2022 Fiscal Year Final Research Report

Crop-Field Microclimate Simulator for high-precision prediction of rice yield and quality under future climate conditions

Research Project

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Project/Area Number	20H03112
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	Ishigooka Yasushi 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, グループ長 (50354006)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	桑形恒男国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 再雇用職員 (90195602) 吉本真由美国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 主席研究員 (40343826) 滝本貴弘国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 主任研究員 (60788694) 伊川浩樹国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 主任研究員 (10754393)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	イネ / 耕地微気象 / 作物収量・品質予測 / 地球温暖化 / 土壌温度・水分 / 農業生産環境
Outline of Final Research Achievements	We developed a basic program for the "Crop-Field Microclimate Simulator" that can simulate the evolution of soil temperature and moisture, paddy water temperature, and the microclimate environment of a rice crop canopy (canopy temperature, air temperature, humidity and wind speed in the canopy, vertical distribution of solar radiation in the canopy, and photosynthesis, etc.). We also integrated the "Crop-Field Microclimate Simulator" with the "Rice Growth and Yield Model" to create a framework for simulating rice yield and quality that takes into account the crop microclimate using meteorological data. Using this newly developed model, simulations of rice yield and quality were conducted, and the validity of the model was verified by comparison with measured data. Using the new model, future projections of rice production based on the latest climate scenarios were conducted at the site level.
Free Research Field	農業気象学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	地球温暖化が世界の食料生産に大きな影響を及ぼすことが懸念される中、日本のイネ栽培においても、高温による品質低下などの被害が顕在化している。われわれのグループでは気候変化シナリオに基づくコメ生産の将来予測を実施しているが、現在の予測には、作物の栄養状態に影響をおよぼす土壌温度・水分の変化や、コメ品質や高温不稔に直接関係した群落の温度環境（葉温や穂温）、病虫害発生と直接関わる群落の濡れ時間などが考慮されていない。本研究で開発した「耕地微気象シミュレータ」を用いれば、これらの影響を考慮したコメ収量・品質の将来予測が実施可能となり、国や自治体レベルでの温暖化に対する効果的な適応技術の開発に貢献できる。