| Project/Area Number |
22K05595
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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 39020:Crop production science-related
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
神山 拓也 宇都宮大学, 農学部, 助教 (80750801)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | ミニライゾトロン法 / 塹壕法 / 円筒モノリス法 / コムギ / 局所施肥 / 異形根 / リン / 根 / 根箱 |
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| Outline of Research at the Start |
根系は局所的に施用されたリンに応答して、局所的に根を繁茂させ生育を改善させることが知られている。しかし、形態と機能の異なる根「異形根」から構成される根系の「どの異形根」が、「いつから」、「どこまでの土壌中のリン濃度勾配」を「どれぐらいの分解能で感知」し、局所的に根を繁茂させ、生育を改善させているのかはわかっていない。本研究では、根系発育を経時的に観察でき、伸長した根系そのままの状態の標本を作成できる根箱法を用い、上記の疑問に答える。また、得られた実験データから根系発育モデルを作成し、様々な施肥条件での根系発育をシミュレートし、比較することで、最適な肥料濃度と施肥位置、を提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに、申請者の考案した根箱法を用いることで、リン酸局所施肥条件では、異形根である種子根、節根および側根のうち、側根のみが発根直後から土壌中の可給態リン酸濃度に応じて、その量を増減させ、植物のリン吸収量を改善していることが明らかになった。また、生育改善効果が期待できるリン酸局所施肥条件がわかってきた。
2023年は、圃場で植物がリンの局所施肥に応答し根を繁茂させ、効率的にリンを吸収し収量を改善できることを実証するために、圃場で非破壊で根系を観察するための方法を構築した。
圃場において非破壊で根系を観察する方法の一つとして、地中に埋設した透明なチューブの表面に出現する根の画像を取得し、非破壊で根系を解析するミニライゾトロン法がある。2023年は、ミニライゾトロン法に近年開発されたAIを用いた画像解析技術を組み合わせることで根長を解析し、既存の手法（塹壕法、円筒モノリス法）と比較することで、その値の妥当性を検証した。得られた結果から、圃場でのAIを用いたミニライゾトロンの画像解析データは、土壌深度0から40cmまで実用的であると結論した。
また、反復のない試験ではあるが、リン酸の局所施肥により、分げつ、穂数および1穂粒数の増加により、コムギの収量が2倍以上に向上した。今後、反復を設けた試験を実施し、圃場で植物がリンの局所施肥に応答し根を繁茂させ、効率的にリンを吸収し収量を改善できることを実証する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
圃場で非破壊で根系を観察できる実験系を構築したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
圃場で非破壊で根系を観察できる実験系を用いて、圃場で植物がリンの局所施肥に応答し根を繁茂させ、効率的にリンを吸収し収量を改善できることを実証していく。
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