全球變暖對(duì)日本寒地北海道2030年代水稻生育的影響預(yù)測(cè)及其對(duì)策

丹野 久

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

北海道與日本東北部以南相比由于氣候條件寒冷，氣象變動(dòng)對(duì)水稻生育的影響大，全球氣候變暖給水稻生育帶來很大的影響。也就是說，水稻生育期間的氣溫上升使可插秧日期和抽穗日期提前，灌漿期間的秋天氣溫升高而使生育期間延長(zhǎng)。事實(shí)上，我們確認(rèn)到，隨著年份的變化，抽穗日期變?cè)纾诿桩a(chǎn)量變高（圖1、圖2）。

圖1 年度與抽穂日期之間的關(guān)系

比如，東北地區(qū)的青森縣，秋田縣以及山形縣比北海道氣溫高產(chǎn)量高[1]。今后，由于氣候變暖使得北海道的氣象接近日本的東北地區(qū)，從而產(chǎn)量會(huì)提高。以往北海道每4年發(fā)生一次的冷害，給北海道水稻的收成帶來很大影響。特別是孕穗期冷害危險(xiǎn)期的低溫增加秕粒的發(fā)生，造成障礙型冷害[2]。但是，近年的產(chǎn)量比較穩(wěn)定（圖2），今后氣候變暖也許會(huì)降低冷害發(fā)生的頻率。

圖2 年度與糙米產(chǎn)量之間的關(guān)系

另一方面，灌漿期間的氣溫越高影響大米食味的直鏈淀粉含量就越低[3-4]。出穗后40天期間（以下稱“灌漿期”）的日平均累計(jì)氣溫（以下稱“灌漿氣溫”）在843 ℃，即平均氣溫基本上21 ℃以上時(shí)，其值越高，大米蛋白質(zhì)含量越高[5]。今后，灌漿氣溫的上升對(duì)食味來言，有可能直鏈淀粉含量往正方向、大米蛋白質(zhì)含量往負(fù)方向影響。關(guān)于糙米外觀品質(zhì)，以往低溫年份由于灌漿不良會(huì)產(chǎn)生青未熟粒和腹部堊白米粒，今后擔(dān)心高溫年份發(fā)生白未熟粒[6]。

正如以上所述，雖然氣候變暖對(duì)水稻生育帶來很大的影響，但是闡明其影響的相關(guān)論文較少。因此，在本論文中，關(guān)于水稻移植栽培中的生育、糙米產(chǎn)量、孕穗期冷害危險(xiǎn)期的低溫引起的秕粒發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、食味關(guān)聯(lián)品質(zhì)以及米粒外觀品質(zhì)，與2010年代（2010—2019年平均）相比其2030年代有何變化，根據(jù)以往文獻(xiàn)[5,7-10]中這些品質(zhì)與氣象值之間的關(guān)系以及 2030年的預(yù)測(cè)氣象和最近的2010年代氣象進(jìn)行了闡明，并顯示了對(duì)這些日本寒冷地帶水稻生育預(yù)測(cè)研究的技術(shù)應(yīng)對(duì)方向。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 氣象數(shù)據(jù)

為了與2030年代的預(yù)測(cè)氣象做比較，作為近期的以往氣象使用了2010年代，即2010—2019年的平均。其理由為：從北海道水稻栽培的 17個(gè)地區(qū)其1980—2010年代的每10年平均值的變化可以知道，在主要的水稻大田生育期間中抽穗前營養(yǎng)成長(zhǎng)期的 5-7月份以及抽穗后灌漿期的8-9月份的日平均累計(jì)氣溫都隨著年代而上升（圖3）。另外，降水量除了8-9月份不是很明顯以外，5-7月份隨著年代有所增加（圖4），這兩個(gè)時(shí)期的日照量都是增加的趨勢(shì)（圖5）。有關(guān)水稻生育方面的研究中，為了減少局部或短期發(fā)生的變動(dòng)影響，平常年份的氣象通常使用將過去30年平均后的地域氣象觀測(cè)系統(tǒng)平均值[11-13]。但是，過去30年期間的數(shù)據(jù)中，無法充分放映出有明顯變化的最近氣象。

