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フラクタル解析を利用した作物根の総合評価システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 07556007
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 作物学
研究機関名古屋大学 (1997)
神戸大学 (1995-1996)

研究代表者

巽 二郎  名古屋大学, 農学部, 教授 (00163486)

研究分担者 小林 伸哉  神戸大学, 農学部附属農場, 助手 (70252799)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
1997年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1996年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1995年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
キーワードトポロジー / 根系 / フラクタル次元 / 構築構造 / 根長 / 診断システム / 水稲 / 直播栽培 / ラジコンヘリ / 分枝 / 構造構造
研究概要

本研究はフラクタル幾何学の視点から作物の根の形態を定量化し,土壌中から採取した根サンプルからの迅速・簡便な形態パラメータ収集法の開発,根の部分データによる根系全体の形態の推定法の吟味を目的とし,コンピュータ援用による簡易で効率的な根の生育診断法の可能性を探ろうとした。
1.フラクタル次元による根の形態の定量化が可能であること,すなわち根のフラクタル次元に影響を及ぼす主パラメータは根長,根端数およびトポロジーであることを明らかとした。トポロジーは従来の手法では定量化の非常に困難なパラメータであるが,フラクタル次元と根長および根端数の測定を併用することにより効率的に定量化可能であり,根の構築構造の解析手法として有効であることをマメ科作物について示した。
2.根のフラクタル次元に影響を及ぼす主パラメータである根長,根端数およびトポロジーの影響力の割合は根の発育状態によって変化することを明らかとし,根の生育診断の指標として利用可能であることを示した。また植物種によってもこれらパラメータ間のウエイトが異なることを示した。
3.水稲の根の形態のフラクタル次元は土壌中に均質に分布しているのではなく,土壌深度によって異なるプロフィルを有し,これは品種により特徴的であることを示した。また,単位土壌体積あたりの根量とそれに含まれる根のフラクタル次元との間に高い相関が存在することから,サンプルの一部のフラクタル次元の測定値から根系の分布密度の推定が可能であることが示唆された。
以上のことから,フラクタル次元は根の分枝状態の定量化と土壌中の根系分布密度の推定のための有効なパラメータであること,および根の生育診断の指標としての有望であることが示された。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] Tatsumi, J.: "Fractal characterization of root system architecture in legume seedlings." Fracral Frontiers,M.M.Novak and T.G.Dewey eds.World Scientific,Singapore.359-365 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 巽 二郎: "根系のフラクタル次元測定法に関する研究" 日本作物学会紀事. 66別1. 214-215 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ketipearachchi, K.W.: "Dynamics of root system architecture of legume species in relation to seedling age." 根研究会・ファイテク研究会合同研究会発表要旨. 113 (1997)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 巽 二郎: "ダイズ根系におけるフラクタル次元の分布特性" 根研究会・ファイテク研究会合同研究会発表要旨. 56 (1997)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 巽 二郎: "キマメにおける根系の構築構造変化とフラクタル次元" 近畿作物・育種研究. 42. 44-46 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 巽 二郎: "作物の根の分布のダイナミクスに関する研究2." 日本作物学会紀事. 66別号(2). 293-294 (1996)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 巽 二郎: "作物の根の分布のダイナミクスに関する研究1." 日本作物学会紀事. 65別号(2). 291-292 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ketipearachchi, K.W.: "Characterization of root system architecture of legume seedlings." Crdp Research in Asia : Achievements and Perspective. 648-649 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高貝 公一郎: "遮光処理がキマメ幼植物根系のフラクタル次元に及ぼす影響" 日本作物学会紀事. 64別号(2). 287-288 (1995)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 巽 二郎: "インゲンマメ根系のフラクタル構造:異なるスケール範囲における次元" 日本作物学会紀事. 64別号(1). 90-91 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Ito: "Dynamics of Roots and Nitrogen in Cropping Systems of the Semi-Arid Tropics" JIRCAS, (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi, J., K.Takagi and T.Hiro: "Fractal analysis of kidney bean root systems : Characteristics of fractal dimension in different scale ranges" Jpn.J.Crop Sci.64 special (1). 90-91 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takagi, K.and J.Tatsumi: "Effects of shading on fractal dimension of root systems of pigeonpea seedings" Jpn.J.Crop Sci.64 special (2). 287-288 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ketipearachchi, K.W., K.Takagi and J.Tatsumi: "Characterization of root system architecture of legume seedings. In Crop Research in Asia : Achievements and Perspective (R.Ishii and T.Horie eds.)" Crop Sci.Soc.Japan, Tokyo. 648-649 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi, J.and M.Torii: "Studies on the dynamics of root distributiion 1. Fractal characterization of morphology of rice roots recovered from soil core samples." Jpn.J.Crop Sci.65 special (2). 