測

1）黒 = 20℃を超えない
2）DOY180 = 6 月 29 日，DOY230 = 8 月 18 日
3）予測データは MIROC5（RCP45 シナリオ）メッシュデータ（農環研 西森ら）による

─ 199 ─（イ） 温暖化に対応できる広域利用可能で簡易な木 6））。

野良イモ防除方法の開発（ウ） イガホビユの分布拡大の要因解明と総合防

ばれいしょの収穫跡地に残存する塊茎はおおむね

除体系の確立表面から 10 cm 以内に存在し、9 割以上が 5 cm 以

イ ガ ホ ビ ユ は 20 ℃ を 超 え る と 発 芽 が 増 加 し、内にあった（データ省略）。貯蔵温度及び時間条件

30℃を含む変温条件での発芽が多くなった。圃場にについて検討した結果、–3℃・6 時間で死滅するイ

おいて、イガホビユは 5 月上旬から 8 月下旬まで出モが発生し、–4℃・16 時間で 70% の死滅を認める

芽し、花芽形成はことができたが、100% の死滅は–5℃・16 時間を必

旬から登熟した種子の形成を確認した。施肥条件に要とした。初冬のディスクハロー処理が野良イモ発

よりイガホビユの出芽日、花芽分化日、結実日に違生に及ぼす影響には年次間差があったが、2 回ではいは認められなかったが、施肥により生育が旺盛に発生率 25%、3 回では同 0%、4 回では同 0%、5 回なり、無施肥区の個体の 10 倍になった。

6 月上旬から認められ、7 月上では 10% 及び 15% となった（表 2293-1）。初冬のイガホビユへの防除効果は、大豆用土壌処理剤でディスクハロー処理回数が 3 回でもタイミング良くは単剤のリニュロンとフルミオキサジンの効果が高行うことによって発生率は、目標としていた 20%

いこと、他の草種への防除効果を確保するためにアを大きく下回った。したがって、最低気温が–4℃

ラクロールやジメテナミドとの混合剤、S メトラクを下回る日の前日にディスクハロー処理を行い、3ロールとの同時処理の効果も高いことを明らかにし回以上の処理ができれば次年度の野良イモ発生のた。バレイショ用土壌処理剤では、リニュロンとメ

80% を防除できる。なお、2006 年から 2010 年まで

トリブジンの効果が高いことを明らかにしたが、発の地域気象観測システム（アメダスデータ）によれ

生期間が長いことから 5 月中旬以降の処理が必要でば、北海道のバレイショ生産地において 12 月中旬あった。大豆用茎葉処理剤では、イガホビユの草丈までに 5 回の処理が可能であると判断される（臼が 3 cm 前後まではイマザモックスアンモニウム塩、

表 2293-1

初冬における耕起処理が野良イモ発生（%）に及ぼす影響

発生率

無処理（対照）90

発生率

無処理（対照）
100

発生率

無処理（対照）
95

発生率

無処理（対照）
95

発生率

無処理（対照）85

発生率

無処理（対照）
100

発生率

無処理（対照）
100

インカのめざめ
2010-2011
ディスクハロー5回
10
2011-2012
ディスクハロー4回
0
2012-2013
ディスクハロー3回
0
キタアカリ
2009-2010
ディスクハロー2回
25
2010-2011
ディスクハロー5回
15
2011-2012
ディスクハロー4回
0
2012-2013
ディスクハロー3回
0

反転耕（プラウ）36
反転耕（プラウ）90
反転耕（プラウ）
65

反転耕（プラウ）100
反転耕（プラウ）100
反転耕（プラウ）
65
反転耕（プラウ）1001）数値は（野良イモ発生数／埋設塊茎数）× 100
2）反転耕（プラウ）はプラウ耕を 1 回行った

─ 200 ─

草丈が 20 cm 前後になったときはグルホシネート

で、テンサイとコムギでは茎葉処理除草剤で可能での畦間処理で防除が可能であった。テンサイ用茎葉あった。

処理剤ではメタミトロンの防除効果が高く、シロザ
等の草種への防除のためにフェンメディファムとの

カ

引用文献

半量同時処理を行ってもイガホビユを防除できた。

1）Hirota T., Iwata Y., Nemot M., Hamasaki T.,

コムギ用茎葉処理剤では、ビラフルフェンエチルとSameshima R., Usuki K. and Hayashi M. （2008）

チフェンスルフロンメチルの防除効果を明らかにしDecreasing Soil-Frost Depth in Eastern Hokkaido

た。

and its Impact on Agriculture in a Cold Region.

北海道十勝地方の輪作体系の中でのイガホビユのProceedings of the International Conference on

防除は、ダイズ作では土壌処理除草剤と茎葉処理除Sustainable. Agriculture for Food, Energy and

草剤、バレイショ作では土壌処理除草剤、テンサイ

Industry 2008 （ICSA2008). 26-31.

作と秋まきコムギ作では茎葉処理除草剤での防除が

2）廣田知良（2009）気候変動・温暖化が寒冷地の可能であることを明らかにした。特に、土壌と茎葉

土壌凍結および土壌水分に与える影響．2009 土壌

処理両方の除草剤で防除可能なダイズ作を輪作体系

水分ワークショップ論文集．110-113.

に組み込むことが有効であると考えられる。

3）石川枝津子・竹中重仁（2002）直播テンサイ畑の発生雑草について．てん菜研究会報．44：59-65.

エ

今後の課題

4）石川枝津子・遠藤隆裕・竹中重仁（2002）堆厩
肥を投入した直播テンサイ畑で発生を確認した雑今後は、これらの防除技術の普及を促進するためにはマニュアルや web を通じた広報活動が重要と草種の防除．てん菜研究会報．46：43-45.

なる。

5）Usuki K., Hirota T. and Iwata Y. (2008)
Effect of Soil Freezing and Snow Cover on

オ

要

約

Volunteer Potato Occurrence — Relations to
Climate Change. Proceedings of the International

圃場において初冬のディスクハロー処理 3 回以上

Conference on Sustainable Agriculture for Food,

することで野良イモ発生リスクを回避できた。
近年、被害拡大が懸念されたイガホビユは、21Energy and Industry 2008 (ICSA2008). 20-25.

世紀に入り 20℃を超える日が出現し始めたことに

6）臼木一英（2012）凍結腐敗を用いた野良イモ防より繁茂してきたと推定された。21 世紀末にはさ除～気象資源を技術とつなぐ～．北農．79（2）：らに 20℃超える日が増加し、作物の播種後の発生

180-185.

が早期化することが予想された。
研究担当者（石川枝津子、井上

イガホビユの防除は、ダイズでは土壌処理と茎葉処理の除草剤で、バレイショでは土壌処理除草剤＊

臼木一英 ）

─ 201 ─聡、岩田幸良、

第３章 果樹・野菜等の園芸作物及び茶における影響評価と適応技術の開発
１

果樹生産における温暖化の影響評価と果樹られた。

栽培適地の精密移動予測（１） ニホンナシ発芽不良と温度・水分など環エ

境条件の関係解明
ア

考察

凍害が発芽不良発生の要因の一つと考えられ、秋研究目的

期の施肥が秋冬期における樹体内水分及び窒素含量

2009 年、九州各県では、ニホンナシの露地栽培において発芽不良障害が多発した。原因の一つとしを高めることにより、耐凍性の獲得を阻害している可能性が示唆された。

て凍害が考えられ、発生樹での秋冬季の樹体内水分の動態及び結果枝等の栄養状態を明らかにすること

オ

今後の課題

により、発芽不良障害との関係を解明する。

施肥時期の変更による発芽不良発生軽減の可能性が示唆されたが、得られた結果は単年度の試験結果

イ

研究方法

であり、堆肥施用の有無を含めた施肥試験を続けて（ア） 果樹研究所（以下「果樹研」という）（つ行く必要がある。

くば市）、熊本県農業研究センター果樹研究所（宇城市）、発芽不良発生園（八代市）及び鹿児島県農

カ

要

約

業開発総合センター（以下「鹿児島農開総セ」とい

発芽不良発生常習地において秋季の施肥が秋冬期う）北薩分場（薩摩川内市）に栽植されている「幸における樹体内水分及び窒素含量を高めることによ水」を用いて、11 月から 3 月の「幸水」一年生枝り、耐凍性の獲得を阻害している可能性が示唆されの混合芽の耐凍性を調査した。また、枝梢及び混合た。

芽内水分含量の時期別変化を調査するために、11研究担当者（阪本大輔 ＊、藤川和博、藤丸

月から翌年の萌芽期まで含水率及び全窒素含量を求めた。

治、

杉浦裕義、杉浦俊彦）（イ） 発芽不良発生常襲地である鹿児島農開総セ
北薩分場に栽植されている「幸水」を用いて、慣行
施肥区（9 月 20%、10 月 50%、11 月 30%）、慣行施（２） 将来の果実、樹体障害発生状況のマップ化

肥 3 倍区（慣行施肥同時期に 3 倍施肥）及び春期施ア

肥区（3 月下旬全量施肥）の 3 区を設け、水分含量

ウンシュウミカンの栽培適地が 50 年後までにど等調査を行った。

研究目的のように移動するのかを、寒害発生を考慮しつつ、
気候変化シナリオに従って地図に図示する。

ウ

研究結果

（ア） 混合芽の耐凍性は、発芽不良発生程度が高イ

い地域で低かった。水分及び窒素含量について、混

アメダスメッシュ化データのうち、1990 ～ 2009

合芽及び新梢ともに、発芽不良発生地域において、

年 を 現 在 値、MIROC3-HiRes（A1B） の 3 次 メ ッ

冬期に高かった。

シュ日別気象値 1） を将来の予測値として用いた。

（イ） 秋季に施肥を行うことにより、春施肥区に

予 測 値 の 1990-2000 年 平 均 ま た は 2000-2009 年平

対し、含水率及び窒素含量が高くなり、中でも、窒均に対する 2020-2029 年平均、2040-2049 年平均、素含量は混合芽、新梢ともに施肥 3 倍区で最も高く

2060-2069 年平均の 3 期間の気温上昇量の月別平均なった。開花期における小花数について、長果枝、値を算定し、線形補間を行うことで日別の気温上昇

短果枝ともに、春施肥区で最も多くなる傾向が認め量を算定し、これら日別気温上昇量をアメダスメッ─ 202 ─研究方法

シュ化データの 1990-2000 年または 2000-2009 年の想される被害について、適応技術導入や改植の必要値に加えて将来の 3 次メッシュ単位の気温の日別値

性の有無を現場で検討できるように、将来の被害のを作成した。これを元にウンシュウミカンの生産状

状況のマップ化を行う必要がある。

況を 3 次メッシュ単位でマップ化した。

カ
ウ

研究結果

要

約

ウンシュウミカンの潜在的栽培適地の 50 年後ま

年平均気温からみたウンシュウミカンの現在のでの変動を、寒害発生を考慮しつつ、気候変化シ

適地（適温域 15 ～ 18℃）は、既往成果（統計期間

ナリオ（MIROC3-HiRes、A1B）を用いてマップ化

1971 ～ 2000 年）と比較すると適地よりも高温とな（3 次メッシュ）した。

る地域がわずかに増加した。–5℃以下となった年数
が 20 年間に 5 年以上あった地域は寒害の発生確率

キ

引用文献

が高い地域として判断すると、中山間地で適地が減

1）Okada, M ら（2009）Mesh climate change

少する地域があった。将来のマップも同様に作成しdata of Japan ver. 2 for climate change impact

た。

assessments under IPCC SRES A1B and A2. J.
Agric. Meteorol. 65: 97–109.

エ

考察
研究担当者（杉浦俊彦＊、阪本大輔、杉浦裕義）

既存のウンシュウミカン適地マップは年平均気温
のみで適地判定していたが、最低気温も判定に加えることで寒害発生を考慮したマップとなった。また、従来は 2 次メッシュであったが、3 次メッシュ（３） 気温及び光環境とブドウ着色との関係解化されたことから、詳細な拡大図も提供可能となっ明と定量化た。これらにより、適地変化を吟味した改植や適応ア技術導入の必要性を現場で検討できるようになっ

高温によって、ブドウの着色不良（赤熟れ果）が

た。

研究目的

西南暖地を中心に広がっている。温度条件と光条件がブドウの着色に大きく影響することは知られてい

オ

今後の課題

るが、定量的な解明は未解明である。そこで、着色

適地の変化だけでなく、リンゴの日焼け・ウン
シュウミカンの浮皮など個別の被害に関し、将来予に及ぼす光、温度条件の影響を果粒培養試験から推定する。

2060年代

現在

適地
より低温の地域
より高温の地域
寒害発生確率が高い地域（年平均気温は好適）

図 2312-1

年平均気温と寒害発生確率からみた適地分布─ 203 ─

イ

研究方法

オ

今後の課題

圃場植栽中の‘巨峰’成木樹から着色開始期（着本試験は、果粒の培養試験に基づくものであり、

色歩合 1 ～ 2）の果粒を採取した。果粒培養法は、

今後は、栽培地の樹を用い、本研究で得られた培養

微生物培養プレートの各穴に蒸留水で湿らせた脱脂試験が適用可能か検証する必要がある。

綿を詰め、果粒を個別に静置した。透明の密閉式コカンテナにプレートを入れ、人工照明付き（73.3 μmol/2

要約m /s）培養器内で 10 日間培養した。温度処理区

着 色 開 始 期 の 果 粒 培 養 試 験 か ら、 着 色 不 良 はは 5℃、15℃、20℃、25℃、30℃を設けた。遮光区

15℃以下あるいは 25℃以上で発生しやすいことがとして無遮光区、70% 遮光区及び完全遮光区を設

明らかになった。20℃以下では、遮光率 70% によっけた。裁断した果皮に 50% 酢酸を加え、冷蔵庫内て着色が顕著に阻害されたが、25℃～ 30℃では着（5℃）でアントシアニンを抽出した。抽出液の吸光

色阻害の影響は認められなかった。遮光率 100%度（520 nm）を測定し、cyanidin-3-glucside 当量と（暗黒）は、どの温度でも着色を阻害した。その着して果皮中のアントシアニン含量を求めた。

色阻害は 20℃以下で大きく、25℃～ 30℃では小さ
かった。

ウ

研究結果
キ

果皮アントシアニン含量は、培養温度が 15℃か

引用文献

ら 20℃で最大になり、15℃から 20℃の培養温度を

1）Yamane T. ら（2006）Effects of changes in the

境に果皮アントシアニン含量は急減した。遮光の影

sensitivity to temperature on skin coloration in

響は、遮光率 70% によって着色不良となり、特に‘Aki Queen’grape berries. J. Jpn. Soc. Hort. Sci.

5℃～ 20℃でその影響が大きかった。しかし、25℃

75: 458-462.

～ 30℃では無遮光区と差はなかった。遮光率 100%

2）内藤隆次ら（1984）ブドウ巨峰の着色に及ぼす

区では、遮光率 70% 区と同様に 5℃～ 20℃におい光度の影響．島根大学農学部研究報告．18：8-15.

て着色は顕著に阻害され、特に 15℃区で強い着色研究担当者（薬師寺博＊）阻害が認められた。5℃～ 15℃及び 25℃～ 30℃では、100% 遮光区は 70% 遮光区より着色を阻害した。

（４） ブドウにおける温暖化の影響評価
エ

考

ア

察

果粒培養試験の結果、着色には 15℃から 20℃が最も着色を促進し、それ前後の温度では着色が阻害

研究目的

気温と光条件がブドウの着色に及ぼす影響を調査
し、着色不良果の発生要因を解明する。

された。25℃以上では培養果粒に緑色が残っており、露地栽培試験と着色阻害の温度は一致した 1）。

イ

温度によって遮光の影響は異なり、‘巨峰’の場合、ファイトトロン内に気温条件 3 水準に光条件 2 水

5℃～ 20℃の遮光が顕著に着色を阻害した。25℃以準（60% 遮光、無遮光）を組み合わせた 6 試験区

上では、70% 遮光では影響は少なく、温度の影響を設定し、25 L ポット仕立ての種なし「巨峰」をが大きかった。しかし、100% 遮光区では着色が阻

各区 4 樹供試した。気温は、（a）昼温 35℃、30℃、害された。‘巨峰’の露地栽培において、暗黒区は25 ℃； 夜 温 全 区 25 ℃、（b） 夜 温 30 ℃、25 ℃、

例外なく着色不良となるが、70% 遮光区は年によ

20℃；昼温全区 30℃、（c）24℃、27℃、30℃；昼2）

り着色不良にならないことが報告されている 。こ

研究方法

夜温一定（夜温は 19 時～ 7 時の気温）とした。

の年次変動は、本研究で得られた結果と一致した。

ウ

研究結果

光条件が同一の場合、着色期の平均気温が高いほど収穫期の果皮色のカラーチャート（CC）値は低
─ 204 ─くなった。気温条件が同一の場合、果皮色の CC 値

的に温度を低下させ凍結処理し、10 ～ 14 日間水挿は遮光区で無遮光区より有意に低かった。高温条件

し又は密封保管した後に組織の褐変程度から耐凍性

では、果皮色の CC 値は遮光の影響を顕著に受けた。

を評価することで、温度条件が耐凍性に及ぼす影

無遮光条件であっても、着色期の気温が 27℃また

響を調査した。また、これまでに調査を実施した

は 30℃（昼夜温一定）の場合、収穫期の果皮色の2010 年～ 2015 年の気温と耐凍性のデータを用いて、CC 値は 8 以上にならず着色不良となった。

気温条件から耐凍性を推定する予測式を作成し、凍害多発年と少発年について予測式の検証を行った。

エ

考

察
ウ

ブドウにおける着色不良果の発生要因として、着研究結果

色期が高温条件又は遮光条件になることと、光条件

モモ、クリにおいて秋冬季の気温が高く推移するに係わらず着色期の平均気温が 27℃以上になるこほど耐凍性が低下することが確認された。モモの耐とが考えられる。

凍性は、ハードニング期では調査日前 10 日間の日最低気温の平均値と、デハードニング期では調査

オ

今後の課題

日前 23 日間の日平均気温の平均値と相関が最も高かった（図 2315-1）。これらの結果から作成した耐温暖化に対応したブドウの着色改善技術の開発

凍性推定式について、岐阜県飛騨地域における過去

カ

要

約

の気温経過と凍害発生状況から検証したところ、過種なし「巨峰」では、着色期の高温条件又は遮光

去 11 年間のうち 10 年間で凍害発生の多少を説明で条件により、着色不良果が発生した。着色期の平均きた。クリの耐凍性は、ハードニング期では調査日

気温が 27℃以上になると、光条件に係わらず果皮より 12 日前を起算日としてそれ以前の 20 日間の日色が劣る傾向にあった。

最低気温の平均値と、デハードニング期では、調査日前 15 日間の日平均気温の平均値と相関が最も高研究担当者（四宮＊

かった。この結果から作成した耐凍性推定式を用い

亮 、白石美樹夫）て、岐阜県と兵庫県における耐凍性推定値と凍害発
生状況について検証したところ、デハードニング期（５） 温暖化がモモ、クリの凍害発生に及ぼすにおいて過去 22 年間のうち 16 年間（各県 8 年間）

影響評価

で凍害発生の有無を説明できた（図 2315-2）。また、

ア

推定式の適合性が認められた岐阜県の 8 年間のうち研究目的

近年、モモ、クリの幼木に凍害が多発しており、凍害発生程度が「中」以上の年では、デハードニン

要因として秋冬季の気温上昇に伴う耐凍性の低下がグにより耐凍性推定値が–5℃に到達した日が平年よ考えられる。そこで、気温上昇が凍害発生に及ぼすり早い傾向が認められ、凍害発生の危険度判定に活影響を定量的に評価する。

用できると考えられた。

イ

研究方法

エ

考

察

岐阜県中山間農業研究所（飛騨市）で養成したモ

耐凍性は、秋の気温低下に伴って徐々に高まり、

モ「白鳳」、同所中津川支所（中津川市）で養成し春の気温上昇に伴って低下する 1）。本試験においてたクリ「筑波」の 2 年生鉢植え樹（容量 25 L）をも秋冬季の気温が高いほどモモやクリの耐凍性が低供試した。供試樹は、10 月～ 1 月のハードニング

下することが確認された。これまでに耐凍性を評価

期又は 2 月～ 4 月のデハードニング期に管理場所

した研究事例はあるが 2,3）、遭遇した気温から耐凍（岐阜市、中津川市、飛騨市）を変えて一定期間管性を推定した事例はない。本研究で作成した耐凍性

理することで異なる気温に遭遇させた後、各供試樹

推定式により、モモ、クリともに過去の凍害発生をから主幹及び 1 年枝を採取して調査試料とした。試概ね説明でき、凍害の危険度判定やマップ開発への料はフリーザー等を使用し、–3℃～–21℃まで段階

応用が示唆された。

─ 205 ─15

【２０１２年】
凍害発生程度 中

10

温度（℃）

5

ハードニング期（10～1月）

‐4

‐4.2

‐5.5

‐10
‐15

4

6

8

温度（℃）

（ ）

耐 ‐7
凍
性 ‐10

y = 0.6664x ‐ 13.598
R² = 0.875

‐13
‐16
-2

0

2

4

6

8

4/26

4/19

4/5

4/12

3/29

3/22

3/8

3/15

3/1

0
‐5
‐10

最低気温

‐15

耐凍性推定値

‐20

10

2/1

-4

2/22

5

デハードニング期（2～4月）

‐4

（月/日）

【２０１３年】
凍害発生程度 少10

調査前10日間の日最低気温の平均値（℃）

2/8

2/1
15

10

調査前23日間の日平均気温の平均値（℃）

4/19
4/26

2

4/5
4/12

0

3/15
3/22
3/29

-2

2/22
3/1
3/8

-4

2/15

‐20

y = 0.6816x ‐ 10.956
R² = 0.9403

‐13
‐16

℃

‐5

2/8
2/15

（ ）

耐
‐7
凍
性 ‐10
℃

0

（月/日）

図 2315-1 モモの秋冬季における遭遇気温と耐凍性の関係
図2315-1

図 2315-2 クリの凍害発生の程度と早春季の耐凍性
推定値及び最低気温の推移
図2315-2

1）1 年枝の凍結処理で組織褐変が認められなかった最も低い温度を耐凍性とした

1）凍害発生程度：岐阜県における調査、少：枯死樹率 10%未満、中：同 10 ～ 30%、多：同 30% 以上。
2）耐凍性 y=1.7249x–16.12（R2=0.5572）、x：過去 15 日間の日平均気温の平均値、気温データ：アメダス恵那

オ

今後の課題

キ

モモでは、「ひだ国府紅しだれ」について、耐凍

引用文献

1）黒田治之（1988）寒冷地果樹の寒害．北海道農性台木としての評価を進める。クリでは、気象条件

試研究資料．37：1-101.

の異なる地域で検証し、ハードニング期の凍害発生

2）檜山博也・土井憲・星野正和（1974）クリの凍危険度予測の指標を作成する。

害防止に関する研究（第 2 報）．休眠期および萌芽期の耐凍性．茨城園試研報．5：1-10.

カ

要

約

3）堀本宗清・荒木斉（1997）クリの樹齢別枝水分と耐凍性の時期別変化，並びに吸水抑制処理によ

モモの耐凍性はハードニング期では調査日前 10る凍害防止．園学雑．66（別）1：158-159.

日間の日最低気温の平均値、デハードニング期では調査日前 23 日間の日平均気温の平均値と、クリで研究担当者（神尾真司＊、宮本善秋）

はハードニング期は調査日より 12 日前以前の 20 日
間の日最低気温の平均値、デハードニング期は調査
日前 15 日間の日平均気温の平均値と最も相関が高く、気温から耐凍性の推測が可能と考えられた。ま（６） ニホンナシの枝幹障害発生要因の解明おた、クリではデハードニング期における耐凍性推定

よび影響評価値が–5℃に到達した日の早晩が凍害の危険度判定のア指標に活用できると考えられた。

近年、晩秋から早春にニホンナシ「豊水」等を中

研究目的

心に枝幹障害である「紫変色枝枯れ症」が発生している。本症は発生年が不定期で、同一生産者でも発─ 206 ─

生園と未発生園があり発生要因が解明されていな率が発生に及ぼしていることが明らかとなった（図い。そこで、秋期から春期の温度が枝幹障害等に及2316-1）。品種間差について、障害発生程度は「豊ぼす影響や品種間差を明らかにし、本症の発生要因

水」＞「にっこり」＞「幸水」の順に高いことが明を解明する。

らかとなった。

イ

研究方法

エ

考

察

休眠期のステージ別の枝幹の低温耐性は、低温

気象要因や枝幹の状態が枝幹障害発生に及ぼす影（–5℃、–10℃）と高温（20℃）の繰り返し回数（5

響が明らかとなった。現地ほ場では園地により発生

回、10 回）処理により枝幹障害の発生程度を調査

程度が異なっているため、土壌条件や施肥管理などした。また、同様に品種別に温度処理を実施した。

が、冬季の枝の水分含有率に影響を及ぼし、枝幹障

併せて、枝の水分含有率を調査した。

害に影響を及ぼすと考えられる。

ウ

研究結果

オ

「豊水」について、1 月 13 日は、全処理で芽の枯死がみられたが、枝幹障害は発生しなかった。1 月

今後の課題

栽培現地での調査により栽培面からの発生要因も明らかにし、軽減対策技術を樹立する。

27 日は、–10℃処理で枝の一部に障害が発生する程度であったが、2 月 6 日は、–5℃処理の一部でも障

カ

要

約

害が発生するなど、再び発生程度が大きくなった。

枝幹障害（紫変色枝枯れ症）は、初冬期と早春期

このことから、枝幹障害は、初冬期と早春の低温の一時的な低温遭遇により発生することを明らかににより発生が助長することが明らかとなった。ました。また、「豊水」、「にっこり」は「幸水」よりた、水分含有率の低下とともに枝幹障害発生程度はも障害発生程度が高い。

小さくなり、含有率が最も低い 1 月 13 日では枝の研究担当者（大谷義夫 ＊、石下康仁、三坂障害はみられなかったが、1 月 26 日以降、水分含

櫛渕康平）

枝幹障害発生程度

3-5℃変温5回処理区-5℃変温10回処理区-10℃変温5回処理区-10℃変温10回処理区
含水率

2

55

50

45
1
40

0

35
11月16日

11月25日

12月9日

12月26日

1月13日

1月27日

`2月6日

調査日（月日）図 2316-1

新梢中の水分含有率と枝幹障害との関係

1）0：枝幹障害発生なし、1：芽が枯死、2：枝の一部に障害発生、3：枝全体に障害発生─ 207 ─水分含有率（％）

有率の上昇に伴い枝の障害が発生し、枝の水分含有

猛、

（７） 資料収集・調査・解析等による高温障害

いことを検証できた。

発生限界温度策定
ア

研究目的

オ

今後の課題

温暖化の影響、特に夏季の高温による果実や樹体

高温障害発生限界温度の評価・検証には、温度処の阻害的な生育・生理障害の発生状況を検討し、発理の段階や時期を増やし、光量・光質、果実への糖

生限界温度条件の評価・検証と想定される温暖化時

集積をも総合的に考慮した再現試験が必要である。

に樹種（品種）の障害発生危険度を加味した高度なカ

地域別適地評価に結びつける。

要

約

ブドウ・ニホンナシでは、果実生育期間中の高温

イ

研究方法

の影響が果色の進行や成熟遅延に顕著であり、ニホ

高温に起因する果実・樹体の生育・成熟異常や障ンナシでは幼果期高温化による成熟促進も考慮する

害に関する既往資料の収集解析と温暖化時を想定し必要がある。赤色系ブドウの着色障害には昼温よりた高温障害発生再現のための比較栽培試験を精密制

夜温の影響が大きいことを検証した。

御環境下で実施する。
研究担当者（本條

ウ

均＊）

研究結果

東北から九州 16 地点のブドウ「巨峰」の資料収集を行い、開花日は 2005 年以降やや寒冷な地域で２

温暖化及び二酸化炭素濃度上昇が野菜及び花生産に及ぼす影響評価の前進化に比べ、西南地域での鈍化を、収穫日では関東から中部地域での顕著な前進を認めた。ニホン（１） 温暖化・二酸化炭素ガス濃度上昇がキャ

ナシ「幸水」と「豊水」について、東北から九州 9

ベツ・レタス・ホウレンソウなどの 1 次生産

地点の開花・収穫日と果実生育日数を比較し、開花力に及ぼす影響評価モデルの開発

日は 2 品種共にほぼ同様な前進化を示すが、収穫日

アは両品種で前進化程度が異なる 3 地点、両品種とも気候の温暖化が進んだ場合、現在の野菜・花きのに変化が小さい 3 地点を認めた。また、ブドウ「安周年安定供給体制を維持するためには、既存産地で芸クイーン」樹を供試し、温度制御を精密に行う障の適応策だけでは生産コスト面からも限界があり、害発生再現試験を実施した。平均気温（27.5℃）と新産地育成など行政施策なども含めた総合的な対策

積算気温が同じでも、終日 25℃以上の区に比べ、が必要である。そのために、高温による影響が甚大

夜間 25℃以下に低下する時間が 11 時間以上の区が、と考えられるキャベツ、レタスに対して温度上昇だ

果粒の着色と糖度の変動幅が小さく、品質良好で

けでなく炭酸ガス濃度上昇による影響も評価可能なあった。

モデルを開発する。

エ

考

察

イ

研究目的

研究方法

ブドウでは、収穫日と開花日の変化率が異なり、自然光条件下で二酸化炭素濃度が異なる栽培試験

全調査期間でみると 2/3 の地点で生育日数の長期化を実施するために、裾まで埋め込んだビニールハウが検出され、高温化に伴う成熟遅延の影響であるとスの天頂部を開放させたオープントップチャンバ

推察した。ナシの果実生育日数は、「幸水」2 地点（図 2321-1）を試作し、二酸化炭素施用区（目標レと「豊水」4 地点で長期化、両品種とも 4 地点で短ベル＋ 50 ～ 100 ppm）と無施用区の二つのオープ

縮し、幼果期高温化による成熟促進と夏期高温によントップチャンバ内で、作期移動栽培試験・生育調

る果色進行遅延の 2 要因がこのような差異に関与し査を行って、得られたデータを解析して、日射量変たと推察した。また、遭遇した積算温度が同じで、換型の乾物生産モデルを開発した。二酸化炭素施用

気温の日較差を考慮した試験により赤色系ブドウのは、ppm オーダーの分解能を持つ二酸化炭素計（Li-

高温期の着色不良は、昼温よりも夜温の影響が大き

Cor 製；LI-820）の出力及び on/off アラーム機能を─ 208 ─

用いて、自作プログラムで、二酸化炭素濃度計測・

380 ppm としている）以上の二酸化炭素濃度上昇に電磁弁制御を行った。また、二酸化炭素施用は地上

よる日射利用係数上昇効果に 0.1 のファクタを乗じ

70 cm に設置した散水チューブ（スミサンスイ M）

た場合に、比較的良い 1 次近似が得られたが、キャを用い、また、作物群落上の地上 50 cm でサンプ

ベツ同様、高温時には両区とも過剰評価となる傾向

リングして群落二酸化炭素濃度とした計測した。ながあり、その傾向は二酸化炭素施用区でより大き

お、モデルバリデーションには 2009 年度に得られかった（図 2321-4）。

たデータを用いた。

エ
ウ

研究結果

今後の課題

レタス二酸化炭素濃度上昇影響評価モデルについ（ア） 二酸化炭素施用が群落二酸化炭素濃度に反ては、高温条件以外での二酸化炭素濃度反応特性に映されるまでのタイムラグがあるため、定値制御はついて改良を行うほか、ホウレンソウについても開行えなかったが、対照区に比べ明らかな二酸化炭素発を行う必要がある（2013 年度以降、A-8 系 高精

濃度差は得られた。

度影響評価で実施予定）。

（イ） 既開発の地上部乾物重増加モデル中、日射利用係数（Radiation ）を二酸化炭素濃度の関数と

オ

要

約

した二酸化炭素濃度上昇影響評価モデルのプロトタ（ア） 日射利用係数（Radiation ）を二酸化炭素

イプを開発した（図 2321-2）。

濃度の関数とした二酸化炭素濃度上昇影響評価モデ（ウ） キャベツについては、日射利用係数－二酸

ルのプロトタイプを開発した。

化炭素濃度反応曲線として、一次関数を用いて、良（イ） 現行以上の二酸化炭素濃度上昇による日射い一次近似が得られたが、高温時には両区とも過剰

利用係数上昇効果にレタスでは 0.2 のファクタを乗評価となる傾向があり、その傾向は二酸化炭素施用

じた場合に、比較的良い 1 次近似が得られた。

区でより大きかった（図 2321-3）。レタスで同様の日射利用係数－二酸化炭素濃度反応曲線を用いた場

研究担当者（岡田邦彦 *）合、二酸化炭素濃度施用区の地上部乾物重は大幅な過剰評価となり、現行二酸化炭素濃度（ここでは

日日射量

VPA

日平均気温

DIR
地上部
乾物重

日地上部
乾物増加量

二酸化炭素濃度RUE

図2321‐2

図 2321-1 オープントップチャンバを用いた二酸化炭素施用試験

図 2321-2 キャベツ・レタスの二酸化炭素濃度上昇
影響評価モデルの概念図
VPA；Vertically Projected Area 鉛 直 投 影 面 積、DIR：
Daily amount of Intercepted solar Radiation 日日射遮蔽量、
RUE：Radiation Utilization Efficiency 日射利用係数

─ 209 ─

図 2321-3 キャベツ二酸化炭素濃度上昇影響評価プ
ロトタイプによるシミュレーション値と実
測値（暖候期）

図 2321-4 レタス二酸化炭素濃度上昇影響評価プロ
トタイプによるシミュレーション値と実測値（暖候期）○、△；二酸化炭素施用区実測値、●、▲；対照区実測値、実線・点線は二酸化炭素施用区・対照区のシミュレーション値
誤差線は実測値に対する危険率 5% の両側平均値推定区間○、△；二酸化炭素施用区実測値、●、▲；対照区実測値、実線・点線は二酸化炭素施用区・対照区のシミュレーション値
誤差線は実測値に対する危険率 5% の両側平均値推定区間（２） 温暖化が高温期キャベツ・レタス・ホウ

し）、露地での温度比較実験を行い、その結果を分

レンソウの収量・品質やイチゴの花成、夏秋

散分析及び多変量解析にかけ、温度の影響する生育

露地ギク生産に及ぼす影響評価

要素の抽出及び品種間差異の検討を行った。

ア（ウ） 高温期キャベツ・レタスについては、野菜

研究目的

気候の温暖化が進んだ場合、現在の野菜・花きの茶研でこれまでに開発した高温影響モデルを生産

周年安定供給体制を維持するためには、既存産地で現地におけるデータについて、その適応性を確認の適応策だけでは生産コスト面からも限界があり、し、さらに改良を加えるため、それぞれ、主産地に新産地育成など行政施策なども含めた総合的な対策

位置する群馬県農業技術センター・高冷地野菜研究が必要である。そのために、キャベツ・レタスの結センター及び長野県野菜花き試験場・野菜部と佐久

球不良、ホウレンソウの抽苔、露地ギクの開花期、支場で、作期移動栽培試験を行った。初年度は、野ブロッコリーの異常花蕾発生に及ぼす影響評価を行

菜茶業研究所（以下「野茶研」という）の高温影

う。

響評価モデル作成に用いたキャベツ品種「いろどり」、レタス品種「V レタス」を供試したが、2 年

イ

研究方法

目以降、キャベツでは、現地で導入されている品種（ア） ホウレンソウの不時抽苔については、岩手「涼音（旧 T-767）」（タキイ種苗）、「岳陽」（石井育

県の主要産地（久慈市・洋野町・八幡平市・岩手

種場）、「青琳」（サカタのタネ）を供試し、レタス

町）において、聴取調査を行うほか、聴取調査から

では、「ルシナ 66」「シナノパワー」などについて、得られた推論を、実験的に補強・補完するための、

塩尻（本場）では 5 作期（一部品種が 3 または 4 作

夜間加温条件下（遭遇する最低気温上昇）における期）、川上村では 3 作期の作期移動試験を行った。

抽だい反応などについての試験を実施した。
（イ） 7 ～ 8 月咲き小ギクについては、品種「はウ

じめ」、「ほたる」、「糸子」、「すばる」、「のんこ」を（ア） ホウレンソウの不時抽苔について、岩手県

供試し、外気温追随型温度勾配温室（グラディオト

内主産地の普及員などからの聴き取りの結果、もっロン）での外気温＋ 0℃、＋ 3℃、＋ 6℃やガラス

ぱら品種「プリウス」の 6 月上～中旬播種作型で曇室（35℃換気・25℃以下で加温、20℃換気・加温な

天・低温で経過する年次に問題となっていたこと

─ 210 ─研究結果

が明らかとなった。また、実験的にも、供試品種

連要素において、より高温に対する感受性が高いこ

中「プリウス」と「おかめ」でのみ、低温に対するとが明らかとなった。そのうちレタス抽苔長につい反応性が認められる事が確認されたことから、冷涼ては、14℃を基準温度とする有効積算温度の非線型地の夏季における不時抽苔は、不時に襲う低温がむ回帰による推定近似式を作成し（図 2322-3）、さらしろ誘導要因であり、温暖化進行時の主たる生産阻に、この推定式による抽苔により出荷不可となる温害要因としての重要性は低いことが明らかとなった

度条件と一定の結球葉数が得られる温度条件から、（図 2322-1）。

シンプルな栽培成立条件の整理を行った（図 2322-（イ） 7 ～ 8 月咲き小ギクについては、全品種全4）。

区を込みにして主成分分析を行ったところ、栽培
温度の影響は第 1 主成分（寄与率 35%）に強く表

エ

今後の課題

れ、温度が高くなるほど、1）発蕾～開花日数の増

ホウレンソウ高温影響評価モデルとブロッコリー

加、2）茎長、節間長の増加、3）花数の減少、4）

ブラウンビーズ発生推定モデルについても開発を行

摘心～発蕾日数の減少、5）花序一次分枝数の減少、う必要がある（A-8 系高精度影響評価で実施予定）。

6）葉 SPAD 値の低下が見られたが、切り花重や切り花長は年次により傾向が一定では無かった（図

オ

要

約

2322-2）。また、分散分析により、温度と品種間に（ア） 冷涼地におけるホウレンソウの不時抽苔は有意な交互作用が見られる項目があり、品種ごと、

むしろ不時の低温によるものであることが明らかと温度に対し異なる反応をとることが示された。

なった。

（ウ） 野茶研で開発したキャベツ及びレタスの高（イ） 野茶研で開発したキャベツ・レタス高温影

温影響評価モデルが現地でも適用可能であることが響評価モデルの主産地での適応性を確認したほか、確認された。キャベツでは品種「涼音（旧 T-767）」

レタスについて栽培成立条件の模式化を行った。

については、モデル開発対象品種「いろどり」のパ研究担当者（岡田邦彦 ＊、稲本勝彦、田代勇樹、

ラメータをそのまま使用しても大きな誤差とはならないことも示された。また、キャベツ・レタスと富田真佐男、小林逸郎、田中一史、袖山栄次、も、物質生産面から見た作物生産性に対する高温

小沢智美、土屋宣明、星野英正、塩川正則、

そのものの影響は、意外なまでに小さく、むしろ、

中村憲太郎）

キャベツの脇芽球やレタスの抽苔などの異常結球関

切り花重
摘心~ 開花平均温度
摘心~ 出蕾平均温度
出蕾~ 開花平均温度
全茎長
出蕾~ 開花日数
側枝当たり花数
花数
摘心~ 開花日数
切り花重/茎長
全茎長-頂花まで茎長
頂花まで節数茎径
頂花まで茎長SPAD
摘心~ 出蕾日数
一次側枝数
頂花まで節間長
落葉数

抽だい株率

100%
80%
60%
40%
20%
0%
10/7

10/12

加温 ﾐﾗｰｼﾞｭ
加温 おかめ無加温 ﾐﾗｰｼﾞｭ
無加温 おかめ

10/17

10/22

10/27

加温 ｼﾞｮｰｶｰｾﾌﾞﾝ
加温 ﾌﾟﾘｳｽ
無加温 ｼﾞｮｰｶｰｾﾌﾞﾝ
無加温 ﾌﾟﾘｳｽ

11/1

11/6

加温 ﾄﾘﾄﾝ
加温 ﾌﾟﾘｳｽ
無加温 ﾄﾘﾄﾝ-0.2 -0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

固有ベク ト ル

図 2322-1 加温処理の有無が抽苔開始時期の変動に及ぼす影響の品種間差

図2322‐2

図 2322-2 全品種全区（「ほたる」除く）を対象とした栽培温度及び開花・切り花品質の主成分分析における第 1 主成分の固有ベクトル（2011 年度、寄与率：35%）

─ 211 ─

30
25

抽
苔 20
長
(cm)
15
10
5
0

100

200

300

400

500

有効積算温度（基準温度＝14℃）

図 2322-3 14℃基準温度有効積算温度による抽苔長
推定（品種「V レタス」）

図 2322-4 結球葉数と抽苔長による栽培成立可否判
定概念図
出荷可能条件を一定の結球葉数（積算温度で推定可能）、出荷不可条件を一定の抽苔長（14℃基準温度有効積算温度）とした（３） 事例データベースや品目別影響評価モデル

ウの統合による温暖化影響評価システムの開発
ア

研究結果

3 次メッシュ土地利用データ・気象値、農業セン

研究目的

サス、各種生産統計、青果物市況情報等の膨大な気候の温暖化が進んだ場合の野菜の新産地育成なデータを利用しても、時間・空間スケールのミス

ど行政施策なども含めた総合的な対策のためには、マッチ及び情報量の不足のため、単なるデータの結

全国レベルでの出荷量変動推定を行う必要がある。

合では、旬別・3 次メッシュ単位の作付け地と作付

そのためには、まず現在の作付け状況について、時け面積を得ることができない。そこで、収穫期予測

間的・空間的解像度の高いデータが必要だが、そのモデルを併用して、時期別・品目別に推定した各 3

ような統計データは存在しないため、各種事例デー

次メッシュにおける栽培環境の好適性に基づいた品

タベースから得られる情報を駆使した、作付け状況

目別・時期別作付け面積の気候立地戦略的な配置に推定法の開発を行う。また、品種や作期を込みにしよる新たな推定法を開発し（図 2323-1）、この新たた品目別のマクロなモデルも、各種事例データベーに開発した推定法を用いて旬別・3 次メッシュ単位

スから策定し、作付け状況推定とあわせて、全国レの品目別作付け地と作付け面積を推定した。また、ベルでの出荷量変動推定を行う。

現在のキャベツ産地が栽培時に遭遇している気象環
境から安定供給が可能な栽培好適温度領域を推定し

イ

研究方法

た（図 2323-2）。

市町村別生産統計 ･ 青果物市況情報・発育速度予以上で得られた、3 次メッシュ単位の時期別品目

測モデル・メッシュ気象値を総合的に解析・活用

別作付け面積に対して、MIROC-H の GPV を用いして、3 次メッシュ単位の時期別品目別作付け面積て収穫期予測モデルで栽培期間の推定を行うとともの推定法を開発し、得られた作付け状況に基づき、に、栽培期間中に遭遇する気象環境が栽培好適領域

MIROC-H の GPV を用いて温暖化が進行した場合に含まれるか否かで市場出荷の可否判断を行い、その出荷量変動推定を行った。

れを全 3 次メッシュに対して集計することで、温暖化に伴う全国の市場入荷量の変化予測を行った（図2323-3）。ここで、現在より大きく変動する時期に
─ 212 ─

図 2323-1 旬別・3 次メッシュ単位でのキャベツ作付
け期・作付け面積の推定法の枠組み

図 2323-2 キャベツ作付け時遭遇気温別栽培事例による好適・不適温度域推定

各種データを制約条件として、気候的最適戦略に従い、推定

正事例（現在の作付け実態）、収穫期を逆にした場合を負事例（現在産地不成立）として、生育前期遭遇気温と後期遭
遇気温にたいする正事例の比率を表示

図 2323-3 現在の産地・作期のまま温暖化が進行した場合のキャ
ベツ出荷量推定
全国の市場入荷量を MIROC-H の GPV を用いて予測した

ついては、対応する産地において、特に対策が必要

カ

要

約

になると考えられる。

時間・空間スケールのミスマッチ及び情報量が不足している各種事例データに気候立地戦略的条件を

エ

今後の課題

加えることによる 3 次メッシュ単位の時期別品目別

キャベツのほか、レタス、ハクサイ、ダイコンについても出荷変動推定を進めていく必要がある

作付け面積推定法を開発し、温暖化進行時のキャベ
ツ出荷量の年間変動推定を行った。

（A-8 系高精度影響評価で実施予定）
研究担当者（大原源二、岡田邦彦＊）

─ 213 ─3

秋冬季温暖化条件下での茶の減収要因解明と生産安定技術の開発

推定し、Okada M.et al.2）の気候シナリオを用いて、温暖化後に一番茶の減収が顕在化する地域を予測し（１） 秋冬期高気温による一番茶減収の証明とた。

減収原因の解明
ア

研究目的

ウ

亜熱帯の沖縄地方では一番茶の低収量が恒常化し（ア） 一番茶減収の証明と減収原因の解明ており、この問題には秋冬期の高気温が大きく関わ
る

1）

研究結果

ａ

茶園試験

と考えられるが、高気温と低収量と因果関係

一番茶収量は 2 か年とも、秋冬期が高気温条件は証明されていない。そこで、長期的な気温上昇にの静岡ハウス区と沖縄露地区、沖縄ハウス区で低より一番茶の減収が起きうることを証明し、減収をく、静岡露地区に対する減収率は、静岡ハウス区

生じる限界条件を明らかにして、温暖化後に生産性が 64%、沖縄露地区が 65%、沖縄ハウス区が 66%低下が顕在化する地域を予測する。

であった（図 2331-1）。試験期間中の平均気温は、
静岡露地区が 9.7℃、静岡ハウス区と沖縄露地区が

イ

研究方法

17.5℃、沖縄ハウス区が 18.1℃であった。新芽の生育をみると、静岡ハウス区では萌芽開始から完了ま（ア） 一番茶減収の証明と減収原因の解明
ａ

での日数が 50 日を越え、静岡露地区に比べて萌芽

茶園試験

野茶研金谷拠点（静岡）と沖縄県農業研究センが著しく不揃いとなり、新芽数が減少し、新芽重もター名護支所（沖縄）の「やぶきた」茶園に露地区減少した（図 2331-2）。同様な現象が沖縄露地区ととハウス区を設置し、一番茶収量を地域及び処理間

沖縄ハウス区でも確認された。
ｂで比較した。試験は 2012 ～ 2014 年に実施した。静秋冬期に温度と日数を組み合わせた低温処理を行岡ハウス区は加温して最低気温 15℃以上に維持し、い、一番茶収量を比較したところ、処理温度 15℃で

沖縄ハウス区は無加温とした。
ｂ

セル苗試験

は処理日数に関わらず収量が低く、同 10℃、5℃でセル苗試験「やぶきた」のセル苗を供して、グロースチャン

は処理日数 4 週間以下で収量が著しく減少し、減収

バーで明期 10 時間・暗期 14 時間の恒温処理（15℃、を生じない条件として 6 週間以上を必要とした（図10℃、5℃）を 2、4、6、8、10 週間行った後、最低

2331-3）。また、15℃区及び処理日数 4 週間以下の試

気温を 16℃以上に維持したハウスに移し、処理後

験区では、茶園試験の高気温条件区と同様に萌芽期に生育した一番茶の収量を比較した。試験は 2011

間の長期化、新芽数と新芽重の減少が確認された。
チャは冬季に休眠する 3） が、セル苗試験の結果（イ） 減収顕在化地域の予測から休眠覚醒には一定期間の低温遭遇を必要とする

地域区分に必要な温度条件を（ア）の結果からことが示され、10℃以下の温度域に 6 週間以上遭遇

b

500

b

b

b

b b

0

1.0
0.5
0.0

b
ハウス

沖縄

0

a

露地

ハウス

b

500

ハウス

静岡

露地

b

1.5

1000

露地

ハウス

a

a

露地

露地

60
50
40
30
20
10
0

一芽重 （g）

2014年
2013年

1000

新芽数 （m2）a a

萌芽期間 （日）

1500

ハウス

一番茶収量 （kg/10a）～ 2014 年に静岡で実施した。

栽培条件／試験地

図 2331-1 秋冬期高気温条件による茶園一番茶の減収

図 2331-2 秋冬期高気温条件による萌芽期の長期化と新芽数、新芽重の減少
図2331-2 秋冬期高気温条件による萌芽期の長期化と新芽数、新芽重の減少
1）品種：「やぶきた」
図2331-1 秋冬期高気温条件による茶園一番茶の減収
2） 年 次 間、 交 互 作 用 は 有 意 差 な し。Tukey-Kramer 法1）品種：「やぶきた」、静岡試験地（p<0.01, n=7）2）t 検定（p<0.01, n=7）
─ 214 ─することがその必要条件といえた。茶園試験の高気に顕在化していると判断できる。そこで、気候シナ

温条件区は、この必要条件を満たしていないため減リオデータから抽出した最低気温 10℃以下の日数収したと判断された。

を区分条件に用いて影響評価マップを作成し、温暖（イ） 減収顕在化地域の予測

化後の減収顕在化地域を予測した（図 2331-4）。そ

秋冬期の低温期間が休眠覚醒の必要期間より短くの結果、2060 年代には南西諸島全域で一番茶の減なると、一番茶が正常に生育できず減収すること収が顕在化し、深刻化すると予測された。図 2331-4が（ア）で明らかになり、減収限界条件が低温期に赤、橙、黄色で示した地域は減収顕在化地域を示

間 4 ～ 6 週間の範囲にあることが確認された。沖縄

す。色分けは減収率の違いに基づく。現在橙色、黄

地方の「やぶきた」茶園では、萌芽期間の長期化や色の地域は 2060 年代には赤色、橙色に変わりさら

新芽数の減少といった現象がすでに現れている。まに減収するので、温暖化の影響を今後も大きく受けた沖縄露地区の一番茶収量は、セル苗試験の低温処る。緑色は暖冬年のみに、青色は温暖化がさらに進

理 4 週間区のものに相当した。名護地方における過むと減収が現れる地域を示す。黒色は減収が現れな

去 30 年間の日最低気温 10℃以下の日数は 2 ～ 4 週

い地域を示す。付表の一番茶減収率は茶園試験とセ間の範囲にあり、休眠覚醒の必要条件を明らかに満ル苗試験の結果から推定した。減収率は品種によたしていない。したがって低温不足による減収が既り異なり、高、低適応性品種には表 2332-2 の減収

a

5℃ a
10℃ b
15℃ c

a

一番茶収量 ｇ/個体

2
a
1

b

c

c

0
10

8

6

4

2

0

温度処理日数（週）図 2331-3冬芽の休眠覚醒に必要な温度条件

図2331-3 冬芽の休眠覚醒に必要な温度条件
1）品種：やぶきた。Tukey-Kramer法（p<0.01, n=12）1） 品種：やぶきた。Tukey-Kramer法（p<0.01,n=12)。

現 在2060年代

図 2331-4 50 年後に一番茶減収が顕在化する地域
図2331-450年後に一番茶減収が顕在化する地域
1）日最低気温10℃以下の日数─ 215 ─

型小、大の品種がそれぞれ該当する。2060 年代に

実際の気象条件には温度変動があり低温遭遇時間がは、生産性低下が顕在化する茶産地が現在より約連続していないため、感応低温域の遭遇時間で考え

300 ha 拡大する。影響を大きく受ける品種は「やると、茶園試験とセル苗試験の低温積算時間にはかぶきた」型の品種（表 2332-2）である。また予測さなり開きがある。2013 ～ 2014 年に沖縄露地区で実れる最大限の影響が現れた場合の経済的損失額は約測した最低気温 10℃以下の日数は 33 日であったが、9 億円と見積もられた。

低温積算時間は 143 時間しかなかった。この点については、まず茶園樹冠面の葉温がセル苗試験の条件

エ

考

察

より低い点を考慮する必要がある。放射冷却時の茶茶生産における気候温暖化の影響として、長期的園では気温と樹冠面葉温の格差が大きく 4,5）、格差

な気温上昇により一番茶が減収し生産性が低下するはしばしば 5℃を越える 4,6）。沖縄露地区で実測したことを明らかにした。減収原因は秋冬期の低温不足

樹冠面葉温（夜間）も気温より 2 ～ 4℃低く推移しである。チャは冬季に休眠するが、気温上昇によりており、最低葉温が 10℃以下の日数は 58 日、積算

低温期間が休眠覚醒の必要条件より短くなると、一時間では 379 時間あった。しかしこの積算時間もセ番茶が正常に生育できず減収すると説明できた。沖

ル苗試験で得られた低温要求量には足りない。もう

縄地方の農家茶園で恒常化している低収量も秋冬期一つ考慮するべき点は、冬芽の休眠程度が個体内での低温不足により休眠覚醒が妨げられることが原因

一様ではない 7）点である。セル苗は 1 枝であるが、と考えられた。

茶園の個体には複数の枝があり枝間で頂芽優勢の抑影響顕在化茶園で観察可能な現象としては、新芽制程度に違いがあるため、全ての芽が一様に影響を数減少と新芽不揃いが挙げられる。低温不足により受けるわけではない。セル苗では全く芽が伸びない

休眠覚醒が不十分になると、最上位節の 1 芽しか伸低温不足条件でも茶園の個体では一部の芽が伸び

びない枝が多数を占めるようになる。一方、低温要る。そのためセル苗では低温不足の影響が茶園の個求が満たされると頂芽優勢が弱まり、各枝から新芽体より大きく見積もられたと考えられた。

が 2 芽以上伸びる。新芽不揃いは、主として萌芽期間の長期化のために生じる。早期に萌芽し伸長した

オ

今後の課題

少数の芽が収穫期に達しても、残る多数の芽がまだ茶樹の経済的寿命は 50 年を越えることも珍しく萌芽していないといった状態になる。収穫期を過ぎないため、減収顕在化が予測される地域の生産者

た新芽の品質は急速に低下するため、全ての芽が出は、温暖化の影響に留意した対策を講じることが望揃うまで待つと品質が大きく低下する。こうした状ましい。そのため、温暖化の影響とその対策を記し

況では、明らかに茶生産が不利になっており抜本的たパンフレットを作成し、問題発生地域の生産者にな対策が必要となる。

提供する。

現在、生産性低下が現れている地域は奄美大島以南に限られるが、2060 年代には九州本島南端の沿

カ

要

約

岸部に到達する可能性がある。推定減収率は 60%

温暖化により秋冬期の気温が上昇し、日最低気温を越え、当該産地では深刻な問題となる。しかしな

10℃以下の日数が 4 週間以下になると、低温不足の

がら、予測される範囲で最も温暖化が進んだ場合でために休眠覚醒が不十分となり、一番茶が約 60%

も、ほとんどの産地が必要な気温条件を十分に満た減収すると推定された。一番茶の減収は、2060 年

しており、減収が懸念される茶園面積は全国（約代には南西諸島全域で顕在化して深刻化すると予測

44000 ha）の 0.7% で、影響は限定的であると予測され、当該地域の茶生産における経済的損失額は約された。

9 億円と見積もられた。

セル苗試験の低温処理日数に概ね一致したことか
ら、日最低気温 10℃以下の日数を影響評価の地域

キ

区分条件に用いたが、セル苗試験で得られた休眠覚

1）岡本毅・平松紀士・佐波哲次（2011）茶の温暖

醒の低温要求量は恒温処理で得られたものである。

化適応性評価法の確立と温暖化適応性品種の選定

─ 216 ─引用文献

及び系統の開発・実証．研究成果 483．地球温暖

くく、温暖化条件下で有利に栽培できる温暖化高適化が農林水産業に及ぼす影響評価と緩和及び適応

応性品種を選定してその活用法を提示する。

技術の開発．農林水産技術会議事務局．433-438.
2）Okada M., Iizumi T., Nishimori M. andイ

Yokozawa M. （2009） Mesh climate change（ア） 温暖化高適応性品種の選定

data of Japan ver.2 for climate change impactａassessments under IPCC SRES A1B and A2. J.

研究方法
適応性品種の必要特性

第 3 章 3-（1）の茶園試験と同じ条件で、5 品種

Agric. Meteorol. 65（1）:97-109.

の一番茶収量を地域及び処理間で比較した。試験

3）岡野邦夫（2008）生長と発育生理 6）休眠．茶大は 2012 ～ 2014 年に実施した。また、4 品種のセル

百科Ⅱ．農文協，東京．13-15.

苗を供して、低温不足に対する反応を品種間で比較

4）中野敬之・関口幸彦・成田和隆（2014）送風防した。方法は第 3 章 3-（1）のセル苗試験に準じた。

霜法におけるチャ樹冠面の風速と葉温上昇との関

ただし処理温度は明期 10℃、暗期 5℃とした。試験係．茶業研究報告．118：19-26.

は 2011 ～ 2012 年に静岡で実施した。

5）此本晴夫・鈴木幸隆・木村政美・岩崎正男・木ｂ

主要品種の適応性評価

村進・小野循男（1976）茶園における小型ファン

30 品種について低温不足域における減収率を検の防霜効果．静岡県茶業試験場研究報告．7：43-57.

定し、温暖化適応性を評価した。検定は、セル苗試

6）高市益之・米谷力（1993）冬季の成木茶園に験に準じた方法で行った。試験は 2011 ～ 2014 年における温度分布と樹体の凍結・融解．農業気象．

静岡と沖縄で分担して実施した。

49（2）：81-90.
7）渕之上弘子（1993）茶樹の芽の休眠と気象．日

ウ

本の茶樹と気象．私本，東京．270-277.

（ア） 温暖化高適応性品種の選定
ａ

研究担当者（岡本＊毅 、平松紀士）

研究結果
適応性品種の必要特性

2 地域（静岡、沖縄）、2 条件（露地、ハウス）の茶園で「やぶきた」を含む 5 品種の一番茶収量を比較したところ、5 品種とも高気温条件の 3 区で収量

（２） 秋冬期温暖化条件下におけるチャ安定生が低かった（表 2332-1）。高気温条件区では、萌芽産技術の開発期間が長くなり、新芽数と新芽重が減少したが、影ア

響の程度が品種により異なった（図 2332-1）。つぎ

研究目的

気候温暖化に伴う長期的な気温上昇による生産性に 4 品種のセル苗を用いて、秋冬期の低温不足に対低下の適応策として、低温不足による減収程度が品する反応を比較したところ、4 品種とも低温遭遇日

種により異なる点に着目し、高気温の影響を受けに数が 6 週間より短い場合に一番茶の収量が減少した

表 2332-1

秋冬期高気温条件による茶園一番茶の減収

静岡
露地 ハウス
1426 412
やぶきた(100) (29)
944
374
そうふう
(100) (40)980
578
ゆたかみどり(100) (59)1846 696
おくみどり(100) (38)1731 355
みやまかおり(100) (20)
品種名

沖縄
露地 ハウス
441
488
(31)
(34)
296
233
(31)
(25)
525
625
(54)
(64)
485
345
(26)
(19)
896
678
(52)
(39)

1）2014 年一番茶の生葉収量 kg/10 a、（

─ 217 ─）内は相対値。

が、減収率に明確な品種間差異が認められた（図ｂ

主要品種の適応性評価

2332-2）。両試験の結果から、温暖化した環境条件

主な 30 品種について低温不足域における減収率に対する適応性には品種間差異があるといえ、高気を検定した結果、30 ～ 60 ポイントの品種間差異

温条件でも萌芽期間が短く、減収率の小さい品種はが認められ、減収型は 3 タイプに分けられた（図

適応性が高いと考えられた。

2332-3）。実際の検定では、基準品種の「静 ‐ 印雑

やぶきた

おくみどり

そうふう

ゆたかみどり

そうふう

おくみどり

おくみどり

ゆたかみどりゆたかみどりみやまかおり

やぶきた

やぶきた

そうふう

みやまかおりみやまかおり静岡 露地
00 20 40 60
萌芽期間（日）静岡 ハウス

1
2
新芽数

3

0

1
2
一芽重 g

収 量 （％）

図 2332-1 高気温条件下における萌芽期の長期化と新芽重、新芽数の減少
図2332-1 高気温条件下における萌芽期の長期化と新芽重、新芽数の減少
1）野茶研金谷拠点内茶園（静岡）、2014 年一番茶

100

高適応品種

80

低適応品種

60
40
20
0

10

8

6

4

2

10 8W
8 6W
6 4W
4 2W
2 0W
0
10W
低温処理日数（週）0

低温処理日数（週）図 2332-2
低温不足域における一番茶減収の品種間差異
図2332-2
低温不足による一番茶減収にみられる品種間差異

1）写真上：「静 ‐ 印雑 131」、下：「やぶきた」
2）高適応性品種：「静 ‐ 印雑 131、ゆたかみどり」。低適応性品種：「やぶきた、さやまかおり」

一番茶収量 （％）

100
80
60
40

減収 小

20

減収 中
減収 大

0 10

8

6

4

2

0

低温処理日数 （週）図2332-3
低温不足による3つの減収型
図 2332-3
低温不足による三つの減収型

─ 218 ─131」（減収小）、「ゆたかみどり」（減収中）、「やぶ候補となる。そこで、品質評価及び市場性を加味きた」（減収大）との比較から減収型を判定した。

し、表 2332-2 の 30 品種から「やぶきた」に代わり

また、低温不足は早晩性にも大きく影響し、低温充得る推奨品種として 5 品種を選定した（表 2332-3）。

足時とは異なる早晩性を示す品種が多くみられた。

「静－印雑 131」は、低温不足による一番茶の減

そのため、減収型に加えて早晩性の変化も考慮して収が最も小さく、新芽の生育が不揃いになりにく

温暖化適応性を判定した（表 2332-2）。

い。また、特有の芳香を有し、近年その特長が見直

温暖化適応性は早生品種が総じて高いが、低温充されて有利な販売が実現できている例がある。「さ足時と不足時における早晩性は一致しせず、早生品

えみどり」と「あさつゆ」は、低温不足よる減収

種が必ずしも高適応性とはいえなかった。例えばが「やぶきた」より小さく、品質も優れ市場評価が「さきみどり」は、低温充足下では早生であるが、高い。「さえみどり」は、沖縄県大宜味村に新規導低温不足下では減収型大の中生となり温暖化適応

入された茶園で 2008 年から栽培管理を指導してき性が低い。一方低温充足下で晩生の「おくむさし」

たが、2011 年から上市された茶は高く評価されては、低温不足下では減収型中の早生となり温暖化適いる。「あさつゆ」は飲料用ブレンド茶に好適で需

応性が中程度と判定された。したがって未検定の品

要が高く、栽培適性が高いことも名護市の農家茶園種については個々に適応性を確かめる必要がある。

で確認できた。「べにふうき」は、高気温条件で機ｃ

能性成分の含有量が高まるため栽培の優位性が高ま推奨品種の選定「やぶきた」を含む 16 品種（「やぶきた」型品種）

る。「べにほまれ」は、高品質の紅茶用品種であるが減収型大に区分された。これらの品種は明らかにが、「べにふうき、べにひかり」より一番茶が 5 ～温暖化条件下での栽培に適していない。「やぶきた」

11 日早く収穫でき、二番茶以降の生育も早いため型品種からの品種転換では、減収型小と中の品種が年 5 回収穫できる。

表 2332-2

主な 30 品種の温暖化適応性評価

判 定

品種名

適応性

減収型

早晩性１）

高

小

極早

静-印雑131、そうふう、くりたわせ

中

中

早

みなみさやか、べにほまれ、べにふうき、しゅんめい

ゆたかみどり、さえみどり、あさつゆ、べにふじ
山の息吹＊、おくむさし＊、りょうふう＊
やぶきた、めいりょく、おくみどり、さやまかおり
低中大さきみどり、さえあかり、はるみどり、するがわせ
ふうしゅん＊、かなやみどり＊、ほくめい＊、むさしかおり＊＊晩＊

みやまかおり、おくゆたか、おくひかり 、こまかげ

1）「やぶきた」より、極早：40 日以上早い、早：10 ～ 40 日早い、中：± 10 日、晩：10 日以上遅い。
2）太字：減収型基準品種、＊：セル苗検定のみ、無印品種：適応性を茶園で確認済み。

表 2332-3温暖化適応性の高い推奨品種とその特長

品種名

減収型

早晩性

茶種

静-印雑131

小

極早生

緑茶

さえみどり
あさつゆ
べにふうき
べにほまれ

緑茶
中

早生

緑・紅茶
紅茶

特長
特有の香気（花香）が近年再評価。年6回収穫でき年間収量が高い。改良栽培法＊で品質も高められる。
品種優良で市場評価が高い。
飲料用ブレンド茶に好適で需要が高い。
高気温条件で機能性成分含有量が高まる。
高品質の紅茶用品種。無霜条件下で能力を発揮。

＊

1） ：二番茶後に深刈り更新して年内に 2 回収穫。

─ 219 ─

エ

考

察

オ

今後の課題

温暖化により顕在化する一番茶の減収は、減収率

温暖化の影響とその対応策を記したパンフレット

が 60% を越えると予測され、抜本的な対策が必要を作成し、問題発生地域の生産者に提供する。生産となる。本研究では次の三つを適応策として提案す性低下の問題を克服するには、今後も最善策の模索る。

を継続する必要がある。①「さえみどり」の品質と一つ目の方策は、温暖化高適応性品種への転換で「静－印雑 131」の生態的特性を兼ね備えた品種のある。減収顕在化地域で「やぶきた」型品種を栽培

育成、②紅茶生産への転換を支援する技術開発が望している場合は、減収率の低い非「やぶきた」型品まれる。

種に植え替えることで温暖化の影響を軽減できる。
沖縄地方で「やぶきた」型の「おくゆたか」や「さ

カ

要

約

きみどり」の導入事例があるが、いずれも栽培は成

低温不足による減収率には明確な品種間差異がみ

功していない。「やぶきた」型に区分された 16 品種られた。減収率の大きい「やぶきた」型品種では、は適応性が低いという情報も品種選択の誤りを避け

減収率が 30 ～ 60 ポイント小さい高適応性品種へのることに役立つ。

植え替えが適応策となる。30 品種の適応性を検定

二つ目は高適応性品種の特性を活かす栽培法の活し、温暖化進行条件下で有利に栽培できる 5 品種用である。「静－印雑 131」は、温暖条件下ではほ「さえみどり」「静－印雑 131」「あさつゆ」「べにふぼ周年生育を続けることができるため、最終整枝期

うき」「べにほまれ」を選定し、その活用法を提示を調整することで一番茶の収穫期を早めて年 6 回した。

（通常 4 回）の収穫が可能となる。さらに、二番茶
後に切り戻すことで三～六番茶の品質を大きく改善

キ

でき、一番茶の減収分を年間収量の増加と品質向上

1）岡本毅・平松紀士・佐波哲次（2011）茶の温暖により補うことができる。この栽培法の有効性は名化適応性評価法の確立と温暖化適応性品種の選定

1）

引用文献

護市の農家茶園で実証済みである 。当該茶園では及び系統の開発・実証．研究成果 483．地球温暖2014 年まで同法を継続しており、毎年繰り返せる化が農林水産業に及ぼす影響評価と緩和及び適応ことを確認している。

技術の開発．農林水産技術会議事務局．433-438.

三つ目は紅茶生産への転換である。沖縄の状況ま
研究担当者（平松紀士＊、岡本

で温暖化が進むと緑茶生産はきわめて不利となり、

毅）

一番茶を重視した本土産地と同等の生産は、気象条
件の制約により実施が困難となる。他方、高気温条
件では紅茶で重視されるカテキン類の含有量が増加

４提示

し、緑茶では不利となる品質変化が紅茶では優位性に変わる。そのため、紅茶生産への転換も適応策の果樹における影響評価に基づく適応技術の（1） 晩霜害の危険度評価に基づく効率的な防霜選択肢となり得る。沖縄地方では現在紅茶品種の栽対策の開発

培面積が拡大しつつあり、新規農家の参入も始まっ

ア

ている。

近年、温暖化に起因する発芽・開花期の前進化が研究目的「静－印雑 131」と「べにほまれ」は、降霜のあ顕著になっており、リンゴ、ニホンナシ等の晩霜害る地域では一番茶の収穫が難しいため、品質面で優の発生が増加傾向にある。そこで、リンゴ・ナシ等

位性を発揮することができれば高い産地競争力が得の晩霜害について危険度評価を行うとともに危険度られる。温暖化が進行した条件下で緑茶生産を継続が高くなっても対応可能な散水氷結法について効果するためには、上述した対策に加え、地域ブラン

的な運転システムの開発を行う。

ド、有機無農薬栽培、販売上の工夫といった付加価
値を高める方策を講じて産地競争力をさらに高める

イ必要がある。

発育ステージに伴う安全限界温度の推移を予測─ 220 ─研究方法

し、日最低気温との関係から晩霜害の危険度を評価（２） 晩霜害の危険度評価に基づく効率的な防する。散水氷結法について、節水型自動運転システ

霜対策の実証ムの製作と効果の実証を行う。

ア

研究目的

果樹の晩霜害対策を効率的に行うため、リンゴ、

ウ

研究結果

ニホンナシ、モモ及びオウトウについて、切り枝をリンゴ、ニホンナシの春季の花芽の発育ステージ

用いた低温処理試験により、凍霜害危険度の予測モ

及び耐凍性の推移をモデル化し、日最低気温との関デルを作成するとともに、圃場条件におけるモデル

係から晩霜害の危険度を評価するモデルを作成したの適合性を検証する。

（図 2341-1）。このモデルを過去の晩霜害に適用し、その妥当性を確認した。春季の最低気温を予測する

イ

ために、夕方の気象データに基づく回帰モデルを作（ア） 凍霜害危険度予測モデルの作成成した。花芽の耐凍性の推移をもとに、散水を自動2009 ～ 2011 年にリンゴ‘ふじ’、ニホンナシ‘幸的に行うシステムの有効性を認めた。

研究方法

水’、モモ‘あかつき’及びオウトウ‘佐藤錦’成
木の切り枝を供試し、発育ステージごとにプログラ

エ

考

察

ム低温恒温器を用いて低温処理し、雌しべや胚珠部

近年の晩霜害の特徴として、2、3 月の気温が高の褐変、幼果表面の障害の有無を確認して被害率をく、発育が進み、その後の季節外れの低温で被害を調査した。また、処理温度と被害率が 30% 以上と受ける場合が多いと判断された。

なる凍霜被害の関係についてロジスティック回帰モ
デルを適用し、処理温度を説明変数、危険度を目的

オ

今後の課題

変数とした予測モデルを作成した。危険度は、ある
温度に 1 時間遭遇した場合に、凍霜害が発生する確

自動散水実験はポット実験であり、圃場レベルで率（0 ～ 1）とした。

実証する必要がある。

（イ） 凍霜害危険度予測モデルの検証

カ

要

約

2009 ～ 2012 年に発芽期から開花期までのうち最

リンゴ、ニホンナシの春季の花芽の発育ステージ

低気温が氷点下になった日の福島県農業総合セン及び耐凍性の推移をモデル化し、日最低気温との関

ター果樹研究所ほ場における最低気温とリンゴ‘ふ

係から晩霜害の危険度を評価した。花芽の耐凍性のじ’、ニホンナシ‘幸水’、モモ‘あかつき’及びオ推移をもとに、散水を自動的に行うことにより効果

ウトウ‘佐藤錦’成木の花芽、花器の晩霜害の有無

的に被害を回避できた。

を調査し、危険度予測モデルの検証を行った。

研究担当者（朝倉利員＊）

耐凍性、最低気温（℃）

20

10
5
0
‐5
0
4/10

展葉
10
4/20

開花始め
20
4/30

30
5/10

40
5/20

50
5/30

モデルで予想したリンゴ‘ふじ’の耐凍性と弘前の日最低気温の推移
─ 221 ─図2341-1

耐凍性

15

‐10

図 2341-1

最低気温

ウ

研究結果

（イ） 圃場における凍霜害危険度予測モデルの検（ア） 凍霜害危険度モデルの作成証を行ったところ、凍霜害危険度が 0.4 以上の場合作成したモデルのロジステッィク曲線は、オウトで被害が認められた。

ウの一部の発育ステージを除き、発育ステージの進研究担当者（佐久間宣昭、斎藤祐一＊、行に伴い高温側にシフトすることが明らかとなった（表 2342-1）。

湯田美菜子、額田光彦）（イ） 凍霜害危険度モデルの検証
危険度が 0.4 以上に高まった日は 10 日あったが、このうち、モモで 1 日、ニホンナシで 1 日、オウト（３） 樹体の凍害・耐凍性の簡易的早期判定法

ウで 2 日について晩霜害が発生した。危険度の高いの開発

場合でも被害が発生しなかった事例があったが、被ア害が発生した日の危険度は、高いことが確認され凍害発生の程度や耐凍性の変化を迅速に判定可能

た。

エ

研究目的

な簡易早期判定法の開発を行う。

考

察

イ

研究方法

本研究では、処理温度と被害率の関係についての

リンゴ、モモ樹の凍結・融解過程における電気的寄与率が低かったことなどから、低温処理試験の結特性の変化を交流 4 端子法で測定を行い、電気イン

果にロジスティック回帰モデルを適用して危険度をピーダンスをはじめとする電気的特性要素のスペク予測するモデルを作成した。福島県では、これまで

トル解析を行った。また凍害の判定によく用いられの試験結果にもとづき、落葉果樹における福島県防る電解質漏出率と比較することにより、その実用性

霜対策マニュアルを作成した。

の評価を行った。

オ

今後の課題

ウ

研究結果

圃場レベルにおける検証事例は少なく、モデルのリンゴ‘ふじ’、モモ‘日川白鳳’の一年生枝に実用性評価について、今後も継続して検証する必要

おける電気インピーダンスのベクトル軌跡を低温処がある。

理前後で比較したところ、電気インピーダンス軌跡が原点に近づく方向へ著しく低下していた（図

カ

要

約

2343-1）。また電気インピーダンス値と電解質漏出（ア） 果樹の晩霜害対策を効率的に行うため、リ率との間に、周波数 100 Hz ～ 1 kHz 付近において、ンゴ、ニホンナシ、モモ及びオウトウの切り枝を用

高い負の相関が認められた（データ省略）。

いて低温処理試験を行い、危険度予測モデルを作成した。

表 2342-1

リンゴ、ニホンナシ、モモ、オウトウの発育ステージ別凍霜害危険度予測モデル

発育ステージ
発芽期
展葉初期 花蕾露出期
花蕾着色期
開花始～満開期 落花期
偏回帰係数：ａ
-0.70
-6.19
-4.09
-4.39
-1.14
-4.46
定数項：ｂ
-2.56
-13.66
-8.80
-9.47
-2.82
-8.54
発育ステージ
発芽期
花蕾露出期 花弁露出期 開花直前～満開期
幼果期
ニホンナシ 偏回帰係数：ａ
-2.04
-1.75
-1.77
-1.74
-11.41定数項：ｂ-11.97
-7.80
-4.43
-3.55
-13.66
発育ステージ 花蕾赤色期 花弁露出期 開花直前
開花始～満開期 落花期～幼果期
モモ
偏回帰係数：ａ
-1.01
-1.83
-2.32
-3.88
-6.78
定数項：ｂ
-4.03
-5.88
-7.63
-11.29-16.09
発育ステージ
発芽期
花蕾露出期 花弁露出期 開花直前～満開期
落花直後
オウトウ
偏回帰係数：ａ
-1.07
-5.47
-3.08
-3.42
-3.92
定数項：ｂ
-4.62
-10.80
-6.83
-9.22
-5.96

リンゴ

注）処理温度（x）、危険度を（y）としたロジステック回帰モデルを適用した。
式
y=1/（1+e–（ax+b））

─ 222 ─-30,000

1)‘日川白鳳’-30,000

低温処理前
低温処理後

X(Ω)

1 , 0 0 0 , 0 0 0 Hz

-10,000

1 0 0 Hz1 , 0 0 0 , 0 0 0 Hz

-10,000

1 0 0 Hz1 , 0 0 0 , 0 0 0 Hz
1 0 0 Hz

0

低温処理前
低温処理後

-20,000

X(Ω)-20,0002)‘ふじ’

0

50,000100,000Rs(Ω)

図 2343-1

1 0 0 Hz0

150,000

0

50,000100,000
Rs(Ω)

150,000

一年生枝における低温処理前後の電気インピーダンス軌跡

1）モモ‘日川白鳳’
2）リンゴ‘ふじ’

エ

考

察

イ

研究方法

障害の発生に伴い、電気インピーダンス軌跡が原

露地植えのモモ‘紅晩夏’及びリンゴ‘シナノス

点に近づく方向へ低下し、また特定の周波数におけイート’を用いて、前期被覆区（11 月下旬～ 1 月

る電気インピーダンス値と電解質漏出率との間に高下旬）、後期被覆区（1 月下旬～ 3 月上旬）、全期間

い負の相関が認められた。これらのことから、落葉被覆区（リンゴのみ 11 月上旬～ 3 月上旬）の無加

果樹の凍害・耐凍性の判定指標として電気インピー

温被覆を行い、11 月より 1 か月ごとに一年枝を採

ダンス値の測定が利用可能であると考えられた。

取、プログラムフリーザーを用いて低温処理を行い、電解質漏出率等により冬期間の高温による耐凍

オ

今後の課題

性の評価を行った。また、白塗剤塗布及び稲わら被利活用現場である圃場での測定精度の向上ため資材を選定するため、樹体温度を測定した。

に、さらなる条件の検討が必要である。

カ

要

覆と同等の樹体の昇温防止及び防寒効果がある被覆

約

ウ

研究結果

リンゴ、モモにおいて低温障害の発生に伴い電気

モモにおける樹体凍害の発生は、後期被覆区で 4

インピーダンス軌跡が原点に近づく方向へ低下して

樹中 4 樹、前期被覆区で 4 樹中 1 樹、露地区は 4 樹いた。また電気インピーダンス値と電解質漏出率と中 1 樹であった（データ省略）。リンゴにおいてはの間に、周波数 100 Hz ～ 1 kHz 付近において、高白色反射マルチシートによる被覆は、白塗剤と同等

い負の相関が認められた。

な樹体温度抑制が観察され、4 月以降の生育も正常であった。モモではアルミ蒸着フィルム＋気泡緩衝＊研究担当者（瀬古澤由彦 ）材被覆が稲わら被覆と同様の温度変化示し昇温防止と防寒効果があると考えられた（図 2344-1）。

（４） 凍害の危険度評価に基づく被害防止技術

エ

の開発
ア

考

察

11 月下旬～ 1 月下旬の気温が高く推移すると、研究目的

高温により休眠打破が遅延し生育全体が遅れること

リンゴ樹及びモモ樹についての耐凍性の変化を明が示唆された。また、1 月下旬～ 3 月上旬の気温がらかにし、温暖化と耐凍性の関係を解明するととも高く推移すると休眠打破がされていれば、生育が前に、被覆資材を用いた効率的な凍害防止技術を開発進すると考えられた。また、得られた成果についてする。

は「樹体凍害軽減マニュアル」にまとめた。
─ 223 ─

図 2344-1 モモ樹における稲わら被覆とアルミ蒸着フィルム＋発泡断熱資材（ぷちぷち）の樹皮温度の変化

オ

今後の課題

15 ℃ で 飼 育 し た 後、 各 低 温 条 件（ –3、0、5、10、新被覆資材利用による樹体凍害防止の現地実証と13℃）でミカンキジラミ 5 齢（終齢）幼虫に移動

被覆及び除覆時期についてさらに検討が必要であ

し、5 日間飼育した。苗 1 本につき 5 ～ 11 頭の 5る。

齢幼虫を飼育した。対照として 25℃でも同様に飼育した。低温経験後は苗ごと回収して室温で飼育

カ

要

約

し、羽化成虫数を生存個体数として記録した。

リンゴ樹及びモモ樹では、温暖化により冬期間の
気温上昇により樹体凍害の増加の可能性が認められ

ウ

研究結果

た。被覆資材を用いた効率的な凍害防止技術の開発

各温度区の終齢幼虫の生存個体数及び生存率は表では、白塗剤塗布及び稲わら被覆と同等の樹体の昇

2345-1 のようになった。生存率は、10℃より低い温温防止及び防寒効果がある新規被覆資材を探索した

度では低かった。

結果、リンゴでは白色反射マルチシート、モモではアルミ蒸着フィルム＋気泡緩衝資材が好適であるこエとを見いだし、これらを利用した新被覆資材活用マ

ミカンキジラミ 5 齢幼虫は、13℃以上では全てのニュアルを公表した。

考察個体が羽化したが、10℃以下では温度が低くなるにつれ生存率が低くなった。現在のキジラミ発生地で＊研究担当者（岡沢克彦 、船橋徹郎、福田勉、

ある奄美地方や沖縄県の最寒月の日最低気温（平年値）が 11.5℃（名瀬市）～ 16.5℃（石垣市）程度で小松宏光）あることから（気象庁 HP）、5 齢幼虫は越冬できる可能性が考えられる。温暖化により最寒月の日最低（５） ミカンキジラミ幼虫の耐寒性および発育気温が上昇した場合、5 齢幼虫が越冬できる可能性

速度の解明

はより高まることが予想される。ただし、幼虫はア

寄主植物の新梢のみで発育可能なため（Husain &研究目的

カンキツグリーニング病の媒介虫であるミカンキ
ジラミの幼虫の耐寒性を確認し、温暖化後の温度がNath, 1927）、低温期の新梢数なども考慮する必要がある。

ミカンキジラミの発生に与える影響を予測する。

オ
イ

研究方法

1 年生ゲッキツ

今後の課題

変温条件下や長期間の低温を経験した場合の終齢＊1の ポ ッ ト 苗 を 用 い、24 時 間幼虫の生存率や、若齢幼虫の生存率について調査す─ 224 ─

表 2345-1

各温度を 5 日間経験した個体の生存個体数及び生存率
温度区
-3℃
0℃
5℃
10℃
13℃
25℃

n
11
31
21
22
5
5

生存個体数
0
1
13
18
5
5

生存率（%）
0
3.2
61.9
81.8
100
100

（イ） さらに、ウンゾキ大宜味系統、スイートレ

る必要がある。

モン、シークワーシャー名護系統の中で、充分な耐

カ

要

約

病性を示す品種・系統の選抜を試みた。

ミカンキジラミ終齢（5 齢）幼虫は、10℃以下の温度を 5 日間経験すると生存率が少なく、また、

ウ

研究結果

温度が低いほど生存率が低くなった。

（ア） シークワーシャー、カブチー、ビンキツ、ヤツシロの 4 品種は、葉の黄化・小型化がみられ、

キ

引用文献

枝の伸長も悪かった。ウンゾキは、葉に黄化症状が1）Husain, M. A. and Nath D. （1927） The

発現し、枝の伸長も悪かったものの、枝の萎縮の程

citrus psylla Diaphorina citri, Kuw.）Psyllidae:

度は軽く、やや耐病性であることは確認できた。

Homoptera. Mem. Dep. Agric. India Entomol. Ser.

