Evaluation and application of heat and mass transport process for advancing plant production systems

• Project/Area Number: 20880020
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Agricultural environmental engineering
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: YASUTAKE Daisuke Kochi University, 教育研究部自然科学系, 准教授 (90516113)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥2,899,000 (Direct Cost: ¥2,230,000、Indirect Cost: ¥669,000); Fiscal Year 2009: ¥1,352,000 (Direct Cost: ¥1,040,000、Indirect Cost: ¥312,000); Fiscal Year 2008: ¥1,547,000 (Direct Cost: ¥1,190,000、Indirect Cost: ¥357,000)
• Keywords: 植物生産システム / 高度化 / 熱輸送 / 物質輸送 / 環境調節 / 省エネルギー / 蒸散要求度 / 局所温度調節 / 地中貯水パイプ蓄放熱システム / 熱交換 / パン蒸発計 / 局所温度制御 / 果実品質 / 省エネルギー加温

Research Abstract

In order to advance highly plant production systems, three study themes in relation to heat and mass transport processes were examined. In the first theme, evaporative demand in the greenhouse was quantitatively analyzed and further its impact on plant water relation was evaluated. In the second theme, temperature control of growing fruit brought increasing Brix in the outer region of the fruits. This suggests that avoidance of excessive high temperature can improve the fruit quality in hot summer season. In the third theme, the underground water pipe system was improved and then the oil use by the heat in the greenhouse was reduced by 47% during the winter season.

Research Products

• [Journal Article] Analysis of salts transport affected by root absorption capacity in surface-irrigated fields in the upper Yellow River basin (2009)
  • Author(s): Yasutake, D. Araki, T., Wang, W., Kobayashi, T., Cho, H., Mori, M., Kitano, M
  • Journal Title: Biologia 64 Pages: 570-574
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Water and salt movement in soil driven by crop roots: a controlled column study (2009)
  • Author(s): Kitano, M., Urayama, K., Sakata, Y., Sonoda, Y., Ebihara, K., Sago, Y., Yoshikoshi, H., Araki, T Yasutake, D., Cho, H., Kobayashi, T
  • Journal Title: Biologia 64 Pages: 474-477
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 濃縮海洋深層水の高品質トマト水耕栽培への有効利用4. 抗酸化機能, アミノ酸代謝および食味に対する短期施用の効果 (2009)
  • Author(s): 日高功太, 北野雅治, 和島孝浩, 荀亜珊, 佐合悠貴, 安武大輔荒木卓哉, 圖師一文, 松添直隆
  • Journal Title: Eco-Engineering 21 Pages: 59-67
  • NAID: 10024768300
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 濃縮海洋深層水の高品質トマト水耕栽培への有効利用3. 根の養水分吸収および葉の光合成に対する短期施用の効果 (2009)
  • Author(s): 日高功太, 北野雅治, 和島孝浩安武大, Mohammad Affan, F.F., 佐合悠貴, 松岡孝尚, 石川勝美
  • Journal Title: Eco-Engineering 21 Pages: 27-35
  • NAID: 10024768242
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Absorption and transport of water and ions in corn and sunflower plants grown under saline conditions (2009)
  • Author(s): Yasutake, D. Hidaka, K., Kitano, M., Sago, Y., Araki, T., Kitano, M., Kobayashi, T., Ishikawa, K
  • Journal Title: J. Agr. Meteorol 65 Pages: 19-26
  • NAID: 10025613933
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Energy-saving temperature control of nutrient solution in soil-less culture using an underground water pipe (2009)
  • Author(s): Hidaka, K., Kitano, M., Sago, Y., Yasutake, D., Miyauchi, K., M. Affan, F.F., Ochi, M., Imai, S
  • Journal Title: Acta Hort 797 Pages: 185-191
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 園芸施設における太陽光・風力を利用したハイブリッド型省エネルギーシステムの試験的構築 (2009)
  • Author(s): 安武大輔, 宮内樹代史, 北野雅治, 山根信三, 山本由徳, 渡部晃由起, 横山京介, 平井真雄
  • Journal Title: 高知大学学術研究報告書 57巻 Pages: 56-64
  • NAID: 120001129724
• [Journal Article] Absorption and transport of water and ions in corn and sunflower plants grown under saline conditions (2009)
  • Author(s): Yasutake Daisuke
  • Journal Title: J.Agr.Meteorol. 65 Pages: 19-26
  • NAID: 10025613933
