目次

開催概要········································································ 1プログラム········································································ 2農林水産省における気候変動対応のための研究開発の取組
農林水産省農林水産技術会議事務局
研究開発官（基礎・基盤、環境）室 ······························· 3【課題紹介 1】温暖化の進行に適応する品種・育種素材の開発（A-10）
片寄裕一（農研機構次世代作物開発研究センター） ············ 5【課題紹介 2】温暖化の進行に適応する生産安定技術の開発（A-11）
宮田 明（農研機構農業環境変動研究センター）················· 7【課題紹介 3】豪雨に対応するためのほ場の保水・排水機能活用手法の開発（K、PRISM）
北川 巌（農研機構農村工学研究部門）····························· 9【講演１】早朝開花性を利用した水稲の高温不稔の回避技術
荻原 均（農研機構次世代作物開発研究センター）
佐々木和浩（国際農林水産業研究センター） ····················· 11【講演２】水稲高温不稔耐性評価システムの構築と高温不稔耐性品種の選定
羽方誠・片岡知守（農研機構九州沖縄農業研究センター） ··· 14【講演３】温暖化に起因するリンゴ果実の着色障害と日焼けの回避技術
井上博道（農研機構果樹茶業研究部門） ··························· 18【講演４】温暖化対応のリンゴ新品種
阿部和幸（農研機構果樹茶業研究部門） ··························· 21【講演５】豪雨時の洪水被害軽減に貢献する水田利活用法
皆川裕樹（農研機構農村工学研究部門） ··························· 24【講演６】分布型水循環モデルによる気象災害発生リスク予測技術
吉田武郎（農研機構農村工学研究部門） ··························· 27
ポスター発表目次
ポスター······································································ 30······································································ 33

開催概要名

称：戦略的プロジェクト研究推進事業「農業分野における気候変動適応技術の開発」
令和元年度研究成果発表会「温暖化の進行により増加する高温や豪雨に負けない農業をめざして」

開催趣旨：
地球温暖化の進行に伴う高温や豪雨の増加が、わが国の農業にさまざまな影
響を及ぼしており、それらの影響に対する適応技術の開発が急務となっています。本成果発表会では、農研機構が国内の試験研究機関や大学、民間と連携して、
農林水産省委託プロジェクト研究として実施した作物の育種素材と安定生産技術の開発、および豪雨対策に関する最新の研究成果を紹介いたします。
開催日時：令和 2 年 1 月 21 日（火）13:00～17:00
開催場所：つくば国際会議場（茨城県つくば市竹園 2-20-3）中ホール 200
主催：国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構（農研機構）

開催事務局：気候変動対策プロジェクト成果発表会 2020 事務局（農研機構農業環境変動研究センター内）-1-

プログラム
13:00～13:10

開会挨拶

13:10～13:20

農林水産省における気候変動対応のための研究開発の取組
農林水産省農林水産技術会議事務局
研究開発官（基礎・基盤、環境）室

■ 講演会

第Ⅰ部

13:20～13:40

早朝開花性を利用した水稲の高温不稔の回避技術
荻原

13:40～14:00

水稲高温不稔耐性評価システムの構築と高温不稔耐性品種の選定
羽方

14:00～14:20

誠（農研機構九州沖縄農業研究センター）

温暖化に起因するリンゴ果実の着色障害と日焼けの回避技術
井上

14:20～14:40

均（農研機構次世代作物開発研究センター）

博道（農研機構果樹茶業研究部門）

温暖化対応のリンゴ新品種
阿部和幸（農研機構果樹茶業研究部門）■ ポスター発表
14:40～15:40■ 講演会

ポスター発表コアタイム

第Ⅱ部

15:40～16:00

豪雨時の洪水被害軽減に貢献する水田利活用法
皆川

16:00～16:20

裕樹（農研機構農村工学研究部門）

分布型水循環モデルによる気象災害発生リスク予測技術
吉田

16:20～16:50

総合討論

16:50

閉会挨拶

武郎（農研機構農村工学研究部門）-2-

農林水産省における気候変動対応のための研究開発の取組
農林水産省 農林水産技術会議事務局
研究開発官（基礎・基盤、環境）室

１．農林水産省における気候変動対応への取組
近年、観測記録を更新する⾼温による農産物の⽣育障害や品質低下に加え、豪⾬等による災害
が農業⽣産や⽣活の基盤を揺るがしている。農林⽔産業は気候変動の影響を受けやすい産業であり、⽣産現場において気候変動の影響を軽減する取組が適切に実施されなければ、⾷料の安定供給の確保、多⾯的機能の発揮等、農林⽔産業の発展及び農⼭漁村の振興が脅かされることが想定される。このため、農林⽔産分野における気候変動の適応の取組は重要であり、影響予測を踏まえて計画的に適応策を講じる必要がある。この状況を踏まえ、農林⽔産省では「農林⽔産省気候変動適応計画」(2015年8⽉) を策定し、2回にわたる改定を経て現在に⾄っている。
これに先駆け、農林⽔産技術会議事務局では、委託プロジェクト研究において、2006 年から「地球温暖化が農林⽔産業に及ぼす影響評価と緩和及び適応技術の開発」、2010 年から「気候変動に対応した循環型⾷料⽣産の確⽴のためのプロジェクト」を実施し、地球温暖化に対する影響評価
や緩和技術及び適応技術の開発に取り組んできた。また、現在実施している「農林⽔産分野における気候変動・環境対応のための研究開発」（2015 年〜）においては、以下のことに取り組んでいる。

２．委託プロジェクト研究「農業分野における気候変動・環境対応のための研究開発」
１）農業分野における気候変動適応技術の開発
農業分野においては、夏季の⾼温による農作物の⾼温障害や豪⾬等の極端現象の増加による
農地や農作物被害の増⼤が懸念されている。そのため、①温暖化の進⾏に適応する品種・育種
素材、⽣産安定技術の開発（図１、2）、②豪⾬に対応するためのほ場の排⽔・保⽔機能活⽤⼿法の開発（図 3）に取り組んでいる。

白未熟粒

正 常

図 2 リンゴの着色不良、日焼け果対策
図 1 品質低下等の被害を抑える育種素材の開発-3-

図 3 豪雨に対応できるほ場
排水、貯留機能の強化

２）農業分野における気候変動緩和技術の開発
農林⽔産分野における温室効果ガス（GHG）排出源のうち、畜産分野が約 1/4 を占めており、既存対策の延⻑ではない温室効果ガスの抜本的な排出削減を可能とする技術の開発が急務となっている。
このため、畜産分野における GHG の排出を削減する飼養管理技術等の開発（図 4）に取り組んでいる。

図 4 搾乳ロボットやドア
フィーダでのガス採取

3）森林・林業、⽔産分野における気候変動適応技術の開発
森林・林業分野においては、豪⾬の増⼤等による⼭地災害リスクの増加、⾼温・乾燥ストレス等による⼈⼯林への影響が懸念されている。そのため、①⼭地災害リスクを低減する技術の開発、②流⽊
災害防⽌・被害軽減技術の開発（図 5）、③気候変動に適応した花粉

図 5 流木の効果的な補足手法の開発

発⽣源対策スギの作出技術開発に取り組んでいる。
⽔産業分野では温暖化による海⽔温の上昇等に伴い、熱帯・亜熱帯性⾚潮の発⽣が増⼤すると予測されているため、①有害プランクトンに対応した迅速診断技術の開発（図 6）に取り組んでいる。
4）野⽣⿃獣の気候変動等の影響評価及び対応技術、病害⾍被害対応

図 6 赤潮発生予測技術の開発

技術の開発
野⽣⿃獣においては、気候変動に伴う積雪の減少等による⽣息域の拡⼤等が危惧されている。そのため、①野⽣⿃獣拡⼤に係る気候変動等の影響評価のほか、②野⽣⿃獣被害拡⼤への対応技術の開発（図 7）に取り組んでいる。また、地球温暖化等の影響から、海外からの有害動植物侵⼊リスクの増加や外来種の⽣息可能域の拡⼤の恐れがあることを踏まえ、③有害動植物の検出・同定技術

図 7 獣種特性に基づいた、ICTと檻形状の工夫等による新たな捕獲檻の開発の開発、④農業被害をもたらす侵略的外来⽣種の管理技術の開発に取り組んでいる。
5）国際連携による農業分野における温室効果ガス削減技術の開発
農林業・その他⼟地利⽤部⾨からの排出割合が⽐較的⼤きい途上地域では、温室効果ガス（GHG）排出削減の⾼いポテンシャルを有している。このため、各国との連携により、①アジア地域の⽔⽥における GHG 排出削減等に関する総合的栽培管理技術の開発（図 8）、②農産廃棄物を有効活⽤した GHG 削減技術に関する影響評価⼿法の開発に取組んでいる。

