気候変化に強い農業を目指して

農研機構農業環境変動研究センター
気候変動対応研究領域 温暖化適応策ユニット長
中川 博視「農研機構」は国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構のコミュニケーションネームです。

農業におけるレジリエンスと適応策
適応の三つの観点知る• 脆弱なプロセスの同定• 環境応答の実験的解明• シミュレーションによる影響・リスクの評価

備える• 品種開発• 栽培技術開発• 灌漑・排水施設などの農業インフラの整備• 農業共済・保険制度の拡充など社会経済的な適応策

伝える• ICT技術を使った情報の共有• 早期警戒・栽培管理支援システム

気温の上昇トレンド
世界の年平均気温偏差

日本
トレンド＝0.68 (℃/100年)
トレンド＝1.15 (℃/100年)

気温上昇と降水量変化 IPCC 第5次報告書（2013）から
２０８１－２１００年：＋０．３～４．８℃の全球気温の変化予測

現在の年平均気温
福島 １２．６℃
新潟 １３．５℃
富山 １４．０℃
金沢 １４．３℃
東京 １６．２℃
名古屋１５．７℃
宮崎 １７．６℃
鹿児島１８．４℃
沖縄 ２３．０℃

温暖化と年々変動への適応

変化

変動

気候学者の中には、気候変動（climate variations）「気候の平年状態からのずれ（偏差）」と気候変化（climate change）を気候の平均状態が大気組成や太陽放射など大気海洋システムの外からの影響によって長期的に変化すること」（山形2013）と厳密に区別し、”ClimateChange”を「気候変化」と訳す人が多い。
IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Changeの訳語は、気候変動に関する政府間パネル」となっているが。

水稲生産における脆弱性のポイントは？

知る
水稲収量（トン／ヘクタール）
Rice yield (t/ha)

収量：単位面積当たりの収穫量

6

ヤマセによる不稔543

1993年の大冷害：26% の減収

21

冷害年：4-5年に1度

01880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020Year年次菅野洋光氏提供

イモチ病

水稲の高温障害
現在直面している課題
白未熟粒

将来の危惧：開花期の高温による不受精穎花の発生
高温不稔
雄しべ

森田敏

2005農業技術60:6-10

胴割粒

雌しべ

開花期の34-35℃以上の高温が葯（雄しべ）の裂開と花粉の飛散を阻害（松井ら2001）

不稔籾の割合：34-35℃以上の高温で1℃の温度上昇につき16%増加（金ら 1996）

長谷川利拡氏提供
長田健二氏提供

イネのCO２濃度と温度に対する反応: 温度勾配温室（TGC）を使用した実験例
TGC: Temperature Gradient Chamber+0 ºC

温暖化すると稲作はどうなるの？

+4 ºC

±0℃

+４℃

高温不稔

100
水稲品種 アキヒカリ

Fertility (%)
稔実歩合（％）

稔っている籾の割合です。 80
現在の大気中CO2濃度

6040

TGC ambient [CO2]
TGC doubled [CO2]ambient [CO2]doubled [CO2]202倍のCO2濃度

03032343638oC)
Tmax (（℃）
日最高気温4042水稲生産に及ぼす気候変化の影響のシミュレーション
高温耐性中程度の品種

収量増加

変化なし
収量減少

備える

高温耐性品種（Nakagawa ら 2003）

東北の主要品種

稔実歩合（％）

あきたこまち2-3℃の品種
間差あり
アキヒカリ
ヒノヒカリ

東北の品種

九州・西日本の主要品種

日中気温 （℃）（松井ら2001）

・この例では、九州の品種より、かえって東北品種の高温耐性が高かった。
→「高温不稔」の観点からの品種開発はこれまで行われてこなかったことを示唆！

下図：野生稲Oryza officinalisの早朝開花性を導入した種間交雑
系統では、親品種のコシヒカリに比べて、開花時刻が2－3時間早まり、不稔率が低下する（作物研・石丸努ら、2010）。
開花時刻が最も高温に弱い！
60コシヒカリ

4050

早朝開花

37.540353032.52030

1027.5025

早朝開花系統の開花時刻

コシヒカリの開花時刻

気温（℃）

不稔率（％）

気温（℃）

高温不稔に関する生物学的適応

イネの高温不稔に関する適応の道筋
高温に遭わないようにする

植物体温を下げる

高温に遭っても耐える

（逃避性）

（回避性）

（耐性）

播種日を変える

品種の早晩性を変える

開花時
刻を早める

蒸散を盛んにする

穂の位置を葉より低くする

花粉の高温耐性

葯の裂開性

伝える 2010年の気象と玄米品質
今年の１等米比率および直近５年平均値との差
全国
63.1%

北海道

-16.5%

88.8%
+1.7%

北陸
41.2%

東北

-41.9%

74.4%

中国・四国

-15.8%

40.4%-14.2%

通常年の1等米比率は約80％

関東
78.1%
東海

九州

近畿24.8%

39.9%

41.0%

-32.9%+4.6%-27.0%-11.8%
沖縄
48.2%+28.0%※2010年のデータ
は10月31日現在

各種身熟粒発生率、整粒歩合（%)
各種未熟粒比率

100

コシヒカリ

乳心白+白死米90

基白+背腹白80

白未熟粒合計70

その他未熟60

整粒

50
4030
20
10025262728293031

出穂後14日間の平均気温（℃）

中川ら （2010）

2010年の気温経過
35

出穂後、高温が続く
長岡市

日平均気温（℃）

30

水稲の生育初期、低温・低日照経過で冷害を懸念

25
20
穂肥をどうしよう？
肥料をやらない農家も

15

2010年

10

平年値

50

穂肥

移植

4/1

5/1

6/1

7/1

出穂

8/1

9/1

10/1

早期警戒・栽培管理支援システム
高温障害の危険性がありますよ！
アラート（警報）の発出施肥量は○○くらいがよいでしょう。
意思決定支援システム

背景

開発中のシステム

高温障害による品質悪化
気象の年次変動と温暖化

全国のメッシュ
気象データ、新たな農業気象
情報

水稲冷害

病虫害

安定的な農業経営には気候変動への対応が不可欠

農業気象災害5%削減

APIサーバー３

栽培管理支援情報
・異常高/低温注意情報
・フェーン被害注意情報
・病害発生危険情報
・害虫飛来予測行政, 研究機関、普及機関、JAなど

２
３
ICT企業などが開発した多圃場営農管理システム

農家
３

作物生育・病害虫発生の予測、気象対応型栽培技術

１２・白未熟粒発生低減アドバイス
・収穫適期予測
・病害防除適期予測
・生育予測・収穫量予測 など

気候変化に強い農業を目指して（まとめ）基礎研究

個々の適応策の開発

総合的適応策• 生理実験
• 実態調査• シミュレーション• 既存の別の品種に変える• 新品種の開発• 新栽培技術の開発• 作物種や作付体系の変更• 農業気象情報システムの使用• 灌漑施設などの農業インフラの整備• 社会経済的な適応• 個々の適応策を効果的に組み合わせる• 地域・実態に応じた適応策の設定

能登白米千枚田（しらよねせんまいだ）

ご清聴ありがとうございました。