圖3 年代與5-7月份，8-9月份的日平均累計(jì)氣溫之間的關(guān)系（水稻栽培的17個(gè)地區(qū)平均）

圖4 年代與5-7月份，8-9月份的降水量之間的關(guān)系（水稻栽培的17個(gè)地區(qū)平均）

圖5 年代與5-7月份，8-9月份一天的日射量之間的關(guān)系（水稻栽培的17地區(qū)平均）

2030年代的氣象數(shù)據(jù)使用了Yokozawa et al.（2003）[14]的「日本網(wǎng)格氣候變化數(shù)據(jù)（Mesh Climate Change Data of Japan）」全球氣候模型中，與IPCC（氣候變動(dòng)政府間機(jī)構(gòu)）第4次報(bào)告書和日本氣象廳地球溫暖化情報(bào)第6號(hào)的將來預(yù)測(cè)比較接近的 CCSR/NIES（以下稱 CCSR）以及CGCM1這兩個(gè)模型計(jì)算的預(yù)測(cè)值[11]。這些2030年代預(yù)測(cè)氣象值與2010年代的氣象值相比，日平均累計(jì)氣溫都是5-7月份和8-9月份略高，降水量具有5-7月份多而8-9月份略少的傾向，日照量特別是在5-7月份要少（圖3～5）。兩種預(yù)測(cè)氣象中，CGCM1比起CCSR，5-7月份以及8-9月份的日平均累計(jì)氣溫都高，8-9月份的降水量多，日照量在這兩個(gè)期間都多。

2030年代預(yù)測(cè)氣象中，將北海道水稻栽培地區(qū)的5-9月份日平均累計(jì)氣溫與日本東北北部的水稻栽培地區(qū)2010年代氣象相比，北海道北部除外的北海道中央部以南，比青森縣溫暖的日本海一側(cè)的黑石市要低，但與太平洋一側(cè)的十和田市相接近。另外，北海道2030年代預(yù)測(cè)氣象中的同時(shí)期日平均累計(jì)氣溫也比青森縣以南的秋田縣和巖手縣的2010年代氣象明顯要低（表1）。

表1 北海道水稻栽培5個(gè)地區(qū)以及日本東北北部水稻栽培5個(gè)地區(qū)的2010年代（2010—2019年平均值）和2030年代預(yù)測(cè)氣象（CCSR和CGCM1）的5-9月份日平均累計(jì)氣溫

1.2 插秧日期期限、抽穗日期最早期限、抽穗日期最晚期限以及抽穗日期的推測(cè)

（1）根據(jù)北海道不同地帶水稻優(yōu)良品種的種植指標(biāo)中的地帶區(qū)分，將推測(cè)對(duì)象地區(qū)定為 17個(gè)地區(qū)。下面陳述的預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果，除了《1.4孕穗期冷害危險(xiǎn)期的秕粒發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)推測(cè)》以外，都為這17個(gè)地區(qū)的平均。這17地區(qū)為北見市、名寄市（風(fēng)連）、士別市（士別）、旭川市、中富良野町、小平町、雨竜町、深川市、巖見沢市、新篠津村、長(zhǎng)沼町、恵庭市、厚真町、共和町、新雪谷町、北斗市以及江差町。

（2）插秧日期期限（插秧日期最早期限）、抽穗日期最早期限以及最晚期限的推測(cè)使用了北海道不同地帶水稻優(yōu)良品種的種植指標(biāo)中的以下方法（圖6）。插秧日期期限為插秧后5天中的日最高最低平均氣溫在中苗毯（以下稱“中苗”）時(shí)達(dá)到 12.0 ℃，在成苗缽（以下稱成苗）時(shí)達(dá)到11.5 ℃的日期。抽穗日期最早期限為與障礙型秕粒發(fā)生關(guān)系密切的抽穗24天前開始的30天期間（以下稱“障礙型危險(xiǎn)期”）的日最高最低平均氣溫的平均值達(dá)到 20 ℃的日期。這是確保孕穗期耐冷性較強(qiáng)品種（比如“閃光397”）的結(jié)實(shí)率為80%，達(dá)到所需氣溫時(shí)的第一天。

圖6 插秧日期期限（插秧日期最早期限），抽穗日期期限（抽穂日期最早期限，抽穗日期最晚期限），抽穂日期以及抽穂推遲天數(shù)之間的關(guān)系[7-8,13]

抽穗日期最晚期限在北海道以往定為能確保灌漿氣溫750 ℃的日期[7]。但是，在位于北海道南面而比北海道的水稻栽培期間的氣溫高的日本東北地區(qū)，抽穗日期最晚期限定為能確保灌漿氣溫800 ℃以上的日期[15]。近年，北海道的灌漿氣溫不斷升高，為了充分確保灌漿氣溫提高米粒外觀品質(zhì)，修改了北海道不同地帶水稻優(yōu)良品種的種植標(biāo)準(zhǔn)，將抽穗日期最晚期限所需要的灌漿氣溫接近于日本東北地區(qū)的800 ℃水準(zhǔn)[13]。因此，在本論文中將抽穗日期最晚期限定為能確保灌漿氣溫800 ℃的日期。