-4-

図 8 水管理や有機物管理等の総合的栽培管理技術の開発

課題紹介１
温暖化の進行に適応する品種・育種素材の開発（A-10）
農研機構

次世代作物開発研究センター

片寄裕一

戦略的プロジェクト研究推進事業「農業分野における気候変動適応技術の開発」での「温暖化の進行に適応する品種・育種素材の開発（品種・育種素材）」は平成27年度から開始されたもので、地球温暖化による将来のさらなる気候変動が我が国の農林水産業に及ぼす悪影響を最小限に留めるため、水稲、麦類、飼料作物、大豆、野菜、果樹において、中長期的な視点での気候変動の進展を踏まえた、将来の生育不良、品質低下等の被害を軽減できる品種・育種素材を開発する目的で開始された。扱う作物
種は広く地球温暖化に対応するため稲、麦、大豆にくわえ野菜、果樹、飼料作物と多岐にわたっている。このプロジェクトでは農研機構を中心として、全国の公設試験研
究機関、大学、民間企業が参画し、また、栽培技術開発の課題「温暖化の進行に適応する生産安定技術の開発」（A11）との連携を取り進めてきた。
稲においては高温耐性水稲品種・育種素材の開発、耐病虫性水稲品種・育種素材の開発、気候変動耐性水稲品種・育種素材の開発を目指し、さらには水稲品種・育種素材の開発支援を進める。麦類においては穂発芽耐性麦類品種・育種素材の開発、気象変動に対して安定な麦類品種・育種素材の開発、飼料作物品種・育種素材の開発を進める。大豆においても温暖化により今後影響が大きくなると考えられる高温・干ばつ
耐性大豆品種・育種素材の開発、多雨による湿害・病害耐性大豆品種・育種素材の開発、気候変動に対応した大豆品種・育種素材の開発支援を進める。野菜、果樹、飼料
作物等についても野菜品種・育種素材の開発、果樹品種・育種素材の開発を行うこととした。これらの取り組みにより、地球温暖化による将来のさらなる気候変動が我が国の農林水産業に及ぼす悪影響を最小限に留め、水稲、麦類、飼料作物、大豆、野菜、果樹において、中長期的な視点での気候変動の進展を踏まえた、将来の生育不良、品質低下等の被害を軽減できる品種・育種素材開発を目指すこととした。結果として、開発された育種素材を活用した実用品種の開発と普及により、地球全体が温暖化した気象条件下での収量や品質が安定した作物生産が可能となり、高品質の農産物の安定供が期待される。今回の成果報告会では水稲とリンゴでの取り組みの成果について講演をおこない、さらに水稲、麦、大豆、野菜、果樹での研究成果をポスターで１２題発表する。
口頭発表について（１）農研機構九州沖縄農業研究センター羽方らの講演「水稲高温不稔耐性評価シス
テムの構築と高温不稔耐性品種の選定」では平均気温が現在より2℃上昇した場合に発生の増加が予想される水稲の高温不稔に対して、年間を通じて同一条件で耐性を評価できるシステムを開発した後、その利用により高温不稔耐性品種を遺伝資源から選定することを目的としている。課題を進めるに際し、高温不稔耐性評価システムの構築が重要となる。人工気象室において、育種素材開発や品種育成等に活用できるような出穂期や稈長の異なる多数の品種・系統の高温不稔耐性を、年間を通じて同一条件で再現良く効率的に評価できるシステムを構築した。このシステムを活用することで安定した形質の評価、高温不稔耐性品種・系統の検出に年間を通じて利用が可能となっ-5-た。本公演では、このシステムを使った様々な水稲品種の評価結果を示し、品種選抜、関係する量的形質遺伝子座の同定等、今後の研究方向についても示されます。
（２）農研機構果樹茶業研究部門阿部による講演「温暖化対応のリンゴ新品種」では、温暖化の影響を受けやすいリンゴの果皮着色性と斑点落葉病抵抗性に着目し、現在よりも2℃以上気温が上昇した気象条件下での品質低下、耐病性低下の程度を1/2以下に抑えることのできる新品種・育種素材の開発を進めてきた。今回は、本課題において開発された斑点落葉病抵抗性と高着色性を兼ね備えた魅力あるリンゴ新品種開発について紹介しています。
温暖化に対する適応力の高いリンゴ育種素材の開発としては１）リンゴ斑点落葉病に対する抵抗性育種素材の選抜、２）果実の着色生理に基づき果皮が着色しやすいリ
ンゴ育種素材の選抜を並行して進め、DNAマーカー情報および特定遺伝子のゲノム配列
データを活用し、２つの形質を兼ね備えた優れた育種素材を得ることができた。これらはそれぞれ品種登録に進み今後東北地方南部以南の比較的温暖なリンゴ産地を中心に広範な地域で普及することが期待されている。
ポスター発表についてそれぞれの作物での気候温暖化に対する育種素材等の開発を目指した取り組みをぽす
たー発表いたします。水稲では３題（水稲高温不稔耐性評価システム構築、高温耐性、収量性、耐病性に優れた新品種にじのきらめき、もみ枯細菌病・ごま葉枯病抵抗性系統開発）小麦では１題（暖地・温暖地の穂発芽被害を低減する育種素材）、大麦は１題（各大麦生産地で、将来の気候変動に対応できる出穂関連遺伝子型を有する育種素材）、大豆では３題（高度茎疫病抵抗性、土壌病害等抵抗性、高度黒根腐病抵抗性）、野菜からは３題（高温による内部褐変症に強いダイコン、高温条件に適応した
極晩抽性レタス、耐暑性に優れる濃緑色葉ネギ）、果樹からは１題（かいよう病抵抗性ウメ育種素材開発）発表いたします。

-6-

課題紹介２
温暖化の進行に適応する生産安定技術の開発（A-11）
農研機構

農業環境変動研究センター

宮田明

１．温暖化の進行に適応する生産安定技術の開発（A-11）の背景と概要
本課題が開始された 2015 年は、国連気候変動枠組み条約第 21 回締約国会議（COP21）
でパリ協定が採択された年である。パリ協定では温暖化対策の長期目標として、世界的な平均気温上昇を産業革命以前に比べて 2℃より十分低く保つとともに、1.5℃に抑える努力を追求することを掲げている。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）が 2018 年に公表した 1.5℃特別報告書では、人為的な活動による世界全体の平均気温の上昇は 2017 年時点
ですでに 0.8〜1.2°C 上昇しており、現在の度合いで温暖化が進行すれば、2030〜52 年の間に 1.5°C に達する可能性が高いこと、1.5℃上昇であっても社会・経済影響（食糧安全保障を含む）に対する気候関連リスクが増加し、2℃上昇ではさらにリスクが増加することが指摘されている。本プロジェクト研究のなかで、本課題に 2 年先行して実施された気候変動の農業影響評価（A-8）では、高解像度の気候シナリオと影響評価モデルを用いた将来予測が行われ、今世紀中に予想される気候の変化が、わが国の土地利用型作物および園芸作
物に様々な悪影響を及ぼすことが明らかになった。このような状況のなかで、中長期的な気候変動の進展を踏まえつつ、温暖化の進行に伴って予想される将来の生育不良、品質低下等の被害を軽減でき、環境保全型農業の推進や温室効果ガス削減にも寄与できる持続的な生産安定技術の開発が急務となっている。そこで、本課題（A-11）では、平均気温が現在より 2℃上昇した時点での土地利用作物および園芸作物に対する収量、品質低下の影響
を 1/2 以下に抑える生産安定技術の開発を目標として、5 年間の研究を実施した。本課題には農研機構のほか、全国の公設試験研究機関や大学、民間企業が参画し、品種・育種素
材開発の課題（A-10）とも連携をとりながら研究開発を進めてきた。

２．土地利用型作物の持続的生産性及び生産変動に及ぼす影響と適応技術の開発
温暖化の進行による水田の地力低下に対する適応策として、有機物施用の効果を明らかにするため、全国で過去 25〜47 年にわたって実施された有機物長期連用試験の結果を、イ
ネの生育収量モデルを用いて解析するとともに、栽培期間の平均気温が大きく異なる国内の 3 地点で、同一品種の栽培試験を実施した。その結果、気温上昇による収量低下は 1℃
あたり 4〜6%であることが明らかになり、気温上昇による収量低下を有機物投入で相殺するためには、1℃あたり 10 トン/ha 以上の堆肥投入が必要と推定された。
寒地型牧草の収量減少（夏枯れ）対策については、全国の採草地の試験データを用いて、生育期間の気温、施肥量および草地更新後の経過年数からオーチャードグラスの収量を推定する回帰モデルを構築し、そのモデルを用いた解析により、気温 2℃上昇時に、現在と同じ 10 年間収量を維持するための草地更新の間隔を提示した。また、国内 4 地点で 3 種類

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の方法で草地更新を実施した結果から、更新後の収量は更新方法によらずほぼ同等である
こと、簡易更新法である作溝法は低コストで実施でき、温室効果ガス発生量が少ない点でも優れているが、雑草が侵入しやすい傾向があることがわかった。
水稲および麦類については、温暖化に適応した品種の特性を解明し、それらに適した栽
培技術を提示する研究を進めた。水稲の開花期の高温による不稔については、早朝開花性
系統が不稔率を低下させることを確認し、コシヒカリに近い形質の早朝開花系統を選定した。登熟期の高温対策としては、粒厚が大きなイネ系統が小粒化の抑制に有効なことを、栽培環境が異なる 3 地点の試験で実証するとともに、高温で白未熟粒の発生を抑制する遺伝子をショ糖合成酵素と特定した。コムギでは、秋播型が温暖化環境下でも生育ステージの経過が安定し、乾物生産性も優位であることを明らかにし、その生育パターンに適合する施肥法を検討した。オオムギでは、登熟期間中の高温が日射量あたりの収量を低下させること、分げつ期の温度条件に応じて穂肥の有効性を判断できることを明らかにした。
病虫害対策としては、イネ紋枯病の面的発病予測手法を開発した。また、中国から飛来するヒメトビウンカによるイネ縞葉枯病や、イネ黒すじ萎縮病の発生リスクを調査するとともに、ヒメトビウンカの発生時期予測とイネの発育予測を組み合わせることにより、イ
ネ縞葉枯病の発病予測リスクを評価した。その結果、北関東では温暖化の進行によりヒメ
トビウンカの発生時期が早期化し、イネ縞葉枯病の発生リスクが高まることを明らかにした。また、大豆の収穫時期になっても水分含量が低下しない外来雑草ニシキアオイについて、気温の経過から生育を予測するモデルを構築し、有効積算気温を用いて要防除期間と有効な防除法を設定する防除体系を提示した。

