高温ストレスとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: LEAFLA編集部

高温ストレスとは

高温ストレスとは、植物が生育に適した温度を超える環境に曝された際に引き起こされる生理的な負荷状態のことを指します。この状態が続くと、光合成能力の低下や細胞膜の損傷など、様々な悪影響が生じてきます。

高温ストレスは植物の生育段階によって影響の度合いが大きく異なり、特に開花期や結実期における高温障害は収量に直接的な打撃を与えていきます。光合成の効率低下により、植物体内でのエネルギー生産が著しく阻害される状態となっています。

植物の種類によって高温ストレスへの耐性は大きく異なり、熱帯性の植物は比較的高い温度でも生育が可能ですが、寒冷地の植物は温度上昇に対して敏感に反応してきます。細胞内のタンパク質変性や活性酸素の蓄積により、植物体に重大なダメージが発生する可能性があります。

高温ストレス下では植物ホルモンのバランスが崩れ、成長調節機能に異常が生じることで茎の伸長や根の発達に深刻な影響を及ぼしていきます。光合成産物の転流や分配にも異常が発生し、植物全体の生育が著しく低下する事態となります。

長期的な高温ストレスは植物の遺伝子発現パターンにも変化をもたらし、特定の防御関連遺伝子の発現が活性化されることで耐性機構が働き始めます。しかし過度なストレスは細胞死を引き起こす危険性が高まっています。

植物の高温ストレス対策と予防法に関して、以下を簡単に解説していきます。

遮光ネットや遮光資材を活用することで、直射日光による過度な温度上昇を抑制し、植物体の表面温度を適正範囲内に維持することができます。光の強度を調整することで、葉の温度上昇を効果的に抑え、光合成活性の低下を防止できます。

遮光率は作物の種類や生育ステージによって細かく調整する必要があり、朝夕の光が弱い時間帯は遮光を解除することで光合成効率を最大限に高めることができます。過度な遮光は光合成の低下を招くため、適切な遮光率の設定が重要となっています。

可動式の遮光システムを導入することで、天候や時間帯に応じた柔軟な温度管理が可能となり、作物の生育状況に合わせた最適な光環境を提供できます。温室内の気温分布を均一に保つことで、局所的な高温障害を効果的に予防できます。

高温期には植物体からの蒸散量が増加するため、水分ストレスを防ぐために灌水量と頻度を適切に調整することが不可欠となります。土壌水分センサーを活用することで、根圏の水分状態を正確にモニタリングできます。

肥料の種類や施用量は高温期に合わせて見直す必要があり、特に速効性窒素肥料の過剰施用は植物体の軟弱化を招く可能性が高まっています。カリウムやカルシウムなどのミネラル補給を強化することで、耐暑性を向上できます。

根域制限栽培では培地温度の上昇に特に注意を払う必要があり、培地の保水性と通気性のバランスを考慮した管理が求められています。培地温度の上昇は根の活性低下を引き起こすため、根圏冷却システムの導入も検討する価値があります。

高温ストレスに対する耐性が高い品種を選定することで、生産の安定性を大幅に向上させることができます。品種特性を十分に理解し、栽培地域の気候条件に適した品種を導入することが重要です。

育苗段階から高温順化処理を行うことで、植物体の耐暑性を段階的に向上させることが可能となり、定植後の高温障害のリスクを軽減できます。生育初期からの適切な環境管理が、その後の高温ストレス耐性に大きく影響します。

耐暑性品種の開発では、従来の育種技術に加えて分子マーカー選抜や遺伝子組換え技術なども活用されており、より効果的な品種改良が進められています。高温ストレス関連遺伝子の同定と機能解析により、新たな育種戦略が確立されつつあります。

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