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高CO_2濃度・温暖化環境に対する水稲とオオムギの生育・収量反応予測モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 09556005
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 作物学
研究機関京都大学

研究代表者

堀江 武  京都大学, 農学研究科, 教授 (90181528)

研究分担者 松井 勤  京都大学, 農学研究科, 助手 (70238939)
中川 博視  京都大学, 農学研究科, 助手 (90207738)
白岩 立彦  京都大学, 農学研究科, 講師 (30154363)
大政 謙次  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授
清野 豁  農業環境技術研究所, 環境管理部, 科長
大西 政夫  京都大学, 農学研究科, 助手 (80185339)
稲村 達也  京都大学, 農学研究科, 助教授 (00263129)
研究期間 (年度) 1997 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2000年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1999年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1998年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード二酸化炭素濃度 / 温暖化気候 / 水稲 / 二条オオムギ / 生育 / 収量 / 高温不稔 / 予測モデル / オオムギ / 二酸化炭素 / 温度 / 収量・ / 温暖化
研究概要

1.高CO_2・温暖化環境に対する水稲の生育・収量反応の予測モデル
過去7年間にわたって行われた温度傾斜型CO_2濃度制御温室(TGC)での水稲栽培データおよび個葉光合成データをもとに高CO_2・温暖化環境に適用可能な水稲の生育・収量反応の予測モデルを開発した。個葉光合成に及ぼす温度とCO_2濃度の相互作用を取り入れた光合成モデルから日射-乾物変換効率の温度・CO_2濃度反応をモデル化し、それを水稲の生育・シミュレーションモデルに組み込んだ。モデル・シミュレーションから乾物生産・収量レベルに及ぼす温度とCO_2濃度の相互作用は比較的小さいことが示唆された。また、モデルの環境条件に対する感度解析から、高温不稔過程が温暖化環境のもとで重要な収量制限要因となることが予測された。
2.イネの高温不稔発生メカニズムの解明
イネの高温不稔は葯の不裂開と関係しているが、それは主として開花日の高温による花粉の膨張能力の低下によることが明らかにされた。また、開花日直前の高温は、葯の裂開機能を低下させることによって高温不稔を助長した。
3.高CO_2・温暖化環境に対するオオムギの生育・収量反応の予測モデル
2年間にわたるTGCを用いた二条オオムギの栽培試験と過去に行われた現在の気候条件のもとでの栽培試験、および作物統計のデータをもとに高CO_2・温暖化環境のもとで二条オオムギの生育・収量をシミュレートするモデルを開発した。モデルを用いて北関東2県、九州2県の二条オオムギ収量の年次変動をシミュレートしたところ、湿害などの気象災害が顕著であった年を除けば、年次変動をかなりよく説明することが可能であった。また、地域による最適播種期がモデル・シミュレーションで再現された。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書

研究成果

(30件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] Nakagawa,H.: "Rice responses to elevated CO_2 concentrations and high temperature"J.Agric.Meteorol.. 52. 797-800 (1997)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Horie,T.: "Crop ecosystem responses to climate change : Rice p.81-106.2000"Climate Change and Global Crop Productivity (eds.,K.R.Reddy and H.F.Hodges). 81-106 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Matsui,T.: "Rapid swelling of pollen grains in the dehiscing anther of two-rowed barley (Hordeum distichum L.emend.Lam.)"Annals of Botany. 85. 345-350 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Matsui,T.: "Mechanism of septum opening in anthers of two-rowed barley (Hordeum vulgare L.)"Annals of Botany. 86. 47-51 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Matsui,T.: "Anther dehiscence in two-rowed barley (Hordeum distichum) triggered by mechanical stimulation"Journal of Experimental Botany. 51. 1319-1321 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa,H.: "Rice responses to elevated CO_2 and temperature"Global Environmental Research. 3. 101-113 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 堀江武: "作物学総論"朝倉書店. 199 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 荒川明: "二条オオムギのシンク・ソース関係からみた登熟性の解析"日本作物学会紀事.. 68. 561-569 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 本間香貴: "群落表面温度の隔測に基づく高温・高 CO_2 濃度環境下の水稲の蒸散・熱収支特性の解析"日本作物学会紀事.. 68. 137-145 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Matsui T.: "Rapid swelling of pollen grains in response to floret opening unfolds anther locules in rice (Oryza sativa L.)"Plant Production Science.. 2. 196-199 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Matsui T.: "Mechanism of anther dehiscence in rice (Oryza sativa L.)"Annals of Botany. 84. 501-506 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 中川博視: "高 CO_2 濃度下での資源植物の環境応答反応"環境技術. 28. 454-459 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ohnishi M.: "Nitrogen management and cultivar effects on rice yield and nitrogen use efficiency in Northeast Thailand"Field Crops Research.. 64. 109-120 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 堀江 武: "作物学総論"朝倉書店. 199 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue,Y.: "Analysis of spectral measurements in paddy field for predicting rice growth and yield abased on a simple crop simulation model" Plant Production Science. 1・4. 269-279 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大西政夫: "重量法による水稲各器官中の非構造性炭水化物の簡易定量法" 日本作物学会紀事. 68.1. 126-136 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ohnishi,M.: "Modeling and evaluation of productivity of rainfed rice in Northeast Thailand" Proc.Intnat.Symposium : World Food Security and Crop Production Technologies for Tomorrow. 173-176 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 本間香貴: "群落表面温度の隔測に基づく高温・高CO_2濃度環境下の水稲の蒸散・熱収支特性の解析" 日本作物学会紀事. 68.1. 137-145 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tsukaguchi,T.: "Analysis of grain-filling of individual tillers of rice based on their emergence time and NSC content in genotypes IR72 and now plant type" Proc.Intnat.Symposium : World Food Security and Crop Production Technologies for Tomorrow. 298-299 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Koie,K.: "Effect of doubled Co_2 concentration on the growth and yield of two-rowed barley under various temperature and nitrogen conditions" Proc.Intnat.Symposium : World Food Security and Crop Production Technologies for Tomorrow. 308-309 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 堀江 武: "作物学総論" 朝倉書店, 199 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Horie,T.: "World Food Security and Crop Production Technologies for Tomorrow" Graduate School of Agriculture,Kyoto University, 343 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Horie,T.: "Effects of elevated carbon dioxide and climate change on rice production in East and South East Asia" Proc.of Internat. Scientific Symposium on Asian Paddy Field. 49-58 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Horie,T.: "Physiological characteristics of high-yielding rice inferred from cross-location experiments" Field Crops Research. 52. 399-425 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa,H.: "Rice responses to elevated CO_2 concentration and high temperature" J.Agric.Meterol. 52. 797-800 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Matsui,T.: "High temperature induced spikelet sterility of Japonica rice at flowering in relation to temperature and humidity" Jpn.J.Crop Sci.66. 449-455 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Matui,T: "Effects of high temperature and CO_2 concentration on spikelet sterilits in indica rice" Field Crops Res.51. 213-219 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Matthews,R.B: "Simulating the impact of climate change on rice production in Asia and evaluating options for adaptation" Agricultural Systems. 54. 399-425 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 堀江武: "農学・生態学のための気象環境学(文字信貴ら編)" 丸善出版, 199 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 中川博視: "土壌圏と地球環境問題(木村眞人編)" 名古屋大学出版会, 277 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1998-03-31   更新日: 2016-04-21  

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