巻頭連載
環境変動対策・気候変動に対する技術

気候変動によるコメ収量・品質への影響とその適応策
国立研究開発法人 農研機構
農業環境研究部門 気候変動適応策研究領域
作物影響評価・適応グループ長

高温耐性品種の導入や適切な窒素施肥管理を

西森基貴
2018 年に気候変動適応法が施行され、国や自治体における適応計画策定の必要性から、気候変動による各分野への影響について信頼性の高い予測へのニーズが高まっている。わが国の基幹作物である水稲についても、農研機構の各部門や大学など、さまざまな研究グループが、気候変動による収量や白未熟粒など外観品質への影響を継続的に予測している。
農研機構 農業環境研究部門では、20 年以上にわたり、品種や移植日、肥料投入量などの栽培管理データと、気温や日射量などの日々の気象データから、水稲の発育過程（出穂・開花期や成熟期）と玄米収量を予測する「水稲生育収量予測モデル」を構築し、これを使って水稲の収量予測などを行ってきた。
今号では、気象変動に対応するために行ってきた水稲作に関する技術開発について紹介する。
複数の全球気候予測モデルで計算された地域気候シナリ

高温条件下における水稲作の問題点オを入力して将来予測を行った。その結果、最新の予測数年前までの研究では、CO2 濃度の上昇で光合成が促モデルでは、従来の予測モデルでの将来推定結果に比べ、進される増収効果によって、気候変動の悪影響は西日本水稲収量の減少や、外観品質の低下がより早く深刻化すなどに限られると考えてきた。しかし、屋外での栽培実ることがわかった。すなわち、高温・高 CO2 濃度の複合

験の結果を蓄積したところ、高温条件下ではその増収効的な影響を考慮した最新モデルによる推定コメ収量は、従果が減衰していくことがわかった。すなわち、高温と高来の予測モデルでの算定値を下回った（図１左）。また、

CO2 環境を再現した実際の水田における栽培実験（Free今世紀末の白未熟粒率をみると、気温のみを考慮した従air CO2 enrichment: FACE 実験）を行ったところ、CO2来の推定モデルでは約 30％であるのに対し、気温と CO2濃度が現在よりも高い約 580ppm ではその増収効果は登濃度を考慮した最新の推定モデルでは約 40％と従来の推熟期間の気温が高いほど低下し、出穂後 30 日間の平均気定を上回った（図１右）。

温が 20℃ではプラス 20％であるものが、30℃ではほぼ０％になるという結果を得た。

ただし、これらの結果については、いくつか留意すべき点がある。まず、この技術は①高温耐性が強くない普このように、高温と高 CO2 濃度の複合的な影響（増収及品種の栽培実験での知見を反映したものであること、そ効果の減衰）を考慮して「水稲生育収量予測モデル」をしてより強調すべきは②既に栽培が広がってきている高改良し、これを使って気候変動による国内の水稲（コメ）温耐性品種を導入したり③移植（田植）期を遅らせて登の収量への影響を再評価した。また、同じく FACE 実験

熟期間の高温を避けたり④適切な窒素施肥管理を行うこを行ったところ、出穂後 20 日間の温140関係を組み込んだ白未熟粒率（外観
品質低下の主要な指標）推定モデル

120
100％

100
8060も新たに構築した。

1100％
従来の予測モデル
最新の予測モデル

40
1981 2001 2021 2041 2061 2081〜2000 〜2020 〜2040 〜2060 〜2080 〜2100

最新のモデルを活用した予測
図１

新たに改良された最新の予測モデ
ルと従来の予測モデルに、それぞれ2

グリーンレポート No.646（2023年4月号）

80％

白未熟粒率︵％︶

るという関係が得られており、この平均収量︵相対値︶

れば白未熟粒の発生率が 1.5 倍にな

60
115％

度指数が同じでも、CO2 濃度が高け

5040

従来の推定モデル
最新の推定モデル

40％

30

20％

30％

20
10０15％

1981 2001 2021 2041 2061 2081
〜2000 〜2020 〜2040 〜2060 〜2080 〜2100

高温・高 CO2 濃度の複合影響が考慮された水稲の収量（左）および白未熟粒率（右）の 20 年ごとの推移（全国平均）

箱ひげ図は、異なる気候予測モデルによる結果のバラツキを示し、横線は、上から最大値、75、50、25
パーセンタイル値、最小値を、黒丸は平均値を表す

環境変動対策・気候変動に対する技術
高温回避型技術

穂肥を控えめにすることや、登熟後期の窒素栄養不足に高温耐性強化型技術より発生する背白米や基部未熟粒の抑制に向けて２回目

稲の特に穂の温度を低下

予防的な技術出穂期を遅らせて登熟気温を低下

・直播・遅植え・晩生品種の利用
・止葉が大きく穂温が下がる品種？

栽植様式

土壌管理・疎植・地力向上
・深耕・前作の品質判定結果を受けて緩効性肥料など
適正な基肥量、タイプを施用品種
・高温耐性品種の利用

・田の配置の工夫（山の東側、輻射熱を発する構造物を避けるなど）
水管理

対症療法的な技術

図２

・かけ流しかん漑や昼の飽水管理で稲の温度低下
・落水時期の延長
登熟気温が高くても稲の特に穂の温度を低下の穂肥を施用するなど、土壌・生育診断に基づく施肥を提案している。ただし、これらの技術の適用に際しては、地域の気象条件や品種により効果が異なることはいうまでもない。
農業環境研究部門による取り組み