３．園芸作物の持続的生産性及び生産変動に及ぼす影響と適応技術の開発
温暖化によるリンゴの着色不良対策では、従来の窒素施肥基準よりも減肥することにより、収量を低下させずに果実の着色を向上できることを複数地点の試験で確認し、着色改善のための窒素施肥量の目安と樹相診断基準を決定した。リンゴの日焼け対策として、被覆資材および細霧冷房が有効であることを現地試験で実証し、着果管理や土壌水分管理も含めて、日焼け発生軽減対策の総合的技術対策マニュアルを作成、公開した。
九州で増加している二ホンナシの発芽不良は凍害が原因であり、花芽の窒素含有量が高
いと耐冬性の上昇が妨げられ、凍害を受けやすいことを明らかにした。さらに、施肥時期
を秋から春に変更することで発芽不良の発生を大幅に抑えられることを確認し、発芽不良対策技術マニュアルとしてまとめ、公開した。カンキツでは、夏秋期の乾燥が「不知火」のこはん症の発生を助長することがわかり、土壌水分・施肥管理によるこはん症対策技術
としてまとめ、ウンシュウミカンの着花安定技術とともに技術マニュアルを作成した。
施設野菜栽培の夏季の高温対策として、遮光資材を展張した外面への間断散水や、密閉状態の透湿性フィルムハウスでの細霧冷房による施設内環境改善効果を明らかにし、トマト等の高温障害発生を低減できることを実証した。また、細霧冷房により夏季の施設内気
温を 1.8℃低下させ、トマトの糖度上昇も可能であることを実証し、生産者の環境制御設定を支援するアプリを作成した。葉ネギの耐暑性濃緑色品種について、多灌水時期を明確にした灌水栽培技術により、高温年でも徒長による倒伏や葉先枯れを回避し、葉色濃く高収量を確保できることを確認し、技術マニュアルを作成した。

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課題紹介３
豪雨に対応するためのほ場の保水・排水機能活用手法の開発（K、PRISM）
農研機構

農村工学研究部門

北川巌

１．豪雨に対応するためのほ場の保水・排水機能活用手法の開発（K、PRISM）の背景と概要我が国では集中豪雨の増加により冠水・洪水、土壌流亡による農地基盤の被災が顕在化し、年間に約 40 万 ha の水田で風水害が発生、被害額は数十億円規模に上っている。こうした気象災害の被害が甚大化する中で、食料自給力を高める攻めの農業を支援するには、気象災害に強い強靱な農地基盤と対応策の構築が不可欠である。集中豪雨などによる気象
災害への対応には。抜本的な地域全体の湛水防除の実施とともに、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する必要がある。特に、集中豪雨による水田の冠水被害や畑地の土壌流亡・湿害の軽減対策は、緊急の課題として農業者や地域から切望されている。このため、本課題（K）では、水田の冠水被害を緩和するほ場施設改善・管理技術の開発、豪雨による土壌流亡・湿害を緩和するほ場の保水・排水機能改善技術の開発、豪雨に対応するためのほ場の排水・保水機能活用手法の適用評価により、本技術は水田や畑などにおいて作物の生育ステージを考慮した湛水深と保水管理による農作物への被害を最小化するとともに貯水機能と保水機能を最大化する取組みを強化して、被災面積と収量減少を３割軽減する技術開発を目標とする。その結果、水稲生育を考慮し被害を最小化・貯水機能を最大化する許容湛水深管理技術による洪水被害を緩和して広域な農村全体の湛
水防除機能の発揮、畑の排水・保水機能を向上する営農土層改良技術により土壌流亡と排水不良を回避して気象災害に強い農業の推進に取り組んできた。
また、最近では集中豪雨の増加により冠水・洪水による農地基盤の被災も顕在化している。豪雨による洪水に対する抜本的対策である地域全体の強制的な機械排水の実施には時間と費用がかかる。集中豪雨などの気象災害に対応するには、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する必要がある。特に、集中豪雨による水田の冠水による農作物被害と農業施設の被害の軽減対策は、緊急課題として農業者や地域から要望されている。これらの気象災害の発生リスクに関する情報については、空間的、時間的に詳
細な気象予報の情報提供サービスは充実してきている。しかし、実際に冠水する地域や渇水による干ばつの発生地域の特定など気象災害の発生リスクの大小の地域的な予測情報の提供に関するサービスは導入されておらず、今後の対応が望まれている。また、豪雨による冠水被害回避のために、水田の貯水機能を最大化して、水田の洪水を緩和するダム機能を発揮させる田んぼダムの取り組みが行われているが、水稲の減収の最小化を両立する具体的な湛水深管理手法については、十分に検討されていない。さらに、冠水被害を軽減するための落水部などの用排水施設や暗渠などの構造を改善した施設による許容湛水深管理法の検討も必要である。本課題（PRISM）では、気象災害レジリエントな農業・農村構築-9-

のため、ICT を活用した気象災害発生リスク予測と連携した新規農業情報技術基盤を開発。
気象・河川データを分布型水循環モデルに活用し、農地や居住地などの流域内低平地の湛水深を算定、気象災害発生リスクとして予測する技術を開発し、システムの構築を進めてきた。

２．豪 雨 に 対 応 す る た め の ほ 場 の 保 水 ・ 排 水 機 能 活 用 手 法 の 開 発 （ K）
水田の冠水被害を緩和するほ場施設改善・管理技術の開発については、北海道・東北・関東の主要品種を用いた水稲冠水試験により、様々な冠水条件毎に水稲の冠水被害に関する特性を解明して、水稲減収尺度を策定し改善した。また、圃場レベルでの実証試験を継続し、水田の貯水機能による洪水緩和効果と作物への影響を解明して、水稲の減収を発生させずに貯水機能を高めることができる許容湛水深を提示した。さらに他課題との連携に
より田んぼダムによる現地での貯水管理試験を実施して効果を評価するとともに、対策導入効果のモデル解析による評価結果を示した。
豪雨による土壌流亡・湿害を緩和するほ場の保水・排水機能改善技術の開発については、営農による新たな土層改良を組み合せた農業体系や地形・土壌に対応する土壌流亡の軽減対策の現地実証を北海道と沖縄で継続して実施した。土層改良とともに耕種対策となる地形に対応した最低限の不耕起滞の設置による対策技術を開発し、現地実証により効果を明らかにした。北海道では、地域協議会と協同して広域への土層改良と耕種対策の導入による土壌流亡軽減の効果検証を連携課題とともに取り組み、技術普及を進めた。
豪雨に対応するためのほ場の排水・保水機能活用手法の適用評価についは、大潟村において豪雨時の排水管理の違いによる洪水緩和機能の効果検証を地区レベルで実施するとともに農地の湛水・冠水、農業生産面の実態を把握した。また、実測に基づく貯水機能により地域での田んぼダムの効果をモデル解析により評価した。さらに、ほ場管理による地域
排水への影響評価のため降雨量の多い福岡県の農村部の水田ほ場を設定、豪雨時の田んぼ
ダムの貯水機能について明らかにした。北海道の土壌流亡発生流域及びその小流域を設定
して対策技術適用前の土砂流出観測結果を WEPP モデルに組込んで解析し、現地観測の実測値と比較した年次変動の結果を得た。また、土層改良や耕種対策の実施を適用する手法を提示した。

３．ほ場の保水機能を活用した洪水防止システム開発（PRISM）
気象災害発生リスク予測技術の開発は、気象データを分布型水循環モデルに活用して湛水深を算定するプログラムが作成され、結果を表示するためのプログラムの作成を進めており、年度内に実証地の情報の閲覧を可能にした。農地の気象災害発生リスク情報等と連携した水管理ユニットの開発については、水位・水分のモニタリング機器が試作され、データ記録・収集・無線中継するための追加機能の開発を進めた。田んぼダム用の給水用と排水用の水管理器の試作を進め、各実証地に水管理機器を導入した。また、現地実証は、
北海道・秋田・福岡において排水管理による田んぼダムが実証され効果を確認した。北海
道では地域で取り組んでいる協力会と連携して開発した排水用水管理器による田んぼダムが実用化され、広域での技術実証・普及を進めた。

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講演１
早朝開花性を利用した水稲の高温不稔の回避技術
農研機構

