Phenology, Growth, and Yield of Three Wheat Varieties Under Late-Sown Terminal Heat Stress Conditions in Bangladesh and Implications for Variety Selection

南アジアの稲作・小麦栽培システムにおいて、カレンダーは生存に関わる問題である。数百万もの小規模農家にとって、小麦の収穫は米の収穫が終了することに完全に依存している。米の準備が整うと、田畑が片付けられ、小麦が種まきされる。しかし、気候変動とモンスーンパターンの変化により、米の収穫が遅れ始め、小麦の作付けが冬の後半へとどんどん押しやられている。この遅延は、危険なミスマッチを生み出している。すなわち、小麦が一年の中で最も寒い時期に成長することを強いられ、その後、最も暑い時期に成熟しなければならないということである。「終末期熱ストレス（terminal heat stress）」として知られるこの特定の種類の圧力は、穀粒が満実する直前に高温が襲いかかることで発生する。これは収穫を奪う「静かな泥棒」であり、植物が成長するための時間を短縮し、種子が重く栄養価の高いものになるために必要なエネルギーを奪ってしまう。異なる小麦の品種がこの締め付けにどのように対処するかを理解することは極めて重要である。なぜなら、作付けの窓が狭まるにつれ、農家はどの種子が食卓に食事をもたらしてくれるのかを知る必要があるからである。

バングラデシュ北部の研究者たちは、最近、この現実を圃場で検証することを試みた。彼らは、この地域で広く使用されている3つのエリート小麦品種、BARI Gom 21、BARI Gom 26、および BARI Gom 26 に焦点を当てた。これら2つ、BARI Gom 26 と BARI Gom 27 は、耐熱性が中程度であるというラベルと共に公式にリリースされたものであるが、BARI Gom 21 は古くから定着している品種である。科学者たちは、これらの種を最適な時期に植えた場合と、多くの農家が現在直面している深刻な熱ストレスの下で遅れて植えた場合に何が起こるかを調べたいと考えた。これを行うために、彼らは3つの品種を2つの異なる時期に植えた。一つは理想的な窓である11月25日に、もう一つは、作物が夏のピーク時の猛暑にさらされることになるほど遅い日付である1月5日にである。

実験の結果は、衝撃的かつ即時的であった。小麦が遅れて植えられたとき、植物の全生涯が圧縮された。通常は約112日から115日かかる播種から収穫までの期間が、わずか80日から83日にまで短縮されたのである。植物は熱によって急かされ、十分に成長する前に成熟を強制された。この加速は、作物のあらゆる側面に悪影響を及ぼした。無事に定着した植物の数は減少した。葉はより小さく、より少なくなり、植物が生成する総緑色成分は半分以上に減少した。植物自体も、茎を十分に伸ばすための時間を奪われたため、より短くなった。遅蒔きの区画では、小麦は本質的にその潜在能力の影であり、逆転してしまった季節の中で生き残ろうと苦闘していた。

最終的な収穫への影響はさらに深刻であった。作物の成功を示すあらゆる指標が低下した。平方メートルあたりの穂数は減少し、一穂あたりの粒数も大幅に減少した。しかし、最も劇的なダメージは個々の粒の重さに現れた。千粒重（種子がどれほど重く、詰まっているかを示す指標）は崩壊した。一つの品種、BARI Gom 27 では、早期播種の作物と比較して粒の重さがほぼ半分に減少した。これは、粒熟期における高温が、植物が種子にデンプンを詰め込む能力を妨害したために起こった。その結果、種子は軽く、しぼんでしまった。その結果、ヘクタールあたりの総穀物収量は激減した。3つの品種すべてにおいて、遅蒔きの作物は適期に植えられたものよりも、穀物収量が約62%から66%少なかった。

こうした普遍的な損失にもかかわらず、研究者たちは品種ごとに異なる反応を見出した。これは、農家にとって明確な進むべき道を示している。グループの中で最も古い品種である BARI Gom 21 は、最も信頼できる生産者であることが証明された。深刻なストレス下での遅蒔きにおいても、それは1,742 kg/ha という最も高い絶対的な穀物量をもたらした。自身のポテンシャルからは大幅な割合の低下を経験したものの、単純に高いベースラインからスタートしており、安定したパフォーマンスを維持した。対照的に、公式に耐熱性品種とラベル付けされていた BARI Gom 26 は、異なる種類の強さを見せた。それは最高の総重量を生み出したわけではないが、自身のポテンシャルに対する相対的な回復力が最も高かった。収量の減少率が最も小さく、ストレス下でも最も安定した粒重を維持した。これは、BARI Gom 26 が生物学的に熱ショックに対処する能力に優れている一方で、困難な季節から最大限の食料を得たい農家にとっては BARI Gom 21 がより良い選択肢であることを示唆している。

この研究はまた、3番目の品種に関する長年の仮説にも疑問を投げかけた。BARI Gom 27 は、公式には中程度の耐熱性と指定されていたにもかかわらず、これらの極端な遅蒔き条件下では最悪の成績を収めた。それは最も深刻な粒重の低下と、最も高い熱感受性を示した。研究者たちは、1月5日のような極端な遅延が発生した場合、その公式な耐熱性のラベルは通用しないと結論付けた。この品種は、バングラデシュで一般的になりつつある極端な遅蒔きのシナリオには適していないことが判明した。

この研究の知見は、この地域の将来の小麦農業に向けた、明確で根拠に基づいたガイドを提供している。遅れた米の収穫に直面している農家への推奨事項は、たとえ季節が短縮されたとしても、まとまった収穫を確保できる可能性が最も高い BARI Gom 21 を植えることである。より弾力性のある種子を開発しようとする育種プログラムにとっては、ストレス下での安定性における貴重な遺伝的テンプレートとして BARI Gom 26 が挙げられる。しかし、この研究はまた、厳しい警告も発している。いかなる品種も、あまりに遅すぎる作付けを完全には補うことはできない。最も耐熱性のある種であっても、1月に播種した場合には甚大な損失を被った。研究者たちが示唆する究極の解決策は、単に優れた種子を見つけることではなく、根本的な原因を解決することである。すなわち、米をより早く収穫できるようにする農業慣行を採用し、小麦が11月や12月の涼しく最適な窓に種まきできるようにすることである。この構造的な変化がなければ、米の収穫と小麦の作付けの間の溝は広がり続け、農家はより少ない選択肢とより小さな収穫しか手にできなくなるだろう。