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A characteristic feature of diurnal air temperature variation in the upper Yellow River valley (2009)
  • Author(s): Yoshikoshi Hisashi
  • Journal Title: J.Agr.Meteorol. 65 Pages: 215-219
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 濃縮海洋深層水の高品質トマト水耕栽培への有効利用3. 根の養水分吸収および葉の光合成に対する短期施用の効果 (2009)
  • Author(s): 日高功太
  • Journal Title: Eco-Engineering 21 Pages: 27-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 濃縮海洋深層水の高品質トマト水耕栽培への有効利用4. 抗酸化機能, アミノ酸代謝および食味に対する短期施用の効果 (2009)
  • Author(s): 日高功太
  • Journal Title: Eco-Engineering 21 Pages: 59-67
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Water and salt movement in soil driven by crop roots : a controlled column study (2009)
  • Author(s): Kitano Masaharu
  • Journal Title: Biologia 64 Pages: 474-477
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of the composite parameters of the BBH-B model specifying the effects of biohydrologic processes on the water balance of crop fields (2009)
  • Author(s): Kobayashi Tetsuo
  • Journal Title: Biologia 64 Pages: 478-482
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of salts transport affected by root absorption capacity in surface-irrigated fields in the upper Yellow River basin (2009)
  • Author(s): Yasutake Daisuke
  • Journal Title: Biologia 64 Pages: 570-574
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Absorption and transport of water and ions in corn and sunflower plants grown under saline conditions. (2009)
  • Author(s): Yasutake, et ai.
  • Journal Title: J. Agr. Meteorol. 65 Pages: 19-26
  • NAID: 10025613933
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experiments on the control of salinity and sodicity in surface-irrigated fields (I) objectives and methodology. (2008)
  • Author(s): Wang, et al.
  • Journal Title: J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 53 Pages: 251-256
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experiments on the control of salinity and sodicity in surface-irrigated fields (II)observation system and calibration. (2008)
  • Author(s): Yoshikoshi, et al.
  • Journal Title: J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 53 Pages: 257-263
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experiments on the control of salinity and sodicity in surface-irrigated fields (III)the state of salinization and alkalization in and around the Pingpu experimental field. (2008)
  • Author(s): Yasutake. D., et al.
  • Journal Title: J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 53 Pages: 265-270
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experiments on the control of salinity and sodicity in surface-irrigated fields (IV)related properties of the field soils and tools for analyzing soil salinity and sodicity. (2008)
  • Author(s): Kobayashi, et al.
  • Journal Title: J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 53 Pages: 535-547
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preliminary column experiment on dynamics of water and ion transport in soil affected by root absorption. (2008)
  • Author(s): Urayama, et al.
  • Journal Title: J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 53 Pages: 543-547
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spectral composition conversion film for regulation of plant growth. (2008)
  • Author(s): Hidaka, et al.
  • Journal Title: J. Fac. Agr. Kyushu. Univ. 53 Pages: 549-552
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 園芸施設における太陽光・風力を利用したハイブリッド型省エネルギーシステムの試験的構築. (2008)
  • Author(s): 安武大輔ら.
  • Journal Title: 高知大学学術研究報告書 57 Pages: 56-64
  • NAID: 120001129724
• [Journal Article] Energy-saving temperature control of nutrient solution in soil-less culture using an underground water pipe. (2008)
  • Author(s): Hidaka, et al.