（イ） 大宜味 2 系統のウンゾキは、葉の黄化症状

10: 5–27.

は罹病性のビンキツなどより軽かったが、ウンゾキ

2）気象庁ホームページ .

興津系統よりも発病程度が激しかった。スイートレ

http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.

モンは 5 本ともほとんど発病せず高度の耐病性がphp?prec_no=91&block_no=47918&year=&mont

確認できた。シークワーシャー名護系統の中では、

h=&day=&view=（参照日：2014.2.20）

A-24, B-31, B-34, C-6, C-33 の 5 系統がほとんど発病
せず、耐病性が期待された（図 2346-1）。

＊

研究担当者（上地奈美 ）エ＊

1： ゲッキツとは、ミカンキジラミの寄主の一種で、ミカン科の植物である。

考察

これらの品種を強樹勢中間台木として利用することで、グリーニング病の被害を軽減したり、耐病性
品種を直接または中間母本＊ 2 として利用できる可能性が考えられる。

（ ６） 強 樹 勢 中 間 台 木 利 用 に よ る カ ン キ ツ グ
リーニング病の被害軽減技術の開発

オア

シークワーシャー系統の耐病性の再確認が必要で研究目的

耐病性の品種を選抜し、中間台木

＊1

として利用

今後の課題

ある。また、選抜された品種を台木または中間台木とした場合、複数年にわたり発病を抑制できるか確して樹体衰弱を防止する技術を開発する。

認が必要である。

イ

研究方法（ア） シークワーシャー、カブチー、ビンキツ、カ

ヤツシロ、ウンゾキ（大宜味 2 系統、興津系統）、

カンキツグリーニング病耐病性候補の品種としスイートレモンで、グリーニング病菌（石 -1 株、て、ウンゾキ、スイートレモン及び 5 系統の沖縄在宮古 -13 株）を各品種や系統ごと 5 本ずつに接種

来シークワーシャーを選抜した。

し、症状の発現や感染の有無を確認した。
─ 225 ─要約

図 2346-1 グリーニング病原細菌に感染したシークワーシャー系統
C-6、B-34（耐病性）及び C-1（罹病性）

研究担当者（岩波徹＊）

トナムにおけるチャノキイロアザミウマ採集個体の系統判別を行った。

＊

1： 中間台木とは、互いに接ぎ木不親和性である植物を接ぎ木しようとするときに、どちらにも親和性があって、台木と穂木の間に継ぐ台木のこと。
＊
2： 中間母本とは、品種改良を行うために利用される品種のこと。

ウ

研究結果（ア） COI 遺伝子の一部（655 bp）を解析した結果、我が国のチャノキイロアザミウマは二つのグループに分けられた。トウガラシ類を加害する C
系統は東南アジア由来の個体と同一あるいは類似した塩基配列を有していた。

（７） チャノキイロアザミウマ新規系統の判別（イ） リボゾーム DNA の ITS2 領域のマルチプ技術の開発

レックス PCR 法による系統判別法を開発した。YT

ア

系統では約 295 bp、C 系統では約 190 bp のバンド

研究目的

温暖化に伴うチャノキイロアザミウマ新規系統

がそれぞれ増幅された。両系統の混合 DNA（仮想（C 系統と命名。以降 C 系統と表記）の被害地域拡F1 雑種 DNA）からは、両系統のバンドが同時に出大を予測し、被害軽減するために、遺伝子診断によ現した（図 2347-1）。

る系統判別技術を開発する。

（ウ） 台湾の 6 県 1 市及びベトナムの 6 省 1 市で採集した 481 個体のチャノキイロアザミウマを遺伝

イ

研究方法

子診断した結果、台湾の 2 個体を除く全ての個体が（ア） ミトコンドリア DNA のシトクロムオキシ

C 系統と判定された。また、我が国で確認されていダーゼサブユニット I（COI）遺伝子の一部領域をる C 系統の COI ハプロタイプのうち 2 タイプが検解析し、分子系統解析を行った。

出された。

（イ） リボゾーム DNA の ITS2 領域の塩基配列に基づき、C 系統及び在来系統（以降 YT 系統とす

エる）それぞれで特異的なプライマーを設計し、マル（ア） C 系統は遺伝的、生態的な類似性から、南チプレックス PCR 法による系統判別法を開発した。

方からの侵入系統であることが強く示唆された。一（ウ） 開発した遺伝子診断法を用い、台湾及びベ方、我が国在来の YT 系統は世界的には特異な系統

─ 226 ─考察

図2347‐1

M

YT系統

仮想F1

M

C系統

約 295 bp
約 190 bp

図 2347-1

マルチプレックス PCR によるチャノキイロアザミウマ系統判別法

５である可能性が示唆された。

及ぼす影響評価と適応技術の提示（イ） マルチプレックス PCR 法による遺伝子診断法により、C 系統と YT 系統を簡易かつ確実に区

温暖化が野菜・花・茶の生産と虫害発生に（１） 春キャベツの花成・抽苔に及ぼす温暖化

別でき、両系統の交雑の可否も判定可能となった。

影響評価と適応技術の開発（ウ） 台湾及びベトナムにおける調査により、我アが国で発見されている C 系統のハプロタイプが両

春キャベツの生育や花成、抽苔に及ぼす温暖化の国でも検出され、C 系統が南方由来であることが裏影響を調査し、生育モデル等により適応技術を開発付けられた。

する。

オ

今後の課題

イ

研究目的

研究方法

C 系統の未侵入・未定着地域に開発された遺伝子

野茶研で開発した冬どりキャベツ用「光変換型生診断法を普及させ、温暖化に伴う C 系統の分布拡育モデル」1）の基本的手法を利用した春どりキャベ大をモニタリングし、迅速な対応が可能な態勢を確

ツ用生育モデルの開発及び抽苔要件の解明により、立しておく必要がある。

温暖化が収穫期や抽苔に及ぼす影響を評価し、温暖化に適応した播種期再設定の手法を開発する。

カ

要

約

（ア） ミトコンドリア COI 遺伝子の多型解析に

ウ

研究結果

より、チャノキイロアザミウマは C 系統及び YT（ア） 春どりキャベツ用生育モデルについては、系統に大別された。トウガラシ類に寄生性を示す系

結球始期起点で収穫期を概ね予測することができた

統は C 系統であり、海外調査からも C 系統が南方（相対誤差 17%）。このモデルを用い、温暖化条件からの侵入系統であることが裏付けられた。

（日平均気温 +2℃）における収穫時期を予測したと（イ） リボゾーム DNA の ITS2 領域塩基配列をころ、9 月中旬播種では約 13 日前進化することがもとに、マルチプレックス PCR 法による両系統のわかった（図 2351-1）。

遺伝子診断法を開発した。

（イ） 抽苔には葉枚数が深く関係しており、花芽
分化期の結球葉数（1 g 以上）が約 5 枚以下で抽苔研究担当者（土田飯田博之）＊

聡 、本多健一郎、武田光能、

しやすいと考えられた。10 年平均の気温条件下の抽苔リスクは 9 月下旬～ 10 月上旬播種で高いが、温暖化条件（日平均気温 +2℃）では 10 月中旬に移動し、全般的に抽苔リスクが低下した。また気候変動によっては、現状より抽苔リスクが高まり、播種
適期が限定されるケースも予測された（図 2351-2）。

─ 227 ─

1500

+2℃
+2℃

Ｌ規格(1100～1400g）のキャベツ

1000

500

0

0

50

図 2351-1100
150
播種後日数(日)考

10年平均+2℃温暖化
気候変動

15

10

5
抽苔リスクが高まるライン
0

200

9/15

9/18

9/21

9/24

9/27

9/30

10/3

10/6

10/9

10/12

図 2351-2 温暖化時の抽苔リスク予測シミュレーショ
図2351-2ン例

温暖化が収穫時期に及ぼす影響評価

1）品種‘金系
図2351-1201 号’2）9/15-18 播種の事例

エ20
花芽分化期の結球葉数（>1g/枚）

結球部重量 (g)

実測値
生育予測モデル
2℃上昇時モデル
4℃上昇時モデル

20001）品種‘金系 201 系’2）10 年平均：2004-2013 年までの平均日平均気温データに基づく予測値。+2℃温暖化：10 年平均に対し全ての日が +2℃。気候変動：10 年平均に対し 9-10 月が +2℃、11-12 月が–1℃、1 月以降が± 0
3）花芽分化期結球葉数が約 5 枚以下で抽苔リスクが高い

察

キ

引用文献

温暖化により春どりキャベツの生育は進み、収穫

1）岡田邦彦・山崎敬亮・生駒泰基・村上健二・相時期が大幅に前進化することが示唆された。+2℃

澤証子（2006）日日射量と日平均気温、栽植密度

温暖化時の抽苔リスクは低下する傾向が認められたに基づく冬どりキャベツの生育モデル．野菜茶業

が、温暖化のパターンによっては、抽苔リスクが高研究所 2006 年成果情報．

まる場合があり、播種適期が狭まる可能性が示唆さ
研究担当者（高田敦之＊、草野一敬、藤代岳雄）

れた。

オ

今後の課題

（ア） 開発した生育モデルは、春系品種‘金系（２） 温暖化がトマト着果不良に及ぼす影響評

201 号’を対象にしたものであり、他品種に適用す

価と着果安定と障害果発生抑制技術の開発

る場合は、パラメーター等の再設定が必要である。

ア（イ） 開発した生育モデル、花芽分化期予測モデ

夏秋期のトマト生産では、裂果や着果不良が問題

ル、結球葉数予測モデルを一体化させて、温暖化影となっており、温暖化が進行すると、さらに問題が響評価に限らず各産地での生産・出荷計画の調整等

拡大すると思われる。高温期の施設トマト生産におにも利用可能なバージョンアップが求められる。

ける現段階での問題点、今後の傾向と対策を整理

研究目的

し、高温条件下での安定生産技術を確立する。

カ

要

約
イ

春どりキャベツ‘金系 201 号’を用いて生育及び研究方法

抽苔リスクの予測を試みた。その結果、温暖化時

トマトの施設栽培において、着果時期の温度と着（日平均気温 +2℃）には収穫期が約 2 週間前進化

果状態の関係を発生形態的に明らかにするとともし、抽苔リスクも全般的に低下する傾向が予測されに、温度との間の定量的関係を明らかにして、着果た。ただし、温暖化条件が時期によって変動するパ不良程度に対する温暖化の影響を評価する。遮光、ターンでは、現状よりも抽苔リスクが高まる場合が細霧冷房、ヒートポンプによる夜冷などの高温対策あり、播種適期が狭められる可能性が示唆された。

技術と果梗への物理的処理などの耕種的対策を利用

─ 228 ─した、高温期の果実生産の安定化に関する技術のマと果実温度との間には正の相関関係があることを明ニュアルを作成する。

らかにし、細霧冷房により果実の急激な肥大を抑制できた。捻枝処理を行った場合、温度上昇による果

ウ

研究結果

実の肥大速度の増加はみられないか、小さくなっ

夏季のトマト栽培期間中の遮光処理により、裂果た。気候変動により気温が上昇すると、夏季の施設の発生は減少したが、収量も減少した。果梗への物

トマトでは、①果実のサイズが小さくなったり、②

理的処理（捻枝）により裂果発生は減少した。空洞

収量の増減が激しくなったり、③裂果のような障害

果率については、捻枝処理による大きな差はみられ果が増える可能性がある。これに関係する生理的機なかった。細霧とヒートポンプ夜冷を併用した場

構（葉の展開、果実の成熟や肥大）及び回避、軽減

合、トマトの着果率は向上し、果数は多くなり、第策（施設内の気温の低下）について解説するマニュ

1 ～ 3 段の果実重も増加した。夏季栽培におけるト

アル「気候変動による気温の上昇が施設トマト等に

図2352‐1
及ぼす影響と対策」を作成した。
増加し、約 6.8 t/10 a となった。果実赤道面の長さ
トマトの放射状裂果、果実の肥大速度と気温との関係
マト収量は、細霧＋ヒートポンプ夜冷により約 1 割

果実の肥大速度と気温との関係

トマトの放射状裂果

図 2352-1

トマトの放射状裂果、トマト果実の肥大速度と気温の関係

1）強日射によって外皮が硬化：高温ほど果実の肥大速度が大きい→

裂果の発生リスク高い
図2352‐2
温度が葉の展開、果実数、果実の成熟および収量変動に及ぼす影響
温度が葉の展開、果実数に及ぼす影響

果実成長と気温との関係
高温

低温

少

果房数

多

少

果実数

多

影響わずか

果実数/植物体多

影響わずか

1果実あたりの光合
成同化産物

少

影響わずか

1果重

小

高温時

着果数の変化による収量変動

図 2352-2

低温時

高温で着果数が多い⇒ 花や蕾の同化産物の不足⇒ 不着果⇒ 一時的な着果数低下⇒ 収穫時（40～70日後）の果実
数減少

収穫 低(温）多収穫 高(温）

葉数

果実重

少

温度が葉の展開、果実数、果実の成熟及び収量変動に及ぼす影響

1）高温では、植物体当たりの果実数が増え、1 果実当たりの光合成同化産物が減少、開花から収穫までの期間も短くなる。また、着果数が多いことによる不着果が生じ、収量変動が激しくなる。

─ 229 ─

エ

考

察

イ

研究方法

細霧冷房を行うと気温が低下することにより、果パプリカ品種「スペシャル」（赤系）「フェアウェ

実の肥大速度が減少し、裂果の発生が減少するもの

イ」（黄色系）を用い、夜温を 21℃に固定した自然1）と考えられる 。また、捻枝処理を行うと、温度上

光型環境制御温室内において、様々な昼温に設定し昇に起因する果実肥大速度の増大を抑えることがでた栽培試験を実施し、花器官発達や着果を調査しき、その結果、裂果の発生を低下させると考えられた。

る。したがって、細霧冷房による気温低下が不十分な場合、捻枝処理を併用することで裂果発生が減少

ウ

研究結果

すると考えられる。

高い昼温は、パプリカの着果数へ負の影響に与えるとともに、果実の肥大を顕著に阻害した。34℃区

オ

今後の課題

では、果実の縦方向の肥大と種子の発達がほとんど

夏季の高温化によって、果実糖度をはじめとする見られなかった（図 2353-1）。
30℃以上の昼温では、パプリカの肥大速度が速ま

品質や収量の低下が問題となることから、収量及びるが、収穫果の重量や色味に負の影響を与える傾向

品質低下を抑制する技術の開発が必要である。

が見られた。全収穫果を比較した結果、28℃の果実

カ

要

約

に比べて、30℃では約 3 割小さく、32℃では重量が温暖化により気温が上昇すると、夏季の施設トマ

約半分となった（図 2353-2）。

トでは、①果実のサイズが小さくなったり、②収量の増減が激しくなったり、③裂果のような障害果が

エ

考

察

増える可能性がある。果実の肥大速度は気温が高い

昼温を 30℃以上に設定した場合、パプリカの肥ほどが大きいことから、裂果を防ぐためには、細霧

大速度は速まるが、着果数と果実の肥大の両方に負冷房やヒートポンプによって施設内気温を下げるこの影響が見られ、生産量が顕著に減少することが明と、果梗の捻枝によって一時的な肥大速度を低下さらかとなった。

せることが、効果的である。

オ
キ

引用文献

今後の課題

今後は、生産性に及ぼす 30℃以上の継続時間の1）Heuvelink H. and Dorais M.（2012）トマトの生影響を明らかとする必要がある。また、夜温の影響

長と収量．トマトについての検討も今後の課題となる。人工気象室にオランダの多収技術と理論．

おいて、予備的に夜温を 24℃（昼温 30℃）に設定

農文協，東京．pp. 93-154.

したところ、夜温を 21℃で行った調査と比較して、＊研究担当者（東出忠桐 、鈴木克己、安場健一郎）

未処理を含む全ての試験区で着果率の低下が見られた。

（３） 温暖化がパプリカの着果不良に及ぼす影カ

響評価と着果安定化技術の開発
ア

要約

昼間温度が継続的に 30℃以上となると、パプリ研究目的

カの着果数及び果実の肥大を顕著に阻害することを

近年国内需要が高まっているパプリカは、完熟で明らかにした。全収穫果を比較した結果、28℃の果

収穫するうえ果実サイズが大きいため、着果不良が実に比べて、30℃は約 3 割小さく、32℃の重量は約発生しやすく、その着果を向上するための技術確立半分となった。

が求められている。温暖化がパプリカの着果に及ぼ研究担当者（今西俊介 ＊、本多一郎、松尾す影響の評価を行い、着果安定化技術開発に資す
る。

長菅香織）

─ 230 ─

哲、

34℃

31℃

28℃

34℃拡大

図 2353-1

自然光型環境制御温室内における「スペシャル」収穫果への昼間温度の影響

夜温を 21℃に設定し、昼温を 28、31、34℃に設定した自然光型環境制御温室内で栽培

図2353‐1

図 2353-2自然光型環境制御温室内における「フェアウェイ」果実重及び果実長への昼間温度の影響

1）重量（g）、昼温を 28、30、32℃に設定した自然光型環境制御温室内で栽培
2）果実の縦長（cm）、昼温を 28、30、32℃に設定した自然光型環境制御温室内で栽培（４） コナガの発生分布と発生量に与える影響

タと気象データから推定した越冬限界北限ラインを評価と発生予察および防除対策用い、越冬北限ラインの変遷と翌春の飛来時期とのア関係を明らかにする。まず、宮城県の平野部から岩研究目的

温暖化に伴う気象変動がコナガの発生分布と発生

手県内陸の北上川沿いで、盛岡以南に位置する海量に及ぼす影響を明らかにし、温暖化シナリオによ

面からの高さ 160 m 以下のアメダス観測点 22 地点

り起こりうる状況を予測して、全国的な発生予察（最大）について、1986 ～ 2009 寒候年の気象デー

マップを作成することにより、コナガの発生パター

タを用い、既報のコナガの越冬不可能条件、① 12ンの変化に対応した栽培管理、防除対策技術を示

月～ 2 月の月平均気温の積算値が 0℃を下回る、②す。

積雪期間が 60 日を超える、に基づき、越冬可能性を推定した。また、飛来個体とその次世代の誘殺の

イ

研究方法

混同の可能性を考慮するため、次世代の羽化予想日

東北農研（盛岡市）で 1986 年以来蓄積されたを推定した。

フェロモントラップによるコナガの日毎の誘殺デー
─ 231 ─

ウ

研究結果

盛岡でコナガが露地越冬していた可能性がある。発これまで、盛岡ではコナガが露地で越冬できない

生が越冬個体群に由来する場合と飛来個体群によると考えられていたが、今回の調査期間では、1989

場合とでは、発生時期や発生量に違いが生じること

年、1992 年、1993 年、2004 年、2007 年 及 び 2009が予想される。飛来の場合は、飛来日以降の産卵可年においては、これまでに提示されているコナガが能条件と卵から加害態までの有効積算温量によって

1,2）

、コ

発生の時期が決まるのに対して、越冬の場合は越冬

ナガが越冬できていた可能性があることがわかった

場所からの成虫の飛び出しが越冬態から成虫までの（図 2354-1）。越冬可能な最北地点、越冬不可能な最有効積算温量で決まり、その後は飛来の場合と同様

南観測地点の緯度と年次の間に相関はなく、また、の経過を辿る。したがって、露地越冬可能な寒候年

これまでに早期化していることが確かめられているの場合は、飛来日のみではなく、越冬虫の成虫出現

露地で越冬不可能な条件を満たしておらず

3）

と前述の

時期を考慮して警戒する必要がある。ただし、非積

地点の緯度の間には一部に相関があり、寒候年の越雪期間における短期的温度変化など、越冬を妨げる

冬不可能地点が盛岡から近いほど翌春の誘殺時期が他の要因が存在することも考えられるので、これら早い傾向が認められた。

の年が実際に越冬可能であったかはさらなる検討が盛岡におけるコナガ誘殺時期の指標値必要である。

また、各調査年におけるコナガの初誘殺日及び産卵好適日を基点とした次世代の羽化予想日を推定（イ） 越冬可能な最北地点及び越冬不可能な最南し、これらの予想日以降の誘殺数には盛岡周辺で生地点の緯度と年次の間に相関はなかったことから、育した個体が混在している可能性があると考えられ越冬可能地点は温暖化傾向に伴って着実に北上してた。

いるわけではないと考えられる。
（ウ） 寒候年の越冬不可能地点が盛岡から近いほ

エ

考

察

ど翌春の誘殺時期が早い傾向が認められたことか
ら、春季誘殺の指標値の早期化には最寄りの越冬地（ア） 23 年の調査期間のうち 6 年については、

図2354-1 宮城県平野部から岩手県内陸の盛岡以南に位置する海抜160m以下のアメダス観測地点におけるコナガ越冬可能条件のあてはめ
地点名

北緯

海抜
(m)

盛岡
紫波
大迫
花巻
北上
江刺
若柳
一関
千厩
築館
米山
古川
大衡
鹿島台
石巻
塩釜
仙台
名取
蔵王
亘理
白石
丸森

39.69839.56339.46839.42839.28839.18339.17238.93338.92238.73538.62738.57838.47338.46038.42738.33838.26238.13838.12738.03238.01537.930

155
125
150
90
61
42
100
32
120
25
5
28
57
3
43
105
39
2
112
4
86
18

86
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87
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89
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寒 候 年
97 98 99
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－ － －
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○ ○ ○
○ ○ ○
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00
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－
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07
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09
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10
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○
○
○
○
○

○：越冬可能、×：越冬不可能。コナガが越冬できない条件は、①「12月～2月の月平均気温の積算値が0℃を下回る」、②「積雪期間が60日を超える」とし、両方に当てはまらない場合を「越冬可能」、いずれかに当てはまる場合を「越冬不可能」とした。

図 2354-1 盛岡市への初飛来日への関与の可能性のある宮城県平野部から岩手県内陸部盛岡以南に位置する回×160 m 以下のアメダス観測地点における 1986 ～ 2010 での越冬可能性推定
─ 232 ─

点が近くなることが影響している可能性がある。た

イ

研究方法

だし、本当に最寄りの越冬地点が飛来源となり得る

冬芽の耐凍性獲得状況を把握するため、鹿児島県

かいついては、今後飛来源を特定するような手法を

農業開発総合センター茶業部（南九州市知覧町）の用いた解析が必要である。

「やぶきた」と「ゆたかみどり」茶園で、2008 年と2009 年の晩秋～冬期に冬芽耐凍温度（LT10）を実

オ

今後の課題

測した。調査方法は次のとおりである。供試園か飛来源地域推定など加味した温暖化シナリオ下でら定期的に採取した 10 本程度の切り枝（樹冠面約の発生予察マップ作成及び予測されるコナガの発生

20 cm 下で切り取る）を広口瓶に水挿しし、プログパターンに対応した栽培管理と防除対策技術。

ラム付き低温庫に入れ庫内温度を徐々に下げ、所定温度に一定時間遭遇させた後、枯死部分が明確とな

カ

要

約

るまでの期間（約 3 日）室内で管理し、処理枝の冬（ア） これまで盛岡市ではコナガが露地越冬でき芽（50 ～ 70 芽）をナイフで解剖し、凍害発生程度ないと考えられていたが、近年の気象条件では越冬を 4 区分で評価して凍害率を算出した。凍害率ができた可能性のある年が存在することがわかった。

10% 以下となる処理温度（LT10）を冬芽の耐凍温（イ） 盛岡におけるコナガの春季誘殺の指標値の度とした。つぎに、実測耐凍温度と気温情報から耐早期化には、最寄りの越冬地点が近くなることが影

凍温度を推定する回帰式を作成し、同茶業部大隅分

響している可能性がある。

場（志布志市）の上記 2 品種園で 2010 年と 2011 年に冬芽の耐凍温度（LT10）を実測し、回帰式によ

キ

引用文献

る推定値との適合度を確認した。

1）前田正孝・高野俊昭（1984）宮城県におけるコナガの季節的消長と越冬．宮城県園芸試験場研究

ウ

研究結果

報告．5：1-20．

2008 年と 2009 年に知覧で実測した冬芽耐凍温

2）本多健一郎・宮原義雄（1987）北日本病害虫研度（LT10）を基に、同地点の 15℃以下有効積算温究会報．東北地域におけるコナガの越冬可能地帯

度（百葉箱内日平均気温の 15℃以下の温度を日毎の推定．38：133-134．

に積算した値）から冬芽耐凍温度を推定する回帰式3）髙篠賢二・榊原充隆・本多健一郎・野田隆志・

を「ゆたかみどり」と「やぶきた」で作成した（図岡田益己（2008）盛岡市における春のコナガ成虫

2355-1）。2010 年と 2011 年の晩秋期から冬期にかフェロモントラップ誘殺時期の早期化．北日本病

けて大隅分場で実測した冬芽耐凍温度（LT10）は、害虫研究会報．59：145-148．

両品種ともに回帰式による推定値との適合度が高いと判断された（図 2355-1）。

＊

研究担当者（髙篠賢二 ）

エ

今後の課題

冬芽の耐凍温度推定式が鹿児島県以外の地域で適（５） 温暖化地域におけるチャ芽の耐凍性状況

用できるかの確認が必要である。

と秋冬期防霜法の提示
ア

研究目的

オ

要

約

近年の気候温暖化により暖地の早場産地で秋冬期「ゆたかみどり」と「やぶきた 」の冬芽の耐凍温

防霜の必要性が高まっている。そこで、茶の主要 2度（LT10）は、鹿児島県では 15℃以下の有効積算

品種について、防霜必要時期と防霜温度の設定水準（低温）温度を用いた多項式により推定できる。

を提示するため、晩秋期から冬期における耐凍性獲
研究担当者（田中敏弘＊、美座芳江）

得程度の推定法を考案する。

─ 233 ─

-2

-4

-4

大隅（2010年）-6-6

大隅（2011年）-8

推定温度（Y）

耐凍温度（LT10) ℃

耐凍温度（LT10） ℃

-2

-8
-10
-12
-14
Y = -7E-09X3 + 2E-05X2 - 0.0305X - 3.7375
R2 = 0.9258-16

知覧（2008-2009年）

-10
-12
-14
Y= -2E-10X4 + 5E-08X3 + 0.0001X2 - 0.0668X - 4.2565
R2 = 0.9605

-16
-18

-18
0

0

100
200
300
400
15℃以下の有効積算温度 ℃･日

図 2355-1

100
200
300
15℃以下の有効積算温度 ℃･日

400

15℃以下有効積算温度と冬芽耐凍温度（LT10）の関係

1）左 :「ゆたかみどり」、右 :「やぶきた」
2）有効積算温度の起算日は 11 月 1 日とした

図2355-1
６15℃以下有効積算温度と冬芽耐凍温度（LT10)の関係

果樹の樹体及び果実の生理障害軽減技術の開発

肥時期については今後検討が必要である。また、発芽不良は長果枝より短果枝で、長果枝の中では直接（１） ナシの発芽不良をもたらす樹体条件の解枝よりも予備枝由来枝で発生が少ないことから、短明と樹体管理改善による軽減技術の開発

果枝及び予備枝由来の長果枝を使用したせん定によア

り発芽不良のリスクを軽減できると考えられた。

研究目的

2009 年春期に、ニホンナシの発芽不良が、従来発生していた加温ハウス栽培ではなく 1,2）露地栽培

オで見られたため、露地栽培における発芽不良軽減技

発芽不良軽減のための適切な施肥時期については術を明らかにする。

イ

今後の課題

今後検討が必要である。

研究方法

カ

要

約

‘幸水’ポット苗及び成木の‘新高’を用いて、露地栽培のニホンナシでは、10 月の肥料施用を

10 月肥料施用を行い発芽不良発生状況を無施用区

控え、短果枝及び予備枝由来の長果枝を使用したせと比較した。また、成木の‘新高’を用いて、予備

ん定を行うことにより、発芽不良のリスクを軽減で枝から発生した長果枝（予備枝由来枝）と主枝・亜きる。

主枝の陰芽から直接発生した長果枝（直接枝）で発キ

芽不良発生状況を比較した。

引用文献

1）松田和也（2004）福岡県におけるハウスナシの

ウ

研究結果

「眠り病」の発生状況と対策．果実基金調査資料

10 月の元肥施用により発芽不良が助長され、‘新No.189．平成 15 年度果樹農業生産構造に関する調高’成木では短果枝の方が長果枝より発芽不良が少査報告書－果樹農業に対する気象変動の影響に関なかった（データ略）。長果枝の中では、予備枝由する調査－．59-61．

来枝の方が直接枝より発芽不良が少なかった。（図2）藤丸治（2004）熊本県における加温ハウスナシ

2361-1）。

の「眠り症」．果実基金調査資料 No.189．平成 15
年度果樹農業生産構造に関する調査報告書－果

エ

考

察

樹農業に対する気象変動の影響に関する調査－．
62-65．

10 月の施肥により発芽不良が助長されたが、井3）は、冬季の施肥においても発芽不良が助長

3） 井上博道・草場新之助・阪本大輔（2014）冬季されるとしており、発芽不良軽減のための適正な施の窒素施肥がニホンナシの発芽に及ぼす影響．日上ら─ 234 ─

予備枝由来

花蕾減少

正 60
常
発
40
芽
率

枯死

％ 20

正常

（ ）

直接枝

0
0%

20%

40%

60%

80%

慣行区

100%

図 2361-1 ‘新高’成木の長果枝における直接枝と予備枝由来枝の発芽状況
図2361-1

マルチ区

図 2362-1 マルチの有無と正常発芽率（‘豊水’短果
枝）‘豊水’26 年生樹を供試、10 月上旬から翌年 2 月まで不織

図2362‐1
布マルチを全面に敷設

エ本土壌肥料学会講演要旨集．60：113.

考察

ナシ発芽不良の発生は露地栽培でも毎年認めら研究担当者（藤丸＊治 、宮田良二、平本恵、

れ、気温が高い地域では収量に影響した。7.2℃以下の低温遭遇時間が十分ある条件でも、日中の高温

大崎伸一、岩谷章生、加久るみ子）

で発芽不良を再現できた。枯死芽の発生要因は秋季の高温等が関与し、耐凍性の低下による凍害の可能（２） ナシの発芽不良をもたらす温度条件の解性が示唆された。秋冬季の高温による地温上昇も発

明と樹体温制御技術の開発

生を助長していると推察され、マルチ等の利用によア

り発芽不良を回避できる可能性が示唆され、地下部

研究目的

鹿児島県ナシの露地栽培における発芽不良の発生の環境制御が有効であると考えられた。

実態と温度条件との関連を解析し、樹体温制御等にオ

より発芽不良を軽減する技術を開発する。

今後の課題

ナシ発芽不良発生地域における土壌環境実態を明

イ

研究方法

らかにし、発生に及ぼす影響を樹体の生理的な指標

地域別に発芽不良の症状と発生頻度、耐凍性を調査した。鉢植え‘豊水’を用いて 1 月の日中の高温に基づき判定することで、回避策の新たな方向性を検討する必要がある。

処理時期の違いと発芽不良の発生を調査した。5 年
間の気温と発芽不良の症状との関連を解析した。マ

カ

要

約

ルチ等の利用による発芽不良軽減効果を検討した。

ナシ発芽不良は気温の高い地域ほど症状が重く、枯死芽の発生要因は秋季の高温等で耐凍性が低下し

ウ

研究結果

たことよる凍害である可能性を明らかにした。不織

発芽不良の発生は毎年認められ、気温が高い地

布マルチ等を利用した地下部の環境制御により耐凍域では、症状が重い年には収量に影響し、‘豊水’

性が向上し、発芽不良を軽減できる可能性を明らか

長果枝の耐凍性は秋季が高温な地域ほど低かったにした。

（データ略）。1 月上旬から高温処理した区では発芽不良の発生が助長された（データ略）。‘幸水’成木
では、秋季からの気温が高く厳寒期の気温が低い年ほど枯死芽の発生が多かった（データ略）。不織布
マルチ区では、地温を低く維持でき耐凍性が向上
し、発芽不良を軽減できた（図 2362-1）。

─ 235 ─研究担当者（坂上陽美＊、藤川和博、東明弘）

（３） ナシの発芽不良をもたらす栽培条件の解明と植物生育調節剤利用による軽減技術の開発
アは、単年での試験データであり引き続き調査を行う必要がある。

研究目的
カ

発芽促進効果が期待されるシアナミド液剤（CX10）の散布によるナシの発芽不良軽減効果について検討を行った。

要約

シアナミド液剤はナシ発芽不良の発生軽減に効果があり、好適な処理時期は DVI が 1.4 の時であり、開花が 3 日程度促進され、ハウス栽培では果実品質

イ

研究方法

も果実肥大が促進され果重が重く熟期が早まる。

露地栽培「幸水」において、DVI＊1を 3 段階に研究担当者（高須陽介＊、加藤

設定し、開花率への影響について調査した。ハウス
栽培「幸水」に CX-10 を 10 倍希釈で散布を行い、恵、福田浩幸、

児玉龍彦、稲富和弘）

花の形状及び果実品質について調査した。
＊

ウ

研究結果

1：DVI とは、遭遇する温度域毎の発育量を数値化して積算した発育指数（ア） 露地栽培では CX-10 をどの時期に散布しても無散布より開花期が 3 日程度促進された（図（４） ナシの低温要求性の少ない台木の利用に

2363-1）。
（イ） ハウス栽培では CX-10 散布区が無処理区

よる穂木品種の低温要求性への影響解明と比較して全体的に発芽の揃いが良かった。果実品

ア

質は、CX-10 散布区の方が果重は重く、果色が進ん少ない冬季の低温積算でも春季の再成長が可能な

だ。

研究目的

低温要求性台木を選抜し、これらの環境適応性を明らかにする。

エ考察（ア） CX-10 の散布により、特にえき花芽と短果

イ

研究方法

枝の発芽の揃いが良くなった。

ナシ台木種の低温要求量を田村ら 1） の方法に従（イ） ハウス栽培の樹に対する CX-10 の散布は、い評価するとともに、これら台木種を用いたナシ樹

充実した花が多く果実肥大も良くなった。

を低温要求量がやや不足した状態で加温し芽の成長を比較した。発芽促進効果のあったマメナシ No.6

オ

今後の課題

の根の呼吸量と木部樹液中のサイトカイニン活性を

ハウス栽培における CX-10 散布の効果について

図 2363-1分析した。さらにこれらを台木とする‘二十世紀’

CX-10 の散布時期の違いによる開花期への影響─ 236 ─

樹に乾燥処理並びに湛水処理を行い、耐乾性、耐水

No.6 を選抜した。

性を評価した。

キ
ウ

研究結果

引用文献

1）田村文男・田辺賢二・伴野潔（1992）低温処理調査した台木種の中で低温要求量の少ないものとがニホンナシ‘二十世紀’の芽の休眠の深さ，呼して P. calleryana（マメナシ）No.6 があげられた。

吸および内生生長調節物質に及ぼす影響．園芸学

低温要求量がやや不足した状態で加温するとマメ会雑誌．60（4）：763-769.

ナシ No.6 台木の方が他の台木より萌芽率が高かっ

2）田村文男・田辺賢二・片山雅至（1995）ナシ台た（表 2364-1）。マメナシ No.6 の根の呼吸量と木部木の耐水性とシアン耐性呼吸との関係．園芸学会

樹液中のサイトカイニン活性は他の台木より高かっ雑誌．64（1）：47-53.

た。乾燥・湛水処理の光合成速度、水ポテンシャル
研究担当者（田村文男 *）への影響はマメナシ No.6 台木で少なかった（デー
タ省略）。

エ

考

察

（５） 制御環境下でのウンシュウミカンの浮皮
発生要因の解明

冬季の低温がやや不足した場合でも発芽不良が軽減できるナシ台木としてマメナシ No.6 が選抜されアた。この台木は、高い耐乾性を有しており、耐水性

発芽前～成熟期における気温上昇がウンシュウミ

についても田村ら

2）の報告と同様高いことが確認

研究目的

カンの浮皮等への影響を明らかにする。

された。以上の点から、マメナシ No.6 は今後の気イ

象変動に対応しうる有望な台木と判断された。

研究方法

鉢植え‘南柑 20 号’を用いて、果実生育前期

オ

今後の課題

（開花～一次生理落果）と果実生育後期（着色始期

選抜台木が果実へ及ぼす影響については調査がで～収穫日）に人工気象室で温度処理を行い、成熟期きなかったため、来年度以降の普及に当たってはこに浮皮発生と果実の着色を調査した。また、発芽前の点も明確にする必要がある。

～成熟期に温度勾配ハウスで高温処理を行い、着色開始期から浮皮発生と果実の着色を調査した。

カ

要

約

低 温 要 求 性 で 耐 乾 性・ 耐 水 性 の 高 い マ メ ナ シ

表 2364-1

低温遭遇が異なるニホンナシ樹の加温栽培に伴う再成長に及ぼす台木の影響

7

萌芽率（％）
加温後日数
14
28

0
0
0
0

0
0
0
0

0
0
0
0

0
0
5
0

品種
低温遭遇量/台木‘幸水’
ＣＵ600/Ｐｃ
ＣＵ600/Ｐｐ
ＣＵ900/Ｐｃ
ＣＵ900/Ｐｐ‘新高’
ＣＵ900/Ｐｃ
ＣＵ900/Ｐｐ
ＣＵ1400/Ｐｃ
ＣＵ1400/Ｐｐ

35

42

20.0a
0b
25.0a
25.0a

60.0b
15.0c
85.0a
80.0a

60.0b
30.0c
100.0a
95.0a

17.5ｂ
5.0b
35.0a
30.0a

35.0b
15.0c
85.0a
80.0a

35.0b
17.5c
95.0a
90.0a

Pc；マメナシ、Pp；ニホンヤマナシ、アルファベットの異符号間は5% レベルで有意差あり

─ 237 ─ウ

研究結果

（６） 早生・中生ウンシュウミカンでの浮皮発
生要因の解明と発生危険度予測技術の開発

果実生育前期と後期の温度がいずれも高いほど浮皮が助長され、着色は前期に温度が高いと促進、後

ア

研究目的

期に温度が高いと抑制された（図 2365-1）。また、

従来より効率的に浮皮対策を行うため、早生・中

開花期～生理落果期の気温が平年平均気温よりも 2

生ウンシュウミカンにおける浮皮発生要因を解明す～ 4℃高く、かつ果実着色後にあたる 10 月下旬以

るとともに、着色期以前に浮皮発生の危険度を予測

降 2 ～ 4℃高い場合には浮皮が発生した（データ省する技術を開発する。

略）
。

イ
エ

考

察

研究方法

和歌山県果樹試験場植栽の‘宮川早生’（早生）、

開花期～生理落果期と着色期～成熟期の気温が平‘向山温州’（中生）について 4 ～ 7 月（早期マル

年平均気温よりも 2 ～ 4℃高いと浮皮が発生するこチ）及び 7 ～ 10 月（後期マルチ）に透湿性シートとが明らかになった。成熟期だけではなく開花期～を敷設し、水分ストレスや栄養状態の変化及び浮皮

生理落果期の高温もウンシュウミカンの浮皮を助長の発生状況を調査した。また、8 月以前の気象条件

することが明らかになり、5、6 月の気象条件が浮から浮皮発生の危険度を予測するため、‘向山温州’

皮発生に関与することを示唆した静岡県の成果を実の過去の生育調査データ（果皮割合の増加率）を目証できた。

的変数、気象データ（気温・降水量）を説明変数として重回帰分析を行った。

オ

今後の課題
ウ

浮皮発生を助長する時期とその環境条件を制御環境下でさらに実証していく必要がある。

研究結果‘宮川早生’、‘向山温州’のいずれも早期マルチにより浮皮が減少し、後期マルチにより浮皮が増加

カ

要

約

する傾向が認められた。栄養状態については特に早開花期～生理落果期と着色期～成熟期の気温が平期マルチで窒素の低下が認められた（データ省略）。

年平均気温よりも 2 ～ 4℃高いと浮皮が発生する。

また、重回帰分析により表 2366-1 に示す重回帰式

開花期～生理落果期の高温もウンシュウミカンの浮が得られた。

皮を助長する。

エ＊研究担当者（佐藤景子 、深町

浩）

考

察

早期マルチによる浮皮軽減には水分ストレス・窒

浮皮度
3.0

a

a

2.5
2.0

b

1.5
1.0
0.5
0.0

図 2365-1

bc

bc

c

前期

±0℃ +2℃+4℃ ±0℃ +2℃

後期

±0℃

+2℃

+4℃

果実生育前期と後期の高温がウンシュウミカンの浮皮に及ぼす影響

1）果樹研カンキツ研究興津拠点における平年平均気温を± 0℃とし、それより 2℃高く設定した場合を +2℃、4℃高く設定した場合を +4℃とした
2）12 月 2 日に収穫。浮皮度は、無を 0、軽を 1、中を 2、甚を 3 と評価

図2365‐1

─ 238 ─

表 2366-1 ‘向山温州’の果皮割合の変化を予測するための重回帰式
自由度修正済
み決定係数

重相関係数
0.823

0.586

有意性

回帰式

p<0.01y＝0.00154X1-0.0573X 2+0.0485X 3+0.0407X 4+0.00648
y:10/15に対する12/15の果皮割合の比率
X1：6月下旬の降水量(mm)X2：6月中旬の平均気温(℃)
X3：7月中旬の平均気温(℃) X4：8月上旬の平均気温(℃)

素栄養の低下等が影響していると考えられ、後期マ

象観測データ（平均気温、最高気温、最低気温、降ルチによる浮皮増加には水分変動とともにマルチに

水量、降水日数（0.5 mm 以上）、日照時間）、開花

よる果実成熟の前進化が影響していると思われた。

盛期から収穫日までの経過日数（以下、経過日数）

果皮割合増加比率の予測式を複数年の気象条件で検との相関を求めた。12 月 1 日時点の果実比重を目証したところ、成熟期の気象の影響はあるものの、的変数、5 ～ 11 月の旬別気象観測値と経過日数をある程度正確に予測できると考えられた。

説明変数とする重回帰式を求めた。

オ

今後の課題

ウ

研究結果

果皮割合増加比率の予測式について、さらに精度

5 月の日照時間、6 月上旬の平均気温は果実比重を検証するとともに実際の浮皮発生との関係を継続と正の相関関係にあり、6 月下旬の平均気温、11 月

調査する必要がある。

上旬の気温、5 月下旬、10 月下旬の降水日数は果実
比重と負の相関関係にあった（表 2367-1）。また、

カ

要

約

経過日数と果実比重は–0.48 の相関関係にあった。

果実肥大期前半の水分ストレスにより浮皮が減少

当年の旬別気象観測値、開花盛期を用いることにし、後半の水分ストレスにより浮皮が増加した。まより、12 月 1 日時点における果実比重を求める予た、中生ウンシュウミカンにおいて、8 月以前の気測式を作成した（表 2367-2）。

象条件から果実肥大期後半の果皮割合の増加を予測

エ

する予測式を作成した。

考察

果実比重と秋季の高温降雨と同等の相関関係が果研究担当者（中谷＊章 、井口萩平淳也、池田晴佳、水上豊、山田芳裕、

実比重と 5 月、6 月の気象条件、経過日数にあり、収穫時の浮皮発生に影響する可能性がある。推定さ徹）れた果実比重に対し、6 月上旬の気温は正に影響し、経過日数は負に影響することが示唆される。

（７） 晩生ウンシュウミカンでの浮皮発生要因の解明と発生危険度予測技術の開発

オア予測の利用性を考慮した改良を行い、実測の観測

研究目的

晩生のウンシュウミカンである‘青島温州’は、今後の課題

値との検証を継続する。

収穫時の浮皮発生が問題となっている。果実比重が軽いほど浮皮程度が著しい（河瀬ら 1））。そこで、

カ

要

約

果実比重を浮皮程度の指標として、その発生要因の果実比重と気象観測値の関係から、秋季の高温降解明と事前に発生を予測する方法について検討し雨のほか 5 月、6 月の気象条件が、また、開花盛期

た。

から収穫日までの経過日数が浮皮発生に影響する可能性が示唆され、気象観測値、経過日数を用いた当

イ

研究方法

年の果実比重予測の可能性が示唆された。

1978 ～ 2011 年の 26 データ（8 年分欠測）の‘青
島温州’果実比重と静岡市清水区興津のアメダス気─ 239 ─

表 2367-1

旬別のアメダス観測値と果実比重（12 月 1 日）の相関
平均
気温
-0.10
-0.15
0.00
0.45
0.10
-0.39
-0.18
-0.16
0.06
-0.11
-0.02
0.12
-0.13
-0.14
-0.23
0.16
0.18
-0.25
-0.44
-0.07
-0.26

5月上旬
5月中旬
5月下旬
6月上旬
6月中旬
6月下旬
7月上旬
7月中旬
7月下旬
8月上旬
8月中旬
8月下旬
9月上旬
9月中旬
9月下旬
10月上旬
10月中旬
10月下旬
11月上旬
11月中旬
11月下旬

＊
＊

＊

最高
気温
-0.08
-0.09
-0.05
0.27
0.06
-0.41
-0.21
-0.28
0.04
-0.14
-0.12
0.00
-0.21
-0.28
-0.38
0.13
-0.02
-0.18
-0.33
-0.08
-0.27

＊

最低
気温
-0.12
-0.25
-0.04
0.36
0.03
-0.37
-0.17
-0.05
0.05
-0.12
0.10
0.22
-0.13
-0.04
-0.08
0.10
0.29
-0.31
-0.41
-0.10
-0.24

＊

降水
量
0.09
-0.11
-0.29
0.32
-0.23
-0.02
-0.20
0.04
-0.28
-0.17
0.14
-0.17
-0.14
-0.12
0.17
-0.34
-0.19
-0.21
-0.19
-0.35
0.02

1978 ～ 2011 年 Z

降水
日数
-0.19
-0.27
-0.45
-0.12
-0.18
0.14
-0.37
0.22
-0.34
-0.19
0.33
-0.06
0.04
0.12
0.17
-0.28
-0.28
-0.44
-0.35
-0.21
0.00

＊

＊

日照
時間
0.46 ＊y0.39 ＊
0.39 ＊
0.32
0.16
-0.06
0.26
0.02
0.34
0.18
-0.03
0.07
0.04
-0.12
-0.11
0.36
0.00
0.33
0.21
0.25
0.21

Z n=26 8 年分の欠測
y ＊ 5% 水準で有意表 2367-2 ‘青島温州’12 月 1 日時点における果実比重の予測式
予測日
7月11日
10月1日
10月11日キ

予 測 式

決定係数 変数

0.0184×平均気温（6月上旬）＋0.0001×降水量（6月上旬）－0.0036×降雨日数（7月上旬）＋0.0006×日照時間（5月中旬)－0.0025×開花盛期後の経過日数＋0.9441
0.0149×平均気温（6月上旬）＋0.0073×降水日数（9月下旬）＋0.0005×日照時間（5月下旬）－0.0041×開花盛期後の経過日数＋1.3078
0.0179×平均気温（6月上旬）－0.0001×降水量（10月上旬）＋0.0072×降水日数（9月下旬）－0.0039×開花盛期後の経過日数＋1.2387

引用文献

0.66

5

0.66

4

0.66

4

立するため、ジベレリン（以下 GA）とプロヒドロ

1）河瀬憲次・高原利雄・廣瀬和榮・小野祐幸・吉ジャスモン（以下 PDJ）混用散布の作用性の解明

永勝一（1984）ウンシュウミカン果実における浮や最適化を行い、開発した技術の温暖化適応性を評

皮発現の要因と防止法に関する研究（第 1 報）．果価する。

樹試験場報告 D．6：27-40.

イ＊

研究担当者（古屋雅司 、中村茂和、高橋哲也、
菊池佑弥、白井由紀）

研究方法

果樹研カンキツ研究興津拠点植栽の早生の‘興津
早生’及び中生の‘シルバーヒル温州’を用いて、
処 理 時 期（7 月 ～ 9 月 ） 及 び 処 理 濃 度（GA 0 ～3.3 ppm・PDJ 0 ～ 50 ppm）を変えて収穫適期に浮（８） ジベレリン・ジャスモン酸混用散布処理

皮軽減効果及び果実の着色を調査した。また、鉢の最適化と高温下での作用性の検証

植え‘南柑 20 号’を用いて 9 月上旬に GA1 ppm・ア

PDJ50 ppm を混用散布し成熟期に人工気象室で平研究目的

早生・中生ウンシュウミカンの浮皮軽減技術を確

均気温とそれより 2℃程度高温にし、収穫適期に浮─ 240 ─

図 2368-1

高気温条件下における GA・PDJ 混用散布の浮皮軽減効果

1）9 月 4 日に GA1 ppm・PDJ50 ppm（GP）を散布し、12 月 1 日に収穫
2）果樹研カンキツ研究興津拠点における平年平均気温を 0℃とし、それより 2℃高く設定した場合を 2℃とし、10 月 31 日から 12 月 1 日まで温度処理
3）浮皮度は、無を 0、軽を 1、中を 2、甚を 3 と評価

図2368‐1オ

皮軽減効果及び果実の着色を調査した。

今後の課題

極早生ウンシュウミカンでも浮皮が問題になって

ウ

研究結果

いることから、極早生ウンシュウミカンの浮皮軽減

いずれの品種においても、処理時期について 7 月
処理は浮皮軽減効果と着色遅延はみられず、8 月及に最適な散布時期と散布濃度を明らかにする必要がある。

び 9 月処理は浮皮軽減効果が強く、着色が遅延した（データ省略）。処理濃度は GA と PDJ いずれも

カ

要

約

濃度が高いほど浮皮軽減効果と着色遅延は強くなっ

早生及び中生ウンシュウミカンに対して 8 月中旬

た。成熟期が平年平均気温より 2℃程度高温でも～ 9 月上旬に GA1 ～ 3.3 ppm・PDJ25 ～ 50 ppm のGA と PDJ の混用散布は浮皮を軽減した（図 2368-

混用散布を行うと浮皮を軽減できる。また、成熟期

1）。

が平年平均気温より 2℃程度高温でも GA・PDJ の混用散布は浮皮を軽減できる。

エ考察
研究担当者（生駒吉識、佐藤景子 ＊、松本

早生・中生ウンシュウミカンで 8 月下旬～ 9 月
上 旬 の GA1 ppm・PDJ25 ppm 混 用 散 布 は、 着 色

光、

中嶋直子）

遅延を 1 週間以内に抑えて浮皮を軽減できた。また、 中 生 ウ ン シ ュ ウ ミ カ ン で、8 月 下 旬 ～ 9 月
上 旬 の GA1 ppm・PDJ50ppm 及 び GA3.3 ppm・

（９） 早生・中生ウンシュウミカンでの浮皮軽

PDJ25 ppm の混用散布は 1 ～ 2 週間程度着色が遅減技術の開発と実証延するが、強く浮皮を軽減できた。成熟期が平年平ア

均気温より 2℃程度高温条件下でも GA と PDJ の貯蔵せずに出荷される早生・中生ウンシュウミカ

混用散布は浮皮軽減効果を発揮できることが明らか

ンに対するジベレリン（以下 GA）
・プロヒドロジャになった。なお、本成果と和歌山県の成果を取りまスモン（以下 PDJ）の混用処理による浮皮軽減技

とめ「浮皮軽減のための技術情報（改訂版）」とし術を開発し、現地ほ場で実証を行う。

て発表した。

─ 241 ─

研究目的

イ

研究方法

オ

今後の課題

和 歌 山 県 果 樹 試 験 場 植 栽 の‘ 宮 川 早 生 ’ 及 び

本成果を基に「浮皮軽減のための技術情報（改訂‘ 向 山 温 州 ’ を 対 象 に、GA・PDJ 処 理 の 処 理 時版）」が作成されており、今後は生産現場への普及期（満開後 80 日～ 140 日）及び処理濃度（GA1 ～が重要である。

3.3 ppm・PDJ25 ～ 50 ppm）を変えて、浮皮軽減効
果及び果実の着色への影響を調査した。また試験場

カとは園地条件の異なる、和歌山県有田郡内の‘向山

早生ウンシュウミカンの浮皮軽減には満開 100

温州’栽培現地において現地実証を行った。

要

約日 後 の GA3.3 ppm・PDJ25 ppm 処 理 が 適 し て いる。中生ウンシュウミカンでは着色遅延を回避する

ウ

研究結果

場合は満開 100 日後、収穫時期を調整する場合はいずれの品種も処理時期が早いと着色への影響はないものの浮皮軽減効果は低くなり、遅いと浮皮軽

満開 120 日後の GA3.3 ppm・PDJ25 ppm もしくは
GA1 ppm・PDJ50 ppm 処理が適する。

減効果は強いものの明らかな着色遅延が認められた研究担当者（中谷（図 2369-1、2369-2）。現地試験ではいずれの園地でも浮皮軽減効果が認められたが、一部の園地では着井口章 ＊、山田芳裕、萩平淳也、豊、池田晴佳、水上徹）

色遅延が見られた（データ省略）。

エ

考

察

（10） ブドウにおける着色改善技術の開発
ア

浮皮軽減効果と果皮色の関係から、‘宮川早生’

研究目的

で は 満 開 後 100 日 後 の GA3.3 ppm・PDJ25 ppm

ブドウにおける着色改善技術として、慣行の環状処理が適しており、‘向山温州’では、着色遅延

剥皮処理より樹勢低下のリスクを軽減した新たな環を回避する場合は満開 100 日後、着色遅延を利用

状剥皮処理方法を開発する。

し て 収 穫 時 期 を 調 整 す る 場 合 は 満 開 120 日 後 のイた。また、処理濃度を GA1 ppm・PDJ50 ppm とし

トンネル栽培種なし「巨峰」と「ピオーネ」を供ても同等の効果が得られたことから、より低濃度で試し 0.5 cm 幅の環状剥皮処理が果実品質に及ぼすの使用が可能であると考えられた。

影響について、試験（ア）、（イ）を行った。

0.4

30

0.3

25
果皮色a値

浮皮度

GA3.3 ppm・PDJ25 ppm 処理が適すると考えられ

0.2
0.1
0
100日区

120日区

140日区

研究方法

20
15
10

対照区

100日区

図 2369-1 ‘向山温州’における GA・PDJ 処理時期
図2369-1 による浮皮度の違い

1）処理濃度は GA3.3 ppm・PDJ25 ppm、2012 年 12 月 5 日
収穫2）浮皮度：収穫後、全果実について触感で浮皮程度を 0（無）～ 3（甚）に分類した平均値

120日区

140日区

対照区

図 2369-2 ‘向山温州’における GA・PDJ 処理時期
による果皮色 a 値の違い

図2369-2
1）処理濃度は GA3.3 ppm・PDJ25 ppm、2012 年 12 月 5 日
収穫2）果皮色 a 値：収穫果実のうち M 級果を 10 果採取し赤道部 2 か所を測定

─ 242 ─（ア） 満開 35 日後に主枝基部に 0.5 cm 幅（0.5 cm

培期間中通しての遮光が行われている。しかし近区）又は 2.0 cm 幅（2.0 cm 区；慣行処理）で環状

年、気温・日射条件の栽培期間中の変化が大きく

剥皮処理を行った。

なっていることから、全期間中遮光では収量確保が（イ）（a）剥皮・慣行袋区、（b）剥皮・透明袋

困難となる事例があり、収量向上に適した栽培法の区、（c）慣行袋区及び（d）透明区の 4 試験区を設確立が求められている。また、全期間中遮光によりけた。試験区（a）と（b）は満開 40 日後に、主枝有害成分である硝酸含量が増加するが、これは温暖基部に 0.5 cm 幅の環状剥皮処理を施した。また、化に対応した遮光強化によりさらに大きな問題にな

試験区（b）と（d）は有孔透明ポリプロピレン製ると予想される。そこで、ホウレンソウの収量・品の果実袋、試験区（a）と（c）は白色果実袋（慣行質の向上に最適な遮光栽培法を開発し、品質向上の袋）を掛けた。

ための栽培マニュアルを作成する。

ウ

研究結果

イ

研究方法

（ア） 両品種ともに、剥皮部の癒合に要する日数

遮光栽培条件での硝酸含量低減のための遮光除去

は 0.5 cm 区で 22 日間、2.0 cm 区で 50 日間であり、の有効性について検討した。雨よけハウス内に播種剥皮処理幅に係わらず着色不良果の発生はみられな

し遮光資材被覆下で栽培した。遮光除去区の遮光資かった。

材を除去 7 日後の午前 9 時頃に遮光継続区及び遮光（イ） 両品種とも、カラーチャート値は剥皮処理除去区から収穫し、草丈、株重、葉色、アスコルビ

区で剥皮無処理区より高かった。果実袋の違いが果

ン酸含量及び硝酸含量を調査した。硝酸含量の測定

実品質に及ぼす影響は、両品種ともにみられなかっには RQ フレックスを用いた。

た。

ウ
エ

考

察

研究結果

出荷に必要な草丈、株重、葉色といった外観品質

0.5 cm 幅の環状剥皮処理は慣行処理と比較して、やアスコルビン酸含量も考慮して遮光除去による硝同程度の着色改善効果が見込まれる上に、樹勢低下

酸含量低減を図る場合、「草丈 20 cm 程度で遮光除のリスクを軽減できると考えられる。

去し、7 ～ 10 日経過後の収穫前 2 日間が晴天であった場合に収穫することが望ましい」と考えられた。

オ

今後の課題

この条件を満たす日の午前 9 時頃に収穫・調査を

0.5 cm 幅の環状剥皮処理を連年実施した場合の行った結果（図 2371-1）、硝酸含量は遮光継続区では約 5300 ppm であったのに対し、遮光除去区では樹体への影響を継続調査する。

約 2200 ppm と低減された。また、株重、葉色及び

カ

要

約

アスコルビン酸含量も遮光継続区と比較して遮光除種なし「巨峰」と「ピオーネ」において、0.5 cm
幅の環状剥皮処理は慣行処理より樹勢低下のリスク

去区で改善され、遮光除去区の草丈については、25～ 30 cm の範囲内の出荷適正サイズとなった。

を低減した着色改善技術として活用できる。

エ研究担当者（四宮＊亮 、白石美樹夫）

考察

遮光除去後の硝酸含量の低減に必要な期間は 2 ～3 日であり、収穫 2 日前の日射量が収穫時の硝酸含量に強く影響する。一方、株重、葉色の改善に必要

７

野菜・花きの生産安定技術の開発な期間は 7 ～ 10 日であり、遮光除去後のアスコル（１） 遮光制御を用いた温暖化によるホウレン

ビン酸含量向上に必要な期間は実質 1 日程度である

ソウの収量・品質低下抑制技術の開発

が、アスコルビン酸含量は収穫前日の日射量の影響アを強く受ける 1）。遮光除去により硝酸含量は低減さ

研究目的

ホウレンソウは、高温期には収量確保のために栽れ、また、株重、葉色及びアスコルビン酸含量も遮

─ 243 ─

40

8000
a．硝酸含量草丈（cm）
株重（ｇ）
葉色（SPAD値）
アスコルビン酸含量（mg/100g FW）

硝酸イオン濃度（ppm）

7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

図 2371-1

遮光
遮光継続区

遮光
遮光除去区

継続区

除去区

35

b．草丈、株重、葉色、アスコルビン酸含量
遮光継続区 遮光除去区

30
25
20
15
10
5
0

草丈

草丈（ｃｍ）

重量（ｇ）
株重

SPAD
葉色

アスコルビン酸含量
アスコルビン酸
含量

図2371-1
収穫前の遮光除去による硝酸含量、草丈、株重、葉色及びアスコルビン酸含量の変化

1）8/7 播種、9/1 遮光除去、9/8 収穫、遮光資材はクールホワイト 1220SW
2）縦線は標準誤差（草丈、株重及び葉色：n=9、アスコルビン酸含量及び硝酸含量：n=3）

光継続区と比較して遮光除去区で改善され、遮光除（２） イチゴ促成栽培における気化潜熱利用局

去区の草丈については、出荷適正サイズとなったこ

所冷却法による長期安定生産技術の開発と産とから、硝酸含量低減のための遮光栽培法の有効性

地実証が確認された。

ア

研究目的

これまでの温暖化により、促成栽培イチゴの秋期

オ

今後の課題

の花芽分化の遅れから年内収量の低下や「収穫の中作成・公表した栽培マニュアル内容の広報が課題

休み」と呼ばれる無収穫期間の拡大の問題が顕在化しつつある。また、春以降の高温により花芽分化期となる。

間の短縮や果実生産期間の短縮も懸念される。今後

カ

要

約

も温暖化が進行することが予想されるため、これま

温暖化に対応した遮光栽培において、草丈 20cm

でに開発してきた高設栽培における「気化潜熱利用

程度で遮光除去し、遮光除去 7 ～ 10 日後で収穫前

培地冷却法」を活用し、これらの問題に対処しうる

2 日間が晴天であった場合に収穫することにより、実用的な装置及び技術を開発する。

硝酸含量は低減され、株重、葉色及びアスコルビン
酸含量も改善され、草丈は出荷適正サイズとなっ

イ

研究方法

た。

（ア） 気化潜熱利用培地冷却法の春以降への適応
拡大

キ

引用文献

2010 年及び 2011 年の 4 ～ 6 月に、高設装置で栽

1）吉田祐子ら（2008）遮光栽培したホウレンソウ

培した‘さちのか’について、1 日 12 時間（10 ～におけるアスコルビン酸含量の遮光除去後の変22 時）の気化潜熱利用培地冷却を実施し（培地冷

動．園芸学研究．7（3）：399-405.

却区）、冷却なしの対照区と比較した。定期的に、直前の果房出蕾日が同時期の 3 個体ずつの生長点観＊研究担当者（吉田祐子 ）察を行い花芽分化の限界期を調査した。果実硬度、糖度及びアスコルビン酸含量を測定した。
（イ） 気化潜熱利用培地冷却法の兵庫方式高設栽培装置への応用と産地実証2010 年～ 2011 年 9 月定植の‘さがほのか’‘章─ 244 ─姫’‘紅ほっぺ’‘さちのか’‘やよいひめ（2011 の培装置への応用と産地実証み）’について、定植直後より培地冷却（10 ～ 22

兵庫方式高設栽培装置でも、送風により培地温が時）を実施し、頂果房及び第 1 次腋果房の開花期を最大 3℃低下し、開花が前進傾向であったが、その比較した。また、現地生産者ほ場の兵庫方式高設栽程度には品種間差があった 1）。20 m ベッド× 24 本

培装置 20 m × 24 本に対し送風改造を実施し、施の施工時間は、4 人作業で約 3 h（パイプの切断等

工所要時間、コスト、送風有無による開花期の比較

は事前に別施工、1 人作業で 1.5 h）、既設加温機にを行った。

よる送風で、排気口平均風速は 3.6 m/s であり、培地温低下と第 1 次腋果房の開花前進が見られた（図

ウ

研究結果

2372-2）。

（ア） 気化潜熱利用培地冷却法の春以降への適応

エ

拡大

考

察

4 ～ 6 月に培地冷却を実施することで、平均培地（ア） 花芽分化スコアが低下する直前の 5 月上旬

温度が約 2℃低下した。生長点の観察から、培地冷には、それまでの日平均気温を 3℃以上上回る急激却区は対照区に比べて花芽分化スコアが低下するな高温期が数日観測された。日長が長くなる時期に時期が遅くなる傾向が 2 年続けて認められた（図短期的ではあるが高温に遭遇したことで、生殖生長

2372-1）。果実品質については、平均果重、アスコから栄養生長への転換が急速に進行した可能性が示

ルビン酸含量では差がないものの、培地冷却するこ唆される。培地冷却により限界期間近の個体に対しとで果実硬度が 1 割増加し、糖度は 0.3 上昇した。

てより花芽分化しやすい環境を作り、冷却しない場（イ） 気化潜熱利用培地冷却法の兵庫方式高設栽合に比べ、その時期に分化する個体数が多くなると花芽分化スコア（平均）

6
5
4
3
2
1
0

花芽分化スコア（平均）4/24 5/4 5/14 5/24 6/3 6/13
2010年

6
4

培地冷却区

3
2
1
0

4/24
図 2372-1

対照区（冷却なし）

5

5/4
5/14
2011年

5/24

春以降の培地冷却処理が‘さちのか’の花芽分化限界期延長に与える効果

1）直前の果房出蕾日が同時期の株を抜き取り生長点を観察し分化程度を比較（n=3）2）花芽分化スコア：肥厚初期 0.5、肥厚中期 1.0、肥厚後期 1.5、分化期 2.0、ガク片形成期 3.0、雄ずい形成期 4.0、雌ずい形成期 5.0、花 6.0

─ 245 ─

図 2372-2

兵庫方式高設栽培装置における気化潜熱利用培地冷却法の効果と現地への適用

1）左：送風による培地温低下 2011/10/9、晴天、培地表面より 3 cm 深2）右：第 1 次腋果房開花株率の推移 品種‘章姫’の普通促成栽培、送風は 2011/9/26（定植日）～ 10/17、8：00 ～18：00 の間連続送風考えられる。

キ

引用文献（イ） 兵庫方式イチゴ高設栽培でも、定植直後か

1）山本晃一（2012）農業温暖化ネット．https://

らの送風による培地冷却が頂果房 ･ 第 1 次腋果房のwww.ondanka-net.jp/index.php?category=me

開花促進に有効で、頂果房開花促進処理と培地冷却

asure&view=detail&article_id=818（ 参 照 日：を併用するとさらに効果的と考えられる。また、ハ2015.3.13）

ウス内既設加温機の送風機能を利用する場合、追加
研究担当者（山崎敬亮＊、山本晃一）

する資材は、塩ビ管と継ぎ手類（ベッド長に関係な
く 1 台分約 800 円）及び送風機からのダクトと低コ
ストで、年間の電気代増加は加温機サイズにより（３） チャノキイロアザミウマ新系統の分布拡

2,000 ～ 10,000 円と試算される。

大要因の解明と防除技術の開発
オ

ア

今後の課題

（ア） 異なる品種を用いた場合の春以降の培地冷

研究目的

野菜類を加害するチャノキイロアザミウマの南方

却効果や影響を確認する必要がある。

由来新系統（以下 C 系統 6））の現時点における国内（イ） 事例蓄積により送風運転期間・停止条件

外の分布状況・寄生植物について明らかにするとと等、マニュアルの精度向上を検討する。

もに、チャノキイロアザミウマ C 系統に対する新
たな防除体系マニュアルを作成する。

カ

要

約

（ア） 気化潜熱利用培地冷却を春以降に実施する

イことで、培地温度は 2℃程度低下し、花芽分化限界（ア） 現時点における国内外の分布状況・寄生植期を延長する傾向を認めた。果実硬度が 1 割増し、物の調査

糖度も 0.3% 上昇した。

研究方法

台湾、ベトナム国、鹿児島県島嶼部のほか、各地（イ） 気化潜熱を利用した培地冷却技術はイチゴの野菜圃場等で調査あるいは虫害担当者に採集依頼の兵庫方式高設栽培装置に応用でき、培地温を最大を行い、遺伝子診断による系統判別と C 系統の生約 3℃低下させ、第 1 次腋果房の開花の遅延 ･ ばら態的特性の調査を行った。

つき回避等につながる。この方法は、既設の加温機（イ） C 系統の簡易飼育法の開発及び防除に利用の送風機能を利用可能で、低コストで施工・運用が可能な資材の探索可能である。

簡易飼育法を確立するとともに、発育ステージごとの発育零点・温度別の生存率・温度別発育日数を─ 246 ─

調査した。アザミウマ類を捕食する天敵類のチャノ

エ

考

察

キイロアザミウマ C 系統に対する捕食能力や主要（ア） 海外からの侵入害虫については、その生態

薬剤の LC50 値を求め、薬剤感受性を検討した。

的特徴を明らかにすることで、国内での分布拡大
や今後の対策を検討することができる。特に、昆

ウ

研究結果

虫の発育零点は種によって異なり、発育に要する（ア） 現時点における国内外の分布状況・寄生植

有効積算温度は発育ステージによって異なる 1）。ま物の調査

た、チャノキイロアザミウマ C 系統の発育零点は台湾、ベトナム国、沖永良部島、与論島、高知県

チャノキイロアザミウマ YT（在来系統）の発育零

で C 系統が確認されたが、屋久島、千葉県、静岡

点 9.7℃（サンゴジュ葉で飼育 4））、8.5℃（ブドウ葉

県、和歌山県では確認されなかった。高知県での発で飼育 3））よりも高い傾向がみられた。発育零点や生実態調査の結果、ピーマン・トウガラシ類のほか

有効積算温度は、チャノキイロアザミウマ C 系統

イチゴ、トルコギキョウ、マンゴーでチャノキイロ

の年間世代数の推定や発生予察に有用な情報となる

アザミウマ C 系統の寄生が確認された。

が、亜熱帯地域を原産地とすることから、さらに発（イ） C 系統の簡易飼育法の確立及び防除に利用

育ステージごとの低温耐性や温帯地域の厳しい冬を可能な資材の探索

どのステージで越冬するのかと言った情報が不可欠

餌植物としてピーマン果実を用いた累代飼育法をとなる。チャノキイロアザミウマ YT 系統の大量飼開発し、薬剤感受性の検定を可能とした。また、卵育は餌供給の面から、困難な場合が多いが、チャノの発育零点は 10.6℃、有効積算温度は 101.0 日度、キイロアザミウマ C 系統のピーマン果実を用いた幼虫から成虫までの発育零点は 11.9℃、有効積算温

飼育は効率的であり、各種の温度反応試験に加えて

度は 117.6 日度であった。また、アザミウマ類を捕多くの供試虫を必要とする薬剤感受性検定に利用る食する天敵類であるタイリクヒメハナカメムシ 5 齢ことが可能である。

幼虫やスワルスキーカブリダニ成虫による防除の可（イ） チャノキイロアザミウマ YT 系統に対す能性が示唆された。また、ニテンピラム水溶剤、クる農薬散布は、主にチャ樹やカンキツ類の防除対象

ロルフルアズロン乳剤、スピノサド顆粒水和剤、クとなっており、合成ピレスロイド剤に対する感受性

ロルフェナピルフロアブル及びエマメクチン安息香の低下が報告されている 2）。一方、チャノキイロア

酸塩乳剤で高い殺虫効果が得られた（表 2373-1）。

ザミウマ C 系統では、ネオニコチノイド剤や合成
ピレスロイド剤に対する抵抗性が発達しており、ジ

表 2373-1

チャノキイロアザミウマ 2 齢幼虫に対する各薬剤の殺虫効果
処理5日後補正死虫率（%）

薬剤名

スタークル顆粒水溶剤
アクタラ顆粒水溶剤
アドマイヤー水和剤
アドマイヤー顆粒水和剤
モスピラン水溶剤
ダントツ水溶剤
ベストガード水溶剤
アタブロン乳剤
ラノー乳剤
アディオン乳剤
ロディー乳剤
アーデント水和剤
スピノエース顆粒水和剤
コテツフロアブル
スプラサイド乳剤40
アファーム乳剤
プレオフロアブル
ハチハチ乳剤

希釈倍率

2,000
2,000
3,000
2,000
10,000
2,000
8,000
2,000
1,000
2,000
1,000
2,000
2,000
1,000
5,000
20,000
2,000
1,500
2,000
1,000
1,000

南国市

南国市

ピーマン

シシトウ

97.0
95.0
80.0
4.3
100
100
17.6
100
100
100
100
100
100
77.3
-

81.3
82.9
77.4
36.7
87.5
100
45.2
100
100
46.9
-

南国市
甘長
とうがらし
31.9
49.8
60.4
81.9
83.8
70.9
28.0
86.2
100
100
86.8
97.3
100
100
100
100
100
100
100
16.9
100

南国市
イチゴ
71.8
15.4
47.5
70.6
42.7
58.1
39.3
44.6
100
94.2
71.9
54.7
55.9
68.8
100
100
100
100
100
49.9
100

─ 247 ─

香南市
トルコ
ギキョウ
100
96.7
93.3
78.6
96.4
100
92.6
42.9
100
96.8
100
100
100
100
100
80.9
100

いの町
マンゴー
0
33.8
0.3
78.4
47.7
40.0
12.0
19.9
83.7
97.6
70.5
47.7
54.8
55.1
97.1
100
100
100
95.3
85.4
100

芸西村
トルコ
ギキョウ
29.7
67.3
29.8
48.2
76.2
41.7
24.1
70.8
100
97.0
100

安芸市

土佐清水市

宿毛市

マンゴー

マンゴー

マンゴー

0
42.1
38.3
65.5
77.4
38.7
0.3
40.5
94.8
81.7
53.0
69.2
100
100
100
100

75.8
58.9
87.5
100
100
90.6
80.7
86.7
100
100
42.6
44.0
65.6
100
100
100
100
82.9
100
100
100

28.0
36.2
20.3
80.5
78.4
68.8
9.6
75.8
100
93.8
0
42.4
37.5
100
100
100
100
59.2
94.6
100
100

ノテフランに対する補正死虫率が 0 ～ 100% と変動

Grape. Appl. Entomol. Zool. 31: 81-86.

し、合成ピレスロイド剤（フェンプロパトリン、ペ4）Tatara, A. （1994） Effect of Temperature

ルメトリン）に対して 50% の死虫率を示す地域がand Host Plant on the Development, Fertility

みられており、薬剤に対する感受性の低下がみられ

and Longevity of Scirtothrips dorsalis HOODる。薬剤抵抗性は、農薬の散布によって抵抗性遺伝（Thysanoptera: Thripidae）. Entomol. Zool. 29:

子を保有する個体の頻度が高まり。個体群に抵抗

31-37.

性遺伝子が広く蓄積されることによって発達する。

5）圡田聡（2015）チャノキイロアザミウマ C 系統

チャノキイロアザミウマ C 系統では、国内侵入時の特徴と診断法．植物防疫．69：28-32．

にすでに抵抗性を獲得していた可能性も指摘されて

6）Toda, S. et al.（2014）Occurrence of a novel

5）

strain of Scirtothrips dorsalis（Thysanoptera:いる 。

Thripidae） in Japan and development of its

オ

今後の課題

molecular diagnostics. Appl. Entomol. Zool. 49:
231-239.

チャノキイロアザミウマ新系統の防除対策として、シシトウを主要作物とした防除マニュアルの策研究担当者（本多健一郎、武田光能＊、飯田博之、

定を行う必要がある（2012 年度開始の「気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロ

広瀬拓也、垣内加奈子、圡田聡）

ジェクト」の農林水産省委託プロ「気候変動」で実施）。

（４） 温暖化に対応した夏秋需要期キク安定開カ要

花調節技術の開発

約（ア） 現時点では、台湾、ベトナム国、沖永良

ア

研究目的

部島、与論島、高知県でチャノキイロアザミウマ C

キクの高温開花遅延機構の解析を行うとともに、系統を確認したが、屋久島、千葉県、静岡県、和歌

夏秋露地コギクについて温度及び日長の要因を解析

山県では確認されなかった。また、ピーマン・トウ

し、より開花調節が困難な盆に向けて気候変動にもガラシ類のほかイチゴ、トルコギキョウ、マンゴー対応できる東日本型・西日本型安定開花調節技術をで寄生が確認された。

開発し、マニュアル化を行う。

（イ） ピーマン果実を用いたチャノキイロアザミ
ウマ C 系統の累代飼育法を開発したほか、卵及び

イ

研究方法

幼虫から成虫の発育零点と有効積算温度を明らかに（ア） 高温開花遅延機構の解析

し、アザミウマ類を捕食する天敵類（タイリクヒメ

キクタニギクを実験材料とし、日長は 8 時間明

ハナカメムシ、スワルスキーカブリダニ）による防期 /16 時間暗期の短日条件とした。温度処理は、除の可能性を見出した。また、チャノキイロアザミ

20℃一定区（対照区）と種々の時間帯に高温（30℃）

ウマ C 系統に対して高い殺虫効果が得られる薬剤処 理 区 を 設 定 し た。 開 花 反 応 を 調 査 す る と と もを明らかにした。

に、フロリゲン（CsFTL3）及びアンチフロリゲン（CsAFT）遺伝子 1）の発現解析を行った。

キ

引用文献

（イ） 高温による開花遅延が小さい品種の選定

1）桐谷圭治（1997）日本産昆虫、ダニ、線虫の発産地及び種苗メーカーから夏秋ギク型小ギク品種

育零点と有効積算温度．農環研資料．21：1-72.

群の収集を行い、対照区（雨よけハウス）と高温区

2）柴尾学・田中寛（2008）大阪府におけるアザミ（25℃加温 35℃換気）での開花反応を比較した。ま

ウマ類の研究トピックス．関西病虫研報．50：61-64.

