巻頭連載
環境変動対策・気候変動に対する技術

登熟期の気温上昇による水稲栽培への影響と対策技術の開発
国立研究開発法人 農研機構
本部 みどり戦略スマート農業推進室
地域チーム 上級研究員

白未熟米・胴割米、小粒化、高温不稔に対応した技術・品種の開発

荻原均「2023 年７月の北半球は史上最も暑い夏となった」と報道されたことは記憶に新しい。日本国内でも、各地で日最高気温が 35℃を超える猛暑日が続く厳しい暑さとなった。水稲栽培は広大な圃場で行われるために、気象の変化から逃れることはできない。
そこで今号では、登熟期の気温上昇が水稲栽培におよぼす影響とその対策を紹介する。
合成系を構成する酵素のひとつをコードしていることが気温上昇の水稲栽培への影響明らかとなった。

を DNA マーカーとして利用して程度に差はあるが、今世紀末に向けて温暖化が進むこ

白未熟粒の発生が少ない品種の育成が加速しており、「富とが予測されている。気温の上昇が水稲栽培におよぼす富富」などの品種が生まれている。このほかにも「きぬ影響として既に顕在化しているのが、白未熟粒や胴割米むすめ」「にこまる」などの高温登熟耐性品種が普及しての発生である。気温の上昇とともに、品質の問題だけでいることが、近年の過酷な高温条件でも 2010 年のようはなく、玄米が小さくなることによる収量への影響が現な大発生が少なくなっている要因である。

れ始める。さらに気温の上昇が続くと、不稔が発生する

胴割米は、登熟初期の高温により多発することが明らリスクが上昇し、その被害が顕在化する可能性がある（図かとなり、検定法が確立された。基準品種が策定され、品１）。

種の耐性の評価が行われている。

白未熟粒や胴割米の発生

小粒化傾向の顕在化

白未熟粒は、2010 年に大きな問題となったことをきっ

高温条件下では、玄米のサイズが小さくなることが知かけとして農研機構を中心に各地の公設試験場と連絡試られている。小粒化によって粒厚選別で落ちてしまう玄験が行われた。食味を気にするあまり窒素肥料を減らし米（ふるい下米）が増大することは、農家の収入減に結すぎて植物体の活力が低下したことが、白未熟発生の誘びつく。しかし、等級落ちの理由としては、白未熟粒が因であることが明らかとなった。これを受け、玄米の窒挙げられる場合が多いためにこれまで小粒化は顕在化し素含量と植物体の活力を両立する肥培管理技術が各県でにくい状況だった。

研究されて普及指導に移されている。白未熟粒の発生が少なくなる遺伝的要因のひとつ（）は、デンプン

世界平均地上気温変化

2081〜2100年
平均6.0

過去の期間のモデル結果
気温︵℃︶

39

RCP8.5高温不稔

2.0

白未熟粒や胴割米の発生−2.01950

図１

小粒化による減収

420.0

2000

いる。穎（籾殻）の粒長と粒幅は、従来品種「てんたかく」と変わらず、粒厚がわずかに大きく登熟に優れる性とが実証され（図２）、既に富山県で「てんたかく」品種群として産地品種銘柄の指定を受けて普及している。

高温不稔の顕在化
イネは、熱帯から亜熱帯を原産地とする作物だが、開2100

花時に 35℃を超える気温に遭うと不稔が発生することが発生が懸念される水稲登熟期の高温障害の概念図知られている。イネの花は開花と同時に雄しべの花粉が年2050

RCP：代表的濃度経路。RCP に続く数値が大きいほど地球温暖化を引き起こす効果が大きいことを意味している。

2の基本技術の励行に加えて、品種による対応も図られて質を持つ「てんたかく 81」は、ふるい下米が減少するこ

RCP2.6

RCP2.6
RCP4.5
RCP6.0
RCP8.54.0

小粒化を抑えるために、適切な肥培管理と水管理など

グリーンレポート No.653（2023年11月号）

入った袋（葯）が裂開し、花粉が雌しべの柱頭に付いて環境変動対策・気候変動に対する技術

粒厚

図２とした場合の比率︵％︶︶

粒長
粒幅10090807081 605040302010０﹁てんたかく ﹂のふるい下米量︵同条件の﹁てんたかく﹂を100より早い午前８時から 10 時の間にすることが検討されている。気温が 35℃に達する前に開花、受精を済ませてしまおうという戦略である。早朝に開花する野生イネがあり、その性質をマーカー育種を用いて迅速に「コシヒカリ」などの主要品種に導入している。
26.527.528.529.5
出穂後 20 日間の平均気温（℃）

