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水稲の登熟期の水管理が水田の窒素環境および米の外観品質に与える影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03071
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
研究機関東京大学 (2021-2022)
国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 (2019-2020)

研究代表者

西田 和弘  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90554494)

研究分担者 塚口 直史  石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (40345492)
吉田 修一郎  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90355595)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワード水管理 / 気候変動 / 水田 / 熱環境 / 窒素環境 / 窒素動態 / 水稲 / 米 / 高温登熟障害 / 米の品質 / 温度 / 窒素 / 玄米たんぱく質含有率 / 白未熟粒 / 灌漑水 / 水田の熱・窒素環境同時予測モデル / 水稲の高温登熟障害 / 玄米の外観品質 / リモートセンシング / 米の外観品質 / 玄米タンパク質含有率 / 熱移動 / 窒素移動 / 窒素濃度 / 水温 / 窒素無機化 / 水田の窒素環境 / 水温予測モデル / 窒素環境予測モデル / 水田の窒素動態 / 灌漑 / 掛け流し灌漑 / 玄米中タンパク質含有率
研究開始時の研究の概要

水稲の高温登熟障害抑制策として各種水管理法が推奨されている.一方,水田の窒素環境を解した米の品質への影響について科学的理解は十分でなく,また,現場の水田において最適な効果をもたらす水管理法は確立していない.そこで本研究では,灌漑水の水温・窒素濃度が異なる複数の水田における現場調査・各種水管理試験により,1)灌漑水の水温・窒素濃度,各種水管理が,水田の窒素環境・水稲の窒素状態に与える影響の解明,2)高温障害対策としての水管理法が米の外観品質に影響を及ぼすメカニズムの解明,3)水管理の影響を考慮した熱・窒素環境予測モデルの開発とこれを用いた計算による灌漑条件ごとの最適な水管理法の提案を行う.

研究成果の概要

登熟期の水管理による米の外観品質向上(高温登熟障害抑制)効果解明を目的として、水稲の登熟期の水管理が水田窒素環境および米の窒素状態に与える影響を調べた.その結果,①水管理による米の品質への影響は,水田の熱環境(稲の温度)への影響だけでなく、窒素環境(米の窒素状態)への影響によっても生じること,②水管理による米の窒素状態への影響は、灌漑水温および窒素濃度に大きく依存すること,③低窒素濃度の灌漑水を用いて田面水温を低下させる水管理を行うと、玄米の窒素(タンパク質)含有率の低下によって米の品質が悪化する可能性があることが明らかになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,水稲の登熟期の水管理は、水田の熱・窒素環境を共に変化させることで、米の外観品質に影響を与えることが明らかになった。このことは、水管理と肥培管理を組み合わせ対策により水田の熱・窒素環境をうまく制御すれば、従来よりも有効な対策となりうることを示唆する。今後、このような考えに基づく研究や技術開発が行われることで、米の高温障害問題の解決が促進されることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Plant hydraulic resistance controls transpiration of soybean in rotational paddy fields under humid climates2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota Shigehiro、Nishida Kazuhiro、Yoshida Shuichiro
    • 雑誌名

      Paddy and Water Environment

      巻: 21 号: 2 ページ: 219-230

    • DOI

      10.1007/s10333-022-00923-5

    • 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] 水田群の水需要の短時間変動が水田用水量に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      西田 和弘
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 90 号: 2 ページ: I_267-I_277

    • DOI

      10.11408/jsidre.90.I_267

    • ISSN
      1882-2789, 1884-7242
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation on effect of irrigation conditions on water temperature distribution in a paddy field2022

    • 著者名/発表者名
      Nishida Kazuhiro、Yoshida Shuichiro、Shiozawa Sho
    • 雑誌名

      Paddy and Water Environment

      巻: 20 号: 2 ページ: 199-214

    • DOI

      10.1007/s10333-021-00884-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gas transport enhancement under windy condition in poorly tilled seedbed of clayey rotational paddy field2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yoshihiro、Yoshida Shuichiro、Sekiya Hiroyuki、Nishida Kazuhiro
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 68 号: 1 ページ: 189-201

    • DOI

      10.1080/00380768.2021.2015236

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 書評:Soil Physics with Python: Transport in the Soil-Plant-Atmosphere System2021

    • 著者名/発表者名
      西田 和弘
    • 雑誌名

      土壌の物理性

      巻: 148 号: 0 ページ: 51-52

    • DOI

      10.34467/jssoilphysics.148.0_51

    • NAID

      130008074042

    • ISSN
      0387-6012, 2435-2497
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical model to predict water temperature distribution in a paddy rice field2021

    • 著者名/発表者名
      Nishida Kazuhiro、Yoshida Shuichiro、Shiozawa Sho
    • 雑誌名

      Agricultural Water Management

      巻: 245 ページ: 106553-106553

    • DOI

      10.1016/j.agwat.2020.106553

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water flow resistance along the pathway from the plow layer to the drainage canal via subsurface drainage in a paddy field2020

    • 著者名/発表者名
      Nishida Kazuhiro、Harashima Takaaki、Yoshida Shuichiro、Ohno Satoshi
    • 雑誌名

