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群落表面温度の連続計測を基盤とした非定常状態における大豆の群落光合成モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03755
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 作物生産科学
研究機関東北大学

研究代表者

本間 香貴  東北大学, 農学研究科, 教授 (60397560)

研究分担者 田中 佑  京都大学, 農学研究科, 助教 (50634474)
中野 聡史  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 主任研究員 (80414621)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード大豆 / 群落光合成 / 非定常状態 / シミュレーションモデル / 群落表面温度 / リモートセンシング / 葉群動態 / 蒸散速度 / ダイズ / 群落光合成モデル / 熱収支 / 光合成誘導反応
研究成果の概要

群落表面温度計測を基盤とする非定常状態における大豆の群落光合成方法について検討を行った.そのために(1)非定常状態における個葉光合成速度のモデル化,(2)群落表面温度計測に基づく群落抵抗値評価,(3)葉群の垂直分布動態評価,(4)茎熱収支法による蒸散流計測を行った.各項目についてそれぞれ論文等による公表を行うとともに,応用的展開も行った.例えば葉群の垂直分布動態評価においては,追加の計測を行うことにより混植群落の葉群垂直分布を非破壊で簡易に計測できることを示した.(1)~(4)の結果をもとに群落光合成モデルを作成した.今後同化箱法による炭素収支と比較検討を行い,改良を目指す予定である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

個葉光合成速度がそのままでは群落光合成を反映しないことは古くから知られており,Monsi and Saekiによるモデルを基にした群落光合成評価が行われてきた.窒素の垂直分布を導入したモデルなどへ発展してきてはいるものの,核となる個葉光合成速度は定常状態で得られた光―光合成曲線が用いられている.しかしながら作物は光に対して常に一定のパフォーマンスを示すわけではなく,飽差の増大や日射の急激な変動により光合成速度を低下させる.本研究で得られた知見は現実の栽培群落での適用を想定しており,品種や栽培法の開発に貢献するものと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 忠北大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] UPLB(フィリピン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] ダイズ圃場における湿害発生予測に向けたUAVリモートセンシングによる土壌含水率推定2020

    • 著者名/発表者名
      橋本直之・山本修平・牧雅康・本間香貴
    • 雑誌名

      日本作物学会紀事

      巻: 89 号: 1 ページ: 52-53

    • DOI

      10.1626/jcs.89.52

    • NAID

      130007789130

    • ISSN
      0011-1848, 1349-0990
    • 年月日
      2020-01-05
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] イネ出穂期遺伝子hd3a変異系統を用いた個葉および群落蒸散に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      岩橋優・田中佑・本間香貴・齊藤大樹・奥本裕・白岩立彦
    • 雑誌名

      日本作物学会紀事

      巻: 89

    • NAID

      130007872089

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling leaf area development in soybean (Glycine max L.) based on the branch growth and leaf elongation.2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano, S., Purcell, L. C., Homma, K., Shiraiwa, T.
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: 23 号: 3 ページ: 247-259

    • DOI

      10.1080/1343943x.2019.1702468

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] UAVリモートセンシングに基づく農家圃場におけるダイズ湿害の評価2019

    • 著者名/発表者名
      山本修平
    • 雑誌名

      日本作物学会紀事

      巻: 88 号: 1 ページ: 48-49

    • DOI

      10.1626/jcs.88.48

    • NAID

      130007594962

    • ISSN
      0011-1848, 1349-0990
    • 年月日
      2019-01-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 東北大学農学研究科植物実験フィールドの生産性評価2018

    • 著者名/発表者名
      石森駿・本間香貴・中嶋孝幸・中村貞二・菅野均志
    • 雑誌名

      日本作物学会東北支部会報

      巻: 61 ページ: 35-36

    • NAID

      130007951215

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parameterization of the vertical distribution of leaf area index (LAI) in rice (Oryza sativa L.) using a plant canopy analyzer2018

    • 著者名/発表者名
      Hirooka Yoshihiro、Homma Koki、Shiraiwa Tatsuhiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 6387-6387

    • DOI

      10.1038/s41598-018-24369-0

    • NAID

      120006510272

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 水収支モデル適用によるダイズ農家圃場の土壌水分特性の評価 -第2報- リモートセンシングを併用した黒根腐病害の評価2020

