CO2濃度の上昇と水稲の生育・収量

[要約]
大気中のCO2濃度の上昇にともない水稲個体群光合成，地上部乾物重等の増加が認められた。CO2濃度が現在よりも約２倍となると， 水稲の収量は穂数・籾数の増加を痛じて８〜15％増加する。
農業環境技術研究所　環境資源部　気象管理科　大気生態研究室
[部会名]　農業生態
[専門]　　農業気象
[対象]　　稲類
[分類]　　研究
[背景・ねらい]
　化石燃料の消費量増加により，大気中のCO2濃度が上昇し，21世紀半ばには現在の２倍の濃度に達すると推定されている。そこで，将来 予測される大気CO2濃度上昇が水稲の光合成・物質生産・収量等に及ぼす影響を実験的に明らかにし，地球温暖化の対策に資する。
[成果の内容・特徴]
  1. 個体群光合成の連続測定が可能な屋外閉鎖型人工気象室（クライマトロン，1989〜94年（長さ３ｍ・幅２ｍ・高さ２ｍ），1995〜96年（長さ４ｍ）） ３〜６室を用いて，移植時から収穫時までCO2濃度を350〜1900ppmの数段階で水稲（日本晴）を群落状態で栽培し，CO2濃度の違いが 個体群光合成，生育，収量等に及ぼす影響を調査した。
  2. 各年を通じ，出穂日はCO2濃度の高い場合，対照区（350ppm）よりも１〜２日ほど速まる傾向が見られた。
  3. CO2濃度が高まるにつれ水稲個体群光合成速度の上昇が見られ，650ppmでは350ppmの場合に比べ，光・光合成関係の初期の勾配（光利用率に相当）で 約50％ほど高まることが認められた。しかし，650ppmを越えると，CO2濃度増加の影響は小さくなった（図１）。
  4. 乾物重の増加は，個体群光合成の結果を反映して650ppmまではCO2濃度の増加につれ増加したが（12〜15％），650ppmを越えると，CO2濃度の 影響は小さくなった。また，CO2濃度増加により茎数・穂数・ｍ２当たり籾数が増加し，これらの増加を通じて収量は８〜15％増加した （表１）。
[成果の活用面・留意点]
　温度環境等より自然に近い条件を試験室内に創出し，CO2濃度と水稲収量との関係を検討したもので，地球温暖化の影響を評価するための指標となる。 自然光型人工気象室内での実験であるため，地温・作土層等の土壌条件（本試験の場合土壌の深さ約25cm）が圃場条件とは異なり，これら土壌条件の違いの影響については， 今後検討する必要がある。

具体的データ

[その他]
研究課題名：高二酸化炭素濃度大気が作物の生理・生態に及ぼす影響の解明
予算区分　：経常
研究期間　：平成８年度（昭和59〜平成８年）
発表論文等：
     １）高CO2濃度下水稲群体之光合作用及乾物生産，中華農業気象1(2)，p.69−74（1994）
     ２）CO2濃度上昇と温暖化が水稲の生育及び収量に及ぼす影響，日作紀65(2)，p.222−228（1996）

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