安全抽穗期間為兩種抽穗日期期限（最早抽穗日期期限和最晚抽穗日期期限）之間的期間。而將下項(xiàng)（3）中推測(cè)的抽穗日期到抽穗日期最晚期限之間的期間作為抽穗推遲天數(shù)。

（3）在推測(cè)抽穗日期時(shí)，作為一天的發(fā)育速度累計(jì)值，通過發(fā)育指數(shù)[16-17]（表2，出芽時(shí)為0，幼穗形成期為1，抽穗期為2）由平均氣溫進(jìn)行了抽穗日期推測(cè)。使用品種為1990年代開始的核心品種，并占2020年粳稻種植面積11%（10 205 ha）的中稻品種「閃光397」，計(jì)算時(shí)的品種固有參數(shù)使用了以往的研究成果[16]。此外，2019年北海道粳稻種植面積中，與「閃光 397」同樣的中稻品種占了大部分[13]。

表2 發(fā)育指數(shù)模型的計(jì)算公式（上部）以及北海道中稻品種「閃光397」的發(fā)育速度參數(shù)（下部）[16]

計(jì)算開始日期的插秧日期在 2010年代氣象以及2030年代預(yù)測(cè)氣象中都使用了北海道2010年代的平均，即5月25日（表3）。秧苗的種類為現(xiàn)在插秧栽培主體的中苗和成苗，各占 2019年種植面積的29%和66%[13]。但是，在后述的“1.3糙米產(chǎn)量以及氣候灌漿量指數(shù)的推測(cè)”中使用了中苗和成苗的平均進(jìn)行了計(jì)算。

表3 北海道，東北6個(gè)地區(qū)以及中部長(zhǎng)野縣的水稻栽培作業(yè)季節(jié)和抽穂日期（月日）（2010—2019年平均）

從推測(cè)的抽穗日期得到各生育期的氣象數(shù)據(jù)，在后述的 1.3～1.5項(xiàng)中，分別用于推測(cè)糙米產(chǎn)量以及氣候灌漿量指數(shù)，孕穗期冷害危險(xiǎn)期的秕粒發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，食味關(guān)聯(lián)品質(zhì)和米粒外觀品質(zhì)。

（4）在計(jì)算插秧日期期限，抽穗日期最早期限以及最晚期限時(shí)，以前使用了日最高最低平均氣溫。此氣溫與復(fù)數(shù)測(cè)定值平均后的地域氣象觀測(cè)系統(tǒng)平均氣溫相比，7月份為峰值要高，5月中旬和9月中旬基本相同，在這之前和之后變低。因此，計(jì)算抽穗日期最早期限時(shí)在地域氣象觀測(cè)系統(tǒng)平均氣溫上加了0.5 ℃，在計(jì)算插秧日期期限和抽穗日期最晚期限時(shí)使用了地域氣象觀測(cè)系統(tǒng)平均氣溫的原有值。

1.3 糙米產(chǎn)量和氣候灌漿量指數(shù)的推測(cè)

使用以下（1）～（3）的方法，評(píng)價(jià)了2010年代氣象和2030年代預(yù)測(cè)氣象的產(chǎn)量特性。

（1）在1999—2006年的北海道15個(gè)地區(qū)的數(shù)據(jù)中，糙米產(chǎn)量與灌漿期累計(jì)日照量之比和障礙危險(xiǎn)期的平均氣溫之間具有二次回歸的關(guān)系（表4，圖7），根據(jù)此二次回歸方程計(jì)算了糙米產(chǎn)量。

表4 本論文中使用的糙米產(chǎn)量、食味關(guān)聯(lián)品質(zhì)以及米粒外觀品質(zhì)與抽穂前24～30天期間的平均氣溫（xct）、從抽穂10天前開始的40天期間的平均氣溫以及平均日射量（分別為xdt，xdr）、抽穂后40天期間的日平均累計(jì)氣溫、平均氣溫以及累計(jì)日射量（分別為xft，xft2，xfr）之間的回歸方程