従来品種「てんたかく」より粒厚がわずかに厚くなる「てんたかく81」を栽培した場合のふるい下米発生の抑制

一方、開花時のピンポイントの高温ではなく、穂ばらみ期から開花期まで連日高温に遭遇することによっても不稔が発生する

茨城県つくば市、富山県富山市、広島県福山市での連絡試験において出穂後20 日間の日平均気温が同じ条件での比較。従来品種でのふるい下米発生量を100 とした場合の新品種での発生量の割合で示す。

ことが知られており、その発生程度には品種間差がある。このような高温耐性の品種間差についても検定法を開発中であり、将来的には早朝開花性による高温時の開花を回避する性質と、比較的長期にわたる高温への耐性を併せ持つ品種の開発が望まれる。
★
皮肉なことに、わが国の稲作は冷害に苦しめられてきた歴史がある。古くは篤農家の、130 年前に農事試験場が設立されてからは数多くの研究者の努力によって鍵となる技術が開発され、水稲の安定生産が実現している（図３、水色の部分）。気温上昇の影響を克服する技術を開発するには、冷害への対応と同様に基礎的な研究と技術開
写真１ 2018 年に観察された高温不稔同じ穂から採種した１次枝梗を並べたもの。中央の１次枝梗に着生した黄緑色に見える穎果（籾）は不稔となっている。正常に受精して糊熟期に達した穎
果は、内部で胚乳（玄米）が発達しているため光を透過しない。不稔となった
穎果は胚乳が発達していないために光が透過し、黄緑色に見えている。

発を両輪に進める必要がある（図３、オレンジ色の部分）。

受精する。35℃を超える高温条件では、葯が裂開しなか用による水田の見回り回数の低減など、労働安全上の対ったり、裂開が不十分になり、受精が行われないために策も必要となる。いずれの分野についても近年の急速な不稔が発生すると考えられている。

温暖化に追いついていくために迅速な研究開発が求めら

気象庁は 21 世紀末には内陸部を中心に日最高気温がこのほかにも、病虫害の発生パターンの変化に対応する技術開発も必要である。気温の上昇は、生産者の熱中症のリスクも増大させることから、スマート農業機器の利れている。

35℃を超える猛暑日の日数が大幅に増えると予測しており、高温不稔が発生するリスクは増大する。高温年だった 2018 年（埼玉県熊谷市で最高気温 41.1℃を記録した年）に、農人工気象器を用いた佐竹らの基礎的な研究：感受性の時期と温度を明らかにした研機構では各地のイネを集めて調査を行い、通検定法の確立：
冷水かけ流し圃場
気象情報との統合：
冷却量の概念常より高い 10％近い不稔率となっていたサンプルの発生を確認している（通常の不稔率は２～３％）。著者も茨城県つくば市の圃場で高温不稔の発生を確認した（写真１）。2023 年は、高温の時期が８月上旬の「コシヒカリ」の出穂開花期に当たったことと、午前中に 35℃を超える状況の発生がみられたことから、高温不稔の発生が懸念される。
日本の水稲品種の開花は、午前 10 時から正午にかけてピークとなる。開花期の高温不稔を回避する技術として、開花の時間帯を通常耐冷性品種

早期警戒情報

いもち病予測平林ら、石丸ら
早朝開花の遺伝資源と「回避性」の提示
長谷川ら、吉本らによるメタ解析
感受性の時期と環境要因を明らかにする「耐性」の基礎的研究

図３

回避性の検証早朝開花性品種

実用品種の作出
効率的な検定法

遺伝資源や基準品種

気象情報との統合「耐性」＋早朝
開花集積品種
被害情報の発信回避技術とのパッケージ

高温障害対応の研究開発スキームと冷害対応における基礎的研究および対応技術開発のスキームとの比較

今後、高温障害対応の研究開発を行うにあたっては、過去の冷害研究の進め方が参考となる。しかし、冷害研究と異なり葉や籾からの蒸散（水の蒸発）による温度変化を考慮しなければならないなど困難と思われる点もあり、今後のブレークスルーが期待される。
グリーンレポート No.653（2023年11月号）

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