冬季寡日照地域における CO2 施用と日中加温の併用が促成ナスのハウス内環境および収量に及ぼす影響

古賀 武＊・井上惠子 1)・石松敬章 2)
冬季寡日照地域における CO2 施用と日中加温が促成ナスのハウス内環境および収量に及ぼす影響とその収益性について検討した。12～ 4 月の CO2 設定濃度を 8～10 時は 800ppm（換気時 400ppm），10～17 時は 400ppm とすることによってハウス内の CO2 濃度が高まり， 8 時 30 分～16 時 30 分の暖房設定温度を 20℃（16 時 30 分～ 8 時 30 分は 10℃）とすることによって曇雨天日のハウス内気温が高まった。冬季寡日照地域を想定した環境条件において，CO2 濃度の上昇（ 200～ 800ppm）と気温の上昇（14～22℃）はともにナス葉の光合成速度を増大させたことから，本実験の CO2 設定
濃度および日中加温の暖房設定温度はナスの光合成速度の増大に適することが明らかとなった。「筑陽」において CO2
施用と日中加温を併用することによって，側枝の生育と果実肥大がともに促進され，収穫果数が増加し，商品果率が向上することで商品果収量が多くなった。CO2 施用と日中加温の併用による増収効果は経費を上回ると試算されたことか
ら，本技術は促成ナスの収益性向上に有効であると考えられた。
［キーワード：CO2 濃度，気温，光合成速度，ナス，商品果収量］
Effects of a Combination of CO2 Enrichment and Daytime-heating on Greenhouse Environment and Fruit Yield of Eggplants in
Forcing Culture in a Region with Winter Low Daylight Conditions. K OGA Takeshi, Keiko INOUE and Takaaki ISHIMATSU (Fukuoka
Agriculture and Forestry Research Center, Chikushino, Fukuoka 818-8549, Japan) Bull. Fukuoka Agric. For. Res. Cent. 7: 66-73(2021)The effects of CO2 enrichment and daytime-heating on the environmental conditions in a greenhouse, and on the yieldand profitability of eggplants in forcing culture in a region with winter low daylight conditions were investigated. CO2 concentrationin the greenhouse was increased by CO2 enrichment with minimum CO2 concentration set at 800ppm (ventilation time at 400ppm) from8:00 to 10:00 and 400ppm from 10:00 to 17:00. And, the temperature in the greenhouse on cloudy and rainy days was increased bydaytime-heating with heating temperature during the daytime (8:30 -16:30) set at 20℃. Photosynthetic rate increased with the rise inCO2 concentration (200 - 800ppm) and air temperature (14 - 22℃) in the region with winter low daylight conditions, thus the values
set for CO2 enrichment and daytime-heating were suitable for increasing photosynthetic rate. The combination of CO 2 enrichment anddaytime-heating accelerated the growth of lateral shoots and fruit, and the number of harvested fruits, marketable fruits ratio
and marketable yields of eggplant variety ‘Chikuyo’, were higher than those of the controls. The combination of CO2 enrichment anddaytime-heating was effective for improving the profitability of eggplant in forcing culture.
[key words: air temperature, CO2 concentration, eggplant, marketable yield, photosynthetic rate]緒言

福岡県におけるナス生産は， 8～ 9 月に定植し 10 月
～翌年 6 月まで収穫を行う促成作型が中心である（福岡県農林水産部園芸振興課 2017）。このうち，日射量が少ない冬季はハウス内気温が上昇しにくく，換気が行われにくいことからハウス内の CO2 濃度が低下しやすい。
このため，本県では CO2 施用装置の導入が進んでいる。
促成ナス栽培における CO2 施用について，古賀・森山（2015）は日の出後 8～ 9 時の高濃度（2,000ppm）施用や 8～17 時の日中低濃度（ 400ppm）施用で増収したことを報告している。斉藤（2015）は植物の光合成が最も高まるのは CO2 濃度が 1,000～1,500ppm のときである
が，実際の栽培では 1,000ppm 以上の高濃度施用は換気による外気への CO2 漏出の面から非効率であり，植物の光 合 成 を 促 進 さ せ る CO2 施 用 と し て 日 中 の 低 濃 度（ 400ppm）施用を推奨している。これらのことから，＊連絡責任者 (筑後分場：koga-t9170@pref.fukuoka.lg.jp)
1) 前 筑後分場
2) 現 福岡県福岡農林事務所福岡普及指導センター

