2019 Fiscal Year Annual Research Report
バラ生産群落における生産性低下要因のSDモデルを用いた解析と施設環境管理の最適化
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18H02197
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
土井 元章 京都大学, 農学研究科, 教授 (40164090)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 丹十郎 岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (40195938)
稲本 勝彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, ユニット長 (50223235)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 園芸科学 / バラ / 成育シミュレーション / 炭素収支 / システムダイナミクスモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アーチング栽培したバラ‘スイートアバランチェ’群落を解析対象とし，折り曲げ枝および収穫枝群落の炭素獲得量，到花日数と成育指数，収穫枝への乾物転流量を予測する作物モデルをVensim ver.6を用いて構築，検証，修正し，モデルの高精度化を図った．
折り曲げ枝群落については，光合成誘導反応とともに，強光を長時間照射された際に光阻害が生じることが，光合成速度を低下させる原因であると考えられた．そこで，日の出からの積算日射量と実効量子収率との関係を把握するためのデータ収集を行った．また，折り曲げ枝群落の光合成能力の季節変動は群落構造に起因していると考えられた．LAIの年間変動は1月下旬に最低値，7月下旬に最高値をとる正弦曲線で近似でき，光合成能力の季節変動をモデルに反映させることができた．一方，二酸化炭素施用時の光合成速度を評価したが，高二酸化炭素順化が施用開始15-30日で起こった．その際シンク強度が弱いと二酸化炭素順化が起こりやすいこと，葉が厚くなりクロロフィルの含量やa/b比が増加するなどの変化が起こることが明らかとなった．これらの反応をモデルに組み込むことは簡単ではなく，二酸化炭素濃度についての組み込みは断念せざるを得なかった．
到花日数は温度の指数関数として表記でき，その逆数が日成育指数増加量であることから，成育指数も温度関数である．そこである時点での成育指数を収穫枝のシュート長から推定できるようにするため，両者の関係をシグモイド曲線により表記した．現在，開花日に関しては極めて高精度で予測が可能で，施設の温度制御により目標とする収穫日に微調整することが可能となっている．
本モデルでは炭素量をベースにシミュレーションを実施してきており，実際の乾物量や最終的には切り花新鮮重にまで換算できるよう，13C分析や乾物率のデータに基づいて炭素量と乾物との関係を把握した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高二酸化炭素順化に関する実験装置の作製と濃度調整に手間取ったこととで，2020年度に繰り越したが，二酸化炭素施用開始直後に新型コロナウイルス感染拡大防止の緊急事態宣言が発せられ，研究のペースを落とさざるを得なかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
折り曲げ枝群落の炭素獲得に関するサブモデルについてはLAIを補助パラメータとして季節変動を反映させたモデルを完成させる．そのため，LAIが3の群落を標準として，係数化を試みる．
収穫枝群落の炭素獲得については，そのステージをもう少し細かくとってデータを再取得する．この測定を温度制御下で行うことで，効率的なデータ取得が行えるものと期待している．
これら2つの修正モデルを含めて，到花日数と発育指数算出モデル，収穫枝への炭素転流モデルの統合を図り，統合SDモデルの検証を行う．なお，収量や切り花品質は炭素量ではなく乾物重や新鮮重として表示できるようにする．
光合成速度に対する二酸化炭素濃度の影響については，高二酸化炭素順化の程度が条件によって大きくかわり複雑であるものの，その原因としてはトリオースリン酸律速が示唆される．そこで，収穫枝の状態を変えてトリオースリン酸律速の程度を計測するとともに，高二酸化炭素順化が起こりにくい二酸化炭素施用法を検討することで，研究成果としたい．
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