高温がイネの収量・品質に及ぼす影響 -...
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•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
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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
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•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
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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
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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
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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
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Nutrients, water, phytohormones
Stem
Panicle
Leaf
Root
C
NWater
CO2
Light
CO2
CO2
CO2
CO2
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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
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Kondo, Unpublished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)
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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)
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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
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(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)
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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)