本県の促成ナス栽培においては，日の出後 8 時～換気開始（10 時頃）までは 800～1,000ppm，日中は 400ppm
を目安に CO2 施用を行うことが有効であると考えられる。
しかし，生産現場においてはこの CO2 施用を実施しても増収効果が十分に得られず収益性向上が認められない事
例が見受けられる。
CO2 施用時のハウス内環境に関して，愛知県では日中の低濃度（ 400～ 500ppm）CO2 施用のみでは増収効果が認められず，CO2 施用に加え日中の換気温度や夜間の加温温度を高めることで増収したことが報告されている（伊藤ら 2019）。高知県では日中の低濃度（ 400ppm）
CO2 施用条件下で午前より午後の換気温度を高めることで増収したことが報告されている（植野・高橋 2018）。
このように日中の CO2 施用条件下での増収効果を高める
ためには，ハウス内気温を高めることが有効と考えられる。しかし，本県における冬季の日射量は愛知県や高知県より 20～25％少なく（国土交通省 2020），ハウス内
受付 2020 年 6 月 29 日；受理 2020 年 9 月 23 日

気温が換気温度まで上昇しない日が多いため，換気温度の制御のみでは増収効果が不安定となる可能性がある。
一方，冬季寡日照地域での促成トマト栽培では日中に暖房機を稼働させてハウス内を 20℃まで加温すること（以下，日中加温）で，曇雨天日のハウス内気温が高まり光合成速度や転流が促進されることで増収することが報告されており（龍ら 2016），冬季の日射量が少ない
本県において日中加温はハウス内気温を高める方法として有効であると考えられる。しかし，促成ナス栽培において，CO2 施用と日中加温を組み合わせた場合の増収効
果については明らかにされていない。また，CO2 施用や日中加温には新たな経費が必要となるため，生産現地への普及に当たっては費用対効果をあらかじめ評価しておく必要がある。さらに，斉藤（2015）は光強度が弱い条
件での高濃度 CO2 施用は光合成特性や外気への漏出の面から非効率であることを指摘しており，効率的な CO2 施
用や日中加温を行うためには冬季寡日照条件での光合成特性に基づいた設定値を明らかにする必要がある。古賀・森山（2015）は 500ppm 以上の高 CO2 濃度下や 20～
30 ℃ での 光合 成特 性 に つ い て 検 討 し て い る も のの ，400ppm 以下の低 CO2 濃度条件下や 20℃以下の低温下での光合成特性については明らかにされていない。そこで，
本研究では，本県の促成ナスにおける収益性向上技術の確立を目的として，CO2 施用と日中加温の組み合わせがハウス内環境および収量に及ぼす影響とその収益性について検討するとともに，冬季寡日照地域を想定した環境条件における光合成特性について検討した。

材料および方法
１CO2 施用と日中加温の有無が促成ナスのハウス内環
境および収量に及ぼす影響と収益性の試算（１）ナスの栽培方法
実験は 2014 年 9 月～2015 年 6 月（2014 年定植）および 2016 年 9 月～2017 年 6 月（2016 年定植）に筑後
分場内の間口 6ｍ，奥行き 20ｍの南北向き単棟パイプ
ハウス 3 棟を用いて行った。いずれのハウスとも，外張りには厚さ 0.1mm の農 PO フィルムを展張し，内張りには厚さ 0.05mm の農ビフィルムを展張した。内張りフィルムの展張は 2014 年定植では 11 月 21 日～ 3 月 31
日，2016 年定植では 11 月 28 日～ 4 月 7 日とし，その他の期間は外張りフィルムのみの展張とした。内張りフィルムは手動で 23℃を目安に開閉し，外張りフィルムの自動換気開始温度は 28℃とした。供試品種は「筑陽」（タキイ種苗（株））とした。「トナシム」（タキイ種
苗（株））を台木として接ぎ木した苗を両年とも 9
月 10 日に，畝幅 175cm，株間 60cm， 1 条植えで定植
し，主枝 V 字 4 本仕立てで栽培した。試験規模は 1 区
4 株 3 反復とした。基肥として N，P2O5，K2O をそれぞれ
ａ当たり 3.3kg，4.3kg，2.5kg を作畝前に施用し，追肥としてそれぞれａ当たり 3.6kg，3.1kg，1.5kg を 10 回に分けて適宜施用した。散水チューブ直近の深さ 20cmに設置した pF メーター（大起理化工業（株））の値