た、茨城県内 5 地域から収集した 2005 年から 20143）Shibao, M.（1996）Effects of Temperature on

年までの 10 年間の開花データ 977 点を対象とし、Development of the Chillie Thrips, Scirtothrips

小ギク 15 品種の高温による開花遅延の品種間差を

dorsalis HOOD（Thysanoptera: Thripidae）, on

解析した。

─ 248 ─

延べ 53 品種を収集し、調査した結果、高温開花（ウ） 日長反応性夏秋型品種の選定
産地及び種苗メーカーから夏秋ギク型小ギク品種

遅延程度の大きい「釣船」と比較し、「舞人」、「精群の収集を行い、自然日長と暗期中断処理条件でのちぐさ」、「すばる」、「糸子」、「常陸サマールビー」、

開花反応を比較した。

「精しまなみ」は高温開花遅延程度が著しく小さ（エ） 同一親株を利用した 7 ～ 9 月連続出荷作型

か っ た（ 図 2374-2）。 こ れ ら の う ち「 精 ち ぐ さ 」、の開発

「すばる」、「精しまなみ」は、産地でも開花の年次

自然開花期が早く、長日処理による開花抑制効果

変動も小さかった。

が高い品種を用いて、同一親株から連続採穂、連続（ウ） 日長反応性夏秋型品種の選定

定植して長日処理を行い、7 ～ 9 月の高需要期への延べ 117 品種を収集し、自然開花期が早く、長日処理による開花抑制効果が高い 15 品種を選定した。

連続出荷を検討した。

（エ） 同一親株を利用した 7 ～ 9 月連続出荷作型

ウ

研究結果

の開発
選抜品種のうちの 4 品種で、7 ～ 9 月の高需要期（ア） 高温開花遅延機構の解析
キクタニギクは、暗期の高温処理により開花が大への連続出荷が可能であった（表 2374-1）。また、

きく遅延した。特に暗期中間あるいは終了前に高温

長日処理終了日の調節と発蕾以降の開花微調節処理

処理を行った区で影響が大きく、これらの条件では（ジベレリン処理あるいは再電照）を組み合わせる

CsFTL3 遺伝子の発現低下が認められた（図 2374-

ことによって、目標日に開花させることができた。

1）。なお、花序分化よりも花芽発達に高温の影響が大きかった。

エ考察（イ） 高温による開花遅延が小さい品種の選定（ア） 高温開花遅延機構の解析

図 2374-1 異なる時間帯における 4 時間の高温（30℃）処理がキクタニギクのフロリゲン遺伝子（FTL3）発現に及ぼす影響
A．処理区の概要 ○：対照区、□：暗期開始後高温区、●：暗期中間高温区、■：暗期終了前
高温区。時間は明期開始時を 0 とした 24 時間周期（zt）で表記。グレーの網掛は暗期を表す
B．14 日目の葉における時間別の CsFTL3 遺伝子発現量 処理開始前の暗期中断条件下を発現
量 1.0 とした相対量─ 249 ─

50

40
採花遅延日数（日）

30
2013年

20
2014年

10

釣船

精しまなみ

常陸サマールビー

糸子

図 2374-2

すばる

精ちぐさ

舞人

0

図2374-2

夏秋小ギクにおける高温開花（採花）遅延程度の品種間差

対照区と高温区（25℃加温 35℃換気）での採花日数の差

表 2374-1
品種

精ちぐ
さ
精こま
き

はるか

すばる

同一親株を利用した夏秋小ギク 7 ～ 9 月連続出荷（2012 年の事例）

定植日 摘心日 消灯日50％
平均(月/日) (月/日) (月/日) 発蕾日 開花日(月/日) (月/日)
4/6
4/16
5/16
6/9
7/8
5/1
5/11
6/15
6/29
8/2
5/25
6/4
7/25
8/12
9/12
4/6
4/16
5/16
6/8
7/5
5/1
5/11
6/15
7/4
8/8
5/25
6/4
7/25
8/13
9/12
4/6
4/16
5/16
6/11
7/9
5/1
5/11
6/15
7/7
8/15
5/25
6/4
7/25
8/15
9/15
4/6
4/16
5/16
6/15
7/13
5/1
5/11
6/15
7/7
8/7
5/25
6/4
7/25
8/14
9/9

切り
花長
(cm)
86
82
93
90
87
94
91
91
103
99
91
104

側枝数

花蕾数

17
19
20
14
11
14
10
9
14
15
13
18

41
55
45
20
13
27
11
10
18
46
23
38

摘心時 頂花ﾌﾞﾗ発蕾株 ｲﾝﾄﾞ茎率(％) 率(％)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0

注）摘心時発蕾株率は、摘心時に肉眼で発蕾が確認できた株の割合、以降の調査は行わなかった
頂花ブラインド茎率は、摘心時未発蕾株の茎において，頂花が発達を停止したものの割合

短日条件においてキクタニギクの FTL3 遺伝子の開発
東日本型「8 月盆出荷作型の電照マニュアル（茨の発現ならびに開花に高い抑制効果を及ぼす時間帯
は暗期中間～終了前である。

城県）」、「9 月彼岸作型の電照マニュアル（茨城県）」（イ） 高温による開花遅延が小さい品種の選定と西日本型「旧盆出荷用小ギク電照栽培マニュア

夏秋ギク型小ギク品種の中に、高温開花遅延程度（岡山県）」を作成し、公開した。

の小さい品種が存在し、これらの品種の導入により年次変動の小さい安定生産が可能となる。

オ（ウ） 日長反応性夏秋型品種の選定

夏秋期の電照栽培に適用可能な品種のバリエー

夏秋ギク型小ギク品種の中に、高い日長反応性を

今後の課題

ションを増すため、さらなる品種選定を継続する。

もつ品種が存在市、電照栽培の導入により年次変動の小さい安定生産が可能となる。

カ（エ） 同一親株を利用した 7 ～ 9 月連続出荷作型

キクの高温開花遅延とフロリゲン遺伝子発現との─ 250 ─要約

関係を明らかにするとともに、夏秋期の小ぎく安定を用いた節電区に、もう 1 基は従来制御法を用いた生産の核となる電照栽培技術を開発し、栽培マニュ

対照区に設置した。圃場を南北に分けて 2 区とし、アルを公開した。

節電区と対照区の位置を年次ごとに入れ替えた。樹
冠面上 10 cm の気温を制御用温度センサで測定し、

キ

引用文献

対照区は 3℃以下になった時に防霜ファンが稼働す

1）Higuchi ら （2013） The gated induction

るように設定した。節電区は対照区の設定に加え、

system of a systemic floral inhibitor, antiflorigen,

樹冠面上 10 cm と地上高 7 m（防霜ファン後方）のdetermines obligate short-day flowering in

気温差が一定以上になった時に稼働するよう設定しchrysanthemums. PNAS. 110: 17137-17142.

た。積算稼働時間は、稼働時間を自動的に記録する
ロガーを防霜ファンに接続して計測した。また防霜研究担当者（久松
小田

篤、村﨑

＊

完 、中野善公、住友克彦、量を計測し、積算消費電力量から電気料金（中部電聡、田附 博、常見高士、

駒形智幸、永井永久、森義雄、中島

ファンの電源部分に電力計を接続して積算消費電力
力管内）を算出した。稼働状況の調査を凍霜害が発拓、生する可能性のある 3 月から 4 月まで行った後、一藤本拓郎）

番茶を適期に収穫して生育と収量を調査した。

８

温暖化による茶の収量・品質低下制御技術

ウの開発

防霜ファンの積算稼働時間は節電区が従来区より（１） 節電型防霜ファン制御装置の開発と実証
ア

研究結果も短くなり、消費電力量及び電気料金も積算稼働時

研究目的間の短縮に応じて削減された（表 2381-1）。ただし、温暖化に起因する耐凍性獲得の遅れによる防霜

稼働時間の短縮効果は設定条件により異なり、稼働

ファンの稼働長期化対策として、送風効果が低い時

時の気温差設定値が小さすぎるとコスト低減効果がにファンの稼働を停止する気温差制御法がある。本

小さくなった。

研究では実用に耐えうる気温差制御法を採用した節

一番茶収量には、節電区と対照区の間に大きな差

電型防霜ファンを開発し、その防霜効果と節電効果が見られたが、試験区を南北に入れ替えた年次にそを農家茶園で実証する。

の差が入れ替わったため、防霜法の違いに起因する
ものではないと判断した。また、生育調査の結果に

イ

研究方法

は差が見られず、両試験区とも凍霜害の被害を受け2010 年より防霜ファン（設置高 7 m、1.98 kW、
90 cm、俯角 35°）2 基を静岡県牧之原市の農家圃

なかったことから、同等の防霜効果を維持できたことが確認された（表 2381-2）。

場に設置し実証試験を行った。1 基は気温差制御法

表 2381-1

春期における防霜ファンの積算稼働時間、消費電力量及び電気料金

年次

設定
気温差

2010

2℃開始，1℃停止

2013

1℃開始，0℃停止

2014

1.5℃開始，0.5℃停止

2012

1.5℃開始，0.5℃停止

対照区の
圃場位置

積算稼働時間 ( h )
対照区

節電区
(従来比)

南

67.7

北

66.4

南
北

消費電力量 ( kWh )電気料金 (円/台)

対照区

節電区
(従来比)

対照区

節電区
(差額)

11.9 (17.6)

834

264 (31.7)

13,317

5,466 (7,851)

57.2 (86.1)

602

487 (80.9)

11,0358,002 (3,033)

N.D.

N.D.

990

486 (49.1)

15,308

7,995 (7,313)

150.7

150.1 (99.6)

1770

1764 (99.1)

23,896 22,068 (1,828)

1）N.D. は欠測値を示す
2）電気料金は中部電力管内の一般的な防霜ファンの深夜料金を基に、制御盤 1 台当たり防霜ファン 6 基（茶園 50 a 相当）を接続する平均的な設置条件とした総消費電力量より試算した─ 251 ─エ

考察み）。普及対象は、防霜ファンが設置された全国の防霜ファンは、上空の気温が茶園樹冠面の気温よ
り高いことを利用した技術である。気温差制御法

茶園である。面積 2,000 ha（現在約 75 ha）を目標に普及を進める。

は、気温差が小さい時間に運転を停止し無駄な電力消費を減らすことを狙いとする。荒木ら 1） により

カ

要

約

気温差制御法に節電効果があることが示されていファン設置高と樹冠面付近の気温差を稼働条件とる。しかし、気温差の設定条件による効果の違いはした防霜ファン制御により、送風効果の低い時間に明らかにされていない。そこで、本研究で実測した稼働を停止することで、電力消費量を約 30% 削減

気温データを用いて設定変更時の稼働時間をシミュできた。稼働設定値を気温差 1.5 ～ 2.0℃以上、樹レートしたところ、気温差の設定値を 1℃より小さ

冠面気温 3.0℃以下とすることで、防霜効果を維持

くした場合、ほとんど節電効果がないことが明らか

しつつ節電効果の高い稼働制御が実施できた。

となり、これは実証試験の結果と概ね一致した。一
方、気温差の設定値を 2℃より大きくすると稼働時

キ間が 20% 以下になることから、凍霜害が発生する

1）荒木琢也・松尾喜義・深山大介・角川修・荒木危険性を考慮した場合に推奨できない設定値であ慎介（2008）風の強弱が高所と地面付近との気温るといえた。したがって、気温差の設定値を 1.5 ～差および防霜ファンの効果に及ぼす影響．茶研報．

2.0℃以上とし、樹冠面が気温 3.0℃以下で稼働する

106：15-20.

設定することで、防霜効果を維持しつつ節電効果の

2）荒木琢也・松尾喜義・角川修・深山大介（2010）

高い稼働制御が実施できる。なお、強い冷気が流入

2010 年 3 月の静岡県牧之原市における凍霜害発生した場合に防霜ファンの風が直接当たる部分で防霜時の茶園気象と防霜ファンの効果．茶研報．110：

効果が認められたとの報告

2,3）

引用文献

1-8.

があることから、凍霜害の発生が危惧される気温まで低下した場合は、

3）松尾喜儀・荒木琢也・岡本毅（2010）2010 年 3

気温差に関わらず強制稼働する設定を組み込んだ。

月 10 日静岡県牧之原台地周辺における凍霜害時

節電型区と従来型区の一番茶収量に差が見られたの茶株面気温と典型的被害事例．茶研報．110：
65-73.

が、試験区外の防霜ファンの影響を防ぐため、周囲三方を道路及び建築物に囲まれた立地の圃場で試験研究担当者（山田龍太郎＊、荒木琢也、角川を行っており、それらの建築物による微気象の違い

修）が影響したと考えられ、試験区を南北に入れ替えた年次にその差が入れ替わったため、収量差は茶園の立地条件により生じた可能性が高く、防霜法の違い（２） 樹体耐凍性情報に基づく防霜ファン節電型制御の実証に起因するものではないと判断された。

ア
オ

今後の課題

気候温暖化による耐凍性獲得の遅延のため、南九

気温差制御には専用の装置が必要となる（市販済

表 2381-2
年次

従来型の
圃場位置

研究目的

芽長(cm)

州をはじめとする暖地早場産地で越冬前期の凍霜害

節電型区と従来型区の一番茶の生育及び収量
百芽重(g)

葉数(枚)

出開き度(%)

従来型 節電型 従来型 節電型 従来型 節電型 従来型 節電型

収量(kg/10a)
従来型

節電型
(従来比)

2013
2014

北
南

10.2
N.D.

10.6
N.D.

3.4
N.D.

3.5
N.D.

30.0
N.D.

37.9
N.D.

37.4
N.D.

45.2
N.D.

408
723

520 (128)623 (86)

2012

北

5.9

6.8

4.0

4.5

40.0

46.4

72.2

78.7

505

571 (113)

1）N.D. は欠測値を示す

─ 252 ─が増加し、秋期防霜の必要性が高まっているが、秋霜し、両区の節電効果と防霜効果を比較した。秋期期から防霜を実施するには、防霜に要する消費電力については 2012 年以降、節電機区に供試茶園の気量の大幅な削減が必要である。そこで、茶芽の耐凍

温から冬芽の耐凍温度（LT10）を推定する機能を

性獲得情報に基づく稼働温度制御と気温差制御を併付加し、稼働温度を自動設定する仕様に変更して実用して節電効果をより高めた防霜法を開発し、秋期証試験を行った。

防霜を実施している暖地でその防霜効果と節電効果

ウを実証する。

研究結果

冬芽の耐凍温度（LT10）は、秋期では緩やかに

イ

研究方法

低下したのに対し、春期では急速に上昇したことか

2010 年秋期から鹿児島農開総セ茶業部大隅分場

ら、春期では耐凍温度を低温処理検定法 1） より早（志布志市有明町）の「ゆたかみどり」園と「やぶく的確に判定できる手法の必要性が秋期より高いこきた」園に第 3 章 8-（1）で開発した気温差制御採用とが示された（図 2382-1）。

の防霜ファン（以下節電機区）と従来型の防霜ファ2010 ～ 2014 年の試験期間中の節電機区におけるン（以下従来機区）を各 1 機設置した。節電機区で秋期の消費電力量は、「ゆたかみどり」園が従来機

は気温差制御に加え、実測または第 3 章 5-（5）に示

区比で 18%、「やぶきた」園が 16% となり、春期のした方法で推定した冬芽の耐凍温度（LT10）より

消費電力量は、それぞれ 46%、35% となり、いず

2 ～ 4℃高い温度（凍害発生下限温度）を稼働開始

れも大幅な節電効果が実証された（図 2382-2）。

温度とした。一方従来機区では慣行の設定温度で防「ゆたかみどり」では、節電機区の生葉収量が 4

図 2382-1

冬芽の耐凍温度（LT10）とファンの稼働開始温度設定（「ゆたかみどり」）

1）秋期耐凍温度の推定値は図 2355-1 の推定式に基づく

図 2382-2

防霜に要した消費電力量の比較
─ 253 ─

か年平均で 9% 低く、出開き度が 14% 低かった（表節電機区は生育が 1 ～ 2 日遅れていたことになる。

2382-1）。「やぶきた」では、節電機区の生葉収量がしたがって、節電機区の収穫を 1 ～ 2 日遅らせて、4 か年平均で 6% 高く、出開き度が 4% 低かった。

両区の適期に収穫した収量を比較すれば、制御法に

荒茶品質は両品種とも節電機区が優れた。また、両よる差はなくなると考えられた。
送風による昇温効果により生育が早まるため、稼品種とも凍霜害の被害はみられず、防霜効果に制御

働回数の多い従来機区では生育が早まった。ただ

法による差がないことを確認した。
2012 年から試みた稼働開始温度の自動設定は、し、茶園に当たる風の強さが均一ではなく、風が強

百葉箱内気温との較差を縮めるように茶園内の気温

く当たる場所ほど昇温効果が高いため、稼働回数が測定法を改良したことで、2014 年秋期については多いと生育むらが増す。生育むらは品質低下の原因

節電機の推定耐凍温度と低温処理による実測耐凍温となるので、必要以上の稼働を避けることが望まし度との乖離が極めて少なく、実用性が高いことが確

いといえた。節電機区の荒茶品質が優れたのは、芽認できた（図 2382-3）。

の熟度が若かったことが主な理由であるが、適期に収穫しても生育むらが小さく、品質が優れた可能性

考

察

がある。
秋整枝後の樹冠面では頂芽や側芽が混在している

出開き度は 1 日当たり 5 ～ 10% 増加するので、

表 2382-1

節電機区の従来機区に対する一番茶収量と出開き度、荒茶品質
一番茶生葉収量

品種

年度

摘採日

摘採時の出開き度

荒茶品質（官能審査）

節電機

対従来機

節電機

対従来機

（㎏/10a)

（指数）

（％）

（較差）

節電機

従来機

2011

4月19日

326.0

81

54.6

-22

ゆたか

2012

4月17日

598.2

86

39.9

-9

83.8

82.0

みどり

2013

4月9日

401.3

93

42.2

-15

81.8

80.5

2014

4月14日

770.7

102

38.6

-11

79.5

78.5

2011

4月19日

590.2

106

44.2

2

やぶ

2012

4月17日

478.2

105

27.7

-1

82.3

80.5

きた

2013

4月9日

591.9

107

38.5

-11

83.0

82.3

2014

4月17日

468.5

105

23.1

-6

80.0

79.5

1）「ゆたかみどり」園では 2014 年に節電機区と従来機区の場所を入れ替えた
2）荒茶品質は形状、色沢、香気、水色、滋味の各審査項目 20 点、合計 100 点で評価した

耐凍及び稼働開始温度℃

0
-2
-4
-6
-8
-10

2

稼働開始（従来機）

0
稼働開始（節電機）-2

実測耐凍（LT10）-4-6

推定耐凍（百葉箱）-8
推定耐凍（節電機）-10-12

図 2382-3

12/20

12/13

12/6

11/29

11/22

11/15

12/20

12/13

12/6

11/29

11/22

11/15

11/8

「ゆたかみどり」2014年：月／日

11/1

-14

-12
11/1

耐凍及び稼働開始温度℃

2

11/8

エ

「やぶきた」2014年：月／日

秋期における冬芽の耐凍温度と防霜ファンの稼働開始温度

1）節電機区の稼働開始温度は両品種とも制御機で自動設定した
図2382-3 秋期における冬芽の耐凍温度と防霜ファンの稼働開始温度

─ 254 ─が、上部がせん除された枝の最上位節に位置する側2,3）芽（上位芽）

は耐凍性獲得が遅れる

3）

こと、ま

援し、生産現場からの強いニーズ（潜在需要 6000台）に応える必要がある。

た上位芽の比率が高い中切りや深刈り等の更新茶園
で冬芽の凍害発生率が高い 2）ことが知られている。

カ

要

約

当年に中切り及び深刈りを実施した茶園を供試し

茶樹の耐凍性に応じて防霜ファンの稼働を制御す

た 2012 年秋期は、冬芽の推定耐凍温度が実測耐凍る秋期防霜法を確立した。稼働開始温度は冬芽の実

温度（LT10）より 2℃程度高かったことから、節測耐凍温度より 2 ～ 4℃高く設定する。防霜に要す

電機区の防霜ファンの稼働開始温度は推定耐凍温度

る電力消費量は、気温差制御との併用で約 80% 削

より 4℃程度高い設定とした。このように、耐凍温減でき、確実な防霜効果を得つつ、高い節電効果が度推定値から防霜ファンの稼働開始温度を設定する得られることを茶園で実証した。

場合、上位芽比率の高い当年更新園では推定値より

キ

4℃程度高めに設定する必要があると考えられた。

引用文献

防霜ファンの稼働温度設定を完全に自動化するた

1）田中敏弘・美座芳江・勝田雅人・富濱毅（2011）

めには、春期についても冬芽の耐凍温度を制御機で冬芽の耐凍性獲得程度にあわせた防霜ファンの稼推定する必要がある。春期は秋期に比べて耐凍温度

働と節電効果．茶業研究報告．112（別）：14-15.

の変化が急激であり、試験結果の蓄積が数年分と少2）田中敏弘・岩倉勉・花田十矢（1993）チャの冬ないため精度の高い推定式は完成できなかった。春

芽の凍霜害に対する秋冬期の防霜と整せん枝の影期の冬芽耐凍温度（LT10）を推定するためには 2

響．日作紀．62（別 2）：159-160.

月 1 日を基準日として日平均気温で 8℃以上の有効

3）田中敏弘・重光雄・岩倉勉・花田十矢（1994）

積算温度が一つの要因となる

4,5）

生理的特性からみたチャ冬芽の分類．日作紀．63と考えている。

節電型防霜法は、気温差制御と稼働温度制御で構（別 2）：299-300.

成され、秋期防霜が必要となる暖地の早場産地で4）田中敏弘・美座芳江・土屋茂樹・荒木愼介・富は、二つの制御を併用することで節電効果がより高濱毅（2013）冬芽の耐凍性にあわせた防霜ファン

まる。気温差制御には専用装置が必要となるが、稼の稼働と温度設定の自動化．茶業研究報告．116

働温度制御は従来型装置でも実施できる。制御法が（別）：30-31.

確立できた秋期防霜についてはマニュアルを作成し

5）田中敏弘・勝田雅人・内村浩二・富濱毅・土屋

配布を開始している。鹿児島県のホームページ上に

茂樹・荒木愼介（2014）早春期におけるチャ冬芽

公開した冬芽耐凍温度を参照し手動設定することでの耐凍温度推定法と防霜ファンの節電制御．茶業

期待した節電効果が得られる。

研究報告．118（別）：54-55.

オ

今後の課題

研究担当者（田中敏弘＊、美座芳江、勝田雅人）

稼働温度制御機能を追加した実用機の製品化を支─ 255 ─第４章 畜産・飼料作物における影響評価と適応技術の開発
1

高温環境下での家畜の繁殖障害を予察するための診断技術の開発

さらに、長期不受胎牛と受胎可能牛で遺伝子発現差の大きかった高低それぞれ上位五つの遺伝子群（１） 子宮内膜機能関連遺伝子の網羅的解析にについて、特異的プライマーを用いてリアルタイ

基づく受胎性診断技術の開発

ム PCR 解析を行った。また、長期不受胎牛で遺伝

ア

子発現の低かった分泌型タンパク質であるクロモグ

研究目的

暑熱環境下では排卵遅延や無排卵などの排卵障害

ラニン A（CHGA）について、牛での血中濃度を測や子宮内環境の悪化等により受胎率低下が生じるこ定するため、96 穴の測定プレートに第 2 抗体を固とが深刻な問題となっている。空胎期間の延長は家相化し、ビオチン化した牛 CHGA を競合物質（ト畜の生産性低下に直結することから、繁殖性への影レーサー）として用いた酵素免疫測定法（ELISA）

響を正確に診断し、適切な予防措置を講ずることはの開発を試みた。

極めて重要である。そこで、牛の子宮内環境の悪化（イ） 暑熱期特異的に変動する子宮内膜遺伝子発による受胎性低下を改善する為に、子宮内膜機能関現を指標とした診断手法の開発
全国的に受胎率低下が顕著となる 7 ～ 9 月の暑熱

連遺伝子の網羅的解析に基づく高温時受胎性診断技期のうち、供試牛の協力を受けた東北農研で最も受術の開発に取り組む必要がある。
本研究課題では、通常環境と高温環境における子胎率の低い 9 月において、黒毛和種 6 頭（発情周期

宮内膜の遺伝子発現を網羅的に解析し、長期不受胎

15 日目）からバイオプシー（生検）により子宮内牛のデータとも比較しながら、受胎性にかかわる子膜組織を採取した。さらに、子宮内膜の回復と正常

宮内膜キー遺伝子を探索する。さらに、この成績をな発情周期を確認した同じ牛 6 頭について、11 月

元にして子宮内膜機能の診断指標を確立し、生体試の冷涼期に同様の手法により子宮内膜組織を採取し料を用いた受胎性診断体系を開発することを目的とた。これらの試験は 2013 年と 2014 年の 2 か年にかする。

けて行った。得られた子宮内膜組織について、定法に従って総 RNA を抽出後、マイクロアレイならび

イ

研究方法

にリアルタイム PCR 解析により遺伝子発現を検討（ア） 受胎性に関わる牛子宮内膜キー遺伝子の探索

するとともに、長期不受胎牛で変動する遺伝子群と正常に発情周期を回帰する牛に人工授精して 30の比較解析を行い、暑熱期と冷涼期で変動する繁殖

日目に超音波診断装置で妊娠診断を行った。この

機能関連の遺伝子群を抽出した。

時、妊娠と診断された牛はプロスタグランジン製

さらに、暑熱期と冷涼期の牛子宮内膜で発現差の剤で人工流産させて、その後に正常な発情周期を大きい遺伝子群のうち、タンパク質をコードするも2 回連続して回帰する事を確認した後、発情周期のに着目し、免疫組織化学染色法（IHC）を用いての 15 日目に試験屠殺して子宮内膜組織を採取した

牛子宮内膜組織における発現局在を検討した。さら（n=3）。一方、正常に発情周期を回帰するが人工授に、これらの血中濃度を ELISA により測定した。

精を 3 回以上繰り返しても受胎しない牛（長期不受胎牛）も同様に発情周期の 15 日目に試験屠殺してウ

子宮内膜組織を採取した（n=3）。組織は黄体側と（ア） 受胎性に関わる牛子宮内膜キー遺伝子の探索

非黄体側の子宮角からそれぞれ子宮小丘と小丘間子

長期不受胎牛で受胎可能牛よりも統計的に有意に宮内膜を採取した。採取した組織から総 RNA を抽高い遺伝子の数は 37 個、低い遺伝子は 39 であるこ

出し、mRNA を増幅した後に Cy-3 色素で標識して、とが明らかとなった。また、それぞれ上位五つの遺牛オリゴヌクレオチドアレイ（15000 遺伝子 / アレ

伝子についてリアルタイム PCR を行った結果、いイ）による解析を行った。データ解析はアジレント

ずれの遺伝子についてもマイクロアレイ解析を裏付社の Gene Spring 12 ソフトウェアを用いた。

ける結果が得られ、長期不受胎牛で最も高発現の遺─ 256 ─研究結果

伝子はグルタチオン S トランスフェラーゼ（Gsta3）、

タと照合しつつ統計解析を行い、最終的に胎盤特異低発現の遺伝子は CHGA であることが示された（図タンパク 8（PLAC8）、ニューロテンシン（NTS）、2411-1）。さらに、分泌型タンパク質である CHGA

E- カドヘリン（CDH1）の 3 遺伝子を特定した。

について、第 2 抗体固相法による ELISA を開発し、分泌型タンパク質である PLAC8、NTS の特異

牛の血中 CHGA 濃度を測定することが可能となっ的抗体を用いた IHC によって牛子宮内膜組織におた。

ける発現局在を調べた結果、PLAC8 は上皮細胞、（イ） 暑熱期特異的に変動する子宮内膜遺伝子発NTS は上皮細胞と腺上皮細胞から分泌されること現を指標とした診断手法の開発が明らかとなった。さらに、暑熱期と冷涼期の牛

暑熱期（直前 45 日間の日中平均気温：25.7℃）から採取した血中の PLAC8 ならびに NTS 濃度をと冷涼期（同：12.3℃）に採取した牛子宮内膜組織

ELISA により測定した結果、いずれの濃度も暑熱における遺伝子発現を網羅的に比較した結果、637

期に高くなることが示された（図 2411-2）。以上よ個の遺伝子が有意に異なることが明らかとなったり、牛子宮内膜で合成される PLAC8 と NTS が血（暑熱期に高い遺伝子が 369 個、低い遺伝子が 268

液中に放出されることが示唆され、これらの血中濃個）（表 2411-1）。その中から、繁殖機能調節に関わ度を指標として暑熱期の牛受胎性を評価できること

る遺伝子群を中心に 12 個の遺伝子を絞り込むととが示された。

もに、これまでに明らかにした長期不受胎牛のデー

グルタチオンＳトランスフェラーゼ

クロモグラニンＡ

0.003

1.0
0.8
遺伝子発現量

遺伝子発現量

**
0.002

0.001

0.6

*

0.4
0.2

0

0
長期不受胎牛

受胎可能牛

長期不受胎牛受胎可能牛図 2411-1 長期不受胎牛と受胎可能牛の子宮内膜におけるグルタチオン S トランスフェラーゼ（Gsta3）とクロモグラニン
A（CHGA）の遺伝子発現量の比較
図2411-1
1）長期不受胎牛の子宮内膜では Gsta3 発現が高く、CHGA 発現が低いことが示された
2）アスタリスクは統計的に有意な差があることを示す（＊＊ P<0.01、＊ P<0.05）

表 2411-1 調査年（2013-2014）における供試牛が飼育されたセンター内の温湿度データ及び網羅的遺伝子発現解析結果の抜粋
調査年
暑熱期

冷涼期

平均

温度 （℃）
最高
最低

平均

湿度（％）
最高

最低

統計的に有意に変動した代表的遺伝子例

2013

25.6

34.6

15.4

71.1

99.9

30.3

（暑熱期＞冷涼期）369個

2014

25.7

34.8

16.4

74.0

99.9

37.2

PLAC8, NTS, ISG15, MX1, CXCL2, IGFBP1

2013

11.5

27.4

-1.7

73.0

99.9

33.2

（冷涼期＞暑熱期）268個

2014

13.0

24.4

1.1

68.4

99.9

25.9

CDH1, HSP110, HSP70, IGF2

1）暑熱期と冷涼期の平均気温、最高気温、最低気温の差は全て 12℃以上の条件下で調査を実施した
2）牛子宮内膜の網羅的遺伝子発現を比較した結果、統計的に有意な差のある複数の遺伝子群が特定された（2 倍以上、P<0.05）

─ 257 ─

胎盤特異タンパク８ (PLAC8)*

PLAC8 (pg/ml)

4000
3000
2000
1000
0

ニューロテンシン (NTS)*

NTS (pg/ml)

200
150
100
50
0

暑熱期

子宮内膜

冷涼期

図2411-2
図 2411-2 胎盤特異タンパク 8（PLAC8）とニューロテンシン（NTS）の子宮内膜組織における発現局在（左）及び暑熱期と冷涼期に採取した血中 PLAC8 と NTS 濃度の比較（右）1）PLAC8 と NTS が牛子宮内膜上皮細胞若しくは腺上皮細胞で合成分泌されることが示された
2）写真のスケールバーは 50 μm を表す
3）暑熱期の牛では血中 PLAC8 及び NTS 濃度が冷涼期と比較して高いことが明らかとなった
4）アスタリスクは統計的に有意差があることを示す（＊ P<0.05）

エ

考

察

熱期の牛受胎性を評価できると考えられる。本研究

暑熱環境下にある牛で受胎率が低下することが国の成果は、将来的なフィールド牛群における検証等

内外を問わず大きな問題となっている。その原因とを踏まえてマニュアル化やキット化し、臨床獣医師

して、栄養バランスの崩れやストレス等に起因すへの講習会や家畜保健衛生所等への普及を進めるこる排卵障害や卵子品質の低下などが報告されていとで、夏期の受胎率改善ならびに生産性の向上に寄

1）

るが 、これまでに子宮内環境の変化にスポットを与することが期待される。

当てた研究は極めて少ない。本課題では長期不受
胎牛のデータを参考にして、暑熱期に特異的に変オ動する遺伝子を絞り込み、さらに血中でもその発今後、受胎性診断技術の高精度化に向け、診断指

現動態が変化する PLAC8 と NTS を初めて見出し標となる物質（PLAC8、NTS）の日内変動や発情た。PLAC8 は胎盤で合成分泌され、妊娠特異的に周期に伴う濃度変化の把握による信頼性の向上と診

2）

今後の課題

発現増加するホルモンとして知られ 、本研究では断基準の普遍性を確認する必要がある。また、手法

非妊娠の子宮内膜でも発現することを明らかにし、の簡便化と低コスト化を図るため、①より簡便な子

PLAC8 が牛子宮内膜の機能調節に関与することを

宮内膜組織採取法（サイトブラシ等）、②より簡便

強く示唆した。一方、NTS は摂食行動やグルコー

かつ時間を短縮した血中タンパク質濃度測定法（自ス代謝、ストレス反応など多岐にわたる生体反応に作の ELISA 系の確立等）の検討を要する。

関わる神経ペプチドと知られ、卵胞発育に関わるホカルモン分泌を制御することが明らかにされている
3）

要

約

が 、本研究の結果から NTS は牛子宮内膜の機能

長期不受胎牛と受胎可能牛の子宮内膜では、複数

調節と暑熱ストレスへの生理的対処にも関与するこの遺伝子発現が異なることが示され、中でも長期不とが示唆された。これらより、暑熱期特異的に変動

受胎牛で最も高いグルタチオン S トランスフェラーする PLAC8 や NTS の発現動態を指標として、暑ゼ（Gsta3）や最も低いクロモグラニン A（CHGA）

─ 258 ─は受胎性に関わるキー遺伝子である可能性が示され

VER 値の連続測定た。さらに、暑熱環境下にある牛では、子宮内膜遺牛の腟内に挿入して VER 値を連続的に計測し、伝子発現が冷涼期の牛と異なることが明らかとな

有線でコンピュータにデータを取得する装置を試作

り、長期不受胎牛における子宮内膜遺伝子発現プロし、発情同期化処置を施した牛を用いて、発情周期

ファイルを基に解析した結果、胎盤特異的タンパクにおける VER の変動と血中生殖ホルモンの動態な（PLAC8）及びニューロテンシン（NTS）が暑熱期

らびに排卵との関連を解析した。
ａ

特有の受胎性関連因子であることが示唆された。暑正常な発情周期を営む牛 4 頭を用いた。排熱期の牛では血中 PLAC8 と NTS の濃度が高くな

卵後 5 日目に VER 測定用プローブを腟内に留置し、ることから、これらを指標として夏期の牛受胎性診

20 日間 30 分間隔で VER を測定した。VER 測定期断が可能となることが示された。

間中は 1 日 1 回超音波画像診断法（USG）による卵巣の観察と採血を行った。排卵後 10 日目にプロス

キ

引用文献

タグランジン（PG）F2α 30 mg を投与し、PGF2α 投

1）阪谷美樹（2013）暑熱による低受胎．日本胚移与後 108 時間目まで 3 ～ 6 時間間隔で頻回採血する

植学雑誌．35：109-115.

とともに、この間試情により発情を観察した。発情2）Klein C., Bauersachs S., Ulbrich S.E., Einspanier

開始後 20 時間目から 1 時間間隔で USG により卵巣

R., Meyer H.H., Schmidt S.E., Reichenbach H.D.,を観察して排卵時間を特定した。得られた血漿はエVermehren M., Sinowatz F., Blum H. and Wolf

ストラジオール 17β（E）、プロジェステロン（P）

E.（2006）Monozygotic twin model reveals novel

及び黄体形成ホルモン（LH）濃度を時間分解蛍光

embryo-induced transcriptome changes of bovine

法により測定した。

endometrium in the preattachment period. Biol.

（イ） 無線型電気抵抗測定装置を用いた牛のReprod. 74: 253-264.

VER 値及び腟温の連続測定

3）Tyler-McMahon B.M., Boules M. and Richelson

VER 値及び腟温を連続的に計測し、無線通信に

E. （2000） Neurotensin: peptide for the next

よりコンピュータにデータを取得する装置を試作

millennium. Regul. Pept. 93: 125-136.

し、自然発情周期における VER 及び腟温の変動と血中生殖ホルモンの動態ならびに排卵との関連を解＊研究担当者（作本亮介 、林

憲悟、高橋

透）

析した。排卵後 11 日目から次回排卵後 11 日目まで、腟内に電極プローブを挿入し、VER と腟温を連続的に測定した。この間、USG により 1 日 1 回（２） 排卵障害や鈍性発情の防止システムの開発
ア

研究目的

卵巣を観察して黄体退行、卵胞発育、排卵及び黄体形成などの卵巣の変化を調べた。
ａ

暑熱環境下では排卵遅延や無排卵などの排卵障害による受胎率低下が生じる。空胎期間の延長は家畜VER 値及び腟温の変動と血中生殖ホルモ

ン動態との関連解明の生産性低下に直結することから、繁殖性への影響

正常な発情周期を営む牛 5 頭について、経時的にを正確に診断し、適切な予防措置を講ずることが重採血を行い、血中 E、P 及び LH 濃度を時間分解蛍要である。そこで、牛での発情の異常や排卵障害に

光免疫測定法により測定して VER 値及び腟温の変より適期に授精が行われず受胎率低下が生じる問題

動と生殖内分泌動態との関連を検討した。
ｂに対して、生殖内分泌動態に連動して変化する腟内

暑熱期における VER 値の変動

電気抵抗（VER）値を連続してモニタリングする

暑熱期（7 ～ 8 月）に正常な発情周期を営む牛技術を開発し、排卵時期を予察して適期授精を可能

5 頭を用いて、排卵後 11 日目から 22 ～ 33 日間、とするためのシステムを構築する。

VER と腟温を連続的に測定し、VER 値の変動と卵巣の変化を調べた。

イ

研究方法（ウ） VER 値の変動に基づいた授精適期判定に（ア） 有線型電気抵抗測定装置を用いた牛のよる人工授精における受胎性の検証

─ 259 ─

発情周期を営む牛 7 頭を用いて、排卵後 14 あ

± 0.9 時間であった。VER 値は E、P 濃度及び E/

るいは 15 日目から腟内に電極プローブを挿入し、P 比 と 有 意 な 相 関 が 認 め ら れ、E/P 比 と の 相 関

VER 及び腟温を測定した。VER 最低値を経たと判（r=–0.686）が最も高かった。

定した後に電極プローブを抜去し、VER 最低値か（イ） 無線型電気抵抗測定装置を用いた牛のら 8.5 ～ 16.0 時間後に人工授精を行った。VER 最

VER 値及び腟温の連続測定

低値から 20 時間目以降は 1 時間毎に USG により卵

自然発情牛を用いて VER を無線通信により測定

巣を観察して排卵時間を確認するとともに、その後したところ、VER 値は血中 P 値の減少と E 値の上の受胎性を調べ、VER を指標とした授精適期の判昇に伴い低下し、LH サージのピークから 3.0 ± 2.1定が可能であるか検証した。

時間後に最低値を示した（図 2412-1）。LH サージのピークから排卵までの時間は 25.0 ± 1.2 時間で、

ウ

研究結果

発情同期化処置を施した（ア）の結果と同様であっ（ア） 有線型電気抵抗測定装置を用いた牛のた。
暑熱期における VER の変動を調べたところ、5VER 値の連続測定
発情同期化牛では、VER 値は PGF2α 投与により頭中 4 頭では排卵は正常に起きたものの、他の 1 頭

黄体退行と卵胞発育に伴い低下し、発情開始直後

では 32 日間排卵が認められなかった。また、排卵の PGF2α 投与後 83.0 ± 10.4 時間（平均±標準偏差）した 4 頭中 2 頭では、VER の変動が通常期に比べに最低値を示した。LH サージのピークは PGF2α 投

明確ではなかった（図 2412-2）。

与 後 84.0 ± 11.2 時 間 に 認 め ら れ、VER 最 低 値 の

自然発情牛 8 頭のデータを用いた VER 及び腟温時間との間に有意な相関が認められた（r=0.998）。

の変化と排卵時間との関係を表 2412-1 に示した。

LH サージのピークから排卵までの時間は 23.8 ±VER 値は排卵前 24.1 ± 3.8 時間に最低値を示し、1.0 時間で、VER 最低値から排卵までの時間は 24.8

発情同期化処置を施した（ア）の結果と同様であっ

図 2412-1

発情周期における牛の腟内電気抵抗、腟温、卵巣及び血中性ホルモンの変化

1）発情周期を営む牛 5 頭の平均を示す。バーは標準誤差を示す。

─ 260 ─

非暑熱期

暑熱期

図 2412-2

非暑熱期及び暑熱気における牛の腟内電気抵抗、腟温及び卵巣の変化

表 2412-1

発情周期中における牛の腟内電気抵抗及び腟温変化と排卵時間との関係
腟内電気抵抗牛No.

最小値

排卵までの時間

平均日内変動値との排卵までの時間

（Ωcm）

（h）

最大差（℃）

（ｈ）

109

23

0.65

18

76

19.5

0.59

11.5

No.631

86

25

0.58

20.5

No.661

79

23

0.78*

排卵後115ｈNo.701

79

20.5

0.52

23.5

No.711

64

28

0.49

25

No.691

67

23

0.88*

排卵後91.5ｈNo.641

68

31

0.6

18.5

78.5 ± 14.4

24.1 ± 3.8

0.57 ± 0.06**

19.5 ± 4.8**

No.621

図No.6222412‐2

平均 ± 標準偏差
＊

腟温

＊＊

1） 排卵後に検出。

No.661 及び No.691 を除く。

た。ついで、腟温の変動により排卵時期を推定する出した（図 2412-3a）。各時刻の腟温の平均日内変ための手法について検討した。体温変動は明確な動値からの差を算出したところ、排卵前に最大にな

サーカディアンリズム（概日周期）が存在するたることが判明した（図 2412-3b）。腟温は排卵前 19.5

め、まず、30 分毎に採取したデータから 1 日のう± 4.8 時間で平均日内変動との差が最大となり、腟

ちのそれぞれの時刻の平均値を求め、日内変動を抽温の連続測定データからも排卵時間を予察できると

─ 261 ─

図 2412-3

発情周期を営む牛における腟温の変化

1）発情周期を営む牛 8 頭の平均を示す。
2）（a）は 30 分毎の日内変動の平均値を示す。バーは標準誤差を示す。
（b）は各時間の腟温の平均日内変動値からの差を示す。

考えられた。しかし、8 頭中 2 頭では、平均日内変現と関連が認められる 1,2,6）。牛では、LH サージの動との最大差は排卵後 91.5 時間及び 115.0 時間に検発現後平均 21 ～ 25 時間で、排卵が起こる 2,6） こと出され、排卵時期の予察ができない例が認められから、LH サージの発現を VER や体温の変化によた。

りリアルタイムで検知することで排卵時間の予測が（ウ） VER 値の変動に基づいた授精適期判定に可能になり、排卵に先立ち実施する必要がある人工よる人工授精における受胎性の検証

授精の適期を判定することができると考えられる。

図 2413‐3

VER 最低値から 11.3 ± 3.1 時間後に人工授精を本研究において、牛の行動を制限しない無線通信装

行ったところ、7 頭中 5 頭（71%）が受胎し、VER置を活用した VER の連続測定が可能であり、VER

値の変動を指標として人工授精を行うことにより、は発情周期に伴い変動し、排卵の約 24 時間前に最受 胎 が 可 能 で あ っ た（ 表 2412-2）。7 頭 中 2 頭 は、低となることが判明した。さらに、VER 最低値とスタンディング発情を示さなかったが、このうち 1

LH サージのピークの時間差は数時間であり、VER

頭は VER 最低値から 10.5 時間後に人工授精を実施

を連続的に測定することで排卵時間を予測できるとし、受胎した。

考えられた。
暑熱期には高体温や食欲低下により生殖ホルモン

エ

考

察

の産生や分泌が減少し、発情発見率が低下すると考は発情周期にえられている 7）。今回暑熱期の 5 頭の牛のうち、1

おいて変化し、発情期にそれぞれ高値あるいは低値

頭では試験期間中 VER 値の低下は検出されず、排を示すことが知られている。また、発情周期中の体卵も認められなかった。また、4 頭では排卵は正常

温（腟温）の変動も認められ、牛では発情期には通に起きたものの、このうち、2 頭では、VER の変

常の腟温よりも約 0.4 ～ 0.9℃程度上昇することが動が通常期に比べ明確ではなく、暑熱ストレスが生腟内電気伝導度

報告されている1）2,3）あるいは VER

1,4,5）。この電気伝導度または VER

及び腟温の変化は、排卵を誘引する LH サージの発殖ホルモンの産生あるいは分泌に影響を及ぼしている可能性が示唆された。

─ 262 ─

表 2412-2

腟内電気抵抗値の変化を指標として人工授精を実施した牛の受胎成績
腟内電気抵抗最低値からの時間 (h)人工授精から排卵

人工授精まで排卵までまでの時間 (h)

なし

11.0

22.5

11.5

No.621

あり

14.5

38.5

24.0

No.622

あり

11.5

22.5

11.0

＋

No.641

なし

10.5

27.0

16.5

＋

No.701

あり

16.0

36.0

20.0

＋

No.644

あり

7.0

16.5

9.5

＋

No.702

あり

8.5

22.5

14.0

＋

11.3 ± 3.1

26.5 ± 8.0

15.2 ± 5.3

5/7 (71%)

牛No.

発情発現

No.631

平均 ± 標準偏差カ

腟温の連続測定においても排卵時期を予測するこ

要

妊娠

約

とは可能であると考えられたが、判定精度は VER

牛の行動を制限しない無線通信装置を活用したの測定の方が高いことが示唆された。腟温の連続測VER の連続測定が可能であった。VER 値は排卵の定では 80 ～ 87% の検出率と 10 ～ 17% の擬陽性率

約 24 時間前に最低となることが判明し、VER を連で排卵を予測できるとされているが

4,5）

、本研究で

続的に測定することで排卵時間を予測できる可能性が示された。また、暑熱期には VER 値の変化がは 75% の検出率（擬陽性率 0%）であった。
発情発見の失宜による不適切なタイミングでの人

小さく、暑熱の影響を受けていることが示唆され

工授精は、牛の受胎率低下の一因となっている可た。一方、腟温の連続測定においても排卵時間を予8）9）能性がある（López-Gatius） 。Canfield et al. は測することは可能であると考えられたが、判定精度

発情を示さない牛でも LH サージが起きたものではは VER の測定の方が高いことが示唆された。さらVER の低下が認められ、VER の変動を指標としてに、VER 最低値の一定時間後に人工授精を実施す最低値から 12 時間後に人工授精した場合、58% のることにより、70% 程度の受胎率を得ることがで受胎率を得ている。本研究では、VER 最低値の 8.5

き、VER のモニタリングによる授精適期判定法は、～ 16.0 時間後に人工授精を実施することにより、発情が発現しない牛でも有効であると考えられた。

70% 程度の受胎率を得ることができ、この授精適期判定法は発情が発現しない牛でも、有効であると

キ

引用文献

考えられた。

1）Fisher A.D., Morton R., Dempsey J.M.A.,
Henshall J.M and Hill J.R.（2008）Evaluation of

オ

今後の課題

a new approach for the estimation of the time

VER 値あるいは腟温の変動から授精適期を容易

of the LH surge in dairy cows using vaginalに判定するためには、計測データの実測値をアルゴ

temperature and electrodeless conductivity

リズムを用いて平準化し、排卵前の特異的な変動がmeasurements. Theriogenology 70（7）:1065-1074.

明確になるような解析手法を構築して精度の向上を

2）Schams D., Schallenberger E., Hoffmann B. and図る必要がある。VER や腟温測定による授精適期

Karg H.（1977）The oestrous cycle of the cow:

判定技術を生産現場で活用するためには機器及びシ

hormonal parameters and time relationships

ステムの改良が必要であり、より簡便に装着できるconcerning oestrus, ovulation, and electrical

小型無線腟内センサの開発が必要である。

resistance of the vaginal mucus. Acta Endcrinol.
86（1）:180-192.
─ 263 ─3）Aboul-Ela M.B., Topps J.H. and MacDonald

ストレスにより家畜の生産性が低下する内分泌学的D.C.（1983）Relationships between intravaginal

基盤については未解明な部分が多く、適応技術の開electrical resistance, cervicovaginal mucuc発に至っていない。
本課題においては、ストレス負荷に対し対照的な

characteristics and blood progesterone and LH.
Anim. Reprod. Sci. 5（4）:259-273.

内分泌パターンを示す 2 系統の近交系ラットをモデ

4）Redden K.D., kennedy A.D., Ingalls J.R.

ル動物として、暑熱ストレスの負荷に対するストレand Gilson T.L.（1993）Detection of estrus by

ス応答ホルモンならびに抗ストレスホルモン、繁殖

radiotelemetric monitoring of vaginal and ear

調節ホルモンの体内動態を解析する。

skin temperature and pedometer measurementsof activity. J. Dairy Sci. 76（3）:713-721.

イ

研究方法

5）Kyle B.L., Kennedy A.D. and Small J.A.

（ア） ストレス反応性の異なる 2 系統のラット（1998）Measurement of vaginal temperature by（HAA 及び LAA Hatano ラット）を用いて暑熱ス

radiotelemetry for the prediction of estrus in beef

トレスに対する反応を内分泌学的に解析する。短期

cows. Theriognology 49（8）:1437-1449.

及び長期での暑熱ストレスの負荷前後に経時的に採6）Mosher M.D., Ottobre J.S., Haibel G.K. and

血し、各種ホルモンのプロファイルを RIA 法及びZartman D.L. （1990） Esrual rise in body

ELISA 法で測定し比較解析する。

temperature in the bovine II. The temporal（イ） 上記 2 系統のラットから樹立した副腎細胞

relationship with ovulation. Anim. Reprod. Sci. 23の培養系を用い、細胞レベルにおけるストレス応答（2）:99-107.

性の差異を in vitro で解析する。

7）De Rensis F. and Scaramuzzi R.J.（2003）Heat（ウ） LAA（ストレス抵抗性）及び HAA ラッstress and seasonal effects on reproduction in theト（過敏性）における内分泌動態の差異、特に性ホ

dairy cow a review. Theriogenology 60（6）: 1139-

ルモン及び性腺刺激ホルモンの分泌動態を解析す

1151.

る。また、暑熱ストレス実験用チャンバーを用いて

8）López-Gatius（2012）Factors of a noninfectious

両系統の性行動に対する暑熱ストレス負荷の影響を

nature affecting fertility after artificial

調べるとともに、内分泌動態の変化を解析する。

insemination in lactating dairy cows. A review.
Theriogenology 77（6）:1029-1041.

ウ

研究結果

9）Canfield R.W. and Butler W.R. （1989）（ア） 2 系統の雄ラット（11-13 週齢）をそれぞ

Accuracy of predicting the LH surge and optimal

れ無処置群及び精巣摘出（Cast）＋ Estradiol（E2）insemination time in Holstein heifers using a

投与群の 2 群、計 4 実験群に分け、暑熱ストレスに

vaginal resistance probe. Theriogenology 31(4):

対する PRL 及びコルチコステロンの経時的変化を

835-842.

測定した。暑熱ストレス実験用チャンバーの温度を40 ± 2℃に設定して 1 時間の暑熱ストレスを負荷し＊研究担当者（吉岡耕治 ）た結果、いずれの群においても暑熱ストレス開始後
30 分で PRL 濃度は著しく上昇し、60 分まで更に増加した後、ストレス負荷終了 30 分後には基底レ

２

繁殖母豚の生産性安定化のための飼養管理
技術の開発

ベルに復した。無処置では HAA と LAA の両系統
間で暑熱ストレスによる差は認められなかったが、（１） モデル動物における暑熱ストレス時の動Cast+E2 投与群では PRL 分泌が HAA 系に比べて態解析と抗ストレスホルモン群の動態解析

LAA 系で顕著に増加した（図 2421-1）。

ア（イ） ラット副腎細胞の初代培養系を確立し、雌研究目的

温暖化に適した飼養管理体系を構築する上ではス

で HAA と LAA の副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）

トレスの低減と制御が重要な課題となる。しかし、に対するコルチコステロン分泌反応性を比較したと─ 264 ─

ころ、LAA が HAA に比べ約 3 倍高い反応性を示

動態を示すが、HAA で高い傾向が認められた（図し、PRL に対する反応でも LAA が約 2 倍高い反応

2421-2）。また、HAA で卵巣摘出後の estrogen 投性を示した。

与に対し、kiss-1 遺伝子の発現増強が認められた（ウ） 通常の飼育環境下では、HAA、LAA 両系（ 図 2421-3）。37 ℃、3 時 間 /day、1 週 間 の 暑 熱 ス

統間で性腺刺激ホルモンの調節系は概ね類似した

トレス処置では、HAA ラットでは性周期に影響が図 2421-1

HAA 及び LAA Hatano ラット（成雄）における暑熱ストレス負荷時の血中 PRL 濃度の変化

1）暑熱ストレス負荷（0-60 min）により無処置群、精巣摘出（Cast）＋ Estradiol（E2）投与群の両群で速やかな血中 PRL の上昇が認められた。（p<0.05、n=5 または 6）2）LAA のCast ＋ E2 群で最も著しかった。
図2421-1
HAAおよびLAA Hatanoラット（成雄）における暑熱ストレス負荷時の血中PRL
濃度の変化

図 2421-2 HAA 及び LAA 系統の前腹側室周囲核（AVPV; 上図）及び弓状核（Arc; 下図）におけるkiss-1 mRNA（V1、V2 産物）の発現（D= 休止期、PE= 発情前期）
─ 265 ─

図図2421-3
2421-3
卵巣摘出後の性ホルモン（E2）投与に対する
卵巣摘出後の性ホルモン(E2)投与に対する視索前野（POA）でのkiss-1 mRNAの発現増強
視索前野（POA）での kiss-1 mRNA の発現増強
Vehcle は対照区、棒グラフ内の数値は供試個体数見られなかったものの LAA ラットで性周期が停止（２） 高ストレス耐性形質に関わる遺伝的多様の解析し、14 日後より再び回帰した。

ア
エ

考

察

研究目的

ストレスに対し対照的な内分泌パターンを示す 2

LAA（ストレス抵抗性）及び HAA ラット（過系統の近交系ラットを用い、ストレス耐性形質に関

敏性）における内分泌動態の差異より、両系統の与する遺伝特性を解析、比較することによりストレ

行動差には HPA 軸のみならず、性ステロイドやス応答の差異に関与する遺伝子変異を特定する。

PRL 分泌との関連が示唆された。PRL はストレスと性周期の恒常性とのバランスに大きく関与して

イ

研究方法

いる可能性がある。1 週間の暑熱ストレス処置によ（ア） 遺伝形質の解析については、上記 2 系統のり LAA ラットで性周期が停止したのは、ストレスラットを用いて、PRL 遺伝子等のストレス耐性関に伴う高レベルの PRL 分泌により偽妊娠（黄体期）

連遺伝子の一塩基多型（SNPs）解析を実施する。

状態が生じたためと考えられた。

（イ） HAA 及び LAA ラット（約 21 週令、雌、各 2 匹）の肝臓からゲノム DNA を、また脳（弓状

オ

今後の課題

核、前腹側室周囲核、下垂体前葉）から mRNA をラットでの知見を元に、ブタホルモンのプロファ調製する。

イルとストレス応答性について、交雑種及び原種間（ウ）（イ）の核酸試料を鋳型に黄体刺激ホルモでの比較解析が必要である。

ン（LH）上位の制御因子であるキスペプチン（kiss1）及びその受容体（GPR54）、PRL 分泌の調節に関

カ

要

約

わるドーパミン受容体（DRD2）遺伝子を PCR でLAA（ ス ト レ ス 抵 抗 性 ） 及 び HAA（ 過 敏 性 ）増幅し、塩基配列を決定する

ラットにおけるストレス時の性ホルモン及び性腺刺
激ホルモンの分泌動態を解析した結果、性周期への

ウ

研究結果

影響が両系統間で異なることが明らかとなった。こ（ア） HAA 及び LAA ラットの PRL、PREB 及の反応性の差はストレス耐性ホルモンである PRL

び Pit-1 遺伝子上流のプロモーター領域の塩基配列分泌によることが示唆された。

を決定し、SNPs を特定した。
（ イ ） HAA 及 び LAA Hatano ラ ッ ト の肝臓よ
─ 266 ─り採取したゲノム DNA について、PRL 遺伝子の（３） 暑熱ストレス時におけるブタ抗ストレス制御に関与すると考えられる prolactin regulatory

ホルモンの動態解析

element binding protein（PREB） 遺 伝 子 及 びアlactotroph の分化増殖因子である pit-1 遺伝子の第高温、高湿度等の環境要因がブタの繁殖能力（特1 エクソンを含む 5’- 側上流域（それぞれ約 3,000、に卵巣機能）を抑制する過程において抗ストレス因900 及び 720 塩基対）の塩基配列を決定し、両系統子として働く内分泌因子の動態を解明し、生殖機能が由来する Sprague-Dawley（SD）ラットの配列との調節機構を通じた抗ストレス作用の生理的機序を比較した。PRL 遺伝子上流には LAA/HAA 両系統

明らかにする。

研究目的に共通した七つの SNPs と 2 箇所の繰り返し変異が、また LAA/HAA 両系統間で違いのある三つのイ

SNPs 及び 1 箇所の繰り返し変異を見出した。一方、（ア） ブタ PRL の RIA 系を確立し、子ブタ 4 頭

PREB 及び pit-1 遺伝子上流域近傍には SNPs やそから採取した血液試料を用いて急性ストレス前後にの他の変異は見出されなかった。

おける PRL 動態を解析した。

（ウ） GPR54 及び DRD2 遺伝子のコード領域は（イ） 生殖機能調節やストレスに関連するホルモ

HAA 及び LAA 両系統間で相違は認められなかっンの濃度や変動は個体差が大きいため、単発の採材た。また、プロモーター領域には僅かな違いが見らで差や変化を見つけることは難しい。そこで、成豚

れるが、転写調節因子結合部位と予想される領域にとっては快適な気候である清涼期（4 月）と、最は高度に保存されていた。一方、kiss-1 では第 2 エも気温が高い暑熱期（8 月）の 2 回、同一の飼育条

クソンに 1 アミノ酸の違いが認められた（HAA で件下で同じ経産豚（n=5）より各 1 周排卵期（約 3

3

3

研究方法

は Ser、LAA では Leu）が、当該領域はタンパク週間）ずつの採血を行い、PRL 動態について解析

質分解酵素の作用により最終的な活性分子種であるした。

（54 アミノ酸からなる）フラグメントに含まれないウ部位であり、活性との関連性は明らかでない。

研究結果（ア） 身体的な急性ストレスを与え、前後の血漿

エ

考

察

PRL 濃度を測定した。ブタの一般的な保定方法で性腺刺激ホルモン放出ホルモン（GnRH；LH・ある鼻捻子で保定した直後及び保定したままの状態

FSH の分泌を促進）の分泌を制御することが近年

で 15 分経過後に採血した結果、PRL 濃度は、古典

明らかとなったキスペプチンは Kiss1 遺伝子にコー

的ストレス指標であるコルチゾールと同様、急性ス

ドされている。高ストレス耐性形質に関わる遺伝的トレスにより上昇する傾向を示した（図 2423-1）。

多様性の解析により、系統により kiss-1 遺伝子に違（イ） 経産豚に対する暑熱ストレスを解析するたいがあることが明らかとなった。この系統差をスト

めの基礎データとして、清涼期（4 月）と暑熱期（8レスに強い個体の選抜マーカーとして利用できる可月）の周排卵期に採血を行い（各時期の気温は図能性がある。

2423-2）、血漿 PRL 濃度を測定し、発情期と非発情期に分けて比較した。その結果、清涼期においては

オ

今後の課題

発情期に非発情期より高濃度となる傾向が確認されkiss-1 遺伝子を選抜マーカーとして家畜へ応用するにあたっては、品種や系統別の差異を個々に確認た。しかし暑熱期である 8 月には PRL 濃度差は認められなかった（図 2423-3）。

する必要がある。

エ
カ

要

約

察

急性ストレス実験により、ブタ PRL の血中濃度

ストレスに強い個体の選抜マーカーとして kiss-1
遺伝子の違いを利用出来る可能性が示唆された。

考及びストレス後の上昇速度には個体差が大きいことが示唆された。また、暑熱ストレス実験では、清涼期にのみ発情期が高濃度となる傾向であった。血中─ 267 ─

図 2423-1 急性ストレス（鼻捻子保定）直後と 15 分経過後の血漿 PRL 濃度（n=4）

図 2423-2 実 験 期 間 に お け る 畜 舎 内 の 最 高 気 温（MAX）及び最低気温（MIN）の推移

ストレス前に比べ 15 分後に上昇する傾向が得られたが 15分後における上昇濃度については個体差が大きかった。

4 月 の 平 均 MAX は 20.8 ℃ で 平 均 MIN は 13.2 ℃、8 月 は33.4℃と 25.5℃であった。

図 2423-3 清涼期（4 月）と暑熱期（8 月）における周排卵期の血漿 PRL 濃度比較（n=5）
図2423-3

清涼期（4月）と暑熱期（8月）における周排卵期の血漿PRL濃度比較（n=5）1）清涼期には非発情期より発情期の PRL 濃度が高い傾向であった。
2）暑熱期の PRL 濃度には差が見られなかった。

オ

PRL 濃度は発情行動時に上昇すると報告されてい
1）

今後の課題

るが（VAN DE WIEL et al.） 、本実験に使用し血中 PRL 濃度は個体差が大きいと考えられるた

た経産豚の発情周期は清涼期だけでなく暑熱期におめ、性周期における濃度差の目安や基準値の確定にいても比較的安定していた。したがって、暑熱期について、より多くの頭数からデータを収集する必要

おける発情期の PRL 上昇（あるいは非発情期の下がある。

降）が起こらなかった本結果と一般的な夏季不妊を
直接関連づけることはできないが、末梢血中 PRL

カ

濃度は暑熱ストレスマーカーとして有望と考えられ

血中 PRL は性周期内で濃度差があり、暑熱期にた。したがって、この濃度差を正常値に近づける方はその差が減少している可能性が高い。PRL 濃度

向へ関連ホルモン等のバランスを調整することによは暑熱ストレスマーカーとしての利用とともに、濃り、繁殖系に対する暑熱ストレスの影響を軽減でき

度差をストレス軽減対策の新しい切り口として利用る可能性が示唆された。

できる可能性がある。

─ 268 ─

要

約

キ

引用文献

の分布地域及びワラビー委縮症の発生地域の変動を

1）Van de Wiel et al.（1981）Periestrous and予測する。

Midluteal Time Courses of Circulating LH, FSH,
Prolactin, Estradiol-17β and Progesterone in the

イ

研究方法

Domestic Pig. Biology of Reproduction 24: 223-（ア） フタテンチビヨコバイの発生予察技術の開発

233.

ワラビー委縮症の被害発生量に直結する 7 ～ 8 月のフタテンチビヨコバイ発生量は、7 月 1 日時点の研究担当者（渡辺＊元、国保健浩、兼松伸枝 ）フタテンチビヨコバイ密度と 7 月以降の内的自然増加率によって与えられる指数関数で近似できること、さらにこれら二つの増殖パラメータは前年冬期

３

飼料トウモロコシ害虫の発生予察技術の開～当年初夏の気温と降水量から推定できることが明発と分布拡大予測及び被害リスク評価

らかとなっている 5）。ただし、既存の指数関数モデア

ルでは少発生時の推定精度が低いことや未知のデー

研究目的

近年、九州中南部の飼料用トウモロコシの夏播きタに対する予測精度が未検証である理由から、発生

栽培（作期：7 月下旬～ 11 月中旬）において、半予察技術用のモデルとしては不適当であった。そこ

翅目昆虫フタテンチビヨコバイの被害が問題となっで、本課題ではフタテンチビヨコバイの発生量デー1）ている 。本種に吸汁されたトウモロコシ幼苗はワタを追加して上記の指数関数を改良することによ

ラビー委縮症と呼ばれる生育障害を発症するため、り、発生予察に運用可能な発生予測モデルを作成し被害が深刻な場合は収量が激減する。この症状はフた。
ａ

タテンチビヨコバイの吸汁加害によって発症し、フ

熊本県菊池市旭志の飼料作物栽培地域において、タテンチビヨコバイの発生量が多いほど被害は深2）フタテンチビヨコバイ成虫の発生量調査

刻化する 。本症状の被害回避法として、抵抗性品

サクションマシン（口径 11.5 cm）を用いた吸い取種の栽培と早期播種の二つの技術が確立されているり法によりフタテンチビヨコバイ密度を調査した。

3）が 、これらの技術はいずれもフタテンチビヨコバ

過去のデータとの整合性を取るため、調査対象作物

イの発生量によって実施効果が大きく異なる。例えは主にメヒシバやオヒシバ、エノコログサが群生す

ば、既存の抵抗性品種はフタテンチビヨコバイが通るイネ科雑草地とし、2010 ～ 2013 年の 7、8 月に常の発生量程度であればワラビー委縮症の発生を防週に 1 回程度のペースで調査を実施した。得られた

げるが、多発生時には感受性品種と同様に被害が発フタテンチビヨコバイ密度データのうち、2010 ～生してしまう。また、フタテンチビヨコバイの発生

2012 年のデータは過去の密度データと併せて発生

4）

量は年によって大きく変動するため 、被害を回避

予測モデルのパラメータ推定に利用し、2013 年のできる播種時期も年によって異なる。したがって、

データは作成したモデルの検証に用いた。
ｂ

これら被害回避技術の効果を最大限に高めるためには、その年のフタテンチビヨコバイ発生量を正確に

フタテンチビヨコバイ発生予測モデルの開発及び精度の検証

予測することが重要である。また、近年の温暖化（ａ） 予測モデルの開発

は、フタテンチビヨコバイの発生量だけでなく、分Matsukura et al.5） によって作成された以下の指

布地域の拡大も引き起こしていると考えられる。今

数関数をもとに、フタテンチビヨコバイの発生予測

後の分布拡大を防ぐためには、本種の現在の分布地モデルを開発した。
N（t）= N0 × er × t

域を詳らかにした上で、今後の気候変動に伴う分布
地域の変動を予測する必要がある。

t は 7 月 1 日を起算日とする経過日数（例：t=1

本課題では九州地域の飼料用トウモロコシ栽培には 7 月 2 日、t=61 は 8 月 31 日を示す）、N0 は 7 月

おけるワラビー萎縮症の被害回避の効率化を目的と

1 日時点のフタテンチビヨコバイ密度推定値、r はしたフタテンチビヨコバイ発生予察技術を開発する

7 月以降の内的自然増加率をそれぞれ示す。上述のとともに、地球温暖化によるフタテンチビヨコバイ

ように、N0 と r はその年の気温や降水量に依存す─ 269 ─

ることから、重回帰分析によって各年の気象条件かンチビヨコバイがその地域に生息していることと、らこれらパラメータを推定するための回帰式を作成

フタテンチビヨコバイがワラビー委縮症の被害を引した。予測精度の改良のため、N0 に対する回帰式

き起こす程度まで増殖すること、の二つである。フの推定の際にはフタテンチビヨコバイ密度の自然対

タテンチビヨコバイのような南方性害虫の分布地域

数値を用いた。また、これらパラメータの決定要因

は冬期の低温に対する耐性によって決定されることとして、既知の気温、降水量の要因に加え、前年のが多いことから、本課題では現在のフタテンチビヨ

フタテンチビヨコバイ発生量も回帰式の独立変数とコバイの分布地域を明らかにしたうえで、本種の低して利用可能か検討した。重回帰分析には 2004 ～温耐性と分布地域の関係を調査した。その結果とフ2012 年までの 9 年間の密度データを用い、気象デー

タテンチビヨコバイの発生予測モデルから、各地域

タは調査地に最も近いアメダス菊池のデータを利用

におけるワラビー委縮症の発生リスクを評価した。
ａ

した。

フタテンチビヨコバイの分布地域の解明

九州中南部については、過去の調査により沿岸の（ｂ） 予測モデルの検証得られた予測モデルの精度は標準化残差によって平野部全域にフタテンチビヨコバイが生息している検証した。標準化残差はデータのはずれ値を検出すことが確認されているため、本課題では国内でも比るために用いられる値であり、一般的に標準化残較的冬期の気候が温暖な四国の東部及び紀伊半島沿差が 2 以上のデータははずれ値とみなされている。

岸部を調査対象とした。さらに九州北部と四国西部

2004 ～ 2013 年の全ての密度データについて、各年での分布状況については佐賀大学農学部に調査協力の気象条件、前年度密度から推定した推定密度と実を仰ぎ、より広範囲に渡る分布状況の把握を試み

測値間の標準化残差を算出した。

た。調査は 2011 年及び 2012 年の 10 ～ 11 月に実施

ｃ

フタテンチビヨコバイの発生予察技術の確立

し、各地域のイネ科雑草地帯において捕虫網による（ａ） 要防除水準の算定

すくい取り法によりフタテンチビヨコバイの有無を現状、ワラビー委縮症回避のための要防除水準調査した。各地域について、25 ないし 30 回振りにとして普及している数値はないが、Matsukura andより本種の捕獲が見られなかった場合は、その地域

3）

Matsumura により、予察灯でのフタテンチビヨには本種が分布していないと判定した。
ｂ

コバイ成虫捕獲数が感受性品種では 5 頭 / 日、抵抗性品種では 16 頭 / 日以上を超えると、収量が 20%域の制限要因の解明（ａ） フタテンチビヨコバイの低温耐性メカニ

以上減収することが明らかとなっているため、この値を基準として発生予察における要防除水準を算定

フタテンチビヨコバイの低温耐性と分布地

ズムと冬期の死亡要因の解明した。予察灯での捕獲数と圃場（イネ科雑草地）で低温による昆虫の死亡要因には、凍結による死亡の発生密度の関連を解明するため、熊本県菊池市旭や急激な気温変化によるショック性死、比較的マイ

志の飼料作物栽培地域において、2007 ～ 2013 年の

ルドな低温に長期晒されることによる間接冷温障害

7、8 月に、予察灯による捕獲数とイネ科雑草上でなど、さまざまなものがある。そこで、フタテンチのフタテンチビヨコバイ発生量を同時に調査した。

ビヨコバイの低温耐性を実験的に解明し、野外での予察灯の捕獲データは 5 日毎に平均値を算出し、そ冬期の死亡要因を推定した。予備調査により、フタの期間に対応するイネ科雑草上での発生量データとテンチビヨコバイのメス成虫のほうがオス成虫よりの相関を調べた。

も低温耐性が高いこと、飼育個体群であっても、低（ｂ） 発生予察技術の確立

温に暴露する前に 15℃で 1 週間飼育すること（低開発された発生予測モデルと算定された要防除水

温順化処理）により野外での越冬成虫と同程度の低準から、その年のフタテンチビヨコバイの発生量の温耐性を獲得することが明らかになっていたことか

予測に基づく防除指針を作成した。

ら、以下の実験には全て低温順化処理をしたメス成（イ） 地球温暖化に伴うワラビー委縮症の発生リ虫を供試した。
①

スク評価
ワラビー委縮症の被害が発生する条件は、フタテ─ 270 ─凍結温度の測定

マルチチャンネル温度記録計の感温部にフタテン

チビヨコバイを 1 個体ずつ粘着テープで固定し、温リスクの予測に必要な温暖化シナリオデータは度制御機能付き冷凍庫で徐々に冷却し、凍結温度

第 2 編、第 1 章の 1 で得られた本プロジェクト共を測定した。冷却速度は、20℃から 0℃までは毎分

通のデータ（3 次メッシュ単位）を利用した。本

1℃、0℃から–15℃までは毎分 0.5℃、–15℃以下でデ ー タ は 高 度 補 正 が さ れ て い な い た め、 一 律 では毎分 0.2℃とした。個体の凍結の際に放出される–0.65℃ /100 m の高度補正をしたのちに、以下の予凝固熱により温度の上昇が確認された直前の温度測に利用した。

を、その個体の凍結温度とした。
②（ｂ） ワラビー委縮症の発生リスク予測

生存率に対する温度と各温度への暴露期

間の影響の解明

3 次メッシュごとに冬期の低温積算温量を計算し、積算温量が 120 日度未満の地域をフタテンチビ

フタテンチビヨコバイを 20 頭ずつ、エサである

ヨコバイが分布可能な地域と判定した。分布可能とイネの芽出しとともに 200 ml のプラスチックカッ判定された全ての地域について、夏期のフタテンチ

プに入れ、気温–5、–3、0、3、5、10℃の低温チャ

ビヨコバイ発生量を発生予測モデルを用いて計算しンバーに設置した。設置後一定時間ごとにカップ内た。本予測に際し、前年のフタテンチビヨコバイ発の死亡個体数を調査した。低温下では生存個体もほ生量を把握することは不可能であるため、ここではぼ動かないため、カップの底面に仰向けあるいは横上記で改良した発生予測モデルではなく、気温と向きになっている個体を死亡個体と判定した。

降水量のみから発生量を予測できる Matsukura et（ｂ） 分布地域と冬期の積算温量の関係の解明

al.5）のモデルを利用した。ワラビー委縮症の要防除

上記の調査で得られた現在の分布地域の情報と各水準に基づき、8 月 1 日に播種した場合のワラビー

地域の冬期の気温データから、フタテンチビヨコバ

委縮症の発生リスクを予測した。

イの分布の可否に対する冬期の低温の影響を解析した。分布調査をした地域のうち、2009 ～ 2013 年のウ

5 年間のアメダス気温データが利用可能な地域を選（ア） フタテンチビヨコバイの発生予察技術

び、本種の越冬期間である 11 ～ 3 月の日ごとの平前年の発生量を予測のための要因に加えたこと

均気温を取得した。坂神・是永

5）

研究結果

の方法を改変し、により、モデルの予測精度は向上した（表 2430-1、各地域の 5℃以下の低温積算温量を算出した。算出2430-2）。予測値と実測値の誤差の指標である標準

した低温積算温量を独立変数、その地域におけるフ化残差は調査期間全体（n=57）では 0.58 ± 0.64（平タテンチビヨコバイの分布の有無を従属変数として

均±標準偏差）であった。全データ中、標準化残差ロジスティック回帰分析を行い、2 変数の関係を検が 2 を越えたものは三つであり、最大値は 2012 年証した。

7 月 24 日の 2.47 であった。また、57 データ中 44ｃ

データは標準化残差が 1 未満であった。さらに、未温暖化シナリオに基づくワラビー委縮症の知のデータである 2013 年に対しても、0.66 ± 0.72

発生リスクの将来予測（n=6）という低い標準化残差を示した。以上の結（ａ） シナリオデータの取得

表 2430-1

フタテンチビヨコバイ発生予測モデルの N0 に関与する諸要因とその係数

要因
切片
前年12月の平均気温（℃）
当年1月の平均気温（℃）
当年3月の平均気温（℃）
当年6月の平均気温（℃）
12月から3月までの合計降水量（mm）
4月から6月までの合計降水量（mm）
前年8月のフタテンチビヨコバイ
2
最大密度（頭/m ）p

係数-80.559
0.756
0.629
1.49
2.674
-7.214×10-3-3
3.502×10

標準誤差
3.329
0.022
0.056
0.035
0.129
-3
0.341×10
0.271×10-3

0.002< 0.001
0.008< 0.001
0.002
0.002
0.01

-0.35

0.094

0.065

─ 271 ─

表 2430-2

フタテンチビヨコバイ発生予測モデルの r に関与する諸要因とその係数p

要因
切片
当年7月の平均気温（℃）
当年7月の降水量（mm）

係数
-0.64
2.177×10-2
2.306×10-5

標準誤差
0.197
0.708×10-2
1.906×10-5

0.017
0.022
0.272

前年8月のフタテンチビヨコバイ
最大密度（頭/m2）

4.239×10-2

0.701×10-2< 0.001

分布調査のデータからアメダスデータとの対比が果から、本予測モデルはフタテンチビヨコバイの発可能であった 35 地点を抽出してロジスティック回

生予察に利用可能であると考えられた。
予察灯による捕獲数とイネ科雑草上での密度の間

帰分析を行った結果、フタテンチビヨコバイの分には有意な相関が確認された（ピアソンの積率相布の有無は冬期の 5℃以下の低温積算温量と有意な関係数、p<0.001）。これらの捕獲データから、ワラ

相関（p<0.001）があることが明らかとなった（図ビー委縮症による 20% 以上の減収を回避するため

2430-4）。分布の有無が低温積算温度量に依存してのフタテンチビヨコバイの要防除水準は、感受性品

いることは、室内実験によりフタテンチビヨコバイ

22

種では 21 頭 /m 、抵抗性品種では 74 頭 /m と算の死亡率が温度と暴露期間の両方に依存していたこ定された。

とからも支持される。回帰式の逆推定により、フタ得られた発生予測モデルと要防除水準から、その年のフタテンチビヨコバイ発生予測量に応じた防除

テンチビヨコバイの分布確率が 5% になる低温積算
温量は約 120 日度であると推定された。
上記で推定された 120 日度をフタテンチビヨコバ対策の決定が可能となった。（図 2430-1）。
（イ） 地球温暖化に伴うワラビー委縮症の発生リイが分布可能な地域の閾値とし、各 3 次メッシュにスク

おけるフタテンチビヨコバイの分布の可否をシナリ

過去の調査結果と本課題での調査及び佐賀大学かオデータに基づいて推定した。その結果、国内のいら提供されたデータをまとめ、現在のフタテンチビ

ずれの地域においても、温暖化の進行に伴って本種

ヨコバイの分布地図を作成した（図 2430-2）。フタの分布地域が拡大すると予測された（表 2430-3）。

テンチビヨコバイは、既知の九州中南部以外に、四北海道、本州北部（北緯 31 度以上）、本州南部（北国南西部（愛媛県、高知県）にも生息していること

緯 31 度以南）、四国、九州ごとに分布地域の広がりが明らかとなった。紀伊半島及び四国東部では本種をみると、九州では 2040 年代、四国では 2060 年の生息は確認されなかった。九州・四国ともに北緯

代、本州南部では 2100 年代にはそれぞれ各地域内

33 度が本種の現在の分布北限であると考えられた。

の 80% 以上に本種が分布可能であると推定された。

フタテンチビヨコバイは約–19℃で凍結すること

本州北部でも 2080 年代以降は広範囲で分布可能とから、極めて高い凍結耐性を有することが明らかとなる一方、北海道で本種が分布可能な地域は 2100

なった。その一方、0℃前後のマイルドな低温条件

年でもごく一部であると推定された。

下でも死亡し、死亡率は、温度と暴露期間の両方に

フタテンチビヨコバイの分布の可否と発生予測依存することから（図 2430-3）、本種はマイルドなモデルを併せてワラビー委縮症の発生リスクを予低温に長期間晒されることによって生じる間接冷温測した結果を図 2430-5 に示した。2020 年ごろまで障害を受けやすいと考えられた。フタテンチビヨコ

は、フタテンチビヨコバイの分布可能地域は九州・バイが現在生息する地域の冬期の最低気温は低くて

四国を中心に徐々に拡大していくものの、ワラビー

も–10℃以上であることから、越冬時のフタテンチ

委縮症はほぼ発生しないと予測された。8 月 1 日にビヨコバイの死亡要因は間接冷温障害であると結論播種した場合には現在でも被害の発生は見られない付けられた。10℃下と 5℃下では死亡率に有意な差ことから 3）、この予測結果は現状と一致する。2020がないことから、間接冷温障害は 5℃以下で生じる

年以降、分布地域の急激な拡大と発生量の増加が予こと考えられた。

想され、2040 年ごろには九州と四国及び紀伊半島
─ 272 ─トウモロコシの栽培は不適

フタテンチビヨコバイ密度(頭/m2)

感受性品種は播種可能
抵抗性品種も播種可能
100
80
60
40
20
0

7/1

8/1
播種日

図 2430-1 フタテンチビヨコバイの発生量に応じた防除対策の選択の例
播種日とフタテンチビヨコバイの予測発生量（図中の曲線）
図2430-1 片側1段から、ワラビー委縮症の被害回避に有効な手段を選択できる。本図の例では 7 月 26 日以前であれば感受性品種を播種しても被害は発生せず、抵抗性品種であれば 8 月 17 日までは播種可能であると判断できる。それ以降はフタテンチビヨ
コバイ密度が高まるため、トウモロコシの播種は回避し、秋播きのイタリアンライグラスや大麦等の栽培が推奨される。

図 2430-2 フタテンチビヨコバイの現在の分布地域
フタテンチビヨコバイは九州中南部及び四国南西部の平野部に分布している。現状では北緯 33 度が本種の分布の有無を判断する一つの目安となっている。

図 2430-3 フタテンチビヨコバイの生存率に対する温度と暴露期間の影響

図 2430-4 フタテンチビヨコバイの生息の有無に対する冬期の低温積算温量の影響

処理区ごとにフタテンチビヨコバイ雌成虫 20 頭× 5 反復実施した結果。気温が低いほど生存率の低下は早期に生じるが、10℃区と 5℃区の間には有意な差は見られない。

フタテンチビヨコバイの分布確率は冬期の低温積算温量（X）
を独立変数とするロジスティック曲線により推定できる。
低温積算温量が約 120 日度の地域におけるフタテンチビヨ
コバイの分布確率は 5% となる。図中の白丸は分布調査の結果（生息確認：100、採集されず：0）とその地域の低温積
算温量を示す。

表 2430-3

温暖化シナリオに基づく地域ごとのフタテンチビヨコバイ分布可能地域の変動予測
地域

n

本州北部
本州南部
四国
九州

126,319
110,361
19,563
46,570

フタテンチビヨコバイが生息可能な地域の割合（％）
2020年
2040年
2060年
2080年
2100年
1.1
8.7
24.7
51.9
73.0
18.0
43.3
64.4
72.0
85.4
40.6
66.1
83.3
86.5
95.8
69.0
87.1
94.8
96.5
98.9

便宜上、本州を北緯 36 度を基準にして南北に二分した。n は各地域に含まれる
3 次メッシュ数を示す。

─ 273 ─

図 2430-5

温暖化シナリオに基づくワラビー委縮症の将来リスク予測図の一部では抵抗性品種でも被害が発生し、フタテンる。そのような場合には夏播きトウモロコシの栽培

チビヨコバイの分布地域は西日本の平野部と関東平は回避し、ワラビー委縮症の影響を受けにくい大麦野の一部にまで拡大すると予測された。この状況はやイタリアンライグラス等の秋播き栽培に切り替え

2060 年ごろまで続くが、2080 年ごろには関西以西

る等の選択も可能となる。

の本州全域でも抵抗性品種での被害が発生すると考（イ） 温暖化シナリオに基づくワラビー委縮症のえられた。2100 年にはさらに状況は悪化し、フタ

将来リスク

テンチビヨコバイは本州のほぼ全域に生息可能とな

地球温暖化に伴う農業害虫による被害の深刻化はり、ワラビー委縮症は関東平野でも深刻化すると予多くの作物で懸念されており、フタテンチビヨコバ

測された。

イにおいても温暖化による被害の拡大が予測された。九州中南部地域内においても、過去 10 年間で

エ

考

察

徐々に被害発生地域は広がっており 8）、本種の分布（ア） フタテンチビヨコバイの発生予察技術に基拡大は今後も続いていくと考えられる。本種の分布づく防除対策が新たに確認された四国南西部においては、現時点

本課題で開発したフタテンチビヨコバイの発生予ではワラビー委縮症の発生は確認されていないが、察技術により、その年のフタテンチビヨコバイ発生

分布調査時に密度のフタテンチビヨコバイが捕獲さ量に応じて、必要な防除対策を選択できるようにれたことから、この地域で夏播きトウモロコシ栽培なった。現状、ワラビー委縮症の被害発生地域ではが普及した場合には、現在でも九州中南部と同程度

ほぼ全ての圃場で抵抗性品種が栽培されている。この被害が発生すると考えられる。

れにより被害が軽減できているのは事実であるが、現在市販されている抵抗性品種はわずか数種類であオ

り、これらは全て晩生品種であること、また一部の（ア） ワラビー委縮症の被害拡大を防ぐための方策

品種は南方さび病等の他の病害への耐性が低いこと

今後の被害の深刻化を回避する方策として、フタなど、栽培することのリスクもある。既存の抵抗性

テンチビヨコバイの拡大を防ぐことと、分布地域で品種が適さない地域や作型に対しては、本発生予察の耕種的防除方法を改善することの 2 点が挙げられ技術を活用することによってより適性の高い感受性る。前者については、人為的な要因による本種の移品種の栽培も可能となる。一方、発生予察によりフ動が懸念されている。フタテンチビヨコバイはトウ

タテンチビヨコバイの発生量がきわめて多いと予測

モロコシを含むイネ科全般の植物を寄主とし、これされた年には抵抗性品種であっても被害が発生す

ら植物の茎部や葉に産卵する。本種の発生地域から─ 274 ─今後の課題

トウモロコシ等の収穫物を生の状態で輸送した場

leafhopper Cicadulina bipunctata: gall induction

合、同時にフタテンチビヨコバイも輸送してしまう

on distant leaves by dose-dependent stimulation.

