26 生産基盤

気候変動対策プロジェクト研究成果発表会（令和元年1月21日）

豪雨に対応するための圃場の保水・排水機能活用手法の開発
農研機構 農村工学研究部門／秋田県立大学／九州大学／
北海道立総合研究機構／秋田県農業試験場／福岡県農林業総合試験場／
沖縄県農業研究センター／大潟土地改良区／トーヨー産業株式会社／株式会社田幸技建コンサルタント

豪雨による水田の冠水・洪水被害や畑の土壌流亡・湿害を緩和するため、水田において冠水により減収させずに雨水貯留する許容湛水深管理、畑において土層改良と部分不耕起により土壌流亡と湿害の軽減対策により、被災面積と収量減少を軽減する技術を開発。
1 豪雨に対応するための圃場管理の取組み

2 水稲の冠水による減収尺度と許容湛水深

水稲の冠水が収量に及ぼす影響（完全冠水条件）

適応策

水稲を減収させない許容湛水深管理例

3

土層改良と部分不耕起による土壌流亡対策技術
土層改良対策土壌流亡の多発圃場残渣を利用した補助暗渠
カットソイラーの事例

部分不耕起帯「ドットボーダー・プロテクト」
耕耘時に不耕起ラインやヒッチ持上げによる部分不耕起帯を配置

併用で対策実施

土層改良

土壌流亡が激減

許容湛水深を考慮した田んぼダムの概要

 普及・社会実装への道筋
 企業や現地との連携により、開発技術の実用化を見据えた研究 地域の協議会等と連携を図った
地域密着型研究により、開発技術の活用・定着を推進

土層改良と部分不耕起帯による土壌流亡対策

問い合わせ先：農研機構 農村工学研究部門 北川 巌 e-mail: kitagaiw@affrc.go.jp

27 生産基盤「農業分野における気候変動適応技術の開発」成果発表会（令和2年1月21日）

冠水による「あきたこまち」の減収・品質低下尺度の解明
秋田県農業試験場

東北の主力品種「あきたこまち」を生育時期別に冠水させ、収量や品質に与える影響とその要因を調査しました。穂ばらみ～出穂期の冠水により収量、品質が低下し、食味の指標とされるタンパク質含有率は上昇しました。完全冠水ではなく、稲の一部が水面上にある水深（60cm）で被害が軽減されました。

1009080706050403020
100-10青 １日間冠水
黄 ３日間冠水
赤 ５日間冠水▲ 2015年● 2016年■ 2017年◆ 2018年

分げつ期 幼穂形成期 穂ばらみ期

出穂期

成熟期

完全冠水

100-10-20-30-40-50

分げつ期 幼穂形成期 穂ばらみ期

出穂期

成熟期

-6060cm

0-10-20-30-40-50

分げつ期 幼穂形成期 穂ばらみ期

出穂期

成熟期

-60

分げつ期 幼穂形成期 穂ばらみ期

出穂期

成熟期

図１ 冠水による生育時期別の減収率

図２ 冠水による生育時期別の整粒率の低下

注１）各年冠水なしの粗玄米重：2015年は41.6g/株、2016年は34.9g/株、2017年は26.6g/株、2018年は25.3g/株
注２）完全冠水は稲体が完全に水没する水深の処理、水深60cmは稲の大きさにかかわらず、水深を田面から60cmの高さに固定した処理。

注１）各年冠水なしの整粒率：2015年は74.8%、2016年は77.8%、2017年は80.1%、2018年は71.4%であった。
注２）完全冠水は稲体が完全に水没する水深の処理、水深60cmは稲の大きさにかかわらず、水深を田面から60cmの高さに固定した処理。

・穂ばらみ期や出穂期に完全冠水すると減収のリスクが高まります（最大９０％の減収率）。
また、冠水期間が長いほど、減収のリスクが上昇します。
・稲の一部（葉身や穂）が水面上にある水深（60cm）では穂ばらみ期や出穂期の収量低下が軽減されました。