圖7 北海道從抽穂24天前開始的30天期間的平均氣溫與糙米產(chǎn)量／抽穂后40天期間的累計(jì)日射量之比之間的關(guān)系

（2）在包括高產(chǎn)的北海道在內(nèi)的日本全國 9個(gè)地區(qū) 1994—2021年數(shù)據(jù)中，糙米產(chǎn)量與抽穗10天前開始的40天期間的平均日照量之比和同期間的平均氣溫之間具有二次回歸的關(guān)系[18]（表4，圖8），根據(jù)此二次回歸方程計(jì)算了糙米產(chǎn)量。

圖8 包括北海道在內(nèi)的日本高產(chǎn)9個(gè)地區(qū)的從抽穂10天前開始的40天期間的平均氣溫與糙米產(chǎn)量/同期間的平均日射量之比之間的關(guān)系

（3）在日本全國的水稻推薦品種決定試驗(yàn)成績(jī)數(shù)據(jù)中，氣候灌漿量指數(shù)與灌漿期累計(jì)日照量之比和抽穗后 40天期間的平均氣溫具有二次回歸的關(guān)系[9]（表4）。此二次回歸方程是數(shù)據(jù)中對(duì)相同的灌漿期平均氣溫，使用了氣候灌漿量指數(shù)與灌漿期累計(jì)日照量之比的最大值計(jì)算的。因此，根據(jù)此方程得到的氣候灌漿量指數(shù)表示了潛在的產(chǎn)量。

1.4 孕穗期冷害危險(xiǎn)期的秕粒發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)推測(cè)

以北海道水稻栽培地區(qū)中產(chǎn)量穩(wěn)定的中央部3個(gè)地區(qū)（旭川市、深川市和巖見澤市）以及產(chǎn)量略不穩(wěn)定的北部1個(gè)地區(qū)（士別市）、面臨太平洋的東部1個(gè)地區(qū)（厚真町）、面臨太平洋的西南部1個(gè)地區(qū)（北斗市）一共6個(gè)地區(qū)為對(duì)象，使用上述1.2（3）的方法計(jì)算發(fā)育指數(shù)，將1.4～1.7的期間作為孕穗期冷害危險(xiǎn)期（一般為抽穗前10～11天為中心的前后一周）[16]。

2030年代的日平均氣溫是在由 1971—2000年的 30年觀測(cè)值制作的地域氣象觀測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)格數(shù)據(jù)與2030年代預(yù)測(cè)氣象之間的氣溫差基礎(chǔ)上，加上離對(duì)象地區(qū)最近的地域氣象觀測(cè)系統(tǒng)觀測(cè)點(diǎn)的1978—2000年日平均氣溫得到的。然后，針對(duì)計(jì)算出的2030年代（23年）、2010年代的2010—2019年（10年）以及作為參考的1978—2000年（23年），計(jì)算各年份的孕穗期冷害危險(xiǎn)期的平均氣溫，得到各地區(qū)的平均和頻數(shù)分布。

1.5 食味關(guān)聯(lián)品質(zhì)和米粒外觀品質(zhì)的推測(cè)

食味關(guān)聯(lián)品質(zhì)的直鏈淀粉含量和大米蛋白質(zhì)含量的推測(cè)是根據(jù)從1991—2006年北海道12～15個(gè)地區(qū)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的直鏈淀粉含量與灌漿氣溫之間的一次回歸方程和大米蛋白質(zhì)含量與灌漿氣溫之間的二次回歸方程推測(cè)的（表4）。

米粒外觀品質(zhì)的推測(cè)與上述1.3（1）的糙米產(chǎn)量推測(cè)一樣，使用了從根據(jù)1999—2006年的6～8年北海道15個(gè)地區(qū)的數(shù)據(jù)得到的回歸方程，即糙米白度與灌漿氣溫之間的一次回歸方程，大米白度、受害粒比率、著色粒比率與障礙危險(xiǎn)期的平均氣溫和灌漿氣溫之間的多重回歸方程，未熟粒比率與灌漿氣溫之間的二次回歸方程（表4）。

2 結(jié)果及考察

2.1 插秧日期期限、抽穗日期最早期限和最晚期限、抽穗日期以及各生育期氣象的變化

2030年代預(yù)測(cè)氣象（以下稱“2030年代”）的插秧日期期限在 17個(gè)地區(qū)分中苗和成苗與2010年代氣象（以下稱“2010年代”）相比較，比2010年代的5月15、16日，CCSR要早8～10天，CGCM1要早7～9天（表5）。

