JP2007185158A - 作物の交雑抑制栽培方法及び栽培施設 - Google Patents

Abstract

【課題】同じ作物の複数品種を栽培する際に、複数品種のそれぞれの栽培区を遠くに離隔しなくても、交雑率を低減させることを可能とした作物の交雑抑制栽培方法及びその栽培施設を提供すること。
【解決手段】同じ作物の異なる品種同士１、２を、離間した少なくとも２つの栽培区Ｙ、Ｗのそれぞれで別々に栽培する際に、前記作物の開花期間中、前記２つの栽培区Ｙ、Ｗの間を横断する全長にわたり前記作物の雄花５、６の形成位置よりも高い位置から霧状にかつカーテン状に散水することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、同じ作物の複数品種を近接した栽培区のそれぞれにおいて栽培する際に、品種間の交雑を抑制する栽培方法及びその栽培施設に関する。

近年、作物の安全性が社会的に重要視されるようになり、特に遺伝仕組み換え技術を用いて作成された作物の安全性や環境への影響が問題視されるようになっている。近接した栽培区において、同じ作物の異なる品種同士を栽培する場合、花粉の飛散によって交雑が生じるが、遺伝子組み換え体植物が環境に与える影響の一つとして花粉の飛散による交雑が引き起こす遺伝子フローがある。これは、人為的に組み換えられた遺伝子が、近縁種や同種の非組み換え体植物中に入り、環境中に広がる問題である。特に風媒花であるトウモロコシの場合には、気象条件しだいでかなり広範囲に遺伝子組み換え体の花粉が拡散し、周辺に生育している非組み換え体トウモロコシに交雑を発生させる可能性がある。

また、例えばトウモロコシには、黄色粒トウモロコシであるハニーバンタム種、白色粒トウモロコシであるシルバーハニーバンタム種を始めとしてフリントコーン種、デントコーン種、ピーターコーン種、ウッディーコーン種等の種々の品種が存在している。このような同種の作物は、播種時期、手入れ時期や取り入れ時期がほぼ同じであるため、複数の品種が同時に近隣で栽培されることになる。

このような栽培形態においては、作物の開花時期に一方の品種の花粉が飛散して他方の品種への交雑が生じるため、目的の純粋な品種を得ることができない問題が生じる。例えば、ハニーバンタム種とシルバーハニーバンタム種とをそれぞれ近接する栽培区で栽培すると、ハニーバンタム種が遺伝的に優性であるため、その花粉がシルバーハニーバンタム種の雌花に受粉、すなわち交雑すると、その交雑部分では白色粒とならずに黄色粒となって白色粒中に黄色粒が混在し、これにより作物の品位が劣化する。

なお、下記非特許文献１には、「気象条件が花粉飛散によるトウモロコシの交雑率に与える影響」について研究した結果が報告されている。この研究は、黄色粒のハニーバンタム種と白色粒のシルバーハニーバンタム種とを対象とし、その開花時期における交雑率を観察したものである。観察の結果、日平均気温が高いときや日平均風速が強いときには、花粉の飛散数が多く、その分、交雑率が多くなっていることが示されている。一方、観察時期中の降雨量が少なかったことから降雨と交雑との関係については不明であるとされている。

さらに、下記非特許文献１には、ハニーバンタム種の栽培区とシルバーハニーバンタム種の栽培区との間の離間距離に対する交雑率との関係についても開示されている。その結果、栽培区間の距離が０．３ｍでの交雑率が極めて高くなっており、距離が１０ｍ以内では２％以上であり、距離が５０ｍとなったときに０．１％程度となったと報告されている。従って、ハニーバンタム種とシルバーハニーバンタム種との間では、これらの栽培区を５０ｍ以上離隔することにより交雑率を大幅に低減させることが可能となるものである。これは、栽培区の離間距離が大きいと、相手側の栽培区に到達する花粉濃度が減少することに基づくものであり、トウモロコシ以外の他の風媒花形成作物にも同様に適用できる。

「農業気象（J. Agric. Meteorol.）」60 (2),p. 151-159 (2004)

しかしながら、上記非特許文献１に開示されている交雑の防止法によれば、例えばトウモロコシの場合、交雑率を０．１％以下とするためには、栽培区を５０ｍ以上も離隔する必要があるために栽培に使用する農地を広く必要とする問題点があり、また、それぞれの栽培区が離れているため、農作業のための移動距離が長くなり、作業性が極めて低下する問題も有している。

