Non-destructive and continuous measurement of rice growth for elucidate yield-limiting factors of high-yielding rice cultivars

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02965
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39020:Crop production science-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Sugiura Daisuke 名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (50713913)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡村 昌樹 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 主任研究員 (00757908) ; 荒井 裕見子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 上級研究員 (50547726) ; 小林 伸哉 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 熱帯・島嶼研究拠点, 主任研究員 (70252799)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: LAI / NIR / PAR / 多収 / 呼吸速度 / 非破壊計測 / マイクロコントローラー

Outline of Final Research Achievements

We aimed to elucidate the yield determining factors of the high-yielding rice cultivars, Hokuriku 193 and Oonari, through cross-locational experiments in Japan (Nagoya, Tsukuba, Joetsu, Nagano). We developed a novel technique for non-destructive leaf area index (LAI) estimation of rice from transplanting to harvest using near-infrared light (NIR) and photosynthetically active radiation (PAR). Additionally, we developed a system to measure the nighttime respiration rate of rice plants and quantified the temperature dependence of respiration. Based on these results, it is suggested that the highest yield in Nagano was due to the maintenance of LAI until the late growth stage and the low nighttime temperatures that suppress respiration rate.

Free Research Field

作物生産科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究を通じて開発したNIRとPARからLAIを推定する手法は、イネ群落成長を高精度で追跡可能であり、その他の作物にも応用可能である点において、今後の作物生育評価の新スタンダードになる可能性がある。本手法により、様々なイネ品種の栽培適性地や収量ポテンシャルの評価を通じて、データ駆動型の育種や品種選定が可能になることが期待される。