Responses of allocation and accumulation processes of absorbed C and N in plant to environment and their impact on productivity

• Project/Area Number: 25850173
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: YASUTAKE Daisuke 高知大学, 自然科学系, 准教授 (90516113)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 施設園芸 / 環境調節 / 光合成 / 根の養水分吸収 / 転流 / 窒素 / 炭素 / 分配 / 養分吸収 / 生体計測 / 温室

Outline of Final Research Achievements

For effective plant production based on environmental control in greenhouses, fundamental studies on evaluating and controlling absorption processes of carbon (C) and nitrogen (N) by plant and following transport processes of them in plant body were conducted. Long-term effect of CO2 enrichment on canopy photosynthetic rate was evaluated on the basis of CO2 balance in greenhouse-scale. CO2 enrichment also enhanced flux of sugar as photoassimilate into sweet pepper fruit in afternoon. Furthermore, characteristics of root absorption function and following allocation of nitrogen in plant organs affected by CO2 enrichment was revealed quantitatively. Thus, fundamental information on absorption of carbon and nitrogen by plants and following transport of them in plant body in response to environment was obtained in greenhouse with controlled environment.

Research Products

• [Journal Article] An Open-flow Chamber with a Multiple CO₂-Gas Analyzing System for Continuous Measurement of Soil Respiration in a Greenhouse (2014)
  • Author(s): Yasutake, D., Okada, E., Hosokawa, T., Takahashi, N., Takahashi, A., Kubai, K., Mori, M., Yamane, S., Miyauchi, K.
  • Journal Title: Environment Control in Biology Volume: 52 Issue: 1 Pages: 7-12
  • DOI: 10.2525/ecb.52.7
  • NAID: 130003395221
  • ISSN: 1880-554X, 1883-0986
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Characteristics of nutrient salt uptake associated with water use of corn as a catch crop at different plant densities in a greenhouse (2014)
  • Author(s): Yasutake, D., Kiyokawa, C., Kondo, K., Nomiyama, R., Kitano, M., Mori, M., Yamane, S., Maeda, M., Nagare, H. and Fujiwara, T.
  • Journal Title: Pedosphere Volume: 24 Issue: 3 Pages: 339-348
  • DOI: 10.1016/s1002-0160(14)60020-5
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Control of Greenhouse Humidity and Airflow with Fogging and Circulation Systems and Its Effect on Leaf Conductance in Cucumber Plants (2014)
  • Author(s): Yasutake, D., Yu, X., Asano, T., Ishikawa, M., Mori, M., Kitano, M. and Ishikawa, K.
  • Journal Title: Environment Control in Biology Volume: 52 Issue: 2 Pages: 101-105
  • DOI: 10.2525/ecb.52.101
  • NAID: 130004542723
  • ISSN: 1880-554X, 1883-0986
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Advantages of pre-harvest temporal flooding in a catch crop field in relation to soil moisture and nutrient salt removal by root uptake (2014)
  • Author(s): Yasutake, D., Awata, K., Kondo, K., Yamane, S., Matsuoka, M., Maeda, M., Nagare, H., Nomiyama, R., Sago Y., Kitano, M., and Fujiwara, T.
  • Journal Title: Biologia Volume: 69 Issue: 11 Pages: 1577-1584
  • DOI: 10.2478/s11756-014-0470-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Application of the Constant Soil Temperature Layer for Energy-saving Control of the Local Environment of Greenhouse Crops. I. Local Control of the Ambient Environment of Strawberry (2013)
  • Author(s): Miyoshi, Y., Hidaka, K., Okayasu, T., Hirano, O., Yasutake, D. and Kitano, M
  • Journal Title: Environment Control in Biology Volume: 51 Issue: 2 Pages: 89-94