が 1.8 を上回っていた場合，10 時に約 3Ⅼ/株・回をかん水した。厚さ 0.02mm の黒色ポリマルチを 2014 年定
植では 11 月 25 日，2016 年定植では 11 月 2 日に畝上に被覆した。着果促進処理として， 4-CPA 剤（石原バイ
オサイエンス（株））50 倍溶液による単花処理を 2～
3 日間隔で行った。整枝法は側枝の第 1 花より上の葉を 1 枚残して摘心し 1 芽 1 果採りとした。
収穫は 10 月から翌年 6 月まで 2～ 3 日間隔で行い，長さ 19cm 以上の果実を収穫の目安とした。収穫果は外観の形状に基づき 3 段階（上物，中物，下物）に分類
し，それぞれについて果実数および果実重量を測定した。
このうち，上物と中物の合計収量を商品果収量とし，全収穫果に対する上物と中物の果実数の割合を商品果率として算出した。各区 4 株のうち 1 株について，主枝および側枝上の花の開花時にラベリングを行い，主枝上の花の開花から直下の一次側枝の開花までに要した日数な
らびに一次（n 次）側枝以降では二次（n+1 次）側枝の開花までに要した日数を側枝の開花間隔日数として算出した。また，それぞれの果実の開花から収穫までに要した日数を収穫所要日数として算出した。
（２）CO2 施用および日中加温の方法
試験区の構成として，2014 年定植では CO2 施用と日中加温を行う CO2 施用＋日中加温区，CO2 施用のみを行い日
中加温は行わない CO2 施用区および CO2 施用と日中加温を行わない対照区の 3 区を設けた。2016 年定植では CO2
施用＋日中加温区，CO2 施用は行わず日中加温のみ行う
日中加温区および対照区の 3 区を設けた。CO2 施用の方法として液化 CO2 ボンベと各畝に 1 本ずつ設置した点滴
潅水用チューブ（（株）アグリベース四万十）を用いて，ハウス中央部の畝上約 100cm の高さに設置した赤外線
CO2 コントローラー（富士電機システムズ（株））により ， 8 ～ 10 時 の CO2 濃 度 が 800ppm （ 換 気 時 は400ppm），10～17 時の CO2 濃度が 400ppm 以下で施用するように設定した。日中加温の方法として白灯油を燃料とする温風暖房機（KA-205，ネポン（株））と 4 段サーモ（NT-144S1，ネポン（株））を用いて，日中（ 8時 30 分～16 時 30 分）の暖房設定温度を 20℃，夜間（16時 30 分～ 8 時 30 分）の暖房設定温度を 10℃とした。
対照区の暖房設定温度は終日 10℃とした。CO2 施用および日中加温の処理期間は 12 月～翌年 4 月とし，その他の期間はいずれの試験区とも CO2 施用は行わず，暖房設
定温度は終日 10℃とした。
加温制御用，換気制御用および温湿度計測用のセンサ
はハウス中央部の高さ 150cm の位置に 2014 年定植では日除けして，2016 年定植では通風筒（イノチオアグリ（株））内に設置した。ハウス内の CO2 濃度および気温の測定には CO2 温湿度データロガー（TR-74Ui，（株）ティアンドデイ）を用いた。
（３）収益性の試算
CO2 施用＋日中加温区と対照区の収益性を試算した。
商品果収量は 2014 年定植および 2016 年定植の 2 か年の平均値とし，2014～2016 年の福岡県産ナスの平均価格（福岡県農林水産部園芸振興課 2017）を乗じて商品果収入を算出した。CO2 施用については生産現地で普及している灯油燃焼式 CO2 施用装置を利用した場合とし，装置価格（償却年数 7 年）はメーカー聞き取り，灯油消費量は生産現地での聞き取りとした。日中加温にかかる
燃料費は暖房用燃油消費量試算ツール（高市 2007）を用い，本県の一般的なハウス形状（間口 6ｍ，長さ 50ｍ，軒高 3ｍの 3 連棟パイプハウス），被覆条件（外張り農 PO フィルム，内張り一層）から暖房用燃油消費量を試算し，日中加温に要した燃油量の増加分を日中加温経費として算出した。販売経費は収入の 30％とした。
収入から経費を差し引いた金額を収益とした。
２ CO2 濃 度 お よ び 気 温 と 光 合 成 有 効 光 量 子 束 密 度（PPFD）の違いがナスの光合成速度に及ぼす影響2017 年 1 月 7 日の 9～11 時に「筑陽」の 9 葉苗を
6 個体供試して，展開第 3 葉の光合成速度を携帯用光合成・蒸散測定装置（LI-6400，LI-COR）を用いて測定した。測定条件として，通気量は 500µmol・ｓ-1 に設定した。チャンバー内の環境条件は気温を 20℃とし，CO2 濃
度を 200， 400， 800 および 1,200ppm の 4 水準，PPFD
を冬季の曇天日を想定した 400µmol・ｍ-2・ｓ-1 および冬季の晴天日を想定した 800µmol・ｍ-2・ｓ-1 の 2 水準の 8 組み合わせと，CO2 濃度を 400ppm とし，気 温を 14，18，22 および 26℃の 4 水準，PPFD を 400µmol・ｍ-2・ｓ-1 および 800µmol・ｍ-2・ｓ-1 の 2 水準の 8 組み合わせを設けた。

