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地球温暖化が冷害リスクに
及ぼす影響
ー生育ステージの変化に着目し
てー
岩手大学農学部作物学研究室
下野裕之
冷害発生のメカニズム
夏の低温
７～８月（夏）
穂ばらみ期＝感
受性が最大
花粉形成阻害
感受性部位は穂
開花受粉時に健全な花粉
数が不足
正常
不受精（不稔）
甚大な被害
不稔
冷害への感受性は大きく変化
無処理
収量( g/ pl)
1 2 ℃４日間
22 20 18 16
14 12 10
8
6
4
2
出穂前日数（低温処理開始時）
0
Ｈayase et al., ( 1 9 6 9 )
日本作物学会紀事 3 8 :
7 0 6 - 7 1 1.
地球温暖化と冷害
１．気温推移
２．栽培スケジュール
３．出穂前進の効果
（１）過去
（２）将来
地球温暖化と冷害
１．気温推移
２．栽培スケジュール
３．出穂前進の効果
（１）過去
（２）将来
年平均気温は全地点で上昇傾向
（過去70年間，1937-2006）
20
18
16
14
12
10
8
6
4
1937
札幌
1947
旭川
八戸
1957
盛岡
仙台
1967
秋田
酒田
1977
福島
1987
富山
水戸
1997
神戸
高知
鹿児島
下野(2008)日本作物学会
紀事 77: 489-497.
地域により夏の昇温トレンドが異な
る
昇温量（℃/100年）
5
2.8
2.9 2.4
2.5
2.3 1.8
平均値（全地点）
0.6 0.9 1.9 2.3
2.1
2.3
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
-1
8
9
10
11
12
札幌
旭川
八戸
盛岡
仙台
秋田
酒田
福島
水戸
富山
神戸
高知
鹿児島
月
下野(2008)日本作物学会紀事
77: 489-497.
北日本では夏は昇温していない
4
昇温量（℃/100年）
７月
８月
3
2
1
鹿児島
高知
神戸
富山
水戸
福島
酒田
秋田
仙台
盛岡
八戸
旭川
-1
札幌
0
下野(2008)日本作物学会紀事
77: 489-497.
１．まとめ：過去の気温推移
（なぜ温暖化していても冷害が発生？）
●夏の気温が上昇していない。
地球温暖化と冷害
１．気温推移
２．栽培スケジュール
３．出穂前進の効果
（１）過去
（２）将来
寒冷地のコメ生産は温度が制限
（わずかな変動が冷害を引き起こす）
４．安全な生殖成長期間
30
25
22℃以上
２．成熟晩限
１．移植早限
20
15
３．栽培可能期間
12℃以上
盛岡の平年気温℃
（1979～2008）
10
5
0
1月1日
-5
2月20日
4月11日
5月31日
7月20日
9月8日
10月28日 12月17日
解析データ：過去４６年（１９６１～２００６），４地点（札幌，青森，盛岡，仙台）の日平均気温。
移植早限は１０年あたり１～２日早
まっている
5 月2 7 日
5 月2 2 日
5 月1 7 日
移植早限
5 月1 2 日
5 月7 日
5 月2 日
4 月2 7 日
4 月2 2 日
4 月1 7 日
●
▲
■
×
4 月1 2 日
4 月7 日
4 月2 日
1960
1970
1980
1990
年次
2000
北海道
青森
岩手
宮城
2010
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
実測の移植日は東北地方では１９８０
年までは早まるがその後は変化なし
6 月6 日
6 月1 日
実測移植日
5 月2 7 日
5 月2 2 日
5 月1 7 日
●
▲
■
×
5 月1 2 日
5 月7 日
5 月2 日
1960
1970
1980
1990
2000
北海道
青森
岩手
宮城
2010
年次
Shimono et al. (2010)
解析データ：作物統計
Field Crops Research.118:126-134
成熟晩限は１０年あたり２～３日遅
くなっている
1 1 月1 3 日
成熟晩限
1 1 月3 日
1 0 月2 4 日
1 0 月1 4 日
1 0 月4 日
●
▲
■
×
9 月2 4 日
9 月1 4 日
1960
1970
1980
1990
年次
2000
北海道
青森
岩手
宮城
2010
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
実測の収穫期は一定の傾向がな
いが，近年，早まる傾向
1 0 月2 9 日
1 0 月2 4 日
実測収穫期
1 0 月1 9 日
1 0 月1 4 日
1 0 月9 日
1 0 月4 日
9 月2 9 日
9 月2 4 日
●
▲
■
×
9 月1 9 日
9 月1 4 日
9 月9 日
1960
1970
1980
1990
年次
解析データ：作物統計
2000
北海道
青森
岩手
宮城
2010
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
実測の生育日数と可能生育日数の差
（可能－実測）は広がりつつある
70
北海道
60
y = 0.0158x2 - 62.33x + 61470
R 2 = 0.1503
60
50
50
40
40
30
30
10
10
60
y = 0.0253x2 - 99.979x + 98879
R 2 = 0.196
20
20
0
1950
青森
1960
岩手
50
1970
1980
1990