  • DOI: 10.2525/ecb.51.89
  • NAID: 10031184274
  • ISSN: 1880-554X, 1883-0986
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Seasonal changes in the performance of a catch crop for mitigating diffuse agricultural pollution (2013)
  • Author(s): Kondo, K., Inoue, K., Fujiwara, T., Yamane, S., Yasutake, D., Maeda, M., Nagare, H., Akao, S. and Ohtoshi, K.
  • Journal Title: Water Science & Technology Volume: 68 Issue: 4 Pages: 776-782
  • DOI: 10.2166/wst.2013.258
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Soil moisture variability on a steep slope near a ridge in a forested mountain range, Shikoku, Japan: a model study. (2013)
  • Author(s): Mori, M., Nagai H., Ogata T., Yasutake D., Kitano M.
  • Journal Title: Biologia Volume: 68 Issue: 6 Pages: 1109-1112
  • DOI: 10.2478/s11756-013-0256-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transpiration integrated model for root ion absorption under salinized condition. (2013)
  • Author(s): Nomiyama R., Yasutake D., Sago Y., Kitano M.
  • Journal Title: Biologia Volume: 68 Issue: 6 Pages: 1103-1107
  • DOI: 10.2478/s11756-013-0255-6
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Air irrigation effects of leaf wetting on crop water relations and photosynthesis. I. A hypothesis of air irrigation effects. (2015)
  • Author(s): Kitano, M., Yasutake, D., Nonoshita, M., Yoshizawa, S., Miyoshi, Y., Mori, M., Cho, H., Tagawa, K., Wu, Y. and Wang, W.
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology ISAM 2015
  • Place of Presentation: MEXT Tsukuba Center for Institutes （Takezono, Tsukuba, Ibaraki, Japan）
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [Presentation] Air irrigation effects of leaf wetting on crop water relations and photosynthesis. II. Nighttime leaf wetting and morning humidity gradient. (2015)
  • Author(s): Yasutake, D., Kitano, M., Nonoshita, M., Yoshizawa, S., Miyoshi, Y., Mori, M., Cho, H., Tagawa, K., Wu, Y. and Wang, W.
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology ISAM 2015
  • Place of Presentation: MEXT Tsukuba Center for Institutes （Takezono, Tsukuba, Ibaraki, Japan）
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [Presentation] Continuous measurement of CO2 efflux from greenhouse soil using the chamber method and concentration gradient method (2015)
  • Author(s): Yasutake, D., Tanioka, H., Mori, M., Miyauchi, K., Kitano, M., Ino, A. and Takahashi, A.
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology ISAM 2015
  • Place of Presentation: MEXT Tsukuba Center for Institutes （Takezono, Tsukuba, Ibaraki, Japan）
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [Presentation] CO2を施用したピーマン土耕温室における群落光合成速度の長期動態の解析 (2015)
  • Author(s): 安武大輔，谷岡紘亘，森牧人，宮内樹代史，北野雅治，猪野亜矢，高橋昭彦
  • Organizer: 日本農業気象学会2015年全国大会
  • Place of Presentation: 文部科学省研究交流センター（茨城県つくば市竹園）
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [Presentation] 根の物質吸収機能の溶存酸素濃度に対する多様な応答特性 (2015)
  • Author(s): 野見山綾介，堂脇翔太，佐合悠貴，安武大輔，北野雅治
  • Organizer: 日本農業気象学会2015年全国大会
  • Place of Presentation: 文部科学省研究交流センター（茨城県つくば市竹園）
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [Presentation] 乾燥地トウモロコシ畑における葉面結露とその発生プロセスの微気象学的解析 (2014)
  • Author(s): 安武大輔，森牧人，北野雅治，久枝大祐，長裕幸，田川健太，王維真，呉月茹
  • Organizer: 日本農業気象学会中国・四国支部大会
  • Place of Presentation: 山口大学農学部（山口県山口市吉田）
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [Presentation] 室内キュウリ根の吸収機能に対する蒸散統合型イオン吸収モデルの適用条件の検討－根圏のイオンマスフローに着目して－ (2014)
  • Author(s): 船岡高史，安武大輔，森牧人，石川勝美，野見山綾介，北野雅治，佐合悠貴
  • Organizer: 日本農業気象学会中国・四国支部大会
