2019 Fiscal Year Annual Research Report
Spatiotemporal optimization of environmental control for crop production
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17H03895
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
北野 雅治 九州大学, 農学研究院, 教授 (30153109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 卓哉 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (10363326)
江口 壽彦 九州大学, 生物環境利用推進センター, 准教授 (40213540)
日高 功太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 主任研究員 (80547232)
安武 大輔 九州大学, 農学研究院, 准教授 (90516113)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 農業工学 / 農業環境・情報工学 / 局所適時環境調節 / 植物環境系輸送プロセス / 動的作物モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
作物生育域の必要な場所と必要な時間のみに限定したムダのない局 所・適時環境調節の最適設計が求められている。本研究は，作物生産を決定づける多様な植物－環境系輸送プロセスの作物生産場における時空間変動の評価に基づいて，作物生産場における局所適時環境調節の最適設計と実装を目的としている。
初年度の2017年度においては，光合成等の葉面輸送現象の多点連続評価法を確立し，多様な生産場での時空間変動の評価を可能にした。また，RIイメージングを用いて光合成産物の葉から果実への動態を明らかにした。さらに，葉菜と果菜を対象に，温度，光，CO2濃度，気流の局所適時環境調節法を検討した。
２年目の2018年度においては，多様な作物生産場での光合成などの時空間変動に対する環境調節の効果の可視化によって，局所適時環境調節の最適化のための基本情報を取得した。また，葉から果実への光合成産物の転流の動的モデルを提案し，積算光合成量と転流動態との関係を明らかにした。さらに，局所適時環境調節の例として，果菜生産を対象にした弱光補光と局所適時CO2施用の効果の定量的評価をおこなった。さらに，寒冷地での厳冬期の葉菜生産をめざして，地温不易層を活用した作物生育域に限定した局所適温管理の効果の定量的評価を可能にした。
最終年度の2019年度においては，局所適時環境調節を果菜栽培において実装して最適化を検討するとともに，その長期的効果を，葉面輸送現象だけでなく，最終的な収量でも評価をおこない，収量，エネルギー消費，コスト面からも局所適時環境調節の有効性を確認した。さらに，野菜の周年栽培が困難な寒地と暖地において，地温不易層と局所適時環境調節等を活用する周年栽培システムを提案した。
これらの成果を，国際的トップジャーナル，国際学会，国内学会で積極的に発表し，最優秀ポスター賞等を受賞した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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