表5 2010年代氣象以及2030年代預(yù)測(cè)氣象的水稻中苗，成苗的插秧日期期限（水稻栽培17個(gè)地區(qū)的平均）

抽穗日期的最早期限和最晚期限在 2010年分別為7月19日和8月8日，與其相比CCSR的最早期限要早1天，最晚期限要遲1天，安全抽穗期間比2010年代的20天要長(zhǎng)兩天。CGCM1的最早和最晚期限與2010年代相比分別早5天和遲5天，安全抽穗期間要長(zhǎng)10天（表6）。

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抽穗日期分別按照中苗和成苗進(jìn)行了比較（以下相同），與2010年代的8月2日和7月29日相比，CCSR要早0～1天，CGCM1要早3天。因此，抽穗推遲天數(shù)與2010年代的5～9天相比，CCSR要長(zhǎng)2天，CGCM1要長(zhǎng)9天（表6）。

此外，在各生育期氣象的平均氣溫上，障礙危險(xiǎn)期（期間的平均）與2010年代的21.1 ℃相比，CCSR略低，為-0.3 ℃，CGCM1相同，為0.0 ℃。而抽穂前10天開始的40天期間（期間的平均）以及灌漿期（期間的累計(jì)）分別與2010年代的 21.5 ℃、829～846 ℃相比，CCSR基本相同，0.0 ℃、+2～+6 ℃，CGCM1較高，為+0.7 ℃、+34～+40 ℃。另一方面在日照量上，抽穗前 10天開始的40天期間（期間的平均）和灌漿期（期間的累計(jì)）分別與2010年代的15.2、579 MJ/m2相比，CCSR和CGCM都要少，分別為95%～98%、96%～99%（表 7）。

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2.2 糙米產(chǎn)量以及氣候灌漿量指數(shù)的變化

根據(jù)上述 1.3的方法（1）和方法（2）得到的2030年代推測(cè)糙米產(chǎn)量，分別與2010年代的568、581 kg/10a相比，方法（1）時(shí)CCSR為97%、CGCM1為99%，方法（2）時(shí)分別為95%、97%都略低。方法（3）的氣候灌漿量指數(shù)與2010年代的 723 kg/10a相比，CCSR為 98%，CGCM1為101%，都是基本相同（表8）。在方法（1）～（3）與2010年代之比的平均上，CCSR略低，為97%，CGCM1基本相同，為99%。

障礙危險(xiǎn)期的平均氣溫與產(chǎn)量最高的 21.0 ℃（表4，圖 7）相比，2010年代和CGCM1都是21.1 ℃，基本相同，CCSR略低為 20.8 ℃。在抽穗前10天以后的40天期間和灌漿期的平均氣溫上，與糙米產(chǎn)量以及氣候灌漿量指數(shù)最高的22.1、21.9 ℃（表 4，圖 8）相比，2010年代為20.9（灌漿氣溫829～846 ℃的平均氣溫，以下相同）～21.5 ℃，CCSR 較低為 21.0（835～848）～21.5 ℃，CGCM1 相近為 21.9（869～880）～22.2 ℃。另一方面，在日照量上，與2010年代抽穗前10天以后40天期間的平均日照量15.2 MJ/m2相比CCSR，CGCM1較低，分別為95%、96%，同樣地與 2010年代灌漿期的累計(jì)日照量 579 MJ/m2相比要略低分別為 98%、99%。根據(jù)以上結(jié)果，CCSR的障礙危險(xiǎn)期的平均氣溫低，抽穗前10天以后 40天期間以及灌漿期的日射量要略少是產(chǎn)量低的原因（表7）。

此外，使用日本產(chǎn)量高的北海道（559 kg/10a，2010—2021年的平均值，以下相同）、東北6個(gè)縣（550～608 kg/10a）以及最高產(chǎn)的中部地區(qū)長(zhǎng)野縣（613 kg/10a）這8個(gè)地區(qū)的數(shù)據(jù)，對(duì)最近的北海道糙米產(chǎn)量與抽穗前10天以后的40天期間平均日照量以及同期間的平均氣溫之間的關(guān)系進(jìn)行了探討（表9）。北海道的糙米產(chǎn)量在8個(gè)地區(qū)中為中上，排第5位，北海道同期間的平均氣溫為21.8 ℃和其它7個(gè)地區(qū)的23.5～25.8 ℃相比，最接近糙米產(chǎn)量最高的 22.1 ℃（表 4，圖 8）。但是，北海道同期間的平均日照量 16.2 MJ/ m2和糙米產(chǎn)量第2位的青森縣16.3 MJ/ m2一起要比其它糙米產(chǎn)量前 3名地區(qū)的 16.8～17.6 MJ/m2要少。而且，這8個(gè)地區(qū)的同期間平均日照量越多，其糙米產(chǎn)量就越高（r=0.725*，n=8）。所以，相比日本其它的高產(chǎn)地區(qū)，北海道同期間的平均日射量要少，這也是影響糙米產(chǎn)量的因素。