結果１CO2 施用と日中加温の有無が促成ナスのハウス内環
境および収量に及ぼす影響と収益性の試算（１）ハウス内の CO2 濃度および気温推移
第 1 図に 2016 年 12 月 25 日（晴天）および 12 月 26日（雨天）における栽培ハウス内の CO2 濃度および気温の日変化を示した。CO2 濃度は，12 月 25 日および 26 日
ともに対照区では 8 時頃から濃度が低下し 300ppm 以下となったのに対し，CO2 施用＋日中加温区では 350ppm以上を維持し，対照区より常に高かった。気温は，12
月 25 日では CO2 施用＋日中加温区の暖房機が 8 時 30 分に稼働し対照区よりわずかに早く上昇した。12 月 26 日
では対照区の気温がほとんど上昇せず 15℃前後で推移したのに対し，CO2 施用＋日中加温区では 8 時 30 分から暖房機が稼働し，16 時 30 分まで 20℃前後で推移した。
第 1 表に 2014 年定植および 2016 年定植の栽培ハウス
における CO2 施用および日中加温の有無と日中の月別平
均 CO2 濃度および気温を示した。CO2 施用＋日中加温区および CO2 施用区の CO2 濃度はいずれの月も 400ppm 以上で
あ り ， CO2 施 用 に よ っ て 日 中 の 平 均 CO2 濃 度 が 7～ 241ppm 高まった。また，日中加温により日中の平均気温は 2014 年定植で 0.3～2.1℃，2016 年定植で 0.3～1.5℃高まった。いずれも気温が低く換気回数が少ない 12～ 2 月において試験区間の差が大きかった。

CO2濃度（ppm）

1400
CO2 施用＋日中加温区

1200

対照区

1000
800
600
400

20:00

22:00
22:00

18:00

16:00

14:00

12:00

20:00

12月25日（晴天）

10:00

8:00

6:00

22:00

20:00

18:00

16:00

14:00

12:00

10:00

8:00

6:00

200

12月26日（雨天）

30

気温（℃）

25
20
15
10

12月25日（晴天）

第１図

18:00

16:00

14:00

12:00

10:00

8:00

6:00

22:00

20:00

18:00

16:00

14:00

12:00

10:00

8:00

6:00

5

12月26日（雨天）CO2 施用および日中加温の有無と CO2 濃度（上）および気温（下）の日変化 1)

1) 2016 年 12 月 25 日および 12 月 26 日に CO2 施用＋日中加温区と対照区において測定

第１表

CO2 施用および日中加温の有無と日中の月別平均 CO2 濃度および気温
1)

試験年次

試験区

2014年

CO2 施用＋日中加温区
CO2 施用区
対照区

12月
539
553
339

2016年

CO2 施用＋日中加温区
日中加温区
対照区

567
326
326

1)

CO2 濃度 （ppm）
1月
2月
3月
530
472
439
533
485
446
300
377
381

4月
403
403
396

12月
22.8
21.2
21.1

1月
24.3
22.0
22.2

504
290
298

402
382
377

23.7
23.8
23.1

23.0
22.8
21.5

506
321
335

439
327
336

気温 （℃）
2月
3月
25.2
26.4
23.1
26.0
23.3
25.9
24.0
23.8
23.1

24.5
24.3
23.7

4月
28.6
27.9
28.3
25.1
25.0
24.7

1) 8 時 30 分～16 時 30 分に 5 分間隔で測定した値の平均値

第 2 図に 2014 年定植および 2016 年定植の曇雨天日に
お け る 日 中加 温の 有 無 と 日 中 の 月 別 平 均 気 温 を示 した 。 2014 年 定 植 で は 対 照 区 の 平 均 気 温 は 18.5
～ 20.9℃であったのに対し，CO2 施用＋日中加温区の平均気温は 22.2～ 22.7℃であり，日中加温によって日中の平均気温が 1.3～3.7℃上昇した。2016 年定植においても，対照区では 17.4～ 19.0℃であったのに対し，
CO2 施用＋日中加温区では 20.6～ 21.3℃であり，日中
加温によって 1.8～3.5℃上昇した。曇雨天日の日数は 2014 年定植で 41 日，2016 年定植で 34 日であり，2014
年定植の方が多く，日中加温に要した暖房用燃油消費量
は 2014 年定植では対照区の 1.20 倍，2016 年定植では 1.13 倍であった（データ略）。
23.0

2014 年
22.3

22.3

22.2

22.7

気温（℃）

22.0

20.9

21.0
20.0

22.2

19.9
19.0

19.1
18.5

19.0

CO2 施用＋日中加温区

18.0

対照区

17.0

気温（℃）

12月
1月
2月
3月
4月
（9 日）2)（14 日） （11 日） （4 日） （3 日）
23.02016 年

22.0

21.0

20.9

21.0

21.3
20.6

20.0
19.0
18.0

18.5

18.1
17.4

20.8
19.0

17.6

17.0
12月
1月
2月
3月
（8 日） （11 日） （7 日） （6 日）

第２図

4月
（2 日）

曇雨天日における日中加温の有無と日中の月別
平均気温 1)

