作物水ストレス制御に関する熟練農業者の経験知の解明とオンデマンド型灌漑手法の確立
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21K05834
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
弓削 こずえ 佐賀大学, 農学部, 教授 (70341287)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿南 光政 佐賀大学, 農学部, 准教授 (80782359)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 畑地灌漑 / 消費水量 / 蒸発散 / 土壌水分 / 畑地用水計画 / CFD / 農業用水 / 水分ストレス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，作物の水ストレス制御に関する熟練農業者の経験知を解明し，作物の水分需要を精緻に補うオンデマンド型の灌漑手法を確立することを目的とする．まず，熟練農業者が灌漑のタイミングと量を決定する際に指標としている複雑な水消費環境を解明する手法を構築する．さらに，熟練農業者の水分供給の判断の一要因である作物の水ストレス状態を非破壊かつ連続で評価するため，作物の道管内で発生するキャビテーションを用いて水ストレス状態を可視化する．水消費環境および作物の水ストレス状態をデータセットとし，深層学習を用いて熟練農業者の灌漑スキルを再現し，オンデマンド型灌漑手法として確立する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き，熟練耕作者が施設畑において水分供給を行うタイミングを明らかにすることを目的として，九州内の複数のビニルハウス圃場において調査を行った．対象圃場において灌水量，気象要素，圃場内の放射収支および土壌水分状態の観測を行い，データの充実を図った．前年度までに，放射収支および気象要素の実測結果を用いて施設畑内の複雑な放射環境の時間変動と空間分布を明らかにするモデルを構築してきたが，今年度はさらにデータを蓄積したことによって施設畑における純放射量を簡便かつ精度よく推定するための新たな手法を提案することができた．さらには，純放射量をはじめとする気象データを用いた消費水量算定手法において，特に計算結果に強い影響を与える因子を明らかにすることができた．これらの結果によって，施設畑における消費水量算定の精度を向上させることが可能となり，畑地における用水計画の高度化に資する成果を挙げることができたといえる．
さらに，前年度に構築した土壌中の水分および熱輸送のシミュレーションモデルの改良を行った．今年度は，作物の生育に伴う土壌水分特性値の変化をシミュレーションモデルに組み入れることによって，作物の生育期を通じてモデルの再現性を高めることができた．このモデルの境界条件として，熟練農業者が経験的に決定している灌漑の量やタイミングを設定し，土壌水分動態の予測と消費水量の定量化を行うとともに，シナリオ分析を行った．この結果，土壌水分状態および気象データを指標とすることで，熟練農業者による経験的な灌漑スケジュールを再現した水管理を行うことが可能であることが明らかになった．また，シナリオ分析を行うことで，水ストレスの軽減と節水の両立可能な灌漑スケジュールを具体的に示すことができた．
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
