| Project/Area Number |
20K21347
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 41:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
酒井 憲司 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任教授 (40192083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤木 大介 兵庫県立大学, 自然・環境科学研究所, 准教授 (30435896)
伴 琢也 東京農工大学, 農学部, 准教授 (20325046)
森山 裕充 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20392673)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | ウンシュウミカン / 隔年結果 / 接ぎ木 / コナラ / ブナ / 豊凶指数 / カオス振動子 / 集団力学 / 非線形動力学 / 共通ノイズ同期 / マスティング / 豊凶 / 位相同期 / カオス / 菌根ネットワーク / 結合写像格子 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究においては，多年生樹種に統一的に適用可能な豊凶同期理論と解析手法を確立する．カオス同期理論・位相解析法に基づき，豊凶現象解明における振幅同期から位相同期への方法論的パラダイム転換を行い，果樹栽培や森林管理に必要な“樹木個体群の豊凶同期”をより詳細に解析可能とする．また，生理結合によって構成される融合体の数理モデルは，豊凶現象で実際に観測される強い距離相関を再現可能とする．接木の方法，部位によって交換される物質が異なることによって個体間で同相同期と逆相同期の双方が可能な定式化を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
多年生樹木は結実年の翌年は休養し，開花・結実せず必要な物質を樹体内に蓄積する．個体の豊凶メカニズムは物質収支モデル（RBM)として知られ，その数理は１次元のテント写像として知られる．本研究ではRBM個体間の結合様式や気象変動によりRBM個体群の多彩な同期挙動を数理モデルとして構築した．個体群の同期メカニズムを，花粉による大域結合/局所結合モデル，気象合図 による同期モデルおよび根系結合や接ぎ木による拡散結合による同期モデルから構成した．これらにより農林業に想定される豊凶現象を説明する主要な同期メカニズムを体系的にモデル化できた．
豊凶の時空間同期に関して，兵庫県のブナ，ミズナラ，コナラの広域豊凶データから空間同期現象について位相同期解析を行った．その結果，数kmから500kmにわたる広域で冪則を有する長距離相関の存在を明らかにした．また，カリフォルニアにおける約１万本のピスタチオの収量データに対して位相解析を行い，長距離相関の存在と位相強度分布を検出した．さらに，ケヤキと兵庫県コラナ等の堅果豊凶等と気象データを照合し，気象合図の存在を実証した．また，１万個体の位置情報を用いて２次元結合写像格子によってモデルを構成し，当該圃場の位相同期メカニズムを明らかにした．すなわち，RBM振動子集合が個体群全体に印加される同一のノイズ＝共通ノイズと11m程度の近傍個体間における根系結合（拡散結合）の２要素によって時空間同期メカニズムを説明できた．
拡散結合の存在を検証するために，ウンシュウミカン宮川早生30個を用いて，シュート接ぎ木による位相同期に関する栽培実験をおこなった．2022年の接ぎ木当年では１６個体中１５個体が欠果となった．この実験結果は，接ぎ木によって２個体がＯＦＦに斉一的に誘導されたことを示しており，今後新たな作業仮説の構築の必要性を明らかにできた．
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Report
(4 results)
Research Products
(11 results)