可能性がある。また、飼料作物の他にも、トラク

Naturwissenschaften 96: 1059-1066.

ター等に付着したイネ科雑草の残渣等にも注意が必3）Matsukura K. and Matsumura M. （2010）

要である。今後、本種の侵入が懸念される地域につCultural control of leafhopper-induced maize

いては、現在の分布状況と今後の発生リスクに応じ

wallaby-ear symptom in forage maize via earlyて、モニタリングの強化や発生地域からの飼料及びplanting dates. Crop Protection 29: 1401-1405.

農業資材運搬の規制等、その地域の状況に応じた予

4）Matsukura K., Matsumura M., Takeuchi H.,

防対策が重要となる。

Endo N. and Tokuda M.（2009）Distribution,

フタテンチビヨコバイがすでに分布する地域でのhost plants, and seasonal occurrence of the

被害防止策としては、既存の防除法の改善が挙げら

maize orange leafhopper, Cicadulina bipunctata

れる。既存の抵抗性品種はフタテンチビヨコバイ多（Melichar）（Homoptera: Cicadellidae）, in Japan.

発生時には被害を生じるが、抵抗性を強化すること

Applied Entomology and Zoology 44: 207-214.

により、将来的なフタテンチビヨコバイの発生量増

5）Matsukura K., Yoshida K. and Matsumura M.

加にも対応できると考えられる。2040 年ごろまで（2012）Estimation of climatic factors relatingには九州・四国で既存の抵抗性品種が利用できなく

to occurrence of the maize orange leafhopper,

なることから、それまでにより高い抵抗性を有する

Cicadulina bipunctata. Population Ecology 54:

品種の開発が望まれる。

397-403.
6）坂神泰輔・是永龍二（1981）有効積算温度の簡

カ

要

約

易な新算出法”三角法”について．日本応用動物（ア） フタテンチビヨコバイの発生予察技術

昆虫学会誌．25：52-54.

気象条件と前年夏期のフタテンチビヨコバイ発生

7）大畑親一（1994）ヨコバイの一種、Cicadulina量に基づく、フタテンチビヨコバイ発生予察技術を

bipunctata Melichar（Homoptera, Cicadellidae）

開発した。これにより、フタテンチビヨコバイの予の吸汁加害によるトウモロコシの Maize Wallaby

測発生量に応じた適切な防除手段の選択が可能とEar Disease の発生について．日本草地学会誌．

なった。

39：120-123.

（イ） ワラビー委縮症の将来リスク

8）Matsukura K. and Matsumura M. （2013）

温暖化シナリオに基づいて国内におけるワラビー

Ecology of the maize orange leafhopper,

委縮症の発生地域を予測した。その結果、既存の抵

Cicadulina bipunctata（Homoptera: Cicadellidae）

抗性品種が利用不可能となるのは、九州と四国では（Melichar）. Japan Agricultural Research

2040 年ごろ、西日本では 2080 年ごろ、関東平野でQuarterly 47: 365-370.

は 2100 年ごろであるとそれぞれ予測された。
研究担当者（松倉啓一郎＊）

キ

引用文献

1）Matsumura M., Tokuda M. and Endo N.
（2006）Recent outbreaks of the maize orange

４

寒地における夏季草地造成の安定性に関す

leafhopper Cicadulina bipunctata inducing gall-

る広域予測

like structures on maize in Japan. In Ozaki K.

ア

et al.（ed.）. Gall arthropods and their associates:

北海道の全草地面積の約半分を占める道東地域

ecology and evolution. Springer-Verlag, Tokyo.

は、温暖化の影響により気温や積雪深が変動し、そpp. 149-158.

の結果、土壌凍結深などの草地環境が激変、不安定

2）Matsukura K., Matsumura M. and Tokuda

化すると予想される。この不安定化が夏季草地造成

M. （2009） Host manipulation by the orangeにもたらすリスクを評価すること、更には寒地草地

─ 275 ─研究目的

の安定造成時期推定モデルを構築し、安定性を広域（イ） アルファルファ栽培試験
ａ

的に予測することは、将来の飼料及び畜産生産の安播種期移動試験定化のために極めて重要である。また、温暖化条件

根釧農業試験場の試験圃場において、マメ科牧草下での夏季造成における植生の安定化を図ることがであるアルファルファ（チモシー混播）の品種ハル

できれば、造成可能期間が延長でき、農家の草地利

ワカバ及びケレスを用いて播種時期（7 月後半、8用計画に応じた適切な草地造成が可能となり飼料生

月前半、8 月後半、9 月前半、9 月後半、10 月前半

産の安定化に貢献できる。そこで、現在及び温暖の計 6 時期）を移動した栽培試験を行い、生育停止

化 2 時期（2050 年頃、2100 年頃）の将来予測気象時期である 11 月以降（2010 年 11 月 4 日、2011 年

データを用いて、道東地方を中心に寒地の気象変動

11 月 23 日、2012 年 11 月 12 日）の個体充実度（草の広域的確率データを算出し、得られた気象変動確

丈、根重、根長等）を調査し、気象データ（気温率データを用いて播種限界と安定造成時期を広域的等）と比較した。
ｂに評価するためのスキームを開発することが本課題

土壌凍結深度別越冬試験の目的である。そのため、栽培試験を実施し、生育

播種期移動試験の各試験区に対して自然状態積雪

データを取得するとともに、播種後の越冬性を説明

及び 2 段階の除雪処理を行った。厳冬の道東地域にする気象モデルを開発する。また、十勝地方で最適

おいて土壌から大気中へ熱が放出され土壌凍結が生化されている土壌凍結深物理モデルの根釧地方でのじる際、積雪が断熱材として作用するため、除雪に適用性を明らかにする。

よって土壌凍結を促進させることができる。凍結深浅区（自然状態積雪区）、凍結深中区（凍結深浅区

イ

研究方法

と深区の概ね中間の凍結深となるように除雪回数を（ア） 干ばつ影響の評価減らした区）、凍結深深区（除雪回数を多くした区）

根釧農業試験場（北海道標津郡中標津町）におけの 3 区を設定し、播種期栽培試験と組み合わせた越る播種年の越冬前栽培試験結果（後述）を検討した

冬性（翌春越冬状況）を消雪後（2011 年 5 月 6 日、

ところ、有効積算気温から予想される生育量より、2012 年 5 月 8 日）調査した。なお、本試験の越冬

実際の生育量が少ないケースがあることが分かっ

性評価は、土壌凍結に伴う凍害及び凍上害のみを対た。これは干ばつ（土壌水分不足）によって、播種象とした。雪害（雪腐病）防止のため、越冬前に全後の出芽遅延や、生育遅延が生じたと考えられた。

試験区にフルアジナム水和剤（フロンサイド）を散

そこで干ばつ評価を行い、干ばつ時の気温積算を停布した。

止することにより、有効積算気温による生育評価精ｃ

その他

以上より、場内試験では各年毎に、播種時期（6）度の改善を検討した。
その際、土壌水分は気象庁観測データにはないた×土壌凍結深（3）×品種（2）×反復（3）＝ 108

め、対象地点位置と日平均気温、日降水量のみを使区（各区 4 m2）を設けた。全ての区について播種用し、簡便な限られた気象データから気候学的に

年越冬前の生育調査、越冬時の積雪・土壌凍結深 3

簡便に計算できる先行降雨指数（API:Antecedent

区の計測（雪尺及び畜大式土壌凍結計）、越冬後のPrecipitation Index）を利用した。API は次式（1）、生育調査、播種翌年の 1 番草及び 2 番草調査、播種（2）で定義される

1, 2）

翌々年に根釧地域で一般的な年 2 回刈りを行い、1。

APIj = K（APIj
j–1 + Prj）…（1）

番草及び 2 番草の生育調査を行った。したがって各

Kj = exp（–Epj/Wm）…（2）

試験区では計 3 年間の生育調査を行っている。
ｄ

た だ し、APIj は j 日 の API、Prj は j 日 の 日 降

現地圃場試験

水 量（mm）。Kj は j 日 の 減 少 係 数（recession

2011 年から、根釧地域内の草地更新された現地

coefficient）であり、Ep：
j j 日の可能蒸発散量（mm）

農家圃場（自然状態積雪）を毎年 3 圃場選定し、場と Wm：蒸発土壌深（本研究では 10 mm）から求内試験と同様に 3 年間の生育調査を行った。

めた。可能蒸発散量はソーンスウェイト法を用い（ウ） 土壌凍結深モデルの適用性た。

北農研では十勝地方を対象として、土壌凍結深推
─ 276 ─

定物理モデルを開発している。これは、日平均気て有効積算気温の積算から除外すると、有効積算気

温と日積雪深を入力とし、土壌深度毎に日々の地

温と地下部重の関係式が得られた（図 2440-3）。ま

温を推定して氷点下の深度を凍結深とするものでた、2010 年及び 2011 年播種圃場における播種当年ある。本モデルでは、北農研芽室研究拠点での気

晩秋のアルファルファ地下部重と翌年のアルファル

象、積雪、土壌物理データを用いて、最適化したパファ越冬性との関係が得られ、土壌凍結深が浅いほ

ラメータ（土壌熱伝導率、土壌熱容量、積雪熱伝導

ど、アルファルファ地下部重が大きいほど、越冬性

3）

率 0.17 W m–1 K–1 と設定）を得ている 。この十（観察指標、1：極不良～ 9：極良）が良好であるこ勝でのパラメータを用いて、異なる気象・土壌条件とが明らかになった（図 2440-4）。

である根釧農業試験場圃場での気象データ（アメダ（ウ） 土壌凍結深モデルの適用性

ス中標津観測点）及び土壌凍結深実測データ（1978-

根釧農業試験場の土壌凍結深実測値（最大凍結深である 2 月 20 日の値）を用いて、土壌凍結深推定

2005 年）を用いて検証した。

物理モデルによる同日の出力の適用性を検討した結

ウ

研究結果

果、推定値と実測値を比較すると平均誤差（Mean（ア） 干ばつ影響の評価

Error） は –0.2 cm で あ り、 推 定 誤 差 Root Mean

試験期間である 2010 年、2011 年、2012 年のアメ

Square Error（二乗平方根誤差）は 6.6 cm であっ

ダス中標津観測データを用いて、同地点における先た（図 2440-5）。十勝地方の気象・土壌条件下で最

行降雨指数 API の推移を計算した。2011 年の 7 月

適化したモデルパラメータを使用したが、中標津に下旬から 8 月上旬にかけて、API が極めて小さなおいても推定誤差が、土壌不均質や観測精度による値となり、根釧農業試験場の場内試験では干ばつの誤差と同等の数 cm 以内であったことにより、本モため牧草生育速度の低下が観察されており、この時デルは異なる気象・土壌条件下の中標津においても期とよく一致していることが分かった（図 2440-1）。

観測値を良く再現していると判断できた。

（イ） アルファルファ栽培試験

エ2010 年の播種翌日から生育停止時までの、日平考察

均気温 5℃を閾値とした有効積算気温と 10 月 31

対象地点位置と日平均気温、日降水量のみを使用

日の生育停止時までのアルファルファ地下部重とする簡便な計算で求められる、先行降雨指数 APIの関係では関係が得られなかったが（図 2440-2）、

を用いて、干ばつを評価する手法を開発した。根釧API<3 のデータを干ばつによる生育停止条件とし農業試験場の場内試験では干ばつのため牧草生育速

図 2440-1 2010、2011 及び 2012 年の中標津における先行降雨指数の季節変化

図 2440-2 播種翌日～生育停止時までの有効積算気
温と生育停止時までのアルファルファ地下部重との関係2011 年（太線）の 7 月下旬から 8 月中旬にかけて先行降雨
指数の極めて小さい値が続き、干ばつを示す。

近似直線は 2010 年データから作成。有効積算気温の閾値は5℃。

─ 277 ─

図 2440-3 播 種 後 API ≧ 3 に な っ た 日 ～ 生 育 停 止時までの有効積算気温と生育停止後のアルファルファ地下部重との関係

図 2440-4 2010 年及び 2011 年播種圃場における播種
当年晩秋のアルファルファ地下部重と翌年のアルファルファ越冬性との関係

1）近似曲線は破線部分のプロットを除いて作成。

図 2440-5根室地方中標津での土壌凍結深モデル検証結果

1）土壌凍結深は 2 月 20 日の値。計算値も同日の出力結果度の低下が観察されており、この時期とよく一致しルを作成するには、①対象地点の土壌凍結深を推定ていたため、中標津での試験期間の干ばつ状況をよし、越冬に必要な地下部重を求める。②日平均気く表現していると推定した。栽培試験から、日平均

温、日降水量、地点位置より、必要な地下部重を得

気温 5℃を閾値とした播種後の有効積算気温と越冬るための API ≧ 3 条件を用いた有効積算気温を求性に大きく影響を与える地下部重との関係では意味める。③有効積算気温を年々の秋の気象に当てはめのある推定式が得られなかった。しかし、干ばつに確率を評価する。というスキームとすれば良いと考よる生育停滞の影響を排除するため、干ばつ条件とえられた。また、十勝地方を対象として最適化され推定される API ≧ 3 のデータを使用すると播種後た土壌凍結深物理モデルは、根釧地方においても適の有効積算気温でアルファルファの地下部重がよく用性が確認された。十勝地方と根釧地方では気象条推定できた。また、越冬試験から、地下部重が大き

件や土壌タイプが異なることから通常の農耕地作土

いほど、土壌凍結深が浅いほど、越冬性がよいこと

層土壌においては、土壌凍結現象は土壌タイプの影が明らかになった。

響をあまり受けず、共通のモデルで広域に表現でき

以上より、根釧地域において牧草の播種晩限モデることが示唆された。なお、十勝地方において、土─ 278 ─壌凍結深物理モデルは、火山灰土壌のほか粘土質土

Application of the extended force-restore model

壌でも検証されている。

to estimate soil frost depth in the Tokachi regionof Hokkaido, Japan. Journal of Agricultural

オ

今後の課題

Meteorology 64（3）:177-183.

気象解析では、降雪など干ばつ以外の生育阻害要研究担当者（井上因についても精査し、数式化して組み込むことによ聡＊、牧野司、廣田知良）

り、より精度の良い生育モデル（有効積算気温）とする。また、気候変動時の将来気象データの解析を進め、播種晩限予測に使用する必要がある。土壌凍５

乳牛の育成・周産期・泌乳に及ぼす高温ス

結深物理モデルは、日積雪深を入力値とするが、将トレスの影響評価の高度化と適正給与技術の来予測データには含まれていない。精度の良い日積開発

雪深を求めるためには、降雪過程、圧密過程、融雪

ア

過程を組み込んだ積雪層消長モデルが必要となる

高温環境は泌乳量の低下を招くだけでなく、育成が、これらの過程計算に必要な気象要素も将来予測期の増体や泌乳曲線パターンにも影響を及ぼすと考データには含まれていない。したがって、将来予測

えられるが不明な点が多い。そこで九州沖縄農研でデータで提供される気象要素を用いた土壌凍結深推育成、分娩、泌乳した牛について成長や生産性と環定モデルを作成する必要がある。

境温度との影響を解析し、増体と泌乳パターンに対研究目的する高温環境の影響を明らかにして高温ストレスの

カ

要

約

影響評価の高度化を図る。また、高温期間には乳牛

対象地点位置と日平均気温、日降水量のみを使用の酸化ストレスの更進が知られている 1） が、そのする簡便な計算で求められる、先行降雨指数 API

対策と乳生産性向上への効果については情報が限らを用いて、干ばつ程度が牧草の生育不良と深く関係れているので、夏季高温環境下での抗酸化物質の給することを明らかにした。栽培試験から、干ばつ条

与が泌乳成績に及ぼす影響を詳細に検討し、高温対件である API<3 データを除き、日平均気温 5℃を策としての抗酸化物質の給与技術の有効性を検証す閾値とした有効積算気温とアルファルファ地下部重るとともに、温暖化に適応できる適正給与技術を開との有意な計算式が得られた。越冬試験から、地下発する。

部重が大きいほど、土壌凍結深が浅いほど、越冬性がよいことが明らかになった。北海道の農耕地作土

イ

層土壌においては、土壌凍結現象は土壌タイプの影（ア） 子牛の成長に及ぼす気象環境要因の影響評価

響をあまり受けず、共通のモデルで広域に表現でき

九州沖縄農研に存在する過去約 10 年間の子牛のることが示唆された。

研究方法

詳細な成長データと気象情報を元に子牛の成長に及ぼす環境温度と湿度の影響を解析し、温暖化が育成

キ

引用文献

に及ぼす影響評価の高度化を図る。

1）Choudhury B.J. and Blanchard B.J （1983）（イ） 泌乳生産性に及ぼす気象環境要因影響評価

Simulating soil water recession coefficients for九州沖縄農研に存在する過去約 10 年間の泌乳

agricultural watersheds. Water Res. Bull. 19（2）:データと気象情報を元に、一泌乳期間（10 か月）

241-247.

の環境温湿度指数を一定範囲としたときの日泌乳量

2）Hirota T. and Fukumoto M.（2009）Estimatingに及ぼす環境温度と湿度の影響を産次、分娩後の月

surface moisture availability for evaporation on

数を加味して解析し、温暖化が泌乳成績に及ぼす影

bare soil from routine meteorological data and its

響評価の高度化を図る。

parameterization without soil moisture. Journal of（ウ） 高温期間における抗酸化物質の給与の効果

Agricultural Meteorology 65（4）:375-386.

九州沖縄農研で飼育している泌乳後期牛 9 頭に対3）Nemoto M. Hirota T. and Iwata Y.（2008）

して、第一胃内分解保護処理されたアスコルビン

─ 279 ─酸をアスコルビン酸として 50 g 投与した Vc 区（3各月齢別に検討した場合、5 から 6 か月齢時の減頭）、アスコルビン酸 50 g と脂肪酸 300 g を同時に少割合が顕著であった。また、10 か月齢時体重で給与した Vc&FAT 区（3 頭）及び無給の対照区（3は、1-2 月生まれが最も低く 262.7 ± 31.6 kg（n=34）

頭）を設定し、10 日間試験した。その間、泌乳量、で 7 月から 9 月生まれが最も高く、287.5 ± 27.3 kg

各種乳成分、血中成分を測定し、各区間で比較検討（n=31）であった（表 2450-1）。
以上から、仔牛の成長は高温環境の影響を受けてした。

減少し、さらに 10 か月齢時に於いてもその影響が

ウ

研究結果

残ることが示された。

（ア） 子牛の成長に及ぼす気象環境要因の影響評価（イ） 泌乳生産性に及ぼす気象環境要因影響評価

2000 年から 2009 年までの間の熊本地域における2000 年から 2009 年までの間の熊本地域における

月平均気温の平均値は 17.5℃（4.9℃～ 29.4℃）で

月平均気温の平均値は 17.5℃（4.9℃～ 29.4℃）であった。用いた子牛の平均生時体重は 41.9 ± 4.3 kg、あった。

5 か月齢時では 148.9 ± 19.2 kg、10 か月齢時では一泌乳期の乳量は、経産牛、初産牛ともに温湿度

271.7 ± 30.3 kg で日本ホルスタイン協会提供の各時指数（THI）の上昇に伴って減少した。初産牛では、体重（40、146.9、276.9 kg）と同程度であった。

THI が 61 以上、経産牛では 51 以上で乳量が減少

2 か月齢から 9 か月齢までの一月当たりの増体し始めた。THI が 40-50 に比較して 71-80 の泌乳量量の平均は一月の平均気温別に A（5℃以上 10 度の減少は、比率及び実量で経産牛のほうが大きかっ以下）、B（10.1℃以上 15℃以下）、C（15.1℃以上た（表 2450-2）。

20℃以下）、D（20.1℃以上 25℃以下）、E（25.1℃

泌乳期間中においては、初産牛、経産牛ともに泌

以上 30℃以下）区に分けると、それぞれの成長は乳初期及び泌乳後期において乳量の減少が見られ24.1、23.1、26.5、23.6、22.3 kg/ 月 で あ り、C 区 でた。とくに初産牛の泌乳後期においてその影響が大最も高く、E 区で最も低かった。

きくなった。

年間平均気温が含まれる C 区の各月の増体を 100（ウ） 高温期間における抗酸化物質の給与の効果としたときの D 区の増体の平均は 89 であり、E 区

アスコルビン酸の投与によって血漿中のアスコル
ビン酸濃度は、対照区に比較して増加し、酸化スト

では 84 であった。

表 2450-1

9か月齢時

12-2月生まれ
238.5±29.2

7-9月生まれ
250.7±25.7

10か月齢時262.8±31.6

287.5±27.3**

n=34

n=31

＊＊

表 2450-2

生まれ月別 9 及び 10 か月齢時体重の比較

5% 水準で有意差あり。

環境の温湿度指数（THI）が初産牛と経産牛の一乳期乳量に及ぼす影響

THI
10か月間の平均乳量
平均値
初産牛 標準偏差n
平均値
経産牛 標準偏差n
初産牛全データ数

40-50
7890.2352.2
17310041.4
1263.1
216

51-60
7898.4595.7
1609835.31496.3229

727、経産牛全データ数

─ 280 ─959

61-70
7744.8556.7
2109849.31616.1266

71-80
7593.6597.1
1849383.01308.0248

レスの低減に効果が認められた。しかし、同時に泌（ウ） 高温期間における抗酸化物質の給与の効果

乳量の低下が認められた。

高温環境下において酸化ストレス下に暴露されてアスコルビン酸に脂肪酸を併給することで、血漿いることが知られている泌乳牛 1） に対して、抗酸中のアスコルビン酸濃度を高く維持したまま泌乳量化ビタミンであるアスコルビン酸の給与は、酸化スを改善することができた。また、泌乳成績を各種乳トレス低減に一定の効果を示した。しかし、エネル

成分の分泌量（1 日生産量）として評価した場合、ギー源となる脂肪酸の同時給与は、酸化ストレスの

Vc&Fat 区で最も高くなり、次いで対照区、Vc 区低減のみならず、泌乳成績を改善した。このことの順であった（表 2450-3）。

は、夏季高温期間の酸化ストレス亢進は、エネル
ギー不足が一因となっている可能性を示していると

エ

考

察

ともに、高温期間の飼料摂取量不足によるエネル（ア） 子牛の成長に及ぼす気象環境要因の影響評価

ギー不足の改善が温暖化適応技術として重要である

子牛の生産性は、成長を持って評価することで可ことを示唆している。

能であるが、これまで、高温環境の影響を評価する
試みは限られていた。今回の結果はデータの組み替

オ

今後の課題

えによるバーチャルな解析結果であるが、環境温度

地球温暖化による環境温度の上昇に備えた酪農技

が 15℃から 20℃範囲で最も成長が良く、25℃から術として、育成牛、泌乳牛に対する影響評価の高度30℃で最も低くなっていた。月齢別では、5-6 か月化を図った。また、泌乳牛に対する栄養面からの対

齢時に高温感受性が最も高くなっており、この期間

策の指針を示すことができた。これらの対策についの高温環境は、10 か月齢時においても有意な体重てさらに詳細な検討が必要であることと、全ての期差として残留していた。5–6 か月齢時の高温環境を間を通した技術体系の構築と実証が必要であると考避けることが育成牛に対する温暖化適応策となるとえられる。また、酪農を取り巻く様々な環境、すな考えられた。

わち酪農製品の需給動向や飼料の価格動向、生産者（イ） 泌乳生産性に及ぼす気象環境要因影響評価

数の変動予測などを加味した総合的な温暖化対策を

泌乳期間における各一月間の平均 THI は、泌乳検討する必要がある。

成績に影響を及ぼしていた。その影響は、泌乳能力の高い経産牛において顕著であり、とくに THI

カが 71 以上で大きく泌乳量が減少していた。今回（ア） 子牛の成長に及ぼす気象環境要因の影響評価

は、日平均の THI として算出したので、日中にお子牛も高温環境の影響を受け、成長が鈍化するこ

いては、さらに高い値になっていたものと考えられとを示した。特に月齢別では、5–6 か月齢時に高温る。日の最高 THI が 80 以上になると泌乳牛の死亡の影響が顕著になるので、この期間の高温を避ける

率が顕著に増加することが報告されていることもあ

繁殖計画やこの期間の暑熱対策の徹底が求められる

2）

要

約

り 、高温期間においては、泌乳量の多い経産牛をことを示した。

重点的に対策する必要があると考えられた。

（イ） 泌乳生産性に及ぼす気象環境要因影響評価

表 2450-3

アスコルビン酸及び脂肪酸給与が泌乳量及び乳成分生産量に及ぼす影響

対照区

泌乳量
乳脂肪
(kg)
(%)
91.3±13.2 84.1±11.6

乳蛋白質
乳糖
無脂固形分
(%)
(%)
(%)
90.9±16.8 90.9±14.7 91.0±15.1

Vc区

87.3±4.479.5±6.585.9±6.5

87.5±6.1

86.8±5.7

98.5±6.0**

97.6±3.698.2±4.7

98.0±4.2

Vc＆Fat区 98.6±4.4＊＊

5％水準で有意差あり。
表脚注：数値は、給与前と給与 10 日後の比率で示した。3 頭の平均±標準偏差。＊＊：P<0.01 vs 対照区。

─ 281 ─泌乳牛では環境の THI の上昇は泌乳量に影響を及ぼし、特に、泌乳量の多い経産牛で顕著な泌乳量

対策自体が温暖化緩和に繋がる脱化石エネルギー型の暑熱対策技術を開発する。

低下が見られた。夏季高温期間の暑熱対策は、経産牛を中心とした対策が必要であることを示した。

イ

研究方法

（ウ） 高温期間における抗酸化物質の給与の効果（ア） 積算 ET 等を用いた送風冷房の制御法の検討

夏季高温期の泌乳牛における酸化ストレス対策と積算温度等を用いた新たな制御パラーメータによして、抗酸化物質の給与は一定の酸化ストレス低減

る送風制御の検討を行った。防暑対策において、対効果があることを示したが、さらに、生産性、泌乳策の開始時と終了時をいつにするかという課題があ

成績の改善を望む場合は、高エネルギー飼料としてる。舎内 ET のみでの制御では、瞬時的に対策機器

脂肪酸の同時給与が効果的であることを示した。

が作動する問題が生じる。そこで熱負荷が増加してくる 5 月をスタート月として、2010 年 5 月から

キ

引用文献

8 月の畜産草地研究所（以下「畜草研」という）乳1）Miller JK et al. （1993） Oxidative stress,

牛舎の舎外温・湿度を測定し、有効温度（ET=0.35

antioxidants, and animal function. J. Dairy Sci. 76:

×乾球温度 +0.65 ×湿球温度）による開始時期の検2812-2823.

討を行った。舎内環境制御には自作の湿球・乾球温2）Vitali A et al. （2009） Seasonal pattern of

度 計、 デ ー タ ロ ガ ー（CAMPBELL 社 製 CR3000）

mortality and relationships between mortalityを用いた。舎内 ET による冷房装置の ON – OFF

and temperature-humidity index in dairy cows. J.

制御による熱負荷軽減効果を検討した。制御法は、

Dairy Sci. 92: 3781-3790.

舎内平均 ET が 22℃以上となると冷房機が稼働し、稼働し始めてから 10 分間は、ET の値にかかわら＊研究担当者（田中正仁 、神谷裕子、野中最子）

ず稼働し続け、ET が 22℃未満となると停止する制御法とした。畜草研のスタンチョン搾乳牛舎において、8 頭の搾乳牛を供試し、4 頭ずつ対照区と冷６

乳牛舎における暑熱指標と脱石油エネル

房区にわけ、14 日間各区に滞在後、区を入れ変え、

ギー型防暑対策技術の開発

さらに 14 日間滞在させ、これを 1 試験期間とした。

ア

試験期間は第Ⅰ期 2010 年 7 月 2 日～ 7 月 29 日、第研究目的

北海道のような寒冷地においても暑熱による生産

Ⅱ期 2010 年 7 月 30 日～ 8 月 26 日であった。対照性の低下が見られ、今後の予測においても国内での区にはインバーター式の懸垂型送風機があり、25℃、また諸外国においても暑熱ス

以上で稼働し始め、35℃で最大風量（345 m3 min―1）

トレスに関しては問題になっている 3）。現状では送となるよう設定した。また熱負荷量と家畜側の影響

風、細霧等の対策技術が個々の農家において取られの指標として以下で定義する積算温度とした。

増加が懸念され1,2）ている。これらの防暑に関する研究は多数行われ、送風、細霧による効果が報告されている。しかしながら、送風、細霧法は日本の気候において湿度の影（1）


響を受けやすい牛体から熱を十分逃がすことができ（2）ない。それらの制御方法に関しても充分に確立されこの HL1：積算 ET 温度（℃ h）、ET：有効温ているとはいえない。本研究では、温・湿度指標で度（℃）、st：試験期間（d）B1：積算体温（℃ h）、ある有効温度（ET）を用いた環境制御方法の開発

Tb：子宮内温度（℃）と熱溜めを地下水としたヒートポンプを用い、その（イ） 地下水を熱溜めとしたヒートポンプによるコンプレッサーの電力を太陽光発電と常用電源の系

スポット冷房装置の構築

統連携としたスポット冷房システムの構築を行い、ａ

熱溜めを地下水としたヒートポンプによ太陽光発電による商用消費電力の削減、実乳牛を用る脱化石エネルギー型のスポット冷房シスムを開いた実証試験、構築システム経済性の検討から防暑発する。地下水（井戸水）は既設のものを利用し、

─ 282 ─

大気中の熱を地下水に捨てることで低温の空気を期 7 月 11 日～ 8 月 8 日、2014 年度の試験期間は第生成する。開発システムの構成は、ヒートポンプ

Ⅰ期 6 月 20 日～ 7 月 17 日、試験第Ⅱ期年 7 月 18

（FHP 社製 EC012-OVTN、単相 AC100 V、3.6 kW）、

日～ 8 月 14 日である。測定項目は、畜舎内外の気ブースターファン（荏原製作所社製 SRM03、3 相象、乳量、体温（子宮内）、乳対象区の換気扇成分、

AC200 V、2.2 kW、インバーター接続）、空気配管

血中コルチゾール､ 体重等であった。区間の乳量差

及び送風（配風）ダクト、配電盤である。電力消費は 2011 年度及び 2012 年度は実乳量、2013 年度及量測定のために配電盤には電力計（HIOKI 3168 ク

び 2014 年度は個体の期待乳量との差から求めた。

ランプオンパワーテスタ）を設置した。また牛体に試験期間中は飽食・自由引水とした。対照区（送風

十分送風できるように吹出し口の改良による配風の区）の懸垂型送風機、冷房区の開発システムの電力検討を行った。スポット冷房の吹出しダクトをダク

消費量（HIOKI 3168 クランプオンパワーテスタ）、

4）が行

ヒートポンプの入水（取水）温度、排水温度、牛えるよう作成した。牛がストールに入っていない

舎内乾球・湿球温度（CAMPBELL 社製 CR3000）、

状態で、ストール内における風速分布を測定し吹

冷房区の配管ダクトの温湿度（T&K、おんどとり、

出し方向を検討・改良した。対照区（送風）のス

RTR-52）を計測し、エネルギー収支を求めた。

トに改良し、手動で任意方向に広範な配風

トール内風速分布も測定し、両者を比較した。風
速計測には無指向性の風速計（KANOMAX 社製、

ウ

CLIMOMASTER、6543-PA）を使用し、風向に関（ア） 積算 ET 等を用いた送風冷房の制御法の検討

しては線香の煙で確認した。
ｂ

ａ

研究結果
日平均有効温度（ET）の積算値の自然対開発したスポット冷房システムを既設の太数を用いた（式（3））制御を提示した。暑熱負荷の陽光発電システムと系統連携させた。供試ヒート

影響は、2、3 日後に症状としてあらわれることか

ポンプ、ブースターファン、対照区の送風機に電ら、式（3）の 3 日間の変化分（式（4））によって力計を設置し、消費電力を測定した。太陽光パネ

作動開始を決定することとした（図 2460-1）。前日

ル（167 W × 120 枚）はパーラーの屋根に設置されの式（4）の A の値が 0.03 以下、かつ舎内空間平均ており、パーラー内の空調等にも使用されているたの ET が 21℃以上である場合に作動を開始するもめ、その総発電量とパネル枚数から 1 枚当たりの時のとした。

系列実質発電量を計算した。これとスポット冷房シ

ステムの消費電力量から太陽光発電でまかなえる電力量を試算した。

（3）（ウ） 開発システムによる乳牛飼養試験及び導入
条件と経済性評価（4）

このとき、C（d）：日平均 ET の積算値 log（ ℃），

開発したスポット冷房システムの効果について検d：5 月 1 日からの日数討するために搾乳牛を用いた冷房試験を行った。8ｂ2010 年の夏は猛暑で、試験期間中の舎内

頭の搾乳牛を供試し、4 頭ずつ対照区（送風区）との日平均 ET は、21℃以下の日が 1 日もなく、最高冷房区にわけた。試験には初産から 4 産の搾乳牛

で 29℃の日もあった。したがって、冷房は停止すを供試した。2011 年度及び 2012 年度は 14 日間各ることなく作動し続けた。冷房区の冷風 ET は、舎区に滞在後、区を入れ変え、さらに 14 日間滞在さ

内平均 ET より約 4℃低い値となった。

せ、これを 1 試験期間とした。2013 年度及び 2014（イ） 地下水を熱溜めとしたヒートポンプによる年度は同じく 8 頭を供試し区を反転せずに発情状

スポット冷房装置の構築

況の確認を行った。2011 年度の試験期間は第 1 期

ａ

開発システムは、畜草研（つくば）の搾

6 月 24 日～ 7 月 21 日、第 2 期 7 月 29 日～ 8 月 25

乳牛舎に設置した（図 2460-2）。搾乳牛舎の繋ぎ飼

日、2012 年度の試験期間は第Ⅰ期 6 月 22 日～ 7 月

養ストール 4 箇所に配風ダクトを設置した。配風

19 日、第Ⅱ年 7 月 20 日～ 8 月 16 日 2013 年度の試

ダクトの形状を改良し牛体の背面の首周辺を中心

験 期 間 は 第 I 期 6 月 13 日 ～ 7 月 10 日、 試 験 第 IIに風が当たるようにし、更にティーバー処理した─ 283 ─

外気取り入れ排熱

地下水（15～20度）

ET計算
乾球・湿球温度舎内に4台設置

地下水（HP）

スポット冷房の供試牛
首周辺に空気を送風図 2460-1 試験期間中の外気 ET の積算値の自然対数の変化

排水（28～30度）
低湿・低温の空気を送風

ブースターファンで送風

図 2460-2
図 2460-2 開発システムの概要
1）データロガーで気温、湿度から ET を計算しヒートポン
プを制御する

ディフューザーにより、風がより拡散するように第Ⅱ期が平均気温 26℃以上であった。冷房区の ETした（図 2460-3）。ディフューザー下面からの距離

は 2012 年度の第Ⅰ期を除き対照区よりも低く、開が 800 mm の位置は牛が横臥した際の背中の高さで発システムの冷房効果が確認できた（表 2460-1）。
ｂ

あった。この高さにおけるダクトの側面からの距離と気流速度の積で表した面積速度は、ディフュー2

ザ ー の 設 置 距 離、10 mm の 場 合 は、0.172 m /s、
2

2

30 mm は 0.159 m /s、50 mm は 0.128 m /s、 デ ィ
2

フューザーなしは 0.166 m /s となった。設置距離

乳量：実乳量は 2011 年度から 2013 年度は冷房区が多いもしくは同程度であったが、2014 年
度は送風区が多くなった（表 2460-1）。各年度で区間の乳量差を比べるといずれも冷房区が大きくな
り、平均で 2.1 kg/day となった（図 2460-5）。
ｃ

10 mm の場合が最も吹出し気流速が拡散すること

乳質：2014 年度の試験では FATb は、送風区で 3.21%、冷房区で 3.34% と送風区で有意差はが確認できた。
冷夏ではない試験期（2011 年 7 月 20 日～

なく、乳糖、固形分、無視固形分は送風区が有意に

8 月 16 日）を対象にシステムの性能と消費電力を高くたんぱく質は有意差なしであった。試験年度に検討した。冷房システムが 24 時間稼働した 8 月 13より有意差が見られる項目が異なることもあり乳牛

日のデータを用いて搾乳牛 60 頭規模を仮定した場個体の影響と推測される。

ｂｄ

合の太陽光発電と冷房システムの消費電力との関

体温（膣内温度）：4 年間（2011 ～ 2014 年

係を試算した。冷房システムの最大の消費電力は度の試験では平均体温では冷房区と送風区（対照12.4 kW であることから、60 頭に対して本試験で用区）で有意差はなかったが、送風区では最高体温のいたソーラーパネル 75 枚（1 枚定格 0.167 kW × 75

平均では 40℃を超えることがあった。
ｅ＝ 12.5 kW）の発電が全て冷房システムに使用されると仮定した。この日一日の冷房システムの消費

血中成分：ストレス指標であるコルチゾー

ルは有意差がなかった（2011 ～ 2012 年度）。
ｆ

電力量は、273 kWh と試算された。太陽光発電量

熱収支：4 年間（2011 ～ 2014 年度）の冷は 75 枚分で 54.7 kWh であり、冷房システム消費房システムの熱収支を示す。全期間における COP

電力量の約 19.2% を賄うことができると試算された（成績係数）は 3.6 であり良好な結果であった。ヒー（図 2460-4）。実際の太陽光発電量は定格の値よりもト ポ ン プ の 消 費 電 力 は 78.6 MJ/day（21.9 kWh/

35% 低く、パネルを多めに設置する必要がある。

day）、ブースターファンの消費電力は 58.2 MJ/day（ウ） 開発システムによる乳牛飼養試験及び導入（16.2 kWh/day） で あ り、 送 風 フ ァ ン の 消 費 電 力

条件と経済性評価

は 133.1 MJ/day（37.0 kWh/day） で あ っ た。 こ れ

試験期間中の気象（環境条件）：外気温でらを 1 頭当たりに計算すると冷房区は 35.0 MJ/day

みると 2011 年度試験前期、2012 年度、2014 年度の（9.71 kWh/day）、 送 風 区（ 換 気 扇 の 電 力 消 費 量 ）ａ─ 284 ─

50 mm
30 mm

10 mm
0

0

0

1 .6
1 .4
-1 0 0

1 .4-1 0 0-1 0 0-2 0 0-2 0 0

1 .2

1 .2

1

1

-2 0 00 .8
0 .6-3 0 0-3 0 0-4 0 0-1 0 0-2 0 0

0 .8
0 .6

0 .4

-3 0 00 .2-4 0 0

0

1 .6

0 .4

-3 0 00 .2

0-4 0 0

0

1 .6

1 .6

1 .4

1 .4

1 .2

1 .2

1

1

0 .8

0 .8

0 .6

0 .6

0 .4

0 .4

0 .2

0 .2

0

-4 0 00

テーパー処理-5 0 0-5 0 0-5 0 0-5 0 0-6 0 0-6 0 0-6 0 0-6 0 0-7 0 0-7 0 0-7 0 0-7 0 0

熱線風速計-8 0 0-2 5 0 -2 0 0 -1 5 0 -1 0 0-5 0-8 0 0-2 5 0 -2 0 0 -1 5 0 -1 0 0

0

-5 0

0

-8 0 0-2 5 0 -2 0 0 -1 5 0 -1 0 0-5 0-8 0 0-2 5 0 -2 0 0 -1 5 0 -1 0 0

0

-5 0

0

ディフューザー

図 2460-3図 2460-3 配風ダクトの改良と吹出し気流の無次元速度分布
1）円形のディフューザーの外縁部をテーパー処理した

冷房システム

太陽光発電

電力・電力量（kW・kWh）

10

5

0
0

図 2460-4

3

6

9

12
時刻（h）

15

18

21

24

太陽光発電による開発システムへの電力供給の試算

図 2460-4
1）太陽光発パネル
12.5 kW（0.167 kW/ 枚× 75 枚）を想定した
表 2460-1

試験期間における冷房区及び送風区の日乳量及び気象環境2011夏期平均日乳 冷房区
量[kg]
送風区
外気温度[℃]
外気湿度[％RH]
冷房区ET[℃]
送風区ET[℃]

第Ⅰ期

第Ⅱ期

26.2**
23.3**
26.4
80.5
22.6
27.5

22.6**
18.9**
26.4
84.5
23.7
27.0

2012夏期
第Ⅰ期

29.8
26.4
23.0
83.7
21.9
20.0

2013夏期

第Ⅱ期

第Ⅰ期

24.4**
22.8**
26.5
80.8
22.9
23.7

33.9**
29.3**
23.6
85.6
19.2
21.4

2014夏期

第Ⅱ期

28.9
29
25.3
83.6
20.2
22.0

第Ⅰ期

第Ⅱ期

29.5**
32.2**
23.7
86.0
18.8
21.3

27.2**
29.0**
26.8
82.0
20.9
21.7

2011 年度：第Ⅰ期 6 月 24 日～ 7 月 21 日、第Ⅱ期 7 月 29 日～ 8 月 25 日、2012 年度：第Ⅰ期 6 月 22 日～ 7 月 19 日、第Ⅱ期 7 月 20 日～ 8 月 16 日､ 2013 年度：第Ⅰ期 6 月 13 日～ 7 月 10 日、第Ⅱ期 7 月 11 日～ 8 月 8 日 2014 年度：第Ⅰ期 6月 20 日～ 7 月 17 日、第Ⅱ期 7 月 18 日～ 8 月 12 日
有意差：＊＊：P<0.01

は 2.3 MJ/day（0.63 kWh/day） で あ る（ 図 2460-て 2013 年度と 2014 年度の発情周期について、対6）。エネルギー量としては、冷房区は送風区の 14 倍

照区が冷房区に比較して平均 1.7 日長くなる傾向が程度使用していることとなる。

あった。

ｇ

繁殖状況（発情）：供試牛の繁殖状況とし
─ 285 ─ｈ

経済性評価：上記で求めた 4 年間（2011平均値（2011‐2014）（平均±標準偏差）
ELHPin 電気

78.6±11.3

ELBFin 電気

58.2±6.6
QWout
排水の熱量

VEout

176.0±16.1
HP

吹出し空気のエンタルピー

3190.5±360.4

VEin
外気のエンタルピー（ＭＪ）

3698.5±178.8
QWin
地下水の熱量COP =119.5±11.6

図 2460-5 試験期間における対照区に対する送風区の乳量差の平均値
1）2011 及び 2012 年度実乳量の比較、2013 及び 2014 年度
は個体ごとの期待乳量との比較

VEin - VEout
ELHPin + ELBFin=3.6±1.4

図2460-6 開発システムのエネルギー収支の日平均値
図 2460-61）値は 2011 ～ 2014 年度の平均値～ 2014 年度）の平均値の使用エネルギー量の差

開発システムのイニシャルコストの更なる減価償（9.05 kWh/day）と電気代（17 円 /kWh）乳価（95

却のためには、繁殖への好影響による生産性向上な

円 /kg）、平均日乳量（2.1 kg/day）からイニシャどが期待される。暑熱ストレスの繁殖への悪影響はルコスト 400 万（システム 2 台、搾乳頭数 60 頭規他の研究でも行われているため更なる深化が望まれ模）で、年間使用日数を 120 日（約 4 か月）、搾乳

る。

頭数 60 頭として試算すると約 44 万円の収益増とな

オ

り、償却年数は 9.1 年となる。

今後の課題（ア） 乾球・湿球温度計はメンテナンスが難しい

エ

考

察

ため、実現場では運用が容易な代替品が望ましい。

（ア） 積算 ET 等を用いた送風冷房の制御法の検討（イ） 開発システムでは地下水（井戸水）を使用

今回開発した制御法は、舎内平均 ET が 22℃以しているが、地域性の観点から農業用水などの利用上となると冷房機が稼働し、稼働し始めてから 10や地下熱交換方式も検討ができる。

分間は、ET の値にかかわらず稼働し続け、ET が（ウ） 乳量の増加以外の生産性、特に生涯生産性

22℃未満となると停止する制御法とした。これに加への影響検討は更なるデータ蓄積が必要である。

えて積算 ET の値を利用する方法では暑熱期では常に稼働中であり稼働開始時期については年度によりカ異なることが予想される。

（ア） 舎内平均 ET を用いた制御方法によりス（イ） 地下水を熱溜めとしたヒートポンプによるポット冷房ステムの稼働させる手法を開発した。

スポット冷房装置の構築（イ） 繋ぎ飼い飼養対応の地下水を熱源ヒするー

開発システムは地下水が利用できる環境で適応で要約

トポンプを用いたスポット冷房システムを開発しきるシステムであり、地下水汲み上げの制限がある

た。

場合には不向きである。

（ウ） 実証試験の結果から開発システムのイニ

また農場内のエネルギー自給を考えればより多く

シャルコストは約 9 年で減価償却が可能である。

の太陽光パネルを設置した方がよいが、畜舎の耐荷
重やイニシャルコストを考えた場合の投資額と電気

キ

料金、償却年数で制限される。

1）野中最子ら（2009）地球温暖化が日本における（ウ） 開発システムによる乳牛飼養試験及び導入

家畜の生産性に及ぼす影響評価の現状と課題．地

条件と経済性評価

球環境．14（2）：215-222.
─ 286 ─引用文献

2）野中最子ら（2010）わが国のホルスタイン種育間（15：00 ～ 17：00）で 22℃まで戻した。昇温条

成雌牛の夏季増体量に及ぼす温暖化の影響．日本

件での実験は、常温条件で最低 7 日間のインター

畜産学会報．81（1）：29-35.

バ ル を お い て 実 施 し た。 給 餌 は 1 日 2 回（8：45,

3）L.H. Baumgard. et al.（2006）Effects of Heat

15：45）、チモシー細断乾草と市販の配合飼料（原Stress on Nutritional Requirements of Lactating

物重量比 1：1）を、日本飼養標準に基づき増体量

Dairy Cattle. Proceedings of the 5th Annual

約 0.75 kg/ 日となるよう給与した。

Arizona Dairy Production Conference. 8-17.

（ア） 環境温度上昇時の体温調節におけるウシ脳

4）岩村卓嗣・重松拓也（1997）特型空調吹出し口

内 5-HT の役割 2）の気流特性．第 5 回衛生工学シンポジウム．5-6:
201-204.

ａ

環境温度上昇に伴う脳脊髄液中 5-HT とその代謝産物の濃度変化
脳カニューレ牛 7 頭を用い、常温条件及び昇温条＊研究担当者（池口厚男、石田三佳 、中久保亮、
永西

件において、直腸温を測定するとともに、1 時間間
隔で第 3 脳室内脳脊髄液（CSF）を採取した。直腸修、野中最子）温は 1 分間隔で測定したデータを 15 分間の平均値として解析し、CSF については 5-HT 及びその代謝７

中枢におけるセロトニン神経機能の強化によるウシの体温調節機能改善技術の開発
ア

産物である 5- ヒドロキシインドール酢酸（5-HIAA）
濃度を測定した。

研究目的ｂ

暑熱環境下における家畜生産性の低下を防ぐため

環境温度上昇に伴う体温変化におよぼす脳室内 5-HT 投与の影響には、送風・散水など放熱に必要な生体外部の環境

脳カニューレ牛 5 頭を用い、常温及び昇温の各条

条件改善や、栄養管理による体内熱産生の抑制だけ件において、12：00 に 5-HT（2 mg）または生理食でなく、体温の恒常性維持に関わる生理機能の強化

塩水を第 3 脳室に投与し、10：00 － 17：45 の間、も必要である。動物の体温調節を司るのは間脳の視直腸温を測定するとともに、10 ～ 20 分間隔で頚静床下部であるが、この中枢性調節機構についてウシ

脈カテーテルより採血を行い、血漿中のコルチゾー

における研究はほとんどない。本研究は、体温調節

ル濃度を測定した。

に重要な神経伝達物質の一つとされているセロト（イ） 環境温度上昇に伴う体温上昇に対する脳内ニン（5-HT）に着目して、暑熱時における中枢性

5-HT 合成基質補給の効果
ａ5-HT の体温調節機構における役割を解明し、そのトリプトファン（Trp）の末梢血中投与が知見に基づき、栄養管理により脳内セロトニン量を脳内 5-HT 代謝及び環境温度上昇時の体温変化におコントロールすることで暑熱時の体温維持機能を強よぼす影響
脳カニューレ牛 12 頭を用い、常温及び昇温の各化する技術を開発することを目的とする。

条件において、10：00 ～ 12：00 に生理食塩水また

イ

研究方法

は脳内 5-HT の前駆物質である Trp の水溶液（Trp

実験には、あらかじめ脳定位固定手術により体温として 38.5 mg/kgBW/h）を頚静脈より定速注入

調節中枢（視床下部）に隣接する第 3 脳室内に慢性し、直腸温を測定するとともに、30 分間隔で呼吸1）

した 7-8 か月齢のホルスタイ数を計測した。さらに、1 時間間隔で CSF と血液ン種去勢牛（脳カニューレ牛）を用いた。供試動を採取し、CSF 中 5-HT 及び 5-HIAA 濃度、並びに物は、温度 22℃・相対湿度 60%（常温条件）の環

血漿中のコルチゾール及びトリヨードサイロニン

境実験室内で飼育し、環境温度上昇の影響を検討（T3）濃度を測定した。

カニューレを留置ｂするための処理には、33℃の急性高温負荷（昇温条件）を用いた。昇温条件では、実験日の 10：00

ルーメンバイパス＊ 1 トリプトファン（RB-Trp）給与による CSF 中 5-HT 濃度の変化－ 12：00 に一定速度で室温を 33℃まで上昇させ、脳 カ ニ ュ ー レ 牛 4 頭 を 用 い、 常 温 条 件 に お い

そ の 後 3 時 間 に わ た り 33 ℃ を 維 持 し、 次 の 2 時て、朝の給餌時に RB-Trp またはその賦形剤（RB）

─ 287 ─200 g を配合飼料に添加して給与し、1 時間間隔で（イ） 環境温度上昇に伴う体温上昇に対する脳内血液と CSF を採取し、血中 Trp 濃度並びに CSF

5-HT 合成基質補給の効果ａ

中 5-HT 及び 5-HIAA 濃度を測定した。RB-Trp は常温条件での CSF 中の 5-HT 濃度は、す日産合成工業より譲渡されたもので、Trp 含有率

でに報告されているとおり 3）、Trp 注入によって有20%、主成分は脂肪酸カルシウムであり、ナイロン

意（P<0.05）に上昇し、注入終了 1 ～ 2 時間後にバッグ法により測定したルーメンバイパス率は約ピークに達した後漸減するというパターンを示し

75% であった。

た。5-HIAA 濃度も、5-HT の濃度変化に 1 ～ 2 時ｃ

環境温度上昇に伴う体温上昇に対する RB-

Trp 給与の効果

間遅れて、Trp 注入による明らかな上昇（P<0.05）が認められた。これらの変化は、昇温条件におい脳カニューレ牛 4 頭を用い、RB 150 g/ 頭を添加ても同様に認められた。直腸温に対する Trp 注入

した配合飼料（RB 飼料）に対する 1 週間の馴致をの効果は、常温条件では統計的に有意ではなかっ行った後、1 期 7 日間の反転試験法で以下の 2 試験

た が、 昇 温 条 件 で は 有 意（ 時 間 × 処 理 交 互 作 用を行った。

P<0.05）であり、生理食塩水注入の場合と比較して①単回給与：常温条件で 6 日間 RB 添加飼料

低く推移した（図 2470-3）。昇温条件での実験開始

を朝夕 2 回給与し、7 日目に昇温条件として、供試時（室温 22℃）と Trp 終了 1 時間後（室温 33℃）

個体の半数には朝の給餌時に RB 飼料に代えて RB-の直腸温の差は、生理食塩水注入の場合と比較してTrp 150 g/ 頭を添加した飼料（RB-Trp 飼料；Trp

有意に低かった（P<0.05；表 2470-1）。呼吸数並び

含有量 24 g/ 頭）を給与した。直腸温の測定及び 1に血中のコルチゾール及び T3 濃度には、Trp 注入

時間間隔での CSF 採取を行い、CSF 中 5-HT 及びによる影響は認められなかった。

5-HIAA 濃度を測定した。

ｂ

供試した 4 頭中 3 頭が強い採食忌避を示②連続給与：①の実験終了後、RB またはし、設定した RB または RB-Trp 給与量を摂取さ

RB-Trp 飼料（いずれも添加量は 120 g/ 頭）を朝夕せることができなかった。しかし、忌避の認めら

2 回、7 日間連続給与し、7 日目に昇温条件としてれなかった 1 個体では、血中 Trp 濃度及び CSF 中①と同様に直腸温の測定と CSF 採取を行った。

5-HT 濃度のピーク値が RB-Trp 給与により約 2 倍に上昇した（図 2470-4）。

ウ

研究結果

ｃ

単回給与・連続給与のいずれの場合も、（ア） 中枢性セロトニンのウシ体温調節機構におCSF 中 5-HT は、採取可能だった 2 頭についてはい

ける役割の解明

ずれも、RB と比較して RB-TRP 給与時にわずかにａ

環境温度上昇に伴う脳脊髄液中 5-HT とそ

高い値を示した。しかし、高温負荷による直腸温上昇に対する Trp 給与の影響は認められなかった。

の代謝産物の濃度変化
CSF 中の 5-HT 濃度及び 5-HIAA 濃度には、弱い
時間×処理（常温・昇温）交互作用が認められ（5-

エ

考

察

HT P=0.082, 5-HIAA P=0.052）、昇温条件の高温期（ア） 中枢性セロトニンのウシ体温調節機構にお（33℃）初期には 5-HIAA 濃度が、また、末期にはける役割の解明

5-HT 濃度が、常温条件と比較して高い傾向にあっ

室 温 上 昇 に よ る 第 3 脳 室 内 CSF 中 5-HT 及 びた（図 2470-1）。血中コルチゾール濃度には処理の5-HIAA 濃度の変化は、深部体温の上昇に先立って影響は認められなかった。

脳内、少なくとも第 3 脳室周囲での 5-HT 放出・分ｂ

環境温度上昇に伴う体温変化におよぼす脳室内 5-HT 投与の影響

解の増加が起きたことを示唆している。これに加えて、室温上昇に伴う直腸温上昇が第 3 脳室内 5-HT

5-HT の脳室内投与は、常温条件では直腸温を低投与により抑制されたことから、体温調節中枢近傍下させた。昇温条件下での直腸温は室温の上昇に伴における 5-HT 放出は、ラット等ですでに報告され

い上昇したが､ その上昇は 5-HT の脳室内投与によていると同様にウシにおいても、体温の低下をもたり抑制された（図 2470-2）｡

らすものであり、その増加は高温環境下での体温上─ 288 ─

図 2470-1 室 温 の 変 化 が ウ シ 第 3 脳 室 内 CSF 中 の
A:5-HT 濃度、B：5-HIAA 濃度及び C：直腸温に及ぼす影響○‥は常温条件下（22℃一定）、●―は昇温条件下（22℃→ 33℃→ 22℃）での値（n=7；平均値±標準誤差）。グラ
フ内点線は昇温条件での室温の変化を模式的に示している。
＊：P<0.05, +：P<0.1 vs 常温条件。

図 2470-2 5-HT の 第 3 脳 室 内 投 与（icv） が、A：
常温条件（22℃一定）及び昇温条件（22℃→ 33℃→ 22℃）におけるウシの直腸温に及ぼす影響○‥は対照（生理食塩水投与）群（n=5）、●―は 5-HT 投
与群（n=3）の値（平均値±標準誤差）。グラフ下部の点
線 は 室 温 の 変 化 を 模 式 的 に 示 し て い る。 ＊ ＊：P<0.01, ＊ :P<0.05 vs 対照群。

図 2470-3 Trp 溶液または生理食塩水の静脈血中注入が、A：
昇 温 条 件（22 ℃ 一 定 ） 及 び 昇 温 条 件（22 ℃ → 33 ℃
→ 22℃）におけるウシの直腸温に及ぼす影響
破線は生理食塩水投与、実線は Trp 投与の平均値（n=12）。グラフ背景の点線は室温の変化を模式的に示している。

─ 289 ─

表 2470-1 Trp 溶液または生理食塩水の静脈血中注入が、常温条件（22℃一定）及
び昇温条件（22℃→ 33℃→ 22℃）におけるウシの直腸温に及ぼす影響

直腸温（℃）1)
注入開始時
注入終了1時間後注入終了2時間後
直腸温変化（℃）2)
注入終了1時間後注入終了2時間後

常温条件
生理食塩水注入 Trp水溶液注入

昇温条件
生理食塩水注入 Trp水溶液注入

38.80 (0.18) a
38.75 (0.29) a
38.75 (0.30) a

38.83 (0.21) a
38.52 (0.23) a
38.57 (0.23) a

38.77 (0.15) a
39.23 (0.20) b
39.35 (0.24) b

38.83 (0.20) a
38.94 (0.23) b
39.19 (0.23) c-0.05 (0.38) a-0.06 (0.29) a-0.03 (0.27) a-0.26 (0.35) a

0.46 (0.23) b
0.58 (0.23) b

0.11 (0.34) c
0.36 (0.28) c

1）15 分間（注入開始時：10：00 ～ 10：15、注入終了 1 時間後：12：45 ～ 13：00、注
入終了 2 時間後：13：45 ～ 14：00）の平均値（標準偏差）。
2）注入開始時との差の平均値（標準偏差）。
a,b,c：同列異符号間に有意差あり（P<0.05）。

図 2470-4 RB-Trp（Trp 含有率 20%）または RB を 200 g 飼料添加給与したウシの第 3 脳室内 CSF 中の A：5-HT 濃度及び B：5-HIAA
濃度の変化（摂取忌避が認められなかった 1 個体のデータ）昇の抑制につながるものと考えられる。脳内 5-HT

（コルチゾール、T3）濃度及び呼吸数には Trp 投投与による体温低下時には、体表血管の拡張及び呼与による明確な影響が認められなかったことから、吸数の増加が認められることが複数報告されている

Trp による体温上昇抑制効果は、主に発汗等によることから、体表及び呼気を通じての熱放散の増加が体表からの熱放散の増加が原因であった可能性が高

直接的な原因と考えられる。しかし、体温調節のい。

メカニズム自体がきわめて複雑であるため、脳内Trp の 末 梢 血 中 投 与 に お い て 認 め ら れ た 脳 内

5-HT がどのような経路でこれら効果器官に影響す

5-HT 増加による体温上昇抑制効果を、ウシの飼養るのかは未だ明らかではない。

管理において暑熱対策として利用しうるか否かを検（イ） 環境温度上昇に伴う体温上昇に対する脳内討するため、一般的な反芻家畜飼料添加用アミノ酸

5-HT 合成基質補給の効果

製剤と同様の方法でバイパス処理をした Trp を給Trp 血中投与によって認められた CSF 中 5-HT

与した結果、200 g（Trp 40 g 含有）の RB-Trp 摂濃度の増加は、体温調節中枢の存在する第 3 脳室取により CSF 中 5-HT 濃度の明確な上昇が認めら周辺における 5-HT 放出の増加によるものと考えられたことから、RB-Trp 給与により Trp 吸収量をれ、（ア）で得られた知見に基づき、その結果とし増加させることで、脳内 5-HT 放出を増加させうるて室温上昇に伴う直腸温上昇が抑制されたと考えらと考えられた。しかし、150 g の RB-Trp 給与ではれる。体内熱産生との関係が深い代謝性ホルモン

CSF 中 5-HT 濃度の上昇はごくわずかで、直腸温の─ 290 ─

上昇に対する Trp の抑制効果は認められなかった。

キ

引用文献

この結果には、Trp 給与量が少なかったことに加1）Kasuya E., Kushibiki S., Sutoh M., Saito T.,え、実験期間中下痢・軟便が続いたことによる Trp

Ito S., Yayou K., Sakumoto R. and Hodate K.

吸収率の低下が影響したと考えられる。バイパス処（2006） Effect of melatonin injected into the

理に用いた脂肪酸カルシウムは、消化管内分解によ

third ventricle on growth hormone secretion in

る熱発生量の少ないエネルギー源として暑熱期のエ

Holstein steers. J. Vet. Med. Sci. 68: 1075–1080.

ネルギー補給等に利用されているが、多給すると下2）粕谷悦子・須藤まどか（2014）暑熱環境下にお痢を発症することが知られている。RB-Trp の飼料

けるセロトニン神経系の役割．家畜栄養生理研究

添加給与による体温上昇抑制効果を検討するために

会報．58（2）：37-43.

は、Trp 含有率が高く、脂肪酸カルシウム含量が低3）Kasuya E., Yayo K., Hashizume T., Kitagawa

い、もしくは消化管内環境への影響が少ないバイパ

S. and Sutoh M.（2010）A possible role of central

ス処理剤を用いた製剤を調製する必要がある。

serotonin in L-tryptophan-induced GH secretionin cattle. Anim. Sci. J. 81: 345-351.

オ

今後の課題
研究担当者（粕谷悦子、須藤まどか＊）

本研究結果は急性・短期の高温負荷条件におけるものであるため、Trp 投与による体温上昇抑制作
用を暑熱対策として利用しうるか否かを判断するに＊は、持続的高温環境下で同様の現象が認められるこ1： ルーメンバイパスとは、脂肪酸カルシウム
等 で コ ー テ ィ ン グ す る こ と に よ り、 第 一 胃（ルーメン）で消化されることなく第四胃に以降し、小腸で吸収されるよう加工する方法であり、反芻家畜にアミノ酸を給与する際に一般的に用いられている。

とを確認する必要がある。また、Trp による体温上昇抑制効果は、直接血中に投与した場合でも 0.2 ～0.3℃程度であったことから、その効果のみで生産性に顕著な影響を及ぼすとは考えにくい。しかし、
脳内 5-HT の増加は、輸送や離乳などのストレスに対してもその生理的影響を緩和する方向に作用する

８

飼料用麦類の冬枯れ発生予測マップの作成とされていることから、暑熱を含む複合的なストレと被害軽減技術の開発

スによる生理的ダメージ軽減方法の一つとして検討

ア

すべきであろう。

関東北部での飼料二毛作では、夏作トウモロコシ

研究目的との組み合わせで飼料用麦類、特にエンバクが用い

カ

要

約

られるが、他の麦類より冬枯れが発生しやすいこと（ア） 体温調節中枢に隣接する第 3 脳室内のが知られている。しかしその発生条件は明確でな

CSF 中 5-HT 濃度が環境温度の上昇により上昇した

く、前プロジェクト「牧草・飼料作物の気温上昇へこと及び環境温度上昇に伴う体温上昇が第 3 脳室内の適応技術の開発」において調査を行った。その結

5-HT 投与により抑制されたことから、脳内 5-HT

果、播種年内の夏秋期にエンバクが獲得する有効積放出の増加は、環境温度上昇時にウシの体温上昇を

算温度（基準 4℃）が増大すると過生長となって耐抑制する生理反応を引き起こすことが示唆された。

寒性が低下し、冬季に低温に遭ってエンバクが枯死（イ） 末梢血中への Trp 投与により第 3 脳室内するタイプの冬枯れがあることを明らかにした 1）。

CSF 中 5-HT 濃度が増加し、環境温度の上昇に伴

今後、温暖化に伴い秋期の気温が上昇するとこの危う体温上昇が抑制されたこと及びルーメンバイパス

険性が高まることが予想されるため、新たな栽培基

トリプトファンの給与により CSF 中 5-HT 濃度上

準や対応策が必要となる。本課題では被害発生の温昇が認められたことから、ルーメンバイパストリプ

度条件を正確に把握するため、エンバクの播種期移トファンの飼料添加給与によって環境温度上昇時の動試験を実施し、データの蓄積を行う。また今後予

ウシの体温上昇を軽減できる可能性が示唆された。

測される気温上昇モデルから、関東北部において冬枯れ被害を回避するための播種基準日を策定し、さ─ 291 ─らに地理情報システム（GIS）と「メッシュ気候値」

ウ

研究結果

等のデータを用いて冬枯れ被害発生の危険予測マッ

播種期移動試験からスーパーハヤテ隼（弱品種）

プを作図する。最終的には、「対応マニュアル」をが完全に冬枯れを起こすのは秋期の積算気温（4℃

作成し、酪農家・技術普及員に配布することで営農基準）で 413-470℃の間であることが示された。サ

指導に役立てることを目指す。

ビツヨシ（強品種）に関しては調査期間内においては冬枯れが発生せず、明確な被害が発生する有効積

イ

研究方法

算温度を把握するためには播種時期をさらに早め（ア） 前プロジェクトにおける栽培試験で選定しる必要があると考えられた（図 2480-1）。実用的なた、冬枯れ耐性が弱いエンバク品種として「スー収量（基準日 10 月 21 日播種による収量の 80% 以

パーハヤテ隼」を、また強い品種として「サビツヨ上）を確保できるのはスーパーハヤテ隼では 10 月

シ」を、精密な播種期移動試験に供した。具体的に21-22 日（12 回中 2 播種機会）、サビツヨシで 10 月

は栃木県那須塩原市で 2011 年 10 月 1 日を起点とし5-22 日（12 回中 10 播種機会）であった（表 2480-て 1 ～ 2 日毎に 12 回に渡り播種し、翌春の出穂期

1）。

（2012 年 5 月 2 ～ 22 日）に収量調査を行った。併

メッシュ気候値 2000 の気温データから作図した

せて、播種から基準温度（4℃）を下回るまでにエ

危険予測マップでは、現在の気候では冬枯れが発生

ンバクが獲得した有効積算温度を気象観測データかして 40% 以上の大幅な減収となる危険性が高い地ら算出した。

域は南関東の沿岸部（房総半島など）に限られてい（イ） 取得した栽培（収量）データと気象データ

るが、1℃の気温上昇により、千葉、神奈川及び東（メッシュ気候値 2000）における気温情報から、地京のほぼ全域と埼玉の大部分で危険性が増大するこ理情報システム（GIS）を用いて関東地方におけるとが示された。2℃上昇すると、関東の平野部全域

エンバク冬枯れ発生の危険マップを作図した。まが危険となることが明らかとなった（図 2480-2）。

た、今後の平均気温が 1℃及び 2℃上昇した場合に「エンバク冬枯れ被害防止マニュアル」はエンバ予測される危険マップもあわせて作成した。

ク冬枯れ被害について順を追って解説し、また危険（ウ） これまでに収集した冬枯れの情報、栽培予測マップに加えて今後温暖化が発生した場合の、データ及び危険マップを組み合わせて営農普及用の播種期や耐寒性品種等の対応策を盛り込み作成しマニュアルを作成した。内容は①エンバクの特性た。写真を多用することで、エンバクを利用したこ②エンバクの作付け体系 ③エンバクの冬枯れ ④エとが無く、冬枯れ被害について知識に乏しい営農者

ンバク冬枯れの 2 類型 ⑤温暖化と冬枯れの関係 ⑥にも大要を把握しやすい内容とした（図 2480-2）。

対応策 ⑦問い合わせ先 とした。

600

300

500

250

400

200

300

150

200

100

100
0
1

4

5

7

図 2480-1

800
700
600

400

500

300

400
300

200

50

100

0

0

8 12 13 15 18 19 21 22
播種日（10月）

（b）

200
100
0
1

4

5

7

8 12 13 15 18 19 21 22
播種日（10月）

播種日期移動試験でエンバクが獲得した有効積算温度と乾物収量の関係

1）（a）品種：スーパーハヤテ隼、（b）サビツヨシ
2）棒グラフ：有効積算温度（℃）、折れ線グラフ：乾物収量（kg/10 a）
図2480‐1（両側1段）

─ 292 ─乾物収量（kg/10a）

500

350
有効積算温度（℃）（a）

乾物収量（kg/10a)

有効積算温度（℃）

600表 2480-1

10 月 21 日を基準とした場合の冬枯れ耐性が異なるエンバクの収量比

播種期

1

2

3

4

5

播種日

10/1

10/4

10/5

10/7

10/8

10/12 10/13 10/15 10/18 10/19 10/21 10/22

567

526

513

484

470

413

有効積算温度（℃）

収量比

スーパーハヤテ隼

7
399

枯死

（弱品種）

サビツヨシ
（強品種）
1）網掛け部分を基準日とした

6

369

9
331

10
320

80％以下

80％以下

図 2480-2

8

11
298

12
287

80％以上

80％以上

エンバク冬枯れ被害の防止マニュアル

1）①表紙 ②冬枯れ被害のタイプ紹介 ③温暖化による危険予測マップエ考

図2480‐2（両側1段）

察を用いて播種期移動試験を行い、播種後の秋期有効

今後、1℃程度の気温上昇でも広い地域でエンバ

積算温度と冬枯れによる翌春収量の低下との関連か

クの冬枯れが発生することが予想され、従来の営農

ら、各品種の秋期の播種晩限を設定した。気候メッ

カレンダーに従った作付け作業を行うと被害が拡大

シュの気温データを用いて地理情報システムによりすると考えられる。前プロジェクトの知見から、エ

危険予測マップを作図し、今後温暖化が進行した場

ンバク品種に冬枯れ耐性の強弱はあるが、完全に耐合の関東地方での冬枯れ発生危険地域を明らかにし性のある品種はなく、また播種後に実施できる耕種た。また冬枯れ情報と危険予測マップ及び対応策を的対応策もないため、現実的な対応策としては播種盛り込んだ「エンバクの冬枯れ被害防止マニュア

時期を遅らせるなどし、秋期に不必要に生育を進めル」を作成し公表した。

ないことが重要であると考えられた。

キ
オ

今後の課題

引用文献

1）森田聡一郎・須永義人・佐藤節郎・菅野勉・黒今回作図した危険予測マップは「メッシュ気候値

川俊二（2010）エンバクの冬枯れ発生に対する播2000」を利用している。今後、新たなデータである

種年内の有効積算温度および品種間差の影響．日「メッシュ気候値 2010」を用いて再度予測し直すこ

草誌．56（別）：150.