1) 8 時 30 分～16 時 30 分に 5 分間隔で測定した値の平均値
2) （）内は日数，日照時間が 3.0 時間以下の日（アメダス
佐賀計測値）において，8 時 30 分～16 時 30 分に暖房機が 1 時間以上稼働した日を曇雨天日とした（２）果実収量
2014 年定植における CO2 施用および日中加温の有無が側枝の開花間隔日数，収穫所要日数および収穫果数に及ぼす影響を第 2 表に示した。側枝の開花間隔日数は 12～ 2 月において CO2 施用＋日中加温区，CO2 施用区，対照区の順に短かった。収穫所要日数は 12～ 2 月において CO2 施用＋日中加温区で対照区より短かった。収穫果数は 12～2 月において CO2 施用＋日中加温区と CO2 施用
区で対照区より多く，合計では CO2 施用＋日中加温区で対照区より多かった。
2014 年定植における CO2 施用および日中加温の有無が商品果率および商品果収量に及ぼす影響を第 3 表に示した。商品果率は 3～ 4 月において CO2 施用＋日中加温区で高かった。商品果収量は 12～ 2 月， 3～ 4 月および合計に試験区間で差が認められ，CO2 施用＋日中加温区で対照区より多かった。
2016 年定植における CO2 施用および日中加温の有無が側枝の開花間隔日数，収穫所要日数および収穫果数に及ぼす影響を第 4 表に示した。側枝の開花間隔日数は 12～ 2 月において CO2 施用＋日中加温区で対照区より短かった。収穫所要日数は 12～2 月において CO2 施用＋日中
加温区で短かった。収穫果数は 12～ 2 月において CO2 施
用＋日中加温区で多く， 3～ 4 月と合計では CO2 施用＋
日中加温区で対照区より多かった。
2016 年定植における CO2 施用および日中加温の有無が商品果率および商品果収量に及ぼす影響を第 5 表に示した。商品果率は 12～ 2 月において CO2 施用＋日中加温区で対照区より高かった。商品果収量は 12～ 2 月において CO2 施用＋日中加温区で多く，合計では CO2 施用＋
日中加温区で対照区より多かった。
（３）収益性の試算
CO2 施用および日中加温に係る収益性の試算（10ａ当たり）を第 6 表に示した。 2 か年の商品果収量の平均値から，CO2 施用＋日中加温区の収入は対照区と比較して 1,365 千円増加した。一方，経費として，CO2 施用装
置の減価償却費が 70 千円，CO2 施用燃料費が 86 千円，
日中加温の燃料費が 83 千円増加した。販売経費は 410
千円増加した。収入から生産経費および販売経費を差し引くと 716 千円の収益が増加した。

第２表

CO2 施用および日中加温の有無と側枝の開花間隔日数，収穫所要日数および収穫果数（2014 年）
側枝の開花間隔日数2)（日）
10～11月 12～2月 3～4月 5～6月
20.4
41.5 a5) 38.7
34.3

1)

試験区

CO2施用＋日中加温区
CO2施用区
対照区
分散分析4)

20.1
22.8
ns

46.7 b51.0 c
**

40.5
42.8
ns

33.2
33.3
ns

-2

収穫所要日数3)（日）
10～11月 12～2月 3～4月 5～6月
20.8
28.3 a
24.6
20.0
21.1
21.5
ns

29.6 ab32.0 b
**

24.4
24.9
ns

収穫果数（本・m ）10～11月 12～2月 3～4月 5～6月
21.5
52.9 a
55.2
68.0

20.0
20.8
ns

22.0
20.2
ns

48.9 a41.0 b
*

53.8
52.3
ns

66.8
64.2
ns

合計
197.6 a191.5 ab177.7 b*1) CO2 施用と日中加温の処理期間は 12～4 月2) 主枝あるいは(n-1)次側枝の開花日から当月に開花した n 次側枝の開花日までに要した日数
3) 開花から収穫までに要した日数
4) **，*はそれぞれ 1％，5％水準で有意差あり，ns は有意差なし
5) 異符号間に 5％水準で有意差あり（Tukey の多重比較検定）

第３表

CO2 施用および日中加温の有無と商品果率および商品果収量（2014 年）

商品果率（％）
10～11月 12～2月 3～4月 5～6月
CO2施用＋日中加温区
94.4
95.2
93.3 a3) 92.3

-2

1)

試験区

CO2施用区
対照区
分散分析2)

97.3
97.5
ns

92.4
92.8
ns

87.7 b85.2 b
*

92.2
87.5
ns

10～11月3.2

商品果収量（kg・m ）12～2月 3～4月 5～6月
6.8 a
6.8 a
9.2

合計
26.0 a

6.0 ab5.2 b**24.0 ab22.9 b
*

3.3
3.3
ns

6.1 b
5.8 b
**

8.6
8.6
ns

1) CO2 施用と日中加温の処理期間は 12～4 月
2) **，*はそれぞれ 1％，5％水準で有意差あり，ns は有意差なし（商品果率は逆正弦変換後に検定）
3) 異符号間に 5％水準で有意差あり（Tukey の多重比較検定）

第４表

CO2 施用および日中加温の有無と側枝の開花間隔日数，収穫所要日数および収穫果数（2016 年）

1)

