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2021 年度 実績報告書

北日本に特化したサブモデル開発による畑作物収量予測の高精度化

研究課題

研究課題/領域番号 20H03110
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

下田 星児  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, 上級研究員 (80425587)

研究分担者 津田 昌吾  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, 上級研究員 (00549230)
井上 誠  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (00599095)
池永 幸子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 東北農業研究センター, 主任研究員 (10546914)
中嶋 美幸  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 東北農業研究センター, 主任研究員 (20370611)
長崎 裕一  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, 研究員 (30850565)
中野 聡史  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 (80414621)
島崎 由美  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 主任研究員 (80414770)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードプロセスモデル / 小麦 / 大麦 / 大豆 / バレイショ / 越冬環境 / 高温乾燥
研究実績の概要

令和3年度は、麦類では連携試験を行い、過去気象の越冬環境の解析を行い、生育との関連を解析するとともに、北海道の小麦に関するモデル解析を行った。ダイズでは連携試験とモデルの検討を行い、関東等で開発のモデルを東北で利用する場合の検討を行った。バレイショでは、過去気象に対する生育応答に関する統計解析を行った。
既存の生育解析モデルを用いた北海道の小麦の検討では、収量は特定の生育段階に降雨や曇天が続くと減少することが分かった。過去の主要品種は、穂発芽・赤かび病の発生をもたらす時期の曇天や雨天、現行品種の「きたほなみ」に移行後は、開花期の曇天や雨天が収量に影響し、開花期の天候だけで最大180kg/10aの差が生じると試算された。現行品種が多収となるには、晴天時に開花期を迎え確実に受粉することが最重要であることが分かった。北海道・東北・北陸の越冬環境の比較では、北海道で近年低温傾向が見られるのに対し、北陸では高温年が生じていることが分かった。気温の傾向の解析から、北陸の麦類に着目した解析を行い、生育評価を行った。今後は、そのた地域も含めて、麦類生育と越冬環境の関連を調べる。
ダイズでは、関東等のデータで開発したモデルを、秋田県の試験地に適用して実収量と関係を検討した。明瞭な相関関係にないため、栽培技術や気候変動との関連性を解析する方針とする。バレイショでは、収量変動要因となる気象要素の抽出を行い、土壌凍結による硝酸態窒素の蓄積が多収に繋がる可能性や、品種の早晩が温暖化適応に寄与するか検討を開始した。2021年の7月の高温乾燥は、北海道のバレイショの生産減少に強く関連しており、モデルで推定されるポテンシャル収量も低い年であることが分かった。栽培試験データの取得に基づいて、小麦・ダイズ・バレイショで実測とモデルシミュレーション値を比較し検討する解析手法で進めることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画通り、既存のモデルを活かしながら、実測とモデルシミュレーション値を比較し検討する解析手法で進めることができており、栽培試験データの取得も順調である。更なる整理が必要だが、次年度のデータ解析のために十分な結果を集めることが出来ている。

今後の研究の推進方策

今後は、令和2-3年度に得られた栽培試験の結果の活用を進める。それを元に、大麦・小麦では、連携試験地の環境が生育に与える影響の解析を行う。越冬環境の実測を引き続き行う。ダイズでは、地域の異なる収量評価を行うことができるか検討を行うとともに、環境制御試験を行う。直接的に収量を評価するのではなく、ポテンシャル収量に対する実収量の値について検討するアプローチは、小麦で行った手法を利用できると考えている。地域のパラメーターの設定を行わずに、解析結果を得ることを目指す。バレイショでは、新たなモデル型の提案を具体化する。既存のモデルは過度に水分等ストレス影響を評価する欠点を改善する。基盤的なモデル精度を目指す取り組みとして、土壌の温度・水分の測定によるパラメーターの充実を図り、気象変動下に適応したモデルの評価手法を提案する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Improving wheat productivity reveals an emerging yield gap associated with short-term change in atmospheric humidity2022

    • 著者名/発表者名
      Seiji Shimoda, Yohei Terasawa, Zenta Nishio
    • 雑誌名

      Agricultural and Forest Meteorology

      巻: 312 ページ: 108710

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2021.108710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 積雪地で栽培したオオムギの積算気温による発育予測の検討2022

    • 著者名/発表者名
      島崎由美・関昌子・下田星児
    • 雑誌名

      北陸作物学会報

      巻: 73 ページ: 13-20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] コムギ・オオムギの発育調査基準の再整理2022

    • 著者名/発表者名
      松山宏美・島崎由美・福嶌陽・渡邊和洋
    • 雑誌名

      日本作物学会紀事

      巻: 91 ページ: 76-87

    • DOI

      10.1626/jcs.91.76

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 日本のダイズ栽培に適用可能な生育予測モデルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      中野聡史
    • 雑誌名

      北海道の農業気象

      巻: 73 ページ: 13-20

  • [学会発表] 麦類の多様な越冬環境2022

    • 著者名/発表者名
      下田星児・中嶋美幸
    • 学会等名
      日本農業気象学会2022年全国大会
  • [学会発表] 積雪地域における麦類の幼穂成長と越冬環境について2022

    • 著者名/発表者名
      島崎由美・池永幸子・関昌子
    • 学会等名
      日本農業気象学会2022年全国大会
    • 招待講演
  • [学会発表] バレイショの高温ストレスと長期貯蔵品質について2022

    • 著者名/発表者名
      金谷真希・赤井浩太郎・下田星児・小南靖弘・辻博之
    • 学会等名
      日本農業気象学会2022年全国大会
  • [学会発表] Effect of early planting soil compaction on potato yield in hot summer2022

    • 著者名/発表者名
      Seiji Shimoda, Maki Kanaya, Yasuhiro Kominami, Hiroyuki Tsuji
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural Meteorology
    • 国際学会
  • [学会発表] 小麦品種改良により変化した収量に対する短期湿潤気象の影響2021

    • 著者名/発表者名
      下田星児・寺沢洋平・西尾善太
    • 学会等名
      第16回ムギ類研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 積雪地で栽培したオオムギの積算気温による生育予測の検討について2021

    • 著者名/発表者名
      島崎由美・関 昌子・下田星児
    • 学会等名
      北陸作物・育種学会 第58回講演会
  • [学会発表] Improving variety reveals emerging wheat yield gaps associated with humid days in Hokkaido2021

    • 著者名/発表者名
      Seiji Shimoda, Yohei Terasawa, Zenta Nishio
    • 学会等名
      10th Asian Crop Science Association Conference
    • 国際学会
  • [備考] 2021年度ポテトフォーラム資料「温暖化による十勝地域のジャガイモの減収要因とその対策」津田 昌吾

    • URL

      https://bareishokyougikai.jp/common/files/data_tsuda.pdf

  • [備考] 農林水産省R3年度気候変動適応実践セミナー「野菜に関する気候変動適応策の研究成果」下田星児

    • URL

      https://www.maff.go.jp/j/kanbo/kankyo/seisaku/climate/seminar/attach/pdf/r3seminar-49.pdf

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公開日: 2022-12-28  

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