    • 著者名/発表者名
      山本修平,本間香貴,橋本直之,牧雅康,本郷千春
    • 学会等名
      第249回日本作物学会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シミュレーションモデルとリモートセンシングを用いた作物生産量推定法の検討.第3 報 仙台市沿岸部農家圃場におけるダイズ生産量の圃場内変動評価.2020

    • 著者名/発表者名
      山本修平,本間香貴,牧雅康,本郷千春
    • 学会等名
      第22回環境リモートセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 茎内流量計測による群落条件でのダイズ蒸散速度の動態評価2020

    • 著者名/発表者名
      中野聡史,田中佑,本間香貴
    • 学会等名
      日本農業気象学会2020年全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ダイズの生産性の向上を目指した無限伸育型と有限伸育型の混植栽培.第4報 2016~2018年の栽培試験および2018年の倒伏の影響報告2019

    • 著者名/発表者名
      石森駿,斎藤大暉,川村一成,本間香貴,中嶋孝幸,田島亮介
    • 学会等名
      第248回日本作物学会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ダイズの生産性の向上を目指した無限伸育型と有限伸育型の混植栽培.第5報 非破壊的簡易推定した葉面積分布に基づく子実生産効率の算出.2019

    • 著者名/発表者名
      川村一成,斎藤大暉,本間香貴,中嶋孝幸,田島亮介
    • 学会等名
      第248回日本作物学会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ダイズの生産性の向上を目指した無限伸育型と有限伸育型の混植栽培.第三報 葉面積垂直分布の非破壊的簡易推定2018

    • 著者名/発表者名
      川村一成・斎藤大暉・定池歩美・本間香貴・中嶋孝幸・陶山佳久・伊藤豊彰
    • 学会等名
      第246回日本作物学会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 東北大学農学研究科附属青葉山圃場の生産性評価2018

    • 著者名/発表者名
      石森駿・本間香貴 ・中嶋孝幸・中村貞二・菅野均志
    • 学会等名
      第61回日本作物学会東北支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イネ群落蒸散の継続的推定およびそれに基づく物質生産の評価2018

    • 著者名/発表者名
      近藤琳太郎・田中佑・本間香貴・白岩立彦
    • 学会等名
      第245回日本作物学会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] Trials to simulate soybean production under tropical environments2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Homma
    • 学会等名
      第245回日本作物学会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of mix cropping of determinate and indeterminate soybean lines on canopy structure in Kawatabi Field Center in 2017.2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamura, I., Saito, D., Sadaike, A., Nakajima, T., Ito, T., Suyama, Y., Homma, K.
    • 学会等名
      15th International Symposium on Integrated Field Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of mix cropping of determinate and indeterminate soybean lines on canopy structure in Kawatabi Field Center in 20172018

    • 著者名/発表者名
      Kawamura, I., Saito, D., Sadaike, A., Nakajima, T., Ito, T., Suyama, Y., Homma, K.
    • 学会等名
      15th International Symposium on Integrated Field Science "Biological Interactions for Sustainable Agriculture"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シミュレーションモデルとリモートセンシングを用いた作物生産量推定法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山本修平,,橋本直之,斎藤祐樹,牧雅康,本間香貴
    • 学会等名
      第20回CEReS環境リモートセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Natural variation of the non-steady state photosynthesis amng rice and soybean varieties2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tanaka, Shunzo Kobayashi, Kazuki Tanaka, Rintaro Kondo
    • 学会等名
      International Synposium on Agricultural Meteorology 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Stand-off measurement of solar induced fluorescence from vegetation canopies: Application to field and forest2017

    • 著者名/発表者名
      Kuriyama, K., Manago, N., Homma, K., Muramatsu, K., Yoshimura, K., Kominami, Y., Kuze, H.
    • 学会等名
      International Symposium on Remote Sensing 2017.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous monitoring of the canopy gas exchange of rice and soybean based on the aerodynamic analysis of the plant canopy2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Tanaka, Hiroto Katayama, Rintaro Kondo, Koki Homma, Tatsuhiko Shiraiwa
    • 学会等名
      The 9th Asian Crop Science Association Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 熱赤外リモートセンシングによる群落機能評価

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/jp/research/seeds/img/L_08.jpg

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-08-19  

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