  • Place of Presentation: 山口大学農学部（山口県山口市吉田）
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [Presentation] CO2施用土耕温室におけるCO2収支と群落光合成の動態の長期解析 (2014)
  • Author(s): 安武大輔，谷岡紘亘，森牧人，宮内樹代史，猪野亜矢，高橋昭彦
  • Organizer: 日本農業気象学会中国・四国支部大会
  • Place of Presentation: 山口大学農学部（山口県山口市吉田）
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [Presentation] 炭酸ガスと湿度の制御が午前と午後の光合成能に及ぼす複合的影響．－個葉チャンバの計測に基づく解析－ (2014)
  • Author(s): 安武大輔，猪野亜矢，高橋昭彦，島崎一彦，北野雅治，森牧人，宮内樹代史
  • Organizer: 日本生物環境工学会2014年大会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス(東京都千代田区駿河台)
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] ヒートポンプ・木質バイオマスボイラーの導入による温室効果ガスの排出削減効果．－高知県の現場調査に基づく試算－ (2014)
  • Author(s): 安武大輔，中村将大
  • Organizer: 日本生物環境工学会2014年大会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス(東京都千代田区駿河台)
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] 異なる炭酸ガス濃度と肥料濃度条件下における養分の吸収と分配 (2014)
  • Author(s): 船岡高史，安武大輔，小堀智絵，森牧人，北野雅治，宮内樹代史
  • Organizer: 日本生物環境工学会2014年大会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス(東京都千代田区駿河台)
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] 自然エネルギー利用と炭酸ガス施用による複合エコ環境制御技術 (2014)
  • Author(s): 宮内樹代史，松岡達憲，高橋昭彦，深山陽子，吉村留喜，福田俊二，堀江達哉，亀島雅史，安武大輔
  • Organizer: 日本生物環境工学会2014年大会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス(東京都千代田区駿河台)
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] 養液栽培における根のイオン吸収量のシミュレーション (2014)
  • Author(s): 野見山綾介，堂脇翔太，佐合悠貴，安武大輔，北野雅治
  • Organizer: 日本生物環境工学会2014年大会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス(東京都千代田区駿河台)
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] CO2施用下における根の養水分吸収特性－異なる肥料濃度での栽培実験－ (2014)
  • Author(s): 船岡高史，安武大輔，小堀智絵，森牧人，北野雅治，宮内樹代史
  • Organizer: 日本農業気象学会2014年全国大会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市北海道大学
• [Presentation] 異なるCO2濃度区画を創出する温室栽培システムの構築とその特性 (2014)
  • Author(s): 船岡高史，安武大輔，小堀智絵，森牧人，北野雅治，宮内樹代史
  • Organizer: 日本農業気象学会2014年全国大会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市北海道大学
• [Presentation] 温室内の土壌呼吸速度をモニタリングする通気式チャンバシステムの確立 (2013)
  • Author(s): 安武大輔，岡田栄一，猪野亜矢，細川卓也，高橋尚之，高橋昭彦，玖波井邦昭，森牧人，山根信三，宮内樹代史
  • Organizer: 日本生物環境工学会2013年高松大会
  • Place of Presentation: 香川県高松市香川大学幸町キャンパス
• [Presentation] 午後のCO2施用は光合成促進に有効か？－個葉のガス交換特性に基づく考察－ (2013)
  • Author(s): 安武大輔，岡田栄一，猪野亜矢，細川卓也，高橋尚之，高橋昭彦，玖波井邦昭，島崎一彦，森牧人，山根信三，宮内樹代史
  • Organizer: 日本生物環境工学会2013年高松大会
  • Place of Presentation: 香川県高松市香川大学幸町キャンパス
• [Presentation] 温室換気窓の開度モニタリングシステムの開発と低コスト化・高汎用性の検討 (2013)
  • Author(s): 横山高幸，安武大輔，高橋昭彦，猪野亜矢
  • Organizer: 日本生物環境工学会2013年高松大会
  • Place of Presentation: 香川県高松市香川大学幸町キャンパス
• [Presentation] 水ストレス下のキュウリ根の養分吸収に対する蒸散統合型イオン吸収モデルの適用 (2013)
  • Author(s): 船岡高史，安武大輔，野見山綾介，北野雅治
  • Organizer: 日本生物環境工学会2013年高松大会
  • Place of Presentation: 香川県高松市香川大学幸町キャンパス
• [Presentation] 園芸施設における自然冷媒ヒートポンプ給湯機の活用 (2013)
  • Author(s): 宮内樹代史，松本将大，玖波井邦昭，高橋昭彦，松岡達憲，深山陽子，吉村留喜，福田俊二，堀江達哉，安武大輔
  • Organizer: 日本生物環境工学会2013年高松大会
  • Place of Presentation: 香川県高松市香川大学幸町キャンパス
• [Presentation] 根のイオン吸収における能動的および受動的プロセスの統合評価に向けて (2013)
  • Author(s): 野見山綾介，堂脇翔太，山田あすか，安武大輔，佐合悠貴，北野雅治
  • Organizer: 日本農業気象学会九州支部会
  • Place of Presentation: 佐賀県佐賀市佐賀大学本庄キャンパス
• [Presentation] 温室内炭酸ガス施用による光合成の促進効果は午前よりも午後に高くなる (2013)
  • Author(s): 安武大輔，岡田栄一，猪野亜矢，細川卓也，高橋尚之，高橋昭彦，玖波井邦昭，島崎一彦，北野雅治，森牧人，山根信三，宮内樹代史
  • Organizer: 日本農業気象学会中国四国支部会
  • Place of Presentation: 愛媛県松山市愛媛大学城北キャンパス
• [Presentation] 異なる塩類濃度下の根の吸収特性に対する蒸散統合型イオン吸収モデルの適用 (2013)
  • Author(s): 勝田訓嘉，船岡高史，安武大輔，石川勝美，森牧人，北野雅治
  • Organizer: 日本農業気象学会中国四国支部会
  • Place of Presentation: 愛媛県松山市愛媛大学城北キャンパス
• [Remarks] 植物生産システム学研究室 The Lab. of PPS
  • URL: http://www.cc.kochi-u.ac.jp/~yasutake/