試験区

CO2施用＋日中加温区
日中加温区
対照区
4)
分散分析

側枝の開花間隔日数2)（日）
10～11月 12～2月 3～4月 5～6月
17.7
42.0 a5) 39.2
29.7
17.2
44.7 ab 39.7
26.7
18.7
50.7 b
40.4
30.6
ns
**
ns
ns

収穫所要日数3)（日）
10～11月 12～2月 3～4月 5～6月
21.7
25.0 a
22.0
18.3
21.5
27.0 b
22.7
17.6
22.0
27.3 b
22.7
18.4
ns
**
ns
ns

-2

収穫果数（本・m ）合計
10～11月 12～2月 3～4月 5～6月
32.6
54.5 a55.1 a82.1 224.3 a
32.1
47.3 b51.0 ab80.9 211.3 ab
31.1
45.2 b46.8 b77.1 200.2 b
ns
**
*
ns
*

1) CO2 施用と日中加温の処理期間は 12～4 月2) 主枝あるいは(n-1)次側枝の開花日から当月に開花した n 次側枝の開花日までに要した日数
3) 開花から収穫までに要した日数
4) **，*はそれぞれ 1％，5％水準で有意差あり，ns は有意差なし
5) 異符号間に 5％水準で有意差あり（Tukey の多重比較検定）

第５表
1)

試験区

CO2 施用＋日中加温区
日中加温区
対照区
2)

分散分析

CO2 施用および日中加温の有無と商品果率および商品果収量（2016 年）
商品果率（％）
10～11月 12～2月
3～4月
94.7
95.3 a3) 95.3
95.9
91.6 ab94.8
94.1
89.0 b
91.8
ns
*
ns

-2

5～6月
95.7
95.0
92.5
ns

商品果収量（kg・m ）10～11月 12～2月
3～4月
5～6月
4.3
7.3 a
7.2
12.8
4.3
5.5 b
6.5
11.8
4.1
5.4 b
6.4
10.9
ns
**
ns
ns

1) CO2 施用と日中加温の処理期間は 12～4 月
2) **，*はそれぞれ 1％，5％水準で有意差あり，ns は有意差なし（商品果率は逆正弦変換後に検定）
3) 異符号間に 5％水準で有意差あり（Tukey の多重比較検定）

合計
31.6 a28.1 ab26.8 b*

第６表

CO2 施用および日中加温に係る収益性の試算

項目
1)

CO2 施用＋対照区
日中加温区（ｔ，千円／10a）
28.8
24.9
10,080
8,715
1,365
-

収入

商品果収量
2)
商品果収入
収入増加（A）

経費

CO2 施用装置減価償却費3)CO2 施用燃料費4)
日中加温燃料費5)
販売費増加6)
経費増加（B）

70
86
83
410
649

0
0
0
-

収益

（A）－（B）

716-

1) 第 3 表，第 5 表の合計商品果収量の平均値
2) 2014～2016 年の福岡県産ナスの平均価格を 380 円（福岡県農林水産部園芸振興課 2017）として算出
3) 灯油燃焼式光合成促進装置を 49 万円（耐用年数 7 年）として算出
4) 灯油消費量 1,000Ｌ／10ａ，2014～2016 年の平均販売価格 86 円／Ｌ（経済産業省 2020）として算出
5) 本実験における日中加温による燃油消費量の増加割合（20％）を対照区の暖房用燃料消費量の 6,000Ｌ／10ａ（高市 2007）に乗じ，1,200Ｌ（2014～2016 年の平均販売価格 69 円／Ｌ（経済産業省 2020）として算出
6) 収入増加分の 30％として算出

２CO2 濃度および気温と光合成有効光量子束密度（PPFD）の違いがナスの光合成速度に及ぼす影響
CO2 濃度および光合成有効光量子束密度（PPFD）の違
いと光合成速度との関係を第 7 表に示した。PPFD が400µmol・ｍ-2・ｓ-1，800µmol・ｍ-2・ｓ-1 ともに，CO2 濃
度が 200～ 800ppm では濃度の上昇に伴って光合成速度も 増 加 し ， 800ppm 以 上 で は 同 等 で あ っ た 。 特に， 200ppm と 400ppm の間で光合成速度の増加が著しかった。一方，すべての CO2 濃度において PPFD の増加に伴い光合成速度は有意に増加したが，その増加量は CO2
濃度が 200ppm では 1.2µmolCO2・ｍ-2・ｓ-1 であったのに対し， 400ppm 以上では 2.9～3.3µmolCO2・ｍ-2・ｓ-1 であった。
気温および光合成有効光量子束密度（PPFD）の違いと
光 合成速度との関係 を 第 8 表 に 示 し た。 気 温 が 14～22℃では，いずれの PPFD ともに気温の上昇に伴い光合成速度も増加したが，22～26℃では 400µmol・ｍ-2・ｓ-1 では有意な増加が認められず， 800µmol・ｍ-2・ｓ-1でのみ有意に増加した。一方，気温が 14℃では PPFD が増加しても光合成速度は増加しなかったのに対し，18～26℃では PPFD の増加により光合成速度も有意に増加
した。

