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地球温暖化が冷害リスクに及ぼす影響
岩手大学農学部作物学研究室
下野裕之
ー生育ステージの変化に着目してー
冷害発生のメカニズム
夏の低温
花粉形成阻害
開花受粉時に健全な花粉数が丌足
丌受精（丌稔）
感受性部位は穂
丌稔 正常
甚大な被害
穂ばらみ期＝感受性が最大
７～８月（夏）
冷害への感受性は大きく変化
Ｈayase et al., (1969) 日本作物学会紀事 38: 706-711.
12℃４日間
22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
出穂前日数（低温処理開始時）
収量
(g/pl)
無処理
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
地球温暖化と冷害
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1937 1947 1957 1967 1977 1987 1997
札幌 旭川 八戸 盛岡 仙台 秋田 酒田 福島 富山 水戸 神戸 高知 鹿児島
年平均気温は全地点で上昇傾向 （過去70年間，1937-2006）
下野(2008)日本作物学会紀事 77: 489-497.
-1
0
1
2
3
4
5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
月
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
地域により夏の昇温トレンドが異なる
平均値（全地点）
2.8 2.9 2.4 2.5 2.3 1.8 0.6 0.9 1.9 2.3 2.1 2.3
昇温量（℃/100年）
下野(2008)日本作物学会紀事 77: 489-497.
-1
0
1
2
3
4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
７月
８月
北日本では夏は昇温していない
昇温量（℃/100年）
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。
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
-5
0
5
10
15
20
25
30
1月1日 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
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
盛岡の平年気温℃ （1979～2008）
22℃以上
12℃以上 ３．栽培可能期間
１．移植早限 ２．成熟晩限
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。
4月2日
4月7日
4月12日
4月17日
4月22日
4月27日
5月2日
5月7日
5月12日
5月17日
5月22日
5月27日
1960 1970 1980 1990 2000 2010
年次
移植早限
移植早限は１０年あたり１～２日早まっている
● 北海道
▲ 青森
■ 岩手
× 宮城
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
5月2日
5月7日
5月12日
5月17日
5月22日
5月27日
6月1日
6月6日
1960 1970 1980 1990 2000 2010
年次
実測移植日
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
● 北海道
▲ 青森
■ 岩手
× 宮城
解析データ：作物統計
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
9月14日
9月24日
10月4日
10月14日
10月24日
11月3日
11月13日
1960 1970 1980 1990 2000 2010
年次
成熟晩限
成熟晩限は１０年あたり２～３日遅くなっている
● 北海道
▲ 青森
■ 岩手
× 宮城
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
9月9日
9月14日
9月19日
9月24日
9月29日
10月4日
10月9日
10月14日
10月19日
10月24日
10月29日
1960 1970 1980 1990 2000 2010
年次
実測収穫期
実測の収穫期は一定の傾向がないが，近年，早まる傾向
● 北海道
▲ 青森
■ 岩手
× 宮城
解析データ：作物統計
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
y = 0.0158x2 - 62.33x + 61470
R2 = 0.1503
0
10
20
30
40
50
60
70
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
北海道 y = 0.0253x2 - 99.979x + 98879
R2 = 0.196
-10
0
10
20
30
40
50
60
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
青森
y = 0.0324x2 - 128.32x + 127229
R2 = 0.1881
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
y = 0.0527x2 - 209.26x + 207632
R2 = 0.3152
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
岩手 宮城
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
-5
0
5
10
15
20
25
30
1月1日 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
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） 22℃以上
（３０日間平均）
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1960 1970 1980 1990 2000 2010
年次
安全な生殖成長期間（日
）安全な生殖成長期間には一定の
傾向がない
● 北海道
▲ 青森
■ 岩手
× 宮城
Shimono et al. (2010)
Field Crops Research.118:126-134
●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．
２．まとめ：栽培スケジュール
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。
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
出穂日は１０年あたり１日早くなっている（北海道は２日）
● 北海道
▲ 青森
■ 岩手
× 宮城
Shimono (in press)
Agricultural, Ecosystems & Environment
7月21日
7月31日
8月10日
8月20日
8月30日
1960 1970 1980 1990 2000 2010
Year
出穂日
0
5
10
15
20
25
30
35
1960 1970 1980 1990 2000 2010
Year
冷害による潜在的な減収率（％）
潜在的な冷害リスクを出穂の
早まりで高めている
● 北海道
▲ 青森
■ 岩手
× 宮城
穂ばらみ期の気温（℃） 冷害による潜在的な減収率（％）
Shimono (in press)
Agricultural, Ecosystems & Environment
18
20
22
24
26
28
1960 1970 1980 1990 2000 2010
Year
穂ばらみ期の気温（℃）
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
●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
３（１）．まとめ：将来予測
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
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
下野(2008)日本作物学会紀事 77: 489-497.
y = 0.1626x + 1
R2 = 0.9744
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
0 1 2 3
春の気温上昇（℃）
冷却度の相対増加率
14
16
18
20
22
24
26
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
16
18
20
22
24
26
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
３（２）まとめ：モデル解析
下野(2008)日本作物学会紀事 77: 489-497.
通常 春のみ昇温
栄養成長 生殖成長 登熟期 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ことが示唆された。
冷害感受期
冷害限界
●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。
結論：将来予測
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
y = -0.008648x + 1
R2 = 0.2609
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 10 20 30 40
冷却度(oC d)
相対収量（作況指数/100）
潜在収量低下と冷却度 （穂ばらみ期）の関係
● 北海道
▲ 青森
■ 岩手
× 宮城
Shimono (in press)
Agricultural, Ecosystems & Environment
