A breakthrough in multiple environmental control by international cocreation on Liquid Air Cooling
| Project/Area Number |
20KK0148
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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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 | Kyushu University |
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Principal Investigator |
安武 大輔 九州大学, 農学研究院, 准教授 (90516113)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 裕一 九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (50393781)
三好 悠太 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 研究員 (60855724)
日高 功太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 主任研究員 (80547232)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | Liquid Air / 局所冷却 / 複合環境調節 / CO2施用 / 温室 / 超節水 / 施設農業 / 高温ストレス回避 / CO2漏出抑制 / 水蒸気回収 |
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| Outline of Research at the Start |
施設農業の生産性の制限要因群を解消するため，次世代の冷熱エネルギーLiquid Air Coolingを核とした複合環境調節に関する以下3目標に取り組む：
目標1：暖候期植物生産に資する局所冷却による高温ストレスの回避と栄養・生殖成長の制御
目標2：高効率CO2施用に資する精密な冷熱流制御による温室外へのCO2漏出の抑制
目標3：超節水栽培に資する蒸発散に由来する温室内水蒸気の凝結回収利用
これらの3目標を日本と英国の2ヶ国4機関の国際共創によって達成し，経済性も含めた実用化・普及化に向けた中期的な方針を提示することで，近年の生産性の停滞を打破できる施設農業システムの躍進（ブレークスルー）を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度はコロナにより国内の分担者メンバーが一堂に会して打ち合わせを行うことができなかったものの，オンラインミーティングを実施することで意見交換・情報共有は継続して実施した．しかしながら，英国バーミンガム大学の協力者を訪問して詳細な打ち合わせおよび実験を実施することはできなかった．そこで，Liquid Airを利用した温室内の局所冷却システムの在り方について，一部メンバー間（安武，原田，日高）でメールと対面での打ち合わせを開始した．研究２年目である令和３年度は，前年度に果たせなかったバーミンガム大学を訪問して，前述の冷却システムについて具体的な計画協議を行う予定であったが，コロナの影響が継続していたため当該年度も訪問・実験を行うことが不可能であった．
そこで令和３年度は，冷却（冷熱）を十分に温室において利用可能であった場合に，温室環境と植物生理生態機能に及ぼす影響について先に調査を行った．とくに冷熱を植物群落（今回はキクを対象とした）に局所的（株元，成長点）に適用した場合，群落周辺の温度形成に及ぼす影響を調べた．成長点冷房においては，日射の影響により冷却効果が弱められる現象が観察されたが，株元冷却については日射が届かないことと植物群落が冷気の流出を防ぐため，安定した冷却効果を得ることができた．また，植物生理生態機能に及ぼす影響として葉温，呼吸速度，およびシンクへの転流速度に着目して調べた．局所冷却によって葉温の低下が観察され，それが呼吸速度の抑制につながる可能性が示唆された．またシンクへの転流速度についても，局所冷却によってダイナミックに変化することが確認された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該研究課題は令和２年度からスタートしたが，新型コロナの影響によって国内分担者の対面打ち合わせはもちろん，バーミンガム大学のToby Peters教授を訪問して研究打ち合わせ・実験を行うことができなかった．その計画を令和３年度に遅らせて実施する予定であったが，新型コロナの影響が長引き，当該年度も再びバーミンガム大学を訪問することができなかった．冷却の方針やシステム構成などをメールやオンライン会議で協議はしてきたが，現地の実験施設の視察や研究メンバーと十分な協議が出来ておらず，そのため長期滞在の研究に向けて準備・進行の遅れがでている．
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| Strategy for Future Research Activity |
世界的なコロナの状況が改善され次第，バーミンガム大学を直接訪問して，長期滞在研究に向けた調整・確認に取りかかる．それまではオンライン会議を定期的に行うことによって，Peters教授，スタッフらとより具体的なプラン作成・共有に努める．また，システムの効果などは温室華僑のシミュレーションを実施することによって，研究目的に関する予備的情報を事前に収集しておくようにする．
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