291-292 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi, J.and M.Tanaka: "Studies on the dynamics of root distribution 2. Effects of local application of fertilizer on the distribution of soybean root system." Jpn.J.Crop Sci.65 special (2). 293-294 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi, J.and K.Takagi: "Relationship between fractal dimension and root system architecture in pigeonpea seedlings." Kinki J.Crop Sci.Breeding. 42. 44-46 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ketipearachchi, K.W., J.Tatsumi and K.Takagi: "Dynamics of root system architecture of legume species in relation to seedling age. Proceedings of Joint Congress of Japanese Society of Root Research and Society for Phytotechnology" 56. (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi, J.and M.Tanaka: "Distribution of fractal dimension in different portion of the soybean root systems. Proceedings of Joint Congress of Japanese Society of Root Research and Society for Phytotechnology" 113. (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi, J.and M.Tanaka: "Studies on the method for estimating fractal dimension of root systems 1." Reliability of box-counting method. 66 special (1). 214-215 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi, J.: Fractal analysis of root distribution. In Dynamics of Roots and Nitrogen in Cropping Systems of the Semi-Arid Tropics (O.Ito, C.Johansen, J.J.Adu-Gyamfi, K.Katayama, J.V.D.K.Kumar Rao and T.J.Rego, eds). JIRCAS,Tsukuba, 547-557 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi, J.and K.Takagi: Fractal characterization of root system architecture in legume seedlings. In Fractal Frontiers (M.M.Novak and T.G.Dewey, eds). World Scientific, London, 359-365 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi,J.: "Fractal characterization of root system architecture in legume seedlings." Fracral Frontiers,M.M.Novak and T.G.Dewey eds.World Scientific,Singapore.359-365 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 巽 二郎: "根系のフラクタル次元測定法に関する研究" 日本作物学会紀事. 66別1. 214-215 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Ketipearachchi,K.W.: "Dynamics of root system architecture of legume species in relation to seedling age." 根研究会・ファイテク研究会合同研究会発表要旨. 113 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 巽 二郎: "ダイズ根系におけるフラクタル次元の分布特性" 根研究会・ファイテク研究会合同研究会発表要旨. 56 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Ketipearachchi,K.W.: " Characterization of root system architecture of legume seedlings." Crop Research in Asia : Achievements and Perspective. 648-649 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi,J.: "Fractal analysis of root distribution." Dynamics of Roots and Nitrogen in Systemes of the Semi-Arid Torpics. 547-557 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi,J.: "Fractal characterization of root system architecture in legume seedings." Proceedings in the 4th International Working Conference, Fractals in Natural and Applied Sciences April 8-11, 1997,Denver,USA,. (in press).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 巽二郎: "作物の根の分布のダイナミクスに関する研究1.土壌コアに含まれる水稲根形態のフラクタル特性" 日本作物学会紀地事. 65別2. 291-292 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 巽二郎: "作物の根の分布のダイナミクスに関する研究2.局所施肥がダイズの根系分布に及ぼす影響" 日本作物学会紀地事. 65別2. 293-294 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 巽二郎: "インゲンマメ根系のフラクタル解析:異なるスケール範囲における次元挙動" 日本作物学会紀事. 64(別1). 90-91 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 高貝公一郎: "遮光処理がキマメ幼植物根系のフラクタル次元に及ぼす影響" 日本作物学会紀事. 64(別2). 287-288 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Ketipearachichi, K.: "Characterization of root system architecture of legume seedlings" Proc. 2nd Asian Crop Sci. 21-23 Aug. 1995, Fukui, Japan.(1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi, J.: "Fractal analysis of root distribution" Proc. Int. Work. ICRISAT Asia Center, India. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 巽二郎: "根の事典" 朝倉書店(印刷中),

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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