3 冠水とタンパク含有率の関係
3.0

完全冠水

タンパク(％)対照との差

3.0
タンパク(％)対照との差

冠水と玄米外観品質の関係

1060cm

整粒率(％)の対照との差

完全冠水

粗玄米の減収率（％）

粗玄米の減収率（％）

1009080706050403020100-102

整粒率(％)の対照との差

1 冠水と減収の関係

2.52.01.5
1.00.50.0

4 減収の要因

60cm

2.52.01.5
1.00.50.0-0.5-0.5-1.0

・穂ばらみ期や出穂期に完全冠水すると整粒率が低下します。
また、冠水期間が長いほど、整粒率が低下します。
・稲の一部が水面上にある水深（60cm）では穂ばらみ期や出穂期の整粒率の低下が軽減されました。

分げつ期 幼穂形成期 穂ばらみ期

出穂期

成熟期

-1.0

分げつ期 幼穂形成期 穂ばらみ期

出穂期

成熟期

写真１ 稈の折れ

写真２ 不稔籾の発生

図３ 冠水による生育時期別の玄米タンパク質含有率の低下

・冠水により、穂ばらみ期や出穂期では、節間の徒長で稈の折れや完全に出ずに、籾数が減少しました。
・幼穂形成期～出穂期に完全冠水すると玄米タンパク質含有率は上昇します。また、冠水期間長いほど、玄米タンパ ・また、冠水後に穂が白く枯れたり、褐変穂が発生し、不稔籾が増加しました。
ク質含有率が上昇します。
・稲の一部が水面上にある水深（60cm）では、穂ばらみ期や ・冠水による減収の要因は、籾数の減少と、不稔籾の増出穂期の玄米タンパク質含有率の上昇が軽減されました。 加によるものです。
注１）各年冠水なしの粗玄米タンパク質含有率：2015年は7.2%、2016年は5.8%、2017年は5.9%、2018年は6.0%であった。
注２）完全冠水は稲体が完全に水没する水深の処理、水深60cmは稲の大きさにかかわらず、水深を田面から60cmの高さに固定した処理。

 普及・社会実装への道筋 「あきたこまち」の栽培において、冠水が深刻な影響を与える生育時期を示します。
 田んぼダムなどの水田による水の貯留機能を用いた洪水の被害防止対策に活用します。
問い合わせ先：秋田県農業試験場 作物部 青羽 遼 Aoba-Ryo@pref.akita.lg.jp

28 生産基盤「農業分野における気候変動適応技術の開発」成果発表会（令和2年1月21日）

土層改良と部分不耕起「ドットボーダープロテクト」
による土壌流亡対策
農研機構 農村工学研究部門（地独）道総研 中央農業試験場
沖縄県農業研究センター

傾斜畑における豪雨時の土壌流亡対策として、①地下浸透を増加させる土層改良により地表面を流れる水を減らすとともに、②耕耘時に部分的な不耕起箇所を設ける部分不耕起「ドットボーダープロテクト」により、土砂を捕捉することで裸地期間における土壌流亡量の削減が確認されました。
1 農業者独自で施工可能な土層改良

2

耕耘時の部分不耕起
部分不耕起

有材補助暗渠「カットソイラー」

水残渣埋設

寄せる

流出土壌を捕捉

表⾯流去⽔の分散、⼟壌の捕捉

作物収穫後に、土層改良を実施し堅密層破砕により、地下浸透を増加させ、地表面を流れる水の低減による土壌流亡抑制を試みました。

耕耘時に、部分的に不耕起のボーダー（堤防）を設置することで流れる水が分散し、土砂が捕捉されました。

3 土壌流亡抑制効果の検証
部分不耕起

土層改良

塩ビ管で出口補強対策前

対策後

表 土壌流亡対策による効果検証

対策の内容

土壌流亡量の削減率

土層改良のみ

2～3割

部分不耕起のみ

2割

土層改良と部分不耕起の組合せ

3～5割

斜度、斜面長などが異なるほ場で、「対策なし」に対する土壌流亡量の削減が確認されました。
 普及・社会実装への道筋
土層改良と部分不耕起の組み合わせにより、対策後の土壌流亡抑制が確認されました。

