日本の寒地，北海道の稲作限界地帯におけるもち米の精米蛋白質(zhì)含有率および米粒白度の年次間地域間差異とその発生要因 (日語(yǔ)原文)

丹野 久

（日本水稲品質(zhì)?食味研究會(huì)，日本 東京都中央?yún)^(qū)，104-0033）

キーワード：精米蛋白質(zhì)含有率；米粒白度；年次間地域間差異；もち米；稲作限界地帯

北海道における糯品種の作付け地域は，粳品種からの飛散花粉との交雑により胚乳が粳性となるキセニア粒の発生や粳粒の機(jī)械的混入により品質(zhì)を低下させないために，粳品種の作付け地域から離れた地域で，もち米生産団地を形成している[1]。これらの地域は，北海道の稲作地帯の中でも気象條件が厳しい稲作の限界地帯である（図 1）。そのため，北海道のもち米の作柄は気象條件の影響を受けやすく，年次間差異や地域間差異が生じやすい（図 2）。もち米は加工原料となることが多く，品質(zhì)はその利用上重要である。もち米品質(zhì)の安定化を図るためには，もち米品質(zhì)の年次間と地域間の差異およびその発生要因を明らかにすることが必要である。

図1 日本北海道の主要なもち米産地およびうるち米産地における水稲栽培期の平均気溫の推移

図2 稲作限界地帯の糯品種作付け地域である網(wǎng)走（オホーツク）地域および北海道全域における玄米収量の年次推移[1]

そこで，北海道のもち米の作柄が大きく異なった2000—2003年の4カ年に生産された糯品種?はくちょうもち?[2]の玄米サンプルを，糯品種作付けの主要な地域から収集した。例えば，水稲作付けのほとんどが糯品種である網(wǎng)走地域において，これら年次の玄米収量は，86～520 kg/10a，平均281 kg/10a，変動(dòng)係數(shù)71%で，最小値と最大値の差異が434 kg/10aと大きかった。これは網(wǎng)走地域で同品種が多く作付けされた 1991—2010年の 20カ年の玄米収量 35～546 kg/10a，平均368 kg/10a，変動(dòng)係數(shù)42%と比べ，最小値最大値の差異の比で0.85倍とやや小さいにすぎず，変動(dòng)係數(shù)が1.7倍と大きかった[1]。すなわち，本収集サンプルを分析調(diào)査することにより，北海道もち米品質(zhì)の年次間と地域間の差異を明らかにできると考えられる。

以上のことから，これらのサンプルを用いて，もち米品質(zhì)である精米蛋白質(zhì)含有率（以下，蛋白質(zhì)と記す），米粒白度，検査等級(jí)に関わる米粒外観品質(zhì)，および搗き餅の硬化性とそれに関係する糊化特性等を分析した。その分析データを，糯品種作付けの主要な地域である 6地域に分け，年次間差異と地域間差異およびそれらと気象や水稲生育特性との間の関係を調(diào)査した[3]。

例えば，もち米品質(zhì)の中で，蛋白質(zhì)は搗き餅の食味[4]および餅生地の伸展性[5]や膨化伸長(zhǎng)性[6]に影響し，低いことが要望される。また，精米白度はもち米を原料とする製造品の外観に影響するため，高いことが重要である[7]。しかし，北海道のもち米は東北以南のもち米に比べ，従來，蛋白質(zhì)が高く精米白度も劣るとされる[7-8]（図3，図4）。そこで，本報(bào)では，まず蛋白質(zhì)および米粒白度についての年次間と地域間の差異およびその発生要因を解明し，さらに目標(biāo)とする米粒白度を得るための施肥量を算出する方法を示した[9]。

図3 北海道もち米における精米蛋白質(zhì)含有率の年次推移と東北以南産との比較[8]

図4 北海道もち米における精米白度の年次推移と東北以南産との比較[8]

1 栽培期と生育期別の気溫および生育特性の年次間地域間の差異

栽培期の栄養(yǎng)成長(zhǎng)期，すなわち出穂期前にほぼ當(dāng)たる5-7月積算気溫，出穂開花期から登熟期にほぼ當(dāng)たる8-9月の積算気溫，および出穂前24日以降30日間（以下，障害型冷害危険期と記す）の平均気溫と出穂後40日間の日平均積算気溫（以下，登熟気溫と記す）において，最小値と最大値の差異および変動(dòng)係數(shù)は，年次間を地域間に比べと，2.5～8.5倍と年次間が大きかった。さらに生育特性おいても同様に年次間を地域間に比べると，出穂期は0.9，1.1倍とほぼ同じであるが，この出穂期を除いた不稔歩合，千粒重および玄米収量では，1.3～1.8倍と年次間が同様に大きかった（表1）。