次世代作物開発研究センター

荻原均

国際農林水産業研究センター

佐々木和浩

１．土地利用型作物の安定生産課題の概要
気候変動対策プロジェクト研究「農業分野における気候変動適応技術の開発」において、
土地利用型の作物であるイネ、コムギ、オオムギについて、温暖化適応技術の開発を目指した研究を行っている。土地利用型作物は圃場の面積が広く、生産コストも低く抑える必要がある。そのため、適応策としては、温暖化に適応した新たな品種の導入と、その品種の温暖化に適した栽培技術を組み合わせた技術体系が必要である。イネについては、本講演で紹介する高温不稔への対応技術の他、「やや大粒」系統を利用した「ふるい下米」発生を抑制する技術や高温での白未熟粒発生を抑制する遺伝子の機能を解明する研究を、コムギについては秋播き性の高い品種を利用して高収量を得るための施肥技術を、オオムギについては
やや大粒性の新品種の温暖化環境下での栽培技術の策定を行っている。

２．水稲の高温不稔について
１）高温不稔の発生状況

不イネは熱帯から亜熱帯に由来する種であり、我稔が国では東北地方を中心に繰り返し冷害に見舞われてきたことから、低温に弱いことはよく知られている。一方、開花期の気温が 35℃を超える激しい 高 温 条 件 で も 、 イ ネ は 不 稔 に な る (Satake andYoshida1978, 松井 2009)。中国の長江中下流域で2003 年に大規模な発生が報告されたのをはじめ、我が国でも高温年であった 2007 年と 2010 年に長谷川ら(2008)によって 発生が確認されている。同様に異常な高温年であった 2018 年には、我々も、茨城県の水田地帯に立地する試験圃場での発生を
図 1 2018 年に発生したイネの高温確認した(図 1)。
今後の気候変動の予測では、例えば、関東地方

不稔．すでに糊熟期を迎えた穂の中

内陸部の稲作地帯である熊谷の今世紀末の気候予で、子房の発達が見られない穎果が測には、日最高気温が 35℃を超える「猛暑日」が、ある．

- 11 -

現在より 40 日増えて 60 日程度になる(熊谷気象台 HP)。猛暑日は、おおむね 7 月から 8 月の 90 日間に発生するので、3 日のうち 2 日は猛暑日となり、開花中のイネが 35℃以上の高温に遭遇するリスクは著しく高くなる。現時点で我が国においては、イネの高温での障害としては、白未熟粒発生による等級落ちが注目を集めている。しかし、今後は高温での不稔発生による減収への適応策を確立していくことが安定生産には必要である。

２）早朝開花性系統による回避技術
コシヒカリなどの日本のイネ品種は、正午少し前に開花のピークを迎えることが多い。しかし、野生イ
ネの中には比較的早い時間に開花する種がある。次世
代作物開発研究センターでは、開花時刻の早い野生イ
ネとコシヒカリとを交配し、野生イネの開花時間を受け継いだ系統を得た。その系

図 2．早朝開花性を利用した高温回避技術の概念

統をコシヒカリに戻し交配
して、開花時間以外の形質がコシヒカリに近い系統を育成した。それらの系統を用いることによって、最高気温が 35℃を超える猛暑日であっても、まだ気温が 35℃に達しない時間帯に開花、受精を済ませてしまうことができ、開花時の高温を回避して不稔発生を抑制できると考えている(図 2)。

図⒊鹿児島県の自然光ガラス室で開花時間を調査した結果
日本標準時で表示しているため、天文時刻では、表示より約 20 分早い。

- 12 -

実際に、鹿児島県の自然光ガラス室内のコンクリート枠水田でコシヒカリの早朝開花性
系統と通常のコシヒカリや日本の主要品種や他高温耐性の高いことが知られているインド型品種の開花時刻を調査した。図 3 には早朝開花性系統コシヒカリ EMF9 と他の品種との比較を示す。通常のコシヒカリや、あきたこまち、キヌヒカリ、ひとめぼれなどの主要品
種が正午ごろに開花のピークを迎えるのに対して、コシヒカリ EMF9 は 8 時 30 分ごろに開花のピークを迎えていた（時刻は日本標準時。調査地の経度を考慮すると、天文時刻では表示より約 20 分早くなり、太陽が東経 135 度で観測した場合の 8 時 10 分の位置に上った時間帯に開花ピークを迎える）。この形質は、複数年次で安定して観察された。この他の早朝開花性系統についても開花時刻が早まることを確認した。このように、コシヒカリ早朝開花性系統は、安定して早い時刻に開花することが明らかとなり、高温回避に利用できると判断された。
実際の不稔発生状況については、ガラス室の温度上昇カーブとの関係があり、現在詳細に検討中である。

３．今後の展望
本研究では自然光のもとでコシヒカリ早朝開花性系統が比較的早い時刻に開花し、正午近くの高温を回避していることを確認した。このような回避戦略は、コシヒカリ以外の品
種についても同様に有効であると考えられ、他の品種への応用が期待される。また、一方で、開花時刻には差がないが不稔発生歩合には品種間差があることが知られている。このような品種間差は、開花時間による高温の回避では無く、何らかの高温耐性が関与していると考えられる(羽方 2020)。イネの障害型冷害の研究では、感受性の温度や時期の特定などの基礎的な研究が、穂ばらみ期冷水かけ流し法という効率的な選抜手段をうみだし、「ひとめぼれ」をはじめとする耐性品種の育成に結びついた。今後、コメの安定生産を継続していくために、高温不稔発生の仕組みや耐性の機構の解明といった基礎的な研究を進め、すみやかに早朝開花性と高温耐性を集積した品種の育成とその栽培技術の確立を図っていくことは、我が国の水稲研究の不可避な責務であると考えている。

参考文献
羽方誠(2020) 水稲の高温不稔耐性．「温暖化の進行により増加する高温や豪雨に負けない農業を目指して」講演要旨集
長谷川利拡ら（2008）2007 年の夏季高温条件における水稲不稔歩合の変動要因の解析．日
本作物学会紀事 77(別 1):368-369
松井勤（2009）開花期の高温によるイネ(Oryza sativa L.)の不稔．日本作物学会紀事 78：
303-311．
熊 谷 地 方 気 象 台 「 埼 玉 県 の 21 世 紀 末 の 気 候 」 https://www.data.jma.go.jp/ cpdinfo/data/
RH/Tk/saitama_l2018.pdf
Satake and Yoshida(1978) High temperature-induced sterility in indica rice at flowering. Jpn. J.
Crop Science 47:6-10- 13 -

講演２
水稲高温不稔耐性評価システムの構築と高温不稔耐性品種の選定
農研機構

九州沖縄農業研究センター

羽方

誠

片岡

知守

１．水稲高温不稔耐性課題の概要
戦略的プロジェクト研究推進事業「農業分野における気候変動適応技術の開発」のうちの「温暖化の進行に適応する品種・育種素材の開発（A-10）」において｢高温不稔及び高温登熟耐性を備えた暖地向き水稲優良品種・育種素材の開発｣の課題を設定し、平成 27 年から令和元年度まで取り組んできた。この課題では、平均気温が現在より 2℃上昇した場合に発生の増加が予想される水稲の高温不稔に対して、年間を通じて同一条件で耐性を評価できるシステムを開発した後、その利用により高温不稔耐性品種を遺伝資源から選定すること等を目的としている。

２．水稲の高温不稔
2014 年に作成された IPCC 第 5 次評価報告書によると、今世紀末に向かって地球温暖化が進行し、温室効果ガスを抑制しない場合、
気温は 2050 年には 2℃近く上昇する可能性があることが示されている。水稲では高温不稔が頻発（図 1）し、収量が不安定化する恐れがある。高温不稔は、葯の開裂不良により雌しべの柱頭に着床する花粉の量が少なくなることや、花粉の充実不足により花粉の質が劣化すること等が原因となり、受粉・受精に問題が生じ、米が稔らなくなる現象で、主に開花時の気温が 35℃前後になると発生することが知られている（松井 2009）。日最高気温が 35℃を超える猛暑日が図 1 高温不稔が頻繁に観測された 2007 年の関東や東海地方では、調査対象となった

発生した水稲圃場の多くで 10%以上の不稔率となった（Hasegawa et al. 2011）。このため、今後、国内外の米生産の安定化に向け、耐性品種の育成は喫緊の課題である。

１）高温不稔耐性評価システムの構築
これまでに、「N22」等の高温不稔耐性を持つ品種は見出されている（Jagadish et al. 2010）
ものの、耐性を効率良く評価できるシステムがないことが一因となり、耐性品種の育成が進んでいない。そこで本研究では、人工気象室において、育種素材開発や品種育成等に活用できるような出穂期や稈長の異なる多数の品種・系統の高温不稔耐性を、年間を通じて同一条件で再現良く効率的に評価できるシステムの開発を行った。
高温不稔耐性の検定は、出穂した穂の高温処理をいかに統一して正確に行うことができるのかが重要になる。内部に 216 ポットを設置可能な水槽を装備した人工気象室 2 室を常温及び高温に設定し、高温に設定した人工気象室では、光源のメタルハライドランプから- 14 -

放出される赤外線による穂温上昇の影響を排除するため、水槽内のポットに出穂した穂からランプまでの距離を一定にできるように高さ調整機能を付けた（図 2, Hakata et al. 2017）。