自治体・行政機関と地域の農業者と連携して、本成果を活用した土壌流亡対策への取組みがスタートしています。

問い合わせ先：道総研 中央農業試験場 巽 和也 tatsumi-kazuya@hro.or.jp

29 生産基盤

気候変動対策プロジェクト研究成果発表会（令和2年1月21日）

冠水による水稲減収尺度と許容湛水管理に基づく田んぼダムとしての水田利活用法
農研機構 農村工学研究部門
北海道立総合研究機構
秋田県農業試験場

新たな水稲減収尺度に基づいて生育段階毎の減収リスクを考慮した水田の湛水深／期間の管理条件である。この情報は、作物への影響が小さい範囲で安全に水田の洪水防止機能を強化するための指標となり、豪雨対策となる水田利活用法の普及に役立つ。
1 水位調整器による水田の洪水防止機能の発揮
降⾬量40

対照区

排出量(mm/h)

2018年3020 ある程度の⾬までは⽔⽥の貯留効果を発揮する。
 しかし⾬量強度の限界を超えると、排⽔路⽔位が上昇し、⽔が逆流して⽔⽥域⼀帯が遊⽔地のように湛⽔した︖

降⾬量 461 mm/3⽇(最⼤降⾬強 77mm/h)
貯留効果

100

⽔⽥貯留能⼒が強化

図 調整板「ダムキーパー」と落⽔マス「フィールドゲート」による洪⽔防⽌機能の発揮例

調整版設置区
⽥んぼダム区020
4060

降⾬量(mm/h)

豪⾬時における⽔⽥貯留効果

80
100
0:00

7/５12:00

0:00

7/612:00

0:007/712:00

図 ⽥⾯排⽔量の観測結果にみる洪⽔防⽌機能の効果

排⽔⼝に調整版を設置することで流出遅れ効果が発⽣し、⾬⽔を⼀時的に貯留する。
（⽔⽥の備える洪⽔防⽌機能）
積極的に⽔⽥を活⽤するためには、リスクの少ない⽔⽥の管理条件を整理する必要がある。

2

水稲の減収尺度と許容湛水管理の条件の策定

 ⽔稲の冠⽔試験より、⽣育段階毎の減収尺度を策定した。
 最⼤の湛⽔深は畦畔⾼さまでとし、被害が出やすい出穂時期は1⽇未満、被害が出にくい分げつ期は5⽇未満など、減収リスクに応じた湛⽔の許容管理条件を提⽰。

 普及・社会実装への道筋

図 冠⽔による⽔稲の減収尺度（左）と減収リスクを考慮した許容湛⽔管理の条件（右） 開発技術は企業等による普及を推進。水位管理器の市販などを進めている。
 先行事例地区の北海道で多面的機能支払交付金の活動団体に導入され社会実装が進んでいる。

問い合わせ先：農研機構 農村工学研究部門 皆川 裕樹 e-mail: hmina@affrc.go.jp

30 生産基盤「農業分野における気候変動適応技術の開発」成果発表会（令和2年1月21日）

農村地域における気象災害の発生リスク予測技術
農研機構 農村工学研究部門、北海道農業研究センター、岡山大学、サンスイコンサルタント（株）、アドバンスソフト（株）、アカデミックエクスプレス（株） 、 （株）アイ・クエスト

集中豪雨による冠水・洪水、土壌流亡による被害の軽減のため、農業者と地域が素早く簡単にできる被害軽減対策を併せて開発しました。
開発した対策の実施・運用を支援するため、農村地域における水利施設の管理者、住民を念頭に置いた公開型気象災害リスク評価ツールを開発しました。
1 課題の概要

