コンピュータシミュレーションによる散乱性被覆資材の有効性の検討

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06310
• Research Institution: Takasaki University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 石神 靖弘 高崎健康福祉大学, 農学部, 准教授 (50361415)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 温室 / 光学シミュレーション / 受光量 / トマト群落

Outline of Annual Research Achievements

温室内の光環境は温室内作物の光合成、成長に大きな影響を及ぼす。近年、温室において均一な光環境を得ることを目的として散乱性の高い被覆資材を用いる例
が増えている。しかしながら、光環境の改善効果は温室の立地、季節、作物の形状によって異なり、散乱性資材の効果的な使用方法については依然、体系的な解
答は得られていない。これらの効果を評価するには、実際に温室内に入射する光、さらに植物が受光する光を正確に把握する必要がある。本研究では、温室およ
び植物体の3次元モデルを作成し、コンピュータシミュレーションにより温室内の光環境を詳細に推定可能な手法を開発する。ここに、被覆資材の光透過特性を入力することにより、様々な季節、作物の形状に応じた散乱性被覆資材の有効性について検討することを目的とする。
本年度は昨年度までに計測し、した被覆資材の透過光の角度分布データを整理し、シミュレーションに用いるための透過特性（双方向散乱分布関数）としてまとめた。大学内に保有する実験温室（床面積200 m2）を再現する3次元モデルを作成と改良を行った。作成には市販の3次元モデルソフトを用い、大きさ、構造資材の配置を再現した。また、実際に内部で植物の栽培を行い、光センサーを取り付け、光環境の計測を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

温室の建設が完了し、性能試験と同時進行で植物の栽培試験を行った。またセンサー等の取り付けにより予定していた光環境の計測を遂行することができた。

Strategy for Future Research Activity

引き続き温室内および植物葉面上の光強度を測定し、様々な条件下における光環境データを蓄積する。また、同様の条件を再現してでシミュレーションを行い、推定精度の検証を行う。また、こ
となる温室の立地および季節を想定してシミュレーションを行い、温室内作物の受光量をも
とに、散乱性被覆資材の有効性および効果的な使用方法について検討を行う。

Causes of Carryover

一部資材等の購入が不要となったため、その購入に充てる予定であった物品費が少なくなった。次年度にセンサー等を購入し、実験計測の円滑化を図る予定である。