とも必要になると考えられる。
研究担当者（森田聡一郎）

カ

要

約

冬枯れに対して耐性が弱い及び強いエンバク品種
─ 293 ─９

温暖化に対応した寒地における永年草地の業研究本部根釧農業試験場、以下「根釧農試」とい

夏季造成技術の開発

う）の 3 試験地において目標収量を得られる必要有

ア

効積算気温を推定する。

研究目的寒地である北海道の永年草地の造成・更新に伴う播種期試験は 2010 年から 2013 年までの 4 年、各

播種期は、従来春から夏が推奨されてきたが、近年年に播種を行い、年次反復とした。供試した草種の秋季の温暖化を背景に晩夏から初秋も播種可能と並びに品種は、チモシー早生品種「ホライズン」、なっている。この夏季以降の播種は、春の 1 番草のオーチャードグラス中生品種「ハルジマン」、アカ

収穫の確保ができることや夏雑草との競合の少ない

クローバ早生品種「ナツユウ」及びアルファルファ時期であることなどの長所もあるが、播種期の遅れ早生品種「ハルワカバ」とした。なお、根釧地域でが収量やマメ科率の低下などをもたらすリスクもあはマメ科牧草はアカクローバのみとした。播種期はり、適正な播種晩限の設定が求められている。

各試験地ともに各年次について 8 月中旬から 10 月

そこで、本研究では北海道内の代表的な気象条件

上旬にかけて概ね 4 播種期を設定した（表 2490-1）。

を示す札幌市（道央地域、夏季高温、冬季多雪）、

播種量及び施肥については、それぞれの試験地の常常呂郡訓子府町（オホーツク内陸地域、夏季高温、法とし、播種量はイネ科牧草で 1.8 ～ 2.0 kg/10 a、

冬季少雪・土壌凍結）及び標津郡中標津町（根釧地

マメ科牧草で 0.2 ～ 0.5 kg/10 a、施肥量は窒素、リ域、夏季冷涼、冬季厳寒・強土壌凍結）において、ン酸、カリウムを年間でそれぞれ 4.0 ～ 8.0、2.0 ～基幹牧草種であるアカクローバとアルファルファ及

23.5、7.3 ～ 24.0 kg/10 a とした。試験区の大きさはびチモシー、札幌市ではこれにオーチャードグラス

試験地及び試験年次により異なるが 3 m2 を基本とを加えた混播草地を対象に、播種期が播種年の初期

し、散播の混播条件で実施した。試験は 1 播種期に生育、翌年以降の生産性や草種構成に与える影響をつき 3 反復とした。収量調査は播種翌年及び翌々年

明らかにする。さらに、収量や植生を適性に維持でに北農研と北見農試では年 3 回、根釧農試では 2 回

きる草種組合せごとの播種晩限の設定を中心に、播の刈取り調査を実施した。サンプルは草種ごとに分種の遅れの影響がより大きいマメ科牧草については

け、70℃ 48 時間通風乾燥により乾物重及び草種の新品種への置き換え効果も加えた永年草地の更新・割合を算出した。

造成技術を開発する。

ａ

収量性に基づく必要有効積算気温の推定

試験期間の 4 年次反復の各播種年・播種期の有効

イ

研究方法

積算気温（播種翌日から 10 月 31 日までの日平均（ア） 収量性及びマメ科率に基づく必要有効積算

5℃以上の積算）と播種翌年の 1 番草のイネ科及び気温の推定

マメ科牧草の両草種の合計乾物収量（合計収量）の札幌市（北農研）、訓子府町（北海道立総合研究

関係を、収量の上限（環境収容力）を考慮して非対機構農業研究本部北見農業試験場、以下「北見農称性のゴンペルツの成長曲線に当てはめた。ゴンペ

試」という）と中標津町（北海道立総合研究機構農ルツの成長曲線の各パラメーターの算出や推定収量

表 2490-1
試験地
北農研

播種年次
2010
2011
2012
2013
北見農試
2010
2011
2012
2013
根釧農試(RC)
2010
2011
2012
2013

8月上旬
8/9
-

各試験地の播種日

8月中旬
8/16
8/22
8/13
8/13
8/11
8/12
8/20
8/14
8/21
8/14

8月下旬
8/26
8/31
8/31
8/27
8/23
8/24
8/31
8/29
8/25
8/26
9/3
8/29

─ 294 ─9月上中旬 9月中下旬
9/16
10/1
9/13
9/29
9/14
9/28
9/10
9/24
9/2
9/16
9/10
9/20
9/11
9/19
9/9
9/18
9/13
9/27
9/7
9/23
9/13
9/26

10月上旬
10/9
10/8
10/6
-

の有効性の評価には統計処理プログラム R を利用ａ

した。播種晩限推定のための 1 番草の目標収量は、
北海道施肥ガイド1）

収量性に基づく必要有効積算気温の推定

北見農試のチモシーとアカクローバ混播試験の結の年間基準収量並びにこれま

果から目標合計収量の 63 kg/a に必要な有効積算気での系統適応性検定試験等のデータを参考に、乾物

温は 369℃と推定された（図 2490-1 左図）。また、率を 20%、年間収量に対する 1 番草割合をチモシー

実測値と成長曲線に基づく推定値は高い正の相関関混播試験では 7 割、オーチャードグラス並びに根釧係を示した（決定係数は 0.73、図 2490-1 右図）。有農試のチモシー混播試験では 6 割に設定した。

効積算気温が 369℃を下回る遅い播種期では大きくｂ

マメ科率に基づく必要有効積算気温の推定

目標収量を下回る傾向がみられる一方、369℃以上

上記の収量性に加えて、播種期の遅れの影響が大ではほぼ 60 kg/a 以上の収量を確保できることか

きいマメ科牧草については、播種翌年 1 番草とそれら、この有効積算気温を本試験では収量性に基づく以降の合計乾物収量に占めるマメ科牧草の割合（マ播種晩限とした。

メ科率）の推移から安定定着できる条件を設定し同様に、チモシーとアカクローバとの混播試験のて、これを得られる必要有効積算気温を推定した。

北農研及び根釧農試における播種晩限の推定を行っ

なお、このマメ科率に基づく必要有効積算気温は、た結果、北農研の播種晩限の有効積算気温は 353℃目標とする乾物収量を得た上での加算分として検討と推定され（表 2490-2）、実測値と成長曲線に基づした。

く推定値の直線回帰における決定係数も 0.72 と高（イ） 新品種への置き換え効果い値を示した。また、北見農試の結果と同様に播種北見農試と根釧農試の 2 試験地において、早生ア

晩限を上回る有効積算気温の場合は 60 kg/a を上回

カクローバの新品種「リョクユウ」と主要普及品種

る収量が確保された。根釧農試の結果は、成長曲線である「ナツユウ」をチモシー早生品種「ホライズからは目標の 63 kg/a を満たすことができず、目標ン」との混播試験として 2010 年 8 月下旬播種で実収量を 54 kg/a としたこと及び有効積算気温が低い施した。試験設計、管理条件、調査項目は（ア）と場合でも比較的収量が高いことから、播種晩限は同じである。

299℃時点と推定された。しかし、この有効積算気温を超える場合でも目標収量を大きく下回る場合も

ウ

研究結果

あった。また、成長曲線に対するばらつきも大きい（ア） 収量性及びマメ科率に基づく必要有効積算

ことから、実測値と成長曲線に基づく推定値との直気温の推定

線回帰における決定係数も 0.45 と北見農試や北農

100
90
70

推定乾物収量（kg/a）

乾物収量（kg/a）

80
60
50
40
30
20
10
0
100

300

500

700

900

1100

R2=0.73

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
実測乾物収量（kg/a）

有効積算気温（℃）

図 2490-1

100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

有効積算気温等と合計収量の関係（左）及び実測値との関係（右）北見農試におけるチモシーとアカクローバの混播試験の例
目標収量は北海道施肥ガイド 1）の年間基準収量等を参考に 63 kg/a とした。

─ 295 ─

表 2490-2

収量性及びマメ科率からみた播種当年に必要な有効積算気温（℃）の推定

試験地
（地域）

草種組合せ

イネ科 マメ科
OG
AL
OG
RC
TY
AL
TY
RC
北見農試
TY
AL
（オホーツク内陸部） TY
RC
根釧農試（根釧）TY
RC
北農研（北海道中央部）

収量性からみた必要有効積算気温

マメ科率からみた必要有効
積算気温

採用すべき
必要有効積算気温

左記有効積算気温を確保す
る日

615
516
406
353
351
369
299

－
－
480
354
564
531
629

615
516
480
354
564
531
629

8月24日
8月31日
9月2日
9月12日
8月17日
8月20日
8月12日

（1）OG：オーチャードグラス、TY：チモシー、AL：アルファルファ、RC: アカクローバ。
（2）－：北農研での OG 混播では収量性からみた必要有効積算気温が十分に高く、マメ科牧草も定着したとみなした。
（3）有効積算気温は、播種翌日から播種当年 10 月 31 日までの 5℃以上の積算気温を表す。有効積算気温を確保する日は、
1994 ～ 2013 年の各年の有効積算気温を満たす日の 90% 確率日。目標収量は TY 混播 63 kg/a（根釧は 54 kg/a）、OG
混播 48 kg/a。マメ科率下限値は 2.0 ～ 3.1%。

して 10% を超え、15 ～ 40% あるいはそれ以上と研と比べると低い値となった。
チモシーとアルファファルファとの混播試験に基なった。播種期と年次の組合せによるマメ科率の下づく播種晩限については北見農試と北農研で推定を

限値は、播種当年有効積算気温 400℃、播種翌年 1行った（表 2490-2）。北見農試における播種晩限の番草で 2.9% であった。試験結果の播種年有効積算

有効積算気温は 351℃で、この有効積算気温を上回

気温と播種翌年 1 番草マメ科率との関係から回帰式

る場合は 60 kg/a 程度の収量は確保でき、また、実を設定し、マメ科率下限値（2.9%）を確保できる有測値と成長曲線に基づく推定値との直線回帰におけ

効積算気温を推定した（図 2490-3）。その結果、播る決定係数は 0.71 と高い値を示した。同様に北農

種翌年 1 番草でマメ科率 2.9% を確保するための播研では播種晩限の有効積算気温が 406℃で、実測値

種当年の有効積算気温は 531℃必要であると推定さとの回帰における決定係数は 0.69 と比較的高い値

れた（表 2490-2）。
同様に各試験地の草種組合せについて、播種翌年を示した。
さらに北農研ではオーチャードグラスとアカク

及び翌々年のマメ科率の推移から必要とする播種翌ローバ及びアルファルファの混播試験に基づく播種

年 1 番草のマメ科率を設定し、このマメ科率に必要晩限についても推定を行った（表 2490-2）。その結な有効積算気温を回帰式より推定した。その結果、

果、オーチャードグラスとアカクローバとの混播で北農研のチモシーとアカクローバの混播については

は播種晩限の有効積算気温が 516℃、実測値との回収量性に基づく有効積算気温がアカクローバの定着

帰における決定係数は 0.83 と高い値を示した。まにも十分適用できた。根釧農試の同混播組合せにつた、アルファルファとの混播の場合は、播種晩限の

いては、播種翌年 1 番草のマメ科率が 2.0% 必要と有効積算気温が 615℃、実測値との回帰における決なり、この場合の有効積算気温は 629℃と推定され定係数も 0.88 と高い値を示した。

た（表 2490-2）。

マメ科率に基づく必要有効積算気温の推定

次にチモシーとアルファルファとの混播では、北北見農試のチモシーとアカクローバとの混播試験

見農試ではアルファルファの安定定着に必要な播種における、収量性からみた播種晩限である有効積

翌年 1 番草のマメ科率は 3.0% となり、播種年の必算気温 369℃を下回った 9 月上中旬以降の播種を除

要有効積算気温は 564℃と推定された（表 2490-2）。

いた 4 年次の播種試験の翌年、翌々年（2013 年播

同混播組合せの北農研の場合はマメ科率が 2.2% と種を除く）のマメ科率の推移を図 2490-2 に示した。

なり、必要有効積算気温は 480℃と推定された（表播種期とマメ科率との関係をみると、播種翌年 1 番

2490-2）。

ｂ

草で 10% を下回るようなマメ科率を示した播種期

北農研におけるオーチャードグラスとの混播試験でも 2010 年の 9 月 2 日播種を除き、その後は安定

では、アカクローバとの混播では収量性からみた播─ 296 ─

図 2490-2

8/24

北見RC
2012年播種

翌々年1番
翌々年2番
翌々年3番

マメ科率（%）

8/12

80
70
60
50
40
30
20
10
0

翌年1番
翌年2番
翌年3番

8/23

北見RC
2011年播種

翌々年1番
翌々年2番
翌々年3番

8/11
9/2

80
70
60
50
40
30
20
10
0

翌年1番
翌年2番
翌年3番

翌々年1番
翌々年2番
翌々年3番

マメ科率（%）

北見RC
2010年播種

翌年1番
翌年2番
翌年3番

マメ科率（%）

80
70
60
50
40
30
20
10
0

8/20
9/11

8/31

北見農試におけるチモシーとアカクローバ混播試験の播種日とマメ科率の推移

40
マメ科率（％）

35

北見RC

y = 0.0314e0.0085x
R² = 0.6352
2010年播種2011年播種2012年播種

30
25
20
15
10

図2490‐2（両側1段） 5

531℃

0
300

500
700
有効積算気温（℃）

900

図 2490-3 北見農試におけるチモシーとアカクローバ混播試験の播種年の有効積算気温と播種翌年 1 番草のマメ科率の関係

種晩限である有効積算気温 516℃を下回った播種期

も「ナツユウ」との混播区より高く推移した。一を除いて検討を行ったところ、マメ科率は、播種翌方、チモシー収量は「リョクユウ」との混播区の場

年 1 番草では低かったものの、2 番草以降では十分

合、4 年目 2，3 番草のように、アカクローバを下な値となった。すなわち、収量性からみた播種晩限

回る場合も認められたが、「ナツユウ」の混播区とまでに播種された場合、アカクローバは十分に安定有意な差はみられなかった。

図2490‐3（片側1段）
定着していた（表 2490-2）。アルファルファとの混同様に根釧農試においても、播種期にかかわら播でも同様に、収量性からみた播種晩限である有ず、「ナツユウ」より新品種「リョクユウ」のマメ

効積算気温 615℃を下回った播種期を除いて検討を

科率はやや高い傾向であった。

行ったところ、マメ科率は播種翌年では低く推移したが、播種翌々年では十分な値となった。すわなエち、北農研では、収量性からみた播種晩限までに播

夏季から秋季の牧草類の播種については、1 番草

種された区で、アルファルファは十分に安定定着しあるいは前作物の収穫後の更新を目的に昭和 30 年ていた（表 2490-2）。

代後半から 50 年代後半まで試験研究が活発に行わ（イ） 新品種への置き換え効果れてきた 2-5）。その結果、最近の営農指針では道央

図 2490-4 に北見農試における越冬性等に優れる

では 8 月中旬、道東では 8 月上旬が播種晩限と指導

アカクローバ新品種「リョクユウ」と普及品種「ナされている 6）。しかし、秋季の気温は明らかな上昇

ツユウ」のチモシーとの混播試験の播種後 2 ～ 5 年

傾向がみられ、また、牧草類の優良品種についても目の収量とマメ科率を示した。「リョクユウ」との北海道の気象条件により適した高能力品種に置き換

混播区は播種翌年以降、マメ科牧草の収量及びマメわっており、現在の状況下で播種晩限の再検討が求

科率、イネ科牧草とマメ科牧草の合計収量がいずれめられてきた。

─ 297 ─考察

1番草 2番草 3番草

ナツユウ

マメ科率（％DM）

乾物収量（kg/a）

マメ科率（％DM）

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

リョクユウ

ナツユウ

リョクユウ

ナツユウ

リョクユウ

ナツユウ

播種後5年目（2014年）
90
80
70
50
60
41
40
50
30
40
20
30
20 25
*
10
0

リョクユウ

ナツユウ

リョクユウ

ナツユウ

乾物収量（kg/a）

マメ科率（％DM）

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

■アカクローバ
■チモシー
○マメ科率

1番草 2番草 3番草1番草 2番草 3番草1番草 2番草 3番草図 2490-4

播種後4年目（2013年）
90
80
70
60
64
61
50
34
32
40
30
29
20
*
4 **
10
0
リョクユウ

ナツユウ

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

リョクユウ

ナツユウ

リョクユウ

播種後3年目（2012年）
90
80
70
60
44
61
50
37
33
40
30 20
37
20
*
10
0
ナツユウ

乾物収量（kg/a）

マメ科率（％DM）

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

リョクユウ

ナツユウ

リョクユウ

ナツユウ

リョクユウ

ナツユウ

リョクユウ

乾物収量（kg/a）

播種後2年目（2011年）
90
80
70
60
44
50
40
28
30
20 6 1123
1016
0

アカクローバの品種が収量及びマメ科率に及ぼす影響

北見農試 2010 年 8 月 23 日播種のチモシーとの混播試験、グラフ内の数値はマメ科率、＊、＊＊は分散分析により 5 及び 1% 水
準で品種間に有意差あり

本試験では、まず収量について目標収量を設定の播種割合を増やした試験も実施した。しかし、そし、続いて播種期の遅れの影響がより大きいマメ科の効果は限定的で、播種晩限を延長できるほどでは牧草について、下限マメ科率を基準とした有効積算

なく、夏期播種においては、播種晩限までの播種や気温の加算の必要性を検討した。この 2 段階の検討

新品種の利用の方が有効であると考えられた。

の結果、3 試験地で地域差が認められた。多雪のため土壌凍結が起こらない道央地域の北農研では、播オ

図2490‐4（両側1段）
種晩限もこれまで推奨されてきた
8 月中旬より遅く

今後の課題（ア） 本研究では播種晩限を設定したが、温暖化

でき、オーチャードグラスでは 8 月下旬、チモシー

傾向や夏雑草対策を考慮すると、播種晩限ではな

では 9 月上旬の播種も可能と考えられた。一方、少く、草地更新のための夏季から初秋にかけての播種

雪のため土壌凍結が起こる道東の北見農試と根釧農

適期の設定も重要な課題となると考えられる。ま試では、収量から推定すると北農研と大差のない有た、一般的に播種期が遅れるほど被害が大きくなる

効積算気温となったが、マメ科牧草の定着を加算す

雪腐病 7） や近年頻度を増している突発的な異常気ると、より高い積算気温が必要となり、北見農試で象現象の影響も検討する必要がある。

8 月中旬、根釧農試では 8 月上旬までの播種が望ま（イ） 北海道の優良品種選定試験では春播種で試しい結果となった。イネ科牧草ではオーチャードグ

験が実施されており、これまでは新品種について夏ラスは一般にチモシーより耐寒性が劣るため、本試播種に関する情報がなかった。今後は、夏播種適性

験の結果からも播種期が 9 月に入ることが予想されを特性検定試験として組み込んで、新品種の普及にる場合、目標収量の確保にはチモシーの利用が推奨

つなげる必要がある。

される。

カ

夏季播種の場合、播種翌年 1 番草ではマメ科率が要約

概して低いため、播種翌年 2 番草以降に一定以上の（ア） 北海道での夏季牧草播種における各試験地

マメ科率が得られること、即ちマメ科率の安定定着

及び草種組合せについて、播種翌年 1 番草の合計収を条件として 1 番草の必要マメ科率を設定した。こ量を目的変数、播種年の有効積算気温を説明変数との結果、3 試験地に共通して播種翌年 2 番草以降でしたゴンペルツ成長曲線から目標収量を得られる必はマメ科率が上昇し、マメ科牧草の安定定着の傾向

要有効積算気温を推定した。推定収量と実測収量のは北農研＞北見農試＞根釧農試の順となった。な直線回帰における決定係数は十分に高かった。マメ

お、新品種の利用は特に条件の厳しい道東地域でも科牧草が安定定着できる条件を播種翌年 1 番草のマ

既存流通品種よりも高いマメ科率を示し、夏季播種

メ科率で設定し、必要有効積算気温を推定した。収には有利であると考えられた。一方、結果には示さ

量性の確保とマメ科牧草の安定定着に必要な有効積なかったが、北農研並びに根釧農試ではマメ科牧草

算気温は、チモシーとアカクローバ及びアルファル

─ 298 ─ファの混播では 354 ～ 629℃、オーチャードグラス

10

温暖化により多発するトウモロコシ根腐病との混播では（北農研のみ）516 ～ 615℃となった。

の対策技術の開発（イ） 播種晩限近くに播種したアカクローバの新ア

品種「リョクユウ」はチモシーとの混播条件で、従トウモロコシ根腐病は日本国内では 1980 年代に来品種「ナツユウ」と比べマメ科牧草収量、マメ科

神奈川県で初めて確認され、その後全国に拡大し率、さらにイネ科牧草との合計収量がいずれも多た重要病害であり 1,2）、土壌中に生息する病原菌が、く、越冬性等に優れた新品種を用いることで、夏季播種直後の苗立枯れ、黄熟期直後の枯れ上がり、茎播種の安定性が高まると考えられた。

の軟化による機械刈りの困難化など、重大な被害を研究目的引き起こす。病原菌の生育適温が高いため、台風直

キ

引用文献

後の高温等で一気に被害が顕在化する特徴がある。

1）北海道農政部（2010）北海道施肥ガイド Ⅴ牧2000 年代に入り、温暖化の進行とともに発生が急

草・飼料作物 北海道農政部．http://www.agri.hro.

速に増加しつつあるが、抵抗性品種選定などの対策

or.jp/chuo/fukyu/sehiguide2010_index.html（参照はほとんど取られていない。抵抗性品種の育成のた

日：2014.12.10）

めには我が国で発生する病原菌の系統学的研究とと

2）藤井甚作・鳶野保・浅原敬二・太田昭八・大畠

もに、幼苗や圃場での効率的な抵抗性検定法の開発

国雄・志釜政男（1965）牧草の秋播に関する試験．

が必要であり、抵抗性品種利用と播種期移動などを

道立滝川畜産試験場研究報告．3：137-147.

組み合わせた耕種的防除法も検討する必要がある。

3）田口啓作・高橋直秀・喜多富美治・吉田稔・松田忠久（1964）北海道における主要牧草の播種時

イ

研究方法

期に関する研究．北海道大学農学部農場報告．12：（ア） 病原菌の収集、同定及び病原性

83-96.

宮崎、長野、群馬、栃木、山形及び北海道の各道

4）北海道農務部（1981）道央地域における混播牧

県から 2010 ～ 2012 年にかけて罹病トウモロコシを草の秋季造成に関する試験．昭和 56 年普及奨励な

採集し、地際部茎内組織及び根の罹病部分を表面殺らびに指導参考事項．424-428.

菌後、素寒天培地に置き、伸長した菌糸先端を単離

5）脇本隆・北守勉・田川雅一・佐竹芳世（1984）

して、単菌糸分離を行った。全ての菌株について、

北海道中央地域低地土におけるイネ科草種・アル形態を観察するとともに、抽出したゲノム DNA かファルファ混播牧草の秋季播種．日本草地学会誌．

ら PCR 増幅により得た rDNA-ITS 領域産物の塩基30：65-76.

配列に基づいた分子系統解析を行い、種を同定し6）北海道農政部（2014）26 営農技術対策（6）8た。各菌種の代表菌株については V8 ジュース寒天

月の営農技術対策 北海道農政．P19（平成 26 年

培地上での菌糸生育を暗黒下、5-40℃の温度範囲で

7 月 25 日 ）http://www.pref.hokkaido.lg.jp/file.

測定した。各菌種の病原性は、代表菌株を麦粒培地

jsp?id=739650（参照日：2014.12.10）

上、暗黒下で約 10 日間培養し、これを 9-10 葉期の7）山川政明・佐藤友昭・阿部隆斉・餌取率子・谷英トウモロコシ（品種 KD772S）の株元に接種・覆土雄・森本正隆（2009）十勝地方日高山麓地帯のチし、約 1 か月後の発病で確認した。

モシー草地に発生した冬枯れの症状とその対策．

（イ） 圃場での抵抗性検定及び気象条件と発病の

北農．76：320-322.

関連2011 ～ 2014 年に栃木県那須塩原市において、飼＊研究担当者（奥村健治 、藤井弘毅、林高田寛之、松村哲夫、酒井拓、

料用トウモロコシ 25 品種 ･ 系統を 5 月中旬に播種し治、出口健三郎）

た。自殖系統は一区 13 個体（444 本 /a）、F1 品種・系統は一区 19 個体（666 本 /a）を供試し、乱塊法 2反復とした。また、2014 年には 6 自殖系統の交配組
合わせによる 15F1 系統（自殖無しの片側ダイアレル
交配による）を作出し、同様に播種した。接種は絹─ 299 ─

糸抽出期（7 ～ 8 月）に根腐病菌（P. arrhenomanes

1 ml を切葉 12 枚に噴霧した。これを 27℃、暗下CP-1 菌株）を培養した爪楊枝を、地際部の茎に突きで 1、2、4、6 時 間 静 置 後、 根 腐 病 菌 菌 糸 懸 濁 液

刺して行った。発病程度は絹糸抽出後 50 日前後に、（0.01 g/ml）を各区 5 ml ずつ噴霧接種し、2、3 日

病原接種部位の茎断面の状態で、0：無発病、1：や後に発病度を検定した。同様にサリチル酸溶液をや飴色・薄褐色、2：全体褐色かやや空洞化・軟化、処理後 1 時間静置後接種し、6 時間培養後に葉から3：空洞化 50% 以下、4：空洞化 50% 以上の 5 段階

全 RNA を抽出し、マイクロアレイ法を用いた遺伝（図 24100-1）で評価した。自然発病区（無接種区）

子発現解析を行った。得られたデータから、2 倍以でも同様に播種及び調査を行った。

上発現が増加した遺伝子等を選抜し、BLAST 及び（ウ） 中苗を用いた抵抗性検定

Gene Ontology で検索を行った。また、根を 1% 塩

上記菌株を麦粒培養し、これを温室内のポットで酸メタノール中で破砕し、アントシアニンを抽出

2 週間、中苗まで育てたトウモロコシ（自殖 9 系統

した。濃度測定は、吸光度計（530 nm）で測定し、及び市販・F110 品種）の地際に約 20 g/ 株ずつ置

シアニジン-3-グルコシド（分子量 449）の吸光度

床した後、水を張ったトレイにポットを入れて 2 日を 18000 として算出した。アントシアニンを 0.2-

間湛水状態とし、その後排水して 25℃ 14 時間日長

1.0 mM 添加した PDA 培地上で病原菌糸の伸長をの人工気象室内で管理した。10 日後に根腐及び茎測定した。

腐程度（0：無病徴、1：わずか、2：中度、3：強
度、4：枯死・腐敗）の 5 段階で評価した。

ウ

研究結果

（エ） 抵抗性市販品種の選定と播種期移動による（ア） トウモロコシ根腐病菌の同定と病原性

病害抑制

本病は 1980 年代に病原を Pythium graminicola

長野県塩尻市で、2012 ～ 2014 年の 3 年間、58 ～と し て 初 報 告 さ れ た が 2）、 本 研 究 で 収 集 し た 79

60 品種を 5 月下旬に播種した。接種は上述の方法

菌 株 中、42 菌 株 は 造 卵 器 が 球 形、 淡 黄 褐 色、 平で行い、発病程度は絹糸抽出後 45 日～ 50 日後に、滑、 直 径 23.9-30.5 μm、1-8 個 の 造 精 器 を 側 着

接種部位及び同等部位の茎断面の状態から上記の 5し、卵胞子は非充満、壁は 1.3-2.7 μm などの形態段階で評価した。作期移動による発病回避効果を検を示し、P. arrhenomanes と同定された。代表菌討するため、2014 年に自然発病の多い早生～中生

株 の rDNA-ITS 配 列（Acc: AB903904 等 ） も 既

品種 6 品種（RM110 ～ 125）を 5 月 14 日と 6 月 13

報 の 配 列 と 99.1% 以 上 の 相 同 性 を 示 し、 同 定 結日に播種し、黄熟期での自然発病個体率（外観で判果を支持した。また、同様の手法で 27 菌株を既断）及び収量関連形質を調査した。

報 の P. graminicola、8 菌 株 を P. ultimum var.

（オ） 抵抗性遺伝子発現解析

ultimum、1 菌 株 を P. heterothallicum 及 び 1 菌

罹病性トウモロコシ（品種ゆめそだち）の第 2 葉

株 を P. inflatum と 同 定 し た。 接 種 の 結 果、P.

を 2-3 cm に切断し、ジャスモン酸メチル 0.4 mM

arrhenomanes 及び P. graminicola はトウモロコシ

溶液、サリチル酸 0.5 mM 溶液及び滅菌水（対照）に明瞭な根腐れ及び地上部枯死を引き起こし、病01

図 24100-1

2

圃場での発病程度の評点

3

4（0：無発病、1：少し飴色・うす褐色、2：全体褐色か空洞化少しあり軟化、3：空洞化 50% 以下、4：空洞化 50% 以上）

─ 300 ─

原性が確認されたが、他の 3 菌種は病原性を確認が低かった。自殖系統においては、「Na4」「Mi29」

できなかった。P. arrhenomanes の分離頻度は北が安定して発病率が高く、「Na34」「Na71」「Ki47」

海道、栃木、長野、群馬、宮崎でそれぞれ 92、67、等が安定して低かった。自殖系統の組合わせによる

63、40、30% と な り、 山 形、 栃 木、 群 馬、 長 野、F1 の発病率は、両親の率が低いものが比較的低く

宮 崎 で そ れ ぞ れ 100、33、60、10、65% と な っ たなる傾向があった。自殖系統と、その F1 の一定親

P. graminicola と異なり、北日本での分離頻度が高平均値の比較では、自殖系統で発病率がゼロであっかった。培地上の生育適温は P. arrhenomanes がた Mi47 は低い発病度を示したが、発病率ゼロを示

30℃、P. graminicola が 35℃であった。

した自殖系統（Na34、Na50 等）であっても、F1 で（イ） 圃場での抵抗性検定及び気象条件と発病のは一定の発病率を示すものがあった。気象条件と発関連病との関連を全試験期間（4 か年）で見ると、中晩

栃木県那須塩原市での圃場試験で、爪楊枝接種

生品種においては、絹糸抽出後 25 ～ 35 日前後（8は 4 年間を通して安定した発病がみられ、評点 2 以

月下旬）の旬降雨量と発病に高い相関が見られ、発上の個体率によって品種系統間差が判別できた（表病には降水量の影響が大きかった（図 24100-2）。

24100-1）。F1 品種・系統では、2012 年以外の全て（ウ） 中苗を用いた抵抗性検定の年度で「Na65 × Na50」及び「ゆめそだち」が中苗によるポット試験では、根腐症状及び茎腐れ

安定して有意に発病率が高かった。一方、「36B08」

症状が再現された。自殖系及び F1 のいずれにおい「スノーデントわかば」「NS120」は安定して発病率ても品種・系統間で発病程度に有意な差が見られた

表 24100-1

評点 2 以上個体率の品種系統間差異（%）

2011年
2012年
2013年
2014年
自然感染
爪楊枝
自然感染
爪楊枝
自然感染
爪楊枝
自然感染
爪楊枝
32F27
0a
2.6 ab
2.6 a
0a
2.6 a
2.6 a
7.9 a
15.8 ab
a
ab
a
ab
a
a
ab
36B08
2.6
5.4
7.9
7.9
5.3
2.6
15.8
10.5 ab
ab
abc
a
a
a
ab
a
Na62×Na50
13.5
13.9
5.3
2.6
18.4
13.2
8.3
13.2 ab
a
ab
ab
abc
ab
ab
abc
Na65×Na50
47.5
55.3
5.3
15.8
50
44.7
52.6
43.6 ab
a
a
a
a
a
a
a
NS120
5.3
0
0
0
2.6
2.6
2.6
0a
a
ab
a
a
a
a
a
ｽﾉｰﾃﾞﾝﾄわかば
5.6
2.8
0
0
0
0
0
0a
ab
abc
a
ab
a
ab
a
セシリア
11.5
20.5
5.3
24.3
10.5
13.2
10.1
23.7 ab
a
ab
a
a
a
a
a
タカネスター
5.6
8.5
2.6
0
13.2
5.3
10.5
13.2 ab
ab
abc
a
ab
ab
ab
ab
ゆめそだち
36.8
46
11.6
21.5
47.4
42.1
48.2
37.6 ab
a
ab
a
31P41
0
10.5
5.3
2.6 ab
a
a
a
KD640
0
0
0
2.6 abaaa
ｽﾉｰﾃﾞﾝﾄ125V
7.9
2.6
5.6
11 ab
a
ab
a
タカネフドウ
2.6
13.2
2.6
10.5 ab
なつむすめ
15.8 a13.2 ab
5.3 a
5.6 abゆめちから
7.9 a
10.5 ab10.5 a18.4 ab
2011年
2012年
2013年
2014年
自殖系統
自然感染
爪楊枝
自然感染
爪楊枝
自然感染
爪楊枝
自然感染
爪楊枝
H84
0a
7.7 ab
0a
0a
3.8 a
0a
4.2 ab
0a
a
ab
a
a
a
a
a
Ki47
3.8
3.8
0
0
3.8
4.2
0
0a
a
abc
a
a
a
a
ab
Mi29
11.5
22
0
0
11.9
7.7
28.5
43.3 ab
a
ab
a
a
a
a
ab
Mo17Ht
12.5
7.7
0
0
7.7
7.7
3.8
12.5 ab
a
ab
abc
a
a
a
ab
Na30
17.8
44.2
8.3
3.3
11.5
12.2
8.3
16.7 a
a
a
a
a
a
a
a
Na34
0
0
3.6
0
3.8
0
0
0a
a
abc
a
ab
ab
ab
ab
Na4
44.3
57.7
11.5
11.3
50
35.9
43.6
29.2 ab
a
ab
a
a
a
a
a
Na50
7.7
4.5
0
0
0
0
0
0a
a
ab
a
a
a
a
a
Na65
8.3
3.8
0
0
0
3.8
0
0a
a
a
a
a
a
a
ab
Na71
0
0
0
0
3.8
7.7
15.4
0a
2011 年から 2014 年にかけて供試した品種系統を抜粋＊：発病度 2 以上を示した個体の割合（%）。異符号間は有意に異なる（個体率は逆正弦変換後、Tukey 法により検定、
P<0.05）。
F1品種・系統

─ 301 ─が、根腐れあるいは茎腐れを完全に回避するなどの長野県塩尻市での圃場試験で、2012 年は 58 品

高度抵抗性・耐病性等を示す品種・系統は確認され

種 中 15 品 種、2013 年 は 20 品 種、2014 年 は 60 品なかった。中苗検定と圃場・爪楊枝接種検定での

種中 26 品種に自然発病が認められた。爪楊枝接発病程度を比較すると、直線的な対応関係は強く

種 区 と 自 然 発 病 区 の 罹 病 個 体 率 に は、2012 及 び

ないが、両者の発病程度の間に相関が見られ（p=2013 年では評点 3 以上の個体率間で弱い正の相関0.0449）、中苗で茎腐を示した個体数が 0 であった

（r=0.159、P<0.234）が、2014 年は 4 以上で有意な品種・系統は、圃場の爪楊枝接種区でも発病度 2-4

相関（r=0.55、p<0.01）が認められ、爪楊枝接種にの個体割合が概ね 0-20% にとどまった（図 24100-

よる抵抗性品種選抜が有効であった。3 か年続けて3）。この室内検定法により中苗で抵抗性判定が概ね評価した 55 品種中、21 品種が接種区の発病個体率可能であると結論した。

及び自然発病個体率が何れも 1% 以下となり、抵抗（エ） 抵抗性市販品種の選定と播種期移動による性程度が高いと判断され（図 24100-4）、その熟期は防除

極早生（RM105）から中晩生（RM127）であった。

70

2以上個体率（%）

60
50
40
30
20
10
0
0

20

40
60
80
100
降雨量（mm）
Na65×Na50（N=11, R = 0.943**）
ゆめそだち（N=11, R = 0.851**）

図 24100-2 評点 2 以上個体率の平均と 8 月下旬降雨量の相関

図 24100-3

中苗抵抗性検定と圃場検定結果との相関

24100‐2（片側1段）（2010-2014：刈取日平均 9 月 17 日）

評点4・自然発病個体率(%)

35

評点4個体率自然発病個体率

30
25
20
15
10
5
0

品種名

図 24100-4

長野県における抵抗性検定結果

注：図中の左側 21 品種は抵抗性が高いと判定された品種。右側は作期移動試験供試品種。

─ 302 ─

作期移動試験では、播種期を 5 月中旬から約 1 か月

が 215 検出された（図 24100-6）。これらの遺伝子を遅らせることにより、6 品種中 5 品種で発病が認め解析したところ、様々な抵抗性・解糖系関連、活性られず、標準の播種期で最も発病が多かった 1 品種

酸素消去関連、二次代謝物生合成に分類される遺伝でも発病率は大きく低下した。一方、乾物総重及び子の発現が増強され、光合成やチューブリン関係の

雌穂重割合の低下により、TDN 収量は 2 ～ 16% 減遺伝子の発現が抑制されることが明らかになった。

収した（図 24100-5）。

このような遺伝子の発現パターンは、抵抗性誘導物（オ） 抵抗性遺伝子発現解析

質 BTH 剤によるイネのいもち病に対する誘導抵抗

シグナル伝達物質であるサリチル酸前処理のみで性時と酷似していた。また、アントシアニン蓄積経発病抑制効果が得られたため、マイクロアレイ法に路に関連する遺伝子の発現が検出されたため、アン

よる発病抑制時の遺伝子発現を網羅的に解析した結トシアニン蓄積も抵抗性発現に関与する可能性が考果、対照に比べ遺伝子の発現量が 2 倍以上に増加しえられた。そこで、アントシアニン合成能力の高いたものが 467、発現量が半分以下に抑制されたもの

トウモロコシ自殖系統「AH166」を根腐病多発圃

標準

晩播

TDN収量(kg/a)

根腐病自然発病個体率(%)

200

13.9

15

10
4.1

5
0.8
0

1.3
0.0

3.8

2.5
0.0

150

0.0

90

晩播

88

84

84

0.0

50
0

品種名(RM)

品種名（RM)

図 24100-5

93
98

100

2.1
0.0

標準

作期移動試験における根腐病自然発病率と TDN 収量

注：「標準」は 5 月 14 日、「晩播」は 6 月 13 日播種。
TDN 収量は乾茎葉重× 0.582 ＋乾雌穂重× 0.85 で算出（新得方式）

水＋根腐病菌接種

24100‐5（両側1段）＋根腐病菌接種SA
水＋根腐病菌接種
発現増加遺伝子数：
467（2倍以上）

図 24100-6

水＋根腐病菌接種
発現抑制遺伝子数：215（半分以下）

根腐病抵抗性発現時のマイクロアレイ解析

SA：サリチル酸、赤：発現増加遺伝子、青：発現抑制遺伝子

─ 303 ─

場で栽培した結果、AH166 は罹病性のゆめそだちするため、安定、多収を得るためには抵抗性品種のと比べて非常に高い根腐病抵抗性を示した。アント

利用がより有効であると考えられた。

シアニンの根腐病菌に対する抗菌性を培地上で検定

気象条件と発病との関連について、気温は生育期した結果、1 mM の濃度で菌糸成長は完全に抑制さ間を通じて発病との関連は明確ではなかった。本病れた。

の発病には菌糸生育適温から 30℃前後が好適と考えられるが、いずれの年度でも極端な低温はなかっ

エ

考

察

たため、関連が明確にならなかったと推定される。

本研究で P. arrhenomanes を飼料用トウモロコ

本研究では絹糸抽出後 25 ～ 35 日前後の 60 mm 以

シの根腐病菌として我が国で初めて同定した。本上の旬降雨量により発病が急増することが示され菌種の分離頻度は全体の 53% を占め、病原性も強た。この時期は概ね乳熟期に当たり、収穫期直前にかったため、我が国での最近の主要な病原菌種と推根及び茎での多湿条件下での病原菌の増殖が多発を定した。本菌種の分布頻度は北海道、栃木、長野なもたらすと推定した。

どで高く、生育適温が 30℃と P. graminicola より

抵抗性遺伝子発現解析の結果、トウモロコシにもも低いことから、温暖化に伴い北日本や冷涼地で発イネと同様にサリチル酸による誘導抵抗性が存在生を拡大したと推定した。P. graminicola は生育適することが示唆された。明らかになった遺伝子群

温が 35℃と高く、九州で比較的高頻度で分離されは wrky 遺伝子による抵抗性誘導に関わるため、こた。また、栃木県で 6 月中旬の幼苗～中苗時に立ちの誘導抵抗性が根腐病の発病抑制に効果的であると枯れを引き起こすことも認められ、温暖化に伴い P.

推定した。発現解析から抵抗性に関わると考えられgraminicola による立ち枯れ症状の増加が予想されたアントシアニン蓄積系統は、黄熟期から完熟期にる。

茎内及び根で高濃度のアントシアニン蓄積が確認さ本病の防除のためには抵抗性品種の利用が不可欠

れ、特に根全体では 4.68 mM に達し、培地上で菌である。これまで爪楊枝接種による抵抗性検定は

糸伸長は 1 mM で完全に抑制されるため、アント

3）

提案されていたが 、接種菌の病原性が不安定であシアニン蓄積は根腐病菌に対する抵抗性に関与してり、また接種・調査時期などが不明瞭だったため、いると考えられた。

安定した検定が行われていなかった。本研究では病原性の強い P. arrhenomanes 菌株を接種菌としてオ選定し、絹糸抽出期に爪楊枝接種を行い、黄熟期に（ア） 今後効率的な抵抗性育種を行うため、引き発病度 2 以上の個体率を調査することにより、安定続き圃場試験で多数の品種系統の検定を進めながした検定を可能にした。供試トウモロコシ品種系統

ら、交配集団や分離集団を用いた遺伝解析を行う必の爪楊枝接種区と自然発病区の罹病個体率の相関

要がある。

＊

は、0.52 ～ 0.98

＊＊

＊

＊＊

今後の課題

: P<0.01）と概（イ） 抵抗性シグナル伝達経路のサリチル酸経路

ね高かったが、発病の多い年度には、品種間差異を活性化に伴い、アントシアニン生合成及び蓄積経路

明らかにするためには発病度 3 又は 4 以上の個体率が活性化されるのか調べる必要がある。

（ : P<0.05,を調査することが必要と考えられた。自殖系統の組合わせでは、両親の発病率が低ければ F1 も低くなカ

り、形質選抜による抵抗性育種が可能であることが（ア） 飼料用トウモロコシ根腐病菌として、我が示された。

国で初めて Pythium arrhenomanes を分離同定し、この抵抗性検定法により、飼料用トウモロコシ市

要約

北海道など北日本を中心に分布することを明らかに

販 60 品種から、長野県で 3 か年安定的に抵抗性をした。

示した 21 品種を抵抗性品種として選抜した。また、（イ） 本菌種を用いた爪楊枝接種法を確立し、絹播種期移動試験により、晩播が本病回避に有効であ

糸抽出期接種、黄熟期での発病程度 2 以上の個体率ることが明らかとなった。しかし、十分な積算気温調査で、本病抵抗性は安定的に判定可能であった。

を確保できないことによる収量減や他の病害も多発

麦粒接種法による中苗検定法を開発した。防除には

─ 304 ─

抵抗性市販品種の利用に加え、1 か月程度の晩播に

9：24-30.

よる発病回避が可能である。

2）佐藤徹ら（1984）トウモロコシ茎腐症状から分（ウ） 本病への抵抗性発現はイネと類似する抵抗離された Pythium 菌について．日植病報．50（1）：性誘導系が関与することを示唆し、アントシアニン

137.

蓄積系統が抵抗性を示す事例を明らかにした。

3）根本勝男ら（1987）トウモロコシ萎凋病の原因究明と回避対策．神奈川畜試研報．77：29-63.

キ

引用文献

1）島貫忠幸ら（1985）神奈川県における飼料用ト研究担当者（月星隆雄 ＊、菅原幸哉、増中ウモロコシ萎凋症の発生実態調査．関東草飼研誌．

黄川田智洋、三ツ橋昇平、三木一嘉、宮坂幸弘）

─ 305 ─章、

第５章 水及び土地資源における影響評価と適応技術の開発
１

広域水配分・還元・管理モデルによる全国

これらの収集を行う。次に、農業水利用に関する情レベルの灌漑への温暖化影響評価

報の分布などから分布型水循環モデルに用いるメッア

シュサイズ等を検討する。収集した水文水利情報を

研究目的

IPCC の気候変動の影響予測の中では、水資源分モデルと比較して加工方法を検討し、この方法によ

野は水と両極端現象（洪水と渇水）としての災害とり水文水利情報を変換する。

同一分野として重要な位置を占めている。一方、世（イ） 広域水配分・還元・管理モデルの開発

界の農業用水は全水利用の中で 7 割を占めるにもか

分布型水循環モデルを発展させるとともに、将来

かわらず、農業用水資源に対する温暖化の影響は概の灌漑農業地域における水需給変化を予測・評価す

略としての算定に止まり具体的な数値としての提示るために、広域水配分・還元・管理モデルを開発すはなされていない。さらに、農業への温暖化影響予る。水循環モデルの高度化においては積雪融雪過程

測では、主に作物別や動植物別に気温上昇に対するを評価する手法を検討し、広域水配分・還元・管理

影響評価が実施されており、水資源や土地資源とのモデルの開発においては用水配分過程や貯水池管理

関わりの中での検討は行われていない。

過程を推定する手法を検討する。次に、開発した広これまで各種農地水利用を組み込んだ分布型水4）5）

循環モデルを開発し（谷口ら 、谷口ら 、谷口
6）

域水配分・還元・管理モデルを結合した分布型水循環モデルを試行地区に適用する。この過程でモデルら ）、将来の気候変動下での農業水資源に及ぼすの改良を行い、最後に改良したモデルを全国 336 流影響を評価してきた。次段階として、これを全国レ域に適用する。

ベルでの灌漑への影響評価や将来予測される極端な（ウ） 温暖化による渇水危険度予測法の開発

洪水や渇水に対する新たなモデルへと展開させるこ

広域水配分・還元・管理モデルを組み込んだ分布型水循環モデルを用いた灌漑への温暖化影響評価をとが必要となっている。
そこで、ここでは、地球温暖化に伴う流域水循環行う。まず、このモデルと大気大循環モデル（GCM）

への影響を評価するため、まず、最大の水利用者でとの結合方法の検討、すなわち温暖化影響評価手法

ある農業用水の影響を詳細に調査する。次に、将来を開発する。具体的には GCM 実験結果と水循環のの灌漑農業地域における水需給変化を予測・評価す関連を検討し、GCM 出力値のバイアス補正法等をるため、水田農業の水利用及び流域内に散在する貯開発する。影響評価手法においてはバイアス補正さ

水池、水利施設等の情報を取り入れた広域水配分・れた GCM 出力値が広域水配分・還元・管理モデル

還元・管理モデルを開発し、全国における灌漑と流の入力となる。試行地区において GCM による実験

域水循環との相互影響を評価する。最後に、広域水結果を用いた影響評価を行い、影響評価手法を改良

配分・還元・管理を組み込んだ分布型水循環モデル

し、最後に全国を対象に将来の温暖化気候下におけを、大気大循環モデル（GCM）と結合することにる水田農業用水の不足発生や洪水発生などの自然災より、将来の温暖化気候下における水田農業用水の害危険度の予測を行う。

不足発生や洪水発生などの自然災害危険度の予測をウ行う手法を開発する。

研究結果（ア） 水文・水利用情報の分析

イ

研究方法

まず、分布型水循環モデルの解析及び大気大循環（ア） 水文・水利用情報の分析

モデルのバイアス補正に必要となる気象水文データ

水文・水利用情報を分析し、分布型水循環モデルの整理と処理を行った。日本全国の気象庁アメダスに必要な情報を作成する。まず、日本全国において

降水量、気温、風向・風速、日照時間及び気象官署

利用が可能な基礎資料（地形、土地利用、気象、水の湿度、全天日射量の観測データを収集した。収集

文、水利用等）の所在や特徴を調査するとともに、した気象データを内挿し、3 次メッシュ（約 1 km

─ 306 ─

メッシュ）の長期気象データベースを作成した。内さらに、決定した 5 km メッシュ単位で農業水利

挿によるメッシュ化を行うに際し、気温には標高に情報の集計を行うにあたり、関連情報の収集、整理よる補正を、降水量にはメッシュ気候値 2000 の空を行った。水利情報は日本水土図鑑 GIS の用排水間分布による補正を行うことで推定値の精度向上を

整備状況を用いて、水田の排水整備状況を分類する図った。

とともに、メッシュを水田、畑地、その他農地、森

次に、分布型水循環モデルの計算メッシュサイズ

林、都市、水域に分類し、それぞれの面積を算出しの検討を行った（図 2510-1）。1 km メッシュでは、た。また、同 GIS の水利施設及び土地改良区受益

水利用の単位となる土地改良区域の詳細な表現が可

地の位置情報から、取水地点と受益地の関連付けを能となり、水田水利用や反復利用を考慮できるとい行った。河川に接続する取水施設を起点とする一連

う分布型水循環モデルの特長を活かすことができるの水利施設群（貯水施設、揚排水機場、頭首工及びものの、メッシュ数が全国で約 38 万個となり、解用排水路）をグループ化し、水利施設群と土地改良析が困難となる。一方、10 km メッシュに分割する区の受益地を GIS 上で重ね、水利施設群をこれにと計算メッシュ数がかなり減少する（約 3780 メッ

属する用排水路の距離が最大となる受益地に関連づ

シュ）半面、メッシュサイズが大きいため土地改良

けた。

区域を含むセル数が少なくなり、分布型水循環モデ

最後に、流域分割において作成した全国 336 流域

ルの水田水利用や反復利用を考慮できるという特長

において、流域下流端メッシュの判別、主河道メッを活かすことができない。5 km メッシュでは、全シュの特定、最急勾配法による流下方向の決定、河国で約 15000 メッシュとなり、1 km メッシュと比道幅の推定等を行い、擬似河道網を作成した。収集較しメッシュ数は 25 分の 1 に減少する。また、土した水文情報から広域水配分・還元・管理モデルの地改良区域が含むメッシュも多く、農地水利用過程

メッシュサイズにおける値を得るためにアップスの表現も可能となる。そこで、計算メッシュサイズ

ケール方法を検討し、これにより降水量等の水文情を 5 km と決定した。GIS 上で 5 km のグリッドを報の 5 km メッシュへのアップスケールを行った。

発生させ、国土数値情報の「集水域・非集水域」の（イ） 広域水配分・還元・管理モデルの開発

情報を基に流域分割を行った。分割流域数は全国でまず、分布型水循環モデルに結合する広域水配分・還元・管理モデルの検討を行った（吉田ら 8））。

336 流域となった。

図 2510-1

メッシュサイズの検討

左：1 km メッシュ、中：10 km メッシュ、右：5 km メッシュ
図中の色分けは各土地改良区

図2510-1

─ 307 ─

このモデルでは水循環モデルより得られた河川流量

鶴見川では、洪水時の流量が表現できていない部分

から頭首工地点における実取水量の推定を行い、各などがある。5 年間（1996 ～ 2000 年）の日流量のメッシュ水田へ用水の配分を行う（図 2510-2）。

相対誤差は 3 流域で 40 ～ 70% 程度であった（工藤次に、水循環モデルの高度化として積雪融雪過程

ら 2））。

を推定するために、日単位の気象観測要素を用いた（ウ） 温暖化による渇水危険度予測法の開発

簡易熱収支法に基づいた暖地積雪地帯における融まず、大気大循環モデルと広域水配分・還元・7）

雪・積雪水当量推定モデルを構築した（吉田ら ）。

管理モデルの結合モジュールとして、大気大循環

モデル中の顕熱・潜熱輸送パラメータは衛星画像か

モデル出力値のバイアス補正法について検討した。

ら抽出した冠雪域を用い、山間部などの気象観測がGCM 出力との結合におけるバイアス補正法には少ない地域まで推定した。新潟県関川流域において確率分布を利用した補正法（図 2510-6）を適用し、求めたパラメータの値を標高と比較して図 2510-3

試験流域（関川）を対象に手法の検証を行った。

に示す。

GCM 出力値のうち、日降水量、日最高・最低気温、

最後に、広域水配分・還元・管理モデルを組み

日最高・最低相対湿度、日平均風速について補正をこんで改良した分布型水循環モデルを全国に適用行った。また、極値の補正効果を高めるため、抽出して、5 km メッシュ毎に河川流量や作付面積など

した月ごとの最大日雨量に極値分布を当てはめ、極を算出した。水田作付面積の推定結果の一例を図

値の補正も併用した。図 2510-7 より、バイアス補2510-4 に示す。この図は一時点の推定結果である正を行うことで GCM（図は MIROC の出力値）のが、モデルでは地域ごとの作付の特徴を反映し、千冬季降水量が過小になる傾向や、4 月から 6 月の月

葉や三重では早めに作付けされ、西日本では作付が降水量が過大となる傾向が補正されていることが分遅い様子が表現されている。河川流量の推定結果

かる。また、図中の縦線は 20 年間の最大・最小月のうち、熊野川流域（自然流域）、筑後川流域（農降水量を表しているが、これらの極値についてもバ

地主体流域）、鶴見川流域（都市流域）の例を図

イアス補正を行うことで実測値の最大値、最小値に2510-5 に示す。これらの結果はモデルのパラメータ近い値が得られている。

調節を行っていないものであるが、熊野川や筑後川

次に、農地水利用を考慮できる分布型水循環モデ

では全体的に河川流量の変動を良く再現している。

ルを組みこみ農業水利用や水田灌漑に対する定量的

一方で、不浸透域が多く、下水道が整備されているな温暖化影響評価法（図 2510-8）を開発した（工藤14
12
Ksl(mm/K/d)

Snowfall/Snowmelt
Reservoir

Rainfall

Evapotranspiration
Diversion Weir

Irrigation Channel
Irrigated Paddies

Water AllocationRiver

図 2510-2

8
6
4

Reservoir Operation

2

Water Diversion

0

Return Flow

図2510-210

広域水配分・還元・管理モデルの模式図

0500

1000 1500
Elevation (m)2000

図 2510-3 融雪・積雪水当量推定モデルのパラメー
タと標高

図2510-3

関川流域における顕熱・潜熱パラメータ Ksl と標高の比較

─ 308 ─Discharge(m3/s)

Kumano (1999)
Observed
Calculated

2000

1000

0

1

Discharge(m3/s)

3000

Discharge(m3/s)

1

2

5

6 7

8

9 10 11 12

3

4

5

6 7

8

9 10 11 12

6 7

8

9 10 11 12

Tsurumi (1998)
Observed
Calculated

150
100
50
0

1

2

図 2510-55 km メッシュ毎に推定した水田作付面積

4

1000

図2510-5
水田作付面積計算結果

3

Chikugo (1997)
Observed
Calculated

2000

0

図 2510-4

2

3

4

5

河川流量の計算値と観測値

上段：熊野川、中段：筑後川、下段：鶴見川

TakadaMonthly precipitation (mm/month)800
Observed
MIROC (original)
MIROC (corrected)
600

400

200

0

図 2510-6

6 7 8 9 10 11 12Month
図 2510-7 バイアス補正の適用例（降水量）

確率分布を用いたバイアス補正法の概念図1）ら ）。この開発した温暖化影響評価法を試行地区

1

2

3

4

5

図2510-7

で 4 ～ 5 月の融雪流量の減少や、水利権水量を下回へ適用した。積雪地帯にある試行地区（新潟県関川

る流量が現在には無い 5、6 月にも発生することが流域）においては、河川流量（取水可能量）に対し予測できる。また、灌漑用水を供給するダムでは、て、将来、年最大日流量が増加すること、取水地点

冬季貯水量の増加が予想され、反対にダム流入量と─ 309 ─なる融雪流出量の減少から春先の貯水量の減少がみ

象に GCM 出力値のバイアス補正を行い、これを広られる。また、主要な頭首工（板倉頭首工）の平均

域水配分・還元・管理モデルを組込んだ分布型水循

的な取水量には大きな影響はみられないものの、少環モデルに入力し、気候変動下における全国 5 km

雪年には 5 ～ 6 月の取水量が現在よりも減少するとメッシュでの河川流量、農業用水取水量、作付面積予測される。その結果、代かき期に水田域への供給などの水文水利情報を推定した。さらに、この計算

水量が減少し、特に灌漑地区下流部で用水の不均衡結果を全国 336 流域に取りまとめて農業水資源の全が起き易くなることが示される（図 2510-9）。

国評価マップを将来の渇水流量などを対象に試行的

最後に定量的な温暖化影響評価法を全国に適用しに作成した（図 2510-10）。

3）

た（工藤ら ）。適用においては、最初に全国を対N

気候予測シナリオ
全球気候モデル（GCM）
現在
将来
実測気象データ

・気温
・相対湿度
・日射量

00

5
5

日本海
km
10 km
10

・降水量
・風速

高田

ダウンスケール
内挿
•土地利用
•地形情報
•灌漑情報
•作付けパターン

バイアス補正(日分布，極値分布)

農地水利用を考慮した
分布型水循環モデル

現在
社会シナリオ

板倉堰

将来

・河川流量
・農業用水取水量
・灌漑必要水量 ・作付け面積
・作付けパターン ・収穫面積

関川上流

図 2510-8 農地水利用に対する温暖化影響評価法の構成

図2510-8

取水堰
河川
用水系統
- 0.5
0.5 - 0.9
0.9 - 1.1
1.1 - 1.3
1.3 -図 2510-9 現在気候に対する将来の水田供給水量の変化率

図2510-9

現 在［1981-2000 年 ］ に 対 す る 21 世 紀 末［2081-2100 年 ］の比率
5 月の月供給水量

渇水流量（灌漑期）
m3/s- 20.020.0 - 40.0
40.0 - 60.0
60.0 - 80.0
80.0 - 100.0
100.0 - 120.0
120.0 -

図 2510-10

流域毎の灌漑期渇水流量平均値

灌漑期の渇水流量の検討対象期間（2081-2100）における平均値
渇水流量とは、灌漑期のうちで日流量の 95% がこれを下回らない流量
図2510-10

─ 310 ─エ考察（ウ） 広域水配分・還元・管理モデルと GCM を（ア） 開発した広域水配分・還元・管理モデルを結合させた温暖化影響評価手法を開発した。開発し分布型水循環モデルに組み込むことで、集水域、河た温暖化影響評価法を用いることにより、これまで

川、貯水池、灌漑地区の広域水循環を一体的に扱う

定性的にのみ行われてきた農業水利用等への影響評ことが可能となり、河川から灌漑地区への実取水

価は、河川流量や土壌水分量に加え、主要水利施設

量、水田供給可能水量、河道への還元量等の定量的における取水量、水田への供給水量、水稲の作付時な評価が可能となった。ただし、灌漑強度の設定、期・面積、収穫時期・面積等について定量的に行う灌漑地区で生じる管理用水量の評価や還元過程は、ことが可能となった。

灌漑地区を含む広域流域の詳細な水循環構造の解明のための重要な要素であり、広域水配分・還元・管

キ

引用文献

理モデルのさらなる高度化が必要である。

1）工藤亮治・増本隆夫・堀川直紀・吉田武郎（2012）（イ） ここで提示した農地水利用過程を考慮した気候変動が灌漑主体流域における農業水利用に与分布型水循環モデルと GCM の気候予測シナリオをえる影響の定量的評価法．農業農村工学会論文集．

利用した温暖化影響評価法を用いることにより、こ277：31-42.

れまで定性的に行われてきた農業用水や水田灌漑へ

2）工藤亮治・増本隆夫・堀川直紀・吉田武郎・皆の影響評価が具体的に行えることを示した。ここで川裕樹（2012）灌漑への温暖化影響評価に向けた構築した温暖化影響評価法には、メッシュにおける分布型水循環モデルの全国流域への適用．平成 24

土地利用面積割合を変化させる、水利用過程や灌漑

年度農業農村工学会大会講演会要旨集．622-623.

効率を変化させる、新たに取水施設や貯水施設を設

3）工藤亮治・増本隆夫・堀川直紀・吉田武郎・皆けるなどの社会シナリオの組み込みが可能である。

川裕樹（2013）全国水田水利システムの構築と気

ただし、具体的な社会シナリオの設定には社会状況

候変動に対するマクロ的影響評価事例．農業農村の検討が必要である。

工学会講演要旨集．524-525.
4）谷口智之・増本隆夫・清水克之・堀川直紀・吉

オ

今後の課題

田武郎（2009）多様な水田水利用を考慮した分布

農地水資源に対する自然災害危険度の評価におい型水循環モデルの開発（Ⅰ）作付時期・作付面積ては、特に深刻な自然災害が生じた時の影響及び渇推定モデル．水文・水資源学会誌．22（2）：101-

水対応策などを考慮する必要がある。このため、今113.

後は対応策を検討する課題「水田や貯水池・ため池

5）谷口智之・増本隆夫・堀川直紀・清水克之・吉の持つ災害低減機能を利活用した温暖化対策技術の田武郎（2009）多様な水田水利用を考慮した分布開発」と連携して極端現象を対象とした検討を進め型水循環モデルの開発（Ⅱ）水利用分類と水管理ていくことが望ましいと考えられる。

に基づく必要水量の推定．水文・水資源学会誌．
22（2）：114-125.

カ

要

約

6）谷口智之・増本隆夫・吉田武郎・堀川直紀・清（ア） 水文・水利用情報を収集及び分析し、分布

水克之（2009）多様な水田水利用を考慮した分布型水循環モデル構築に必要なメッシュサイズを決定

型水循環モデルの開発（Ⅲ）モデル構成と農地水するとともに、情報の加工方法を検討し、収集情報

循環量の推定．水文・水資源学会誌．22（2）：126-をモデルの入力データに変換した。

140.

（イ）広域灌漑地区において取水や水配分等の人

7）吉田武郎・増本隆夫・堀川直紀・工藤亮治（2012）

為的な水管理や還元過程を表現できる広域水配分・

暖地積雪流域における積雪，融雪モデルの構築と還元・管理モデルを開発した。このモデルを組み込

分布型水循環モデルへの統合．農業農村工学会論

むことにより水利用を考慮することが可能となった

文集．277：21-29.

分布型水循環モデルは、流域水循環と農業用水管理

8）吉田武郎・増本隆夫・工藤亮治・谷口智之・堀の相互影響が評価できる。

川直紀（2012）広域水田灌漑地区の用水配分，管─ 311 ─理モデルの実装による流域水循環のモデル化．農第 1 帯水層（沖積統の砂礫層）、第 2 帯水層（洪積業農村工学会論文集．277：9-19.

統相当の砂礫層）、第 3 帯水層は（砂礫と粘土の互層）から構成されている。地下水面は第 1 ～ 2 帯水＊研究担当者（堀川直紀 、吉田武郎、増本隆夫、

層中にあり、ここでは、第 1 ～ 2 帯水層の地下水を浅層地下水、第 3 帯水層の地下水を深層地下水とす

工藤亮治）

る。
本研究では、手取川扇状地の地質構造、土地利

２

気候変動下における地下水環境の脆弱性評

用、地下水利用実態を整理するとともに、扇状地内

価のための指標の開発の地表水・地下水の水質及び同位体（主要イオン、

ア

酸素・水素安定同位体比、放射性同位体であるトリ

研究目的

流域における地下水流動は、一般的に、地形や水

チウムや放射性炭素）の分布特性を示し、浅層地下

文条件、水理地質構造などによる規制を受けている水の涵養源を分類するとともに、扇状地の浅層地下が、気候変動の進行に伴い、地表からの涵養量、河水と深層地下水の差異を明らかにした。

川からの伏流量、海面上昇に伴う塩水侵入量が変化

主 要 イ オ ン（Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NO3–、し、淡水資源としての地下水の賦存量が変動すると

NO2–、Cl–、SO42–）の濃度は、イオンクロマトグラ

予想される。しかし、地下水の流れは直接見ることフ（東亜 DKK 社製、ICA2000）により測定を行っができず、その流出入の複雑さ、測定の困難さかた。HCO3–濃度は、滴定法によって pH4.8 アルカリら、地表水の水収支の残差としてブラックボックス

度を測定することで求めた。

的に扱われてきた。特に水田地帯である扇状地で

水の酸素・水素安定同位体比（δ18O 及び δD）は、は、農地での水利用に伴う地下水涵養量の変化、河標準海水（VSMOW）の同位体比からの千分率偏差

川への地下水の流出、伏流、再流出が生じている（‰）として表した：が、これらのような地表水と地下水の交流現象の解δ[‰ ] ＝（Rsample/Rref – 1）× 1000
18

（1）

16

明は十分ではなく、これまでの気候変動影響の評価

こ こ で Rsample は 試 料 水 中 の O/ O 及 び D/1H、においては、涵養－流動－流出の空間的・時間的な

Rref は標準海水中の 18O/16O 及び D/1H である。酸概念は考慮に入れられていない。扇状地における地素と水素の安定同位体比の測定は、それぞれ、二下水保全の手法を検討するためには、流域での水循

酸化炭素ガスと水素ガスを試料瓶の気相部分に加環を正確に把握することが必要であるといえる。

え、連続フロー型前処理装置（Finnigan 社製 GAS

本研究では、環境に存在する複数の同位体（環境

BENCH Ⅱ）によって水とガスを同位体交換平衡同位体）の特性を利用し、気候変動下における沿岸の状態にさせて、平衡ガスを安定同位体比質量分

扇状地の地下水環境の脆弱性を評価するための指標析 計（Thermo Fisher Scientific 社 製，DELTA Vを開発した。

Advantage）に導入して測定した結果から、ガスと平衡状態にある水の安定同位体比を逆算した。酸

イ

研究方法

素・水素安定同位体比の測定誤差はそれぞれ 0.05‰、（ア） 扇状地における地下水の涵養－流動－流出

2‰であった。
試料水のトリチウム（T）は、固体高分子電解質機構の解明
本研究では、典型的な沿岸扇状地である手取川扇

型自動トリチウム濃縮装置によって電解濃縮し、濃状地（石川県）を対象地とした。扇状地の土地利用

縮後に蒸留精製した試料を液体シンチレーションカ

は水田が卓越している。扇頂部では、手取川の河川

ウンタで測定した。検出限界は 0.03 Bq L–1 であり、水がかんがい用水として取水され、扇頂部から扇端

濃度の単位として 1 TU（Tritium Unit）＝ 0.12 Bq

部にかけて樹枝状に広がる用水路を通じて水田に供

L–1 を用いた。試料水中の溶存無機炭素（DIC）の給されている。地下水の利用は、扇端部を中心とし放射性炭素（14C）の濃度は、変換して得られたグて、年間揚水量で 1 億 1,190 万 m3（2005 年度）にラファイトを加速器質量分析計で測定することで得及ぶ。扇状地の帯水層は、渡辺

1）の区分に従えば、た。また、14C 濃度から地下水の涵養年代を推定し、

─ 312 ─

水温やラドン濃度、主要イオン濃度などを測定し、この涵養年代は、同時に測定した DIC の炭素安定13

河川への地下水流出現象を検討した。

同位体比（δ C）の値を参照して補正された。
手取川流域では、2009 年 11 月に 13 地点で渓流

ラドン（222Rn）は、帯水層に含まれるラジウムの地表水を採取した。扇状地の浅層地下水は、かん（226Ra）の α 崩壊によって生成される半減期 3.8 日がい期（2008 年 8 月、2010 年 6 月）と非かんがいの希ガスである。このため、ラドンは、地下水中に期（2009 年 11 月）の計 3 回、一斉採水を実施した。

多く含まれる一方、地表水には殆ど含まれないこと

また、石川県立大学が保有する 2 本の観測孔（深度から、水域への地下水流出の指標として利用され

50 m と 150 m）で、2009 年 5 月から 2010 年 7 月まている。ラドン濃度は、現地の水試料から濱田ら 2）での間、定期採水を行うとともに、時期水位観測をのトルエン抽出法によってラドンを抽出したシンチ実施した。さらに、2009 年 5 月 28 日、6 月 22 日、レータを持ち帰り、液体シンチレーションカウンタ

8 月 6 日に扇状地の水田 9 地点で田面水の採取を行（Packard 社製，2250CA）で測定して濃度に換算しうとともに、2010 年 6 月 3 日には石川県立大学のた。安産川では、2012 年から 2014 年までの間、ラ近くの水田で田面水の連続採取を実施した。これら

ドン濃度の測定とともに、上流部において流量観測の採水試料について、主要イオン濃度と酸素・水素を実施した。また、農業用水が流入している最上流

安定同位体比を測定した。また、石川県立大学の観部と上流部 3 地点において、河川水温と水位の自記

測孔では、トリチウム濃度と 14C 濃度も測定した。

測定（Onset 社製 HOBO TidbiT v2、応用地質社製（イ） 扇端部の河川へ湧出する地下水の水温安定

S&DL mini）も実施した。

化機能の解明ウ

扇端部では、河川への地下水湧出によって水温が研究結果安定化しているが、将来的な湧出量や水温の変化が（ア） 扇状地における地下水の涵養源と流動状況

水環境や生態系に影響を及ぼすことが懸念される。

手取川の流域内では、集水域の平均標高が異なる

手取川扇状地の扇端部では、希少種であるトミヨが渓流の地表水中の δ18O が–12.12 ～–8.51‰の範囲内

生息し、将来的な湧水量や水温の変化によって影響に分布し、標高の高い試料で値が低く、標高の低いを受けることが懸念される。本研究では、手取川扇沿岸部にかけて値が大きくなる明瞭な高度効果を示

状地の扇端部に位置する安産川を対象として、河川した（図 2520-1）。扇状地での降水中の安定同位体

水や周辺の自噴井及び用水井の水（以下、井水）の比は流域内で相対的に大きな値になるが、扇状地に

図2520-1

0

5

Tedori R.

10km

18O (‰)
-9

–8.00
–8.50
–9.00

-10

–9.50
–10.00-10–10.50-10–11.00–11.50-11

Mt. Dainiti
1,368m

図 2520-1

Mt. Haku
2,702m

–12.00手取川流域における地表水の δ18O 分布
─ 313 ─

流入する手取川の酸素安定同位体比は上流域の水をた。降水の分布を示す天水線は、δD = 8.05 δ18O +集水しているため、扇頂部では相対的に低い値を示

19.52 で表された。

していると考えられた。

扇状地内の 9 か所の水田で採取した田面水の1818

扇状地の浅層地下水の δ O 分布は、かんがい期

δ O と δD の関係は、天水線からは外れ、より小さ（6 月、8 月）と非かんがい期（11 月）のいずれのな傾きの蒸発線上に分布した。3 回の採水を併せた時期においても、同位体比の小さい手取川の河川水

場合の蒸発線は、δD = 4.71δ18O – 15.84 で表された。

が扇状地の帯水層へ浸透していることが示された

湖沼における蒸発と同様に、動的同位体分別を考慮（図 2520-2）。地下水位の分布からも同様に、河川水することで、水田における蒸発の影響を概ね推定可の浸透が扇頂部から開始していることが示された。

能といえる。また、6 月に実施した一筆の水田内で扇央部で採取した降水の同位体比は、夏季には太の連続観測から、田面水の δ18O は時間経過ととも

平洋からの湿潤な季節風や気団の影響を受け、冬季に蒸発線上で線形的に上昇することが示された（図には大陸からの乾燥した季節風・気団の影響を受け

2520-3）。

るため、夏に大きく、冬に小さい値を示した。降水

表層付近の地下水中の同位体比のばらつきは、浸18の δ O と δD の降水量による加重平均は、それぞれ透過程において一定化する傾向を示すことから、涵

図2520-2–8.07‰、–43.94‰であり、流域の地表水の同位体比

養源として考えられる河川水、降水、水田からの分布から求めた高度効果の回帰直線と矛盾しなかっ涵養水の平均 δ 値をそれぞれ端成分（図 2520-4 中(a) Jun.

(b) Aug.

(c) Nov.
18O (‰)
–8.0
–8.4
–8.8
–9.2
–9.6
–10.0
–10.4
–10.8

0

図2520-424km

0図 2520-2

2

0

4km

2

4km

手取川扇状地における浅層地下水の δ18O 分布

0–2

18O (‰)

–6

–40

–8

water supply

water depth
Pa (inlet)
Pb (middle)
Pc (outlet)
average of paddy water
irrigation water

EM2

L

L
LE

–50

–60

[observed paddy field]

EM1

Pa
Pc

30m

–70

Pb

–12

70m

図 2520-3

GMEM3

6/3 22:00

6/3 18:00

6/3 14:00

6/3 10:00

6/3 06:00

6/2 12:00

6/2 16:00

water supply–12D (‰)–10

LM

zone 1zone 2zone 3zone 4
Tedori R. (Avg.)
Paddy (Avg.)
rainwater (Avg.)

–4

W
L

–30

図 2520-4

水田における田面水の δ18O の日内変化
─ 314 ─–10

18O (‰)–8

浅層地下水の δ ダイアグラム–6

の EM1，EM2，EM3）とし、それぞれからの距離る。よって、地表からの降水や水田涵養水が深層へで浅層地下水における涵養源別の混合割合を推定し寄与する割合は極めて小さいといえる。

た。河川近傍の地下水は河川水からの浸透による寄（イ） 扇端部の河川における水温変動と地下水流

与割合が高く（図 2520-5）、将来的な河川流況の変

出状況
扇端部の安産川周辺の自噴井及び揚水井で採取化の影響を受けやすいといえる。推定された浅層–

地下水への河川水の寄与割合と保存性の高い Cl 濃

された水（以下、井水）のラドン濃度の平均値は度は負の相関を有しており、得られた回帰曲線は、22.8 Bq L–1 であった。また、井水の δ18O と δD の

河川浸透の寄与割合が 100% の場合、手取川の平均

平均値は、それぞれ–10.2 ～–9.7‰、–64.5 ～–54.8‰–

Cl 濃度 4.09 mg/L にほぼ一致する。よって、推定の範囲にあり、浅層地下水の δ ダイアグラム（図された涵養源別の寄与割合は概ね妥当な結果と考え

2520-4）から涵養源別の混合割合を算定すると、平られた。

均で河川水が 80% 寄与していると推定され、比較

扇央部の観測孔で採水された浅層地下水と深層地
18

的将来の河川流況の変化による影響を受けやすいと下水の δ O は、年間を通して約 1‰の差を有して推察された。トリチウムの測定からは、これらの井いた（図 2520-6）。このことから、両層の地下水は水が、扇状地の浅層地下水と同様に現代の水である

混合していないと考えられた。この差異は、硝酸性ことが示された。扇端部では、沖積砂礫層と洪積の窒素が浅層地下水でのみ検出されることとも整合的

扇状地砂礫層の間に、海成粘土層が舌状に挟まれてである。また、トリチウムの測定結果からは、浅層いることが地質データより明らかとなっている。扇

地下水は現代の水であるのに対し、深層地下水は少端部の地下水は、地下水流動系において上向きの流なくとも 60 年以上前に涵養された地下水であると動方向を有するとともに、狭在する粘土層により被14推定された。さらに、 C 濃度から、深層地下水の圧されることにより、自噴帯を形成していると推測

滞留時間は 1000 ～ 3000 年程度であると推定されされた。
安産川では、Y28 より下流の河川水中で 1.0 Bq

た。

–1

浅層と深層で降水時の地下水位の変化が連動してL を超えるラドンが検出された（図 2520-7）。まいることから、浅層と深層は水理学的には連続してた、Y28 より下流の自記水温観測地点では、夏期いるといえる。しかし、両層の地下水の同位体・水や冬期に河川水温が自噴井の水温に近付く事象がみ

質組成の差異は明瞭であり、浅層から深層への浸透られた。これらのことから、安産川の河川水は地下よりも、水平方向の流動が卓越していると考えられ水の湧出による寄与を受けており、この寄与によっ

0

–24

–28

PU50
PU150
precipitation

40
80
120

–32

160

precipitation (mm/day)groundwater level (GL-, m)

図2520-6

200

–7
PU50
PU150

18O (‰)

–8

–9

–10

J A S ON D J F MAMJ J A SON D J F MAMJ J A S

図 2520-5 δ ダイアグラムから推定された河川水浸透の寄与割合の分布

図 2520-6 観測孔の浅層・深層地下水の地下水位及び δ18O の変動

─ 315 ─て河川の水温が安定化していることが確認された。

射平衡に基づき計算すると、上流部で流出する地下

安産川の上流部では、2013 年 3 月の調査において、水の滞留時間は、ラドン濃度 7.8 Bq L–1 から 2.3 日

Y30 下流の堰での取水によって Y28 の本川流量がと求められた。上流部の河川水温は，降水から 1 ～なかったが、Y26 より下流では河床からの地下水湧

3 日後に最上流部との差が大きくなって井水の水温出による河流がみられた（図 2520-7）。このときのに近付く（図 2520-9）。夏期においては、Y35 から–1

Y26 と Y24 のラドン濃度の平均値 7.8 Bq L を上流の水温差との相互相関係数が最も大きいのは 48 時

部に流出しているラドンの平均的な濃度と考え、他間移動平均の降水量で、タイムラグは 5 ～ 10 時間の調査時についてラドン濃度から河川流量への地下である（図 2520-10）。これらのことから、降水後約

水湧出の寄与を計算し、流量観測の結果と比較する

3 日までの間に地下水が河川に湧出し、水温変動にと（図 2520-8）、流量の増分は概ね地下水の寄与に寄与していることが示された。

よることが示された。一方、安産川の下流部では、

さらに、安産川上流部では、Y28 から Y24 まで

周辺の揚水井や自噴井からの地下水が河川に流入しの区間でラドン濃度が 1.0 Bq L–1 を超える点が季節ていることから、これらの寄与によって河川水温がによって変動していた。周辺の水田では、かんがい安定化していることが推察された。
図2520-8期や降雪期に湛水していることから、農地における安産川周辺の井水のラドン濃度の平均値 22.8 Bq

水管理の状況といった局地的な要因によって地下水–1

湧出区間の上端が移動していることが推察された。

Occupacy of groundwater discharge in Q
estimated from 222Rn concentration

L を周辺地下水の平均的ラドン濃度と仮定して放

20-7

120%
100%

2013/12/18
2013/11/25
2013/10/9
2013/8/8

80%
60%
40%
20%
0%

0%

20%

40%

60%

80%

100% 120%

Increment in Q from the intake weir

図2520-9*1 堰による取水量を、調査時の写真の水位から推定（2013/8/8は0.012-0.036 m3/s、12/18は0.024-0.036 m3/s）

図 2520-7 安産川における調査地点と 2013 年 3 月の
河川水中のラドン濃度の分布

図 2520-9

図 2520-8 安産川上流部の河川流量の増分と地下水の推定寄与率夏期（2013 年）降水時の安産川上流部の河川水温と水位の変化
─ 316 ─

図2520-10

図 2520-10

降水量と最上流部からの水温差（τ）との相互相関係数

このように、扇端部の河川への地下水湧出は、扇状て、将来の気候変動に伴う降水量の変化、ならびに地全体での地下水流動よりも局地的で短期的な水文

海面の上昇が地下水環境に及ぼす影響を評価するた過程が関係していることが示唆された。

めの指標となる水質及び同位体について検討した。
酸素・水素安定同位体比の測定によって、地下水へ

エ

考

察

の涵養源ごとの寄与率を推定し、扇状地の地下水環

河川伏流の寄与が大きい地下水は、降水パターン

境に影響を与える要因を抽出する方法を提示した。

や融雪時期の変化による河川流況変化の影響を受けまた、ラドン濃度の測定によって河川への地下水流

やすいといえる。一方、農地からの涵養を受けてい出の寄与を定量化し、扇端部の湧水が水環境に与える地下水は、気候変動に伴う水管理や作種の変更にている影響を把握する方法を提示した。

よる影響を受ける可能性がある。このような気候変動に対する涵養源ごとの脆弱性を評価するために、

キ

引用文献

地下水の酸素・水素安定同位体比の測定によって地

1）渡辺影隆（2002）手取川流域の自然環境Ⅲ手取

下水への涵養源ごとの寄与率を推定することができ

川扇状地の地下水系と水管理計画．地学教育．55

る。

（4）：149-172.

また、扇端部では、河川への地下水湧出によって

2）濱田浩正・今泉眞之・小前隆美（1997）ラドン

水温が安定化しているが、将来的な湧出量や水温の濃度を指標とした地下水調査・解析法．農業工学

変化が水環境や生態系に影響を及ぼすことが懸念さ

研究所報告．36：17-50.

れる。このような湧水帯において、河川水中のラド研究担当者（吉本周平 ＊、土原健雄、白旗克志、

ン濃度の測定によって河川への地下水湧出の寄与を定量化することができる。

オ

石田聡、皆川裕樹、増本隆夫）

今後の課題

今後は、気候変動に伴う河川流況の変化だけでな

３

高潮や洪水の規模増大による低平農地への

く、海面の上昇や融雪パターンの変化ならびに農地

温暖化影響評価法の開発

における土地利用及び水利用の変更が地下水環境にア与える影響を明らかにすることが必要とされる。まIPCC 第 4 次評価報告書（2007）等によれば地球

た、他の平野部における脆弱性評価手法の適用可能

温暖化は進行するとされており、将来的に各地で集性についても検討することが求められる。

中豪雨の頻発や規模の強大化、海面上昇（最大で研究目的

59 cm 程度の上昇）等が予測されている。これによ

カ

要

約

り、特に沿岸部にある低平地域においては洪水リス

地表水と地下水の交流が著しい沿岸扇状地においクの増加や排水状況の悪化が予想される。一方で、

─ 317 ─

現況の排水計画等における計画基準は長期間見直さ

ついて分析した。

れておらず、気候変動の影響は考慮されていない。

（ウ） 排水モデルの適用及び豪雨の模擬発生手法

将来的に、豪雨の強大化によって既存の排水関連施の検討

設の機能が基準を満たさなくなる恐れもある。さら対象地区において、主に森林から成る非氾濫域かには、低平地域の洪水規模の増大に伴い農地湛水被らの流出はキネマティックモデルを適用し、それら害などのリスク増加が予想されることから、これらが流入する氾濫域（低平部）では河川・水路及び水の影響を把握し対策を検討することが望まれる。そ田間での水移動を解析可能な低平地タンクモデルをこで本研究では、低平な農地が広がる石川県加賀三構築した。さらに、構築したモデルに過去に観測さ湖地区を対象とし、同地区周辺の降水パターン変動

れた豪雨時の雨量を入力し、再現解析により水位・傾向を明らかにするとともに、それらが洪水・排水流量の再現精度を検証した。また、排水モデルへ入に与える影響を評価する手法を開発することを目的

力するための多数の豪雨データを模擬的に発生させとする。

るシミュレーション手法の検討を行った。この手法で再現するべき豪雨の地域特性を得るため、研究方

イ

研究方法

法（ア）で用いた実測の降雨資料より抽出した豪雨（ア） 実降水資料の収集及び豪雨の変化傾向の分析をさらに詳細に分析し、観測豪雨の降雨強度及び降対象地区近傍の金 沢 地 方 気 象 台 よ り 収 集 し た

雨波形特性を明らかにした。

1940 年 1 月 か ら 2008 年 12 月 ま で の 69 年 間 の日・時間雨量の観測資料より、過去に発生した豪ウ雨イベント（日雨量 70 mm 以上、または 3 日間で（ア） 実降水資料の収集及び豪雨の変化傾向の分析

100 mm 以上の条件を満たす連続 3 日雨量）を抽出

ある閾値を超えるような豪雨の発生回数は、過去した。資料期間を 23 年間ずつ 3 期間（Ⅰ～Ⅲ期）

から近年にかけて明確な増加傾向は見られなかっに分割し、期間毎に豪雨の発生頻度及び雨量の変化た。一方、期間毎の各最大時間雨量の平均値では、傾向を比較した。特に雨量については短時間単位の最大 1 時間雨量の平均についてはⅠ期が最も高い

降雨強度の変化にも注目し、降雨期間中の最大 1、が、最大 6・12・24・48 時間雨量の平均はⅠ期から

3、6、12、24、48 時間雨量の平均値の増化傾向をⅢ期になるにつれて 4 ～ 9% 程度の増加がみられた

みた。

（表 2530-1）。さらに、豪雨中の最大 6 時間雨量の強（イ） 豪雨の将来予測結果の収集と分析

度分布をみるとⅢ期では発生割合のピークがやや大気 候 予 測 モ デ ル で あ る MIROC_3.2hire に よ る

きい雨量の方に移動しており、短時間雨量の強度が温暖化実験結果1,2）を収集した。データの期間は研究結果上昇傾向にあることが示唆された（図 2530-1）。

1980 年 ～ 2000 年（ 現 在 ）、2046 年 ～ 2065 年（ 近（イ） 豪雨の将来予測結果の収集と分析未来）、2081 年～ 2100 年（将来）の 3 期間であり、

MIROC の現在期間の日雨量データを分析する

空間解像度は 45″× 30″（約 1 km × 1 km）、切りと、観測値と比較して弱雨日（日雨量 10 mm 未満）

出し範囲は対象地区である石川県加賀三湖地区付近の出現頻度が高く、強雨日の頻度が低い傾向が認め（136.17°E ～ 136.31°E、36.27°N ～ 36.8°N）としられた。一方、Gumbel 分布により求めた確率 3 日た。各期間より過去資料と同様の閾値で豪雨を抽出

雨量（図 2530-2）では現在から将来にかけて増加傾しその強度変化をみた他、排水計画策定時の基準雨向がみられた 4）。特に農地を対象とする排水計画で量として用いられる 3） 確率 3 日雨量の変化傾向に基準となる 10 年確率の雨量値に注目すると、最大

表 2530-1
資料期間
Ⅰ期（1940～1962年）
Ⅱ期（1963～1985年）
Ⅲ期（1986～2008年）

豪雨発生回数と継続時間毎の雨量平均値の比較
発生
回数
69
78
50

最大
1時間
20.6
19.7
20.0

最大
3時間
38.7
39.3
39.1

最大
6時間
52.6
55.5
56.9

─ 318 ─

最大
12時間
70.0
75.1
76.1

最大
24時間
91.8
97.2
99.2

最大
48時間
118.9
122.6
123.4

72時間
128.7
136.2
133.3

30-1

Ⅰ期(1940～1962)
Ⅱ期(1963～1985)
Ⅲ期(1986～2008)

0.2

89.9 109.9 129.9 149.9−

80.0 100.0 120.0 140.0

69.9

−

60.0

49.9

−

40.0

29.9

−

20.0

−

0

−

0.1

−

発 生 頻 度0.3

最大6時間雨量 (mm/6 h)

図 2530-1

図 2530-2

豪雨中の最大 6 時間雨量の発生頻度

MIROC による確率 3 日雨量の将来変化

1）MIROC の現在期間及び同期間の観測値より確率 3 日雨
量値を求め、両者を再現年毎に比較して得られた比を補正係数とした。
2）図は、MIROC の現在、近未来、将来の確率雨量値に、
上記手順で求めたそれぞれの再現年の補正係数を 乗じ

図2530-2

ることでバイアスを補正した結果である。

となる近未来では現在と比較して約 50 mm の増加ことが推定された（図 2530-6）。

が予測された。これらの結果は使用する気候モデル

一方、観測豪雨の降雨波形（雨の降り方）特性をの種類・CO2 排出シナリオ（最新のものでは RCP

把握するため、その波形パターンを無次元化した積シナリオ）等により異なるが、将来変化傾向の一例

算雨量曲線（各時間ステップまでの積算雨量を総雨として捉えることができる。

量で除した割合で示す）で表示した（図 2530-7）。

（ウ） 排水モデルの適用及び豪雨の模擬発生手法

その結果、降雨期間の前半、中央あるいは後半に雨の検討量が集中する多様なパターンが発生していることが図 2530-3 に対象地区の概要を示す。低平部には見て取れた。さらに、1 時間雨量の系列が持つ自己

柴山潟・木場潟があり、山地からの流出や水田域か相関係数をみると、遅れ時間を 1 としたときの値は

らの排水はこれらの潟を経由して日本海に排出され約 0.55 であった。

る。排水モデルは柴山潟及び木場潟を経由する排水系統ごとに適用した（図 2530-4）。このモデルの精エ

度を検証するため、対象地区で実際に洪水被害が発（ア） 実降水資料の収集及び豪雨の変化傾向の分析

生した豪雨イベント時（2006 年 7 月 17 日～ 19 日）

実測豪雨の変化傾向を長期間の観測資料より分析の雨量データを入力した再現解析を行った。山間部

すると、豪雨の発生頻度には明確な増加傾向はない

からの流入を受ける動橋川地点（図 2530-4 河道タことが明らかになった。しかし、降雨強度には変化

ンク No.17）の流量及び柴山潟水位（同、No.4 タン

傾向がみられ、特に豪雨期間中の短時間雨量の強度ク）の解析結果を観測値と比較すると、図 2530-5が上昇していることから降雨パターンが集中化しての よ う に 良 好 な 再 現 結 果 を 得 た（ 相 対 誤 差 は 図いる可能性が示唆された。

2530-5（a） で 20.7%、（b） で 10.3%）。 同 時 に、 こ（イ） 豪雨の将来予測結果の収集と分析のイベント時の各水田の湛水状況を確認すると、特豪雨の発生頻度及び雨量規模は将来的に増加傾向に潟周辺の低標高水田では湛水被害が発生していたにあるが、その強度が最大となった近未来の 10 年

─ 319 ─

考

察

141

138
137

1

136

101

2
103

133

102
105

104

129

4
5
6

15
118

117

115

14

13
116

12
111

20

16

108
110

8
9

112

10

113

11

114

32

123

17

34
144

22
125

23

121

19

131

124

120

18

33
143

21

119

7

26
130

31

106
107

139

142

134

25

24

30
140

135

27

132

128

3

109

28

29

127

126

122

Iburihasi
River

Youkaichi
River

References：Channel Tank
：Paddy Tank
：Urban Tank
：Pump Station：Floodgate

図2530-4

図 2530-4 排水モデルのブロックダイヤグラム（柴山潟系統）

対象地区の概要

010
Observed 20
Calculated 30

3

Rainfall （mm/h）

Discharge (m /s)

図 2530-3

400
200

0

20

40

(a) Iburihashi River (Tank No.17)

60 Time(h)010Observed 20
Calculated 30

Rainfall （mm/h）

Water level（m）

0

2
1
0

0

20

40

60 Time(h)(b) Shibayama Lagoon (Tank No.4)

図 2530-5 流量及び水位の再現解析結果（2006 年 7図2530-6
月 17 日～ 19 日）

図 2530-6

水田のピーク湛水深の推定結果

Cumulative rainfall

1

0.5

0
0

図 2530-7

0.5

Time

1

無次元化した積算雨量曲線で示す観測豪雨の降雨波形パターン

図2530-7

─ 320 ─

確率 3 日雨量は現在の 25 ～ 35 年確率程度の雨量にれたことから、これまでに整備された排水施設規模

相当することが推定された。このため、過去の降雨が求められる水準を満たさなくなる恐れがある。

データを用いて計画された既存の排水施設（排水（ウ） 排水モデルの適用及び豪雨の模擬発生手法

路、排水機場等）では容量が不足し、将来は豪雨時の検討適用した排水モデルにより対象地区での豪雨時のに十分な排水対応ができず求められる水準を満たさなくなる恐れがある。

河川流量及び水位を十分な精度で再現できた。本モ（ウ） 排水モデルの適用及び豪雨の模擬発生手法

デルに将来を想定した豪雨を入力することで、そのの検討影響を分析することが可能である。また、観測資料

山地からの流出量と、それが流入する低平部の河より抽出した多数の豪雨の降雨波形を比較すると、川水位が再現できたことで、本モデルを用いて排水

多様な降雨波形パターンが発生していることが明らへの気候変動影響評価を行うことは妥当であるといかになった。

える。継続課題では、さらにモデルの精度を詳細に検証し、より精度を高めるよう取り組む。また、観

キ

引用文献

測豪雨では様々なパターンの降雨波形が発生してい1）Meehl G. A. et. al.（2007）The WCRP CMIP3

ることが明らかになった。実測値の代替として用い

multimodel dataset: A new era in climate change

ることを目的とした豪雨データを発生させるために

research. Bull. Amer. Meteor. Soc. 88: 1383-1394.

