じゃがいも（ばれいしょ）の各成長ステージごとの温度要件：総合まとめ

概要

本報告は、じゃがいも（Solanum tuberosum L.）の各成長ステージで異なる温度要件を整理したものです。これらのパラメータは、ストレスや生理的障害を最小限に抑えながら、収量と品質を最大化するために重要です。各主要発達ステージにおける温度関連パラメータ（optimal_min、optimal_max、base_temperature、low_stress_threshold、high_stress_threshold、max_temperature、frost_threshold、および開花期のsterility_risk_threshold）を整理し、地域、品種、または文献ソースが値に影響を与える場合、範囲と注記を提供しています。すべての情報は、最新の科学文献、農業普及資料、および公式の学術参考文献に基づいています。

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じゃがいもの主要成長ステージと温度要件

明確にするため、ステージは以下の通りです：

1. 発芽（Sprouting）
2. 出芽（Emergence）
3. 栄養成長（Vegetative Growth）
4. 塊茎形成開始（Tuber Initiation）
5. 塊茎肥大（Tuber Bulking）
6. 開花（Flowering）（sterility_risk_thresholdを含む）

各ステージは、利用可能な温度パラメータデータで概説されています。

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1. 発芽（Sprouting）

• 説明: 休眠が破られ、種いもから芽が発芽し始めます。
• optimal_min（最適最低温度）: 4°C（休眠打破と発芽開始に重要）
• optimal_max（最適最高温度）: 20°C
• base_temperature（基準温度）: 約4°C（これ以下では発芽が起こらない）
• low_stress_threshold（低温ストレス閾値）: 4°C未満（休眠打破以下—発芽なし）
• high_stress_threshold（高温ストレス閾値）: 25°C超（弱い、細長い、または壊死した芽；病害リスク増加）
• max_temperature（最大温度）: 約30°C（芽が枯死するか、成長が停止する可能性）
• frost_threshold（霜害閾値）: 0°C（霜が芽を損傷または枯死させる可能性）
• 備考:
  • 品種と種いもの貯蔵による変動がありますが、4°Cは広く受け入れられている基準閾値です。
  • 20°Cを超えると発芽は速いが細長くなり、圃場での出芽が不良になります。
• 参考文献: [1][2]

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2. 出芽（Emergence）

• 説明: 芽が土壌から出てきて、最初の葉が展開します。
• optimal_min（最適最低温度）: 10°C（土壌温度；適時の出芽を確保）
• optimal_max（最適最高温度）: 24°C
• base_temperature（基準温度）: 7°C（これ以下では活発な出芽はほとんど起こらない）
• low_stress_threshold（低温ストレス閾値）: 土壌7°C未満（遅い、不均一な出芽；腐敗のリスク）
• high_stress_threshold（高温ストレス閾値）: 24°C超（土壌が速く乾燥し、出芽中の芽を焼く可能性）
• max_temperature（最大温度）: 約30°C（発芽、出芽、生存が損なわれる）
• frost_threshold（霜害閾値）: 0°C（霜が容易に出芽中の芽を破壊する）
• 備考:
  • 10cm深さで土壌温度10～12°Cでの植え付けは、出芽と病害リスクのバランスを取る標準的な方法です。
• 参考文献: [1][2]

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3. 栄養成長（Vegetative Growth）

• 説明: 葉と茎（キャノピー）の急速な拡大；光合成が最大化されます。
• optimal_min（最適最低温度）: 15°C（気温）
• optimal_max（最適最高温度）: 25°C
• base_temperature（基準温度）: 約7°C（芽の成長の閾値）
• low_stress_threshold（低温ストレス閾値）: 15°C未満（成長が遅くなる）
• high_stress_threshold（高温ストレス閾値）: 27°C超（光合成と葉の成長が低下）
• max_temperature（最大温度）: 35°C（重度の熱ストレス、葉焼け、成長の低下）
• frost_threshold（霜害閾値）: 0°C（葉は耐寒性がない；霜害は急速に発生）
• 備考:
  • キャノピーの成長は20～25°Cで最も活発です。27°Cを超えると、熱ストレスが活力を低下させ、害虫・病害リスクを促進します。
  • 耐熱性における品種差は大きく、繰り返される熱波の下では最大20%の収量損失が発生します。
• 参考文献: [2][3][4][6][7]

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4. 塊茎形成開始（Tuber Initiation）

• 説明: 匍匐茎の先端が膨らんで若い塊茎を形成します。通常、発芽後約5–6週間です。
• optimal_min（最適最低温度）: 15°C（土壌温度）
• optimal_max（最適最高温度）: 20°C
• base_temperature（基準温度）: 10°C（これ以下では形成開始が遅いか、起こらない）
• low_stress_threshold（低温ストレス閾値）: 13°C未満（塊茎誘導が遅い）
• high_stress_threshold（高温ストレス閾値）: 21°C超（塊茎数と収量の低下）
• max_temperature（最大温度）: 25°C（形成開始が大きく阻害される）
• frost_threshold（霜害閾値）: 0°C
• 備考:
  • 短日長は塊茎形成開始を加速します；高い夜温（20°C超）は塊茎形成を遅延させるか、大幅に減少させます。
  • 高い昼/夜温度の組み合わせは、感受性の高い品種で30%以上の収量損失を引き起こす可能性があります。
• 参考文献: [1][2][4][15]

