2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of non-steady state canopy photosynthesis model for soybean based on continuous measurement of canopy surface temperature
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17H03755
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
本間 香貴 東北大学, 農学研究科, 教授 (60397560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 佑 京都大学, 農学研究科, 助教 (50634474)
中野 聡史 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 主任研究員 (80414621)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ダイズ / 群落光合成モデル / リモートセンシング / 蒸散速度 / 熱収支 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度も京都大学大学院農学研究科附属京都農場においてメインの実験を行った．これまでの群落表面温度に基づいて群落蒸散速度を算出する方法では，非定常な環境下において推定値が安定せず，継続的かつ定量的な評価が難しかった．そこで温度標準版を設置し，群落蒸散速度の推定値を安定化し，継続的評価に基づき定量的解析およびそれに基づく物質生産の評価を行った．
改良された方法を用いると測定時間の99%において，妥当な蒸散速度が推定され，本法の安定性を示すことができた．また推定された日積算群落蒸散量は2～10mm/dayであり，先行研究においてライシメータを用いて報告された値と同程度であった．計測期間中の乾物増加量を積算蒸散量で除した水利用効率には品種間差が示唆され，品種選抜時の表現型評価にも応用できると考えられた．茎熱収支法を用いた蒸散速度評価との比較を行うことにより，短い単位時間における検討を行っていく予定である．
より簡易なシステムを用いた検討を東北大学大学院農学研究科植物実験フィールドで行った．台風によって生じたダイズの生産性の低下を示すことができ，栽培管理評価や品種評価に用いていく方針が妥当と考えられた．
非定常状態における個葉光合成速度のモデル化やキャノピーアナライザーを用いた葉群の垂直分布動態評価を加えた検討を開始し，環境応答性に対するデータ蓄積を行うことができた．
葉群の垂直分布動態評価に関しては，これまでの成果をまとめたものが学術誌に掲載された．
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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
群落蒸散速度の評価値が安定し，研究は大きく進展したと考えられる．京都大学大学院農学研究科附属京都農場だけでなく，東北大学大学院農学研究科植物実験フィールドでの実験も順調で，本法の有効性を示しつつあるところである．非定常状態における個葉光合成のモデル化，茎熱収支法による蒸散速度計測，キャノピーアナライザーを用いた葉群の垂直分布動態評価などの個別の研究項目も，当初の見込み以上の進展がみられ，既に発表のものも含め，今後の成果発表が期待できる．個別の成果の統合とその評価が課題と考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでと同様に京都大学付属京都農場で圃場実験を行い，これまでに構築した群落表面温度計測装置および微気象観測機器を用い，群落栽培されたダイズに対して経時的なモニタリングを行い，データ蓄積を行う．得られたデータは，群落抵抗値評価に換算し，3年分のデータを基に微気象応答性に関する解析を行う．
これまでの結果を基に非定常状態における個葉光合成速度のモデル化を行い，さらに葉面上の光強度計測を基に，圃場状態における光合成速度動態評価を試みる．キャノピーアナライザーを用いた葉群の垂直分布動態評価および茎熱収支センサーを用いた蒸散流計測も行う．
昨年度開発した簡易型群落抵抗評価システムを用い，東北大学農学研究科植物実験フィールドで追加実験を行い，その有効性を検証する．これにより他環境での圃場で生育した作物の微気象応答性が評価することができ，より一般的な定量化を行うことができると考えられる．
東北大学農学研究科川渡フィールドセンターでは，これまでに得られた知見の，応用的な適用として，ダイズの品種混作栽培試験での適用を試みる．これまの技術は比較的均一な群落での適用を基準としていたものの，不均一な群落での適用性が評価されることとなる．群落動態評価システムのうち，葉群垂直分布動態の適用を試み，さらに日射環境評価から，生産性評価を行う予定である．
現在までに得られたデータで既に解析済みのものについては順次発表を進め，最終的な成果として複数の論文投稿を行う予定にしている
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[Presentation] Effect of mix cropping of determinate and indeterminate soybean lines on canopy structure in Kawatabi Field Center in 2017.2018
Author(s)
Kawamura, I., Saito, D., Sadaike, A., Nakajima, T., Ito, T., Suyama, Y., Homma, K.
Organizer
15th International Symposium on Integrated Field Science
Int'l Joint Research
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