2.3 孕穗期冷害危險(xiǎn)期秕粒發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的變化

2030年代冷害危險(xiǎn)期的平均氣溫（6個(gè)地區(qū)平均，分別按照中苗和成苗）與2010年代中苗和成苗的21.6、21.1 ℃相比，CCSR 的差為-0.3～0 ℃，略低；CGCM1的差為0～+0.1 ℃，基本相同（表10）。這些數(shù)值要低于 6個(gè)地區(qū)從 2010年代到2030年代的 7月份平均上升氣溫，即 CCSR的0.2 ℃，CGCM1的 0.8 ℃。其原因可能是 5～7月份的氣溫上升使水稻生育提前，冷害危險(xiǎn)期的日期要比2010年代提前，也就是前移到低溫時(shí)期。

2010年代冷害危險(xiǎn)期的平均氣溫 19 ℃或18.5 ℃時(shí)，在北部、中央部的1個(gè)地區(qū)、靠太平洋的東部，一共3個(gè)地區(qū)，抽穗早的成苗（不是中苗）發(fā)生秕粒的風(fēng)險(xiǎn)高。而在2030年代這些風(fēng)險(xiǎn)高的年份不管是中苗還是成苗，在所有地區(qū)都有發(fā)生。特別是在北部、靠太平洋的東部以及西南部，其中靠太平洋的東部以及西南部同一年份的比率要略高（表10）。

靠太平洋的西部以及西南部地區(qū)，從春季到夏季會(huì)吹來濕冷的偏東風(fēng)，7月份的氣溫變動(dòng)很大。這些地區(qū)在2010年代氣象比較穩(wěn)定，但如果在本文中 2030年代平均氣溫的變動(dòng)計(jì)算時(shí)使用的1978—2000年氣象發(fā)生變動(dòng)的話，對(duì)秕粒發(fā)生的影響在2030年代也不會(huì)小。不論如何，在探討的 6個(gè)地區(qū)都有可能出現(xiàn)發(fā)生秕粒的氣溫，在2030年代仍然有發(fā)生障礙型冷害的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 食味及米粒外觀品質(zhì)的變化

大米蛋白質(zhì)含量在 2030年代不管是中苗還是成苗，都相同于2010年代的7.4%（17個(gè)地區(qū)平均，以下同樣）。直鏈淀粉含量與2010年代中苗和成苗時(shí)的20.4%、20.2%相比（以下相同），CCSR的差為-0.1～0百分點(diǎn)，基本相同；CGCM1的差為-0.5百分點(diǎn)，較低（表11）。

表11 根據(jù)2010年代氣象以及2030年代預(yù)測(cè)氣象的抽穂后40天期間日平均累計(jì)氣溫推測(cè)的直鏈淀粉含量和大米蛋白質(zhì)含量（水稻栽培的17個(gè)地區(qū)平均） %

與2010年代的糙米白度18.8，19.1之差，CCSR為 0～+0.1，基本相同；CGCM1為+0.5～+0.6，較高。與 2010年代的大米白度 37.7、37.8之差，CCSR為-0.1，基本相同，CGCM1為+0.3，要略高（表12）。

表12 根據(jù)2010年代氣象以及2030年代預(yù)測(cè)氣象的各生育期氣象推測(cè)的糙米白度和大米白度（水稻栽培的17個(gè)地區(qū)平均）

與2010年代的未熟粒比率11.1%、11.9%之差，CCSR為0～+0.2百分點(diǎn)，基本相同；CGCM1為+2.9～+3.4百分點(diǎn)，較高（表13）。增加的未熟粒為灌漿氣溫上升而發(fā)生的白未熟粒。與 2010年代的受害粒比率 3.6%、4.5%之差，CCSR為+1.1～+1.3百分點(diǎn)，CGCM1為-1.2～-0.8百分點(diǎn)，沒有規(guī)律趨勢(shì)。與2010年代的著色粒比率0.11%、0.12%之差，CCSR為+0.02～+0.03百分點(diǎn)，CGCM1為-0.05～-0.04百分點(diǎn)，也沒有規(guī)律趨勢(shì)。