は、この雨の降り方の多様性（波形パターン及び自2）Okada M. et. al.（2009）Mesh Climate Change

己相関性）も十分に再現する必要がある。

Data of Japan Ver.2 for Climate Change Impact
Assessments Under IPCC SRES A1B and A2. J.

オ

今後の課題

Agric. Meteorol. 65（1）:97-109.

降雨の観測資料は今後も蓄積されるため、さらに

3）農林水産省農村振興局（2006）土地改良事業計

詳細な豪雨の変動傾向を把握するためには継続的に

画設計基準及び運用・解説

計画「排水」．pp. 186-

最新の資料を分析していく必要がある。同様に、気199.

候予測モデル出力の精度も日々進歩しており、複数

4）皆川裕樹・増本隆夫（2010）実降雨データと温のデータを収集・分析することで将来予測の不確実暖化実験データにみる金沢周辺の豪雨の強度変化

性を十分に把握する必要がある。また、本課題のよと発生分布．応用水文．22：1-10.

うな時間単位の降雨データを必要とする場合は、日研究担当者（皆川裕樹＊、増本隆夫、桐単位の雨量値を時間単位へ変換する手法も大きな課

博英）題となる。その解決策として短時間単位の豪雨の模擬発生手法を検討しており、継続課題ではこの手法を完成させるとともに豪雨の雨量、降雨パターンの４

水田や貯水池・ため池の持つ災害低減機能変化に注目した低平地排水への気候変動影響評価をを利活用した温暖化対策技術の開発

実施する。

ア

研究目的

洪水と渇水に代表される両極端現象の増大に対し

カ

要

約

ては、影響評価の次段階として、影響を軽減するた（ア） 過去から現在までの豪雨の変動傾向

めの対応策の提示が重要である。これまで、農地や対象地区付近では、過去から現在まで豪雨発生頻灌漑施設には生産性の向上に加えて、洪水防止、地度には明確な増加傾向は見られないものの、発生し下水涵養、流出抑制などの様々な機能を有している

た豪雨の降雨強度がやや増加するなど降雨パターン

ことを明らかにしてきたが、それらを積極的に利活が集中化している可能性が示唆された。

用した、あるいは増強した流域管理としての温暖化（イ） 現在から将来にかけての豪雨の変動傾向

影響に対する具体的な対応策はこれまで検討されて気候予測モデルの出力では、排水計画に用いられこなかった。一方、両極端現象の発生と流域の管理

る 10 年確率 3 日雨量が将来的に増加すると予測さを一体としてとらえた上で、水田や貯水池・ため池

─ 321 ─などの持つ洪水防止機能のハードとしての増強法やら 2））。その結果、これまで開発してきた分布型水貯水池・ため池の統合的管理・運用の改良などソフ

循環モデルを用いれば日流量や河川流量の変化など

トとしての対応策の組合せや調和が必要となってくに対して具体的な情報を出力でき、何らかの対応策る。そこで、ここでは水田の持つ洪水防止機能を強を検討する際に、流域を対象とした時の任意の地点

化し積極的に利活用する温暖化対策技術の提案と対と時間に対して、対応策の効果について検討できる

策技術の評価法の開発を行う。また、貯水池の運用ことを明らかにした（増本 3））。一方、流域低平部

による温度管理を通じた広域水管理や作物生育の管における氾濫現象に関しては、低平地タンクモデル

理手法ならびに両極端現象に対応して貯水機能や洪や FEM 氾濫モデルを用いて対応策に対する効果を

水調整機能を最大限に発揮できる貯水池・ため池の調べた（増本 4））。さらに、一連の気候変動影響評

水管理システムを開発する。

価法を用いれば、極端に観測データが不足する地域の灌漑計画立案に役立つ情報の生成が可能であるこ

イ

研究方法

とも分かった（長井ら 5））。

（ア） これまで開発してきた温暖化影響評価のた（イ） 水田の持つ洪水防止機能の評価法の検討

めの分布型水循環モデルならびに氾濫モデルを高度水田の持つ洪水防止機能の発揮に関連して、水田化させ、温暖化対策の評価法として利活用するため主体の流域あるいは水田が都市域への土地利用の変の手順と方法を明らかにした。

化した流域を対象に、過去の豪雨に伴って甚大な農（イ） 将来の気候変動下で増大する超過洪水に対地被害があった地区と氾濫現象を選出した。その結応するため、水田地帯の持つ洪水防止機能を増強さ

果、表 2540-1 に示すような氾濫現象、すなわちカ

せ流域管理の一部として取り入れるための技術や方スリン台風に伴う大洪水、小貝川氾濫、東海豪雨に法を提示した。

伴う都市型氾濫、メコン河 2000 年大洪水、7.13 新（ウ） 貯水池やため池が単独あるいは群として持潟豪雨による破堤氾濫を選び出し、それらの氾濫過

つ渇水や洪水に対する貯留機能と効果の発現形態に程を明らかにするための基礎資料集めと検討のためついて明らかにするととともに、ハード対策とソフの方向性を決定した。それらの中から、農業用排水ト対策の両面からの温暖化対応策を提案した。

機場が未曾有の大氾濫の被害軽減に役だった氾濫と流域内の土地利用が水田から都市部に大きく変化し

ウ

研究結果

た地域で発生した都市型水害を、例えばそれぞれ図（ア） 分布型水循環モデルによる対応策の効果の2540-2 と図 2540-3 に例示する。
気候変動に伴い増大が予測される極端現象に対す評価
これまで開発してきた農地水利用を考慮した分る気候変動対応策の一つとして、広域水田の持つ洪布型水循環モデル（DWCM-AgWU）により、洪水水防止機能を利活用する方策を提案した（増本 6,7））。

や渇水といった両極端現象に対する温暖化影響評
1）

価が可能かどうかの検討を行った（工藤ら 、吉田

表 2540-1ａ

低平地水田域の洪水防止機能の評価式として、S/S0 =（（D0 – D）/D0）u（D、S：排水・貯留能

対象とする過去に発生した氾濫事象

事象

発生年

豪雨の規模
（発生確率）

氾濫面積（km2）

被害額（億円）カスリン台風

1947

1/200年

440.0

128（当時）18兆円［現在価値］

小貝川氾濫

1986

1/50年

26.6

72.1

東海豪雨

2000

1/50～1/70年

19.0

6,700

メコン河氾濫

2000

39,0001/30～1/60年
14.5（百億USドル）（下流部） ［6,200（水田）］

新潟・福島豪雨

2005

1/400～1/500
年（上流部）

─ 322 ─

12.4

2,120

力、D0、S0：最大排水・貯留能力、u：曲線のパラ軽減効果を評価した。河川破堤・流入量推定、水収メータ）を利用する（例えば、図 2540-2）。流域レ

支解析、低平地タンクモデルによる出水氾濫解析等

ベルでは、大洪水に対し、低平水田域（排水路・河を行い、氾濫過程を再現した（図 2540-3）。その結川を含む）が洪水を積極的に貯留するバッファー

果、前者地区のピーク時の氾濫量は機械排水によとしての遊水地機能を果たす。例えば、2000 年のり 1 日で急激に降下し（図 2540-4（a））、一方、後東海豪雨に伴う大氾濫（1/70 年の確率降雨（日雨者地区の氾濫量の排除には約 7 日間を要し、氾濫水

量 334 mm））に対して（図 2540-1）、庄内川で検証の多くは低標高の農地に貯留されている（図 2540-4

した上記の関係を、1965 年と 2000 年の土地利用（b））。 氾 濫 規 模 は 地 区 内 の 排 水 施 設 の 整 備 水 準

状況での検討に応用できる（図 2540-2）。1/50 確（1/15 年規模）を遙かに超えたが、農業用施設が大率年の雨量では、1965 時点で水田の洪水防止機能

氾濫に対しても十分な効果を発揮した。この機能を（152.6 mm）は、現時点の推定量（188.1 mm）より

超過洪水時の流域管理に活かすことが第 1 の対応策

3

4.9 × 106 m 大きい（機能量 1）。この量は、土地である［適応策 1］。
ｃ

利用変化に伴う水田等農地で貯留すべき必要量とい

機械排水主体の低平水田流域では、排水先える。一方、現況の通水能力を 44% 増加（機能量の河川計画は 100 年確率規模（利根川は 200 年）の2）させて 1965 年当時の水田貯留容量増と同等の対洪水が対象で、一方農業用施設は 10 年規模（近年策を確保できる。

は 20 ～ 30 年の例あり）に設定されている。そこで次に、2004 年の 7.13 新潟豪雨（栃尾市雨は、10 年規模の排水能力を越える流出量は水路や量は 421 mm/ 日（400 年確率））を対象に、刈谷田

水田で強制的に貯められ、農地域は河川下流の洪水

川右岸地区（機械排水）及び中之島地区（自然排危険度の減少に役立つ。すなわち、この機能（10水）の大氾濫現象において、農業用施設が持つ災害～ 100 年確率規模の水田貯留量）を流域管理上、流図 2540-1 東海豪雨による氾濫域（2000 年、氾濫面
積：19 km2）

図 2540-2 新川流域における河川流下能力と水田貯留能力の関係（1965 年と 2000 年）ｂ─ 323 ─

図 2540-3 7.13 新潟・福島豪雨よる氾濫時のシミュレーションによる谷田川右岸・中之島両地区のピーク時湛水状況（×印は破堤地点）

図2540-3

図 2540-4

灌漑受益地と配水の計算順序の決定

1）受益地
2）配水順序域下流の都市氾濫防止策として積極的に利活用する

上流の 4 支川ナコンサワンまでに合流し、その下流［適応策 2］。

に平坦なデルタ地帯が広がっている。上流には二つ2011 年発生の米国ミシシッピー川やタイ国チャの灌漑用の経年貯留型の巨大ダムが建設され、ナコ

オピヤ川の大氾濫に同様の分析ができる（図 2540-

ンサワン下流のチャイナートとアユタヤの間には、

5）。そこで、広域水田の持つ洪水防止機能を利活用

本川左岸に用水路と本川に囲まれた五つの灌漑区か8）らなる優良な灌漑水田地帯（2,260 km2）が広がっする対応策の検討事例を以下に示す（増本 ）。
①流域面積 16 万 km2 のチャオプラヤ川流域は、ている（図 2540-6）。

─ 324 ─

図 2540-5 タイ国 2011 年大氾濫の状況（左方の水田地帯が氾濫水で満水状態になった
後の主要道路上の氾濫水流れ、破堤して一期に氾濫水が移動、右方も水田地帯）

図2540-5

図 2540-6

破堤地点と水田氾濫域の地帯分割②上流では、2011 年の降雨量の増大が例年より甚大な被災を受けた。

1 か月早く、その後豪雨が連続したため、両巨大ダ③破堤氾濫水は、主要幹線道路や河川堤防（兼道

ムは 9 ～ 10 月に満水に達し、洪水貯留の機能を発路）で分割された農地に（図 2540-6 参照）蓄えら揮できなくなった。その過程で、ナコンサワン下流

れた。氾濫過程としては一つ水田域（周囲：堤防か

チャオプラヤ大堰の上下流で、図 2540-6 の①～⑫幹線道路）が満杯になるまで貯留され氾濫水位が下の順で 9/14 ～ 10/7 にかけて堤防破堤が生じ、大流側道路を越えると道路を堰とした流れが生じ、下量の氾濫水が左岸水田地帯に流れ込んだ。さらに、流側へ氾濫していく（図 2540-5 左写真）。水田上の本川洪水や氾濫水は下流バンコクにも達し、全国

氾濫・貯水はこの過程を繰り返す。図 2540-7 が上

2

土 71 州、4 百万世帯 1,370 万人、1.8 万 km の農地、記方法による各ブロックにおける氾濫貯水量の推定

32 の都市商業地域（アユタヤ～バンコク間）等が結果（日単位）である。全ブロックの氾濫量の合計

─ 325 ─

図 2540-7

道路境界の水田地区の氾濫貯留量推定（〇は衛星推定値）［MCM：百万 m3］

推計値と衛星データからの氾濫量推定値を比較して用規則、操作規程、慣行操作等の情報を用いて貯水いるが、十分な精度で再現されていることが分か

池水収支における制約条件として定式化する。頭首る。

工地点の計算河川流量と水利権水量の差から灌漑必④結果として、対象の水田地帯全体での最大氾濫

要放流量を求め、貯水池において計算流入量と制約量は、3,660MCM（平均氾濫水深 1.68 m）と推定で条件から貯水量及び放流量を求める。その結果、3きた。また、各ブロックの氾濫開始から満杯まで期間においてそれぞれ 20 年間のシミュレーションの時間は、Upper：8 日間（開始日：9/21）、Upperのうち水不足が生じた年数は、現在、近未来、21right：3 日間（9/18）、Central：20 日（9/14）、

世紀末でそれぞれ 4、8、7 年間あり、将来は渇水

Lower left：10 日間（10/3）、Lower right：5 日間が増加すると推定された。現在及び 21 世紀末のそ（10/12）となった（地帯区分は図 2540-6 参照）。解

れぞれ 20 年間の貯水量の年間推移を図に示す（図析の結果、全土での最大洪水氾濫量（10,000MCM

2540-8）。現在では、灌漑開始時にはいずれの年もと推定）に対して、対象の水田地帯は氾濫水の貯留

満水管理ができるが、21 世紀末には満水にならなや氾濫水の遅延化に大きく貢献し、下流バンコクのい年が多く灌漑前期に貯水量が 0 となり、水不足が氾濫被害を軽減したと判断できた。この効果を、気発生する。このように、積雪地域の農業用貯水池に

候変動下の将来の異常洪水発生時の流域管理に組み特徴的な冬期に貯水量を低く維持する運用方法は、入れていく。

気候変動下では見直しが必要になる（堀川ら 9））。

（ウ） 貯水池やため池の管理モデルの開発と対応策の検討
ａ

次に、気候変動への対応策としての貯水池の運用方法の改善案を二つ提示して、現行の運用方法と併貯水池管理のための検討対象地区は有効
3

せて、気候変動下の渇水リスク（年平均灌漑用水不貯水量 920 万 m の農業用貯水池を有し、積雪地帯

足量）を推定した（図 2540-9）。21 世紀末においてにある新潟県関川流域である。水循環モデルは分は、上昇する渇水リスクを貯水池運用の改善案の実

布型水循環モデル（DWCM-AgWU）を、将来気候

施により、現在と同程度に低減することが可能であの予測値には、MIROC3.2_HIRES-A1B シナリオにること、近未来においては改善策による渇水リスク

おける温暖化予測実験結果を用いた。現在（1981

低減効果は見られるが、現在と同程度までに低減す～ 2000 年）、近未来（2046 ～ 2065 年）、21 世紀末

るには、貯水池運用以外の対応策が必要であること（2081 ～ 2100 年）の 3 期間で貯水池運用のシミュが、この検討により推定された。

レーションを行った。まず、貯水池運用方法は水利─ 326 ─

図 2540-8

貯水量の年内変動

1）現在（1981-2000 年）2）21 世紀末（2081-2100 年）

図 2540-9貯水池水管理方法の改善と渇水リスク

一方、ため池の管理モデルの開発のため

次に、東広島市椋梨川上流域ため池群において、に、椋梨川流域において、ため池洪水吐の測量等を

RCM20 の日降水量データからバイアス補正した行いその構造と流量係数を決定した。それを作成済

2031 ～ 2050 年 と 2081 ～ 2100 年 の 超 過 確 率 降 雨

みの広域洪水流出モデル（河道に不定流モデル、た（24 時間雨量）を作成し、気候変動に伴うため池群

め池貯水池にボックスモデル、後背地流出に貯留関の下流河川に対する洪水緩和効果の変動を上記モデ

数モデルを適用）に導入しモデルを改良した（吉迫ルで評価した。その結果、降雨前のため池群貯水ｂ

10,11））。改良モデルを用い降雨前のため池群総貯率が 65% の場合には、基準点（椋梨川楊杓橋地点）

水率とピーク流量緩和率（下流基準点）、ならびににおいてピーク水位が堤防護岸天端に達する降雨

降雨ピーク時点の空き容量のあるため池流域面積率

強度（24 時間連続中央集中型）は現況では 29 年確とピーク流量緩和率の関係を求めた結果、後者で一率であるのに対し、2031 ～ 2050 年では 8 年、2081

次式の関係が得られ、降雨ピーク時点の空き容量の～ 2100 年では 5 年と氾濫発生頻度が大きく増大す存在が下流ピーク流量緩和に直接寄与することが明

ること、全ため池が潰廃した場合にはそれぞれ 22

らかになった（図 2540-10（b））。また、利水容量

年、7 年、4 年に変化することから、基準点におけ管理によるため池群への洪水調節容量付与と干ばつる氾濫発生頻度に関して、流域のため池群が持つ洪時の用水補給確保を目的に、広島県東広島市と石川

水緩和機能は気候変動に伴い発揮される機会が増大

県珠洲市、愛知県春日井市、甲府市のため池等の水することを明らかにした（例えば、図 2540-11、表

文観測、特に椋梨川流域（56 池）と紀の川流域（262540-2）。また、洪水吐を改修した場合と放流口（オ池）のため池群における貯水位の定点観測（灌漑期

リフィス）を設置した場合における洪水緩和効果を

前 / 梅雨入り前 / 台風シーズン前）を実施した。

考察した。

ら

─ 327 ─

2540-10

緩和率（ピーク流量：％）

16
14
12
10
8
6
4
2
0
0

20
40
60
80
降雨前のため池群総貯水率(%)

緩和率（ピーク流量：％）

22年確率（中央集中型）

100

11年確率（後方集中型）

15
10
5
0
0

20

40

60

80

空き容量のあるため池流域面積率(%)
22年確率（中央集中型）

図 2540-10

11年確率（後方集中型）

図 2540-11 ため池群の洪水緩和効果（ピーク流量：2031 ～ 2050 年）

ピーク流量の緩和率（基準点流量）

1）降雨前のため池群総貯水率との関係
2）空き容量のあるため池流域面積率との関係

表 2540-2
降雨前の貯水率（降雨前の水位率）

ため池群の洪水緩和効果（ピーク水位）

0%
(0%)

8%
(10%)

16%
(20%)

25%
(30%)

34%
(40%)

44%
(50%)

54%
(60%)

65%
(70%)

76%
(80%)

88% 100%
潰廃(90%) (100%)

37
10
6

37
10
6

36
10
6

35
10
6

34
10
6

32
9
6

31
9
5

29
8
5

27
8
5

26
8
5

24
7
5

22
7
4

18
6
4

18
5
4

17
5
4

17
5
4

16
5
4

16
5
3

15
5
3

15
5
3

14
4
3

13
4
3

13
4
3

11
4
3

（中央集中型／24時間）
確率年（現状）確率年（2031～2050年）
確率年（2081～2100年）（後方集中型／24時間）
確率年（現状）確率年（2031～2050年）
確率年（2081～2100年）

エ

考

察

止機能の評価法や具体的な適応策を検討した。その開発してきた農地水利用を考慮した分布型水循環

結果、特に、後者の 2 事例を基に、農業用施設（水モデル（DWCM-AgWU）は、極端現象を対象とす田も含む）が大氾濫に対しても十分な効果を発揮

る気候変動影響評価に利用できるだけでなく、流域し、その機能を超過洪水時の流域管理に活かす対応を対象とした対応策の効果についても有用な情報を策（第 1 の適応策）や、農業用施設と河川等の都市提供してくれることを明らかにした。

型施設の整備水準の違いを利用して、この機能（10次に、過去に発生した氾濫現象（カスリン台風に～ 100 年確率規模の水田貯留量）を流域管理上、流伴う大洪水、小貝川氾濫、東海豪雨に伴う都市型氾

域下流の都市氾濫防止策として積極的に利活用する

濫、メコン河 2000 年大洪水、7.13 新潟豪雨、2011

対応策（第 2 の適応策）の提案を行った。

チャオプラヤ川大氾濫）を対象に水田の持つ洪水防─ 328 ─また、貯水池やため池の管理モデルに関しては、

それぞれのモデルを開発するとともに、現在、近未

キ

引用文献

来、21 世紀末のそれぞれの 20 年間で施設やそれを

1）工藤亮治ら（2013）大規模貯水池灌漑地区にお利用した水利用に対して影響評価を行った。その結ける水田水利用過程のモデル化と分布型水循環モ

果、将来は渇水が増加すると予測され、現在では灌デルへの統合．応用水文（シンポジウム報告編）．

漑開始時にはいずれの年も満水管理ができるが、2125：61-70.

世紀末には満水にならない年が多く灌漑前期に貯水

2）吉田武郎ら（2012）流域水循環のモデル化にお量が 0 となり、水不足が発生するなどの影響が明らける低平河川からの氾濫過程の導入方法．農業農かになった。一方、ため池の管理モデルを開発した

村工学会論文集．281：27-34.

上で、降雨ピーク時点の空き容量の存在が下流ピー

3）増本隆夫・石田聡（2011）気候変動が水・土地

ク流量緩和に直接寄与していることを明らかにし資源に及ぼす影響評価と対策技術の開発研究 . 農

た。また、適応策としては、貯水池の運用方法につ

業農村工学会誌．79（12）：15-18.

いて二つの改善案を検討し、21 世紀末においては、

4）増 本 隆 夫（2012） 気 候 変 動 と 水 田 の 水 利 用，

上昇する渇水リスクを貯水池運用の改善案により、Journal of Rainwater Catchment Systems（日本

現在と同程度に低減することが可能であること、近雨水資源化システム学会誌）．17（2）：79-85.

未来においては渇水リスクを現在と同程度までに低5）長井薫ら（2011）データの極端に少ない地域に減するには貯水池運用以外の対応策が必要であるこおける新たな流域灌漑方式．農業農村工学会誌．

となどを明らかにした。一方、ため池に対する対応

79（4）：15-18.

策では、流域のため池群が持つ洪水緩和機能は気候

6）増本隆夫（2010）気候変動下の災害軽減に向け変動に伴い発揮される機会が増大すること、さらにた水田の洪水防止機能の利活用．農業農村工学会

は洪水吐の改修や放流口（オリフィス）の設置など

誌．78（9）：11-14．

の洪水緩和効策もある程度の効果があることを示し

7）増本隆夫（2010）広域水田地帯の洪水防止機能た。

の評価と将来の流域水管理への利活用（Ⅰ）．
（Ⅱ）．
水利科学．No.315: 23-38. No.316: 66-77.

オ

今後の課題

8）増本隆夫ら（2012）2011 年チャオピヤ川大氾濫にみる水田貯留の果たした役割．平成 24 年度農業

当課題は、気候変動の農地水利用への影響評価法と連携した課題であり、そこで開発した気候変動影

農村工学会大会講演会要旨集．538-539.

響評価法が適応策の効果の評価にも利用できること

9）堀川直紀ら（2011）貯水池運用を考慮した農業

から、今後は両課題を統合して、極端現象へ特化し用水利用の温暖化影響評価．平成 23 年度農業農村

た農地水資源の評価と適応策評価法の開発に特化し工学会大会講演会要旨集．220-221.
10）吉迫宏ら（2010）椋梨川流域におけるため池群ていく必要がある。

の洪水軽減効果．平成 22 年度農業農村工学会大会

カ

要

約

講演会講演要旨集．280-281.

開発してきた分布型水循環モデルにより、対応策

11）吉迫宏ら（2012）小規模ため池の越流リスクとを検討する際に、任意の地点と時間に対するその効

減災対策の評価．平成 24 年度農業農村工学会大会

果について検討できることを示した。次に、広域水講演会要旨集．554-555.

田の持つ洪水防止機能を利活用する方策を検討し、研究担当者（増本隆夫 ＊、工藤亮治、堀川直紀、

都市域の被害軽減効果がマクロに評価でき、流域内の土地利用変化にも対応可能な方法であることが分

吉田武郎、吉迫

かった。さらに、気候変動に伴う災害リスクの軽減のために、豪雨災害や大氾濫に焦点を絞り、低平地帯の水田や農業施設（貯水池、ため池等）が持つ洪水防止機能を積極的に利活用する流域管理法を提示した。
─ 329 ─宏）

５

地下ダムや淡水レンズへの温暖化影響評価

しながら 20 年周期で繰り返すとして作成された降と対策技術の開発

水データを入力し、地下ダム貯留域の地下水位と硝ア

酸性窒素濃度の将来予測計算を行った。

研究目的

気候変動に関する政府間パネルの第 4 次評価報告

ま た、 淡 水 レ ン ズ 水 資 源 に つ い て は 沖 縄 県 多書によって予想される温暖化とそれに伴う海面上昇

良 間 島 を モ デ ル 調 査 地 と し、 密 度 流 評 価 モ デ ルの影響は、特に水源を淡水レンズや地下ダムに依存

SEAWAT2000 を用いて、多良間島を含む約 14 kmする島々において深刻である。淡水レンズ水資源は× 14 km の平面領域を 100 m ～ 200 m のグリッド

地球温暖化に起因する海面上昇によって淡水レンズに分割、鉛直方向には 18 層に分割し、海面上昇にの厚さが縮小する（World Bank 2000 の試算例ではよる沿岸部の水没を考慮したシミュレーションモデ

最大 29%）とされている。また、南西諸島に建設ルを構築し、海面上昇が淡水レンズ地下水に及ぼすされている農業用地下ダムにおいては、海面上昇に影響を評価した。

よって地下水が塩水化する可能性が指摘されてい（ウ） 温暖化に適応する対策手法の開発る。このため本課題では地球温暖化が地下ダムや淡地下水中の塩淡境界を乱さない揚水手法につい

水レンズに与える影響の評価と対応策の策定を研究て、淡水域と塩水域から同時に揚水を行う二重揚水の目的とする。

手法について求められる条件を整理するとともに、孔内の一定区間をパッカーで遮断し、その上下から

イ

研究方法

揚水を行う装置を試作した。

（ア） 調査地における地下水の賦存状況把握

ウ

地下ダムについては、沖縄県糸満市の米須地下ダ研究結果

ムをモデル調査地区に選定した。塩水侵入阻止型地（ア） 調査地における地下水の賦存状況把握

下ダムである米須地下ダムの貯留域における止水壁

地下ダム建設時（2004 年 8 月）に存在していた建設前後での塩水分布状況について、地下ダムの流塩水域のうち、ダム軸東西の基盤の凹部に電気伝導域内に設置されているボーリング孔で電気伝導度の度 500 mS/m を超える領域について、現在も塩水

鉛直分布を測定するとともに、自記計を設置して電が残留していることを確認した（図 2550-1）。地下

気伝導度の変化を記録した。また、文献調査・資料

水中の電気伝導度は 500 mS/m を超えると深度が収集によって、止水壁建設前後の塩水分布の変動を増すにつれて急激に上昇し、海水に近い濃度を示す

把握した。

地点も見られた（図 2550-2）。塩水が残留している

また、帯水層中に淡水レンズが存在する沖縄県多範囲は建設時のものとほぼ同様であった。地下ダム

良間島において、淡水地下水の賦存量を明らかにす

貯留域における塩水塊の挙動は、左岸側で潮汐に伴るため、島内 7 箇所の地下水観測孔及び 12 箇所のう圧力伝搬の影響と思われる約半日周期の変動が比既存井戸において、地下水の電気伝導度の深度別測較的明瞭に見られた。一方、右岸側では、降水に定及び電磁探査を行った。また、島内の塩淡境界を

よって電気伝導度が鋭敏に変化するような挙動や、有する観測孔において深度別に電気伝導度計 5 機を潮汐の影響とみられる周期的な変動は見られなかっ設置し、約 1 年間観測を実施した。

た（図 2550-3）。

（イ） 地下ダム及び淡水レンズに対する温暖化影
響評価

淡水レンズを対象とした電気伝導度の深度別測定（図 2550-4）では、電気伝導度 200 mS/m 以下の淡地下ダムについては、貯留域の地下水位と硝酸性水の厚さを実測できた 12 箇所における淡水厚は 0

窒素濃度の変化を再現する数値計算モデルを構築～ 7.2 m であった。電磁探査結果の解析により推定した。モデルでは、米須地下ダムの流域を 10 のブされた塩淡境界深度は、地下水観測孔における電ロックに分割し、モデルパラメータを地下ダム建設

気伝導度 1,840 mS/m を示す深度に対応していた。

前のデータによってキャリブレーションした。この

電気伝導度の深度別測定より求めた、電気伝導度

モデルを用いて、1961-1980 年（設計基準年である

が 1,840 mS/m を示す深度と、200 mS/m を示す深1971 年を含む）の降水パターンが一定割合で増減

度との相関関係は R2=0.9 以上であった。これより、

─ 330 ─

図 2550-1 調査地区の表層地質及び島尻層群上面の等高線（沖縄総合事務局，2006）ならびに一斉観測・自記測定の地点

図 2550-2

図 2550-3 地下ダム貯留域における地下水電気伝導度の変動（2012年 4 月 11 日～ 5 月 10 日）

電気伝導度の鉛直分布

塩淡境界深度が未知の 7 箇所において地下水測定及留域の地下水位及び硝酸性窒素濃度の挙動が、観び電磁探査結果から淡水の厚さを推定し、淡水地下測された値を良好に再現していることを確認した。

3

水賦存量を求めたところ約 680 万 m であった（図将来予測計算では、降水量を現在に対して +5.5 ～

2550-5）。観測孔内の電気伝導度は約 25 時間周期で–20.0% の範囲で変化させた場合について流域内の変動し、潮汐の影響が孔内の電気伝導度に及ぶとと硝酸性窒素濃度と貯留域の各年の最低水位を計算しもに、孔内流が発生していることが明らかになった

た結果、降水量が減少すると硝酸態窒素濃度が上昇

が、25 時間平均を取ることで周期的な潮汐の影響

し、貯留域の水位が低下することが示された（図は排除可能であった。この手法より台風通過時の一2550-9）。

時的な淡水レンズ厚の増加など、極端現象と淡水レ

淡水レンズモデル（図 2550-10）では、海水面がンズとの関係を解明することが可能であることが示

1 m 上昇した場合の淡水レンズの体積を計算した結された（図 2550-6）。

果、減少率は 4.42% であった（図 2550-11）。これよ（イ） 地下ダム及び淡水レンズに対する温暖化影

り、予測される最大の海面上昇（60 cm）が起こっ

響評価た場合の淡水レンズ水資源は 2.7% と見積もられた。

地下ダムについては、キャリブレーションされたモデル（図 2550-7、2550-8）によって計算された貯

また塩淡境界は与えた海面上昇値分だけ上昇した。
（ウ） 温暖化に適応する対策手法の開発

─ 331 ─

礫混り粘土深度(m)2 等層厚線

0

実測地点
推定地点
単位： m

化石片石灰岩（砂礫状）

電気伝導度計2
40

化石片石灰岩電気伝導度 (mS/m）

10

標
0
高
2
(m)
0

2.24

化石片石灰岩
（砂礫状）

地下水面

7.14

0.84

6.09
0.37

4.02

化石片石灰岩

-6
塩淡境界

0

0

-10
-12

1km

化石片石灰岩（砂礫状）-14

化石片石灰岩化石片石灰岩（砂礫状）-16

図 2550-410

図 2550-5電気伝導度計設置模式図

淡水厚
平均潮位

淡水レンズ等層厚線図及び淡水レンズ形状

台風接近
図2550‐5

地下水位
日降水量

日降水量(mm)

12淡水厚･地下水位･平均潮位(m)0.54 0

6.06

4.62

-4

30

5.60

6.57

3.49

-8

1.04

6.98

2,000 4,000

-2

20

2.43

4.13
6

8
6
4
2
0
-2
12/27

1/26

2/25

3/26

4/25

5/25

図 2550-6

6/24

7/24

8/23

9/22

10/22

11/21

500
400
300
200
100
0

淡水厚経時変化

図2550‐6

図 2550-7

図 2550-8

モデル適用対象地区のブロック区分

塩淡境界面の上部（淡水域）及び下部（塩水域）る。

で同時に揚水を行い、両者の地下水ポテンシャル（局所的な地下水圧）差をゼロにすることによって、①特定の深度のみから地下水を揚水することが可能なこと

塩淡境界を乱さず継続的な揚水を可能にする手法に求められる条件を検討した結果は以下のとおりであ

地下ダム建設後のモデルの検証結果②塩淡境界の移動に合わせ、取水深度を変えられること

─ 332 ─

③揚水中の地下水圧を測定できること

水量の調整等が必要である。これらの条件を勘案④揚水量を調整できることして作成した揚水装置の模式図を（図 2550-13）にこれらの条件を満たすためには、掘削深度の浅い示す。対応する井戸の口径は 100 mm とし、パッ

淡水用井戸、深度の深い塩水用井戸をそれぞれ設け

カー長は 1 m である。パッカー上下にそれぞれ水る複井式が比較的簡便であり、既往の研究でもこの中モーターポンプ（φ 37 mm：揚程 20 m 時の最大方法を検討している。しかしこの方法では既設の井揚水量 2.7 L/min）、水圧センサ、温度・電気伝導度

戸を利用することができないとともに、上記②へセンサを配している。揚水量はポンプに接続されたの対応が難しい。このため、1 本の井戸の塩淡境界

揚水チューブ末端に接続した電磁流量計によって測深度に止水性の仕切り（空気パッカーを想定）を定し、揚水強度は可変インバータによって水中モー設け、その上下からそれぞれ地下水を揚水する方

ターポンプの電源電圧を変化させることによって制法（単井式）による揚水方式が適当と考えた（図御している。試作した装置を塩ビ管内に挿入して2550-12）。パッカーを用いた揚水手法は地すべり地

行った止水試験では、パッカーが内壁に密着し、良の地下水採取への適用例があるが、パッカー下部か

好な止水性が確認された。

らも揚水する必要があるため、パッカーの構造、揚水する地下水の流路の確保、パッカー上下におけるエ

水圧測定方法と、両者の水圧を均しくするような揚地下ダム貯留域の電気伝導度が短期的に変動する

図 2550-9

考察

貯留域における低水位（各年の最低水位）と硝酸性窒素濃度（年平均値）の予測結果

7700

7600

淡水量（千ｍ３）

7500

7400

7300

7200

7100

7000
0

1

2

3

4

5

海面上昇量（ｍ）

図 2550-10

図 2550-11

メッシュ区分鳥瞰図

図2550‐11

─ 333 ─

海面上昇量と淡水量との関係

6

制御ユニ ット

ウインチ

コンプレッ サ 調圧器
電源 ポンプ制御 器
流量 計×２
吐出水

水
中
ポ
ン

揚 水ポンプ 1

遮断パッカープ

水圧センサ 1
水質センサ 1
塩淡境界

ユ
ニ
ッ
ト

図 2550-12 深度別揚水手法概念図（左：2 井式 , 右：単井式）

図2550‐12

原因については明らかでないが、米須地下ダム貯留

揚 水ポンプ 2

図 2550-13

水圧セン サ 2
水質セン サ 2

試作機の構造図る。

域では、これまでの研究によって洞窟を通過する地下水流動が水質に影響するとされており、このようオ

な速い地下水流動が電気伝導度の挙動に影響してい地下ダムや淡水レンズについては降雨等によってる可能性がある。

今後の課題

短期的に電気伝導度が大きく変化する傾向が捉えら淡水レンズの動態を観測する手法としては、図れた。将来的には気候変動の影響で豪雨や渇水等の2550-4 に示す手法が有効であると考えられる。図極端現象が増加すると予想されており、このような2550-6 に示すとおり、台風通過直後に淡水レンズ現象に対する地下水の挙動を明らかにし、これをモ厚が急激に増加したことから、降雨の淡水レンズへ

デルに組み込む必要がある。また、塩淡境界を乱さの付加は、雨量に一定の閾値が存在する可能性があない深度別揚水装置については、実際の井戸においる。

て 2 深度からの同時揚水を行い、両者に混合が生じ地下ダムを対象とした温暖化影響評価計算では、ないことを実証することが望ましい。

降水量の減少が地下ダム貯留水の質・量に影響を及ぼすことが明らかになった。本モデルは米須地下ダ

カ

要

約

ムを対象としているが、他の地下ダムについても同地下ダムや淡水レンズへの温暖化影響評価とし様な手法でモデルを構築すれば、地下水資源の長期て、調査地における地下水・水質の現地観測及びモ的な変化予測が可能であると考えられる。

デルによる将来予測計算を行った。地下ダムについ

淡水レンズを対象とした温暖化影響評価計算でては、将来的な降水量の変化に伴う貯水量や水質のは、海面上昇が 60 cm であった場合の淡水量の減変化が示された。淡水レンズについては、海面上昇

少が 2.7% と小さかったことは、モデル調査地の多に対する淡水の減少率が明らかになった。また、温良間島の海岸の勾配が比較的大きく、海面上昇に暖化対策技術として、2 深度から同時に揚水し、帯よって水没する領域が少ないことによる。本地区で水層内の水質悪化を抑止する揚水装置を開発した。

は淡水量の減少より、塩淡境界の上昇による既存の井戸への塩水浸入の影響がより深刻であると考えられる。

研究担当者（石田聡 ＊、白旗克志、吉本周平、

土原健雄、皆川裕樹、増本隆夫）

塩淡境界を乱さない深度別揚水装置については、管内の止水性が確認されたことから、図 2550-12 に示す 2 深度からの同時揚水が可能であると考えられ
─ 334 ─６

温暖化に対応した低平農地・海岸域におけｂ

巨大浸水災害への適応策を提案するにあたる施設計画・管理方式の提案

り、東北地方太平洋沖地震による津波被害の状況をア

分析するとともに、農地海岸の背後地への浸水を対研究目的

沿岸部の干拓地を含む低平農地の多くは、耕地面象にした水理模型実験により内陸堤等による氾濫水

積が大きく生産性が高いなどの理由から将来にわの減勢効果を検証し、被害状況や災害復旧を勘案したって我が国の主要な食糧生産基盤であることが期て沿岸部の農地が許容できる災害のレベルを整理す待されている。その一方で、低平農地は、浸水の被る。

害が広域にわたるなど氾濫災害に対して脆弱な面を有している。このため、地球温暖化で予想されていウる洪水や高潮の増大は、低平農地における作物なら（ア） 高潮氾濫モデルの高度化

びに生産基盤に直接的な被害をもたらすことから、

研究結果

ａ

高潮氾濫モデルは、氾濫解析と水路流れを災害リスクと温暖化影響の評価、対応策の検討が求分離して前者を 2 次元平面流モデル、後者を 1 次元

められている。また、海面上昇といった海象の変化

不定流モデルで解析する（図 2560-1）。高潮氾濫モだけでなく、海岸侵食のような海岸域における環境

デルと排水モデルの結合では、1 次元不定流モデルの変化は沿岸部における波浪の増大を招き、高潮氾に排水機場と排水樋門をモデル化し排水施設系の解濫の外力及び洪水排水能力の低下の原因となること

析モデルを構築する 1） とともに、小河川及び幹線から、低平農地の保全には海岸域も含めた一体的な水路を遡上する高潮、洪水の氾濫において、橋の欄

リスク評価が必要である。本研究では、農業排水施干が漂流物で閉塞され通水が阻害される状況をモデ

設及び海岸保全施設を主な検討対象として、地球温ル化した。

暖化による高潮被災リスクの変化を評価するとともｂ

高潮や沿岸部の洪水の結果、塩分を含んだに、巨大浸水災害の減災に求められる災害の許容レ

水の氾濫で作物への塩害を予測するため、海水のベルを提案する。

塩分希釈モデルを構築した 2）。高潮氾濫解析の海域
流動モデルに 3 次元 σ 座標モデルを適用するととも

イ

研究方法

に、水温、塩分との連成解析により密度流の現象を（ア） 高潮氾濫モデルの高度化解析できるモデルとした。本モデルの動作を検証す

高潮氾濫モデルと排水モデルを結合させるとともるため、有明海の潮流を解析し、観測結果と比較しに、塩分希釈モデルを構築し、低平農地における海た。沿岸域の定点観測点における塩分変動の例を図

水の氾濫による農作物の塩害リスク評価手法を提案

2560-2 に示す。比較した 2007 年には 7 月 14 日と 8する。

月 2 日に台風が有明海付近を通過しており、大規模ａ

高潮氾濫モデルにおいて、小河川等を取りな塩分低下をもたらしている。解析結果は、それら扱う 1 次元不定流モデルに排水樋門と排水機場のモの塩分低下をよく再現していると評価できた 3）。

デルを追加するとともに、橋の欄干が氾濫水の遡上（イ） 高潮・低平農地における温暖化適応策の提案を遮る現象をモデル化する。
ｂａ1951 年から 2004 年までの間に九州西部海

高潮氾濫モデルの海域流動部を 3 次元モデ域に接近した台風及び低気圧を抽出し、高潮潮位偏ルに変更し、塩分の分布を解析できるように修正す差を解析した。本解析で得られた結果からは、有明る。

海湾奥部の佐賀県白石干拓地周辺では、高潮潮位偏（イ） 高潮・低平農地における温暖化適応策の提案

差が 4.5 m に達していたことが明らかとなった。有

温暖化による氾濫災害リスクを評価するととも明海の湾奥部は、日本で最も潮位変化が激しく、大に、沿岸部の農地が災害を許容できるレベルを設定

潮では干満差が 6 m にもなる。4.5 m の高潮潮位偏する。

差は、大潮の満潮と重なると現在の海岸堤防の天端ａ

確率台風モデルにより模擬台風を発生させるプログラムを構築し、得られた台風属性データを標高に匹敵するレベルであり、波浪に伴う Wavesetup ＊ 2 で越水する危険がある。

もとに有明海の高潮潮位偏差＊ 1 を解析する。

ｂ─ 335 ─過 去 の 台 風 経 路 デ ー タ は、1951 年 か ら

図 2560-1

高潮氾濫モデルの概要

1）氾濫域を 2 次元平面流、水路等を 1 次元不定流でモデル化し、両者
図2560-1を結合することで沿岸部農地の複雑な氾濫現象を再現する。
2）1 次元不定流モデルに排水機場や排水樋門のモデルを追加すること
で、氾濫モデルにおいて排水施設系の解析ができるようになった。

図 2560-2

台風による塩分低下の再現結果

1）定点観測結果と塩分希釈モデルによる解析結果の比較
2）7 月 14 日と 8 月 2 日の台風通過による塩分低下が再現されている。

2005 年までの 55 年分に限られるうえ、日本付近をの式による経験的台風モデルを使用した。

通過する台風は 1 年間に 10 個（うち、日本に上陸ｃ

現在気候と将来気候の解析結果から、有明する台風は 2 個）程度であり、長期間の台風の解析

海に設定した 20 地点の年最大潮位偏差を計算し、には数値的に台風を発生させる確率台風モデルが非超過確率を比較した。有明海の中で潮位偏差が最効果的である。そこで、確率台風モデルを構築し、も高くなる湾奥部の非超過確率を図 2560-4 に示す。

2000 年分の台風を発生させてモンテカルロシミュ

今回の解析では、現在気候の潮位偏差がわずかに大レーションを行い、気候変動による有明海の高潮潮きくなる傾向にあった一方で、瀬戸内海付近の潮位

位偏差の変化を評価した（図 2560-3）。将来気候で偏差は将来気候が大きくなる傾向にあった。これの台風は、発生位置を北に 0.9°、東に 1.9°シフトさは、将来気候では台風発生位置を東に移動させてい4）せ、発生個数を現在気候の 0.79 倍とした 。なお、ることで台風の進路が変化し、有明海での風速を弱

高潮のモンテカルロシミュレーションでは、Myers

くしていることが予想される。ただし、今回の計算

─ 336 ─

図 2560-3

確率台風モデルで作成した台風経路

1）2000 年分作成した台風のうち、50 年分のみを表示

図 2560-4

有明海湾奥部における年最大高潮潮位偏差の非超過確率

1）有明海湾奥部に沖ノ端地点での解析結果

では解析領域が限られることや AGCM3.2S の結果を用いた研究成果

5）波が契機となり、海岸堤防では百数十年程度の確率と比較すると現在気候の解析で発生する津波防御レベルと数百年〜千年確率で発結果が過大な可能性もあるので、今後の整理に注意

生する津波減災レベルに対する減災計画の必要性がが必要である。

指摘されている。このため、津波で被災した沿岸部

ｄ2011 年の東北地方太平洋沖地震に伴う津の農地・排水施設の状況を調査するとともに、海岸─ 337 ─

堤防に加えて農地の段差と 2 線堤の津波減勢効果を
6）

農地における高潮災害においても氾濫を許容するほ

水理模型実験で検証し 、農地の段差には 2 線堤のか、海岸堤防の破堤を考慮するなど、甚大災害までような津波減勢効果はないものの、津波を貯留し、を考慮した被災レベルを整理した。整理した被災レ

浸水を遅らせる効果があることを明らかにした。津ベルは、将来の災害に対応できる農業用施設の機能

波による巨大浸水被害の状況や農地・排水施設の津評価に当たり、被害想定の基礎となる。

波減勢機能の検証をふまえ、高潮災害においても氾オ

濫災害を許容するほか、海岸堤防の破堤を考慮して8）

レベルを整理した （表 2560-1）。

今後の課題

有明海における高潮潮位偏差への気候変動の影響が整理された一方で、他の海域で高潮が増大する可

エ

考

察

能性が認められたことから、日本全体の農地海岸における極端現象の評価を行う必要がある。

（ア） 高潮氾濫モデルの高度化
高潮氾濫モデルに排水機場と排水樋門モデルを追加した。また、海域の塩分状態を解析できるよう海

カ

要

約

域流動部に 3 次元 σ 座標モデルを適用し、現地観測（ア） 高潮氾濫モデルの高度化

結果との比較を行い、モデルが海域部の水温・塩分

高潮氾濫モデルに排水機場と排水樋門モデルを追の分布を良く再現できることを明らかにした。

加するとともに、海域の塩分状態を解析できるよう（イ） 高潮・低平農地における温暖化適応策の提案

海域流動部に 3 次元σ座標モデルを適用したモデルａ

過去の気象擾乱による高潮潮位偏差を解析し、有明海湾奥部では、4.5 m の高潮潮位偏差が出を構築した。
（イ） 高潮・低平農地における温暖化適応策の提案

現し、大潮の満潮と重なると現在の海岸堤防の天端標高に匹敵するレベルにあることを明らかにした。
ｂ

確率台風モデルで発生させた台風によりモンテカルロシミュレーションにより温暖化の高潮へａ

有明海湾奥部では、4.5 m の高潮潮位偏差が出現し、大潮の満潮と重なると現在の海岸堤防の天端標高に匹敵するレベルにあることを明らかにした。

の影響を評価し、有明海では、現在気候の高潮がわ

ｂ

確率台風モデルで得られた 2000 年分の台ずかに大きくなる傾向にあることを明らかにした。

風をもとにモンテカルロシミュレーションを行い、

ただし、この結果は解析領域が限られているなどの地球温暖化の高潮への影響を評価した。有明海で理由から、日本全国を対象にした解析を行うなど、は、現在気候の高潮がわずかに大きくなる傾向にあ

今後更なる検討が必要である。

ることが明らかにされたが、解析領域を広げた解析ｃ2011 年の東北地方太平洋沖地震津波によの実施とともに、更なる検討が必要である。

る大規模な浸水災害の調査を行うとともに、津波減勢に関する水理模型実験の結果を考慮して、沿岸部

表 2560-1
レベル
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ

ｃ

2011 年の東北地方太平洋沖地震津波による大規模な浸水災害状況などを踏まえ、高潮災害に沿岸部農地に求められる被災許容レベル

堤防の越水
－
△
△
○

堤防の破堤
－
－
○
*
○

＊

低位部の越水○○○○内陸堤の破壊を考慮する
堤防及び内陸堤の破堤は、浸水流速から評価する．
堤防及び低位部の越水では、流速から土砂の巻き上げを推定し、土砂堆積域を評価する．
レベルＢは、台風 9918 合相当を想定．
レベルＣは、200 年確率潮位偏差相当を想定．
レベルＤは、1000 年確率潮位偏差相当を想定．

─ 338 ─

おいても氾濫を許容するほか、排水施設の規模検討

７

高温障害対策としての用水管理手法の開発
アに必要な被災レベルを整理した。

研究目的

水稲については登熟期の高温に起因する米の品質

キ

引用文献

低下が問題となっている。高温登熟障害対策に関し

1）桐博英・丹治肇・中矢哲郎（2013）排水路や農て様々な分野で数多くの研究が行われているが、地道が整備された沿岸部農地に適用する浸水解析モ

区レベルの用水供給可能量を考慮した用水管理の観デル．平成 24 年度農村工学研究所成果情報．5-6.

点から行われている研究は少ない。

2）桐博英・丹治肇・白谷栄作（2011）河口低平農

そこで、高温登熟障害対策としての用水管理の実地～海岸域を対象とした災害・環境予測モデル．

態と農家の意向等を把握するとともに、水田におけ平成 23 年度農業農村工学会大会講演会講演要旨．

る掛け流し灌漑等の用水管理による流下過程及び圃

64-65.

場レベルでの気象環境の変化を明らかにし、地区レ

3）Kiri H., Tanji H., Shiratani E. and Ishita K.

ベルの用水供給可能量を考慮した上で、高温登熟障（2011）Tidal Current Simulation of the Ariake

害対策としての用水管理手法を開発する。

Sea using the Sigma-Coordinate Finite Element
Model. 6th International Conference on Asian andイ

Pacific Coasts. 1338-1345.

（ア） 高温登熟障害対策としての用水管理に関す

4）安田誠宏・安藤圭・森信人・間瀬肇（2009）地球る農業関係者へのアンケート調査

温暖化予測に基づく将来台風変化予測とその確率

研究方法

ａ

モデリング．土木学会論文集 B2（海岸工学）．65

高温年の用水管理実態

アンケート調査会社の登録モニターの中から 30 a（1）：1281-1285.

以上の圃場で稲作を行っている農家（以下、稲作農

5）木梨行宏・山城賢・姫野慎太郎・横田雅紀・橋家）を抽出し、記録的猛暑年となった 2010 年の 12

本典明（2012）MRI-AGCM3.2S により得られた月にアンケート調査を実施した。調査対象は、都道

将来気候データに基づく有明海での将来の高潮に府県単位で比較して玄米の販売数量の上位 20 県に関する検討．土木学会論文集 B2（海岸工学）．68

居住地がある稲作農家とし、有効回答数（サンプル（2）：I_201-I_205.

サイズ）は 1,691 であった。調査項目は、2010 年産

6）橋本典明・河合弘泰・松浦邦明（2005）地球温及び 2009 年産の米の外観品質、高温登熟障害を回暖化を考慮した将来の台風特性の解析と確率台風避するための営農手法等である。

モデルへの導入．海岸工学論文集．52：1221-1225.

ｂ7）桐博英・丹治肇・中矢哲郎（2012）後背農地を障害対策

高温年の翌年に営農者が実施した高温登熟

活用したレベル 2 津波の浸水抑制効果の水理模

上記と同様に、2012 年 2 月に玄米の販売数量の型実験 . 土木学会論文集 B2（海岸工学）．68（2）：上位 10 県に居住地がある稲作農家にアンケート調

I_1311-I_1315.

査を実施し、有効回答数は 1,309 であった。この調

8）桐博英・丹治肇（2010）河口低平農地における査は記録的猛暑となった 2010 年の翌年（2011 年）

高潮災害のリスク管理に向けた課題．農業農村工における稲作農家の高温登熟障害対策の実態を把学会誌．78（9）：765-768.

握するために実施した。調査項目は、2011 年産及び 2010 年産の米の外観品質、高温対策として実施

研究担当者（桐＊博英 、丹治肇、中矢哲郎）した高温登熟障害を回避するために導入した作付体
系、営農手法等である。

＊

1： 高潮潮位偏差とは、天文潮位（月や太陽の引力などの作用による潮の満ち引きで生じる潮位）から計測した高潮による潮位上昇量のことである。
＊
2：wave-setup とは、波浪により、実際の海水面よりも水位が高くなることである。

（イ） 幹線用水路における水温変化
福井県北部に位置する国営九頭竜川下流農業水利
事業の受益地区を調査対象地として選定した。当地
区では幹線用水路のパイプライン化が進められており、一部が 2011 年度から供用が開始されている。

─ 339 ─すなわち、当地区の 1 か所の河川頭首工から取水し握するために、出穂してから 1 か月間に行った用水

た用水が、パイプラインと開水路が混在している幹管理手法として 6 種類の用水管理手法を提示し、各線用水路を流下して圃場に到達している。したがっ手法の採用の有無及び採用した場合の用水の充足て、幹線用水路を流下する過程でパイプライン水路の程度について回答を求めた。その結果、回答者と開水路で用水の温度変化の特性を比較することがの 78% は何らかの手法を採用しており、複数の手可能となる。本研究では、2011 年から 2014 年の灌法を組み合わせて高温登熟障害対策を実施している

漑期に、当地区への取水源となる河川頭首工（以実態が明らかとなった（坂田ら 1））。ただし、採り

下、河川取水口）、パイプライン水路及び開水路に入れた用水管理手法の中で一等米比率が特に高い管

水温計を設置し、河川取水口から圃場に至るまでの

理手法はなかった。むしろ管理を行おうとした場合

水温変化を分析した。

に、「十分」に取水できた場合には、「やや不足」し（ウ） 圃場内の温度変化

た場合若しくは「かなり不足」した場合又はその両上記と同地区において、圃場に取水された用水が方と比較して一等米比率が高くなった（図 2570-1）。

田面を移動する過程で生じる水温の変化過程を分析

2010 年の高温を受けて、2011 年に営農者が変更した。具体的には、高い気温によって玄米の外観品

した営農方法として、品種、栽培方法（移植から直質に影響を受けるとされる出穂期に、水温の上昇が播又はその逆）、田植え時期、施肥、農薬、水管理抑えられると考えられる夜間に取水を行い、慣行のから複数回答を求めた。その結果、田植え時期の変用水管理である昼間に取水した場合と比較して、圃更を挙げた営農者が多く、全体の 49% が該当した

場内の水温変化及び周辺温度環境の変化を測定し（図 2570-2）。ただし、田植えを遅らせた場合と変更た。本試験についても、2011 年から 2014 年に実施

しない場合では 1 等米比率にほとんど差がみられなした。

かった（坂田ら 2））。
（イ） パイプライン整備が行われた幹線用水路 8

ウ

研究結果

か所及び未整備の幹線用水路（開水路）5 か所の水（ア） 稲の高温登熟障害は、品質の低下を引き起温を 5 分間隔で計測した。河川からの取水地点（以こす。そこで、農家の収益にも直結する品質基準で下、「河川取水口」という。）から、幹線用水路のある一等米比率に着目し、一等米比率が低いほど高観測点に到達するまでの時間と温度変化を求めた。

温登熟障害の程度が大きいと判断した。高温登熟障

2013 年度の灌漑期間中に 5 日間以上無降雨が連続害対策のための用水管理の有無及び取組の実態を把した期間を対象に、時刻ごとの水温の平均値を求遅植えにする

全体

早植えにする

十分

施肥方法の変更「十分」又は「やや不足」

栽培方法の変更「かなり不足」を含む

水管理の変更

品種の変更
農薬の変更

高温対策を実施せず
n = 1,691

図 2570-1

変更なし

20
0

40

60

n =1,132（複数回答）

80

一等米比率（%）

図 2570-2

取水の充足の程度と 1 等米比率の関係

注：「十分」、「やや不足」及び「かなり不足」は、それぞれ、
高温対策の水管理を実施した際に用水が「必要な分の取水ができた」と回答した営農者、「用水は不足気味だった」と回答した営農者及び「用水はかなり不足した」と回答した営農者を表す。また、「全体」は全サンプルの平均値を表す。

─ 340 ─

0

10

20

30

全体に占める比率（%）

40

栽培期間全体を通じて変更した営農方法

図2570‐2

め、河川取水口の時系列と各観測点の時系列の相互地区及び C 地区がパイプラインである。温度計測

相関係数が最も高くなる時間差を到達するまでの時は以下のとおり実施した。すなわち、長辺約 100 m間と定義した。到達するまでの時間を考慮して両地の 圃 場 の 水 口 か ら 15 m、25 m、35 m、50 m 及 び

点間の水温差を求めたところ、パイプラインでの観70 m 付近の地表面から深さ 10 cm の温度（以下、測点では河川取水口との水温差はほとんどみられな

地温）、水口から 50 m 付近の地表面温度、水口にかった（図 2570-3）。河川取水口から観測点までの設置した三角堰内の水温をそれぞれ 5 分間隔で計測

流下距離（パイプラインの長さ）と水温差の関係をした。また、営農者に協力いただき同期間中の取水

正比例の直線で近似したところ、流下距離 1 km 当

は、地区ごとに片方の圃場では灌漑を実施する場合–3たりの水温上昇は 9.8 × 10 ℃となり、開水路で同には午後 6 時から翌朝 6 時まで（以下、夜間灌漑）様の計算から得られた 0.23℃ /km と比較して非常に限定し、残りの圃場では午前 6 時から午後 6 時に小さい値となった。

（以下、昼間灌漑）に限定した上で、温度変化の差（ウ） 圃場内の温度変化異を求めた。

用水系統及び圃場配置の概要は図 2570-4 のとお2012 年に行った調査では、B 地区の圃場で昼間りである。圃場（6 地点）の取水口に三角堰を設置

灌漑区、夜間灌漑区ともに全地点で灌漑ありの方

し、5 分間隔で越流水深を計測し堰公式に基づいてが、なしに比べて地温が低下する傾向がみられる

取水量を算定した。水路形態は A 地区が開水路、B（図 2570-5）。ただし、統計的には昼間灌漑区では

河川→

パイプライン

←開水路

A地区
B地区
←C地区
図 2570-3

河川取水口からの水路延長と水温差の関係

注：エラーバーは各観測地点の標準誤差を示す。

図 2570-5

図 2570-4 用水系統の概要及び調査圃場の位置関係（坂田・友正 3））

図2570‐4

水口からの距離ごとの平均地温変化（B 地区）（坂田・友正 3））

注：エラーバーは標準誤差を、「＊」、「＊＊」はそれぞれ t 検定により有意水準 5%、
1% で棄却できたことを示す。

─ 341 ─

灌漑が地温の上昇抑制に寄与しているのは水口から（ウ） 地温の低下について、昼間灌漑区に有意差15 m 付近までである。夜間灌漑区では灌漑によりが生じなかった原因として灌漑の実施は晴天又は湛全地点で有意に地温が低下している。

水深が小さい場合が多く、逆の場合は灌漑が行われない可能性が考えられる。すなわち、灌漑時は温度

エ

考

察

上昇が起こりやすく、無灌漑時には温度上昇が比較（ア） 高温登熟障害対策として水管理に配慮する的抑制される環境にあると考えられる。一方夜間は場合には、掛け流し、飽水管理等の手段による違い

晴天ほど放射による温度低下が進み、湛水深が小さよりも、これらの手段を実施できるだけの用水が取い場合には灌漑による地表面温度を低下させる効果

水できるかどうか、すなわち充足の程度が影響してが大きいと考えられる。また、開水路から灌漑されいると考えられる。実際に、高温登熟障害対策を意る A 地区では夜間灌漑区も有意な効果がみられな

図した用水管理を行っていない回答者よりも、用水

い。B 及び C 地区に比べて灌漑水温が高いことが管理を行おうとして十分に取水できなかった回答者

原因の一つと考えられる。

の一等米比率が低くなったことから、一般に効果があると考えられる用水管理手法を採用したとしてもオ

用水を十分に確保することできない場合には逆効果

本研究では猛暑年となった 2010 年に営農者が実となり得ることを示している。また、猛暑年翌年に際に行った高温登熟障害対策及び翌年の 2011 年にみられた高温登熟障害を回避するための対策とし栽培体系レベルでの変更を含む高温登熟障害対策のて、栽培の開始時点から実施できる田植えの時期の取組の実態を定性的にではあるが全国の稲作地域を変更が最も多くなった。田植え時期を変更する主な対象に明らかにすることができた。ただし、これら目的は、登熟初期と高温となる時期が重ならないよ

は個人の実感に近い傾向を捉えたに過ぎず、特に用うにするためであるが、2010 年は出穂後も高温が水管理については時期や水量の変化の有無や程度に続いたために品質の低下が避けられなかった。まついては明らかにできていない。今後はこれらの点

た、2011 年産の 1 等米比率の結果でも田植え時期の定量評価を含めて、より高度な高温登熟障害を回を遅らせた営農者と変更しなかった営農者の 1 等米避するための用水管理技術を開発する必要があると比率に差はみられず、逆に低温となった場合には登考えられる。また、高温が継続する状態における地熟不良などの危険性が高まると考えられる（坂田区レベルでの用水の賦存量及び利用可能水量の変化

2）

今後の課題

ら ）。上記の結果から、営農者が取りうる高温登を解明する必要がある。渇水時又は高温状態が継続

熟障害対策のうち、水管理や田植え時期の変更で効する際の地下水を含めた地区全体の用水利用を検証

果を上げるためには、圃場条件や地理的な条件に適する必要がある。

した営農方法を選択することが重要であると考えられる。

カ（イ） 高温登熟障害発生を抑制する観点からは、稲の高温登熟障害の適応策として灌漑を行う場合

開水路よりも水温が低下することはパイプライン整に、地域の供給可能水量を大幅に上回ることが懸念

備の効果であると考えられる。また、取水口から遠いされる用水管理を避け、需給のひっ迫を生じさせず

地点ほど、開水路とパイプラインの水温差が大きくにできるだけ効果が期待できる用水管理手法の開発なることを示している。また、遠い地点では近似直を目的とした。効果的な用水管理を実現するための線からの解離が大きく、各観測点の標準誤差も大き重要な点は温度が低い用水を確保することと、用水くなる傾向がみられる。原因の一つに、上述した水の温度を上昇させることなく灌漑を行うことである

路延長と直線距離の差が含まれることを考慮する必と考えられる。前者についてはパイプライン化など要があるが、物理的には、開水路では上流部での取の施設整備と組み合せることで実現可能になること

水により流量や流速が変化すること及び水路断面のを示した。また、後者については夜間を中心にでき形状や面積が異なることによって、用水が流下するるだけ高い取水強度を確保して灌漑を実施すること

過程で受容する熱量が変化するためと考えられる。

が効果的であることを示した。また、後者の用水管

─ 342 ─要約

理を実施する際に需給のひっ迫を生じさせないよ

土の知．79（8）：27-32.

う、試験段階から県の農業試験場や農業協同組合と

2）坂田賢・友正達美・内村求（2013）猛暑に対応し連携して灌漑方法を模索することで、自動給水栓のた水稲作付体系が用水需要変動に及ぼす影響．水導入など図りながら、実施可能な水管理方法を提示

土の知．81（4）：3-6.

できたと考えられる。

3）坂田賢・友正達美（2013）圃場における高温障害対策としての夜間灌漑の影響範囲．第 70 回農業

キ

引用文献

農村工学会京都支部研究発表会講演要旨．150-151.

1）坂田賢・友正達美・内村求（2011）夏季高温下における営農手法が玄米外観品質に及ぼす影響．水─ 343 ─研究担当者（坂田賢＊、友正達美、内村求）

第３編 地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価
第１章 地球温暖化の影響評価と代表的緩和・適応技術の評価
１

地球温暖化が世界と我が国の食料需給に及ぼす影響の評価アを用いて、気候変動の影響評価が可能な長期予測用の世界食料モデルを試作した。

研究目的
ウ

地球温暖化の影響の把握が可能であり、コメ、小研究結果

麦等の分析が可能な世界食料モデルに対して、第 2（ア） 収量予測編「地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適FAO の G-AEZ で用いられている作物モデルの応技術の開発」から提供される全球気候変動予測

パラメータを基に、世界各国のコメ、小麦、トウモ

モデルの結果と IPCC の社会経済シナリオに基づく

ロコシ、大豆の収量の日射と気温に関する弾力性をGDP と人口の予測値を用い、シナリオ別に我が国求めた。これらの弾力性は時間の経過に従って変化

はじめ世界各国・地域の食料生産や消費の長期予測する。

を行う。さらに、第 1 編「農業分野における温暖化

ここで、基本モデルでは、光合成速度が 20 kg

緩和技術の開発」と第 2 編で開発される温暖化緩和−1

ha策・適応策の普及に必要となる経済的条件を明らかため、徐々に生産量が変化するようにモデルを変にする。

更した（図 3110-1）。また、基本モデルでは気温に

h−1 においてバイオマス生産の関数が変化する

長期予測用の世界食料モデルの開発に関して、作

対する光合成速度の関係が、5℃刻みで大きく変化

物モデルを組み込んだ各国各作物の収量関数を推定するため、3 次スプライン補間＊1 で平滑化した（図し、気候変動の作物生産への影響予測を行う。ま

3110-2）。これらの関数を基に、各作物の気温と収た、開発した世界食料モデルにより、気候変動が各量の関係を求めた（図 3110-3）。

国の食料消費に与える影響を評価する。

収量の日射と気温に関する弾力性をロジスティッ
ク関数の場合は下記の式に代入し、収量の予測値を

イ

研究方法

求めた。

（ア） 収量予測
長期予測用の世界食料モデルで用いる収量予測値を得るため、ロジスティック関数を基本に、コメ、
小麦、トウモロコシ、大豆の収量関数を計測し、FAO の作物モデルから計算した収量の気温と日射に関する弾力性を組み込み、気候変動が作物生産に与える影響を分析した（Furuya et al2））。
（イ） 世界食料モデルの開発

Y： 収 量、Yp 潜 在 収 量、T： タ イ ム ト レ ン ド、

世界食料モデルを長期予測用に改良するた
め に、 既 存 の モ デ ル で あ る IFPSIM（Oga &1）

TP：温、RG：日射量、PT：降水量
図 3110-4 には、日本のコメとブラジルの大豆の収Yanagishima ）の変数を基本に各作物の生産量や量について、RCP2.6 と RCP8.5 シナリオの結果を価格などのデータセットを作成した。また、長期予示した。日本のコメの収量は、気温上昇の下で増加測に耐える、供給の価格弾力性、需要の所得弾力性

するが、ブラジルの大豆の収量は、気候変動の影響

や価格弾力性などのパラメータを各国各作物の生産の下で減少することが明らかとなった。

に関わるコストシェアから、経済理論に基づいて導さらに、気温と日射量が 2009 年から変化しないいた。これらの発射台のデータセットとパラメータ

シナリオ（ベースライン）と、RCP6.0 シナリオの

─ 344 ─

収量の 2020 年代及び 2040 年代の平均値の差を地図

定投入要素とし、また、生産関数を Cobb-Douglas＊2
 Ylk 2008lnYp
1  1 lnYplnlktYplkt 。サブサハラアフリカ等の低緯
lnlktYp
Ylk 2008
1lkt
化した（図3110-5）に特定化した。さらに、作物
1 の作付面積がlkt   ln Yp
lkt
1 1 Y 1 ln Yp
lktPT))1)
((PT
) )
 lkt
lktPT(lkt
RG
RG(lktPT
型
 lk 2008 ((RG
1lkt
PTlk
1lkt


RG
RG
PT
PT
lktRG
PTlk

lkt
lkt
1
PTlk
lkt 
lkt
1 )1

22 2ln
RG
ln
RG
RG


ln
RG
ln
RG
RG
lk 2008
 lklk2008
11RG2008 ln RGlktlkt lkt  ln RGlktlkt1lkt
度地域では気候変動により収量が低下することが明増加したときに、対応して減少する作物 2、作物 3らかとなった。
の作付面積の減少率が等しいとして土地に関YY::Y収TP:収量
収,Yp:Yp
:潜在
潜
在
収
:タイ
タ
イ
ム
ト
レ
ン
,TP:TP:気温気,RG:RG:日射
日
射,PT:PT
:降水
降
水
量,量
, Yp
:潜
在収
収量
量,量
, T,T::Tタ
イム
ムト
トレ
レン
ンド
ド,ド
,作物
:4 気
温,温
, RG
:日
射量
量,量
, PT
:降
水量
量量
（イ）
世界食料モデルの開発する代替関係を仮定した（表3110-1）。シ
図3110-4に本とRCP8.5
図3110-4
に
は
、日
本
の
コ
メ
と
ブ
ラ
ジ
ル
の
大
豆
の
収
量
に
つ
い
て
、RCP2.6
RCP8.5シ
ナリ
図3110-4
には
は、日
、日
本の
のコ
コメ
メと
とブ
ブラ
ラジ
ジル
ルの
の大
大豆
豆の
の収
収量
量に
につ
つい
いて
て、RCP2.6、RCP2.6ととRCP8.5
シナ
ナリ
リオ
オオ
の
結
下
の
結
果
を
示
し
た
。
日
本
の
コ
メ
の
収
量
は
、
気
温
上
昇
の
下
で
増
加
す
る
が
、
ジ
ル
の
大
豆
の
ブ
ラ
さらに、モデルで必要となる需要の価格弾力性をの世界食料モデルで必要となる、供給の弾力性を得
結果
果を
を示
示し
した
た。
。日
日本
本の
のコ
コメ
メの
の収
収量
量は
は、
、気
気温
温上
上昇
昇の
の
下で
で増
増加
加す
する
るが
が、
、ブ
ブラ
ラジ
ジル
ルの
の大
大豆
豆の
の収
収収
量
か
量
は
、
気
候
変
動
の
影
響
の
下
で
減
少
す
る
こ
と
が
明
ら
か
と
な
っ
た
るために、生産者の期待可変利潤最大化問題を解得るために、コメ、小麦、トウモロコシ、大豆から
量は
は、
、気
気候
候変
変動
動の
の影
影響
響の
の下
下で
で減
減少
少す
する
るこ
こと
とが
が明
明ら
ら
かと
とな
なっ
った
た。
。。
さ
2009
年
い
ー
、
シ
さ
ら
に
、
気
温
と
日
射
量
2009
年
か
ら
変
化
し
な
い
シ
ナ
リ
オ
(ベ
ー
ス
ラ
イ
ン
)と
、
RCP6.0
さら
らに
に、
、気
気温
温と
と日
日射
射量
量が
がが
2009
年か
から
ら変
変化
化し
しな
な穀類の食品を作るとし、食品生産費用最小化問題を
いシ
シナ
ナリ
リオ
オ(ベ
(ベ
ース
スラ
ライ
イン
ン)と
)と
、RCP6.0
RCP6.0
シシ
き、各要素需要関数を求め、それを生産関数に代入
ナ
リ
オ
の
収
量
の
2020
年
代
及
び
2040
年
代
の
平
均
値
の
差
を
地
図
化
し
た
(図
3110-5)。サ
ブ
サ
ハ
2020
2040
値
た
(図
3110-5)。サ
ナナ
リリ
オオ
のの
収収
量量
のの
2020
年年
代代
及及
びび
2040
年年
代代
のの
平平
均均
値
のの
差差
をを
地地
図図
化化
しし
たCobb-Douglas(図3110-5)。サブブ
ササ
ハハ
して供給関数を求めた。ここでは、土地と労働を固設定した。生産関数を型に特定化し、
ラ
ア
フ
リ
カ
等
の
低
緯
度
地
域
で
は
気
候
変
動
に
よ
り
収
量
が
低
下
す
る
こ
と
が
明
ら
か
と
な
っ
た
。
ラ
ア
フ
リ
カ
等
の
低
緯
度
地
域
で
は
気
候
変
動
に
よ
り
収
量
が
低
下
す
る
こ
と
が
明
ら
か
と
な
っ
た
。
ラアフリカ等の低緯度地域では気候変動により収量が低下することが明らかとなった。

10
10 10
55 5

基本モデル
基本モデル
基本モデル
00 0
線形補間
線形補間
線形補間
-5-5 -5
55 10
515
1020
1525
2030
2535
3040
3545
40 45
10
15
20
25
30
35
40
45
o
気温
(o(C)
oC)( C)
気温気温-1 h-1)-1 -1
光合成速度
PPm(kg
光合成速度
Pha
(kg
-1 ha
mha
光合成速度
(kg
h-1) h )
m

(i)
基
(i)
基
本
モ
デ
(i)
基本
本モ
モデ
デル
ルル

(ii)
平
(ii)
平
滑
(ii)
平滑
滑化
化化

2
1

0
55 10
5 15
10
15
20
25
30
35
40
10
15 20
20 25
25 30
30 35
35 40
40 45
45 45
o
気温
(o(C)
oC)( C)
気温気温

(i)
水
(i)
水
(i)
水稲
稲稲
(ジ
ャ
ポ
ポ
ニ
(ジ(ジ
ャャ
ポニ
ニカ
カ)カ
) )

1010 10
55 5

基本モデル
基本モデル
基本モデル
00 0
3次ｽﾌﾟﾗｲﾝ補間
3次ｽﾌﾟﾗｲﾝ補間
3次ｽﾌﾟﾗｲﾝ補間-5-5 -5
55 10105 15151020
1525252030302535
3040
354545
40 45
20
35
40
o
気温
(o(C)
oC)( C)
気温気温

3
2
1

0
55 1010
5 15
10
15
20
25
30
35
40
15 20
20 25
25 30
30 35
35 40
40 45
45 45
o
気温
(o(C)
oC)( C)気温気温5.0
5.0 5.0
4.5
4.5 4.5
4.0
4.0 4.0
3.5
3.5 3.5
3.0
3.0 3.0
2.5
2.5 2.5
2.0
2.0 2.0
1.5
1.5 1.5
1.0
1.0 1.0
0.5
0.5 0.5
0.0
0.0 0.000 55010
51515
1020
1525
2030302535353040
354545
40 45
10
20
25
40
o
気温
(o(C)
oC)( C)
気温気温

(iv)
大
(iv)
大
(iv)
大豆
豆豆

(熱
帯
(熱(熱
帯)帯
) )

4.5 4.5
4.5
4.0 4.0
4.0
3.5 3.5
3.5
3.0 3.0
3.0

収量 (t ha-1)
収量 (t ha-1)

収量
収量 (t
(t ha
ha-1-1))

収量 (t ha-1)
収量 (t ha-1)

4

(亜
熱
熱
(亜(亜
熱帯
帯)帯
) )
気
温
と
収
量
の
関
係
図
3110-3
気
温
と
収
量
の
関
係
図
図3110-3
3110-3
気
温
と
収
量
の
関
係
図 3110-3 気温と収量の関係

5.5 5.5
5.5
5.0 5.0
5.0

3.5 3.5
3.5

11
00

5

(iii)
ト
(iii)
ト
ウ
モ
ロ
コ
(iii)
トウ
ウモ
モロ
ロコ
コシ
シシ

6.0 6.0
6.0

4.0 4.0
4.0

33
22

(ii)
冬
(ii)
冬
小
(ii)
冬小
小麦
麦麦

6.5 6.5
6.5

4.5 4.5
4.5

6

収量
収量 (t
(t ha
ha-1-1))

3

7

55
44

収量(t(thaha-1-1) )
収量

4

77
66

ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ値&ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ値
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ値&ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ値
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ値&ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ値
RCP2.6
RCP2.6
RCP2.6
RCP8.5
RCP8.5
RCP8.5
実測値
実測値
実測値

収量
収量 (t
(t ha
ha-1-1))1100

収量(t(thaha-1-1) )
収量

33
22

5

5.0
5.0 5.0
4.5
4.5 4.5
4.0
4.0 4.0
3.5
3.5 3.5
3.0
3.0 3.0
2.5
2.5 2.5
2.0
2.0 2.0
1.5
1.5 1.5
1.0
1.0 1.0
0.5
0.5 0.5
0.0
0.0 0.000 55010
51515
1020
1525
2030302535353040
354545
40 45
10
20
25
40
o
気温
(o(C)
oC)( C)
気温気温

収量
収量 (t
(t ha
ha-1-1))

6

収量
収量 (t
(t ha
ha-1-1))

収量(t(thaha-1-1) )
収量

55
44

7

2020 201515 15

(i)
線
(ii)3
次
(i)
線
形
補
(ii)3
次
ス
プ
ラ
イ
ン
補
(i)
線形
形補
補間
間間
(ii)3
次ス
スプ
プラ
ライ
イン
ン補
補間
間間
図
3110-2
気
温
と
光
合
成
速
度
の
関
係
3110-2
気
温
と
光
合
成
速
度
の
関
係
図図
3110-2
気
温
と
光
合
成
速
度
の
関
係
図 3110-2 気温と光合成速度の関係

図3110-1
光
合
図
光
合
成
速
度
と
バ
イ
オ
マ
ス
生
産
の
3110-1
図図3110-1
光
合成
成速
速度
度と
とバ
バイ
イオ
オマ
マス
ス生
生産
産の
の関
関関
3110-1
光合成速度とバイオマス生産の関係
係
係係
77
66

光合成速度
光合成速度 P
Pmm (kg(kg haha-1-1 hh-1-1))

100
100 100
50
50 50
00 0
00 550 1010
5 15
10 20
15 252520 30
25 3535
30 4040
35 40
15
20
30

光合成速度PPm(kg(kghaha-1-1hh-1-1) )
光合成速度
m

20
20 20
15
15 15

3030 302525 25

収量
収量 (t
(t ha
ha-1-1))300
300 300250
250 250200
200 200
150
150 150m

光合成速度
光合成速度 P
Pmm (kg(kg haha-1-1 hh-1-1))

30
30 30
25
25 25

4040 403535 35

収量(t(thaha-1-1) )収量-1h-1) -1 -1
光合成速度
PP
光合成速度
Pha
(kg
ha
-1h
-1) h )
m(kg
mha
光合成速度
(kg

粗ﾊﾞｲｵﾏｽ生産量
粗ﾊﾞｲｵﾏｽ生産量 bbgm
(kg haha-1-1 hh-1-1))
gm (kg100
100 100
50
50 50
00 0
00 550 10
5 151510 20
15 2525
20 303025 35
30 4040
35 40
10
20
35

粗ﾊﾞｲｵﾏｽ生産量bbgm(kg(kghaha-1-1hh-1-1) )粗ﾊﾞｲｵﾏｽ生産量
gm

300
300 300250
250 250200
200 200
150
150 150

光合成速度PPm(kg(kghaha-1-1hh-1-1) )
光合成速度
m

40
40 40
35
35 35

500
500 500450
450 450400
400 400350
350 350

粗バイオマス生産量
粗バイオマス生産量 bbgm
(kg haha-1-1 hh-1-1))
gm (kg

粗バイオマス生産量bbgm(kg(kghaha-1-1hh-1-1) )粗バイオマス生産量
gm

500
500 500450
450 450400
400 400350
350 350

2.5 2.5
2.5
2.0 2.0
2.0
1.5 1.5
1.5
1.0 1.0
1.0

3.0 3.0
3.0
1960 1960
1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
1960 197019701980198019901990200020002010201020202020203020302040204020502050
年 年
年

ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ値&ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ値
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ値&ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ値
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ値&ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ値
RCP2.6
RCP2.6
RCP2.6
RCP8.5
RCP8.5
RCP8.5
実測値
実測値
実測値

0.5 0.5
0.51960 1960
1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
1960 197019701980198019901990200020002010201020202020203020302040204020502050
年 年
年

(i)
日
(i)
日
本
の
コ
メ
収
(i)
日本
本の
のコ
コメ
メ収
収量
量量

(i)
ブ
(i)
ブ
ラ
ジ
ル
の
大
豆
収
(i)
ブラ
ラジ
ジル
ルの
の大
大豆
豆収
収量
量量
図
3110-4
収
量
予
測
値
と
気
候
変
動
の
影
響
3110-4
収
量
予
測
値
と
気
候
変
動
の
影
響
図
図 3110-4
収量予
測値と気候変動の影響
図 3110-4
収量予測値と気候変動の影響

─ 345 ─(i) コ メ2020 年 代(ii) コ メ

2040 年 代(iii) 小 麦2020 年 代(iv) 小 麦

2040 年 代(v) ト ウ モ ロ コ シ(vii) 大 豆2020 年 代2020 年 代(vi) ト ウ モ ロ コ シ(viii) 大 豆

2040 年 代

2040 年 代

5%以 上
5%未 満
増加
作付け
の減少
の減少
なし
収
量
の
ベ
ー
ス
ラ
イ
ン
と
RCP6.0
シ
ナ
リ
オ
と
の
乖
離
図 3110-5
図 3110-5 収量のベースラインと RCP6.0 シナリオとの乖離(イ ) 世 界 食 料 モ デ ル の 開 発
表要3110-1
世界食料モデルで必と な る日本の作物の供給の弾力性（土地、労働固定）、供給の弾力性を得るために、生産者の期待可変利潤最大
供量題 を 解
コき
メ価
格関 数
ﾄｳを
ﾓﾛ求
ｺｼ め 、 大資関
本数 に 代 入
労働
格生 産
経常
地数 を 求 め
化給問
、格
各 要小
素麦需価要
そ豆
れ価を
し財て 供 給土関
た。こ
価格
使用費
価格
*2
こ で は 、土 地 と 労 働 を 固 定 投 入 要 素 と し 、ま た 、生 産 関 数 を Cobb-Douglas 型 に 特 定 化 しコメ
0.393-0.052-0.016-0.065-0.268-0.1260.155
0.433
た 。さ ら に 、作 物 1 の 作 付 面 積 が 増 加 し た と き に 、対 応 し て 減 少 す る 作 物 2、作 物 3 作 物 4
小麦-0.4740.412-0.014-0.059-0.241-0.172
0.140
0.390
のﾓﾛ作
減 少 率 が-0.052
等 し い と し0.418て 土 地 に-0.065
関する代替
関 係 を 仮-0.151
定 し た （ 表0.155
3110-1）。0.431
ﾄｳ
ｺｼ付 面 積 の-0.524-0.266デ ル で 必-0.065
要となる需
要 の 価 格 0.448
弾力性を得
る た め に-0.114、 コ メ 、 小0.194
麦、トウモ
ロコ
大 豆さ ら に 、 モ-0.657-0.020-0.3340.541
シ、大豆から穀類の食品を作るとし、食品生産費用最小化問題を設定した。生産関数を
Cobb-Douglas 型 に 特 定 化 し 、 条 件 付 き 要 素 需 要 の 価 格 弾 力 性 を 求 め た （ 表 3110-2）。 所 得
弾 力 性 は 、 求 め る こ と が で き な か っ た た め 、 USDA の 穀 類 食 品 の 値 を 代 理 と し て 使 っ た 。
モ デ ル の 方 程 式 は 、 IFPSIM(Oga & Yanagishima 1 ) )に 準 ず る 。 収 量 関 数 、 供 給 関 数 、 作 付
面積恒等式、飼料需要関数、需要関数等から構成される。
発射台のデータセットを作成するために、コメ、小麦、トウモロコシ、大豆の収量、作付 面 積 、輸 入 量 、輸 出 量 、在 庫 変 化 量 、飼─料346需─
要 量 等 の FAO-STAT の 値 を 126 か 国・地 域 に集 計 し た 。 ま た 、 AR5 の 社 会 経 済 シ ナ リ オ SSP1～ SSP5 に つ い て 各 国 の 人 口 と GDP の 2007

条件付き要素需要の価格弾力性を求めた（表 3110-

RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5 シナリオ別の気温、日射2）。所得弾力性は、求めることができなかったため、量、降水量の変化の影響を含む結果と、2007 年以

USDA の穀類食品の値を代理として使った。

降、両気候変数が変化しない場合について、各作物の収量、収穫面積、生産量、輸出入量、消費量等のモ デ ル の 方 程 式 は、IFPSIM（Oga &1）

Yanagishima ）に準ずる。収量関数、供給関数、

収束解を得た。

作付面積恒等式、飼料需要関数、需要関数等から構（ア）で求めた各作物の収量予測値と、価格反応成される。

を考慮した作付面積を乗じて生産量を求め、純輸出

発射台のデータセットを作成するために、コメ、量と在庫変化量を引いて供給量を求めた。ここで、小麦、トウモロコシ、大豆の収量、作付面積、輸世界食料モデルでは、純輸出量の世界合計がゼロに入量、輸出量、在庫変化量、飼料需要量等の FAO-

なるように世界価格を求めた。供給量を人口で除しSTAT の 値 を 126 か 国・ 地 域 に 集 計 し た。 ま た、て一人当たり消費量とした。バングラデシュの一

AR5 の社会経済シナリオ SSP1 ～ SSP5 について各

人当たり小麦消費量の変動と推移を表 3110-3 と図国の人口と GDP の 2007 年から 2100 年までのデー

3110-6 に示す。AR5 の社会経済シナリオの SSP1 とタセットを作成した。

RCP4.5 の組み合わせでは、GDP の増加に応じて消これらのデータとパラメータを用い、126 か国・費量が増加するが、他のシナリオの組み合わせでは地域別に分析が可能な、コメ、小麦、トウモロコ

気候変動の結果生産量が抑えられ、消費量は伸びな

シ、大豆を対象農産物とする世界食料モデルを作成いことが明らかとなった。

した。収量関数は、（ア）で作成したもので、気温と日射量を変数とし、面積関数は、上述の供給の弾エ

力性をパラメータとしている。飼料需要量は、作物（ア） 収量予測の供給量変化率に比例するように設定している。需多くの国において、各作物の収量は、二酸化炭

要関数は、上述の要素需要の価格弾力性と USDA

素排出量が多い RCP8.5 の下では、それが少ないの 所 得 弾 力 性 を 用 い て い る。 全 球 気 候 モ デ ル で

RCP2.6 の下よりも減少する。気温上昇の影響が大

あ る MIROC5 に お け る IPCC の AR5 の RCP2.6、

きいことが確認されたが、このモデルでは、施肥効

需要量

コメ価格

小麦価格

コメ

-0.1563
0.84370.84370.84370.1020-0.89800.10200.10200.01670.0167-0.9833
0.01670.0376
0.0376
0.0376-0.9624察

2040 年代のバングラデシュの小麦消費量

SSP

RCP

平均値
(kg)

SSP1
SSP2
SSP3
SSP4

RCP4.5
RCP6.0
RCP8.5
ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ

46.4
36.9
31.7
27.6

60
50
40
30
20

2050

2045

2040

2035

2025

2020

0

2030

SSP1&RCP4.5
SSP2&RCP6.0
SSP3&RCP8.5
SSP4&ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ値

10

2015

大豆

大豆価格

2010

ﾄｳ ﾓﾛｺｼ

ﾄｳﾓﾛｺｼ
価格

Kg

小麦

表 3110-3

日本の作物の需要の弾力性2005

表 3110-2

考年

図 3110-6 バングラデシュの一人当たりの小麦消費量

図 3110-6

バングラデシュの一人当たり
小麦
消費量
─ 347 ─

標準偏
差
(kg)
5.0
2.3
1.4
0.3

変動係
数
0.11
0.06
0.04
0.01

果がトレンドに含まれているため、その影響を看過キしている可能性がある。

1）Oga K. and Yanagishima K.（1996）International

中国の小麦のように、気温と収量の関係を示すグ

引用文献

food and agricultural policy simulation model.

