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乾燥地植物生産における高生産・節水化に寄与する葉面結露の生理生態的効果

Research Project

Project/Area Number 19J22144
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

横山 岳  九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords節水農業 / 水利用効率 / 乾燥地農業 / 微気象 / 結露 / 葉の濡れ / 気象要因
Outline of Research at the Start

結露による葉の濡れ(葉面結露)は,乾燥地農地において頻繁に発生するにもかかわらず,水量として少量であることから,農業生産における水資源として軽視されてきた.本研究課題では,葉面結露が植物の生理生態機能(光合成,蒸散,水分状態など)に及ぼす影響を明らかにすることで,乾燥地農業の節水化・高生産化への寄与を目指す.

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,従来の乾燥地農業におていは,降雨や灌漑量と比較して極めて少量であるため水資源として軽視されてきた結露による葉の濡れ(葉面結露)が,植物の生理生態機能(光合成,蒸散,水分状態など)に及ぼす影響を明らかにすることであった.一方で,コロナウイルス流行によって,研究対象地である中国甘粛省の乾燥地畑地で実験を実施することが不可能であったため,研究計画を大幅に変更し,これまで観測対象地で計測した葉面結露のデータおよび気象環境のデータを解析した.その結果,結露は,春(4月,5月,6月)において発生頻度が低く発生したとしても少量であった一方で,夏(7月,8月,9月)においては結露は頻繁に発生し,発生量も春と比較して多かった.結露が発生した場合と発生しなかった場合の気象環境を比較すると,結露が発生した場合では結露が発生しなかった場合と比較して放射冷却の強度が強く(夜間の負の純放射量が大きく),表面温度が低いことが明らかとなった.しかしながら,結露の発生の季節変化のパターンと放射冷却の強度を表す夜間の純放射量の季節変化のパターンが一致しなかった一方で,結露量と水蒸気圧の季節変化のパターンが一致していることを見出した.これらの結果から,春においては,放射冷却の強度が強かったとしても結露の元となる水蒸気が少ないために結露の発生が起こりづらいと仮説を立てた.実際に春においては,水蒸気圧と結露量の関係に有意な正の相関が認められた.一方で,春においては結露量と夜間の純放射量に有意な相関関係は無かった.また,夏においては,結露量と純放射量に有意な相関関係が認められた.これらの結果から,結露の元となる水蒸気が少ない春においては,水蒸気圧が結露の発生を律速し,水蒸気が多い夏においては,放射冷却の強度によって結露の発生が律速されることがあきらかとなった.

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Chinese Academy of Sciences(中国)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Limiting factor of dew formation changes seasonally in a semiarid crop field of northwest China2021

    • Author(s)
      Gaku Yokoyama, Daisuke Yasutake, Weizhen Wang, Yueru Wu, Jiaojiao Feng, Leilei Dong, Kensuke Kimura, Atsushi Marui, Tomoyoshi Hirota, Masaharu Kitano, Makito Mori
    • Journal Title

      Agricultural and Forest Meteorology

      Volume: 311 Pages: 108705-108705

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2021.108705

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of the physiological significance of leaf wetting by dew as a supplemental water resource in semi-arid crop production2021

    • Author(s)
      Yokoyama Gaku、Yasutake Daisuke、Minami Keisuke、Kimura Kensuke、Marui Atsushi、Yueru Wu、Feng Jiaojiao、Wang Weizhen、Mori Makito、Kitano Masaharu
    • Journal Title

      Agricultural Water Management

      Volume: 255 Pages: 106964-106964

    • DOI

      10.1016/j.agwat.2021.106964

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 乾燥地畑地における葉面結露の発生特性と気象環境の関係2020

    • Author(s)
      横山岳,安武大輔,呉月茹,王維真,広田知良,北野雅治,森牧人
    • Organizer
      農業気象学会九州支部会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 中国北西部の乾燥地畑地における結露の発生は季節ごとに異なる気象要因に制限される2020

    • Author(s)
      横山岳,安武大輔,王維真,呉月茹,董磊磊,木村建介,丸居篤,広田知良,北野雅治,森牧人
    • Organizer
      農業気象学会2020年全国大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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