表13 根據(jù)2010年代氣象以及2030年代預(yù)測(cè)氣象的各生育期氣象推測(cè)的糙米外觀品質(zhì)（水稻栽培的17個(gè)地區(qū)平均） %

綜上所述，2030年代與 2010年代相比，大米蛋白質(zhì)含量相同，直鏈淀粉含量略低，食味略好。受害粒和著色粒的發(fā)生沒有一定的趨勢(shì)，未熟粒要略多。另外，糙米白度略高，大米白度相同。

近年，在西南溫暖地帶白未熟粒發(fā)生較多而引起品質(zhì)下降。根據(jù)至今的研究報(bào)告[19-20]，如果抽穗后20天期間的平均氣溫超過26～27 ℃，白未熟粒發(fā)生率變高從而使糙米等級(jí)下降。但是，本文中的2030年代預(yù)測(cè)氣象中，灌漿氣溫變高的CGCM1（表 7）其抽穗后 20天期間的平均氣溫在北海道中央部的深川市為 23.5 ℃、旭川市為22.5 ℃、北海道南部的江差町為 23.3 ℃、北斗市為 23.0 ℃，都比 26 ℃要低很多。因此，在2030年代平常的氣象條件下，白未熟粒的發(fā)生使糙米等級(jí)下降的危險(xiǎn)性低。但是，有必要注意北海道的品種是在寒冷的北海道氣象條件下選育的，與日本東北以南的品種相比具有在低溫地區(qū)發(fā)生白未熟粒的可能性。

2.5 稻瘟病的發(fā)生

在2030年代的6-7月份，與2010年代的平均氣溫分別為16.1、20.6 ℃相比，CCSR、CGCM1分別上升了+0.2～+0.3 ℃、+0.9 ℃，與 2010年代的降水量86、122 mm相比分別為1.21、1.54倍，增加了1.20、1.38倍。稻瘟病發(fā)生的適溫為20～25 ℃，降雨帶來了稻瘟病菌發(fā)芽，侵入所需的水滴有助其發(fā)生[21]。因此，稻瘟病發(fā)生時(shí)期會(huì)提前，稻瘟病發(fā)生增加的風(fēng)險(xiǎn)可能無法避免。

3 基于2030年代預(yù)測(cè)的技術(shù)應(yīng)對(duì)方向

3.1 耐冷性

2030年代與2010年代相比，由于插秧日期期限和抽穗日期最早期限變?cè)纾樗肴掌谧钔砥谙拮兺恚虼怂景踩樗肫陂g變長(zhǎng)，遲延型冷害的危險(xiǎn)性略低。但是，春季的氣溫上升促進(jìn)了水稻的生育，同一成熟期的品種生育期提前，冷害危險(xiǎn)期的平均氣溫相同或略低，依然有秕粒發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。因此，今后提高育成品種的障礙型耐冷性和深水灌溉等冷害對(duì)策技術(shù)依然很重要。為了避免生育提前而帶來抽穗日期比抽穗日期最早期限早，有必要對(duì)品種的早晚特性、秧苗的種類以及插秧日期進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合。

3.2 糙米產(chǎn)量和種植品種的成熟期

影響糙米產(chǎn)量的因素是從抽穗前 10天開始到灌漿期間的日照量和障礙危險(xiǎn)期的平均氣溫，2030年代的預(yù)測(cè)結(jié)果是和2010年代相同或有所下降。為了得到一定的產(chǎn)量，需要確保到抽穗日期為止的營養(yǎng)成長(zhǎng)期所需的每 m2稻谷粒數(shù)。從插秧到抽穗為止的期間越長(zhǎng)越有利。由此，包括2030年代為止的期間，根據(jù)氣候變化調(diào)整目前栽培品種的種植地帶區(qū)分，并對(duì)生育期間大幅度延長(zhǎng)的地帶，明確確保產(chǎn)量的抽穗日期，培育適合此成熟期的品種。

正如上述，北海道水稻栽培地區(qū)的2030年代水稻栽培期間的平均氣溫（5-9月份的日平均累計(jì)氣溫）與青森縣靠太平洋一側(cè)相同（表 1）。從插秧到抽穗日期為止的期間 2010—2019年平均是北海道為5月25日-7月30日，青森縣為5月20日-8月4日，青森縣的插秧日期要早5天，抽穗日期要晚5天（表3）。如果灌漿期沒有大的差異，青森縣的生育期要長(zhǎng)10天。此外，青森縣從抽穗前10天開始的40天期間日射量和北海道相同，但糙米產(chǎn)量較高，是北海道的 109%（表 9）。今后，參考青森縣的高產(chǎn)因素，有必要明確北海道2030年代所需的高產(chǎn)技術(shù)。