ラフが大きな傾きを持てば、収量の変動が大きいこ

JIRCAS Working Report 1: pp.121.

とを確認できた。気温に対する小麦の収量の最大点

2）Furuya J., Kobayashi S., Yamamoto Y., and Nishimori

は、他作物に比べて低温側にあるので、低緯度のM.（2015）Climate change effects on long-term world-

国、特にサブサハラアフリカ地域において、その生

crop production: incorporating a crop model into long-

産は、気候変動から大きな影響を受けると言える。

term yield estimates. JARQ 49（2）: 187-202.

これらの結果は、気候変化への適応技術が存在しないとの仮定から得られたものである。バイオテク

研究担当者（古家淳＊、小林慎太郎）

ノロジーの進歩は、気温と収量の関数をより高温側へシフトさせると期待される。

＊（イ） 世界食料モデルの開発
穀物の収量の変動の増加は、各国の食料価格の変動の拡大を導く。穀類を始めとする食料価格の変動
は、食料の供給を不安定なものとし、食料安全保障

1：3 次スプライン補間とは、3 次関数を用いて
点と点の間を滑らかな曲線で結ぶ手法である。
＊
2：Cobb-Douglas 型生産関数とは、労働時間など、ある投入要素の 1% の増加に対して何 % 生
産量が増加するかを示す、生産の弾力性を指数とする生産関数である。

に脅威を与える。
高温耐性品種のような、気候変動に対する適応技術の開発は、食料安全保障の確保に対して非常に重２要であり、その評価を引き続き行いたい。

国内の地域農林水産業・関連産業への影響からみた地球温暖化の緩和策・適応策の効果

オ

評価

今後の課題

（ア） 収量予測ア

研究目的

より現実的なシミュレーションを行うために、二パネルデータに基づく地域農業生産の計量モデル

酸化炭素の濃度の高まりや、蒸発散量の変化を作物を推定し、それらを多地域間 CGE モデルに統合し、モデルに反映させる。

適応策の評価を行う。また、コメの品質と流通構造（イ） 世界食料モデルの開発を考慮した全国の CGE モデルを用い、高温耐性品

需要関数に関わる次の問題がある。①需要の交差

種の普及の経済的影響を評価する。

価格弾力性が小さすぎる。②所得弾力性と価格弾力性の値が、経済理論的な集計条件を満たしていな

イ

研究方法

い。③所得の弾力性が大きすぎる。これらの問題を（ア） 地域農業生産モデル分析

克服し、精度の高い世界食料モデルを完成させる。

農業生産（コメ、野菜及び果樹等）における地球温暖化緩和策・適応策の地域経済に対する効果につ

カ

要

約

いて、パネルデータに基づく地域農業生産の計量モ（ア） 収量予測

デルを推定し、それらを多地域間 CGE モデルに統サブサハラアフリカ等の低緯度地域では気候変動

合することにより明らかにする。この時、地球温暖により収量が低下する。小麦の収量変動は大きい。

化緩和策・適応策の有無を外生的に想定し、それら（イ） 世界食料モデルの開発の比較によって経済的な視点からの温暖化対応技術

気温などの気候変数の変化は、食料消費量を変動の評価を行う。

させる。所得の増加率の違いは、食料消費量のトレ（イ） 高温耐性米普及による経済的影響評価モデ

ンドに大きな影響を与える。

ルの構築
地球温暖化緩和策による農産物の品質変動の経済的影響に関して、高温耐性品種米を例にシミュレー
─ 348 ─

ションするために、コメの流通・消費構造につい

域間応用一般均衡モデル＊ 1（6SCGE モデル）を構て、コメを高温耐性品種と既存品種に、家計を小・築した。また、9 地域のパネルデータを用いた、作中・大規模稲作農家、非稲作農家、非農家の五つに付面積、総投下労働時間、気温、気温の二乗を説明

分け、全国レベルの CGE モデルに導入する。さら変数とする農業計量モデルを作成した（Tokunagaに、新技術の導入による労働負荷の増加や高齢化に

et al.4）, 表 3120-1）。

より稲作農家の耕作放棄行動をモデルに組み込むこ

用いた日本の地域ごとの将来気温（2076 ～ 2095とでそれらの影響を評価する。

年）は、気象庁が IPCC 温室効果ガス排出シナリ
オ A1B を用いた非静力学地域気候モデルから予

ウ

研究結果

測 し て い る。 こ の 予 測 値 と 1990−2009 年 の 期 間（ア） 地域農業生産モデル分析

平 均 値 か ら 2076−2095 年 の 年 平 均 と 4−10 月 期

北海道、東北、関東、中部・近畿・中四国計、九の将来気温と気温上昇率を地域ごとに求めた（表州、沖縄の 6 地域間社会会計表

表 3120-1

表3120-_1( t値)
総投下労働時間数(L)( t値)
年平均気温(temp)( t値)
4-10月期気温(temp)( t値)
年平均気温の2乗(temp2)-10774.25 ***
( t値)
-2.78
4-10月期気温の2乗(temp2)
( t値)
定数項
-2187366 ***
( t値)
-2.87

固定効果モデル
米類-Ｂ
野菜類-Ａ
野菜類-Ｂ
果樹類-Ａ
2.2915 ***27.0292 ***27.2065 ***17.2605 ***
4.54
29.11
29.28
6.84
1.84090.9693 ***1.0176 ***1.1369
1.41
2.74
2.87
1.64
-9526.4
59470.4-0.03
0.70
678123.3 ***-9407.4
5.70-0.32-259.31-2159.92
-0.27
-0.75
-15779.75 ***-40.58-5.13-0.05-6764018 ***404493 **417870-444161
-5.86
2.04
1.45
-0.70

6.05
0.000
16.08
0.0003
0.965

11.92
0.000
54.07
0.000
0.971

175.000.000-50.000.998

計測期間 1990-2009
地域数
9
180
サンプル数

1990-20099180

1993-20098136

F-検定 ( F値)
Prob>F
ハウスマン検定
Prob>χ2
調整済決定係数3120-2）。この予測では、北海道の将来気温は、東（SAM）と 6 地

9 地域パネルデータによる気象変数を含む生産関数の推計結果

米類-Ａ2.4758 ***3.53
2.26621.59345702.5 ***3.14

作付面積(S)＊2

177.72
0.000
-0.80

果樹類-Ｂ
19.0497 ***4.76
1.43371.50
410185.1 **
1.97

固定効果モデル（変数は対数）
野菜類-Ｃ
麦類・いも類-Ａ0.7588 ***0.3651 ***
22.86
8.14
0.1139 ***3.86-0.234 ***-0.613 ***
-2.65
-2.06

-13371.58 **-1.99-3217673 **-1.99

5.378 ***
13.57

9.903 ***
10.86
151.440.000-20.901993-2009
8
136

5.79
0.0005
-0.39

0.999

4.20
0.000
1.14
0.566
0.964

0.998

50.20
0.000
27.15
0.000
0.998

1993-20098136

1995-2009
7105

1995-2009575

1993-2009
8
136

0.988

＊＊＊
註：***は1％有意水準、**は5％有意水準、*は10％有意水準で有意性を持つ註：は 1% 有意水準、＊＊は 5% 有意水準、＊は 10% 有意水準で有意性を持つ

表3120-2

表 3120-2

気象庁の気温予測値を基に推定した 9 地域の将来気温の最大・平均・最小値

1990-2009年の期間における平均気温
地域
（℃、％）

将来気温
（2076-2095年）
年平均

気温上昇率
(1990-2009年の期間平均気温→将来気温）

4-10月期平均

年平均

4-10月期平均

年平均

4-10月期

最大値

平均値

最小値

最大値

平均値

最小値

最大値

平均値

最小値

最大値

平均値

最小値

北海道

7.1

14.0

10.7

10.0

9.3

17.5

16.8

16.1

50.3

40.1

29.9

25.1

19.9

14.7

東北

11.0

17.2

14.4

13.7

13.0

20.5

19.8

19.0

30.9

24.4

17.8

19.0

14.9

10.7

北陸

13.2

19.2

16.5

15.8

15.0

22.4

21.7

20.9

25.4

19.8

14.1

17.0

13.1

9.2

関東・東山

13.8

19.6

17.1

16.4

15.7

22.7

22.1

21.4

23.2

18.4

13.6

15.9

12.5

9.1

東海

15.1

20.9

18.2

17.6

17.0

23.8

23.2

22.6

20.5

16.4

12.4

13.9

11.0

8.0

近畿

14.6

20.5

17.8

17.2

16.6

23.5

22.9

22.2

21.6

17.3

13.0

14.6

11.5

8.5

中国

14.7

20.4

17.6

17.1

16.5

23.1

22.6

22.1

19.6

16.0

12.4

13.4

10.8

8.2

四国

16.0

22.0

19.0

18.4

17.8

25.1

24.5

24.0

18.3

14.8

11.3

14.2

11.7

9.1

九州

16.1

21.5

19.0

18.5

18.0

24.3

23.8

23.3

18.1

14.9

11.8

12.9

10.5

8.2

─ 349 ─

北 の 1990−2009 年 の 平 均 気 温 よ り も や や 低 い 水

月期は 26.7℃）の水準には至らない。

準 ま で 上 昇 し、 東 北 の 将 来 気 温 は、 関 東・ 東 山

農業計量モデルから求めた気温変数のパラメータの 1990−2009 年 の 平 均 気 温 の 並 み の 水 準 ま で 上を利用し、これらの気温上昇率から四つ農作物の生昇することになる。一方、東海以西の地域では将産量の変化率を算出した（図 3120-1、表 3120-3）。

来気温が年平均で 17℃～ 18℃前半に、4−10 月期

このような予測には、種々の不確実性が伴い、任意平均気温でも 23−24℃に上昇するものの、沖縄ののケースのみを想定するのは好ましくない。そこ

1990−2009 年の平均気温（年平均：23.8℃、4−10

で、今後の地球温暖化がもたらす農作物の生産量へ

図3120-1

1990年から2009年の年平均気温又は4-10月期平均気温から0.5℃ずつ気温が上昇した場合における各農産物の生産量変化率（1990年（1993年又は1995年）-2009年の平均生産量から）気温上昇による米類の生産量変化率

北海道と四国除きの各地域の生産量変化率

150.00

15.00
10.00

北海道

100.00
50.00

生
産
量
0.00
変
化
率 -50.00

東北

5.00

北陸

0.00

東海
1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

近畿
中国
四国

-100.00

0.5

生産 -5.00
量 -10.00
変化 -15.00
率-20.00

関東・東山
0.5

東北
1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

北陸

4.0

関東・東山
東海
近畿
中国
九州

-25.00九州-30.00-35.00-150.00

気温上昇による野菜類の生産量変化率

気温上昇による果樹類の生産量変化率

0.00
-1.00

1.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

20.00

4.0

0.00
0.5

-2.00

東北

-3.00

関東・東山

生
産 -4.00量
変 -5.00
化
率 -6.00

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

-20.00東海

生
産 -40.00
量変化 -60.00
率-80.00

東海
近畿
中国
四国

近畿
中国
四国
九州

九州

-7.00

-100.00-8.00-120.00-9.00

図 3120-1 1990 年から 2009 年の年平均気温又は 4 − 10 月期平均気温から 0.5℃ずつ気温が上昇した時の各農作物の生産量変化率（1990 年（1993 年又は 1995 年）− 2009 年の平均生産量から変化率）
表3120-3

表 3120-3

将来気温から予測される各農作物の地域ごとの生産量変化率の推計結果
計測期間の平均気温を基準とした気温上昇による各農産物の生産量変化率

米類

麦類・いも類

野菜類

果樹類

地域、％

最大値

平均値

最小値

最大値

平均値

最小値

最大値

平均値

最小値

最大値

平均値

最小値

北海道

93.9

79.4

62.4

n.a

n.a

n.a

n.a

n.a

n.a

n.a

n.a

n.a

東北

11.1

9.9

8.0

-15.6

-12.3

-9.1

-7.1

-5.6

-4.1

n.a

n.a

n.a

北陸

6.5

7.6

7.2

-15.3

-11.9

-8.5

n.a

n.a

n.a

n.a

n.a

n.a

関東・東山

2.2

3.4

3.7

-14.7

-11.6

-8.6

-6.7

-5.3

-3.9

-7.5

-4.6

-2.4

東海

-12.5

-5.8

-1.1

-14.1

-11.3

-8.5

-6.4

-5.1

-3.9

-39.5

-24.1

-12.4

近畿

-6.8

-1.4

2.0

-14.4

-11.5

-8.7

-6.5

-5.2

-3.9

-23.3

-11.7

-3.6

中国

-2.6

0.8

2.9

-13.1

-10.7

-8.3

-5.9

-4.8

-3.8

-37.6

-20.1

-7.2

四国

-64.7

-45.5

-29.5

-13.3

-10.7

-8.2

-6.0

-4.9

-3.7

-60.0

-41.9

-26.8

九州

-11.6

-7.7

-4.5

-13.1

-10.8

-8.5

-6.0

-4.9

-3.9

-33.5

-24.3

-16.5

註：
「n.a.」は、固定効果モデルによるパラメータを計測するためのサンプル対象外地域であるために、生産量変化率が算出さ
註：「n.a.」は、固定効果モデルによるパラメータを計測するためのサンプル対象外地域であるために、生産量変化率が算出されないことを指す
れないことを指す

─ 350 ─の影響度に「幅」を持たせるために、次の 3 ケーを行い、前者の結果との対比により負の経済的な影

ス、①将来気温が最大値になる場合（ケース 1）、

響の軽減の程度を計測した。

②将来気温が平均値になる場合（ケース 2）、③将

シミュレーション結果から次の 3 点が明らかに

来気温が最小値になる場合（ケース 3）を想定する。

なった。第 1 に、60−80 年先の日本において、気こうして求めた四つの農作物の生産量の変化率に温上昇する中で適応技術の普及を想定しない場合、合わせるように 6SCGE モデルを用いて、2013 年度

全国の経済厚生を表す等価変分は、2005 年ベースと同様に四つの農作物の生産関数の効率パラメータ

で気温上昇が最小値である場合（ケース 3）でも（生産性を表すパラメータ）を変化させる「温暖化1,339 億円、最大値の場合（ケース 1）では 4,394 億

パラメータ」を探索した（表 3120-4）。ただし、北円の経済損失となる。これは国民 1 人当たり年間に海道のコメ類については表 3120-3 の結果をそのま

1,048 円から 3,439 円の損失を被ることを意味する。

ま反映させると、温暖化パラメータが「3」近くに地域別にみると、北海道と東北地域では温暖化になり、非現実的であると判断し修正を加えた。そしよって地域住民の経済厚生は上昇するものの、関東てこれらの温暖化パラメータを 6SCGE モデルに挿以西の地域の住民の経済厚生は減少する。特に、温入することで、まずは「適応技術無しの温暖化影響

暖化の影響を最大に受けた場合（ケース 1）では、シミュレーション」を前述の三つの設定（ケース

九州地域の 1 人当たりの経済損失が 6,654 円である

1 ～ 3）について行い、それぞれの設定の各地域の一方で、北海道の経済厚生は 1,125 円増加するため、地域経済や社会厚生への影響及び農林水産業や飲食

結果として 7,780 円近い格差が生じることになる。

料業等への経済波及効果を計測した。次に、将来気同様に、地域経済としての影響として、北海道と東温が平均値になる場合の温暖化パラメータ（初期値

北地域の実質域内総生産（GRP）が 0.07−0.10% 増が「1」である）が、「1」以下になる地域の農作物加するのに対して、関東以西の地域の実質 GRP はに限定し、「高温耐性品質の技術が開発されたこと

温暖化により総じて減少する（表 3120-5）。中でも、で、温暖化による生産性の低下幅が縮小した」（＝九州地域は 0.14−0.28% 減少と最も大きく影響を受適応技術有り・平均値）と仮定した。具体的には、ける。

稲作は後述する「高温による稲作への影響評価モデ

第 2 に、四つの農作物の生産量の変化をみると、ル」から得られた結果を用いて、生産性の低下幅

全体として北海道と東北地域で生産増になるもの

が 29% 回復するとし、それ以外の農作物は 50% 回の、関東以西の地域では生産減となり、全国計で復すると仮定し、温暖化パラメータを算出した（表は 2.43−5.28% 減となる。その中で、コメ類は気温

3120-4）。このパラメータを用いて 6SCGE モデルか上昇が最大値の場合（ケース 1）で 0.37% 減となる

ら「適応技術有りの温暖化影響シミュレーション」

が、平均値（ケース 2）では 0.18% 増、さらに最小

表3120-4

表 3120-4

温暖化パラメータ（α）

各農作物の生産関数の効率パラメータに変化を与える温暖化パラメータの設定

適用技術無し（最大値）
適用技術無し（平均値）
適用技術無し（最小値）
適応技術有り（平均値）
麦類・
麦類・
麦類・
麦類・
米類
いも類 野菜類 果樹類 米類
いも類 野菜類 果樹類 米類
いも類 野菜類 果樹類 米類
いも類 野菜類 果樹類
1.258

1.000

1.000

1.000

1.240

1.000

1.000

1.000

1.186

1.000

1.000

1.000

1.240

1.000

1.000

1.000

1.193

0.792

0.838

1.000

1.188

0.827

0.865

1.000

1.135

0.865

0.895

1.000

1.188

0.914

0.933

1.000

1.066

0.861

0.877

0.906

1.090

0.886

0.897

0.942

1.091

0.911

0.919

0.971

1.090

0.943

0.949

0.971

0.713

0.890

0.891

0.529

0.828

0.909

0.908

0.689

0.923

0.928

0.928

0.830

0.879

0.955

0.954

0.845

ン 九州地域

0.754

0.858

0.900

0.531

0.828

0.879

0.913

0.634

0.893

0.900

0.928

0.733

0.879

0.940

0.957

0.817

沖縄県

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

北海道
温
暖
化 東北地域
現象
シ 関東地域ミ
レ 中部・近畿・中四国地域
シ

─ 351 ─値の場合（ケース 3）では 0.38% 増になる。これは化の影響が最小値の場合でも 2 桁の生産減になる

コメ類の最大の生産地である東北地域で、生産減と（表 3120-5）。一方、他産業への波及効果をみると、なる西日本地域への移出が増加し、そのための生産

畜産生産は東北と関東地域で増加するものの、それの増加によるものである。これに対して果樹類は、以外の地域では減少する。漁業生産ではほとんどの中部以西の地域で温暖化の影響を大きく受け、温暖地域で生産が減少する。また、原材料となる農畜水

表 3120-5

表3120-5

6 地域間応用一般均衡モデルのシミュレーション結果（主な経済指標）
生産額（＝生産量×生産者価格）

ベース値か 適応技 温暖化のらの変化率 術有無 影響度

全国計

北海道

東北地域

関東地域

中部・近
畿・中四国
地域

九州地域

沖縄県

適
応
技
術
無
し

１人当た
等価変分 り金額
域内総
実質GRP 生産量（億円） （円）

域内農
産物生
産量

麦類・
いも類

米類

野菜類

果樹類

麦類・
いも類

米類

野菜類

果樹類

最大値

-4,393.9-3,439

-0.04

-0.04

-5.28

-0.37

-7.47

-5.07

-17.73

1.72

-2.93

1.75

-0.50

平均値

-2,542.0-1,990

-0.03

-0.02

-3.70

0.18

-5.89

-4.17

-11.47

-0.66

-2.08

1.51

0.03

最小値
適応技術有り（平均値）-1,338.9-1,048

-0.02

-0.01

-2.43

0.38

-4.49

-3.23

-6.50

-1.64

-1.43

1.20

0.22

-804.4

-630

0.00

0.01

-1.55

0.56

-2.77

-1.99

-5.31

-1.51

-0.86

0.73

0.09

最大値

63.3

1,125

0.08

0.09

7.18

20.70

3.57

1.86

9.05

6.78

3.66

1.93

9.18

平均値

78.4

1,392

0.07

0.08

5.61

15.37

3.21

1.57

5.16

2.77

3.28

1.62

5.23

最小値
適応技術有り
（平均値）

70.7

1,256

0.06

0.07

4.03

10.34

2.68

1.22

2.59

0.55

2.72

1.25

2.62

92.8

1,649

0.07

0.08

4.38

14.05

1.73

0.79

2.28

1.55

1.77

0.81

2.31

最大値

-28.3

-293

0.10

0.08

8.25

17.51

-21.02

-7.39

2.93

6.87

-9.55

2.82

2.92

平均値

36.4

378

0.10

0.11

5.69

12.62

-17.03

-5.97

1.71

2.63

-7.45

2.37

1.68

最小値
適応技術有り
（平均値）

43.0

446

0.07

0.08

2.88

7.14

-12.96

-4.52

0.97

-0.02

-5.47

1.84

0.93

127.9

1,327

0.14

0.15

5.62

11.14

-7.84

-2.73

0.70

1.26

-3.07

1.21

0.64

最大値

-860.3-1,694

-0.03

-0.02

-3.13

2.73

-17.19

-6.23

-1.76

-1.06

-9.74

1.59

4.48

平均値

-481.9

-949

-0.02

-0.01

-2.49

2.26

-13.85

-5.13

-0.93

-2.77

-7.68

1.34

2.79

最小値
適応技術有り（平均値）-243.4

-479

-0.01

0.00

-1.71

2.14

-10.65

-3.97

-0.17

-2.92

-5.79

1.06

1.64

1.0

2

0.00

0.00

-1.02

1.60

-6.62

-2.44

-0.60

-3.40

-3.49

0.65

1.19

最大値

-2,680.0-5,703

-0.13

-0.10

-17.60-20.04-13.73-5.37-39.40

-2.05

-8.00

1.38

-7.94

平均値

-1,561.2-3,322

-0.08

-0.06

-11.56-13.08-10.89-4.41-23.65

-3.01

-6.10

1.24

-3.57

最小値
適応技術有り（平均値）-806.6-1,717

-0.04

-0.03

-6.59

-7.20

-8.29

-3.36

-11.74

-2.90

-4.47

1.01

-1.23

-722.3-1,537

-0.04

-0.03

-7.13

-10.30

-5.34

-2.14

-10.87

-3.43

-2.95

0.58

-1.37

最大値

-888.5-6,654

-0.28

-0.28

-12.52-13.29-13.45-4.17-35.06

3.71

-4.95

1.89

-0.56

平均値

-616.3-4,615

-0.21

-0.20

-9.67

-9.95

-11.00-3.55-26.19

1.28

-3.73

1.66

-0.57

最小値
適応技術有り（平均値）-405.8-3,039

-0.14

-0.11

-7.07

-6.78

-8.77

-2.90

-18.52

-0.08

-2.75

1.36

-0.68

-310.4-2,324

-0.11

-0.11

-5.28

-7.42

-5.39

-1.73

-11.86

0.22

-1.81

0.77

0.00

最大値

-0.2

-16

-0.01

0.00

2.58

-2.87

1.10

2.02

4.54

-2.86

1.11

2.01

4.54

平均値

2.5

187

-0.01

0.01

1.71

-5.03

1.17

1.70

2.62

-5.02

1.18

1.69

2.62

最小値
適応技術有り
（平均値）

3.3

240

0.00

0.00

1.13

-4.50

1.00

1.32

1.42

-4.49

1.01

1.31

1.42

6.6

482

0.00

0.01

0.64

-6.46

0.86

0.81

1.07

-6.45

0.87

0.80

1.08

適
応
技
術
無
し

適
応
技
術
無
し

適
応
技
術
無
し

適
応
技
術
無
し

適
応
技
術
無
し

適
応
技
術
無
し

─ 352 ─

産物がこのように変動するため、それらの川下産業

産構造を想定した。生産量に対する生産費用の単価である飲食料品製造業では、と畜・畜産食料品と農は、小規模、大規模、中規模の順に低い。モデル内

産食料品の生産は関東以北の地域で増加するが、中での気候変動とコメの品質の関係性として、稲作農部以西の地域では減少する。同様に、水産加工業と家から玄米が供給される段階に気温と一等米比率の

その他の食料品・飲料・タバコの生産も、ほとんど関数を導入し、河津ら 3）を参考に非高温耐性米（従の地域でマイナスの影響を受け、生産が減少する

来品種）の一等米と気温の感度係数を–3.57（出穂（表 3120-6）。

時期の最低気温が 1℃上がると一等米比率が 3.57%

第 3 に、温暖化の影響を受けた地域や農作物につ低下）とした。一方、高温耐性米の同係数は 2010

いて適応技術が開発され、「温暖化による生産性の年の 13 品種の実績に基づいた推定結果より–2.52 と低下幅が縮小した」と仮定すると、関東以西の地域した。それ以降の供給体系は次のとおりである。最での農作物の生産へのマイナスの影響は「適応技終消費向けの玄米は精米業者を経て家計に供給され術無しの温暖化の影響が最小値の場合（ケース 3）」

る一方、加工用向けの玄米は、米菓やみそ・醤油とより小さくなり、全国の生産量の減少率は 1.0% ポ

いった関連食品産業への加工用向けに供給される。

イントほど回復し、1.55% 減になる。こうした農作

需要側の家計は、三つの規模別の稲作農家世帯、物の生産への影響が軽減されることで、九州地域の非稲作農家世帯、非農家世帯の五つに分類された。

等価変分は–310.4 億円で、ケース 3 よりも経済損失

稲作農家世帯は、前述の稲作の生産活動の区分に準が約 25% 圧縮され、関東地域では 1 億円とプラス

じて、小規模稲作農家（3 ha 未満）、中規模稲作農に転ずる。そして、地域間の実質 GRP の格差（東家（3 ～ 10 ha 未満）、大規模稲作農家（10 ha 以上）

北地域の最大値と九州地域の最大値との差分）はとした。非稲作農家は稲作農家以外の農家世帯であ0.38% から 0.25% まで縮小し、温暖化に伴う実質国り、これら以外の世帯を非農家世帯とした。分類し内総生産（GDP）の変動負値からゼロになる。こた家計の特徴は、所得の源泉となる生産要素（資のように、温暖化の影響を受けた地域や農作物に対本、労働、土地）の有無とその程度の違いにある。

して適応技術によって、地域間での影響のバラツキ

稲作農家と非稲作農家は、三つの生産要素を全て所は解消されないものの、全国の経済成長率は将来の持し、その要素所得を得る一方で、非農家世帯の家

地球温暖化の影響からニュートラルになることが示

計は資本と労働のみからの所得を得ると想定した。

された。また、等価変分も全体で 804.4 億円減、1

この中で、稲作農家の所得に占める土地の要素所得

人当たり 630 円の損失まで温暖化の影響を軽減するの割合は規模に準じる。

ことが可能であるという結果が得られた（表 3120-

シミュレーションでは、高温耐性品種導入による5）。

効果の比較対象として温暖化での従来品種のみであ（イ） 高温耐性米普及による経済的影響評価モデ

る場合（SIM1）を想定し、2017 年に完全導入されルの構築る（SIM2）という二つのシナリオで行った。SIM2

温暖化適応技術の普及による農作物の品質維持がにおける高温耐性品種の導入時期は、シミュレー

もたらす経済的効果を稲の高温耐性品種を例に、日ション期間における出穂後の適温 23 度を基準に設

本経済の需要と供給構造をもつ動学的 CGE モデル定を行った。シミュレーションに用いた 2030 年ま1）を構築し、分析を行った（Akune et al. ）。本モデでの 8 月の最低気温の予測値（Iizumi et al.2））によルの特徴は、気候変動とコメの品質の関係、稲作農る都道府県・月別の水田地域平均日別気候シナリオ

家の規模、コメの用途別供給体系、稲作農家を中心での予測値を全国平均に再集計したもの）の中でとした複数の家計の類型をモデル内に明示的に有す23 度を超えるのが 2017 年と 2024 年以降であった。

ることである。

このため、高温耐性品種の導入時期を最初の 2017

図 3120-2 は、コメの加工・流通・消費のモデル年とした。

構造を示している。稲作の生産活動に関しては、面シミュレーションの結果として日本経済全体の積別に小規模稲作（3 ha 未満）、中規模稲作（3 ～経済厚生を示す等価変分の変化を表 3120-7 に示し

10 ha 未満）、大規模稲作（10 ha 以上）の三つの生ている。全体を通してみると、2017 年、2024 年及─ 353 ─

表3120-6

表 3120-6

6 地域間応用一般均衡モデルのシミュレーション結果（他産業への波及効果）

ﾍﾞｰｽ値からの変化率

北海道

適
応
技
術
無
し

適
応
技
術
無
し

生
産
量

関東地域

中部・近
畿・中四
国地域

九州地域

温
暖
化
影
響
シ
ナ
リ
オ

北海道

東北地域

生
産
者
価
格

関東地域

九州地域

公益事業、 商業、運
サービス業 輸業

9.054

-0.239-0.110-0.008-0.0112.214-0.007-0.1470.013-0.042

1.570

5.159

-0.093-0.0730.049-0.067

2.212

0.046

-0.1090.013-0.023

最小値

10.338

2.675

1.223

2.593

-0.008-0.0460.065-0.039

1.827

0.060

-0.0790.010-0.01214.046

1.729

0.785

2.281

0.037

-0.0390.099-0.035

2.259

0.097

-0.0740.018-0.006

最大値

17.506-21.017-7.3902.925-0.150-0.0630.053-0.0463.058-0.074-0.2680.025-0.052

平均値

12.623-17.026-5.973

1.708

0.176

-0.0230.109-0.0203.122-0.019-0.111

0.033-0.016最小値

7.142-12.956-4.520

0.965

0.130

-0.0040.101-0.0082.409-0.005-0.020

0.025

0.001

11.142-7.843-2.734

0.695

0.244

0.011

0.177

0.004

3.240

0.080

-0.034

0.048

0.007

最大値

2.734

-17.192-6.233-1.762-0.028-0.090-0.019-0.0640.299-0.1890.024-0.015-0.022平均値

2.260-13.851-5.126-0.9260.028-0.051

0.037-0.0370.668-0.1130.001-0.008-0.009最小値

2.139-10.646-3.965-0.1660.042-0.0270.051-0.0200.744-0.0640.003-0.004-0.002

1.599-6.622-2.436-0.5980.088-0.0050.094-0.0060.851-0.0190.001-0.0010.002

最大値-20.036-13.727-5.370-39.404-0.281-0.114-0.248-0.099-3.090-0.4700.076-0.032-0.061

平均値-13.081-10.893-4.408-23.650-0.136-0.068-0.108-0.060-1.527-0.2700.043-0.021-0.040

最小値-7.200-8.286-3.364-11.743-0.046-0.037-0.027-0.034-0.543-0.1400.023-0.012-0.023-10.297-5.337-2.144-10.866-0.039-0.026-0.016-0.024-0.826-0.1140.024-0.011-0.019最大値-13.287-13.452-4.169-35.055-0.388-0.078-0.288-0.107-5.079-0.644-0.062-0.070-0.066平均値-9.954-11.004-3.549-26.194-0.241-0.051-0.169-0.073-3.268-0.442-0.058-0.053-0.046最小値-6.779-8.773-2.900-18.518-0.137-0.031-0.090-0.048-1.913-0.291-0.049-0.037-0.029-7.421-5.392-1.734-11.860-0.114-0.021-0.064-0.035-2.040-0.208-0.027-0.027-0.023

最大値-11.534

0.084

0.077

0.117

-0.0810.060-0.0220.055-1.968

0.069

0.043

0.063

0.060

平均値

-10.925

0.064

0.051

0.064

-0.0960.047-0.0370.043-2.093

0.019

0.035

0.051

0.051

最小値

-8.869

0.047

0.031

0.030

-0.0850.035-0.0360.032-1.779-0.005

0.027

0.039

0.040

-10.965

0.036

0.024

0.022

-0.123-0.030-0.0610.027-2.231-0.033

0.024

0.035

0.039

最大値

-9.04914.51611.025-0.002-0.0590.032-0.0070.037-2.850

0.096

0.014

0.033

0.020

平均値

-8.877

11.5428.870-0.031-0.0800.014-0.0280.022-3.008

0.034

0.011

0.020

0.017

最小値

-6.683

8.603

6.656

-0.035-0.0680.004-0.0270.011-2.376

0.013

0.007

0.010

0.012

-8.899

5.175

4.046

-0.055-0.1090.000-0.0570.004-3.192-0.070

0.007

0.009

0.016

最大値

-3.694

8.997

8.341

6.355

-0.0880.010-0.0070.022-0.424

0.171

0.003

0.015

0.007

平均値

-4.915

7.165

6.816

3.751

-0.1020.004-0.0230.014-0.733

0.105

0.000

0.007

0.002

-4.952

5.437

5.228

1.804

-0.0850.000-0.0230.008-0.771

0.061

0.000

0.002

0.000

-4.924

3.359

3.165

1.793

-0.120-0.003-0.0460.000-0.9060.016-0.004-0.003-0.003

最大値

22.498

6.638

7.134

51.9260.012-0.006

0.014

0.011

2.992

0.385

-0.015-0.008-0.019平均値

11.589

5.376

5.905

26.300-0.026-0.003-0.005

0.009

1.429

0.224

-0.009-0.003-0.011

最小値
適応技術有り
（平均値）

4.636

4.166

4.522

11.917-0.041-0.001-0.013

0.007

0.480

0.119

-0.0050.000-0.005

5.215

2.522

2.788

10.650-0.063-0.007-0.030

0.000

0.397

0.069

-0.007-0.007-0.009最大値

19.607

9.825

6.322

53.121

0.057-0.0270.035-0.016

5.226

0.526

-0.044-0.045-0.074平均値

12.472

8.172

5.405

34.7120.013-0.0200.006-0.012

3.279

0.363

-0.033-0.034-0.054

最小値
適応技術有り
（平均値）

7.187

6.597

4.390

21.896-0.008-0.015-0.007-0.009

1.878

0.240

-0.023-0.025-0.038

5.631

3.787

2.538

13.454-0.037-0.013-0.029-0.009

1.343

0.143

-0.019-0.020-0.028

最小値

適応技術有り
（平均値）

中部・近
畿・中四
国地域

その他の食
鉱工業・
料品、飲
料、タバコ 建設業

1.856

適応技術有り
（平均値）
適
応
技
術
無
し

農産食料
品

3.210

適応技術有り
（平均値）
適
応
技
術
無
し

水産食料
品

3.569

適応技術有り
（平均値）
適
応
技
術
無
し

と畜、畜
産食料品

漁業

15.370

適応技術有り
（平均値）
適
応
技
術
無
し

畜産

20.701

適応技術有り
（平均値）
適
応
技
術
無
し

果樹類

平均値

適応技術有り
（平均値）
適
応
技
術
無
し

野菜類

最大値

適応技術有り
（平均値）

東北地域

麦類・い
も類

米類

適
応
技
術
無
し

適
応
技
術
無
し

─ 354 ─

2000-2010 年 の 年 率 1.4％ に 相 当 と 想 定 )を 加 味 し 、 同 時 に 要 素 所 得 か ら 同 率 を 割 引 い た 場
合 (SIM3)、 2030 年 で 1539 億 円 程 度 の 損 失 が 生 じ る 。 こ れ は 、 高 温 耐 性 米 を 導 入 し た と しても、同時に生産放棄が進む場合、その効果よりも生産構造の問題により、既存品種のみで生じる損失を上回ることになる。
稲作農家
（小規模：
3ha未満）

稲作農家（大規模：10ha以上）稲作農家（中規模：
3-10ha)精米（最終消費用）

精米（加工用）玄米
関連食品産業（米菓、みそ・醤油等）

気温

玄米（最終消費用）

玄米（加工用）

米加工食品

[凡例]
精米業（最終消費用）

生産活動

家計消費

精米業（加工用）

財
経済主体

図 3120-2
メの加工・流通・消費のモデル構造
図 3120-2ココメの加工・流通・消費のモデル構造
表 3120-7 高 温 耐 性 米 の 普 及 に よ る 経 済 厚 生 の 変 化
表 3120-7 高温耐性米の普及による経済厚生の変化

(億円)
(億円)

既 存 品 種 の み

SIM1:既存品種のみ SIM2:高温耐性米普及（2017年） SIM3: SIM2＋稲作生産放棄(1.4%)
SIM1:既存品種のみ
SIM2:高温耐性米普及（2017年） SIM3: SIM2＋稲作生産放棄(1.4%)
235
247
230 238
174
400
251
130
252
235 191 256 227 238 201 236
247
165
101 179
162
230
200
174
400
227
251
236
130
200
252 1655 101
201
191 256
200 162
179
2000
5
0
-17 0
-42
-200
-108
-17 0
-156
-192
-42
-200
-218 -227-400-108 -156
-192
-218
-227
-375
-400
-600 -366-362-441-374-456-375-366 -553
-441
-600
-589
-456
-362
-800
-374
-553
-589
-730
-622
-800
-801
-1000
-730
-622
-801
-1000
-1200
-947
-1200
-947
-1233
-1400
-1233 -1168
-1400
-1600
-1168
-1539
-1600
-1539
-1800
-1800
2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

高温耐性米導入
高温耐性米導入稲作 生 産 放 棄
( 作
（稲生産放棄 1.4%
）

HRS
HRS
HRM
HRM
HRL
HRL
HA
HA

-6
-6
10
10
4
4
27
27

10
10
1
1
-1
-1
-3
-3

23
23
7
7
-1
-1
8
8

HH
HH

-401
-401

194
194

216
216

218
-125
218
-125

HRS
HRS

-2
-2

9

9

19
19

17

HH
RR
MM

66

11

5 5

4 4

3 3

3 3

3 3

9

9

2

HH
RR
LL

22

- 1- 1- 1- 1

-1 -1

1 1

-1 -1

-1 -1

4

4

HH
AA

1 71 7- 2- 2

4 4

3 3

7 7

2 2

1 1

25 25

HH
HH

- 2-1251 5

1 6176 7

2 2202 0

2 11
2 11

- 5 6- 5 6

2 0 72 0 7

1 8 51 8 5 - 4 0-74 0 7

-3 -3

HH
RR
SS

- 7- 777

1 71 7

1 61 6

-1 -1

15 15

13 13

- 11 - 11

1

1

6

6

-6

-6

-7

-7 -18 -18 -22 -22

HH
RR
MM

99

55

9 9

8 8

6 6

7 7

6 6

10 10

4

4

4

4

7

7

7

7 12

12 15

15

HH
RR
LL

44

11

0 0

0 0

2 2

0 0

0 0

5

5

1

1

0

0

3

3

3

3

7

7

8

8

HH
AA

2 42 4

1 01 01 51 5

1 51 5

1515

13 13

11 11

30 30

11 11

7

7

20 20

19 19

38

38 45

45

HH
HH

- 5-8538 3

1 4104 0

1 2142 4

1 5135 3 - 1 7- 91 7 9

1 9 51 9 5

2 0 52 0 5 - 8 3-58 3 5

21

21
6

6

-1

-1
7

7

17

1
4
1
11

2

1
4
1
11

2

20
5
-1
4

20
5
-1
4

228
228
16

16

17
4
-1
2

17
4

-10
14

-1
2

-10
14
6

6
41

41

217
-673
217
-673
14

14

-5

-5

3
2
0
3
-25
4

3
2
0
3
-25
4

-0
-1
-4
129
7

7
-0
-1
-4
129
7

-6
8
4
23

-6
8
4
23

-6
8
4
23

-6
8
4
23

-18
20
9
59

-18
20
9
59

-22
25
12
73

-22
25
12
73

-391
- 4 0 2 - 1 ,0 1 8 - 1 ,2 5 5-391- 4 0 2 - 1 , 0 1 8 - 1 ,2 5 5
-2

-2

-3

-3

- 11

- 11

-14

-14

0

5

5

5

5 12

12 15

15

-0 -0

-1 -1

2

2

2

2

6

6

7

7

2

-3 -3

14 14

13 13

35

35 44

44

2

2

7

0

9 7 9 7 - 2 3 6- 2 3 6 - 2 4 5- 2 4 5- 6 3 1- 6 3 1- 7 8 2 - 7 8 2- 1 8 - 1 8 1 6 2 1 6 2 - 4 6 5- 4 6 5 - 4 7 8- 4 7- 18 , 2 7- 12 ,2 7- 12,5 8-41 ,5 8 4「HRS」は小規模農家世帯、「HRL」は大規模農家世帯、
注注）)「
HRS」 は 小 規 模 農 家「HRM」は中規模農家世帯、
世 帯 、「 HRM」 は 中 規 模
農 家 世 帯 、「 HRL」 は「HA」は非稲作農家世帯、
大 規 模 農 家 世 帯 、「「HH」
HA」 はは非農家世帯である。
非 稲 作 農 家 世 帯 、「 HH」 は 非 農 家 世 帯 で あ る 。

─ 355 ─び 2027 年以降の各シナリオの損失が増加している

エ

考

察

が、これは温暖化が進むことに連動している。シ（ア） 地域農業生産モデル分析

ミュレーション期間の最終年の 2030 年で比較する

気候変動の下で、農産物の生産量は、北海道と東と、温暖化が進む中で従来品種のみの場合の損失

北で増加するが、関東以西では減少する。それに伴は 1168 億円で、2017 年以降高温耐性米が完全普及

い、実質可処分所得は、全国で 2542 億円、減少すした場合の損失は 730 億円である。これは、高温耐ることが明らかとなった。高温下での栽培に耐える性米が 2030 年の損失を 437 億円圧縮することを示

適応技術の開発が急務である。

している。世帯区分別にみると、中規模、大規模稲（イ） 高温耐性米普及による経済的影響評価モデ

作農家と非稲作農家の経済厚生が上昇したのに対ルの構築

し、小規模稲作農家と非農家世帯の経済厚生は低下

温暖化の下で、高温耐性品種が普及した場合、高した。これは、高温による最終消費向け米の供給減

温による主食用米の供給量の減少が抑制できるた少に伴い、物価水準が上昇（既存品種のみの場合

め、米価は高温耐性品種がない場合よりも低くな

0.04%、高温耐性品種普及の場合 0.03%）する中で、る。その結果、温暖化による農地の希少性上昇に伴希少性を増す土地からの要素所得の増加分を非農家

う稲作農家の所得上昇幅は小さくなるが、経済全体

世帯は得られない、あるいは小規模稲作農家は他のとしては消費者への経済波及効果が大きく、食料安

稲作農家ほど得られないことによる。

全保障に資する。

さらに、高齢化や温暖化対応の負荷により生産意
欲を維持できない稲作農家の存在を考慮し、前述

オ

今後の課題

の SIM2 の中で稲作の生産活動での生産要素費用に（ア） 地域農業生産モデル分析

プレミア率（耕作放棄面積の 2000−2010 年の年率

当初計画通りに 8 地域（北海道、東北、関東、中

1.4% に相当と想定）を加味し、同時に要素所得か部、近畿、中国、四国、九州 ･ 沖縄）まで社会会計

ら同率を割引いた場合（SIM3）、2030 年で 1539 億

表を拡張するに至らず 6 地域の分析に止まり四国地

円程度の損失が生じる。これは、高温耐性米を導入

域の分析ができなかった。また、「適応技術有り・したとしても、同時に生産放棄が進む場合、その効平均値」の温暖化影響シミュレーションは、連携課

果よりも生産構造の問題により、既存品種のみで生題（緩和技術評価、適応技術評価）の研究成果を十じる損失を上回ることになる。

分に反映させる形での仮定の設定までに至らず、大このように、温暖化適応技術の一つである高温耐胆な仮定下で実施した。研究成果を踏まえた「適応性品種導入は、国内で高品質の稲作生産を維持さ技術有り」の温暖化影響シミュレーションの実施がせ、経済的影響を平準化させる効果がある。特に、必要である。

生産要素としての土地を所有しない非農家世帯の経（イ） 高温耐性米普及による経済的影響評価モデ

済厚生の低下を弱めることに寄与する。ここでは、

ルの構築

温暖化の影響を受けるのは稲作生産の品質条件のみ

コメの高温耐性品種と従来品質の 2 種類の異なるであり、稲作の収量や他の作物への影響を考慮して生産技術を内生化するように多地域間応用一般均衡

いない。そのような中でも、高温耐性品種導入のみ

モデルの生産ブロック構造を改良することができでは、稲作で生じる経済損失の影響を弱めることはず、地球温暖化緩和策・適応策の選択がもたらす稲

できるものの、温暖化が生じない場合と同程度に回作及び地域経済等への影響を評価するところまでに復させる効果はなかった。また、温暖化と同時に稲は至らなかった。

作放棄の進行が進んだ場合は損失が大きく加速した。これは、温暖化が進む中でその適応技術を普及

カさせることともに、農家への負荷により、耕作放棄（ア） 地域農業生産モデル分析を加速させない対策が同時に必要であることを示し

パネルデータに基づく地域農業生産のコメ、野

ている。

要

約

菜、果樹に関する計量モデルを推定した。それらの結果を 6 地域に対象地域を拡張した多地域間 CGE
─ 356 ─

モデルに統合し、温暖化による生産性低下を縮小させる適応策の評価を行った。その結果、九州地域の所得減少幅が 25% 縮小することなどを明らかにした。
（イ） 高温耐性米普及による経済的影響評価モデ
ルの構築
コメの品質と流通構造を考慮した全国を対象とす
る CGE モデルを開発し、高温耐性品種の普及の影響を評価した。その結果、高温耐性米が 2030 年の経済損失を 437 億円圧縮することを明らかにした。

キ

引用文献

1）Akune Y., Okiyama M., and Tokunaga S.
（2015）Economic evaluation of dissemination of る経済全体への影響を定量的に明らかにするよことに用いられる。例えば、関税や消費税などの税率変更、環境税や排出権取引制度の導入等がある。
＊
2： 社 会 会 計 表（Social Accounting Matrix:SAM）とは、ある年（基準年）における全ての経済取引を金額ベースで行列表記したものである。具体的には、企業による生産活動、経済主体間での生産要素（資本と労働）の取引、家計と企業による税支払と政府による税収入、最終需要、輸出入（地域間ならば移出入）といった区分で財・サービスと資金の流れが一覧表で示される。応用一般均衡モデル
では、主たるデータベースとして SAM からモデル内での経済主体の需要関数や生産関数の係数を推定（キャリブレーション）するとともに、初期値としても用いる。

high temperature-tolerant rice in Japan using a
dynamic computable general equilibrium model.

３

農産物消費に関する消費者選好の評価

JARQ 49（2）:127-133.

ア

研究目的

2）Iizumi T., Ishida K., Yokozawa M., and Nishimori

選択実験等を使用した調査・分析結果から、モデM.（2010）Potential predictability of local paddy

ル分析に用いる国産品と輸入品の農産物消費の代替

rice yield variation using a crop model with

性及び時間割引率を求め、他の実行課題担当者にパ

local areal information. Agricultural Information

ラメータを提供する。

Research 19: 36-42.
3）河津俊作・本間香貴・堀江武・白岩立彦（2007）

イ

研究方法

近年の日本における稲作気象の変化とその水稲収（ア） 代替の弾力性＊1 の計測

量・外観品質への影響 . 日本作物学会紀事 . 76（3）:CGE モデルなどで用いられる、国産品と輸入品

423-4.

の代替の弾力性等を多属性表明選好法で求めるため

4）Tokunaga S., Okiyama M., and Ikegawa Mに、輸入実績の異なる三つの農産物の国産品と輸入（2015）Impacts of Climate Change on Agriculture

品の価格弾力性を求める。

Production in Japan: Using Dynamic Panel Data（イ） 主観的時間割引率＊2 の推定

Analysis. JARQ 49（2）: 149-157.

価格の異なる 2 時点間の選択肢のどちらを好むか調査することで、主観的時間割引率を推定する。

研究担当者（徳永澄憲、沖山＊充、阿久根優子 ）ウ＊

1： 応用一般均衡モデル（Computable General
Equilibrium model: CGE モデル）とは、経済
主体の経済活動の中で、価格メカニズムが働く市場経済を想定したモデルである。主たる体系はワルラスの一般均衡モデルに基づいており、家計は予算制約下で効用最大化行動、
企業は技術制約下で利潤最大化行動を行う。
その結果、財・サービス、労働と資本は、全ての市場で需要量と供給量が一致するように価格が調整され、市場均衡が達成される。このように経済理論に基づく市場経済が仮想できるため、さまざまな政策変更や新規導入に研究結果（ア） 代替の弾力性の計測
他の課題で実施されるシミュレーションのパラメータを設定するために、選択実験を使用した調査・分析結果から、国産米と輸入米の代替の弾力性を計算・提供した。ここでの代替の弾力性とは、国産米と輸入米の相対価格の 1% 変化に対する、国産米と輸入米の相対選択確率の変化率（%）として定義される。調査で想定した米は、国産米が新潟県産
コシヒカリ、輸入米がアメリカ産コシヒカリである。

─ 357 ─

コメと同様な調査・分析方法で求めたキウイフ
ルーツとブロッコリーの代替の弾力性とコメの代替

は、1 万円のケースでは 10.3%、100 万円のケース
では 7.7% であった。

の弾力性とを比較すると、キウイフルーツは約 2.4
倍、ブロッコリーは約 5.0 倍であった（図 3130-1）。

エ

国産米と輸入米の代替の弾力性が小さいということ（ア） 代替の弾力性の計測は、国産米と輸入米の相対価格が変化しても、消費

野菜や果実に比べて、コメは国産品が輸入品に置者のコメ需要が国産米から輸入米（あるいはそのき換えられる可能性が小さい。これには、食の安全

逆）へシフトする程度が小さいことを意味する。

性や食料安全保障に対する消費者の意識等が影響し（イ） 主観的時間割引率の推定ているものと考えられる。

時間割引率は、「今から A 年後に X 円もらうか、（イ） 主観的時間割引率の推定

A+1 年後に Y 円もらうか」への回答で測定した
1）

考

察

金額と割引率との間には反比例の関係が見られた（Aizaki ）。A 年後は、「今すぐ」「1 年後」「5 年後」が、金額と期間の間には「今すぐ」のときの金利が「10 年後」「20 年後」の 5 パターンを設定した（各他の期間条件の金利よりも低い傾向がみられたもの

回答者は全 5 パターンに回答）。X 円は、「1 万円」の、他の期間条件間での違いは見られなかった。

と「100 万円」の 2 パターンを設定する一方（各回答者はどちらか一方のみ）、Y 円は、X 円よりもオ

5% 低い金額、X 円と同額、X 円よりそれぞれ 2%、（ア） 代替の弾力性の計測

4%、6%、10%、20%、40% 高い金額及び 40% より代替の弾力性の計算にあたっては、モデルにいく

高い金額を設定した。

今後の課題

つかの仮定を設けている。それらを緩和したより一金利が計算できない回答者及び不適切な回答者を般性の高いモデルでの方法を検討する必要がある。

除外した 987 名の回答結果から期間別・金額別に主（イ） 主観的時間割引率の推定

観的時間割引率を計算した（表 3130-1）。平均的に質問の仕方が割引率に影響を与えている可能性が

図 3130-1

コメ、キウイフルーツ及びブロッコリーの代替の弾力性

表 3130-1

表 3130-1

100 万 円

１万 円

期間

主観的時間割引率

主観的時間割引率

全体

平均

標準偏差

平均

標準偏差

平均

今 すぐ

8.9

10.1

6.1

7.5

7.4

標準偏差
8.9

１年 後

10.6

12.0

7.8

9.3

9.0

10.7

５年 後

10.5

12.4

8.0

9.8

9.1

11.1

１０年 後

10.0

11.7

8.0

9.9

8.9

10.8

２０年 後

11.4

13.4

8.5

10.7

9.8

12.1

10.3

10.1

7.7

8.1

8.8

9.1

平均
1）

出典：Aizaki の Table 2

─ 358 ─

残されているため、その点を検討する必要がある。

（イ） 動学 CGE モデル＊1 の開発と気候変動の消費者余剰に対する影響評価

カ

要

約

稲作の全要素生産性の影響評価関数を生産面、消（ア） 代替の弾力性の計測

費面、政府行動を表すモデルとリンクさせ、資本蓄

国産米と輸入米の代替の弾力性が小さく、国産米積過程を内生化して動学化した CGE モデルを開発と輸入米の相対価格が変化しても、消費者の米需要する。このモデルを用いて、将来の気候変動の影響が国産米から輸入米へシフトする程度が小さいことが農業所得や消費者余剰に及ぼす影響を定量的に分を明らかにした。

析する。

（イ） 主観的時間割引率の推定（ウ） 気候変動に対する緩和技術、適応技術の評価

割引率に関わる調査の結果、平均的には 1 万円の開発した動学 CGE モデルによるシミュレーショ

ケースでは 10.3%、100 万円のケースでは 7.7% であン分析により、水田における中干し期間延長によるることを明らかにした。

気候変動緩和技術と夏期高温障害の回避を目的とした稲作の作期前倒しによる適応技術の普及が農業所

キ

引用文献

得や消費者余剰に及ぼす効果を定量化する。また、

1）Aizaki H.（2014）Technical data on subjective

中干し期間の延長に対する農家のモチベーションを

time discount rates measured through a web

向上させるため、炭素税等を通じて温室効果ガスのsurvey in Japan. 農村工学研究所技報 . 215: 219-226.

経済価値を農家に還元する政策が有効であることを示す。

＊

研究担当者（合崎英男 ）ウ＊1： 代替の弾力性とは、二つの商品の価格比が変化したときに、両者の需要量がどのくらい変化（代替）するのかを示す尺度のこと。
＊
2： 主観的時間割引率とは、個人が有している
将来得られる報酬（お金）を現在の価値に直すときの割引率のこと。

４

研究結果

（ア） 稲作及び畜産の総合生産性に対する気候変動の影響評価関数の推定
稲作の全要素生産性影響評価関数として以下の関数を想定した。

緩和策・適応策による消費者余剰変化の定

ここに、r：県の区分、t：年、β は推定係数、ε：

量的評価

誤差項であり、TFP は稲作の全要素生産性（トルアンクビスト指数＊2 ないしマルムクィスト指数＊3 に研究目的

農林水産分野における温暖化緩和策・適応策が各より計測）、MA は規模の経済の代理変数である稲

財・サービスの価格や生産量に与える影響を定量化

作農家の平均経営規模、KKn 国レベルの研究開発

し、国民全体の消費者余剰面からみた温暖化対応技投資が積み上がって構成される知識資本ストック、術の経済効果を評価する。

KKp は都道府県レベルの研究開発投資による知識
資本ストック、POP は可住地面積で除して求めた

イ

研究方法

人口密度、CHI は稲作の収量インデックス（作物（ア） 稲作及び畜産の総合生産性に対する気候変収量モデルの予測結果）、CQI は品質インデックス

動の影響評価関数の推定（一等米比率）（作物品質モデルの予測結果）、CFI

気候変動による気候要素（気温、日射量、降雨等）の変化や農業技術の変化が稲作及び畜産の総合

は洪水インデックス（水文モデルの予測結果）である。

的な生産性指標である全要素生産性に及ぼす影響を1979 ～ 2010 年 間 の 38 道 府 県 の 統 計 デ ー タ を評価する関数を過去の統計データをもとに計量経済も と に 上 記 の 関 数 を 推 定 し た（ 表 3140-1 及 び 表

分析を適用して推定する。

3140-2）。推定は、技術のスピルオーバー効果＊4 を─ 359 ─

表 3140-1

トルンクビスト指数による全要素生産性の評価関数推定結果

説明変数

OLS (通常の最小二乗法による推定)

定数項
ln(MA )
ln(KKn+KKp )ln(POP_D )ln(CHI )ln(CQI )ln(CFI )時系列的自己相関項 (θ)
空間的誤差自己相関項 (λ)
空間的ラグ項 (ρ)
自由度調整済決定係数
対数尤度
赤池情報量基準（AIC）
ハウスマンテスト統計量 (χ2)

t-値
推定係数
-0.9158 (-8.14 ***)
0.2677(9.99 ***)
0.2979 (15.78 ***)
0.0048(0.06 )
0.2203(8.04 ***)
0.0855(4.78 ***)
-0.0160 (-5.85 ***)
0.828
1179
-1.927210.367 ***AR1 （誤差項に時系列的な自己相関を考慮した推
定)
t-値
推定係数
-1.3069 (-9.71 ***)
0.2017(5.98 ***)
0.3795 (11.91 ***)
-0.0043 (-0.03 )0.2774 (11.98 ***)
0.0941(6.37 ***)
-0.0128 (-5.67 ***)
0.4703 (16.93 ***)
0.863
1272
-2.152

SEM (誤差項に空間的な自己相関を考慮した推定)

SAR (被説明変数の空間的な自己回帰（空間ラグ）項を考慮した推定)

t-値
推定係数-1.0204 (-10.04 ***)
0.1798(6.65 ***)
0.3416 (14.77 ***)
0.1134(1.32 )
0.2518(8.34 ***)
0.0684(4.04 ***)
-0.0138 (-4.12 ***)
0.3858 (12.99 ***)
0.835
1244
-2.035860.314 ***

t-値
推定係数
-0.6494 (-6.38 ***)
0.1964(8.08 ***)
0.1829 (10.68 ***)
0.0639(0.89 )
0.1753(7.06 ***)
0.0670(4.13 ***)
-0.0101 (-4.04 ***)
0.3540 (13.08 ***)
0.864
1240
-2.03020.955 ***注）1. ハウスマン検定の結果から、統計的に優位である固定効果モデルの推定結果のみを載せている。
2.t −値の横の印は、＊＊＊（1% 有意）、＊＊（5% 有意）、＊（10% 有意）を表す。
3. データ数は、1178（38 地域× 30 年：1979 − 1992,1994 − 2010）である。

表 3140-2

マルムクィスト指数による全要素生産性の評価関数推定結果

説明変数

OLS (通常の最小二乗法による推定)

定数項
ln(MA )
ln(KKn+KKp )ln(POP_D )ln(CHI )ln(CQI )ln(CFI )時系列的自己相関項 (θ)
空間的誤差自己相関項 (λ)
空間的ラグ項 (ρ)
自由度調整済決定係数
対数尤度
赤池情報量基準（AIC）
ハウスマンテスト統計量 (χ2)

t-値
推定係数
-0.6498 (-5.01 ***)
0.3260 (10.54 ***)
0.1773(8.14 ***)
-0.7917 (-8.66 ***)
0.1893(5.99 ***)
0.1065(5.15 ***)
-0.0136 (-4.30 ***)
0.678
1011
-1.641
95.948 ***AR1 （誤差項に時系列的SAR (被説明変数の空間的なSEM (誤差項に空間的な自己自己回帰（空間ラグ）項を考な自己相関を考慮した推相関を考慮した推定)
慮した推定)
定)
t-値
t-値
t-値
推定係数
推定係数
推定係数
-1.0243 (-6.23 ***)
-0.6444 (-5.28 ***)
-0.5348 (-4.45 ***)
0.2165(5.70 ***)
0.2608(8.30 ***)
0.2501(8.71 ***)
0.2813(6.70 ***)
0.2004(7.94 ***)
0.1168(5.78 ***)
-0.8426 (-4.33 ***)
-0.6615 (-6.69 ***)
-0.6315 (-7.44 ***)
(5.09 ***)
0.2530 (10.58 ***)
0.1936(5.60 ***)
0.14940.0900(5.93 ***)
0.0902(4.31 ***)
0.0871(4.54 ***)
-0.0120 (-3.36 ***)
-0.0088 (-2.99 ***)
-0.0110 (-4.75 ***)
0.5834 (21.91 ***)
0.2871(8.69 ***)
0.3070 (10.77 ***)
0.783
0.743
0.769
1190
1446
1431
-2.008-2.379-2.353382.595 ***50.221 ***（注）表 3140-1 に同じ考慮するため、空間計量経済学の手法を適用した。

あれば、多くの道府県でプラスであるが、将来的に推定結果は、稲作の全要素生産性が①規模の経済の

平均気温が上昇すれば、気温上昇が TFP にマイナ進展や研究開発投資による知識資本の増加により向スに影響する結果となった（図 3140-1）。

上すること、②気候変動の影響は、特に収量指数を畜産部門（酪農及び肉用牛生産）における全要素

通じた影響が大きく、これの影響度が規模の経済や生産性の影響評価関数として、以下の関数を統計

知識資本と同程度であること、③稲作においては隣

データから推定した。

接県からの技術的スピルオーバー効果が無視できないことが明らかとなった。また、④気温上昇の
TFP に対する影響は、現在の平均気温の範囲内で
─ 360 ─ここに、r：県の区分、t：年、β は推定係数、ε：ln(KKn+KKp )0.1773(8.14 ***)
0.2813ln(POP_D )-0.7917 (-8.66 ***)
-0.8426ln(CHI )0.1893(5.99 ***)
0.2530ln(CQI )0.1065(5.15 ***)
0.0900-0.0136 (-4.30 ***)
-0.0110ln(CFI )時系列的自己相関項 (θ)
0.5834
誤差項であり、TFP は畜産における全要素生産性
空間的誤差自己相関項 (λ)（トルンクビスト指数により計測）
空間的ラグ項 (ρ)- 、MA は規模の経 自由度調整済決定係数
済（平均経営規模）、KKn び 0.678
KKp は、全国レベル0.783
1011
1190
対数尤度
と地方レベル知識資本（R&D
投資合計）、TEMP
赤池情報量基準（AIC）-1.641-2.008
ハウスマンテスト統計量 (χ2)
95.948 ***-は 6−9 月の月平均気温積算値（酪農）あるいは 7(6.70 ***)(-4.33 ***)
(10.58 ***)
(5.93 ***)(-4.75 ***)
(21.91 ***)

0.2004(7.94 ***)
0.1168(5.78 ***)
-0.6615 (-6.69 ***)
-0.6315 (-7.44 ***)
(5.09 ***)
0.1936(5.60 ***)
0.14940.0902(4.31 ***)
0.0871(4.54 ***)
-0.0120 (-3.36 ***)
-0.0088 (-2.99 ***)
月の月平均気温（肉用牛）である。
0.2871(8.69 ***)
9 地域× 1979 ～- 2012 年のパネル統計データをも
0.3070 (10.77 ***)
0.743
0.769
とに関数を推定した結果（表3140-3、3140-4）
、稲
1446
1431
作と同様に酪農部門においても、①規模の経済や技-2.379-2.353382.595 ***50.221 ***術開発による知識資本の影響が見られること、②肉(注 )表 3140-1 に 同 じ
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.8

北海道
青森
岩手
宮城
秋田
山形
福島
茨城
栃木
群馬
埼玉
千葉
新潟
富山
石川
福井
長野
岐阜
静岡
愛知
三重
滋賀
京都
兵庫
鳥取
島根
岡山
広島
山口
徳島
香川
愛媛
高知
福岡
熊本
大分
宮崎
鹿児島

-0.6

1981-00

2011-2030

2041-2060

図 3140-1
TFP
弾力性
図 3140-1
気 候気候変動による温度上昇と気温の変動による温度上昇と気温のTFP
弾力性

表 3140-3
農における気候変動の影響評価関数
表 3140-3 酪酪農における気候変動の影響評価関数
OLS（通常の最小二乗法）推定AR1（自己回帰）推定
OLS（通常の最小二乗法）推定AR1（自己回帰）推定
固定効果モデル
ランダム効果モデル
固定効果モデル
固定効果モデル
ランダム効果モデル
固定効果モデル
t-値
t-値
t-値
t-値
推定係数
推定係数
推定係数 t-値t-値
推定係数
推定係数
推定係数
定数項
-2.914-3.274******-2.602*** ***
定数項-2.914 -4.85-4.85******-3.274 -17.50-17.50-2.602-3.86-3.86ln（MA）
0.109
3.55
0.078
******
0.051*
ln（MA）
0.109
3.55******
0.078 2.93
2.93
0.051 1.771.77*
ln（KKn）
0.396
9.14
0.482
******
0.459*** ***
ln（KKn）
0.396
9.14******
0.482 13.76
13.76
0.459 7.427.42
ln（KKp)
0.208
7.19
0.097
******
0.115*
ln（KKp)0.208
7.19******
0.097 4.42
4.42
0.115 1.731.73*
ln（TEMP7）-0.155-0.043** **-0.133** **ln（TEMP7）-0.155 -1.50-1.50-0.043 -2.12-2.12-0.133-2.44-2.44
時系列的自己相関項 (θ)
－
－－
0.759
*** ***(θ)
時系列的自己相関項－
0.75918.36
18.36
サンプル数
306
306
297
サンプル数
306
306
297
自由度調整済決定係数
0.88
0.86
0.94
自由度調整済決定係数
0.88
0.86
0.94
ダービンワトソン統計量
0.58
0.49
2.13
ダービンワトソン統計量
0.58
0.49
2.13
赤池情報量基準（AIC）
-2.96
-3.75
赤池情報量基準（AIC）
-2.96
-3.75
固定効果頑健性テスト統計量（F値）
18.20 ***
1.66 *
固定効果頑健性テスト統計量（F値）
18.20 ***
1.66 *
ハウスマンテスト統計量（χ2値）
41.77 ***
項目
項目

ハウスマンテスト統計量（χ2値）
41.77 ***
注）1. 固定効果モデルは、地域ごとに固定効果（定数項）が異なると仮定したモデル、ランダム効果モデルは地域ごと
注 ) 1.固 定 効 果 モ デ ル は 、 地 域 ご と に 固 定 効 果 (定 数 項 )が 異 な る と 仮 定 し た モ デ ル 、 ラ ン ダ ムの定数項が確率的に変動するモデル。

効果モデルは地域ごとの定数項が確率的に変動するモデル。

表 3140-4 肉肉用牛生産における気候変動の影響評価関数
表 3140-4用牛生産における気候変動の影響評価関数
OLS（通常の最小二乗法）推定
固定効果モデル
ランダム効果モデル
t-値
t-値
推定係数
推定係数
定数項
-1.751-3.00 ***
-2.029-6.63 ***ln（MA）-0.003
-0.19
0.009
0.60
ln（KKn）
0.360
6.69 ***
0.372
8.81 ***
ln（KKp)0.164
3.11 ***
0.045
2.40 **ln（TEMP7）-0.244-2.14 **
-0.019-1.42
時系列的自己相関項 (θ)
－
－
サンプル数
306
306
自由度調整済決定係数
0.48
0.45
ダービンワトソン統計量
0.70
0.65
赤池情報量基準（AIC）-1.74
固定効果頑健性テスト統計量（F値）
3.10 ***
ハウスマンテスト統計量（χ2値）
14.98 ***
項目注）表 3140-3 に同じ。

─ 361 ─AR1（自己回帰）推定
固定効果モデルt-値
推定係数-4.007-4.52 ***
-0.019-1.01
0.445
5.13 ***
0.301
3.04 ***-0.112-1.77 **
0.653
14.95 ***
297
0.72
1.67
-2.35

用牛生産では、規模の経済の影響が有意ではない

タを同定するとともに、（ア）で推定した稲作総合生

が知識資本の影響が強いこと、③将来の気温が 2℃

産性の影響評価関数をモデルに組み込んで、資本の（8.3%）度程度上昇すると、酪農の場合で 1.1%、肉蓄積過程を内生化した動学 CGE モデルを作成した。

用牛生産の場合は 0.9% 程度の総合的な生産性の減モデルは、生産面、消費面、政府行動をカバー少が生じることが明らかとなった。

し、気候変動による価格、生産水準、所得変化を通（イ） 動学 CGE モデルの開発と気候変動の消費

じて消費者余剰に波及する影響を定量化できる構造

者余剰に対する影響評価となっている（図 3140-2 ～ 4）。

2005 年の日本の地域間産業連関表をもとに社会作成した動学 CGE モデルを用いて、全球気候モ

会計行列を作成し、これをもとにモデルのパラメーデルである MIROC の気候変動予測（A1B シナリ

総生産額
s=2
国内総生
産

輸入

輸出
s=2

気候要因
総産出
作物モデル
水文モデル

s=0

全要素生
産性

付加価値
額
s=0.1

中間投入
財1

財1
地域 r1

農地

財1
地域 r2

中間投入
中間投入
・・・
財n
財2
s=5.0
財1地
域 r9

財2
地域 r1

・・・

s=1

資本
地域 r1

資本
・・
地域 r2

図 3140-2

資本
地域 r8

労働
地域 r8

労働
・・・
地域 r1

CGE モデルにおける生産部門の構造

注）s は代替の弾力性である。

家計消費額

s=1.0 , εY=0.4～1.0

家計消費額
財1

財1

s=5

s=5

財1
地域 r1

財1
地域 r1

s=5

財1
地域 r2

財1
地域 r2

・・

財1
地域 r9

s=5

財1

s=1.0 , εY=0.4～1.0

財2

・・・

財2

・・・

財2
地域 r1

財2
地域 r9

財2
地域 r1

財2
地域 r9

財n

財n

s=5

s=5

・

財n
地域 r1

・

財n
地域 r1

財n
地域 r9

財n

地域 r9
・・ 地域 r9
3140-3 CGE モ デ ル に お け る 消 費 部 門 の 構 造
図図3140-3CGE モデルにおける消費部門の構造Y
注 ) s図
は消
費の価格
弾Y力
はけ
消費
3140-3
CGE
モ性
デ、
ルε
にお
るの
消所
費得
部弾
門力
の性構を造表 す 。

注）s は消費の価格弾力性、ε は消費の所得弾力性を表す。
Y注) s は消費の価格弾力性、ε は消費の所得弾力性を表す。
政府支出

政府支出
σ=0

政府消費

政府消費
財・ｻｰﾋﾞｽ 1（地域 r 1 ）財・ｻｰﾋﾞｽ 1（地域 r 1 ）

21002000
20501950
2000

財・ｻｰﾋﾞｽ 2 σ=0 財・ｻｰﾋﾞｽ n・・・ （地域 r ）（地域 r 1 ）
8

σ=0

公共投資
財・ｻｰﾋﾞｽ 1（地域 r 1 ）財・ｻｰﾋﾞｽ n
財・ｻｰﾋﾞｽ 2
財・ｻｰﾋﾞｽ 1
・・・3140-4
図政 府 支 （地域出構造
（地域 r 8 ）（地域 r 1 ）r1）

財・ｻｰﾋﾞｽ 2（地域 r 1 ）財・ｻｰﾋﾞｽ n
σ=0

財・ｻｰﾋﾞｽ 2（地域 r 1 ）注 )σ は 政 府 支 出 の 価 格 弾 力 性 を 表 す 。

（地域 r 8 ）財・ｻｰﾋﾞｽ n（地域 r 8 ）

図図3140-4
府支出構造
3140-4 政 政府支出構造注 )σ は 政 府 支 出 の 価 格 弾 力 性 を 表 す 。

注）σ は政府支出の価格弾力性を表す。

2005年比1.20
1.15
2005年比
1.10
1.20
1.05
気候変動なし─ 362 ─1.15
1.00
気候変動あり0.95
1.10

気候変動なし1.05

気候変動なし気候変動あり

2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
2055
2060
2065
2070
2075
2080
2085
2090
2095
2100

2100

10億円
21502050

公共投資

σ=0

2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
2055
2060
2065
2070
2075
2080
2085
2090
2095
2100

10億円
2150

σ=0

気候変動なし家計消費額温上昇による反収増加が相殺され、緩和策が採られオ）の結果が、作物モデル、水文モデルを介した米
家計消費額
Y
Y
, ε =0.4～1.0
s=1.0s=1.0, ε =0.4～1.0の収量と品質を通じて経済全体に及ぶ影響を試算しない場合の農家所得の減少の悪影響が回避できるた。その結果、日本全体では気温上昇により米生産
財1（図 3140-8）。また、中干し期間延長に対する農家

財2 財2・・・ ・・・
財n 財nのインセンティブを増すために、環境税等を通じてが増えるが（図 3140-5）、需要が大きく増加しない
s=5 s=5s=5 s=5s=5 s=5
財1

家計消費額

ので、米の価格が減少する（図 3140-6）。これによ

家計消費額 Y
削減量の経済価値分を農家に還元することにより、
s=1.0 , ε =0.4～1.0
s=1.0 , εY=0.4～1.0

財2 財2
財1 財1
財1 財1
財1 財1
り、消費者余剰は増加するものの、米価の低下と地・・ r9地域 r9 地域 r1地域 r1
地域 r1 地域 r2
地域 r2
・・ 地域
地域 r1