本願の発明者等は、互いの栽培区間の距離を大きくしなくても交雑率を低下させることができる方法につき種々検討を重ねた結果、降雨があるときには花粉の飛散がほとんどないことを知見し、この知見に基づいて花粉の飛散時期に互いの栽培区の間に降雨時と類似の現象を形成させることよって互いの栽培区間の距離を大きくしなくても容易に交雑率を低下させることができることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明は、同じ作物の異なる品種同士を栽培する際に、それぞれの栽培区を遠くに離隔しなくても、交雑率を低減させることが可能な作物の交雑抑制栽培方法及び栽培施設を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る作物の交雑抑制栽培方法の発明は、同じ作物の異なる品種同士を、離間した少なくとも２つの栽培区のそれぞれで栽培する方法において、
前記作物の開花期間中、前記２つの栽培区の間を区切るように前記作物の雄花形成位置よりも高い位置から霧状にかつカーテン状に散水することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の作物の交雑抑制栽培方法において、前記散水を降雨時及び夜間には停止することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の作物の交雑抑制栽培方法において、前記作物は風媒花形成作物であることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の作物の交雑抑制栽培方法において、前記風媒花形成作物はイネ科作物であることを特徴とする。なお、この発明におけるイネ科作物にはトウモロコシ、稲及び麦が含まれる。

更に、請求項５に係る作物の交雑抑制栽培施設の発明は、同じ作物の複数品種をそれぞれ栽培する離隔された少なくとも２つの栽培区と、前記２つの栽培区の間に設けられ、前記２つの栽培区を区切るように前記作物の雄花形成位置よりも高い位置から霧状の散水を行う散水手段とを備えていることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項５に記載の作物の交雑抑制栽培施設において、前記散水手段は、前記２つの栽培区を横断する方向に霧状にかつカーテン状に散水する手段であることを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、請求項５又は６に記載の作物の交雑抑制栽培施設において、前記散水手段は、降雨時及び夜間に散水を停止するように制御する制御手段を備えていることを特徴とする。

本発明は以上のような構成を備えることにより、以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明によれば、作物の開花期間中に２つの栽培区の間を区切るように前記作物の雄花形成位置よりも高い位置から霧状の散水を継続しているので、飛散した雄花は、隣接する栽培区に移行する間に散水された水で濡れて重くなり、飛距離が低下する。そのため、２つの栽培区間距離が従来例と同じであれば交雑率は劇的に低下し、また、交雑率を従来例と同じようにするためには、栽培区を遠く離隔することなく近接した場所に設けることができ、広い農地を要する必要がないばかりでなく、農作業の移動量も少なくなり農作業を効率的に行うことができるようになる。

また、請求項２に係る発明によれば、降雨時及び夜間にはほとんど花粉が飛散しないので、降雨時及び夜間に散水を停止しても交雑率が上昇することはなく、至って経済的になる。

また、請求項３に係る発明によれば、本発明は花粉が水に濡れると飛距離が短くなることを利用したものであるため、作物が風媒花の場合に適用して優れた効果を奏する。

また、請求項４に係る発明によれば、風媒花形成作物であるトウモロコシ、稲、麦は世界中で広く栽培されており、しかも、遺伝仕組み換えトウモロコシやＦ１トウモロコシ等、あるいは我が国における各種品種の稲等、特に交雑防止が要求される品種の栽培も多く行われているため、本発明を適用すると効果が顕著に表れる。

更に、請求項５に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果を良好に奏することができる交雑抑制栽培施設が得られる。

また、請求項６に係る発明によれば、少ない散水手段で効率的に２つの栽培区間の全体にわたり散水することができ、また、散水量が少なくても良好に飛散してきた花粉を濡らして落下させることができ、交雑率を良好に抑制することができる交雑抑制栽培施設が得られる。

また、請求項７に係る発明によれば、降雨時及び夜間には自動的に散水を停止することができるため、交雑率を向上させることなく無駄な散水をなくすことができる交雑抑制栽培施設が得られる。

以下、本発明を図面を用いて具体的に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想をイネ科作物の一つであるトウモロコシに具体化した例を示すものであり、本発明をトウモロコシに限定することを意図するものではなく、例えば、稲におけるコシヒカリ、ひとめぼれ、ササニシキ、はえぬき等の各品種や、麦の各品種、その他、粟の各品種、松の各品種等の風の媒介によって受粉する作物、すなわち風媒花形成作物に対して等しく適用できるものである。