表1 北海道もち米の試験年次別と地域別における栽培期間の日平均積算気溫，生育期別気溫および生育特性[3,10]

2 精米蛋白質(zhì)含有率と米粒白度の年次間地域間差異

蛋白質(zhì)における最小値と最大値の差異および変動(dòng)係數(shù)は，年次間と地域間でそれぞれ，同差異1.5ポイント（最小値8.4%～最大値9.9%，以下同じ）と変動(dòng)係數(shù) 8.9%，1.5ポイント（8.4%～9.9%）と 7.1%であった。同様に，玄米白度が 4.9（21.6～26.5）と 9.2，2.1（22.3～24.4）と 3.6，精米白度が 8.0（45.1～53.1）と 7.7，5.0（45.2～50.2）と 4.3であった。これらの最小値最大値の差異と変動(dòng)係數(shù)は年次間を地域間に比べると，蛋白質(zhì)がそれぞれ1.0，1.3倍と同じか年次間がやや大きく，玄米白度は2.3，2.6倍，精米白度は1.6，1.8倍と年次間が地域間よりも大きかった（表1）。

以上のことから，栽培期の気溫は年次間差異が地域間差異よりも大きく，そのため水稲生育期の気溫も同様に年次間差異が大きくなった。その影響から，玄米収量を含む水稲生育の特性でも出穂期を除いて年次間差異が大きかった。そのため，蛋白質(zhì)は年次間差異が地域間差異と同じかやや大きく，玄米白度と精米白度は年次間が大きかった。

3 栽培期と生育期別の気溫や生育特性での年次と地域の各平均値と変動(dòng)係數(shù)との間の関係

年次と地域での各平均値と年次では各年次に供試した6地域間の変動(dòng)係數(shù)，地域では各地域の 4年次間の変動(dòng)係數(shù)との間の関係をみると，5-7月および8-9月の積算気溫では5-7月の年次間のみで負(fù)の相関関係にあり，同積算気溫が低い年ほど地域間の変動(dòng)が大きくなった。また，出穂期と登熟気溫では年次間と地域間とも一定の関係が見られなかったが，障害型冷害危険期の平均気溫では年次間と地域間ともに負(fù)，不稔歩合では正，千粒重および玄米収量ではいずれも負(fù)の相関関係が見られた（表2，図5）。

表2 北海道もち米の栽培期間と生育期別の気溫および生育特性における試験年次と地域の各平均値と変動(dòng)係數(shù)との間の相関係數(shù)[10]

図5 玄米収量における平均値と変動(dòng)係數(shù)との間の関係[10]

蛋白質(zhì)の平均値と変動(dòng)係數(shù)との関係では，年次と地域ともに，平均値が高いほど変動(dòng)係數(shù)が大きかった（表3，図6，図7）。ただし，年次地域込みでは蛋白質(zhì)が 10.5%をこえると，変動(dòng)係數(shù)が小さくなる傾向があった。すなわち，地域全體が高蛋白化することで均一化していると推察された。また，玄米白度と精米白度でも年次と地域ともに平均値が低いほど変動(dòng)係數(shù)が大きかった（表3，図8，図9）。

表3 北海道もち米の精米蛋白質(zhì)含有率と米粒白度における試験年次と地域の各平均値と変動(dòng)係數(shù)との間の相関係數(shù)[10]

図6 精米蛋白質(zhì)含有率の年次別頻度分布

図7 精米蛋白質(zhì)含有率における平均値と変動(dòng)係數(shù)との間の関係[10]

図8 精米白度の年次別頻度分布

図9 精米白度における平均値と変動(dòng)係數(shù)との間の関係[10]

以上のように，玄米収量および蛋白質(zhì)，米粒の両白度が不良な年次や地域ほどそれぞれ地域間および年次間の変動(dòng)係數(shù)が大きくなった。これらのことは，一定品質(zhì)の米を安定的に生産する上で困難な要因であると推察された。

4 精米蛋白質(zhì)含有率，米粒白度，生育期別気溫および生育特性との間の関係

年次間では，出穂期が早く，障害型冷害危険期の平均気溫が高く不稔歩合が低く，登熟期の日照時(shí)間（以下，登熟日照と記す）が長(zhǎng)く千粒重が重く多収なほど，蛋白質(zhì)が低くなった（表4，図10～12）。一方，地域間では蛋白質(zhì)と不稔歩合，玄米収量および千粒重との間に年次間と同様な関係が認(rèn)められたが，他の形質(zhì)との関係は不明確であった。なお，蛋白質(zhì)は年次と地域込みで，登熟気溫が 849 ℃で最低になりそれより低くあるいは高くなるにともない高くなった（図13）。