財 n 財 n・財2 財2

・ 財n 財n

地域 r1
国内の消費者余剰のプラス影響が大きくなる（図地域 r9
地域 r9 地域 r1
地域 r9
地域 r9

財1
財1
財2
・・・ 財 2・・・
財n財n3140-9）とともに、他産業を含めた日本全体での温代の低下により農家所得が減少する（表3140-5、図図3140-3
CGE
モ
デ
ル
に
お
け
る
消
費
造
s=5
s=5
図 s=5
3140-3 s=5
CGE モ デ ル に
お け る 消 費s=5
部 門部
の門
構の
造構s=5
3140-7）。
Y ε Y 室効果ガスの削減が加速されることが予測された
注
は消
費財の
価 格2弾
力
性、
得 弾財力
性
s1)は s消格性財、は2財消2は
費消
の費
所nの
得財所
弾
を
す表
財
n を
・。す 。
n財 表
財n
2・ 力 性財1 注) 財財 1費 の
財 1価
1 弾財力
1 ε 財
地域 r1地域 r9。 地域地域
3140-10）（ウ） 気候変動に対する緩和技術、適応技術の評価
r9 r1
地域 r9
r9（図
r1
・・r1 地域 r9地域 r2 地域
・・r1 地域 r9 地域地域
地域 r1
地域 r2 地域

水田の中干し期間延長による気候変動への緩和技
図 3140-3 CGE図モ3140-3
デ ル に おCGE
け るモ消デ費ル部に気候変動による夏期の高温障害を回避するため、門おのけ構る造消 費 部 門 の 構 造
政府支出
政府支出

Y
注 ) s は 消 費 の注価)格s弾は力消性費、のε価Y は
格消
弾費
力の
性所
、稲作の作期をε弾
得は力消性費をの表所す得。弾力性を表す。
21
日間前倒しした場合の全要素生産
術を適した場合、稲作の単収をわずかに減少させる性に対する直接的な効果を、稲作の影響評価関数を（概ね 5% 程度）ものの、水田からのメタン発生を
σ=0σ=0
政府消費 政府支出抑制できる。この技術による農業所得及び消費者余
政府消費

政府支出
公共投資
用いて定量化した。その結果、北陸から四国に至る

σ=0σ=0
剰面での効果を定量化するため、動学応用一般均衡σ=0

σ=0σ=0地域では、作期の前倒しにより気候変動による高温
σ=0

公共投資

政府消費
政府消費
公共投資
公共投資
障害が少なくなるが、九州では作期の前倒しによりモデルを用いたシミュレーション分析を行った。
財・ｻｰﾋﾞｽ
1財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽ
n財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽ
2 財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽ
1財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽ
2財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽn
財・ｻｰﾋﾞｽ
1
n
2
1
2
n

・・・ ・・・
σ=0

σ=0

σ=0

σ=0

（地域
（地域（地域r 1 ） r 1 ） （地域（地域（地域（地域r 8 ） r 8 ） （地域
r1） r1）r 1 ） r 1 ） （地域（地域r 1 ） r 1 ） （地域（地域r8） r8）
かえって生産性が低下する可能性があることが明ら
その結果、2000
年代半ば頃までの将来の気温上

財・ｻｰﾋﾞｽ 1
財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽ
2 1 財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽn2 財・ｻｰﾋﾞｽ
1 n財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽ
2 1財・ｻｰﾋﾞｽ
財・ｻｰﾋﾞｽ
n 2かとなった（図3140-11）。財・ｻｰﾋﾞｽ n
昇範囲では、中干し期間の延長による反収減少と気・・・ 3140-4
・・・
図 3140-4
政
府r8支
出
造
政
府（地域
支
造構
（地域 r 1 ）（地域
（地域
r 1 ） r 1 ） 図 （地域（地域r 8r）1 ）
（地域
r1） 出
）構（地域
（地域
r 1 ） r 1 ） （地域（地域
r8） r1）（地域 r 8 ）
注
)σ
は
政
府
支
出
の
価
格
弾
力
性
を
表
す
。
注 )σ は 政 府 支 出 の 価 格 弾 力 性 を 表 す 。

図 3140-4 政 府
図支3140-4出構造 政府支出構造注 )σ は 政 府 支 出
注の)σ価は格政弾府力支性出をの表価す格。弾 力 性 を 表 す 。

10億円
10億円
2150 2150
10億円
21502100
2100

10億円
2150

2100

2100

2050

2050

2000

2000

2050 2050
2000 2000
1950
1950
1950

2005年比2005年比1.20
1.20
2005年比2005年比1.15 1.20
1.15
1.20
1.15
1.10 1.10 1.15
1.10
1.05 1.05 1.10気候変動なし気候変動なし1.05
1.05
気候変動なし気候変動なし気候変動あり1.00 1.00
気候変動あり1.00
1.00
気候変動あり気候変動あり0.95 0.95

1950

0.95

気候変動なし気候変動なし気候変動なし気候変動あり気候変動あり気候変動あり

2095
2100

2005

2005
2010
2010
2005
2015
2015
2010
2020
2020
2025
2015
2025
2030
2020
2030
2035
2025
2035
2040
2005
2030
2040
2045
2010
2035
2050
2045
2015
2040
2055
2020
2050
2060
2025
2045
2055
2065
2030
2050
2060
2070
2035
2055
2065
2075
2040
2060
2070
2080
2045
2065
2085
2075
2050
2090
2070
2055
2080
2095
2060
2075
2085
2100
2065
2080
2090
2070
2085
2095
2075
2090
2100
2080
2095
2005
2085
2010
2090
2100
2015
2095
2020
2100
2005
2025
2010
2030
2005
2035
2015
2010
2040
2005
2020
2045
2010
2015
2025
2050
2015
2020
2030
2055
2020
2025
2035
2060
2025
2030
2040
2065
2030
2035
2070
2045
2035
2075
2040
2040
2050
2080
2045
2045
2055
2085
2050
2050
2060
2090
2055
2055
2065
2095
2060
2060
2070
2100
2065
2065
2070
2075
2075
2070
2080
2080
2075
2085
2085
2080
2090
2090
2085
2095
2095
2090
2100
2100

0.95

気候変動なし気候変動あり図将来の気候変動によるコメ生産額の変化
3140-5
気
候
変
に
よ動る
図来
3140-6
将の気候よる
図 3140-5
3140-5将将
来
図の将
3140-5
気来
候
変
将に
来よ
の
る動
気
変
に よ る図 3140-6
将図の3140-6
気
候
将
に来
来
よの
る気
候
変変
動動
に
よ
図
来
の
気の
候動
変
動
に
よ候
る
図
3140-6
将変来動
の
気
候
変
動
に
よに
るる
図 3140-6
将来の気候変動によるコメ価格の変化
図 3140-5
コ
メ
生
産
額
の
変
コ
化
メ
生
産
額
の
変
化
コ
メ
価
格
の
変
化
コ
メ
価
格
の
変
化
コ メコ
生メ
産生
額産
の額
変の
化変 化
コ メコ
価メ
格価
の格
変の
化変 化

‐250

‐200 ‐200

‐200
‐250

‐5
‐10
‐15

‐5

2041～70年
2011～40年
2071～2100年
2041～70年 2071～2100年

2041～70年
2071～2100年
2011～40年
2041～70年
2071～2100年
0 2011～40年
0千円/戸・年

‐150

‐150

0

千円/戸・年‐200‐150‐100

千円/戸・年‐150‐100
‐100

‐50

億円/年

‐50
‐100 ‐50
億円/年

億円/年

億円/年

0
‐50

2011～40年
2041～70年
2011～40年
2071～2100年
2041～70年 2071～2100年

2011～40年
2041～70年
2071～2100年02011～40年
2071～2100年
0 2041～70年
0千円/戸・年

2011～40年

0

‐5

‐5
‐10

‐10 ‐10‐15(i) 農 業 所 得 総(i)額 の農差業(期所間得平総均額 )の 差 (期 間 平 均(ii)) 戸当たり農(ii)
業 所戸得当のた差り(期農間業平所均得 )の 差 (期 間 平 均 )‐15 ‐15
図 3140-7 将 来
図の3140-7
気 候 変 動将に来よのる気農候家変所動得にのよ変る化農 家 所 得 の 変 化‐250 ‐250

図 3140-7 将来の気候変動による農家所得の変化
差間
(期
差間
(期
(i) (i)
農 業農
所業
得所
総得
額総
の額
差の
(期
平間
均平
) 均)
(ii)(ii)
戸 当戸
た当
りた
農り
業農
所業
得所
の得
差の
(期
平間
均平
) 均)
表 3140-5 気 候
表変3140-5
動
の
GDP、
気
候
消
変
費
動
者
の
余
剰
GDP、
へ
の
消
影
費
響
者
（
余
期
剰
間
へ
中
の
の
影
総
響
額
（
）
期
間
中
の
総
額
）
図 3140-7
将 来将
の来
気の
候気
変候
動変
に動
よに
るよ
農る
家農
所家
得所
の得
変の
化変 化
図 3140-7
表 3140-5 気候変動の GDP、消費者余剰への影響（期間中の総額）
表 3140-5の GDP、額）
表 3140-5
気 候気変候
動変の動GDP、
消 費消
者費
余者
剰余
へ剰
のへ
影の
響影
（響
期（
間期
中間
の中
総の
額総
）単位：10億円
2005-2050
2051-2100
CASE 0CASE 1
Diff.
CASE 0CASE 1Diff.
GDP
23,343,472 23,344,383
911 26,211,284 26,212,888
1,604
消費者余剰
474,629475,317689 1,057,136 1,058,298
1,162
注）CASE0：気候変動なし、CASE1：気候変動あり。

─ 363 ─億円/年200億円/年
150
100

1,200
1,000

50 8000 600

2011‐40
2011‐40‐50 400

2041‐702041‐70‐100 200‐15002071‐100
2071‐100

‐200
‐250
‐300

‐200
‐400
CASE1‐CASE0

CASE1‐CASE0

CASE2‐CASE0

CASE3‐CASE0

CASE2‐CASE0

図 3140-8

CASE3‐CASE0

農家所得の変化

図 3140-9 消 費 者 余 剰 の 変 化注）CASE0：気候変動を考慮しない場合
注 ) 図 3140-8 に 同 じ 。
CASE1：気候変動（A1B）による収量、品質、洪水被害を考慮した場合
CASE2：気候変動（A1B）による影響 + 中干し期間の延長
CASE3：気候変動（A1B）による影響 + 中干し期間の延長 +（炭素税－削減補助金）
億円/年
200
100

億円/年
200

億円/年
200

0

150

‐100

100

50

‐200

0

0

‐300

100

‐50

‐400

‐100
‐150

‐100

2041‐70‐200

2041‐70

2071‐100‐300

2071‐100

CASE1‐CASE0‐300
CASE1‐CASE0

CASE2‐CASE0

図 3140-92071‐100

2011‐40

‐400

‐600

‐250

2041‐70

2011‐40

‐500

‐200

2011‐40‐500

CASE2‐CASE0

CASE3‐CASE0‐600

CASE3‐CASE0

CASE3‐CASE0
図 3140-10 GHG の 排 出 量 変 化 （CASE1‐CASE0
CO 2 換 算 ） CASE2‐CASE0
消費者余剰の変化 注 ) 図 3140-8 に 同 じ図。3140-10 GHG の排出量変化（CO2 換算）

注）図 3140-8 に同じ。

注）図 3140-8 に同じ。

1.15

2081‐2100 (21日前倒し)
2081‐2100
2041‐60
2011‐30

1.10
1.05

maximum

1.00

averageminimum

0.95
0.90
0.85
北海道

東北

北陸

関東

東海

近畿

中国

四国

九州

南西地域

北東地域

図 3140-11
稲作
作期の前倒しによる適応策の全要素生産性に対する直接効果
図 3140-11
稲作作期の前倒しによる適応策の全要素生産性に対する直接効果

エ 考 察) 稲 作 及 び 畜 産 の 総 合 生 産 性 に 対 す る 気生産性にプラスに影響するが、それ以降のさらなる候変動の影響評価関数の推定エ 考(ア察稲 作 に つ い て は 、2050 年 頃 ま で の 夏 期 平 均 気 温 の 上 昇 が そ れ ほ ど 高 く な い 範 囲 内 で あ れ（ア） 稲作及び畜産の総合生産性に対する気候変気温上昇によりマイナス影響に転じることが明らかば、全要素生産性にプラスに影響するが、それ以降のさらなる気温上昇によりマイナス影動の影響評価関数の推定になった。したがって、気候変動の稲作への影響を響に転じることが明らかになった。したがって、気候変動の稲作への影響を評価する場合
稲作については、2050 年頃までの夏期平均気温
評価する場合は、気温等の気候要素の総合的な生産の上昇がそれほど高くない範囲内であれば、全要素性指標に対する非線形の影響を想定する必要があ─ 364 ─

る。一方、比較的冷涼な気候条件を好む畜産に対し（イ） 動学 CGE モデルの開発と気候変動の消費ては、将来の夏期平均気温の上昇がマイナスに影響

者余剰に対する影響評価する。このように、農業に対する気候変動の影響

今後公表される予定である 2011 年の産業連関

は、プラス面とマイナス面の影響を踏まえて評価す表に対応したモデルの改訂が課題である。また、る必要がある。

CGE モデルを用いた気候変動の畜産物生産に対す（イ） 動学 CGE モデルの開発と気候変動の消費る影響評価、IPCC の 5 次報告書に対応した気候変者余剰に対する影響評価

動シナリオへの変更が課題である。

動学 CGE モデルを用いることにより、価格を通じたフィードバック効果を含む総合的な効果が計測（ウ） 気候変動に対する緩和技術、適応技術の評価できる。また、価格と生産の変化を同時に予測する

中干しの期間延長以外の温暖化の緩和策の評価、ことができるので、価格変化を前提とした長期の影

気候変動による大型台風の被害拡大等極端現象の経響である気候変動の影響予測に合致した分析手法で

済影響とその適応策の評価が課題である。

あると考えられる。

カ

将来の気候変動により、米の収量増加にもかかわ要

約らず価格低下による農業所得の低下が生じ、いわゆ（ア） 稲作及び畜産の総合生産性に対する気候変る豊作貧乏の状況が発現する可能性がある。した動の影響評価関数の推定がって、個々の農家だけでは対応が困難な状況に直将来の気候変動による夏期の平均気温の上昇が、面することになることから、長期予測の精度を高2050 年代までは収量と品質の向上を通じて稲作全め、正確な情報を農家に提供することが重要と考え

要素生産性の上昇につながるが、それ以降の期間でられ、この点で気候変動予測研究の高度化が望まれは、気温上昇が閾値を超えるため、稲作生産性の低る。

下をもたらすこと、畜産については、将来の気温が（ウ） 気候変動に対する緩和技術、適応技術の評

2℃（8.3%）程度上昇すると、酪農の場合で 1.1%、価

肉用牛生産の場合で 0.9% 程度の全要素生産性の低
水田中干しの緩和技術の導入は、温室効果ガスの下が生じることを明らかにした。

排出削減に貢献し、気温上昇に伴う農家所得の低減（イ） 動学 CGE モデルの開発と気候変動の消費を回避する上で、一石二鳥の効果を有する。しか者余剰に対する影響評価し、多くの農家がこのような緩和策を採る中で、一生産部門、消費部門、政府部門をリンクし、資本部の農家が緩和策の採用を見送れば、その農家は他の蓄積過程を内生化した動学 CGE モデルを作成し、の農家以上にメリットを受けるので、緩和策を採らこれを用いたシミュレーション分析により、将来のないことによるフリーライド（ただ乗り）が生じ

気温上昇による米の収量増加の一方で、米消費量がて、全国的な緩和策の普及が実現しない可能性もあ

わずかしか追随しないため、米価が大きく低下し、る。これに対処するため、農家のインセンティブを

消費者余剰は増加するものの、農業所得の低下がも踏まえた政策設計が必要である。また、作期の前倒たらされることを明らかにした。

しによる夏期の高温障害回避のための適応技術は、（ウ） 気候変動に対する緩和技術、適応技術の評

四国以東の地域では有効であるものの、九州では効価果が生じない可能性があるので、高温耐性品種の開発のような新技術の研究開発が重要である。

水田の中干し期間延長による緩和策により、このような農業所得の低下が回避できること、稲作の作期の前倒しにより、九州以外の地域では夏期の高温

オ

今後の課題

障害が回避できるが、九州では作期の変更では対応（ア） 稲作及び畜産の総合生産性に対する気候変

できないことを明らかにした。

動の影響評価関数の推定

キ

畑作や果樹策における影響関数の推定が課題であ
る。

引用文献

1）Aizaki H.（2015）Examining substitution patterns
─ 365 ─

between domestic and imported agricultural

3）Kunimitsu Y.（2015）Regional impacts of long-products for broccoli, kiwifruit, rice and apples interm climate change on rice production andJapan. JARQ 49（2）: 143-148.

agricultural income: Evidence from computable2）國光洋二（2014）日本における長期気候変動のgeneral equilibrium analysis. JARQ 49（2）: 173-185.

経済影響：地域動学応用一般均衡モデルによる知見 . 土木学会地球環境研究論文集 G（環境）.70

研究担当者（國光洋二＊）（5）：I13-I19.
＊

1： 動学 CGE モデルとは、単年度の市場均衡を非線形の連立方程式で表した静学応用一般均衡（CGE）
モデルをもとに、毎年の投資によって蓄積・除却される資本ストックの蓄積過程を考慮することにより、時間の経過に伴う市場の均衡価格、均衡数量の変化を求め得るように拡張したモデルである。なお、静学応用一般均衡（CGE）モデルとは、経済全体の財・サービス市場と生産要素市場における需給均衡条
件と所得決定条件を関数式で表して、財・サービス、生産要素に関する均衡価格と均衡数量のを算定するモデルである。
＊
2：トルンクビスト指数とは、個々の生産要素に係る費用を集計して全体の費用変化を定量化する際に、個々の生産要素のコストシェアを重みとして加重平均をとって指数化した指標のことである。生産額の伸び率からトルンクビスト指数により求めた総コストの伸び率を差し引くことにより、総合的な生産性の変化を定量的に計測することができる。
＊
3：マルムクィスト指数とは、パネルデータ（時系列と横断方向のデータをまとめたもの）をもとに、各地域の生産状況と最も効率的に生産を行っている地域（生産フロンティア）との格差を定量化した指数である。この指数を用ることにより、地域間の生産性格差と時間的な生産性の動向を同時に考慮した総合的な生産性の変化を計測できる。トルンクビスト指数とマルムクィスト指数は、前者は他地域のデー
タに左右されないで総合生産性が計測できるというメリットがあるが、後者は、コストシェアのデータが無くとも計測できるというメリットがあることから、対象とする経済の状況に合わせて分析者が選択する必要がある。
＊
4：スピルオーバー効果（あふれ出て拡散する効果）とは、技術革新等の効果が、その技術が開発された地域のみにとどまらず、近隣地域や全国に波及する効果を指す。

─ 366 ─第２章
１

開発された緩和技術・適応技術の評価

緩和技術の評価ア

伴う効果のトレードオフの把握、単独での評価では

研究目的なく代替的技術との比較、そして継続する効果を考

プロジェクトの課題「農業分野における温暖化緩慮した時間軸上での効果の把握が必要となる。「コ和技術の開発」、「森林・林業分野における温暖化緩スト」に関しては、当該技術が本来の目的である生和技術の開発」及び「水産分野における温暖化緩和

産を促進するものか、あるいは制限するものかの把技術の開発」で開発される温暖化緩和技術の目標と握が重要となる。「適用可能性」については、空間する温室効果ガス（GHG）排出削減量などを把握的に適用範囲を評価する視点が必要である。それら

し、経済的影響評価に必要とされる情報を事前に入を表 3210-1 にまとめる。
ｂ

手することで、経済影響評価モデルの構築に資する緩和技術比較のための指標の作成

農林水産業分野の緩和技術は、生産物に GHG 削とともに、評価結果を技術開発のための参考データ

減というサービスを加えた結合生産の技術と考えらとして提供する。

れる。そこで、緩和技術を適用する上での経済学に

イ

研究方法

関連した概念を整理し、GHG 削減量、費用・便益（ア） アンケート調査と評価指標の作成

概念等を用いた評価指標を提示し、GHG 削減の社

まず、対象となる課題担当者に開発される技術に会的評価額と罰金（排出権料）の間の均衡条件によついて予備的なアンケートを実施し、緩和技術の評る、社会的に望ましい目標削減量の実現可能性につ価に必要となる要素を明らかにする。次に、緩和

いてまとめた。
緩和技術導入に関わる費用：

技術の経済上の概念をまとめ、緩和技術に関するC ＝（緩和技術導入の会計的費用）＋（緩和技術

費用、便益の算出方法を示し、GHG 削減量、費用、導入の機会費用）

便益を用いた指標を提示し、計算例を示す。

＝（緩和技術導入の会計的費用）＋（農産物の（イ） 三つの指標による緩和技術の評価減収分）×（農産物価格）

まず、技術開発者への評価結果のフィードバック

緩和技術導入に関わる便益：のあり方について検討を行い、緩和技術に関する個
別の事前評価及び社会経済評価のフロー図を作成す

B ＝（ 緩 和 技 術 導 入 に よ る GHG 削 減 量 ）×

る。次に、新たなアンケートに基づき個々の技術に（GHG 単位削減量当たりの社会的評価額）
緩和技術評価に関わる指標の提示

対する評価を実施し、評価結果を開発に資する参考

・C/D：削減量を D としたとき、単位削減費用

データとして開発者へフィードバックする。

・B/C：費用便益比

ウ

研究結果

・B - C：純便益
社会的な目標削減量を実現する条件：（ア） アンケート調査と評価指標の作成
ａ

罰金（排出権料）の水準≒目標削減量に対応すアンケート調査とまとめ

15 の小課題担当者に開発される技術についてのる社会的限界削減費用ｃ

アンケートを実施した。結果、4 課題 11 種類の技

緩和技術の社会的評価の概念

術（排出削減を主な目的とした技術：5 種類、吸GHG 削減の社会的評価額は GHG の「社会的限収・固定機能を目的とした技術：6 種類）について

界削減費用＊1」と呼ばれる。図 3210-1 に GHG 削減

回答を得た。また、この結果から、緩和技術の評価

量と費用の関係を示す。ここで、罰金（排出権料）のためには、「緩和機能」・「コスト」・「適用可能性」

が c1 の時、それよりも削減コストが低い企業や個の三つの側面について定量的な分析が必要となるこ

人は、削減に応じた方が得である。したがって、c1とが明らかとなった。

で削減に応じる主体は、費用がおよそ c1 の削減技

具体的に、「緩和機能」については、その技術に術を持つと考えられる。すなわち、

─ 367 ─

表 3210-1

緩和技術の評価に必要な要素

緩和機能

技 術 に 伴 う ト レ ー ド オ フ の 把 握 、代 替 的 技 術 と の 比 較 、
時間軸上での効果の把握

コスト

生産物への効果の把握

適用可能性

全国規模での適用可能性の把握

コスト(罰 金 ) c4
c3
c2

c1 の 罰 金 で 削減に応じる企業や個人の削減分

効率的削減技

目標値

c1

GHG
削減量
c3 ～ c4 の 罰 金
で削減に応じる
企業や個人の削
減分

非効率な削減技

3210-1 GHG
GHG削減量と費用削減量と費用図図3210-1

表 3210-2 CO 2 相 当 GHG 削 減 量（D）は、次式から計算されるが、D2−D4
に相当
D1
D2
D3
D4
D
単位
実
施期間
1回
2.0
0.0
0.0
0.0
2.0
MR1-1
t-CO 2 /ha
炭 素 貯 留 限界的に）達成
社会的な目標削減量をちょうど（=するデータは初回のアンケートからは得られなかっMR1-2
t-CO 2 /ha
1回
2.0
0.0
0.0
0.0
2.0
炭素貯留
する社会的限界削減費用
c2素
が、GHG
削減の社会的
た。1 回
MR1-3
3.4
0.0
0.0
0.0
3.4
炭
貯留
t-CO 2 /ha
MR1-7
10 年 2 削減量）=D1（恒久的炭素貯留量）+D2
6.0
0.0
0.0
0.0
6.0
炭素貯留
t-CO 2 /ha
評価額と言える。
D（COMR1-10 炭 素 貯 留
1回
5.0
0.0
0.0
0.0
5.0
t-CO 2 /ha
緩和技術の単位削減費用
C/D と予想される限界（従来農工法に比した化石燃料の代替量）–D3（メ
10 年
2.0
0.0
0.0
0.0
2.0
MR1-6
炭素貯留
t-CO 2 /ha
MR1-4
1.5
0.0
0.0
1.5
メタン発生抑制
毎
年
t-CO
/ha
削減費用を比較すると、当該技術が図3210-1で示タン発生量）–D4（亜酸化窒素発生量）
2
1.5
0.0
0.0
1.5
MR1-9
毎年
メタン発生抑制t-CO 2 /ha
す「効率的削減技術」なのか「非効率な削減技術」（ｂ） 単位削減費用
0.6
0.0
0.0
0.6
MR1-5
t-CO 2 /ha
毎年
メタン発生抑制

罰金（排出権料）≒削減費用。
ID
分類

なのかわかる。例えば排出権取引のような制度ができると、「効率的削減技術」を持つ主体は、「非効率表 3210-3な削減技術」を持つ主体に対して、削減分を販売す
ID
分類
単位

表 3210-3 に単位削減費用 C/D を示した。ここで、緩和技術導入の費用（C）は、次式から計算される

単 位 削 減 費 用 C/D

MR1-10 炭 素 貯 留
万 円 /haMR1-6
炭素貯留
万 円 /ha
かもしれない。MR1-4
メタン発生抑制万 円 /haMR1-9
メタン発生抑制万 円 /ha
緩和技術の社会的評価に重要な役割を果たす限界
MR1-5
メタン発生抑制万 円 /ha

が、C2C2に相当するデータは初回のアンケートから
C1
C
単位削減費用1300130は得られなかった。 65.0 万 円 /t-CO 2
6006030.0 万 円 /t-CO 2
180緩和技術の費用（C）=C1（技術の会計コスト）
018052.9 万 円 /t-CO 2
035
5.8 万 円 /t-CO 2+35C2（農産物の減収額）
160
0
160
32.0 万 円 /t-CO 2（ｃ） 費用便益比
5005025.0 万 円 /t-CO 2
3表 3210-4
0 に費用便益比を示した。ここで、便益
32.0 万 円 /t-CO 2
60
6
4.0 万 円 /t-CO 2（B）は、表 3210-2 の GHG
削減量（D）に表 3210-530
35.0 万 円 /t-CO 2

出権料、環境税率）の水準、そして削減技術の水準

それを表 3210-3 に示した削減費用（C）で除する

MR1-1
炭素貯留
万 円 /haる事も可能となる。ただし、排出権取引などは取引
MR1-2

炭素貯留

万 円 /ha費用があるため、制度化は簡単ではない。そのよう
MR1-3
炭素貯留
万 円 /haMR1-7
炭素貯留
万 円 /haな場合でも、当該技術が「効率的削減技術」であれば、導入費用が公費で賄われることも正当化できる削減費用は、GHG の社会的削減目標値、罰金（排で示す社会的限界費用（P）を乗じたものである。

表 3210-4 費 用 便 益 比 B/Cで決まる。したがって、削減目標の設定や利用可能と、費用便益比が得られる。MR1-4の技術が効率CO 2 1 ト ン
削減の便益
CO 2 1 ト ン 削 減 の 費 用
B=D×P
ID
分
類
な技術（例えば原発の有無等）により、評価結果が的削減技術と言える。 便 益 比 B/C(万 円 )
変わってくる。
（イ） 削
三つの指標による緩和技術の評価
削減
削減
減
削減
削減
削減
目標
目 標ａ 目標目標
目標
目標
ｄ 緩和技術の単位削減費用と費用便益比の計
評価結果のフィードバック方法の検討
7%
15%
25%
7%
15%
25%
算例
技術開発者への評価結果のフィードバックのあり
MR1-1
3.2
7.8
17.6
0.02
0.06
0.14
炭素貯留
（ａ） CO2 相当
方について検討を行った。開発途中の技術に関する
GHG 削減量
MR1-2
3.2
7.8
17.6
0.05
0.13
0.29
炭素貯留
MR1-3
5.4
13.2
29.9
0.03
0.07
0.17
炭
素
貯
留
事前評価は、その結果が開発者へフィードバックさ
表 3210-2 に ア ン ケ ー ト か ら 得 ら れ た 各 技 術 の
MR1-7
9.5
23.3
52.7
0.27
0.66
1.51
炭素貯留
れることが望ましい。それは、事前評価の結果は対CO2 相当の削減量を示した。ここで、CO
2 削減量7.9
MR1-10
19.4
43.9
0.05
0.12
0.27
炭素貯留
MR1-6
3.2
7.8
17.6
0.06
0.16
0.35
炭素貯留
MR1-4
2.4
5.8
13.2
0.79
1.94
4.39
メタン発生抑制─ 368 ─
MR1-9
2.4
5.8
13.2
0.39
0.97
2.20
メタン発生抑制
MR1-5
0.9
2.3
5.3
0.32
0.78
1.76
メタン発生抑制表 3210-2
ID
MR1-1
MR1-2
MR1-3
MR1-7
MR1-10
MR1-6
MR1-4
MR1-9
MR1-5

分類
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
メタン発生抑制
メタン発生抑制
メタン発生抑制

CO2 相当 GHG 削減量

単位t-CO 2 /ha
t-CO 2 /ha
t-CO 2 /ha
t-CO 2 /ha
t-CO 2 /ha
t-CO 2 /ha
t-CO 2 /ha
t-CO 2 /ha
t-CO 2 /ha

表 3210-3
ID
MR1-1
MR1-2
MR1-3
MR1-7
MR1-10
MR1-6
MR1-4
MR1-9
MR1-5

MR1-1
MR1-2
MR1-3
MR1-7
MR1-10
MR1-6
MR1-4
MR1-9
MR1-5

D1
2.0
2.0
3.4
6.0
5.0
2.0
1.5
1.5
0.6

C1
130
60
180
35
160
50
3
6
3

表 3210-4

費用便益比 B/C

分類

炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
メタン発生抑制
メタン発生抑制
メタン発生抑制

D2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

D3
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

D4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

D
2.0
2.0
3.4
6.0
5.0
2.0
1.5
1.5
0.6

単位削減費用 C/D

単位
万 円 /ha
万 円 /ha
万 円 /ha
万 円 /ha
万 円 /ha
万 円 /ha
万 円 /ha
万 円 /ha
万 円 /ha

分類
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
炭素貯留
メタン発生抑制
メタン発生抑制
メタン発生抑制

ID

実施期間
1回
1回
1回
10 年
1回
10 年
毎年
毎年
毎年

C2
0
0
0
0
0
0
0
0
0

C
130
60
180
35
160
50
3
6
3

CO 2 1 ト ン 削 減 の 便 益
B=D×P(万 円 )
削減
削減
削減
目標
目標
目標
7%
15%
25%
3.2
7.8
17.6
3.2
7.8
17.6
5.4
13.2
29.9
9.5
23.3
52.7
7.9
19.4
43.9
3.2
7.8
17.6
2.4
5.8
13.2
2.4
5.8
13.2
0.9
2.3
5.3

単位削減費用65.0 万 円 /t-CO 2
30.0 万 円 /t-CO 2
52.9 万 円 /t-CO 2
5.8 万 円 /t-CO 2
32.0 万 円 /t-CO 2
25.0 万 円 /t-CO 2
2.0 万 円 /t-CO 2
4.0 万 円 /t-CO 2
5.0 万 円 /t-CO 2

CO 2 1 ト ン 削 減 の 費 用
便 益 比 B/C
削減
目標
7%
0.02
0.05
0.03
0.27
0.05
0.06
0.79
0.39
0.32

削減
目標
15%
0.06
0.13
0.07
0.66
0.12
0.16
1.94
0.97
0.78

削減
目標
25%
0.14
0.29
0.17
1.51
0.27
0.35
4.39
2.20
1.76

表 3210-5 計算例に利用した削減目標（90 年比）ごとの社会的限界削減費用（P）（万円 /t-CO2）

7%
1.6

15%
3.9

25%
8.8

象技術のメリットやデメリットを示唆する情報であついても検討を行った。緩和策は社会の様々な場面

り、それを活用することで、開発者は望ましい技術で実施することが技術的には可能であるが、それら開発の方向性を論理的に検討できるからである。緩の技術のうち、低コストで高効率な技術の利用が社

和技術に関する個別の事前評価及び社会経済評価の会的なコストを低下させる。したがって最終的にはフローを図 3210-2 に示す。

そのような技術が選択されることになると考えられ

ｂ

重要となる指標る。開発者が開発段階で、社会におけるそのような緩和技術に関する事前評価で、重要となる指標にコストの分布と、自らの技術の位置を把握すること

─ 369 ─(イ ) 三 つ の 指 標 に よ る 緩 和 技 術 の 評 価
ａ 評価結果のフィードバック方法の検討
技術開発者への評価結果のフィードバックのあり方について検討を行った。開発途中の技術に関する事前評価は、その結果が開発者へフィードバックされることが望ましい。それは、事前評価の結果は対象技術のメリットやデメリットを示唆する情報であり、それを活用することで、開発者は望ましい技術開発の方向性を論理的に検討できるからである。
緩和技術に 関 す る 個 別 の 事 前 評 価 及 び 社 会 経 済 評 価 の フ ロ ー を 図 3210-2 に 示 すことで、開発者以外の読者は技術を特定することが。
ができれば、求められる開発の方向性が明らかにな
ｂ 重要となる指標るだろう。社会における技術の地位は、例えば図緩和技術 に 関 す る 事 前 評 価 で 、 重 要 と な る 指 標 に つ い て も 検 討 を 行 っ た 。 緩 できない仕組みとする。これによって、開発者は自
和策は社会
の様々な
場面で実
施 す る こ と が 技 術 的 に は 可 能 で あ る が 、 そ れ ら の 技 術 の う ち 分の技術の評価結果を確認し、技術の特性を相対的、低コスト
3210-3が示す適用可能水準と単位削減費用で表現でで高効率な技術の利用が社会的なコストを低下させる。したがって最終的にはそのようなきる。
技術が選択 さ れ る こ と に な る と 考 え ら れ る 。 開 発 者 が 開 発 段 階 で 、 社 会 に お け に認識できる一方、他のレポートの読者に対してるそのようなコストの分布と、自らの技術の位置を把握することができれば、求められる開発の方向
は、開発途中の技術に関する秘匿すべき情報を守り
ｃ 評価指標と対応するデータ
性 が 明 ら か に な る だ ろ う 。社 会 に お け る 技 術 の 地 位 は 、例 え ば 図 3210-3 が 示 す 適 用 可 能 水
準 と 単 位 削個々の技術に対する評価を実施し、評価結果を開減費用で表現できる。
ながら、技術の水準や特性に関する情報を提供でき
ｃ 評価指標と対応するデータ発に資する参考データとして開発者へフィードバッ
個々の技 術 に 対 す る 評 価 を 実 施 し 、 評 価 結 果 を 開 発 に 資 す る 参 考 デ ー タ と し る。て開発者へ
フィードバックするにあたり、具体的な手順の検討を行った。個々の技術のデータはアン
技術情報収集のためのアンケートを作成するにあ
クするにあたり、具体的な手順の検討を行った。
ケ ー ト で 収 集 し 、デ ー タ は 開 発 者 が 設 定 し た 固 有 の ID で 管 理 を 行 う 。評 価 実 施 後 は 評 価 結
果をレポ
ー ト と し て フ ィ ー ド バ ッ ク す る 。そ の 際 、個 々 の 技 術 名 は ID で の み 表 たり、評価に利用する指標と、その指標を計算する
示すること
個々の技術のデータはアンケートで収集し、データで、開発者以外の読者は技術を特定することができない仕組みとする。これによって、開ための技術情報を検討した。その内容を表 3210-6
は開発者が設定した固有の ID で管理を行う。評価
発者は自分の技術の評価結果を確認し、技術の特性を相対的に認識できる一方、他のレポートの読者 に 対 し て は 、 開 発 途 中 の 技 術 に 関 す る 秘 匿 す べ き 情 報 を 守 り な が ら と図
、 技 術3210-4の水に示す。
実施後は評価結果をレポートとしてフィードバック
準や特性に関する情報を提供できる。
以上の手順及び評価手法により、開発中の個々のする。その際、個々の技術名はIDでのみ表示する技術情
報収集のためのアンケートを作成するにあた
り、評価に利用する指標と、その指標 を 計 算 す る た め の 技 術 情 報 を 検 討 し た 。 そ の 内 容 を 表 3210-6 と 図 3210-4 に 示 す 。
以上の手順及び評価手法により、開発中の個々の技術に対する評価を実施し、開発者に対するフィードバックを行った。

技術１

技術情報に基づく
GHGの単位削減費用

単位削減費用

・ ・
・ ・ ・
・
・
・
・
・
・
・ ・ ・
・
・
・・

技術２

技術の
社会経済評価

経済評価
技術３

・
・
・

GHGの社会的限界削減
費用との比較結果
単位削減費用

技術ｎ

・ ・
・ ・ ・
連携の枠組み（緩和技術）
・・
図 3210-2 緩 和 技 術 の 個 別 事 前 評 価 お よ び 社 会 経 済 評 価 の フ
ロー・
図 3210-2 緩和技術の個別事前評価及び社会経済評
・
・
・
・
価のフロー
・ ・
・
・
・・
0

0

予想される図 3210-3
社会的限界削減費用

予想される
社会的限界削減費用

緩和技術の適用可能水準(例えば総削減可能量)

個別緩和技術の地位の表現

図 3210-3

個別緩和技術の地位の表現

緩和技術の適用可能水表
3210-6 評 価 指 標 と そ の 計 算 に 必 要 な 技 術 デ ー タ
準(例えば総削減可能量)

対応する評価指標

利用目的

データ項目
新技術利用のための追加的費用=(農産物生産額増分)/(新技術の費用)
GHG間接排出量 新技術利用のための追加的投入資材
利用目的
データ項目
生産額変化
新技術利用による農産物の生産性の変化率(単位削減費用)=(新技術の費用)/(GHG純削減量)
新技術の費用
新技術利用のための追加的費用
GHG削減量(排出削減技術の場合)
評 価 指 標 と そ の 計 算 に 必 要 な 技 術 デ ーGHG削減量タ(削減ポテンシャル)
有機物時系列残存率(炭素貯留技術の場合)
GHG間接排出量
新技術利用のための追加的投入資材
利用目的
データ項目
=(単位削減量)×(最大導入量)
導入可能量
新技術の対象となる農林水産物と地域
生産額変化 新技術利用のための追加的費用
新技術利用による農産物の生産性の変化率
新技術の費用

個別緩和技術の地位の表現
表 3210-6図 3210-3
評価指標とその計算に必要な技術データ
新技術の費用
(私的費用便益比)

対応する評価指標(私的費用便益比)
表 3210-6=(農産物生産額増分)/(新技術の費用)対応する評価指標(単位削減費用)(私的費用便益比)=(農産物生産額増分)/(新技術の費用)=(新技術の費用)/(GHG純削減量)(単位削減費用)(削減ポテンシャル)=(新技術の費用)/(GHG純削減量)=(単位削減量)×(最大導入量)(削減ポテンシャル)=(単位削減量)×(最大導入量)

GHG間接排出量 新技術利用のための追加的投入資材
GHG削減量(排出削減技術の場合)
GHG削減量 新技術利用による農産物の生産性の変化率
生産額変化
有機物時系列残存率(炭素貯留技術の場合)
GHG削減量(排出削減技術の場合)
GHG削減量
導入可能量 有機物時系列残存率(炭素貯留技術の場合)
新技術の対象となる農林水産物と地域
導入可能量の大きさで導入可能量
新技術の対象となる農林水産物と地域

導入可能量の大きさで優位な技術はどれ？

ャ

削
減
ポ
テ
ン
シ

優位な技術はどれ？

削
減
ポ
テ
ン
シ

GHG削減の効率が高い技術はどれ？

ャ

GHG削減の効率がル
高い技術はどれ？

0ル
0

農林水産物の生産技術として優位
な技術はどれ？

農林水産物の生産技術として優位
な技術はどれ？
図 3210-4 三 つ の 評 価 指 標 と そ れ ら が 示 唆 す る も の図 3210-4
図 3210-4 三つの評価指標とそれらが示唆するもの
三つの評価指標とそれらが示唆するもの
エ 考 察
(ア
) ア─
ン370
ケー
エ 考 察
─ト 調 査 と 評 価 指 標 の 作 成
開
発
さ
れ
た
緩
和
技 術 の 中 に は 、時 間 が 経 つ に つ れ て 、そ の 効 果 が 小 さ く な る も の も(ア ) ア ン ケ ー ト 調 査 と 評 価 指 標 の 作 成
そ、の
よが
う経
なつ技に術
いそて
時小
間さ
変く化なを
たる
評。
価手法が必要と考えられる。
開発された緩和技術の中には
時間
つに
れつ
て、
のは
効、
果が
る考
も慮
のし
もあ

技術に対する評価を実施し、開発者に対するフィー法をまとめ、評価結果の例を各緩和技術の開発者にドバックを行った。

提示した。
（イ） 三つの指標による緩和技術の評価

エ

考

察

農業技術は農業生産と環境保全に対して多様な効（ア） アンケート調査と評価指標の作成

果を持っており、それらを全て評価することは時間開発された緩和技術の中には、時間が経つにつれコストの面で難しい。そこで技術についての検討かて、その効果が小さくなるものもある。そのようなら、重要と思われる評価項目を抽出し、それに対応技術については、時間変化を考慮した評価手法が必する評価指標として、「削減ポテンシャル」「単位削要と考えられる。

減費用」「私的費用便益比」を設定した。再度のア（イ） 三つの指標による緩和技術の評価

ンケートに基づいてこれらの指標を計算し、レポー

ある緩和技術の GHG 削減効率が高いとしても、トとして評価結果をフィードバックした。これによ

その農産物の生産数量が少なければ、GHG の減少

り、技術情報の秘匿と評価結果の公開・比較検討がにはあまり寄与しないことになる。また、その技術できた。

が、生産性を向上させるものならば、農家に当該技術は普及するだろう。GHG 削減効率、生産量シェ

キ

引用文献

ア、生産性向上への寄与の三つの指標のバランスの

1）小林慎太郎・櫻井一宏・中村中・古家淳（2014）

良い技術の開発が望まれる。

農業分野における気候変動緩和技術の評価手法に関する研究 －研究開発支援の視点から－ . 環境情

オ

今後の課題

報科学学術研究論文集 . 28：65-70.

（ア） アンケート調査と評価指標の作成

2）小林慎太郎・古家淳（2014）緩和技術に関する最初に実施したアンケートでは、評価結果の扱い

技術評価レポート . 国際農林水産業研究センター
社会科学領域 . 12pp.

を明確に示していなかったことから、技術開発者の一部から、情報の扱いについて不安の声が寄せられ研究担当者（小林慎太郎＊、古家た。二回目のアンケートでは、評価結果の匿名性を淳）確保しフィードバックを行うことを明確にしたが、開発中の技術に関する評価結果を社会の中でどのよ＊うに生かしていくべきかについては、議論が続いて

1：社会的限界削減費用とは、汚染物質等の排出量を追加的に 1 単位削減するのに要する費用である。一般に総削減量の水準が上がると、社
会的限界費用も上がる。

おり、結論が出ていない。
（イ） 三つの指標による緩和技術の評価
プロジェクトの最後に開発者に対する評価結果のフィードバックを行ったが、それによって開発過程
に対しどのようなメリットを提供できたのか検証は

２

適応技術の評価

できていない。その検証を進め、さらに確固としたア

技術開発プロジェクト評価のシステムを構築する必

プロジェクトの課題「地球温暖化が農業分野に与

要がある。

研究目的

える影響評価と適応技術の開発」、「地球温暖化が森
林・林業分野に与える影響評価と適応技術の開発」

カ

要

約

及び「地球温暖化が水産分野に与える影響評価と適（ア） アンケート調査と評価指標の作成

応技術の開発」で開発される温暖化適応技術の目標

各小課題担当者へのアンケートにより、開発されとする適応の程度などを把握し、経済的影響評価にる温暖化緩和技術の概要、目標とする GHG 削減量、必要とされる情報を入手することで、経済影響評価

対象地域、全国・地域への普及に必要な製品の数モデルの構築に資する。また、技術の開発者が利用量、1 年当たりに要する維持費、日本での適用可能

可能な簡易評価ツールの作成を行う。

性を把握した。その結果を基に、緩和技術評価の方
─ 371 ─

イ

研究方法

ウ

（ア） 技術の類型化と適応技術の評価方法の検討

研究結果（ア） 技術の類型化と適応技術の評価方法の検討

課題担当者にアンケートを実施し、開発される温ａ

アンケート調査の実施

暖化緩和技術の概要、目標、生産量減少の緩和の程

35 の課題担当者に開発される技術についてのア

度、対象地域、全国・地域への普及に必要な製品のンケートを実施した。回答があったのは 17 課題 20

数量、1 年当たりに要する維持費、日本での適用可の技術についてであった。そのうち、生産量低下防能性を把握する。その結果を基に、適応技術の類型

止を目的とした技術は 6 種類、品質低下を目的とし化を行い、それぞれの導入コスト、効果をまとめたものは 2 種類、生産量と品質の両方を目的としたる。

ものは 3 種類、防災を目的としたものは 3 種類、資（イ） 簡易評価モデルの開発

源保全を目的としたものは 1 種類、そして適応策の気候変動は、農業の生産性に影響を与えるだけで必要性と効果を把握するための予測技術が 5 種類でなく、生産量や価格の変化を通じて、他の産業や消あった。

費者にも影響を及ぼす。そのような影響の波及を正ｂ

技術の類型化確に捉えるためには、精密な経済モデルの構築が必アンケートの対象となった適応技術を①稲作、②要となり、影響予測の作業も複雑となる。したがっ畑作、③果樹、④畜産、⑤水産、⑥農地・林地や農て、精密な経済モデルを用いて、多数の技術開発者

業施設が持つ公益機能に分類し、技術の内容、導入に結果のフィードバックを行うことは難しい。そこ

コスト、効果あるいは目標、キーワードを整理しで影響の範囲と程度を概要として把握できる、簡易た。

的な評価モデルを開発する。

ｃ

適応技術の評価方法の検討

簡易評価モデルの構造を検討したのち、2005 年

図 3220-1 に温暖化の進行に対する適応技術の有の産業連関表を基礎データとし、プロトタイプを構

無と生産量の関係を示した。適応技術の評価のため築する。次に、同様の基礎データを利用した応用一には、生産量予測モデルあるいは需給モデルにより般均衡モデルを構築する。気候変動に関する同一の

次の三つのシミュレーションを行い、それぞれを比シナリオの下、双方のモデルで影響評価を行い、結較することが必要である。①温暖化が進行しない場

果の比較を行う。それにより、簡易評価モデルの信合、②温暖化が進行するが、適応する技術が存在し頼性と利用可能性を検討する。

ない場合、③温暖化の進行に対して適応する技術が線形モデルに基づく基本の簡易評価モデルは、価存在する場合。

格の変化に応じた需要量の柔軟な変化を表現するこ①の温暖化が進行しない場合のシミュレーションとが難しい。そこで、産業連関分析の枠組みと独立は、例えば、シミュレーション期間において、気な最終需要予測モデルを加えた、代替的な簡易評価

温、降水量、日射量などの気象変数が、2008 年かモデルも作成し、予測精度を高める。

ら 2010 年の値の平均値で変化しないとしてモデル（ウ） 簡易評価ツールの作成の解を求める。②あるいは③の温暖化の進行に関わ技術開発者が自らの技術の社会的影響を簡単にシるシミュレーションは、連携課題から得られる特定

ミュレートできるよう、簡易評価ツールの開発と提の社会経済シナリオに基づく MIROC 等の全球気候供を行う。誰もが容易に扱えるよう、特別なソフトモデルの各気象変数の予測値をモデルに挿入する。

ウェアは用いず、一般的な表計算ソフトを活用す適応技術の有無については、図 3220-1 の a（温暖化る。解説にしたがって開発者が技術データや気候変による減少）、b（適応技術による回復）に相当す

動シナリオを入力し、計算実行のボタンを押すと、る生産量があれば、評価が可能である。

評価結果が表示される仕組みとする。そのための（イ） 簡易評価モデルの開発と利用方法の検討

ユーザーインターフェースと、各プロセスを実行すａ

簡易評価モデルの開発

るマクロを、表計算のファイルに統合することで、（ａ） 簡易評価モデルの構造の特定ツールとする。

ス プ レ ッ ド シ ー ト で の 計 算 が 可 能 で あるように、 計 算 を 一 方 向 に 進 め る こ と が 可 能 な 構 造 が─ 372 ─代 替 的 簡 易 評 価 モ デ ル に 対 し て 、こ れ ま で と 同 様 に 表 3220-2 の 仮 想 的 シ ナ リ オ を 与 え たと こ ろ 、図 3220-3 が 示 す よ う に 多 く の 変 数 で 結 果 が CGE モ デ ル に 近 づ い た 。し か し そ の 改
善 幅 は 小 さ く 、図 3220-4 が 示 す よ う に 変 化 の 向 き を CGE モ デ ル に 一 致 さ せ る こ と が で き な
い変数も見られた。
以上のことより、代替的簡易評価モデルは簡易評価モデルに比べ、より現実的な解を与える
簡 易 評 価 モ入係数を
デ ル の 問 題a点 とすると、気候変動の影響下ではが 全 て 改 善 さ れ て い る わ け で は な く 、 そaの 適用対象と利必 要 で あ る。 そ こ で 先 行 研 究 で 開 発 さ れがた、The
ij
ij/
用方法の注意深い検討が必要であると言える。
Environmental Sector Endogenized Multi-Regional（デ1ル+群kのj ）とな法り、
適 応 策 導 入 時 は（1+hij）aij/
ｃ 簡易評価モ
利用方
の検討
簡易
評 価図
モデルよ
り わ ず）か に CGE モ
デルに近い結果をもたらすことがわかった代替的簡
Input-Output Model（ESEMRIO） を 参 考
に、
｛（1+r
｝となる。
j （1+kj）
易 評 価 モ デ ル を 利 用 し て 、 改 め て CGE モ デ ル と の 結 果 の 違 い を 、 ベ ク ト ル 変 数 の 変 化 の 向
3220-2 の構造を持つ簡易評価モデルを構築する。
（ｃ）
きと大きさを使いながら比 較 す る簡易評価モデルとの が 表 3220-4 で あ るCGE
。こ のモデルの結果の結 果 よ り 、シ ョ ッ ク に 対 し て
CGE
と
非
常
に
似
た
反
応
を
示
す
変
数
は
、
実
質
最
終
需
要
(real
consumption)であることがわか（ｂ） 技術情報及び気候変動影響のモデルへの比較
る。モデルに様々なショックを与えながら感度分析を行った場合でも、実質最終需要の類
反映
簡易評価モデルと応用一般均衡（CGE）モデル
似性は保たれた。
実 質3220-1
最 終 需 要 の ベに表クトル
変 数 がのシナリオを適用したのち、両モデル
CGE モ デ ル と 類 似 の 結 果 を も た ら す と い う こ と は 、 最 終適応技術の情報と気候変動の影響は、表3220-2需 要 の 関 数 と し て 決 ま る 社 会 厚 生 指 標 も 、CGE モ デ ル と 類 似 の 結 果 で あ る こ と を 示 唆 す る 。
の係数によってモデルに反映させる。表3220-1の で 示の出力を比較した。表3220-3
簡 易 評がその結果を示す。
価 モ デ ル と CGE モ デ ル で 結 果 の 類
事実、図 3220-5
す 等 価 変 分 * 2 は 、特 に 代 替 的
似
性
が
高
い
。
係数は、生産活動のパラメータである投入係数
変数の変化の方向に着目すると、多くの変数で類似
以上の結果より、簡易評価モデル群が算出する社会厚生水準は、詳細で現実的な仮定に
a i j を、シナリオによって変化させるために利用す
基 づ く CGE モ デ ル との結果が得られたが、名目生産額や実質所得は変数非常の類似し、また頑健性も高いことが明らかとなった。したがって
簡 易 評 価 モ デ ル 群 をベクトルの成す角が大きく、モデルによって結果が利用した技術の初期評価においては、等価変分などの社会厚生指標をる。具体的には、気候変動の影響が無い場合の投評価指標とすることが望ましい。
る。

温暖化なし
生産

a

b

温暖化進行、適応技術あり
温暖化進行、適応技術なし


P V I  A

気候変動①

②均衡価格モデル

投入係数

価格

⑤捨象 ×

適応策

国民所得
④均衡産出高モデル

部門別所得

X  I IM A

最終需要

 

簡易評価モデルの構造表 3220-1

モデルで利用する技術情報

図 3220-2

適応策導入によるコスト変化

 P  M  A  V I   I  M  A

1

簡易
内角
変数
(°)
詳細
こ で P d は 国 産 財 価 格 、P e は 輸 入 財 価 格 で あ る 。次 に ③ で 示 さ れ る 最 終 需 要 の う ち 、国合成財物価水準
名目生産額
32.4
1.2
の需要は次式で決定される。
国産財物価水準
実質所得
29.5
1.0
 d , j  Y / pd , j
実質生産額
実質最終需要
21.0
0.4
,j
e

変数

こ で fd,j は 産 業 j 部 門 の 国 産 財 に 対 す る 需 要 、 pd,j は Pd の 第 j 要 素 で あ る 。 最 後 に ④
衡 産 出 高 は 、 fd,j を 要 素 と す る 国 産 財 に 対 す る 最 終 需 要 Fd を 説 明 変 数 と し 、 次 式 で 決─ 373 ─れる。

1

簡易評価モデルの構造
農業分野での技術情報
気候変動影響による収量変化
適応策導入によるコスト変化（農業資材）
適応策導入によるコスト変化（労働，土地，機械）適応策による収量回復(ｂ ) 技 術 情 報 及 び 気 候 変 動 影 響 の モ デ ル へ の 反 映 化率
（労働，土地，機械）
表 3220-2 仮 想 的 シ ナ リ オ
応 技 術 の 情 報 と 気 候 変 動 の 影 響 は 、表 3220-1 の 係 数 によ っ て モ デ ル に 適応策による収量回復
反 映 さ せ る 。表生産性回復率0-1 の 係 数 は 、 生 産 活 動 の パ ラ メ ー タ で あ る 投 入 係 数 a i j を 、 シ ナ リ オ に よ っ て 変 化 さた め に 利 用 す る 。具 体 的 に は 、気 候 変 動 の 影 響 が 無 い 場 合 の 投 入 係 数 を a i j と す る と 、
変 動 の 影 響 下 で は a i j /(1+ k j )と な り 、適 応 策 導 入 時 は (1+ h i j ) a i j /{(1+ r j )(1+ k j )}と な る 。
表 3220-2 仮想的シナリオ(ｃ ) 簡 易 評 価 モ デ ル と CGE モ デ ル の 結 果 の 比 較
気候変動の農業
易 評 価 モ デ ル と 応 用 一 般 均 衡 (CGE)モ デ ル に 表 3220-2の シ ナ リ オ を農林水産業の平均生産性変化率
適用したのち、両への影響
ル の 出 力 を 比 較 し た 。 表 3220-3 が そ の 結 果 を 示 す 。
変 数 の 変 化 の 方 向 に 着 目 す る と 、 -3.84 %の 変 数 で 類 似 の 結 果 が 得 ら れ た が 、 名 目 生 産 額 や 実 質 所 得 は 変 数 ベ農林水産業の平均投入係数変化率
クトルの成す角が変化率(%)
産業部門
く、モデルによって結果が異なることが示唆される。これは貿易モデルの
精緻さで両
20
農林水産業
ル 間 に 大 き な 差 が あ り 、そ れ が 結 果 と し て 表 れ て い る と 考 え ら れ る 。以 上 の 結 果 よ り 、
100
化学製品
適応策のコスト
評 価 モ デ ル は 便 利 な ツ ー ル で は あ る が 、そ の 適 用 の 対 象 は 慎 重 に 検 討 す る 必 要 が あ る 。
50
石油・石炭製品ｂ 代替的簡易評価モデルの開発
電力・ガス・熱供給業
50
易評価モデルは線形モデルである産業連関分析に基づくため、価格の変化に応じた需
その他部門
0の 柔 軟 な 変 化 を 表 現 す る こ と が 難 し い 。し か し 最 終 需 要 に 限 れ ば 、図 3220-2 の ③ で 示
農林水産業の平均生産性回復率
る 最 終 需 要 予 測 モ デ ル は 産 業 連 関 分 析 の 枠 組 み か適応策の効果
ら独立しており、非線形の変化を表4.8 %ることが可能である。そこで国産財の価格変化が内外価格差を生み、それが国産財と財の最終需要に反映されるモデルを導入する。
ず ② で 示 さ れ る 均 衡 価 格 モ デ ル を 、 輸 入 財 と 国 内 の 付 加 価 値 水 準 *1 で 決 定 さ れ る モ デ
表 3220-3 両 モ デ ル の 結 果 の 比 較
表示3220-3置き換える。その場合、新しい均衡価格モデルは次式でさ れ る 。両モデルの結果の比較
   I  M  F  E

図 3220-2イ) 簡易評価モデルの開発と利用方法の検討
係数
名称表 3220-1 モデルで利用する技術情報
ａ 簡易評価モデルの開発
݇௝
生産性変化率(ａ ) 簡 易 評 価 モ デ ル の 構 造 の 特 定係数
名称
農業分野での技術情報݄
プ レ ッ ド シ ー ト で の 計 算 が 可 能 で あ る よ う に 、 計 算 を生産性変化率
一方向に進めることが 可 能௜ǡ௝な 構中間投入変化率
気候変動影響による収量変化
が 必 要 で あ る 。 そ こ で 先 行 研 究 で 開 発 さ れ た The Environmental Sector Endogenized݃௟ǡ௝ 生産要素投入変適応策導入によるコスト変化
中間投入変化率
ti-Regional Input-Output Model (ESEMRIO)を 参 考 に 、
図 3220-2 の 構 造
を 持 つ 簡 易 評化率（農業資材）‫ݎ‬௝
生産性回復率デルを構築する。

生産要素投入変

③

生産
⑥
時間

図 3220-1
適応技術の有無と生産量の関係
図 3220-1 適 応 技 術 の 有 無 と 生 産 量 の 関 係

1

内角
(°)

簡易

93.0
89.6
4.9

1.7
1.7
1.2

詳細

異なることが示唆される。これは貿易モデルの精緻説明変数とし、次式で決定される。

さで両モデル間に大きな差があり、それが結果として表れていると考えられる。以上の結果より、簡易

以上のモデル式を適用したモデルを基本となる簡評価モデルは便利なツールではあるが、その適用の易評価モデル（Simple model）に対し、代替的簡易

対象は慎重に検討する必要がある。

評価モデル（Alternative simple model）と呼ぶ。

ｂ

代替的簡易評価モデルの開発

代替的簡易評価モデルに対して、これまでと同

簡易評価モデルは線形モデルである産業連関分析

様に表 3220-2 の仮想的シナリオを与えたところ、に基づくため、価格の変化に応じた需要量の柔軟な

図 3220-3 が示すように多くの変数で結果が CGE モ

変化を表現することが難しい。しかし最終需要に限

デルに近づいた。しかしその改善幅は小さく、図れば、図 3220-2 の③で示される最終需要予測モデ

3220-4 が示すように変化の向きを CGE モデルに一ルは産業連関分析の枠組みから独立しており、非線

致させることができない変数も見られた。

形の変化を表現することが可能である。そこで国産以上のことより、代替的簡易評価モデルは簡易評

財の価格変化が内外価格差を生み、それが国産財と価モデルに比べ、より現実的な解を与えるが、簡易農林水産業の平均生産性変化率
農林水産業の平均生産性変化率
気候変動の農業
気候変動の農業
輸入財の最終需要に反映されるモデルを導入する。
評価モデルの問題点が全て改善されているわけでは-3.84 %
-3.84 %
への影響 への影響なく、その適用対象と利用方法の注意深い検討が必農林水産業の平均投入係数変化率
農林水産業の平均投入係数変化率
変化率(%) 変化率(%)
内の付加価値水準＊1 で決定されるモデルへ置き換要であると言える。
産業部門 産業部門
2020
農林水産業農林水産業
ｃ 簡易評価モデル群の利用方法の検討える。その場合、新しい均衡価格モデルは次式で示100
100
化学製品 化学製品
適応策のコスト
適応策のコスト
簡易評価モデルよりわずかにされる。
5050 CGE モデルに近い
石油・石炭製品
石油・石炭製品
電力・ガス・熱供給業
電力・ガス・熱供給業
50
50
結果をもたらすことがわかった代替的簡易評価モデ
その他部門 その他部門
00
ルを利用して、改めて CGE モデルとの結果の違い
ここで は国産財価格、 は輸入財価格である。
農林水産業の平均生産性回復率
農林水産業の平均生産性回復率
適応策の効果適応策の効果を、ベクトル変数の変化の向きと大きさを使いな
次に③で示される最終需要のうち、国産財の需要は
4.8 %
4.8 %

まず②で示される均衡価格モデルを、輸入財と国がら比較するのが表 3220-4 である。この結果より、次式で決定される。

表 3220-3 表両3220-3
モ デ ル の両結果デのル比の較結 果 の 比 較
モ
ショックに対して
CGE と非常に似た反応を示す変

ここで

は産業

は の第
は、

数は、実質最終需要（realconsumption）であるこ
耨梻
耨梻
耨梻
内角
内角
変数
変数
轌腿
轌腿
(°)
(°)
轌腿
とがわかる。モデルに様々なショックを与えながら部門の国産財に対する需要、
耨梻
内角
内角
変数

変数
(°)
(°)
轌腿
要素である。最後に④の均衡産出高

合成財物価水準
合成財物価水準
名目生産額
32.4
1.232.4
93.0
1.793.0
1.2
1.7
を要素とする国産財に対する最終需要を名目生産額感度分析を行った場合でも、実質最終需要の類似性
国産財物価水準
国産財物価水準
実質所得
29.5
1.029.5 実質所得
89.6
1.789.6
1.0
1.7
実質生産額 実質生産額
実質最終需要実質最終需要21.0
0.421.0
4.9
1.24.9
0.4
1.2

% 0
-0.05

% 0

0.08
%

0.08
%

0.06

0.06

CGEモデル

簡易評価モデル
代替的モデル 代替的モデル
CGEモデル
簡易評価モデル

-0.05

-0.1

-0.1

0.04

0.04

-0.15

-0.15

0.02

0.02

-0.2

-0.2

0

0

CGEモデル

-0.25

-0.25

-0.02

-0.3

-0.3

-0.04

-0.04

-0.35

-0.35

-0.06

-0.06

-0.02

簡易評価モデル簡易評価モデル
代替的モデル 代替的モデル
CGEモデル

図 3220-3
3220-3 図
実3220-3
質 所 得 集実
計質
値所
の得
変集
化計
率値 の 変 化 率図 3220-4 図
質 生 産 額実質生産額集計値の変化率
集質
計生
値産
の額
変集
化計
率値 の 変 化 率
図実3220-4
3220-4
実図
実質所得集計値の変化率

表 3220-4
暖化 影 響温時暖(impact)及び 適 応 時 (adaptation)の変 数 ベ ク ト変
ル数
変ベ
化ク
のト
比ル
較変 化 の 比 較
表温3220-4
化 影 響 時 (impact)及び 適 応 時 (adaptation)の
表 3220-4
温暖化影響時（impact）及び適応時（adaptation）の変数ベクトル変化の比較

国産品価格
実質生産実質生産
名目生産
実質所得
名目所得
実質消費
価格価格 国産品価格
実質生産
名目生産
実質所得
名目所得
実質消費
価格
国産品価格
名目生産
実質所得
名目所得
実質消費
角度角度
角度 角度
角度 角度
角度 角度
角度 角度
角度 角度
角度角度
角度
角度
角度
角度
角度
角度
大きさ
大きさ
大きさ
大きさ
大きさ大きさ (大きさ
大きさ大きさ (大きさ
大きさ大きさ 大きさ
大きさ大きさ 大きさ
大きさ 大きさ 大きさ
大きさ
大きさ( °)( °)( °) ( °)( °) °)( °) °)( °) ( °)( °) ( °)( °) ( °)
( °)
( °)
( °)
( °)
( °)
( °)
温暖化影響温暖化影響
0.97
31.7
0.98
28.7
0.34
18.0
1.74
93.2
1.79
90.5
1.11
96.1
0.97
5.7
温暖化影響
0.97 31.7 0.97
0.98 31.7
28.7 0.98
0.34 28.7
18.0 0.34
1.74 18.0
93.2 1.74
1.79 93.2
90.5 1.79
1.11 90.5
96.1 1.11
0.97 96.1
5.7 0.97

温暖化適応温暖化適応
7.1
温暖化適応
0.880.8841.341.3
0.910.91
37.4 37.4
0.38 0.38
43.3 43.3
1.58 1.58
78.4 78.4
0.44 0.44
39.7 39.7
0.35 0.35
46.7 46.7
0.94 0.94
7.1 0.94
0.88
41.3
0.91
37.4
0.38
43.3
1.58
78.4
0.44
39.7
0.35
46.7

─ 374 ─

角度
( °)

5.7
7.1

を、それぞれ数値で設定し、計算実行ボタンを押は保たれた。
実質最終需要のベクトル変数が CGE モデルと類似の結果をもたらすということは、最終需要の関数

す。すると計算シートにおいて計算が行われ、入力
billion JP Yen

シート中の出力欄に結果が表示される。

1000として決まる社会厚生指標も、CGE モデルと類似

出力項目は、対象品の価格上昇（％）、全体の物の結果であることを示唆する。事実、図 3220-5 で価上昇（％）、対象部門の実質所得増加（％）、対象

示す等価変分＊2

は、特に代替的簡易評価モデルと500品の国内供給増加（％）
、全体の実質所得増加（億%
0
4

6

8

10

12

14

16

18

円）、1 人当たり実質所得増加（円）で、それぞれ

CGE モデルで結果の類似性が高い。
以上の結果より、簡易評価モデル群が算出する社
会厚生水準は、詳細で現実的な仮定に基づく CGE
モデルと非常の類似し、また頑健性も高いことが明CGE model

技術が導入される前後での比較できるようになって-500

Alternativemodel
いる。履歴追加ボタンを押すと、計算結果は出力履-1000

Simple model

歴シートの一覧に保存することもできる。このツールにより、技術開発者が、自らが開発する技術の社

らかとなった。したがって簡易評価モデル群を利用-1500

会厚生指標を評価指標とすることが望ましい。

善に生かせると期待される。

図 3220-5 適 応 技 術 の 生 産 性 回 復 率 水 準 を 変 化 さ せ た 場 合 の 等 価 変会経済への影響を概要として把握し、更なる技術改した技術の初期評価においては、等価変分などの社
分（ウ） 簡易評価ツールの作成(ウ ) 簡 易 評 価 ツ ー ル の 作 成
こ れ ま で に 開 発 し たエ
簡 易考
評 価察
モデルに基づき、簡易評価ツールを開発し、技術
これまでに開発した簡易評価モデルに基づき、簡の 提 供 を 行 っ た (図 3220-6)。 こ れ は 表 計 算 ソ フ ト を 利 用 し て お り 、 解 説 シ ー ト
易評価ツールを開発し、技術開発者への提供を行っ（ア） 技術の類型化と適応技術の評価方法の検討
入 力 シ ー ト 、出 力 履 歴 、デ ー タ シ ー ト 、計 算 シ ー ト な ど で 構 成 さ れ て い る 。こ れ らた（図 3220-6）。これは表計算ソフトを利用しておデ ー タ シ ー ト と 計 算 シ適応技術が、直ちに農林水産物の生産量を変化さ
ートは隠しシートであり、通常は利用者の目には触れない
利 用 者 は 解 説 シ ーせるものであれば、需給モデルなどにより評価が可ト や 入 力 例 を 参 考 に 、入 力 シ ー ト に 、気 候 変 動 に よ る 影 響 の シ
り、解説シート、入力例、入力シート、出力履歴、
技 術 の コ ス ト 、技 術 に期 待 さ れ る 影 響 の 軽 減 に 関 す る シ ナ リ オ を 、そ れ ぞ れ 数 値 で
データシート、計算シートなどで構成されている。
能である。しかしながら、台風被災などの極端現象
計算実行ボタンを押す。すると計算シートにおいて計算が行われ、入力シート中
これらのうち、データシートと計算シートは隠しへの適応技術は、そのイベントが発生するまでは、に結果が表示される。
シートであり、通常は利用者の目には触れない。
評価が難しい。この場合、モデルに、イベントを
出 力 項 目 は 、対 象 品の 価 格 上 昇 (％ )、全 体 の 物 価 上 昇 (％ )、対 象 部 門 の 実 質 所 得
対 象 品 の 国 内 供 給 増ショックとして与え、復旧の程度を分析することが加 (％ )、全 体 の 実 質 所 得 増 加 (億 円 )、1 人 当 た り 実 質 所 得 増 加
利用者は解説シートや入力例を参考に、入力シー
それぞれ技術が導入される前後での比較できるようになっている。履歴追加ボタ
トに、気候変動による影響のシナリオ、技術のコス考えられる。
と、計算結果は出力履歴シートの一覧に保存することもできる。このツールによト、技術に期待される影響の軽減に関するシナリオ
開発者が、自らが開発する技術の社会経済への影響を概要として把握し、更なるに生かせると期待される。

billion JP Yen
1000

500

0

-500

-1000

4

6

8

10

12

14

16

18

%

CGE model
Alternativemodel
Simple model-1500

図 3220-5
適応技
術の生産性回復率水準を変化させた場合の等価変
図 3220-5
適応技術の生産性回復率水準を変化させ分た場合の等価変分

図 3220-6

図 3220-6

簡易評価ツールの作成
までに開発した簡易評価モデルに基づき、簡易評価ツールを開発、─
技術開発者へ
─し375を 行 っ た (図 3220-6)。 こ れ は 表 計 算 ソ フ ト を 利 用 し て お り 、 解 説 シ ー ト 、 入 力 例 、ー ト 、出 力 履 歴 、デ ー タ シ ー ト 、計 算 シ ー ト な ど で 構 成 さ れ て い る 。こ れ ら の う ち 、

簡易評価ツールの入力シート

簡易評価ツールの入力シート

（イ） 簡易評価モデルの開発

課題担当者にアンケートを実施し、適応技術を稲

収束計算の過程がないモデルの作成により、ある作、畑作、果樹、畜産、水産、農地・林地や農業施程度の精度を保ちつつ、容易にシミュレーション結設が持つ公益機能に分類し、適応技術の有無と生産果を得ることができるようになった。これにより、量の関係から評価方法を検討した。

技術開発者自身による技術の簡易評価が可能になっ（イ） 簡易評価モデルの開発た。

計算を一方向に進めることで均衡解の近似値を得（ウ） 簡易評価ツールの作成ることが可能な、簡易評価モデルを作成した。適応技術の開発者が、実際に評価ツールに入力する際

技術と気候変動の影響を仮定した影響予測を行い、に、適応技術の採用によるコスト変化等を考えなけ

CGE モデルと結果の比較を行った。その結果を踏ればならないが、それらの数値をまとめる過程で、まえ、さらに価格変化の影響が反映されるモデルを技術のアウトカムが明確になると期待される。

開発した。
（ウ） 簡易評価ツールの作成

オ

今後の課題

技術開発者が自らの技術の社会的影響を簡単にシ（ア） 技術の類型化と適応技術の評価方法の検討

ミュレートできるように、開発したモデルを用いたアンケートで収集した技術データより明らかに

簡易評価ツールの開発と提供を行った。

なった技術評価の課題として、品質の問題を経済モ
デルでどのように扱うのかという点と、防災や資源

キ

引用文献

保全などの公益的機能をどのように扱うかという点

1）小林慎太郎・櫻井一宏・渋澤博幸・古家淳（2012）が上げられる。

農業分野における気候変動適応技術の社会経済的（イ） 簡易評価モデルの開発

評価手法に関する研究 . 環境情報科学学術研究論

CGE モデルと簡易評価モデルの比較において、文集 . 26：19-24.

生産額や所得では差が見られた。これらの差の縮小

2）小林慎太郎・古家淳（2014）農林水産業分野にが課題として挙げられる。

おける適応技術の簡易経済評価ツール 利用方法（ウ） 簡易評価ツールの作成の概要 . 国際農林水産業研究センター社会科学領簡易評価ツールが開発者にとって、期待されるよ域 . 2pp.

うな情報を提供できているのか、問題があるとすれ

3）Kobayashi S. and Furuya J.（2015）Development

ばどこを改善するべきか、という点についての検証

of a socio-economic evaluation tool of agriculturalが必要である。

technologies to adapt to climate change. JARQ 49（2）:135-141.

カ要約（ア） 技術の類型化と適応技術の評価方法の検討＊

研究担当者（小林慎太郎＊、古家淳）

1：付加価値とは、生産過程で原材料に付加された経済的価値で、経済統計では労働、資本、土地等の生産要素ごとに、それぞれの生産への貢献分として推計される。
＊
2：等価変分とは、厚生水準の指標の一つで、物価の変化を伴う何らかの社会的変化の前後の厚生を、変化前の物価水準を仮定して数値化したものであり、実質消費を経済理論に従って厳密に計算したものとも解釈できる。

─ 376 ─

既刊行抜粋（最新号より70号）
487．粗飼料多給による日本型家畜飼養技術の開発 2系 自給飼料多給を基本とした効率的な畜産物生産のための給与技術の開発（25年 1月）
488．粗飼料多給による日本型家畜飼養技術の開発 3系 飼料自給率向上のための放牧技術の開発（〃 ）489．粗飼料多給による日本型家畜飼養技術の開発 4系 地域先導技術の実証・解析（〃 ）490．粗飼料多給による日本型家畜飼養技術の開発 5系
飼料用米の低コスト生産・調製・給与技術の開発（〃 ）491．安全で信頼性、機能性が高い食品・農産物供給のための評価・管理技術の開発安全性（〃 ）492．安全で信頼性、機能性が高い食品・農産物供給のための評価・管理技術の開発信頼性（〃 ）493．安全で信頼性、機能性が高い食品・農産物供給のための評価・管理技術の開発機能性（〃 ）494．土壌微生物相の解明による土壌生物性の解析技術の開発（eDNAプロジェクト）（〃 ）495．食品素材のナノスケール加工及び評価技術の開発（25年 3月）
496．動物ゲノムを活用した新市場創出のための技術開発－動物ゲノム情報を活用した新需要創造のための研究－（〃 ）497．動物ゲノムを活用した新市場創出のための技術開発－昆虫ゲノム情報を活用した新需要創造のための研究－（〃 ）498．地域活性化のためのバイオマスの利用技術の開発①（国産バイオマス燃料への利用に向けた資源作物の育成と低コスト栽培技術の開発）（26年 3月）
499．地域活性化のためのバイオマスの利用技術の開発②（稲わら等の作物の未利用部分や資源作物・木質バイオマスを効率的にエタノー
ル等に変換する技術の開発）（〃 ）500．地域活性化のためのバイオマスの利用技術の開発③（バイオマス利用モデルの構築・実証・評価）（〃 ）501．地域活性化のためのバイオマスの利用技術の開発④（バイオマス・マテリアルの製造技術の開発） （〃 ）502．地域活性化のためのバイオマスの利用技術の開発⑤（革新的なCO2高吸収バイオマスの利用技術、バイオ炭化水素製造技術及びバイオオイルの製造技術の開発）（〃 ）503．担い手の育成に資するIT等を活用した新しい生産システムの開発（〃 ）504．水田の潜在能力発揮等による農地周年有効活用技術の開発超低コスト作物生産技術の開発（〃 ）505．農作業の軽労化に向けた農業自動化・アシストシステムの開発（〃 ）506．農業に有用な生物多様性の指標及び評価手法の開発（〃 ）507．ウナギの種苗生産技術の開発（〃 ）508．環境変動に伴う海洋生物大発生の予測・制御技術の開発－魚種交替の予測・利用技術の開発－（〃 ）509．環境変動に伴う海洋生物大発生の予測・制御技術の開発－クラゲ類の大発生予測・抑制技術の開発－（〃 ）510．新農業展開ゲノムプロジェクト－GMO領域－（〃 ）511．新農業展開ゲノムプロジェクト－重要性質領域－（〃 ）512．新農業展開ゲノムプロジェクト－QTL領域－（〃 ）513．新農業展開ゲノムプロジェクト－多様性領域－（〃 ）514．新農業展開ゲノムプロジェクト－他作物マーカー領域－（〃 ）515．新農業展開ゲノムプロジェクト－リソース領域－（〃 ）516．新農業展開ゲノムプロジェクト－マーカー育種領域－（〃 ）517．新農業展開ゲノムプロジェクト－GMO評価・管理領域－（〃 ）518．新農業展開ゲノムプロジェクト－DREB遺伝子等を活用した環境ストレスに強い作物の開発－（〃 ）519．鳥インフルエンザ、口蹄疫等の効率的なリスク低減技術の開発（〃 ）520．牛海綿状脳症（BSE）の効率的なリスク低減技術の開発（〃 ）521．生産・流通・加工工程における体系的な危害要因の特性解明とリスク低減技術の開発［化学物質（第 1 編）］（〃 ）522．生産・流通・加工工程における体系的な危害要因の特性解明とリスク低減技術の開発［かび毒・病原微生物（第 2 編）］（〃 ）523．自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発－自給飼料の簡易・迅速品質評価技術の確立－（〃 ）524．自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発－広域流通に向けた自給飼料の高品質化及び安定化技術の開発－（〃 ）525．農地・森林等の放射性物質の除去・低減技術の開発（〃 ）526．気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のための技術開発－有機農業の生産技術体系の確立－（〃 ）527．水田の潜在能力発揮等による農地周年有効活用技術の開発－冬作物の高品質化に資する基盤技術の開発－（〃 ）528．水田の潜在能力発揮等による農地周年有効活用技術の開発－土壌養水分制御技術を活用した水田高度化技術の開発－（〃 ）529．農林水産資源を活用した新需要創出プロジェクト（27年 2月）
530．水田の潜在能力発揮等による農地周年有効活用技術の開発－戦略作物等の省力・多収生産技術の開発－（〃 ）531．水田の潜在能力発揮等による農地周年有効活用技術の開発－冬期の水田活用を促進する高品質な冬作物品種の開発－（〃 ）532．野菜等の光応答メカニズムの解明及び高度利用技術の開発（〃 ）533．花きの光応答メカニズムの解明及び高度利用技術の開発（〃 ）534．キノコの光応答メカニズムの解明及び高度利用技術の開発（〃 ）─ 377 ─

535．害虫の光応答メカニズムの解明及び高度利用技術の開発
536．有用水産生物の光応答メカニズムの解明及び高度利用技術の開発
537．気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－土壌病害虫診断技術等の開発－
538．気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－低投入型農業のための生物農薬等新資材及びその利用技術の開発－
539．気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－農業環境における物質循環促進のための微生物による処理技術の開発－
540．気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－循環型農業のための有機資材とその利用技術の開発（B-1系）－－施肥削減に向けた生産技術体系の開発（B-2系）－
541．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－稲麦大豆作等土地利用型農業における自動農作業体系化技術の開発－
542．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－小型ロボットによる畦畔除草等自動化技術の開発－
543．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－農家の作業技術の数値化及びデータマイニング手法の開発－
544．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－施設園芸における高度環境制御技術の開発－
545．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発（育種）－546．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発（飼料生産）－
547．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発（牛）－548．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発（豚）－549．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発（鶏）－550．低コスト・省力化、軽労化技術等の開発－水田最大限活用のための低コストな用排水機能管理・最適化技術の開発－
551．農地等の放射性物質の除去・低減技術の開発－高濃度汚染地域における農地土壌除染技術体系の確立－
552．農地等の放射性物質の除去・低減技術の開発－大豆、そば等における放射性物質移行低減対策技術の開発及び植物における放射性セシウム吸収メカニズムの解明－
553．農地等の放射性物質の除去・低減技術の開発－農地土壌における放射性セシウム動態予測技術および拡散防止技術の開発－
554．気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－気候変動に適応したイネ科作物品種・系統の開発－
555．気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－気候変動に適応した大豆品種・系統の開発－
556．気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－気候変動に適応した野菜品種・系統および果樹系統の開発－（27年 2月）
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（28年 3月）
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AgriKnowledge のホームページ（http://agriknowledge.affrc.go.jp/search/article/orglist/maff/project_2010）において、研究成果（全文）をご覧いただけます。
研究成果第557集 「気候変動に対応した循環型食料生産等の確立のためのプロジェクト－農業分野における温暖化緩和技術の開発－－地球温暖化が農業分野に与える影響評価と適応技術の開発－－地球温暖化が農林水産分野に与える経済的影響評価－」
Kenkyuseika557	“Development of mitigation and adaptation technologies to climate change inthe sectors of agriculture, forestry, and fisheries- Development of mitigation technologies to climate change in the
agriculture sector - ; - Development of adaptation technologies to climatechange impacts in the agriculture sector - ; - Economic evaluation ofagricultural mitigation and adaptation technologies for climate change -”平成28年3月31日 発行
編集・発行 農林水産省農林水産技術会議事務局
		
			
			
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研究所管：研究開発官（基礎・基盤、環境）室
発行管理：研究調整課広報班〒100-8950 東京都千代田区霞が関1－2－1
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