［実験例１］
まず最初に、トウモロコシの開花時期における降雨量と花粉飛散量の関係を調査した。すなわち、観察試料としてトウモロコシの一品種であるハニーバンタム種を用い、このハニーバンタム種を圃場に栽培し、開花時における１週間の花粉数を自動花粉モニターにより計測した。結果を図１に示した。なお、図１において、横軸は観察日及び観察時間を、右縦軸は花粉飛散量を示し、また、左縦軸は降水量を示す。また、図１においては、飛散した花粉量は○印を接続した実線で示し、降水量はハッチングで示してある。

図１の記載から明らかなように、花粉の飛散は日中が多く、夜間はほとんど飛散しない。しかも、降雨があるときには花粉の飛散がほとんどゼロとなっている。従って、２つの隣り合う栽培区の間で行う花粉の飛散防止処理は、夜間及び雨天時には停止しても問題はないことがわかる。

［実験例２］
実施例として、図２に示すように、左側の栽培区Ｙと、右側の栽培区Ｗと、これらの間に位置する散水区Ｚとが横並び状に設けられた２つの施設において、花粉の飛散距離及び交雑率の測定を行った。左側の栽培区Ｙにはハニーバンタム種１を散水区都平行な方向（縦）に９株、散水区から離れる方向（横）に３列（なお、図２においては作図の都合上、縦は３株のみ表示した。）に等間隔で播種・栽培し、右側の栽培区Ｙにはシルバーハニーバンタム種２を同様に縦９株、横３列に等間隔で播種・栽培した。これらの播種・栽培は同日に行った。ここで、ハニーバンタム種１はシルバーハニーバンタム種２よりも遺伝的に種子の色が優性である特性を有している。なお、ハニーバンタム種１及びシルバーハニーバンタム種２においては、茎の上部に雄花３及び４が伸びており、雌花５及び６は茎の中間部分に伸びている。開花時におけるハニーバンタム種１の雄花３の高さはいずれも約１８０ｃｍ、シルバーハニーバンタム種２の雌花６の高さは約１００ｃｍとなった。

そして、実施例においては、散水区Ｚに散水手段としてカーテン状の散水パターンを有する散水ノズル１０を３個用い、それぞれの散水領域が互いに重複するようにして、ハニーバンタム種１の高さよりも高い１９５ｃｍの位置に配置した。散水ノズル１０は栽培区Ｙ及び栽培区Ｗを横断方向に沿って所定間隔で複数（例えば３個）配置した。それぞれの散水ノズル１０からは、霧状の水がカーテン状に地上に向けて散水される。従って、全ての散水ノズル１０に対して給水を行うと、栽培区Ｙ及び栽培区Ｗを横断するように水をカーテン状にかつ霧状に散水することができ、この散水により栽培区Ｙ及び栽培区Ｗを横断するカーテン状の霧部分１２を生成することができる。係るカーテン状の霧部分１２は栽培区Ｙ及びＷにおけるいずれのトウモロコシ１、２よりも高い位置から地上に向かって延びている。

一方、比較例においては別途、左側の栽培区Ｙは実施例と同様にハニーバンタム種１を縦９株、横３列に等間隔で播種・栽培し、右側の栽培区Ｗにおいては、上記非特許文献１に開示されている結果を考慮して、シルバーハニーバンタム種２を縦方向に９株、横方向はＹ区の境界から６０ｍ以上にわたって等間隔で播種・栽培し、散水区Ｚにおいては一切散水しないで実施例と同様にして栽培を行った。この実施例及び比較例において、ハニーバンタム種１及びシルバーハニーバンタム種２の開花期間では、平均すると栽培区Ｙから栽培区Ｗの方向に風が吹いていた。また、この開花期間においては、雨天となることがなかった。なお、実施例においてのみ散水ノズル１０から連続的に散水を行うことによりカーテン状の霧１２を常に生成した。

そして、開花時終了の後、実施例及び比較例のシルバーハニーバンタム種２における交雑率（黄色粒数／全粒数）と距離ｘの関係を調べた。なお、距離ｘは、左側の栽培区Ｙの前列（図面上右端）のトウモロコシの列からの距離を表す。また、交雑率は、距離毎に得られた複数個のシルバーハニーバンタム種サンプルにおいて
（黄色粒数／全粒数）×１００（％）
として平均値で求めた。結果をまとめて図３に示す。

