高温がイネの収量・品質に及ぼす影響 -...

•高温下の生理・炭素代謝

•温度と収量の関係(水稲作況標本地点データ2001-2004）

•白未熟粒の発生条件

•温度条件の考慮

高温がイネの収量・品質に及ぼす影響

近藤始彦 農研機構

資 料 No.３

高温の水稲収量・品質への（負の）影響

生育期間短縮（生育ステージ加速）

生理機能（呼吸、炭素・窒素代謝、形態形成）

穂数 籾数（籾生産効率）

登熟（登熟歩合・粒重、

外観品質）

不稔

乾物生産 HI(収穫指数）

高温

•品質•白濁、粒張り、食味

高温と登熟・外観品質

Milky white White core White belly White base

•収量•粒重

穂温度

27. 4 27. 4 27. 9 27. 9

28. 4 28. 4

28. 9 28. 9

29. 4 29. 4

29. 9 29. 9

30. 4 30. 4

30. 9 30. 9 31. 4 31. 4

RG: 1 ε : 1 . 0 0 SC: NORM

(100.0)

(-20.0)

04/08/0310:20:23

a26.20.34

Hitomebore, Hatsuboshi, Takanari(Japonica) (Indica)

植物体温度

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Days after anthesis

Grain filling (%)

1

2

3

温度が登熟へ及ぼす影響（模式）

基質要求増大、デンプン合成機能 基質供給

Optimum temp.

High temp.

生育ステージ加速

Amyloplast

Starch synthase

ADP-Glucose

Branching enzyme

Debranching enzyme

Amylopectin80% (waxy rice 100%)

Amylose20% (waxy rice 0%)

ADPRice endosperm cellGranule-bound starch synthase I

(GBSSI, Wx)

Starch synthase IIa(SSIIa, Alk)

Starch synthase I(SSI)

イネ胚乳でのデンプン合成

Nutrients, water, phytohormones

Stem

Panicle

Leaf

Root

C

NWater

CO2

Light

CO2

CO2

CO2

CO2

Kondo, Unpublis

1～ 34～ 67 ～ 910 ～ 12

Total 1010 sites

作況標本地点：2001-2004

ヒノヒカリのべ約５００地点

コシヒカリのべ約１０００地点

Kondo, Unpublished

時期別の温度、日射量と収量の相関(作況標本地点：コシヒカリ:2001-2004)

Coefficient of correlation with yield

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

-30 -20 -20 0 10 20

Mean tempMax tempMin tempDaily diffRadiation

Days after heading (for 20 days)

0100200300400500600700800900

16 18 20 22 24 26 28 30 320

100200300400500600700800900

16 18 20 22 24 26 28 30 32

気温と収量の関係(コシヒカリ)

Daily mean temperature (℃)

出穂-20～0日 出穂+10～20日Yield(kg/10a)

y = 0.3124x + 18.869R2 = 0.1657

1516171819202122232425

0 2 4 6 8 10 12 14

Max - min temperature

Gra

in w

eigh

t (g/

1000

gra

in)

Low radiation <200W/m2High radiation >200W/m2

During ripening stages

気温日較差と粒重の関係(コシヒカリ)

最低・最高気温と収量、乾物重、籾数の関係 (cv. IR72)(IRRI)

(Peng et al 2004)

Yield

Biomass

籾数

穂数

乳白粒率、基部未熟粒（基白粒）率と時期別の気象要因の相関(コシヒカリ）

出穂前後の平均・最低気温

出穂後の最低・平均気温

a 乳白粒

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

-30～-10 -20～0 -10～10 0～20 10～30 20～40

出穂後日数

相関係数

平均気温

最高気温

最低気温

最大風速

日射量

b 基部未熟粒

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

-30～-10 -20～0 -10～10 0～20 10～30 20～40

出穂後日数

相関係数

0

10

20

30

40

50

20 22 24 26 28 30 32

平均気温(℃)

乳白粒率(%)

日射量 200 W/m2未満の標本地点

日射量 200 W/m2以上の標本地点

0

10

20

30

40

50

20 22 24 26 28 30 32

平均気温(℃)

乳白粒率（%）

乳白粒率と平均気温（出穂後２０日間）の関係

ヒノヒカリコシヒカリ

0

2

4

6

8

10

12

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

N rate (kg/10a)

400

450

500

550

600

Yield (kg/10a)

N rate

Yield

N 施肥量（北陸地域）

（農水省）

y = 5E-24x16.781

R2 = 0.71

y = 2E-20x14.132

R2 = 0.60

0.0

10.0

20.0

30.0

18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0

出穂後２０日間平均気温（℃）

基白粒率(%)

6.5%未満

6.5%以上

気温と基白粒率（玄米タンパク含有率別）

Ko-onnet 連絡試験

(Tsuno and Yamaguchi 1987)

Root respiration rate (mgCO2 g-1h-1)

Phot

osyn

thet

ic ra

te 4

0C/3

0C温度環境と根

0.0

0.1

0.2

0.3

18℃ 25℃ 30℃ 36℃

Soil Temperature

Root/Shoot

(Tsuno and Yamaguchi 1981)

温度への生理反応の理解籾重、籾数への影響定量化

日射ｘ温度交互作用ステージ間交互作用夜温度、日較差の影響メカニズム

栽培方法（株数と窒素Nの影響：穂数、籾数）品種間差異

温度の影響 （課題）