3.3 食味及米粒外觀品質(zhì)

至今為止北海道的水稻育種目標(biāo)是降低直鏈淀粉含量和大米蛋白質(zhì)含量，主要通過降低直鏈淀粉含量提高了食味[22]，蛋白質(zhì)含量的降低程度不大。一般來說，抽穗晚的品種，灌漿氣溫下降從而直鏈淀粉含量變高，蛋白質(zhì)含量變低[4]。并且，通過育種降低直鏈淀粉含量比較容易。因此，2030年代通過有效利用比現(xiàn)在要長(zhǎng)的生育期，種植比現(xiàn)在主要中稻品種成熟期晚而直鏈淀粉含量低的品種，在此基礎(chǔ)上降低蛋白質(zhì)含量，這樣可以提高食味。

在米粒外觀品質(zhì)上，預(yù)測(cè)糙米白度略有提高，白未熟粒的發(fā)生會(huì)有增加。這不僅是受灌漿期的高溫影響，還由于生育初期的氣溫上升促進(jìn)分蘗發(fā)生而使每 m2的稻谷數(shù)過剩，引起每粒稻谷的灌漿期光合成量不足從而增加白未熟粒發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。因此，適當(dāng)施肥的同時(shí)，當(dāng)發(fā)生過剩分蘗時(shí)使用深水抑制分蘗[23]。

目前北海道的粒厚選別機(jī)普遍使用1.95 mm篩網(wǎng)，未完全成熟的顆粒作為次米被去掉，從而提高了整糙米的外觀品質(zhì)[24]。今后氣候變暖使初期生育變好，齊穗性有所提高，如果灌漿氣溫提高的話，以往的未熟粒有可能成熟變?yōu)檎！＿@樣的話使用小一點(diǎn)的篩孔也可以確保外觀品質(zhì)，有必要根據(jù)收獲的粗糙米適當(dāng)調(diào)整篩孔大小。

3.4 秧苗種類及施肥方法

至今為止北海道的生育期間有所限定，為了穩(wěn)定生產(chǎn)和生產(chǎn)優(yōu)良食味大米促進(jìn)初期生育很重要，應(yīng)提倡遵循標(biāo)準(zhǔn)的栽培密度，秧苗使用比幼苗和中苗秧齡大的成苗，進(jìn)行側(cè)條施肥等促進(jìn)初期生育的方法。但維持高的栽培密度，使用葉齡大的秧苗會(huì)增加育秧盤的數(shù)量，并且育秧時(shí)間變長(zhǎng)，會(huì)增加生產(chǎn)者的育秧勞力和成本。春季氣溫的上升，使用秧齡大的秧苗的話，育秧大棚的高溫會(huì)提高發(fā)生早期異常抽穗的風(fēng)險(xiǎn)[25]。

東北地區(qū)中緯度高氣象比較寒冷的青森縣和秋田縣與其它地區(qū)不同，中苗和成苗比幼苗使用得多[26]。所以，2030年代北海道初期生育的重要性不變，在不影響穩(wěn)定生產(chǎn)的范圍內(nèi)，有必要考慮利用葉齡小的秧苗。

目前北海道基本上只施基肥，但在生育期間長(zhǎng)的時(shí)候，促進(jìn)初期生育會(huì)在營養(yǎng)成長(zhǎng)期途中消耗大部分養(yǎng)分，發(fā)生途中缺肥的可能性大，今后進(jìn)行分段施肥或利用緩效肥的可能性會(huì)增加。

3.5 耐稻瘟病的強(qiáng)化

關(guān)于稻瘟病發(fā)生增加的植保方法，從5-9月份的累計(jì)氣溫來看，實(shí)施如東北地區(qū)青森縣采取的措施可以對(duì)應(yīng)解決。但是，日照量和降水量也會(huì)影響稻瘟病的發(fā)生，需要注意這些因素的不同如何影響稻瘟病的發(fā)生。此外，也要考慮能滿足近年社會(huì)上對(duì)減少農(nóng)藥散布量需求的植保方法，有必要培育和普及比以往更耐稻瘟病的品種。

3.6 其它

將來通過促進(jìn)融雪有可能5月份的河川流量會(huì)減少[27]，需要考慮到有些地區(qū)會(huì)有限制灌溉用水的可能性。