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Analysis of environmental response of root physiology for integrated environmental control of the root zone in hydrotropic cultivation

Research Project

Project/Area Number 17K15351
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

Sago Yuki  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (20648852)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords養液栽培 / 養水分吸収モデル / 根域養分動態モデル / シミュレーション / 養分吸収モデル / 根域環境 / 養水分吸収 / 吸収モデル / 有機質培地
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to analyze the transport phenomenon of water and nutrient in the root zone and to propose a sustainable and productive fertilization management method for hydroponics. The relationship between the rate of water and nutrient uptake by roots and the water and oxygen content of the medium in rockwool cultivation was analyzed in order to analyze and control the root zone environment. Furthermore, a model for long-term simulation of nutrient dynamics in the root zone was developed by integrating models for the rate of nutrient uptake, plant growth and metabolism. The effectiveness of this model was verified by determining the optimum fertilization conditions for plants to absorb nitrogen provided to plants without excess nutrient effluent during cultivation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の目的は,養液栽培における根域の物質移動現象を解析し,持続的かつ生産性の高い肥培管理法を提案することである。この目的を達成するために,培地耕条件において簡易に評価可能な定量的指標を用いて根の養分吸収能を把握することを可能とし,根域環境の統合的制御の実現に向けた知見を得ることができた。さらに,肥培管理の最適化に応用可能な,根域養分動態のシミュレーションモデルを構築し,そのモデルに基づいて,与えた窒素全量を植物に吸収させきったタイミングで養液を廃棄することで,無駄な窒素を環境中に排出しない環境保全型の肥培管理を確立した。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Zinc biofortification of hydroponic baby leaf lettuce grown under artificial lighting with elevated wind speed and root zone temperature2018

    • Author(s)
      Sago Y., Watanabe N. and Minami Y.
    • Journal Title

      Journal of Agricultural Meteorology

      Volume: 74 Issue: 4 Pages: 173-177

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-17-00048

    • NAID

      130007496673

    • ISSN
      0021-8588, 1881-0136
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantitative Nutrient Management Reduces Nitrate Accumulation in Hydroponic Butterhead Lettuces Grown under Artificial Lighting2018

    • Author(s)
      Sago Y. and Shigemura A.
    • Journal Title

      HortScience

      Volume: 53 Issue: 7 Pages: 963-967

    • DOI

      10.21273/hortsci12418-17

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative nutrient management reduces nitrate accumulation in hydroponic butterhead lettuces grown under artificial lighting.2018

    • Author(s)
      Sago Y. and Shigemura A.
    • Journal Title

      HortScience

      Volume: 印刷中

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zinc biofortification of hydroponic baby leaf lettuce grown under artificial lighting with elevated wind speed and root zone temperature2018

    • Author(s)
      Sago Y., Watanabe N., and Minami Y.
    • Journal Title

      Journal of Agricultural Meteorology

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007496673

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  • [Presentation] リーフレタスにおける硝酸塩の吸収と代謝に対する光条件の影響2020

    • Author(s)
      澤春奈,佐合悠貴,田代栞菜
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      日本農業気象学会2020年全国大会
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      田代栞菜,佐合悠貴,澤春奈
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      澤春奈,佐合悠貴
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      2019年日本農業気象学会中四国支部大会
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  • [Presentation] Zinc biofortification of hydroponic baby leaf lettuce grown under environmentally controlled conditions2018

    • Author(s)
      Sago Y., Watanabe N. and Minami Y.
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      The 5th International Zinc Symposium
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      佐合悠貴,井本達宏
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      竹本拓海,佐合悠貴
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      北内拓樹,井本達宏,佐合悠貴
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      佐合悠貴,竹本拓海
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      日本農業気象学会2019年全国大会
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  • [Presentation] 植物工場での蒸散促進によるベビーリーフの亜鉛含量向上2018

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      佐合悠貴,宮本拓弥,渡邊尚也.
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  • [Presentation] 根の養水分吸収速度測定システムの構築―半自動化による簡易化と精度向上―2017

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      井本達宏,佐合悠貴
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  • [Presentation] 植物工場での蒸散促進によるベビーリーフのFe含量向上2017

    • Author(s)
      宮本拓弥,渡邊尚也,佐合悠貴
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      日本農業気象学会中四国支部2017年大会
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      重藤奨之介,佐合悠貴
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      日本農業気象学会中四国支部2017年大会
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  • [Presentation] 人工光型植物工場でのサラダナ栽培におけるチップバーンの回避―局所照射法の検討―2017

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      成冨恭平,佐合悠貴
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      日本農業気象学会中四国支部2017年大会
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  • [Presentation] 植物工場における根の窒素吸収量評価に基づく葉菜類の硝酸塩含量低減2017

    • Author(s)
      佐合悠貴,重村愛理,重藤奨之介
    • Organizer
      日本生物環境工学会2017年大会
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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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