光環境と気温による葉菜中硝酸イオン濃度制御法の開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17380155
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 伊藤 博通 神戸大学, 農学部, 助教授 (00258063)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TZENKOVA R.N. 神戸大学, 農学部, 教授 (30294200) ; 白石 斉聖 神戸大学, 農学部, 助手 (00304121) ; 宇野 雄一 神戸大学, 農学部, 助手 (90304120)
• Keywords: 葉菜中硝酸イオン濃度 / LED光源 / 近赤外線分光法 / 主成分回帰

Research Abstract

1.研究実施概要
近赤外線スペクトルの連続測定装置をグロースチャンバに設置した。また、昨年度検討課題になっていたLEDの熱放射の問題を解決するために新たにLED光源を購入した。この光源は昨年度使用の光源よりも熱放射が少なくかつ光量子束密度が大きい。
近赤外線スペクトルの連続測定装置は昨年度使用した分光計と分解能が異なる。このため新たに硝酸イオン濃度推定の検星線を作成しなければならなかった。また、連続測定であることから近赤外線測定プローブの固定位置を検討する必要があった。
本年度は上記の硝酸イオン濃度の非接触連続計測システムの構築のみを行い、栽培実験は行わなかった。
2.実験結果および解析
LED光源の放射光を遮らず、かつ硝酸イオン濃度を適切に測定するスペクトルを得るための近赤外線プローブ取り付け位置ならびに分光計の積分時間を確定した。
露地及び水耕で肥料濃度を変えて数種類の試験区でレタスを栽培し、硝酸イオン濃度が最大で約1,000ppmとなるサンプルを得た。低濃度から高濃度まで濃度分布をなるべく均等になるようにレタスを選抜した。レタスの株単位で近赤外線拡散反射スペクトルを測定し、その直後に対象レタスの硝酸イオン濃度を高速液体クロマトグラフで測定した。近赤外線スペクトルの測定波長範囲は650nmから1000nm、波長分解能は2nmである。
キャリブレーション用に15株、評価用に15株を用意し、検量線を作成した。検量線作成にはPCR法を使用した。この結果検量線の寄与率は0.67489、評価データと実測値との相関係数は0.783712となった。
3.今後の研究展開
来年度はさらに高濃度のレタスサンプルを加えることにより検量線の測定範囲を広げ、かつ推定精度を向上させる。そしてLED光源を使用した栽培実験を行ってレタス葉内硝酸イオン濃度を連続測定することにより硝酸イオン濃度を低減させる光環境を探索する。