2 低平農地の湛水リスク

低平農地の湛水と畑地の土壌乾燥という二つのリスクについて、気象の現況値および予測値に基づいて評価するものです。
さらに、これらの予測情報をリアルタイムで公開するウェブサイトを構築します。

グリッド型の水文モデルによって計算される河川流量および降水量とともに、過去の湛水履歴から設定した閾値により湛水リスクを評価します。

3 畑地の土壌乾燥リスク
畑地の土壌乾燥リ
スク評価には、メッ
シュ農業気象データ
および畑地土壌の乾湿推定モデルにより今後一週間程度の土壌乾湿状態を予測します。

PRSIM 圃場乾湿情報・実証試験⽤システム

北農研水田（転換畑大豆）【注意】圃場の乾燥が進んでいます。
圃場の乾燥を確認してください
作物の管理に気をつけてください。

本⽇の乾燥度 Lv 3
推定pF: 2.5
体積含⽔率：19%
圃場容⽔量：50%

乾湿 普及・社会実装への道筋
乾湿情報
乾湿情報

注意
注意

注意
注意

警戒
警戒

 実証試験地（北海道，秋田，福岡，新潟）において精度およびウェブサイトのインターフェイス・機能を検証します。
 農家，水利施設の管理主体へ普及するため，マニュアルを整備します．

問い合わせ先：農研機構 農村工学研究部門 吉田武郎 takeoysl@affrc.go.jp

31 生産基盤「農業分野における気候変動適応技術の開発」成果発表会（令和2年1月21日）

田んぼダムの現地実証効果
福岡県農林業総合試験場
道総研中央農業試験場

道総研

豪雨による冠水被害への対応として、水田に雨水を貯留することで洪水を緩和する「田んぼダム」の取組みがあります。田んぼダムを普及させるため、簡易に田んぼダム機能を発揮できる堰板を現地水田の排水口に設置し、田んぼダムによる雨水貯留効果と水田からの排水を遅延させる効果を確認しました。
1 田んぼダムによる雨水貯留効果
⽥⾯⽔位（cm）

76mm

820

降⾬

64

【田んぼダム用堰板】

対照区

田んぼダム区0

⽥んぼダム区

40

対照区

60
80

0100
0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00
0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00
0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00

2

降⾬量（mm/h）

降雨量116mm

10【通常の堰板】

H30/6/29

H30/6/30

H30/7/1

⽥んぼダム区

20

対照区

10

田んぼダム区では田面水の低下が緩やか（雨水の貯留）で、降雨時における田水の最大排出量が低く、ゆっくりと排水されていることがわかりました。

00:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00
0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00
0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00

H30/6/29

2H30/7/1

田んぼダムによる排水量抑制効果
対照区

降雨量26mm25
排⽔路⽔位 (cm)H30/6/30

田んぼダム区0
降⾬
⽥んぼダム区上流
⽥んぼダム区下流
対照区上流
対照区下流

2015

51015
2010

降⾬量 (mm/h)

排出量（mm/h）

30

25
5

降雨時の対照区、田んぼダム区下流の排水路状況

30
0:00

R1/6/22

12:00

0:00
R1/6/23

12:00

0:00

12:00

R1/6/24

連続した5筆の田んぼダム区、対照区を設置して排水路の水位を測定した結果、まとまった降雨時に対照区下流では水位が急激に上昇しましたが、田んぼダム区では下流でも急激な上昇が抑えられている現象が確認できました。

 普及・社会実装への道筋
北海道の水田地域では市町村、土地改良区と連携して本成果を活用して田んぼダムを通じた防災、減災への取組みがスタートしています。

問い合わせ先：福岡県農林業総合試験場 持永 亮 mochinaga@farc.pref.fukuoka.jp