第７表

CO2 濃度および光合成有効光量子束密度（PPFD）の違いと光合成速度

CO 2濃度 光合成速度 1)（µmolCO 2･ｍ -2･ｓ -1）（ppm）
400PPFD2)
800PPFD2)
3)
200
6.6 a
7.8 a
400
13.8 b
16.8 b800
20.9 c24.2 c1,200
22.8 c25.7 c1) チャンバー内の気温 20℃で測定
2) 光合成有効光量子束密度（µmol･ｍ-2･ｓ-1）
3) 異符号間に 1％水準で有意差あり（Tukey の
多重比較検定）4) **は PPFD 間において 1％水準で有意差あり

第８表

t検定
** 4)
**
**
**

気温および光合成有効光量子束密度（PPFD）の違いと光合成速度

気温 光合成速度 1)（µmolCO 2･ｍ -2･ｓ -1）
t検定（℃）
400PPFD2)
800PPFD2)
14
9.4 a 3)10.1 ans 4)
18
12.7 b
14.3 b
*22
17.5 c20.4 c**26
18.1 c23.3 d**1) チャンバー内の CO2 濃度 400ppm で測定
2) 光合成有効光量子束密度（µmol･ｍ-2･ｓ-1）
3) 異符号間に 1％水準で有意差あり（Tukey の
多重比較検定）4) **，*は PPFD 間において 1％，5％水準で有意差あり， ns は有意差なし

