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リンゴ樹および樹園地土壌における長期高CO2・高温の影響とその技術的適応策

研究課題

研究課題/領域番号 18H03964
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分41:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
研究機関弘前大学

研究代表者

伊藤 大雄  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (00333716)

研究分担者 叶 旭君  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (10708168)
石神 靖弘  高崎健康福祉大学, 農学部, 准教授 (50361415)
青山 正和  弘前大学, 農学生命科学部, 客員研究員 (60150950)
加藤 千尋  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (60728616)
荒川 修  弘前大学, 農学生命科学部, 客員研究員 (70184265)
遠藤 明  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (70450278)
森谷 慈宙  弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (30539870)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2018年度: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円)
キーワードリンゴ / 気候変動 / フェノロジー / 光合成 / 乾物生産 / 果実品質 / 土壌有機物・炭素動態 / 土壌窒素動態 / 環境制御
研究成果の概要

屋外と同じ気温・CO2濃度のA棟、屋外より気温が3度高いB棟、屋外より気温が3度・CO2濃度が200ppm高いC棟の3棟のビニールハウスで、3品種・16樹のリンゴを4年間栽培した。B棟とC棟では萌芽から落葉までの期間が2週間長くなり、C棟の光合成速度はB棟より10%以上高かった。そのため樹の地上部生長量はC棟>B棟>A棟であったが、果実収量はC棟でA棟と同等、B棟はA棟より少なかった。B・C棟の収穫果実の糖度はA棟と同等だったが、硬度や酸含有量はA棟より低く、果皮の着色も劣った。B・C棟では土壌表面からのCO2放出がA棟より多かったが、2年目以降は土壌有機物量の減少が見られなくなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「対照」「高温」「高温高CO2」の3棟のビニールハウスで、3品種・16樹のリンゴを4年間栽培した。数十年後に想定される新たな気候の下で、リンゴ樹の萌芽・収穫・落葉日、生長量、光合成速度、果実の収量・品質や、リンゴ園土壌の物理・化学性、炭素・窒素動態がどのように変化するのか、その影響は灌水管理や着果管理などの技術的適応策によってどの程度緩和できるのか明らかにすることが出来た。得られた知見は、数十年後を見据えたリンゴの品種開発やリンゴ栽培技術の改良に役立つ。

報告書

(6件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 10件)

  • [雑誌論文] Down-regulation of photosynthesis in apple leaves under elevated CO<sub>2</sub> concentration: a long-term field study with different fruit load2023

    • 著者名/発表者名
      Md Rakibul Hassan and Daiyu Ito
    • 雑誌名

      農業気象

      巻: 79 号: 1 ページ: 49-57

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-22-00021

    • ISSN
      0021-8588, 1881-0136
    • 年月日
      2023-01-10
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 気温および大気中二酸化炭素濃度の上昇が津軽地域リンゴ園における土中CO2動態におよぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      加藤千尋・遠藤明・伊藤大雄・石田祐宣
    • 雑誌名

      土壌の物理性

      巻: 149 号: 0 ページ: 37-46

    • DOI

      10.34467/jssoilphysics.149.0_37

    • NAID

      130008143234

    • ISSN
      0387-6012, 2435-2497
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高温・高CO2環境がリンゴ生産に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄・石神靖弘・荒川修・石田祐宣
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 4(9) ページ: 64-66

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Changes in particulate and mineral-associated organic matter and microbial biomass in apple orchard soils under elevated temperature and CO2 concentration conditions over four years2024

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Aoyama and Daiyu Ito
    • 学会等名
      9th international symposium on the interactions of soil minerals with organic matter and microbes
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soil respiration in an apple orchard in Tsugaru region under high air temperature and high atmospheric CO2 conditions2024

    • 著者名/発表者名
      Kato, C., Endo, A. and Ito D.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Tree phenology and grass production of an apple orchard under elevated temperature and CO22023

    • 著者名/発表者名
      Ito, D. and Hassan, M.R.
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural Meteorology 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dry matter production and partitioning of an apple tree in response to elevated temperature and CO22023

    • 著者名/発表者名
      Hassan, M.R. and Ito, D.
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural Meteorology 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Change in the date of harvesting and the quality of harvested fruits for apple trees cultivated under high temperature and CO22023

    • 著者名/発表者名
      Ito, D., Hassan, R., Arakawa, O. and Nissato, K.
    • 学会等名
      The 4th Asian Horticultural Congress
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温・高CO2環境下におけるリンゴ樹群落ハウス土壌環境の経年変化の特徴2023

    • 著者名/発表者名
      遠藤 明・加藤千尋・伊藤大雄
    • 学会等名
      第72回農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高温処理および高温・高CO2処理を施したビニルハウス内におけるリンゴ栽培下での4年間の土壌有機物変化2023

    • 著者名/発表者名
      青山正和・伊藤大雄
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of the increment of air temperature and CO2 concentration on the ripening of apple fruit under the changing climate2022

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, O., Nissato,K., Ito, D., and Hassan, R.
    • 学会等名
      31st International Horticultural Congress
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温および高CO2濃度がリンゴ品種‘紅の夢’の果肉・果皮着色と果実品質に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄・Hassan, M.R.・日里恭一
    • 学会等名
      園芸学会令和4年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高温処理および高温・高CO2処理を施したビニルハウス内におけるリンゴ栽培下での土壌有機物の変化2022

    • 著者名/発表者名
      青山正和・伊藤大雄
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Climate change and the effects due of incremental increases in air temperature and the CO2 concentrations on the ripening of apple fruit2022

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, O., Ito, D., Hassan, R.
    • 学会等名
      31st International Horticultural Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リンゴ園における土壌窒素収支の経年変化と高温高CO2環境による影響2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄・Hassan,R. ・青山正和
    • 学会等名
      日本農業気象学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高温と高CO2環境がリンゴの果実品質に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      荒川修・日里恭一・伊藤大雄・Hassan Rakibul
    • 学会等名
      日本農業気象学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Photosynthesis down regulation of apple trees after long term exposure of elevated CO2 concentration2021

    • 著者名/発表者名
      Md Rakibul Hassan, Daiyu Ito
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural Meteorology 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of long-term elevated CO2 concentration on the carbon budget of apple population2021

    • 著者名/発表者名
      Daiyu Ito, Md Rakibul Hassan, Sachinobu Ishida, Yasuhiro Ishigami
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural Meteorology 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of elevated air temperature and CO2 concentration on soil CO2 dynamics in an apple orchard2021

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kato, Akira Endo, Daiyu Ito, Sachinobu Ishida
    • 学会等名
      JpGU 講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soil carbon dynamics in the apple orchard under the changing climate2020

    • 著者名/発表者名
      Daiyu Ito
    • 学会等名
      International online symposium on soil C and N dynamics by land use, management and climate changes
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気候変動による高温および高CO2環境がリンゴ園の物質生産に及ぼす影響(予報)2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄・日里恭一・Hassan,R.
    • 学会等名
      日本農業気象学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CO2収支解析に基づくビニールハウス内リンゴ個体群の光合成速度の評価2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄・石神靖弘・石田祐宣
    • 学会等名
      日本農業気象学会東北支部令和元年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 気候変動に伴うリンゴ‘ふじ’の休眠覚醒日、発芽日および開花日の経年変動予測2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄
    • 学会等名
      日本農業気象学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 津軽地域の灰色低地土りんご園における土中CO2ガス濃度変動2019

    • 著者名/発表者名
      加藤千尋・花岡美来・遠藤明・佐々木長市・伊藤大雄
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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