メタルハライドランプ（熱源）

穂の先端
⼊⽔⼝

図 2 高温処理装置の概要

図 3 開花期の高温不稔耐性の検定方法

評価する水稲は、播種 2 週間後の幼苗を専用ポットに移植した後、常温条件（26℃（昼13 時間）/22℃（夜 11 時間））の人工気象室内で、生育条件を統一するため、分げつを切除しながら、出穂まで生育させた（図 3A,B）。全ての水稲は出穂日に高温条件の人工気象室に移動させ、穂の高さを水面から 70cm に調整し、3 日間高温処理を行った（図 3C）。処理後は、常温条件の人工気象室に戻し、40 日間登熟させた後、穂を採取し、稔実率を調査した（図 3D）。処理温度条件を検討したところ、調査に用いた 4 品種の品種間差異が最大に検出できた条件は 35℃（昼 13 時間）／29℃（夜 11 時間）であった（図 4）。この条件にて、水稲９品種の高温不稔耐性を調査した結果、温度勾配型チャンバー（TGC）等を利用した試験において高温不稔耐性を持つとされる「N22」、「IR36」及び「IR24」（Maruyama etal. 2013）は、本システムにおいても、高い耐性を示した（図 5）。また、本システムでは、品種の耐性評価の再現性が高く（Spearman の順位相関係数 r = 0.837、1%水準で有意差あり）、安定した評価結果が得られている。このため、上記の方法は高温不稔耐性品種・系統の検出に年間を通じて利用可能であると考えられる。
100

) 80
%
( 60
ｦ
・
ﾀ
・ 40
ｫ
・
20

稔実率 (%)

100

日本晴
IR3 6
ヒノヒカリ

80
60

a

a

a
b

40
20

b

b

b

b

b

0

にこまる

0

図 5 高温不稔耐性品種間差異
9 品種における 35℃/29℃・3 日間高温

図 4 温度条件の違いによる稔実率の推移
矢印：品種間差異が最大に検出できる条件。

- 15 -

処理による稔実率。異文字間には 5%水
準で有意差あり。

２）高温不稔耐性品種の選定*

KALUHEENATI

*

NABA
宝満神⽥稲
BADARI DHAN
坊主糯REXMONTMILYANG 23
RATULKHAO NAM JEN
渡⾈

N22(耐性：強）

N22(JP.No.13107)
ARC 5955
雷電
TUPA 121-3
SHUUSOUSHU
LAROMEDAHONGGU
DENG PAO ZHAI
かばしこ
⾚⽶
KASALATH

*

⻲治
雄町
SHONI

*

ヒメノモチ
唐⼲
PULUIK ARANG
MURAI
LEBED

*

BLEIYOBASILANON*KHAU TAN CHIEMJINGUO YIN**TADUKAN関⼭**

DIANYU 1
岡穂
⾚⽶

*

IR 58

*

NEPAL 555
ARC 11094

**

団⼦
CO 13

*

JHONA 2

**
**
**

戦捷
PADI PERAKKALO DHAN

**

七⾯⿃糯
⽬⿊糯

*

BEI KHEARC 7291

**
**
**

冷⽴稲
QING YU(SEIYU)SURJAMUKHI
MA SHONIPPONBARE

**

京都旭

**

HONG CHEUH ZAI

*

**

⼋束穂
葉冠（横⼭）***DAVAO 1KHAO NOK*PINULUPOT 1**

⽩稲（ケモミ）PHULBA****愛国

KEIBOBA
⾚⽶****

PADI KUNING⼊間錦
ANJANA DHAN
ARC 7047
唐法師

**

**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**

名古屋⽩
⾦⼦ｂ
RYOU SUISAN KOUMAIIR64
上州
JARJAN⽯⽩
嘉平凱旋糯
DEEJIAOHUALUODARBARI ROOD
BINGALA⼭⽥化
VANDARAN
神⼒
陸稲陸⽻2号
URASAN 1
MUHA
⾚⽑LOCAL BASMATI
⽇の出
細稈
愛知旭
銀坊主
万作
⾚⽶
森⽥早⽣
平⼭
コシヒカリ
神⼒糯
SHWE NANG GYICALOTOCJAG UARYVARY FUTSI
おいらん
オッカモドシ
ASU
信州
富国
TUPA 729
TI MA

0

**
**
**
**
**
**
**

**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**

10

*

*

JENA 035
KHAU MAC KHO

⽇本晴(耐性：中）*NEPAL 8?? ??2 ?

*
*

*

**
**

*

*

**

コシヒカリ(耐性：弱）

20

30

40

50

60

70

80

90

稔実率(%)

図 6 遺伝資源 118 品種の高温不稔耐性評価結果「N22」に対して、*は 5%、**は 1%水準で有意差あり（Dunnett's test）。

- 16 -

100構築した高温不稔耐性評価システムにて、国内外の水稲遺伝資源から耐性品種の選抜を目指した。118 品種について調査したところ、高い高温不稔耐性を持つと報告のある「N22」（Jagadish et al. 2010）以上の耐性を示した水稲 10 品種（「Kaluheenati」、「Badari Dhan」、「宝満神田稲」、「渡舟」、「Rexmont」、「Ratul」等）を選定することに成功した（図 5）。特に、「Kaluheenati」は 77.1%と最高の稔実率を示し、「N22」の 52.1％と比較しても非常に高い耐性を持っていた。
現在、高温不稔耐性と高温登熟耐性を併せ持つ系統を開発するために、高温不稔耐性が極めて強い「Kaluheenati」や「宝満神田稲」と高温登熟耐性品種「にこまる」の交配後代（F5）の選抜を行っているところである。この中には「Kaluheenati」や「宝満神田稲」並の耐性を持つ系統も検出されている。

３．今後の展望
今後は、新たに選定した耐性品種「Kaluheenati」等から高温不稔に関与する量的形質遺伝子座（QTL）を同定し、その成果を育種に利用していく計画である。また現在、圃場において高温不稔耐性を安定して再現良く評価できるシステムの構築も行っているところであり、圃場においても耐性を確認していく予定である。
引用文献
松井勤 (2009) 開花期の高温によるイネ（Oryza sativa L.）の不稔. 日本作物学会紀事 78(3):303-311.
Hasegawa et al. (2011) Spikelet sterility of rice observed in the record hot summer of 2007 and thefactors associated with its variation. Journal of Agricultural Meteorology 67(4):225-232.
Jagadish et al. (2010) Physiological and proteomic approaches to address heat tolerance during
anthesis in rice (Oryza sativa L.). Journal of Experimental Botany 61(1):143-156.
Hakata et al. (2017) Development of a new heat tolerance assay system for rice spikelet sterility.
Plant Methods 13:34.
Maruyama et al. (2013) Effects of increasing temperatures on spikelet fertility in different ricecultivars based on temperature gradient chamber experiments. Journal of Agronomy and Crop
Science 199 (6):416-423.

- 17 -

講演３
温暖化に起因するリンゴ果実の着色障害と日焼けの回避技術
農研機構

果樹茶業研究部門

井上博道

１．果樹生産安定課題の概要
気候変動対策プロジェクト研究「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」では、農業分野における温暖化適応技術の開発を中心とした大課題（A-11）を設定し、2015 年度（平成 27 年度）から 5 年間の計画で課題に取り組んでいる。果樹の課
題では生産量の多い 3 品目を対象に、リンゴでは着色障害・日焼け回避方法を、ナシでは発芽不良対策、ミカンでは果皮障害の軽減や着花安定に資する栽培管理方法の検討を進めることにより、現在よりも 2℃以上上昇した時点における気象条件下での収量、品質低下等の影響を 1/2 以下に抑えることのできる生産安定技術を開発することを目標としている。
その中で、本プロジェクトにおいて開発された夏秋季の高温に起因するリンゴ果実の着色
障害と日焼けの回避技術について紹介する。

２．リンゴ果実の着色障害
リンゴは寒冷地で栽培される代表的な果樹であり、温暖化の影響を受けやすい。高温条件下では赤色の果皮のリンゴで着色不良となるが、主要なリンゴ産地でも着色不良が問題視されており、温暖化の進行によりさらに被害が拡大する可能性が大きい。
一方、窒素肥料が多いと果実が着色不良になることが知られており、生産性を低下させない必要最低限の窒素施肥量に削減することにより、着色向上が期待できる。そこで、気温の異なる 4 試験地においてわい化栽培の「ふじ」を供試し、3 段階の施肥量（0,3,6kg/10a）の処理区と慣行施肥量を比較することで、着色に対する気温および窒素施肥量の影響を評
価し、気温上昇に対応した施肥基準を考案することを目的とした。

１）温度、窒素施肥量と着色との関係
リンゴの赤い果皮の色素はアントシアニンで、その合成には低温（15～20℃）が必要である。
「ふじ」の着色時期である 8 月から収穫までの平均気温と果実の表面色（カラーチャート値）の間には負の相関関係が見られた（図 1）。現時点でも温暖な生産地では果実の着色不良が発生し問題となっているが、今後の温暖化の進行により秋季の気温が上昇すると
さらに果実の着色不良の発生リスクが高まると考えられる。
リンゴ果皮の着色には窒素施肥も影響し、今回の試験では窒素施肥量が少ないほど表面
色 の カ ラ ー チ ャ ー ト 値 が 高 く な る 傾 向 が 見 ら れ た （ 図 2 ）。 試 験 地 や 年 次 に よ っ て は10kgN/10a の窒素施肥量に比べ、0～6 kgN/10a に削減することでカラーチャート値が 0.5～0.7 向上することが確認できた。よって着色不良を改善する対策の一つとして、窒素施
肥量の削減が有効考えられる。