      Agricultural Water Management

      巻: 242 ページ: 106391-106391

    • DOI

      10.1016/j.agwat.2020.106391

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水管理の違いが水稲の登熟期の水田水温・地温に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      光安 麻里恵, 西田 和弘, 二宮 悠樹, 野村 幹雄, 吉田 修一郎
    • 雑誌名

      農業農村工学会誌

      巻: 88(10) ページ: 805-808

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水稲の登熟期の掛流し灌漑が水田の窒素環境に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      西田 和弘, 岩崎 里子, 塚口 直史, 吉田 修一郎
    • 雑誌名

      農業農村工学会誌

      巻: 88(10) ページ: 809-812

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 施肥条件の異なる黒ボク土畑の窒素収支と溶脱2020

    • 著者名/発表者名
      西田 和弘, 佐藤 寛, 塩沢 昌, 吉田 修一郎
    • 雑誌名

      畑地農業

      巻: 745 ページ: 2-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 低温・低窒素濃度の灌漑水を用いた掛流し灌漑が玄米タンパク質濃度および白未熟粒割合に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      西田和弘・塚口直史・柴田里子・吉田修一郎・塩沢昌
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 87 号: 2 ページ: I_219-I_226

    • DOI

      10.11408/jsidre.87.I_219

    • NAID

      130007723643

    • ISSN
      1882-2789, 1884-7242
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatial variability of vertical profiles of radiocesium in a paddy field measured by conventional core sampling2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Shuichiro、Yamano Hiroaki、Shiozawa Sho、Nishida Kazuhiro
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 65 号: 6 ページ: 537-549

    • DOI

      10.1080/00380768.2019.1680246

    • NAID

      210000157492

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水田群の水需要の短時間変動が水田用水量に与える影響―開水路システムにおける配水管理用水量の役割―,2023

    • 著者名/発表者名
      西田和弘
    • 学会等名
      農業農村整備政策研究部会研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 水田ブロックの水需要の短時間変動が水田用水量に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      西田和弘
    • 学会等名
      2020年度農業農村工学会大会,2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 登熟期の水管理が玄米たんぱく質濃度および米の外観品質に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      西田和弘,松本悠志,塚口直史,吉田修一郎
    • 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] Effect of water management during rice ripening period on rice grain protein content and quality2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Nishida , Yushi Matsumoto, Tadashi Tsukaguchi, Shuichiro Yoshida
    • 学会等名
      PAWEES2022 International Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water management to control paddy heat and nitrogen environment for promoting sustainable paddy farming2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Nishida
    • 学会等名
      The XX CIGR World Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Which hydraulic conductance, soil or plant, controls root water uptake of soybean cultivated in rotational paddy under humid climate?2022

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Kubota, Kazuhiro Nishida, Shuichiro Yoshida
    • 学会等名
      PAWEES2022 International Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 土壌の湛水が開花期後のダイズの蒸散速度に及ぼす影響とその律速要因の解明2022

    • 著者名/発表者名
      久保田 滋裕, 西田 和弘, 吉田 修一郎
    • 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] 水田圃場の水管理と末端用水路流量の関係2021

    • 著者名/発表者名
      西田和弘
    • 学会等名
      2021 年度農業農村工学会大会農業農村工学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水田ブロックの灌漑水田数・水量の変動2021

    • 著者名/発表者名
      西田和弘
    • 学会等名
      2021 年度農業農村工学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高温の灌漑水を用いたかけ流し灌漑が玄米タンパク質含有率・白未熟粒割合に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      松本悠志,西田和弘,塚口直史,吉田修一郎
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 圃場内の排水性の良否が植物の水分生理状態と気孔開度におよぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      久保田滋裕,西田和弘,吉田 修一郎
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 風が土塊土壌におけるガス輸送に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      松本宜大,吉田修一郎,関矢博幸,西田和弘
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水田ブロックにおける圃場の水管理と小用水路流量の関係2020

    • 著者名/発表者名
      西田和弘
    • 学会等名
      第71回農業農村工学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水田の水位変化から水田の灌漑水量・水収支を推定する方法2020

    • 著者名/発表者名
      西田和弘、塩沢昌、吉田修一郎
    • 学会等名
      2020 年度(第69 回)農業農村工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 施肥条件の異なる黒ボク土畑の窒素収支と溶脱2020

    • 著者名/発表者名
      西田和弘、佐藤寛、塩沢昌、吉田修一郎
    • 学会等名
      2020 年度(第69 回)農業農村工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 灌漑水の窒素濃度が冷水掛流し灌漑水田の玄米タンパク質濃度および白未熟粒割合に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      西田和弘,松本悠志,塚口直史,吉田修一郎
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ダイズ転換畑における土壌の乾燥・過湿が群落コンダクタンスおよび根の通水コンダクタンスにおよぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      久保田滋裕,西田和弘,吉田修一郎
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] インド・デカン高原の半乾燥農地における最適灌漑に関する研究(Ⅱ)2019

    • 著者名/発表者名
      南岡伸和,伊藤哲,溝口勝,西田和弘,二宮正士
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 風が土塊土壌の見かけのガス拡散係数に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      松本宜大,吉田修一郎,関矢博幸,西田和弘
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 用排兼用クリークの水位が転換畑の水分環境に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      平野怜,吉田修一郎,西田和弘,樋口 俊輔
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 配水槽の有無がポンプ灌漑のエネルギー効率に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木泰介,吉田修一郎,西田和弘
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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