2000
0
1950
2010 -10
80
y = 0.0324x2 - 128.32x + 127229
R 2 = 0.1881
1960
宮城
70
1970
1980
1990
2000
2010
y = 0.0527x2 - 209.26x + 207632
R 2 = 0.3152
60
40
50
30
40
20
30
10
20
0
1950
-10
-20
1960
1970
1980
1990
2000
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
2010
10
0
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
温度資源を評価するパラメータ
（安全な生殖成長期間）
４ 安全な生殖成長期間
（冷害回避）
30
22℃以上
（３０日間平均）
25
20
15
10
5
0
1月1日
-5
2月20日
4月11日
5月31日
7月20日
9月8日
10月28日 12月17日
安全な生殖成長期間には一定の
傾向がない
安全な生殖成長期間（
日）
90
80
70
60
50
40
30
●
▲
■
×
20
10
0
1960
1970
1980
1990
2000
北海道
青森
岩手
宮城
2010
年次
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
２．まとめ：栽培スケジュール
●生育全体の期間については，前後に広く
設定でき，生産性向上の可能性あり．
●その一方，冷害発生に関わる生殖成長
期については大きな向上がない．
延長された栽培可能期間を有効に利用し，冷害
の危険性を軽減する作期の策定が必要。
地球温暖化と冷害
１．気温推移
２．栽培スケジュール
３．出穂前進の効果
（１）過去
（２）将来
出穂日は１０年あたり１日早くなっ
ている（北海道は２日）
8月30日
●
▲
■
×
北海道
青森
岩手
宮城
出穂日
8月20日
8月10日
7月31日
7月21日
1960
1970
1980
1990
2000
2010
Year
Shimono (in press)
Agricultural, Ecosystems & Environment
潜在的な冷害リスクを出穂の
早まりで高めている
冷害による潜在的な減収率（％）
穂ばらみ期の気温（℃）
28
35
30
冷害による潜在的な減収率（％）
穂ばらみ期の気温（℃）
26
24
22
20
18
1960
25
20
15
10
5
1970
1980
1990
Year
穂ばらみ期＝出穂１５～５日前
減収率は，穂ばらみ期の冷却度と作況指
数より換算
2000
2010
0
1960
1970
1980
1990
2000
2010
Year
●
▲
■
×
北海道
青森
岩手
宮城
Shimono (in press)
Agricultural, Ecosystems & Environment
３（１）．まとめ：将来予測
●春の昇温による出穂の早まりは，穂ば
らみ期の気温を低下させ，冷害リスクを
高めている
地球温暖化と冷害
１．気温推移
２．栽培スケジュール
３．出穂前進の効果
（１）過去
（２）将来
将来予測：モデル解析
シナリオ
１．通常
２．春のみ昇温する場合
１～３℃の気温上昇（春＝５～６月，夏＝７～８月）
モデル
●発育モデル
葉齢進展モデル（有効積算温度），神田ら（2000，2002）
●冷害モデル
冷却度（20℃以下の気温の20℃からの差分を幼穂形成から出穂期ま
で積算，℃・日），内島ら（1970），Shimonoら（2005）
データ
盛岡，八戸，仙台の過去17年間（1980～2007）の日平均
気温（計51データセット）
冷害強度は春のみの昇温により
１℃あたり16％増加
冷却度の相対増加率
1.6
y = 0.1626x + 1
R 2 = 0.9744
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0
1
2
3
春の気温上昇（℃）
下野(2008)日本作物学会紀事
77: 489-497.
３（２）まとめ：モデル解析
通常
春のみ昇温
冷害感受期
26
26
24
24
22
22
冷害
20
限界
20
18
18
16
16
14
5月20日 6月9日 6月29日 7月19日 8月8日 8月28日 9月17日
14
5月20日
栄養成長
生殖成長
登熟期
6月9日
6月29日
7月19日
8月8日
8月28日
9月17日
栄養成長 生殖成長 登熟期
現在までのように，夏の昇温がなく，春の昇温が進行すると仮
定した場合，品種，栽培方法を適正化しないと，発育ステージ
の前倒しにより，冷害危険期に低温に会う頻度を高めてしまう
下野(2008)日本作物学会紀事
ことが示唆された。
77: 489-497.
結論：将来予測
●春の昇温が生育ステージの前倒しさせ
冷害リスクを増大させる可能性。
近い将来の地球温暖化は北日本のイネの
冷害の解決につながらない可能性
潜在収量低下と冷却度
（穂ばらみ期）の関係
1.4
y = -0.008648x + 1
R2 = 0.2609
相対収量（作況指数/100）
1.2
1
0.8
●
▲
■
×
0.6
0.4
北海道
青森
岩手
宮城
0.2
0
0
10
20
冷却度(oC d)
30
40
Shimono (in press)
Agricultural, Ecosystems & Environment