  • Journal Title: Acta Hort. 797 Pages: 185-191
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Development of a supersonic pan-evaporimeter for dynamic analysis of evaporative demand in a greenhouse (2010)
  • Author(s): Yasutake, D., Ishikawa, M., Mori, M., Miyauchi, K., Kitano, M
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology ISAM 2010
  • Place of Presentation: Nagoya, Aichi
• [Presentation] Development of a supersonic pan-evaporimeter for dynamic analysis of evaporative demand in a greenhouse (2010)
  • Author(s): 安武大輔
  • Organizer: ISAM 2010
  • Place of Presentation: Meijo University, Nagoya, Aich
• [Presentation] Overwinter estimation of evaporation from the Pinbu experimental field in Gansu, China (2010)
  • Author(s): 森牧人
  • Organizer: ISAM 2010
  • Place of Presentation: Meijo University, Nagoya, Aich
• [Presentation] Root absorptive functions drive salt accumulation in crop fields under desertification (2010)
  • Author(s): 高田元気
  • Organizer: ISAM 2010
  • Place of Presentation: Meijo University, Nagoya, Aich
• [Presentation] Integration model of water and ion absorption of roots based on theory of enzyme kinetics (2010)
  • Author(s): 佐合悠貴
  • Organizer: ISAM 2010
  • Place of Presentation: Meijo University, Nagoya, Aich
• [Presentation] Analysis of heat exchange in the underground water pipe system for energy-saving soilless culture (2010)
  • Author(s): 高村しのぶ
  • Organizer: ISAM 2010
  • Place of Presentation: Meijo University, Nagoya, Aich
• [Presentation] 低炭素栽培野菜を対象としたLCAと見える化に関する研究 (2010)
  • Author(s): 田岡真由美
  • Organizer: 日本LCA学会2010年度研究発表会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市, 京都市大学横浜キャンパス
• [Presentation] 四万十川中流域における霧の観測(1) (2010)
  • Author(s): 森牧人
  • Organizer: 日本農業気象学会2010年度全国大会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市, 名城大学
• [Presentation] 身近な気象・環境を資源として活かす農への挑戦 (2009)
  • Author(s): 安武大輔
  • Organizer: 第7回高知大学物部キャンパスフォーラム
  • Place of Presentation: 高知県南国市, 高知大学物部キャンパス
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] Temperature control of growing fruit by the underground water pipe system and its effects on watermelon quality (2009)
  • Author(s): Yasutake, et al.
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology 2009
  • Place of Presentation: 福島県農業技術センター, Koriyama, Fukushima
  • Year and Date: 2009-03-25
• [Presentation] Soil column experiment on water and ion movement for salinity control in crop fields under desertification (2009)
  • Author(s): Ebihara, et al.
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology 2009
  • Place of Presentation: 福島県農業技術センター, Koriyama, Fukushima
  • Year and Date: 2009-03-25
• [Presentation] Characteristics of ion absorption of intact roots can be explained by theory of enzyme kinetics (2009)
  • Author(s): Sago, et al.
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology 2009
  • Place of Presentation: 福島県農業技術センター, Koriyama, Fukushima
  • Year and Date: 2009-03-25
• [Presentation] 根圏土壌の塩類含量を表す新規指標の実験的実証 (2009)
  • Author(s): 安武大輔佐合悠貴, 日高功太, , 小林哲夫, 長裕幸, 北野雅治, 王維真, 田川堅太, 海老原健二, 佐合悠貴
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 酵素反応速度論の応用による根のイオン吸収特性に対する温度効果の評価.塩類集積土壌における作物の物質吸収機能の評価 (2009)
  • Author(s): 佐合悠貴, 日高功太, 安武大輔, 北野雅治
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 園芸施設における石油使用量削減のための新たな加温システム (2009)
  • Author(s): 宮内樹代史, 渡部晃由起, 安武大輔, 石川勝美
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会, 2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 地温不易層の有効利用による省エネルギー温度調節-水耕栽培培養液の温度緩和効果- (2009)
  • Author(s): 高村しのぶ, 平井真雄, 佐合悠貴, 大渡勝史, 日高功太, 安武大輔, 越智資泰, 今井俊治, 脇水健次, 北野雅治
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] Temperature control of growing fruit by the underground water pipe system and its effects on watermelon quality (2009)
  • Author(s): Yasutake, D., Yamane, S., Watanabe, A., Miyauchi, K., Kitano, M., Yamamoto, Y., Mori, M., Ishikawa, K