・中干しや深水で稲の耐性強化
・かけ流しかん漑で稲の活力維持

収穫・乾燥・適期収穫・過乾燥の回避

一方、農業環境研究部門では、前述したように「水稲・生育診断で適正な穂肥量や施用・穂肥に緩効性肥料や液肥を利用するなど工夫生育収量予測モデル」を用いたシミュレーションを精力的に行っており、仮想的な環境によるシミュレーション結果から、適応策の効果を評価しようとしている。例えば、移植日（田植え日）を標準（慣行期）から前後数ヵ月にもわ

高温登熟障害を軽減する技術の考え方による分類

出典：九州沖縄農業研究センター「温暖化による米の品質低下の実態と対応について」
https://www.naro.go.jp/laboratory/karc/contents/ondanka/ondanka1/index.html

たり移動することで得られる推定収量と外観品質、およとで、ここで示した深刻な被害は軽減できるものと考え出穂期を遅らせ８月の酷暑期を避けて登熟させると外観られる。つまり、気候変動への「適応」を行う、適応策

品質を維持しやすいものの、日射量が少なくなるため、収を導入することが重要である。

量が減る場合が多いことがわかった。ただし、これらのびそのバランスを評価した結果、日本の多くの地域では、結果も、地域の気象や品種により異なる場合がある。

温暖化に対する技術適用

現在、農業環境研究部門では、既に分類された高温耐九州沖縄農業研究センターによる取り組み

性品種の基準品種表（表１）を用い、この表にない品種

温暖化に対し、どのように「適応」するのか、農研機の高温登熟性評価と、仮に導入した場合の効果を算定し構でも既存の技術の取りまとめや新技術の開発に精力的ているところである。これらの成果が、いつ頃どの程度に取り組んでいる。の被害が起こるかを予測することを通じて、各地で必要

九州沖縄農業研究センターでは、高温登熟障害を軽減とされる高温耐性品種や栽培管理技術の導入計画に活用するための栽培の考え方について図２のように整理した。 されることを期待している。
この図では、水稲の高温登熟障害の軽減技術を「高温回避型技術」と「高表１各地域における作期・品種の高温登熟性分類
地域区分生態型

温耐性強化型技術」に分類するとともに、作付け前にセットしておく「予防的な技術」と、作付け後に高温が寒冷地北部・中部（東北地方）発生してから、あるいは予測されて寒冷地南部（北陸地方）ている。
高温回避型技術では、遅植え、直播栽培および晩生品種の利用により“ 出穂期を遅らせる予防的技術 ” が提高温発生に対する対症療法的な技術

温暖地東部（関東・東山・東海地方）

温暖地西部（近畿・中国・四国地方）

高温耐性品種の導入が予防的な技術として効果的であるとし、さらに施肥技術では、籾数が増えすぎて発生する乳白粒の抑制に向けて１回目の中生

ササニシキ

極早生・早生

初星

中生ともほなみ

晩生・極晩生祭り晴

極早生・早生
中生

暖地（九州地方）

極早生・早生
中生
晩生・極晩生やや強ふ系227 号
里のうた
こころまち

ひとめぼれ
みねはるか
はえぬき
コシヒカリ
つや姫
あきたこまちハナエチゼン
ひとめぼれ
コシヒカリ

強ふさおとめ

笑みの絆

笑みの絆
日本晴
みずほの輝きあきたこまち
コシヒカリ

キヌヒカリ
祭り晴
葵の風
ヒノヒカリ
初星
祭り晴
ヒノヒカリ
あきさやか

高温登熟性
中むつほまれあきたこまち初星
あかね空
彩のかがやき中生
さとじまん
葵の風
晩生・極晩生
ヒノヒカリ

晩生・極晩成でもある。高温耐性強化型技術では、「にこまる」（農研機構が開発）など駒の舞初星

極早生・早生案されている。また、夜間入水やかけ流しかん漑も高温回避型で、かつ

極早生・早生

やや弱晩生・極晩生から発動する「対症療法的な技術」の分類も用いて、二次元的に整理し

弱あきさかりとちぎの星

日本晴

なつほのか

シンレイ

コガネマサリ

あきたこまちハナエチゼン
ひとめぼれ
つや姫
コシヒカリ
日本晴

ふさおとめ
笑みの絆

ふさおとめ

コガネマサリ
黄金晴

日本晴

みねはるか

シンレイ
たちはるかにこまる

コガネマサリ おてんとそだち
ニシヒカリ

なつほのか

（2020 年現在、産地品種銘柄に指定されていないものを含む）
出典：農研機構
構 2017 年 研究成果情報「北海道を除く全国の水稲高温登熟性標準品種の選定（https://www.naro.aﬀrc.go.jp/project/results/4th̲laboratory/nics/2017/17̲038.html）
を農林水産省「農業生産における気候変動適応ガイド 水稲編」
で改変
（https://www.maﬀ.go.jp/j/seisan/kankyo/ondanka/attach/pdf/index-102.pdf）

グリーンレポート No.646（2023年4月号）

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