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5. 塊茎肥大（Tuber Bulking）

• 説明: 塊茎の急速な拡大とデンプンおよび栄養素の蓄積。
• optimal_min（最適最低温度）: 16°C（昼温）；夜間は理想的に14°C未満
• optimal_max（最適最高温度）: 18°C
• base_temperature（基準温度）: 8～10°C（塊茎の成長はこれ以上で開始）
• low_stress_threshold（低温ストレス閾値）: 14°C未満（肥大が遅くなる）
• high_stress_threshold（高温ストレス閾値）: 20°C超（デンプン蓄積が遅くなり、品質が低下）
• max_temperature（最大温度）: 25°C（塊茎肥大が抑制され、変形や欠陥が発生）
• frost_threshold（霜害閾値）: 0°C
• 備考:
  • 20°C超の昼温と暖かい夜間は、塊茎収量と乾物率の両方を低下させます。
  • 塊茎肥大は形成開始ほど熱の影響を受けませんが、持続的な高温下では依然として減少します。
• 参考文献: [1][4][15]

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6. 開花（Flowering）

• 説明: 花の発達は栄養成長と生殖活動のピークを反映し、塊茎形成と一致します。
• optimal_min（最適最低温度）: 15°C
• optimal_max（最適最高温度）: 25°C
• base_temperature（基準温度）: 約7～10°C
• low_stress_threshold（低温ストレス閾値）: 15°C未満（開花が遅くなり、不稔花粉の可能性）
• high_stress_threshold（高温ストレス閾値）: 28°C超（花の中絶、受精不良、生理的ストレス）
• max_temperature（最大温度）: 30°C（花が中絶し、収量と着果が失敗する可能性）
• frost_threshold（霜害閾値）: 0°C
• sterility_risk_threshold（不稔リスク閾値）: 明記なし。一般的な証拠は28°C超で花粉不稔と花の中絶のリスクを示唆していますが、明確な花粉不稔温度は最近の査読付き文献で明記なし。
• 備考:
  • 塊茎着果にとって重要；28°C超の熱ストレス（特に開花期）は、花の落下、花粉生存率の低下、収量損失を引き起こす可能性があります。
  • 夜間の高温は不稔リスクを増大させます；遺伝子型による変動は大きいです。
• 参考文献: [2][6][13][15]

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成長ステージ別温度パラメータ一覧表

成長ステージ	optimal_min	optimal_max	base_temperature	low_stress_threshold	high_stress_threshold	max_temperature	frost_threshold	sterility_risk_threshold（開花期のみ）	参考文献
発芽（Sprouting）	4°C	20°C	4°C	<4°C	>25°C	30°C	0°C	—	[1][2]
出芽（Emergence）	10°C	24°C	7°C	<7°C	>24°C	30°C	0°C	—	[1][2]
栄養成長（Vegetative growth）	15°C	25°C	7°C	<15°C	>27°C	35°C	0°C	—	[2][3][4][6][7]
塊茎形成開始（Tuber initiation）	15°C	20°C	10°C	<13°C	>21°C	25°C	0°C	—	[1][2][4][15]
塊茎肥大（Tuber bulking）	16°C	18°C	8～10°C	<14°C	>20°C	25°C	0°C	—	[1][4][15]
開花（Flowering）	15°C	25°C	7～10°C	<15°C	>28°C	30°C	0°C	—	[2][6][13][15]

*範囲は品種や地域適応によって異なる場合があります；各ステージの備考を参照してください。

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まとめ

• じゃがいもは、低温（特に霜）と高温ストレスの両方に非常に敏感で、ほとんどの被害は25～28°C超および0°C以下で発生します。
• ほとんどの生理的基準温度は4～10°Cですが、成長と収量はより狭い中間範囲で最適です。
• 最適な塊茎収量と品質は、特に塊茎形成開始と肥大期において、より涼しい条件で促進されます。
• 塊茎形成開始と肥大期の高温は、収量を減少させ、生理的欠陥を増加させ、品質を低下させます。
• 耐熱性、収量損失、ストレス反応において、品種と地域間で顕著な違いがあり、特に気候変動下で顕著です。
• 花粉不稔（開花期のsterility_risk_threshold）の明確で学術的に検証された数値は一貫して存在しない；圃場観察は28°C超でリスクを示唆していますが、特定の「カットオフ」は明記なし。

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参考文献

[1] Potato Agronomic Principles | Physiology | Soil Type - Yara US: https://www.yara.us/crop-nutrition/potato/agronomic-principles/
[2] Potato Growth Stages: From Germination To Senescence: https://eos.com/crop-management-guide/potato-growth-stages/
[3] Sustainable Market Farming - Potato development stages: https://www.sustainablemarketfarming.com/tag/potato-development-stages/
[4] Wilson's Garden Center: Potato Growth Stages: https://gardencenterohio.com/potato-growth-stages/
[6] Frontiers in Plant Science: Assessing heat tolerance in potatoes: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2024.1364244/full
[7] MDPI: Research Progress on Physiological, Biochemical, and Molecular ...: https://www.mdpi.com/2311-7524/10/8/827
[13] Global Change Biology - Wiley Online Library: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.17595
[15] Frontiers in Plant Science: Differential Mechanisms of Potato Yield Loss ...: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2019.00300/full