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Spatiotemporal variability of heat transfer in plant-environment systems: measurements and numerical simulation

Research Project

Project/Area Number 17J05569
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

木村 建介  九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords熱輸送 / 数値シミュレーション / 光合成 / 微気象 / 時空間変動 / 蒸散 / 時空間分布 / イチゴ / 熱収支 / 温室 / 環境調節 / 防霜対策
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き,温室内イチゴの熱収支と光合成の時空間分布を,環境要素(CO2濃度,温度,湿度,風速)の移動計測と半天球画像の多点撮影によって推定した日射量の分布から評価した.今年度は,栽培期間中のイチゴの熱収支と光合成の時空間変動を評価し,それらが果実収量の時空間変動に与える影響を調査した.その結果,栽培初期(12月~2月)においては光合成速度の空間分布と果実収量との空間分布に正の相関が認められたが,栽培後期(3月~)からは徐々に相関係数が低くなった.これは,光強度が小さく葉面積も小さい冬期は果実肥大の律速要因が光合成速度であるが,光強度が大きく葉面積も大きくなる春先には果実の肥大が光合成速度に律速されなくなったためと考えられる.
また,温室内の熱輸送およびCO2輸送を数値シミュレーションによって再現した.計算はイチゴの植生を多孔質体とみなし,3次元領域において行った.結果としては,イチゴ群落付近の気温の日変化は再現できたが,CO2濃度に関しては,シミュレーションによる計算値が温室内の実測値を過大評価していた.これはイチゴ群落の光合成(CO2の同化)を考慮していなかったためと考えられる.光合成もシミュレーションモデルに組み込んだ,シミュレーション精度の向上が今後望まれる.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Spatial examination of leaf-boundary-layer conductance using artificial leaves for assessment of light airflow within a plant canopy under different controlled greenhouse conditions2020

    • Author(s)
      Kimura Kensuke、Yasutake Daisuke、Yamanami Atsushi、Kitano Masaharu
    • Journal Title

      Agricultural and Forest Meteorology

      Volume: 280 Pages: 107773-107773

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2019.107773

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamic distribution of thermal effects of an oscillating frost protective fan in a tea field2017

    • Author(s)
      Kimura Kensuke、Yasutake Daisuke、Nakazono Kentaro、Kitano Masaharu
    • Journal Title

      Biosystems Engineering

      Volume: 164 Pages: 98-109

    • DOI

      10.1016/j.biosystemseng.2017.09.010

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] チャの耐凍性に基づく凍霜害リスクの評価 Ⅰ. 耐凍性消長モデルの構築2020

    • Author(s)
      木村建介,吉田晃一郎,安武大輔,北野雅治
    • Organizer
      日本農業気象学会2020年全国大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 温室における光合成速度の時空間変動2019

    • Author(s)
      木村建介,安武大輔,北野雅治
    • Organizer
      日本農業気象学会2019年九州支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] イチゴ温室における光強度, 光合成速度, 果実収量の時空間変動2019

    • Author(s)
      木村建介,鯉川康太,安武大輔,北野雅治
    • Organizer
      日本農業気象学会2019年全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] チャの凍霜害対策の高度化に向けて2019

    • Author(s)
      木村建介,北野雅治
    • Organizer
      日本農業気象学会2019年全国大会公開シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 低温馴化・脱馴化モデルに基づくチャ芽の耐凍性消長の予測2018

    • Author(s)
      木村建介,大木崇裕,安武大輔,北野雅治
    • Organizer
      平成30年度日本茶業学会研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatiotemporal distribution of photosynthesis: Evaluation in a strawberry greenhouse under CO2 enrichment2018

    • Author(s)
      Kensuke Kimura, Daisuke Yasutake, Masaharu Kitano
    • Organizer
      13th International Conference on Agriculture & Horticulture
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatiotemporal Distribution of Photosynthesis in a Multi-span Strawberry Greenhouse: Multipoint Application of a Biochemical Model for C3 Photosynthesis2018

    • Author(s)
      Kensuke Kimura, Kota Koikawa, Daisuke Yasutake, Masaharu Kitano
    • Organizer
      International Symposium on Agricultural Meteorology
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 作物生産場における葉面輸送現象の時空間変動:イチゴ土耕連棟温室における評価例2017

    • Author(s)
      木村建介,鯉川康太,安武大輔,北野雅治
    • Organizer
      日本生物環境工学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 局所適時環境調節の最適化に向けた葉面輸送現象の時空間変動の評価 -微気流環境下の光合成および蒸散の評価法-2017

    • Author(s)
      木村建介,鯉川康太,安武大輔,北野雅治
    • Organizer
      日本農業気象学会 九州支部会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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