図３において、比較例の結果はＸ印で示されており、実施例の結果は黒四角印で示されている。また、図３の比較例の近似曲線は、回帰式により求められたものであり、以下の式（Ｉ）で表すことができ、回帰の寄与率Ｒ^２＝０．９２１と非常に高い値を示した。

以上の図３に示した実施例及び比較例の結果から、実施例においては、カーテン状の霧１２を生成することにより交雑率を飛躍的に低減させることが可能となっていることが分かる。すなわち実施例においては、栽培区Ｗにおける最左列（ｘ＝約４ｍ）のシルバーハニーバンタム種２では平均３．６％の交雑率であり、栽培区Ｗにおける中列（ｘ＝約４．７ｍ）のシルバーハニーバンタム種２では平均１．１％の交雑率であり、栽培区Ｗにおける最右列（ｘ＝約５．４ｍ）のシルバーハニーバンタム種２では平均０．１％の交雑率であった。これに対し比較例では栽培区Ｙから約４〜５ｍの範囲における交雑率は約７％〜４％である。したがって、交雑率１％を達成しようとすると、実施例では栽培区Ｙから約５ｍ離間すればよいのに対し、比較例では約１８ｍも離間する必要があり、交雑率０．１％を達成しようとすると、実施例では栽培区Ｙから約６ｍ離間すればよいのに対し、比較例においては５０ｍ以上離間させる必要があることが分かる。

なお、雨天による降雨がある場合や夜間には散水ノズル１０からは散水を行う必要がない。降雨時には雨水によって花粉が濡れて落下し、相手側の栽培区Ｗに到達しないためであり、また、夜間にはほとんど花粉が飛散しないためである。また、このような散水を行う必要がある期間は開花期だけであって、トウモロコシの場合には約１０日程度ですむ。

以上のように、本発明によれば、２つの栽培区を横断する全長にわたり作物よりも高い位置から水を霧状にかつカーテン状に散布するため、ハニーバンタム種１から飛散した花粉は、散水された霧状の水に濡れて重くなって地上に落下し、散水区Ｚを飛び越えたり、通過することが非常に少なくなる。そのため、花粉が相手側の栽培区Ｗに到達することが少なくなり、シルバーハニーバンタム種２に対する交雑率が飛躍的に低減する。これにより、栽培区Ｙ及びＷを遠く離隔することなく近接した場所に設けることができ、広い農地を要する必要がないばかりでなく、農作業の移動量も少なくなり農作業を効率的に行うことができる。

降雨と花粉の飛散量との関係を観察した結果を示すグラフである。 実施例の全体を示す斜視図である。 実施例及び比較例の結果を表したグラフである。

符号の説明

１ ハニーバンタム種
２ シルバーハニーバンタム種
３、４ 雄花
５、６ 雌花
１０ 散水ノズル
１２ カーテン状の霧部分
Ｙ、Ｗ 栽培区
Ｚ 散水区

Claims (7)

1. 同じ作物の異なる品種同士を、離間した少なくとも２つの栽培区のそれぞれで別々に栽培する際に、前記作物の開花期間中、前記２つの栽培区の間を区切るように前記作物の雄花形成位置よりも高い位置から霧状にかつカーテン状に散水することを特徴とする作物の交雑抑制栽培方法。
2. 前記散水を降雨時及び夜間には停止することを特徴とする請求項１に記載の作物の交雑抑制栽培方法。
3. 前記作物は風媒花形成作物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の作物の交雑抑制栽培方法。
4. 前記風媒花形成作物はイネ科作物であることを特徴とする請求項３に記載の作物の交雑抑制栽培方法。
5. 同じ作物の異なる品種同士をそれぞれ別々に栽培する離隔された少なくとも２つの栽培区と、前記２つの栽培区の間に設けられ、前記２つの栽培区を区切るように前記作物の雄花形成位置よりも高い位置から霧状にかつカーテン状に散水を行う散水手段とを備えていることを特徴とする作物の交雑抑制栽培施設。
6. 前記散水手段は、前記２つの栽培区を横断する方向に平面状に散水する手段であることを特徴とする請求項５に記載の作物の交雑抑制栽培施設。
7. 前記散水手段は、降雨時及び夜間に散水を停止するように制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の作物の交雑抑制栽培施設。
   

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