- 18 -

図1

8 月から収穫までの平均気
図2

温と果実表面色との関係

窒素施肥量と表面色との関係

18℃で栽培したと仮定し、補正

２）着色を考慮した新たな窒素施肥基準
これまでの施肥基準は、地域ごとに土壌型別、樹齢別に決められており、樹体生育に必要な窒素量に比べ、安全を見越し十分量を基準として設定されていた。同じ土壌型においても、園地によって土壌肥よく度は様々で、場合によっては基準通りの窒素施肥量では樹勢が強くなり、着色不良の危険性も高まる状況と考えられる。本プロジェクトでの試験結果から考案したわい化栽培の「ふじ」に対する新たな施肥基準では、リンゴが 1 年間に必要な窒素量を 6kg/10a と考え、年平均気温から着色不良発生が懸念される栽培地ではさらに施肥窒素量を削減する基準としている（表 1）。ただし、園地毎に樹の生育には違いがあるので、当年の表1

着色を考慮した新たな窒素施肥基準

年平均気温*1

４⽉施肥量

11℃未満

6 kgN/10a11〜13℃

3〜6 kgN/10a

13℃以上

0〜3 kgN/10a

新梢長の伸長程度や葉色、葉中窒素濃度等による樹相診断を行い、樹勢に応じて窒素施肥量を増減する基準

樹相診断

窒素施肥対策樹勢 弱

追肥、もしくは増肥*2

樹勢 強

施肥を3 kgN/10a

樹勢 弱

追肥、もしくは増肥

樹勢 強

施肥を0〜3 kgN/10a

樹勢 弱

追肥、もしくは増肥

樹勢 強

施肥をしないとした。なお、年平均気温と樹勢に樹相診断

よっては窒素施肥を行わない基準と*1 過去10年間の年平均気温なっているが、これまでの試験結果（⼟が硬い、⽔はけ不良等）、病⾍害による影響等、施肥以外の要因があるから、窒素無施肥であっても、長期にわたり生産性を維持できることを基準

平均新梢⻑：20〜40cm、SPAD値：43〜54*2 年間施肥量が10 kgN/10aでも樹勢が弱い場合、⼟壌の物理的環境が悪いと考えられるため、樹勢が低下する要因に応じた対策が必要
追肥の時期は、6〜9⽉の地域の慣⾏に準じる

確認している。

３．日焼け果発生の回避技術
温暖な産地を中心に夏季高温年に多発する日焼け果の発生は、リンゴにおいては重要な問題である。日焼けは果実表面温度が極端に高くなることに起因するため、遮光や細霧冷房などの技術によって果実表面温度を下げ、日焼け果の発生を抑制する技術を開発した。

1）被覆資材を用いた対策技術
果実に資材を被覆することにより、強い直射日光を遮り、果実表面温度の上昇を抑え、日焼け果の発生が軽減されることを明らかにした。被覆に適した資材として、カサ状散光性資材（サンチル）と白色化繊布（サンテ）を選定した。日焼け果の発生が懸念される樹の南側の果実にカサ状散光性資材あるいは白色化繊布を被覆すると、日焼け程度が中程度- 19 -

と重度の割合が 1/3 以下に減少し、被覆によって日焼けの発生を軽減できた。これらの被覆資材によって、夏季の晴天条件下における果実表面温度が約３℃低下することが確認できた。今までに、「つがる」（岩手県盛岡市）、「秋星」（石川県金沢市）、「ふじ」（富山県魚津市）において、カサ状散光性資材と白色化繊布による日焼け果の発生軽減を確認しており、これらの成果をまとめたものを「リンゴ果実への資材被覆による日焼け軽減対策技術
マニュアル」（図 3：左）として公開している。

図3

被覆資材による日焼け軽減対策技術マニュアル（左）と細霧冷房を含む総合的な日焼け対策技術マニュアル（右）2）細霧冷房による対策技術
細霧冷房とは樹冠上部に設置したノズルから細かい粒子の水を散布し、蒸発させる際に周囲の熱を奪うことにより、気温を低下させる方法（気化冷却）である。細霧冷房により樹冠内の気温は 0.7℃、果実表面温度は 2.8℃低下し、日焼け果発生率は 31.6％から 15.5％に半減し、重度の日焼け果率は 5.3％から 1.0％に低下した。なお、細霧冷房を設置した場合の費用対効果を算出したところ、わい化栽培「ふじ」では 3 割程度の日焼け果発生率を半減できることで、10a 当たり 28000 円の収入増が見込めることが示された。これらの成果については、「リンゴ日焼け果の発生軽減対策技術マニュアル」として（図 3：右）として公開している。

４．今後の展望
リンゴの着色障害については、着色しやすい系統を含む品種の選択等いくつかの対策技術があるが、窒素施肥量を削減することで着色向上が期待できる本プロジェクトの成果は、新たなコスト負担はなく容易に取り組みやすい技術
であり、成果を取りまとめたマニュアルを作成し、配布する予定である（図 4）。先行して作成された日焼け果のマ
ニュアルと併せ、各種研究会や生産者への情報提供を行っているところであり、進行する温暖化対策の一つとして活用されることを期待する。

図 4

わい化栽培「ふじ」の

窒素施肥マニュアル（案）- 20 -

講演４
温暖化対応のリンゴ新品種
農研機構

果樹茶業研究部門阿部和幸

１．温暖化の進行に適応する果樹新品種・育種素材開発の概要
戦略的プロジェクト研究推進事業「農林水産分野における気候変動対応のための研究開
発 」 で は 、 農 林 水 産 分 野 に お け る 気 候 変 動 対 応 の た め の 研 究 開 発 に 関 す る 大 課 題 （ A-10系）として『温暖化の進行に適応する品種・育種素材の開発』を設定し、2015 年度（平成27 年度）から 5 年間の計画で課題に取り組んできた。果樹の課題では生産量の多い主要果
樹品目を対象に、温暖化の進行によって影響を受けやすい重要形質として、カンキツの浮皮抵抗性とかいよう病抵抗性、リンゴの果皮着色性と斑点落葉病抵抗性、二ホンナシの自家和合性、ウメのかいよう病抵抗性にそれぞれ焦点を当てて、現在よりも 2℃以上気温が上昇した気象条件下での品質低下、耐病性低下の程度を 1/2 以下に抑えることのできる新品種・育種素材の開発を進めてきた。今回は、本プロジェクトにおいて開発された斑点落
葉病抵抗性と高着色性を兼ね備えたリンゴ新品種について紹介する。

２．温暖化に対する適応力の高いリンゴ育種素材の開発
１）リンゴ斑点落葉病に対する抵抗性育種素材の選抜
我が国でリンゴを栽培すると種々の病害が発生するが、中でも斑点落葉病は栽培地帯に広く発生する重要病害である。本病は主に葉や果実に病斑を形成し（写真 1）、早期落葉により果実品質・収量の低下を引き起こす。デリシャス系品種や「北斗」、「金星」は本病に特に弱く、「王林」や「ふじ」などの主要品種にも多発することがある。斑点落葉病
は、落花直後から収穫期までの間に降雨日が多いと発生しやす
く、特に梅雨期～夏期の高温多湿で多発することから、温暖化の進行に伴う気温上昇によって本病の発生・被害面積の増大が予想されている。
斑点 落葉 病 に強 い実 用 的な リン ゴ 品種 を育 成 する ため に は、品種、育成系統、選抜個体における抵抗性の評価・選抜必要である。斑点落葉病に対する罹病性は Alt に、中程度罹病性は Alt-2にそれぞれ支配されることが知られており、原因遺伝子に連鎖する DNA マーカーが開発されているので(森谷、2012；森谷、
2016)、これらの連鎖マーカーを基に Alt と Alt-2 の遺伝子型を決定するとともに、斑点落葉病菌の胞子接種により抵抗性程度を評価した。その結果、リンゴ品種、育成系統の斑点落
葉病 抵 抗 性 に関 す る マ ーカ ー 遺 伝 子型 は 、alt ホモ 型 ・alt-2