図10 不稔歩合と玄米収量との間の関係[10]

図11 玄米収量と精米蛋白質(zhì)含有率との間の関係[10]

図12 不稔歩合と精米蛋白質(zhì)含有率との間の関係[10]

図13 出穂後40日間の日平均積算気溫と精米蛋白質(zhì)含有率との間の関係[10]

玄米白度と精米白度との間には年次間，地域間でいずれも明確な正の相関関係があった（図14）。また，年次間では，障害型冷害危険期および登熟気溫が高いほど，不稔歩合が低く千粒重が重く多収となり，蛋白質(zhì)が低く玄米白度と精米白度が高かった（表4，図15～17）。一方，地域間では，米粒の両白度は，不稔歩合が低く千粒重が重く多収で低蛋白になるほど高くなったが，登熟気溫および登熟日照との間には明確な関係がなかった。

表4 北海道もち米の年次間と地域間における精米蛋白質(zhì)含有率，米粒白度，生育特性および生育期別気溫の間の相関係數(shù)[10]

図14 玄米白度と精米白度との間の関係

図15 出穂後40日間の日平均積算気溫と玄米白度との間の関係

図16 玄米収量と精米白度との間の関係[10]

圖17 大米蛋白質(zhì)含量與大米白度之間的關(guān)系[10]

すなわち，前述の項(xiàng)目1と項(xiàng)目2から，生育気溫や生育特性の間では最小値最大値の差異や変動(dòng)係數(shù)が地域間に比べ年次間で大きかった。そのため，それらの間の相関関係も年次間で地域間より明確であった。また，これらの相関関係から，前述の項(xiàng)目3における年次と地域の各平均値と変動(dòng)係數(shù)との間の関係では，5—7月の気溫低下が障害型冷害危険期の気溫低下を生じさせ，不稔を発生させるとともに籾殻形成の抑制を通して千粒重を軽くさせ[11]，玄米収量を低下させ，蛋白質(zhì)を上昇させて米粒の両白度を低下させたことが，年次と地域のいずれにおいても，それらが不良なほど変動(dòng)係數(shù)を大きくした要因となっていると推察した。

5 低蛋白米生産技術(shù)および目標(biāo)の米粒白度に基づいた施肥量の決定

生産米の良質(zhì)化のため，蛋白質(zhì)を下げるとともに米粒の両白度を高めるには，蛋白質(zhì)と米粒の両白度との間には負(fù)の相関関係が認(rèn)められることから（表4，図17），栽培に當(dāng)たり蛋白質(zhì)を低下させることが重要である。そのため，うるち米の良食味化を目的に開発された低蛋白米生産技術(shù)を勵(lì)行する必要がある[12]。

さらに，玄米白度と精米白度は1 m2の1籾當(dāng)たりの登熟気溫（以下，1籾當(dāng)たりの登熟気溫と記す）といずれも正の相関関係が見られた（図18，図19）。ここで，玄米白度の目標(biāo)値を，既報(bào)[7]で目標(biāo)値に設(shè)定された精米白度50に相當(dāng)する25（図14）とすると，その一次回帰式から，1籾當(dāng)たりの登熟気溫は0.025 ℃/粒/m2以上が必要であった。同0.025℃/粒/m2は，平年気象の登熟気溫を主要なもち米産地の1つである名寄市を例にして 760 ℃とすると，m2當(dāng)たり籾數(shù)は30,000であった（図20）。また，m2當(dāng)たり籾數(shù)30,000に対応する成熟期の窒素吸収量は 10 kg/10aであった（図21）。さらに，土壌別の施肥量と成熟期窒素吸収量および玄米収量との間の関係を明らかし，また目標(biāo)収量を考慮し，目標(biāo)の玄米白度を得るための土壌別での施肥量が決定できた[9]。

図18 1 m2の1籾當(dāng)たり出穂後40日間の日平均積算気溫（1籾當(dāng)たり登熟気溫）と玄米白度との間の関係[9]

図19 1 m2の1籾當(dāng)たり出穂後40日間の日平均積算気溫（1籾當(dāng)たり登熟気溫）と精米白度との間の関係[9]

図20 1 m2の1籾當(dāng)たり出穂後40日間の日平均積算気溫（1籾當(dāng)たり登熟気溫）とm2當(dāng)たり籾數(shù)および登熟気溫との間の関係[9]

図21 成熟期窒素吸収量とm2當(dāng)たり籾數(shù)との間の関係[9]