考察

本県の促成ナス栽培における収益性向上技術の確立を目的として，CO2 施用と日中加温の組み合わせがハウス
内環境および収量に及ぼす影響とその収益性について検討するとともに，冬季寡日照地域を想定した環境条件における光合成特性について検討した。
施設栽培における CO2 施用について，斉藤（2015）はCO2 濃度が外気濃度（約 400ppm）より低下すると植物の光合成量は著しく減少することや換気による外気へのCO2 漏出の観点から外気濃度を下回らないように施用す
る日中低濃度施用を推奨している。本実験においても，対照区の CO2 濃度は 300ppm を下回ったのに対し，CO2 施
用によって 350ppm 以上に維持できたことにより，特に換気が行われにくい 12～2 月でハウス内 CO2 濃度が高まった。また，「筑陽」の 9 葉苗を用いた実験では，
PPFD の多少にかかわらず CO2 濃度が 200ppm から 400ppmに上昇するのに伴い個葉の光合成速度は著しく増大したが， 800ppm 以上では有意に増大せず，光合成速度の促進効果が低かった。このことから，本実験において CO2
施用の設定濃度と した 8～10 時の 800ppm（換気時400ppm）はナス葉の光合成速度促進効果の面から適切な設定値であったと考えられた。その一方で，10～17 時の 400ppm 設定については，換気温度まで気温が上昇する晴天日では適切な設定値であると考えられるが，換気温度まで気温が上昇しにくい曇雨天日では 800ppm 程度まで高めることで光合成量がさらに増大する可能性が示唆された。
ナス栽培における気温については，日中の生育適温は 25～28℃であることが報告されている（斎藤 1974）。
「筑陽」の 9 葉苗を用いた本実験において，冬季の曇天日を想定した 400µmol・ｍ-2・ｓ-1 では 14～22℃の範囲では気温の上昇に伴い光合成速度は増加したが，22℃
以上では有意な増加が認められなかった。また，ナスと生育適温が近い促成トマト栽培での日中加温（龍ら 2016）に倣い 8 時 30 分～16 時 30 分の暖房設定温度
を 20℃とした本実験では，曇雨天日のハウス内気温は，2014 年では 22.2℃～22.7℃，2016 年では 20.6
～ 21.3℃まで上昇した。一方，「筑陽」の 9 葉苗において，冬季の晴天日を想定した 800µmol・ｍ -2 ・ｓ -1 では 14～26℃の範囲では気温が高いほど光合成速度は増大し，晴天日を含めた日中の月別平均気温をみると日中加温によって 2014 年では 22.8～28.6℃，2016 年では 23.0～25.1℃まで上昇し，ナスの生育適温に近づいた。これらのことから，本実験において日中加温の設定温度とした 20℃はナス葉の光合成速度促進効果および生育温度の面から適切な設定値であったと考えられた。
以上のように，本県の冬季寡日照条件における CO2 施用と日中加温制御の適切な設定値をナス葉の光合成特性の面から明らかにできた。
ナス栽培において高い収量を得るためには，側枝数や収穫果数の確保に努めることが重要である（宮本 2000）。促成栽培では，n 次側枝の開花時に側枝を摘心し，その後果実の収穫時に 1 つのみ残した腋芽を（n+1）次側枝にすることを繰り返す， 1 芽切り戻し整枝を行っている。そのため，収穫果数の増加には側枝の発育を促進させて開花を早めるとともに，開花から収穫までの日数を短くして，側枝形成～収穫までの期間を短縮させることが不可欠である。側枝の生育や果実肥大を促進させる栽培環境としては，CO2 施用によって側枝の生育が旺盛となり収穫果数が増加し増収すること（今津ら 1967，川島ら 1993，古賀・森山 2015），昼温が高
まると果実肥大が速くなること（町田ら 1981）が報告されている。本実験において，2014 年定植の CO2 施用のみでは，12～ 2 月の側枝の開花間隔日数が短くなり，同時期の収穫果数が増加したが，合計では有意な増加が認められなかった。2016 年定植の日中加温のみでは収穫所要日数が短縮されなかった。この要因として，日照時間が長かったため日中加温による昼温の上昇が小さかったことが考えられた。しかし，両年ともに CO2 施用＋
日中加温では側枝の開花間隔日数と収穫所要日数が短くなり，収穫果数が最も多くなった。このように，CO2 施
用のみもしくは日中加温のみでは収穫果数が増加しにくい場合でも，CO2 施用と日中加温を併用することで，側枝の開花間隔日数と収穫所要日数がともに短くなり，収穫果数が増加することが明らかとなった。
収穫果数の増加を商品果収量の増加に繋げるためには，
商品果率を高めることが重要である。商品果率に影響を与える果実の外観品質ならびに果実肥大と栽培環境との関係について，長ナスでは低温や低日射により花や肥大中の果実への同化養分の供給が不足すると，首細果や曲がり果の発生が多くなること（室園・近藤 1977，小野ら 1994），トマトでは CO2 施用によって増加した光合成産物を果実へ分配させるには高めの気温管理が有効なこと（岩崎ら 2017），葉から果実への転流量は気温が高いほど多いこと（吉岡ら 1986）が報告されている。
本実験において，2014 年定植の CO2 施用のみの商品果率は対照区と同程度であったのに対し，CO2 施用＋日中加
温では 3～ 4 月の商品果率が高まった。また，2016 年
定植では，CO2 施用＋日中加温で 12～ 2 月の商品果率が高まった。この要因として，CO2 施用と日中加温による光合成速度の増大と日中加温での昼温上昇による転流量の増加により花や果実への光合成産物の供給量が増加することで，首細果や曲がり果が発生しにくくなったと考えられた。なお，2014 年と 2016 年において商品果率が高まる時期が異なった要因として，曲がり果や首細果な
どの不良果は気温や日射量等が相互に関連して草勢等に影響して発生する（室園・近藤 1977）ため，気象条件や草勢等によって不良果の発生しやすい時期が異なった可能性が推察された。
他の果菜類においても，日中の低濃度 CO2 施用によって商品果収量が多くなることがキュウリ（川城ら 2009）
やイチゴ（加藤ら 2015）で報告されている。ナスにおいても日中の低濃度 CO2 施用で商品果収量が多くなることを確認している（古賀・森山 2015）。一方，冬季寡日照地域では日中加温によって商品果収量が多くなることが促成トマトで報告されている（龍ら 2016）。本実
験では，2014 年の CO2 施用のみ，2016 年の日中加温のみ
では，商品果収量に対照区との差が認められなかった。
一方，CO2 施用と日中加温を併用した結果，2014 年定植
では CO2 施用のみより 3～ 4 月に多く，2016 年定植では
日中加温のみより 12～ 2 月に多くなった。また，対照
区と比較した場合では，12～ 4 月の処理期間のみならず合計においても商品果収量が多くなった。これらのことから，CO2 施用のみまたは日中加温のみでは増収効果が得られにくい場合であっても，CO2 施用と日中加温を併用することによって，収穫果数が増加し，商品果率が高まることで，商品果収量が増加することが明らかとなった。
本県の促成ナスにおいて導入が多い灯油燃焼式 CO2 施用装置を利用した場合の年間経費は 10ａ当たり 156 千円，日中加温にかかる暖房経費は，本県の一般的なハウ
ス形状，被覆条件で算出した場合，10ａ当たり 83 千円と試算された。これに対し，1,365 千円の収入増加が見込まれることから，選果などに要する販売経費の増加分を考慮しても収益性が高まると試算された。
以上のように，ナスの促成栽培において CO2 施用と日中加温を併用した栽培技術を導入することによって，主に冬季～春季の収量を増加できることが明らかとなり，収益性が向上すると試算された。しかも，日中加温は既存の暖房機を利用し，CO2 発生装置の普及も進んでいる
ため，本技術は生産現場で容易に活用できる栽培技術であると考えられる。

謝

辞

栽培管理および収穫調査にご尽力頂いた水落章夫氏，江嵜智幸氏，島崎英樹氏，中村忠男氏および臨時職員の方々に感謝申し上げます。

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