写真 1 斑点落葉病の症状
上：葉の病斑、下：果実の病斑（原図：ひと目でわかる果樹の病害虫）- 21 -

ホモ型（タイプ I）、alt

表 1 リンゴ品種、育成系統における Alt・Alt-2 遺伝子型と斑

ホ モ 型 ・ Alt-2 ヘ テ ロ 型

点落葉病抵抗性程度（タイプ II）、Alt ヘテロ

抵抗性：接種による病斑形成がほとんど認められない、中程度型・alt-2 ホモ型（タイプ

罹病性：少数の接種葉に小型病斑形成、罹病性：すべての接種

III）の 3 種類に分けられ、葉で大型病斑形成。

タイプ I は抵抗性、タイ
プ II は中程度罹病性、タ
イプ III は罹病性である

斑点落葉病

Alt ・Alt-2 遺伝⼦型

抵抗性程度

alt/alt ・ alt-2/alt-2
もりのかがやき、はるか、

抵抗性

盛岡66号、盛岡67号、盛岡70号、盛岡71号
ゴールデンデリシャス、
きおう、世界⼀、王林、
陸奥、ルビースイート、中程度罹病性成系統の中で盛岡 67 号

盛岡62号、盛岡65号、
盛岡69号と盛岡 70 号のマーカー
遺伝子型はタイプ I であAlt/alt ・ alt-2/alt-2

紅⽟、つがる、ことが接種試験によって確認された（表 1）。育

alt/alt ・ Alt-2/alt-2

スターキングデリシャス、
Redgold、⾦星、

罹病性

おぜの紅、盛岡59号、盛岡60号、盛岡61号

り、斑点落葉病に対して「紅玉」と同等の高い抵抗性を示すことが明らかとなり、これらの系統を本病に対する抵
抗性素材候補とした。

２）果皮が着色しやすいリンゴ育種素材の選抜
リンゴ果実における着色の良否は果実の商品性を大きく左右するため、栽培上特に注意が払われている。
「ふじ」、「つがる」など赤色品種における果皮の着色は成熟期におけるア
ントシアニン生成と蓄積によって進み、品種間や果実間での着色の相違は主としてアント
シアニン含量の違いによる。リンゴ果実は 15～20℃のやや低温でよく着色し（荒川、2000）、
高温では着色が遅延もしくは阻害されることが知られている。気温の高い夏季に果実が成熟する早生品種は温暖化に伴う気温上昇の影響を受けやすく、早生の主要品種「つがる」の着色不良は大きな問題となっている。
リンゴ品種の果皮色はアントシアニン生成に関与する
遺伝的要因（MdMYB1 遺伝子、少なくとも 4 つのアリルが存在）によって決まり、MdMYB1-1 を持つ品種は赤色、
MdMYB1-1 を持たない品種は黄緑色となる。リンゴ果皮
色に関する DNA マーカーは開発されているので（森谷、2012）、まず、供試品種、育成系統、選抜個体の MdMYB1
連鎖マーカー遺伝子型を決定して、各個体におけるMdMYB1-1 の有無を判定した。次に、赤色品種における着色程度は環境要因（温度、光）の影響を受けて変写真 2 リンゴ果実の着色に及
ぼす温度の影響（品種：さんさ）

動することから、MdMYB1-1 を持つ品種・系統を対象にして成熟期における果皮着色特性を複数年調査したところ、盛岡 66 号を除くすべての MdMYB1-1 ホモ型の品種・系統では、
成熟果における着色の色調が濃く着色面積割合が 80％以上であり（表 2）、安定して着色しやすいことが明らかになった。この結果を基に、果皮着色遺伝子についてホモ型で果皮の色調が濃い系統を育種素材候補とした。

- 22 -

表 2 リンゴ赤色品種・系統における MdMYB1 遺伝子型と成熟果の着色程度
MdMYB1 遺伝⼦型

果⽪⾊
1/1

1/2

⾚⾊

紅⽟、おぜの紅、（⾊調が濃い、着⾊

盛岡67号、盛岡69号、

⾯積割合80％以

1/3

盛岡61号

1/2/3

スターキングデリシャス、

ジョナゴールド

Redgold

盛岡70号

上）

やや淡い⾚⾊盛岡66号（⾊調がやや淡く不
鮮明、着⾊⾯積割合
50％〜80％）

つがる、Gala、ふじ、千秋、

陸奥、盛岡58号、

世界⼀、ルビースイート、

北⽃

盛岡59号

盛岡62号、盛岡65号

３．温暖化の進行に適応するリンゴ「紅みのり」、「錦秋」の育成
今回実施した、斑点落葉病抵抗性と果皮着色性に関するマーカー遺伝子型判定と表現型
調査結果から、リンゴ盛岡 67 号と盛岡 70 号は斑点落葉病抵抗性と果皮の高着色性を兼ね備えた育種素材として有望と考えられた。両系統の果実特性を複数年調査したところ、盛岡 67 号、盛岡 70 号ともに早生の主要品種「つがる」よりも着色しやすいことが確認され、盛岡 67 号の食味品質は「つがる」と同等であり、盛岡 70 号の糖度は「つがる」より有意に高く、肉質が緻密で果汁が多く、食味に優れることが明らかになった（表 3）。
表 3 リンゴ盛岡 67 号と盛岡 70 号の果実特性
各特性値は 2016～2018 年の平均値または範囲、異なる英字は 5％水準で有意差があることを、ns は有意差がないことをそれぞれ示す。
品種・系統

収穫

果実

盛期

重(g)

果⽪⾊
ns

着⾊

硬度(lbs)

濃⾚

ﾔﾔ多

15.0
14.3

盛岡67号

9.02

a

298

盛岡70号

10.04

c

300

濃⾚

多

つがる（対照） 9.15

b

293

⾚･縞

中〜ﾔﾔ多

果汁の

糖度

酸度

粗密

多少

(%)

(g/100ml)

中

中

13.5

a

0.30

密

ﾔﾔ多〜多

15.4

b

0.35

13.9

a

0.30

果⾁

程度

13.5

ns

中

中

ns

リンゴ栽培地における地域適応性試験結果を受けて、リンゴ盛岡 67 号は「紅みのり」、
盛岡 70 号は「錦秋」の品種名で種苗登録された。今回紹介したように、両品種は斑点落
葉病に強く、安定して着色良好なことから、温暖化が進行した気象条件においても既存の早生赤色品種より着色不良等の影響が低く抑えらると考えられる。現在、温暖なリンゴ産
地で「つがる」の品質低下が問題となっているが、今後東北地方南部以南の比較的温暖な
リンゴ産地を中心に広範な地域で「紅みのり」と「錦秋」が普及することが期待される。
引用文献
荒川修（2000）リンゴ果実の着色生理－アントシアニン生成とフラボノイド代謝－．

植物の化学調節 35: 149-159.
森谷茂樹ら（2012）斑点落葉病抵抗性および果皮色の選抜マーカーを用いたリンゴ幼苗（実生）の DNA マーカー選抜．

園芸学研究 11（別 1）：261.

森谷茂樹ら（2016）リンゴ斑点落葉病に中程度罹病性を示す遺伝子 Alt-2 に連鎖する DNA
マーカーの開発．

園芸学研究 15（別 2）：289.

坂神泰輔・工藤晟（1995）ひと目でわかる果樹の病害虫- 23 -

第三巻：6.

日本植物防疫協会.

講演５
豪雨時の洪水被害軽減に貢献する水田利活用法
農研機構

農村工学研究部門

皆川裕樹

１．水田を活用した豪雨対策技術の開発
近年は、集中豪雨等の極端な気象による洪水・氾濫被害が各地で発生しており、そのリ
スクは気候変動等の影響により将来的に増加すると予測されている。農業分野でも、年平均で数十万 ha の水田が冠水被害にあい、その被害額は数十億円に上る年もある。そのような状況の中、気候変動対策プロジェクト研究「豪雨に対応するためのほ場の排水・保水機
能活用手法の開発（K 系）」では、この豪雨による被害の軽減を目的として、ほ場を利活用した対応技術の開発を実施してきた。プロジェクトには水田と畑地のそれぞれを対象とした課題が設定されている。本講演では水田を対象とした課題の成果として、水稲の被害リ
スクを考慮した豪雨対策としての水田利活用技術について報告する。

２．水田の洪水防止機能を活用した豪雨対策
水田は、豪雨時の雨水を一時的に貯留して、ゆっくりと排水することで下流域に洪水の軽減効果をもたらす「洪水防止機能」があることが知られている 1 ） 。水田の落水口に排水量を抑制する水位調整器（落水マスに設置する調整板等）を設置して、この機能を増強する田んぼダムが代表的であり、新潟県を中心に各地で取り組みが広がっている。本課題でも、この水田の洪水防止機能を豪雨対策として活用する手法を提案する。ここでは、日雨量 100mm 程度の豪雨が対象になると考えている。また同時に、湛水による作物（水稲）への影響度合いを明らかにし、減収リスクを考慮した水田利活用の指標を示すことで、開発技術の普及促進を図る。

１）冠水試験による水稲の減収尺度の策定
水稲は、冠水時の条件（冠水発生時の生育段階、水深と継続期間等）によって発生する被害の度合
いが大きく異なる。そこで、水稲の模擬冠水試験を複数年実施し 2) 、複数の品種で冠水による被害特性を表す水稲の減収尺度を策定した。尺度策定
によって水稲が冠水に強い／弱い条件が明らかになり、低リスクで水田を利用する手法の検討に繋がる。図 1 に本課題で策定した減収尺度の１つ- 24 -

図１

冠水による水稲の減収尺度（コシヒカリでの策定例）

を示す。試験は、関東（つくば市）でコシヒカリを、東北（秋田市）であきたこまち
を、北海道（上川郡）でななつぼしを用いて実施した。3 品種に共通して、出穂前後となる穂孕み〜出穂期が冠水に最も脆弱で、分げつ期は長期間冠水しても減収リスクが低い傾向があった。分げつから出穂までの幼穂形成期や成熟期から収穫までの期間は冠水による減収は大きくは無いものの、出穂時期の前後に当たるため、多少のリスクはあると考えられる。このように、水稲冠
水による減収のリスクは時期によって大きく異なるため、生育段階を見極めて水田を

