自発休眠から他発休眠への移行期を考慮したリンゴ「ふじ」の開花予測モデル

要約

リンゴ「ふじ」のポット樹に対する、自発休眠期・他発休眠期・両休眠期の移行期における温度処理実験と、圃場での満開日の観測値から開発された開花予測モデル(連続モデル、重複モデル)は、リンゴの主産地あるいは主産地より高温の地域において、精度のよい開花予測ができる。

  • キーワード : ENR、DVR、気温、温暖化、発育速度
  • 担当 : 果樹茶業研究部門・果樹生産研究領域・果樹スマート生産グループ
  • 代表連絡先 :
  • 分類 : 研究成果情報

背景・ねらい

リンゴの開花予測は人工授粉、開花期防除、防霜等の準備や、年間の作業計画策定に活用されている。近年は、温暖化の進行により異例の早さで開花することがあり、予測の重要性は高まっている。一般的に、開花予測は各産地における過去の開花日と気温との関係のデータ解析結果に基づいて行われるが、過去に記録した気温の範囲を越える気象条件下での予測には限界がある。そこで、本研究では、リンゴ「ふじ」のポット樹に対し温度処理実験を自発休眠期、他発休眠期および両休眠期の移行期に実施し、広い温度域でのリンゴの温度反応を基づいた開花予測モデルを開発した。

成果の内容・特徴

  • 自発休眠期を低温が有効な時期(加温しても開花しない)、他発休眠期を高温が有効な時期(加温すれば開花する)、移行期を低温と高温がともに有効な時期と仮定する。自発休眠期の樹に温度処理すると、6°C以下では自発休眠覚醒(自発休眠の終了)に早く到達し、9°Cはそれより遅く到達、12°Cや15°Cでは到達しない。ゆえに自発休眠の進行速度(ENR)は、6°C以下で最大であり、このときのENRを1、12°C以上のENRを0とすると、ENRと気温の関係は図1のように表せる。
  • 他発休眠期における温度処理において、処理後開花までの時間数(N)から、花芽の発育速度(DVR)を1/Nとして求めると、他発休眠期のDVRと気温の関係は、図2のように表せる。
  • 自発休眠指数(ENI)をENRの9月1日からの積算値と定義する(ENI=∑ENR)。ENIが1200の時点に15°Cで加温すると、開花するものの開花までの時間数(N')は大きい。ENIが大きいほど時間は短縮するが2000を越えるとそれ以上の短縮はしない。ENIが1200～2000の期間は、高温に反応して開花するものの、さらなる低温が有効な時期(移行期)といえる。1/N'から求めた15°CでのDVRとENIの関係は図3のようになる。
  • 移行期(1200<ENI<2000)のDVRを、補正係数(相対発育率、RD)を用いてRD・DVRと表すると、図3よりRDはENIから以下の式で求めることができる。

    RD=0.000703・ENI-0.407・・・・・・(1)

  • 花芽の発育指数(DVI)を、移行期のDVRと他発休眠期のDVRの積算値(DVI=∑RD・DVR+∑DVR)と定義する。DVIは、毎時の気温を図2に示した式に当てはめたDVR値とRDから求めることができ、満開に到達した時点のDVIをBとする。過去の気温と満開日の観測値から、満開日のDVI値が得られ、その平均値を地域毎の固有のB値とする。
  • 移行期の花芽の発育を考慮せずENI=2000までRDを0とし、ENI=2000からDVIの計算を開始するモデルを連続モデルとする(図4)。リンゴの主産地である青森および福島では、連続モデルでB値を決定し(青森、福島のB値は0.778、0.822)、圃場の気温から満開日を推定した場合、観測された満開日との誤差(RMSE)は、どちらも1.6日と小さく、連続モデルで開花日予測が可能である。しかし、リンゴ主産地よりも気温が高いつくばでのRMSEは4.8日(B値は0.711)であり、移行期の気温が高くなるケースでの適合性は低い。
  • 移行期における花芽の発育を想定し、1200<ENI<2000におけるRDを式1から得る重複モデルでは(図4)、青森、福島、つくばでのRMSEはそれぞれ1.8、1.8、1.7日といずれも小さく(B値は0.845、0.920、0.930)、重複モデルは連続モデルに比べ広範囲での予測が可能といえる。

成果の活用面・留意点

  • リンゴの主産地で満開期を予測する場合は、よりシンプルな連続モデルの、暖地や温暖化の進行で連続モデルが適合しない場合は、重複モデルの利用が推奨される。

具体的データ

その他

  • 予算区分 : 農林水産省(農林水産分野における気候変動対応のための研究開発:温暖化の進行に適応する生産安定技術の開発、戦略的スマート農業技術等の開発・改良)、環境省(環境研究総合推進費)
  • 研究期間 : 2015～2023年度
  • 研究担当者 : 杉浦俊彦、杉浦裕義、紺野祥平、福田典明(青森県産技セりんご研)
  • 発表論文等 : Sugiura T. et al. (2024) Sci. Hort. 331:113144