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology ISAM 2009
  • Place of Presentation: Koriyama, Fukushima
• [Presentation] Characteristics of ion absorption of intact roots can be explained by theory of enzyme kinetics (2009)
  • Author(s): Sago, Y., Kitano, M., Yasutake, D., Hidaka, K
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology ISAM 2009
  • Place of Presentation: Koriyama, Fukushima
• [Presentation] Analysis of salts transport affected by root absorption capacity in surface-irrigated fields in the upper Yellow River basin (2009)
  • Author(s): 安武大輔
  • Organizer: Biohydrology
  • Place of Presentation: SUZA Hotel, Bratislava, Slovakia
• [Presentation] Water and salt movement in soil driven by crop roots : a controlled column study (2009)
  • Author(s): Kitano Masaharu
  • Organizer: Biohydrology
  • Place of Presentation: SUZA Hotel, Bratislava, Slovakia
• [Presentation] Identification of the composite parameters of the BBH-B model specifying the effects of biohydrologic processes on the water balance of crop fields (2009)
  • Author(s): Kobayashi Tetsuo
  • Organizer: Biohydrology
  • Place of Presentation: SUZA Hotel, Bratislava, Slovakia
• [Presentation] 塩類集積土壌における作物の物質吸収機能の評価 (2009)
  • Author(s): 高田元気
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 黄河流域トウモロコシ灌漑畑における排水路からの塩類浸出が土壌の塩類化および生長に及ぼす影響 (2009)
  • Author(s): 荒木卓哉
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 園芸施設における石油使用量削減のための新たな加温システム (2009)
  • Author(s): 宮内樹代史
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] Vernalization effects on weat(Triticum eastivum L.)seeds for late summer sowing cultivation (2009)
  • Author(s): Jesus Delano Ablaza
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] イチゴ「2段吊り上げシーソーシステム」における果実収量 (2009)
  • Author(s): 伊藤栄二
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 根圏土壌への塩類集積に対する土壌-植物系の養水分動態の影響 (2009)
  • Author(s): 海老原健二
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 水耕ネギ周年栽培における炭酸ガス施用効果の持続へ向けた換気法の提案 (2009)
  • Author(s): 日高功太
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 酵素反応速度論の応用による根のイオン吸収特性に対する温度効果の評価 (2009)
  • Author(s): 佐合悠貴
  • Organizer: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市, 九州大学箱崎キャンパス
• [Presentation] 黄河上流灌漑地域における塩類化の実態. (1)丘陵からの高塩性湧水の調査 (2009)
  • Author(s): 森牧人
  • Organizer: 日本農業気象学会中国・四国支部大会2009年大会
  • Place of Presentation: 高知県高知市, 高知大学朝倉キャンパス
• [Presentation] 黄河上流灌漑地域における塩類化の実態. (2)農地における調査 (2009)
  • Author(s): 安武大輔
  • Organizer: 日本農業気象学会中国・四国支部大会2009年大会
  • Place of Presentation: 高知県高知市, 高知大学朝倉キャンパス
• [Presentation] 黄河上流域の濯漑畑地における微気象観測. (2)秋季から冬季にかけての潜熱フラックスの季節変化 (2008)
  • Author(s): 吉越ら
  • Organizer: 日本農業気象学会中国・四国支部
  • Place of Presentation: 福岡市, 九州大学農学部
  • Year and Date: 2008-12-04
• [Presentation] 農業気象学の門戸をたたいて10年目の大学若手教員の来し方と将来展望-植物生産システムにおける熱・物質輸送プロセスの評価と制御に関する研究に携わって- (2008)
  • Author(s): 安武ら
  • Organizer: 日本農業気象学会九州支部
  • Place of Presentation: 福岡市, 九州大学農学部
  • Year and Date: 2008-11-22
• [Presentation] 黄河上流域の直漑畑地における微気象観測(1)渦相関法を援用した空気力学的方法による春季集中観測期間中の潜熱フラックス評価 (2008)
  • Author(s): 吉越ら
  • Organizer: 日本農業気象学会九州支部
  • Place of Presentation: 福岡市, 九州大学農学部
  • Year and Date: 2008-11-21
• [Presentation] 砂漠化畑地における塩類集積に関する大型コラム実験-植物の養水分吸収特性の評価- (2008)
  • Author(s): 浦山ら
  • Organizer: 日本農業気象学会九州支部
  • Place of Presentation: 福岡市, 九州大学農学部
  • Year and Date: 2008-11-21
• [Presentation] 酵素反応速度論による根の物質吸収機能の評価 (2008)
  • Author(s): 佐合ら
  • Organizer: 日本農業気象学会九州支部
  • Place of Presentation: 福岡市, 九州大学農学部
  • Year and Date: 2008-11-21
• [Presentation] 根圏の低温ストレス処理による葉菜の高付加価値化 (2008)
  • Author(s): 日高ら
  • Organizer: 日本農業気象学会九州支部
  • Place of Presentation: 福岡市, 九州大学農学部
  • Year and Date: 2008-11-21
• [Presentation] Energy-saving temperature controlf of nutrient solution in soil-less culture by applying underground water pipe (2008)
  • Author(s): Hidaka, et al.