図２ 減収リスクを考慮した許容湛水

活用することが重要と言える。また、出穂管理の条件

時期に冠水した場合でも、水稲の葉先が水面上に 15cm でも出ていれば、完全に水没した場合と比較して被害が大きく軽減されるため、緊急時でも水位管理によって被害リスクを低減できる可能性が示された。

２）リスクを考慮した許容湛水管理
減収尺度を整理し、生育段階毎に減収リ
スクを低く抑えられる水深と継続期間の関係を表す許容湛水管理の条件を決定した（図２）。田植え直後から水稲が活着するまでの期間は過度の湛水を避け、活着後は草丈まで湛水可能とする。最大湛水深は物理的に畦畔の高さまでとなるが、実際に湛水

図３ 開発した水位調整器による豪雨時のさせる際は畦畔への影響を考慮する。許容

水田貯留の様子できる湛水期間は、減収尺度の冠水継続期
間と減収率の関係から判断し、例えばリスクの小さい分げつ期で 5 日未満、多少のリ
スクがある幼穂形成期や成熟期で 3 日未満、最も脆弱な出穂時期は 1 日未満となる。
実際に水田に雨水を貯留する際の状況は水位調整器の設定に依存するため、湛水状況
がこの管理条件の範囲内に収まるように管理することで被害リスクを考慮できる。

３）水田を用いた豪雨対策の実証事例
水田に図３のような水位調整器を設置すると、図 4 に示すような水田の洪水防止- 25 -

図４

⽔⽥の洪⽔防⽌機能の発揮事例

機能の効果が期待できる。本課題で開発した調整板は、スリットの最下部を通常の管理水位に設定すると、降雨時に調整板を再設定する等の特別な手間が必要なく自動的に貯留効
果が強化される。このような取り組みの普及と確実な効果の発揮のためには、協力農家になるべく負担をかけないことも具備すべき点である。なお、ここで開発した水位管理器は
既に協力会社によって製品化され、販売されている 3) 。
図 4 は、H30 年 6 月 29 日から 7 月 1 日にかけて福岡県内の試験水田で観測された洪水防止機能の発揮事例である。水位調整器を設置した水田では田面からの排水が抑制されて排水量のピークが低減し、その後ゆっくりと排水していることが見てとれる（総排水量はほぼ同等）。さらに、調整器のあり・なしで同時間内の排水量を比較すると、このイベント
時には約 40%程度の低減があったと評価された。効果については、イベントの雨量規模や雨の降り方によっても変化すると考えられるが、このような機器を設置することで洪水防止機能を発揮したことが観測によって示された。

３．今後の展望水田利用による洪水防止機能の活用は、農林水産省の多面的機能支払交付金の要件にも入っているため、同交付金の活動を検討・実施している地域や団体が重要な普及対象となる。本課題では、既に現地での普及活動を始めており、例えば開発した水位管理器は先行事例地区である北海道岩見沢市の同交付金活動団体に導入されている（R1 年時点で 250ha
導入済み、最大で 1,000ha を計画）。その普及の際には、試験で得た湛水深管理に関する情報も提示されている。同時に、北海道庁、岩見沢市等の自治体や、地元の北海土地改良区とも協力関係にあり、技術のさらなる普及を目指している。今後は、水田を活用した豪雨
対策の効果が生まれやすい地区条件の整理や技術導入のメリット（排水施設の負担軽減等）の評価を進めることで、より普及が加速すると考えている。
また、水稲の減収尺度では、本課題によって現在の主要作付け品種での試験結果が得られたため、全国の広い範囲で適用可能である（合計で全国の作付面積の 5 割弱を占める）。
水田利活用法の指標とする以外にも、実際の洪水発生時の被害推計やシミュレーション手法と組み合わせた気候変動リスク評価等にも活用でき 4) 、貴重な情報と言える。
一方で近年は、ほ場の活用のようなソフト対策のみでは対応ができない規模の豪雨も増加傾向にある。今後は、排水施設機能の評価と更新といったハード対策の必要性も併せて検討し、両者の最適な運用と相乗効果でリスク低減に取り組むことが重要と考えられる。
引用文献
1) 例えば、農林水産省：農業・農村の有する多面的機能、http://www.maff.go.jp/j/nousin/noukan/nougyo_kinou/
2) 皆川裕樹ら（2016）：洪水時の流域管理に向けた水田域の水稲被害推定手法、農業農村工学会論文集、303:Ⅰ_271-Ⅰ_279
3) 例えば、トーヨー産業株式会社 HP：https://www.ty-sangyo.jp/格安-洪水緩和-雨水貯留/
4) 例えば、皆川裕樹ら（2018）：低平水田域における豪雨排水に関するリスクとその不確実性の評価法、農業農村工学会論文集、307:Ⅰ_175-Ⅰ_184- 26 -

講演６
分布型水循環モデルによる気象災害発生リスク予測技術
農研機構

農村工学研究部門

吉田武郎

１．課題の概要
集中豪雨による冠水・洪水、土壌流亡により、日本の水田において年間約 40 万 ha、数十億円規模の被害が生じている。集中豪雨などによる気象災害への対応には抜本的な地域
全体の湛水防除の実施とともに、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する必要がある。気候変動対策プロジェクト研究「豪雨に対応するためのほ場の排水･保水機能活用手法の開発」は 2015 年度（平成 27 年度）から 5 年間実施され、ほ場スケ
ールの豪雨対策技術の開発と実証が行われた。さらに、開発した技術を予測される降雨に応じて地域スケールで実施するため、同プロジェクトの後半 2 年間では、「気象災害発生リ
スク予測技術とほ場情報による田んぼダム等の水管理をサポートする水管理支援システムの開発」が実施された。この課題では、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の開発が進められた。本報告では、同ツールの概要を紹介するとともに、今後の展望について記す。

２．リアルタイム気象災害評価ツールの開発
開発するツールは、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ある。低平農地では、グリッド型の水文モデル（以下、分布型水循環モデル）によって計算される河川流量および降水量を用い、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する。また、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する。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する（図 1）。

図 1：開発する予測システムの全体像- 27 -

１）リアルタイムの河川流量の計算
内水氾濫の発生リスクを評価するために利用する分布型水循環モデルは、対象域を分割した矩形のグリッドの組み合わせにより河川の流下方向を設定し、グリッドごとに河川流量を計算するモデルである。ここでは、気候変動対策プロジェクト研究「極端現象の増加に係る農業水資源、土地資源及び森林の脆弱性の影響評価」（2013～2017 年度）で開発した、日本全域を対象に 5 km のグリッド解像度で構築したモデルを用いる。
モデルを駆動する気象データとして、農研機構メッシュ農業気象データおよびレーダー
アメダス解析雨量・短時間降水予報（気象庁）を用いる。メッシュ農業気象データは日間隔で更新される気象情報（気温、風速、日射量、降水量等）で、これらのデータから算出
した蒸発散量、降水量の収支により流域の乾湿状態を日々更新する。レーダーアメダス解析雨量（気象庁）は、レーダーの反射強度による推定雨量を地上アメダスの観測雨量で補正した降水量の速報値であり、30 分間隔で更新される。同時に、レーダーアメダス解析雨
量の雨域から予測した 15 時間先までの雨量（短時間降水予報）も同時に配信される。両者
とも約 1 km の空間解像度で提供される。構築した分布型水循環モデルの 5 km のグリッドの領域でこれらのデータを平均化し、分布型水循環モデルに入力することにより、各グリッドでの河川流量を 1 時間間隔で算出する。また、メッシュ農業気象データを用いた土壌
水分予測に基づく畑地の乾湿推定モデルを構築し、登録した圃場に対して 7 日先までの乾湿予測情報を表示する。

２）内水湛水データベースの開発
内水氾濫は降雨の累積がその地域から河川に排水できる能力を超えた際に生じ、河川堤
防の越流・決壊によって生じる氾濫（外水氾濫）と異なる発生機構をもつ。内水氾濫の発生リスクは、河川への排水能力（排水ポンプの能力、排水河川の河道断面形状等）と排水

図 2：リスク配信システムのイメージ図（リスクの時系列）- 28 -

先の河川水位（外水位）によって支配される。理想的には、これらを物理的に表現するモデルにより評価できるが、リアルタイム・全国を対象として評価する場合には高度な計算能力と膨大なデータ量が要求される。そこで本ツールでは、過去の内水氾濫の発生状況を記録したデータベースを構築し、データベースから抽出した経験的な閾値を用いることによりリスクを評価する。

３）予測情報の配信ウェブサイトの構築
過去 24 時間から将来 15 時間の予測情報の空間的な変化を表示するウェブサイトを構築し、実証試験に向けて予測情報を配信している（図 2）。また、畑地の乾湿推定モデルによる予測情報は、専用の iPad 用アプリによって実証試験向けに配信されている。

３．今後の展望
今後は、実証試験地の農家、行政機関、土地改良区等の水利施設の管理主体へのデータ配信を行うとともに、利用者からのフィードバックを受けてウェブ配信システムの改良を行う。また、開発したツールによるリスクの予測精度および利用可能なリードタイムの検証し、特に、水田への意図的な貯水や排水施設の事前操作が地域防災に与える効果を明らかにする。

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