  • Organizer: ISHS International Workshop on Greenhouse Environmental Control and Crop Production in Semi-Arid Regions
  • Place of Presentation: Tucson, AZ, USA
  • Year and Date: 2008-10-22
• [Presentation] 地中貯水パイプ蓄放熱システムによるハウス内気温の省エネルギー調節-システム改良による蓄放熱能力の向上- (2008)
  • Author(s): 安武ら
  • Organizer: 日本生物環境工学会2008年松山大会
  • Place of Presentation: 松山市, 愛媛大学農学部
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] 根群のイオン吸収機能への酵素反応速度論の応用に向けて (2008)
  • Author(s): 佐合ら
  • Organizer: 日本生物環境工学会2008年松山大会
  • Place of Presentation: 松山市, 愛媛大学農学部
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] 根圏の低温ストレス処理による葉菜の高付加価値化3. 温度処理条件の検討 (2008)
  • Author(s): 日高ら
  • Organizer: 日本生物環境工学会2008年松山大会
  • Place of Presentation: 松山市, 愛媛大学農学部
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] 栽培ベッドを立体配置したイチゴの「2段吊り上げ・シーソーシステム」 (2008)
  • Author(s): 伊藤ら
  • Organizer: 日本生物環境工学会2008年松山大会
  • Place of Presentation: 松山市, 愛媛大学農学部
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] 砂漠化畑地における塩類集積に対する作物の養水分吸収機能の影響-大型コラム実験システムの構築- (2008)
  • Author(s): 浦山ら
  • Organizer: 日本生物環境工学会2008年松山大会
  • Place of Presentation: 松山市, 愛媛大学農学部
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] 地中貯水パイプ蓄放熱システムによるハウス内気温の省エネルギー調節-システム改良による蓄放熱能力の向上- (2008)
  • Author(s): 安武大輔, 宮内樹代史, 山根信三, 山本由徳, 北野雅治, 渡部晃由起, 石川勝美
  • Organizer: 日本生物環境工学会2008年松山大会
  • Place of Presentation: 愛媛県松山市, 愛媛大学農学部キャンパス
• [Presentation] 根群のイオン吸収機能への酵素反応速度論の応用に向けて (2008)
  • Author(s): 佐合悠貴, 日高功太, 安武大輔, 北野雅治
  • Organizer: 日本生物環境工学会2008年松山大会
  • Place of Presentation: 愛媛県松山市, 愛媛大学農学部キャンパス
• [Presentation] 根圏の低温ストレス処理による葉菜の高付加価値化3.温度処理条件の検討 (2008)
  • Author(s): 日高功太, 佐合悠貴, 安武大輔, 北野雅治
  • Organizer: 日本生物環境工学会2008年松山大会
  • Place of Presentation: 愛媛県松山市, 愛媛大学農学部キャンパス
• [Book] 施設園芸,気象利用研究の20年 (2008)
  • Author(s): 安武大輔
  • Publisher: SPA&Water出版社
• [Book] 気象利用研究の20年, 「施設園芸」の章 (2008)
  • Author(s): 安武大輔(分担)
  • Total Pages: 6
  • Publisher: SPA & Water
• [Remarks]
  • URL: http://www.cc.kochi-u.ac.jp/~yasutake/
• [Remarks]
  • URL: http://www.cc.kochi-u.ac.jp/~yasutake/