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養液栽培における根域統合環境制御に向けた根の生理機能の環境応答解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K15351
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 農業環境・情報工学
研究機関山口大学

研究代表者

佐合 悠貴  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (20648852)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード養液栽培 / 養水分吸収モデル / 根域養分動態モデル / シミュレーション / 養分吸収モデル / 根域環境 / 養水分吸収 / 吸収モデル / 有機質培地
研究成果の概要

本研究は,養液栽培における根域の物質移動現象を解析し,持続的かつ生産性の高い肥培管理法を提案することを目的としている。まず,根域環境の解析と調節法を検討するため,培地耕条件下における根の養水分吸収速度と培地含水量および酸素量との関係を解析した。さらに,養分吸収速度,植物の成長速度および代謝速度に関するモデルを統合することで,根域の養分動態を長期シミュレーション可能なモデルを構築した。このモデル駆使して,肥料として与えた窒素を植物に効率的に全量吸収させ,栽培時に余剰な養液廃液を発生させない肥培条件を求め,その有効性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の目的は,養液栽培における根域の物質移動現象を解析し,持続的かつ生産性の高い肥培管理法を提案することである。この目的を達成するために,培地耕条件において簡易に評価可能な定量的指標を用いて根の養分吸収能を把握することを可能とし,根域環境の統合的制御の実現に向けた知見を得ることができた。さらに,肥培管理の最適化に応用可能な,根域養分動態のシミュレーションモデルを構築し,そのモデルに基づいて,与えた窒素全量を植物に吸収させきったタイミングで養液を廃棄することで,無駄な窒素を環境中に排出しない環境保全型の肥培管理を確立した。

報告書

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

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Zinc biofortification of hydroponic baby leaf lettuce grown under artificial lighting with elevated wind speed and root zone temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Sago Y., Watanabe N. and Minami Y.
    • 雑誌名

      農業気象

      巻: 74 号: 4 ページ: 173-177

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-17-00048

    • NAID

      130007496673

    • ISSN
      0021-8588, 1881-0136
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative Nutrient Management Reduces Nitrate Accumulation in Hydroponic Butterhead Lettuces Grown under Artificial Lighting2018

    • 著者名/発表者名
      Sago Y. and Shigemura A.
    • 雑誌名

      HortScience

      巻: 53 号: 7 ページ: 963-967

    • DOI

      10.21273/hortsci12418-17

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative nutrient management reduces nitrate accumulation in hydroponic butterhead lettuces grown under artificial lighting.2018

    • 著者名/発表者名
      Sago Y. and Shigemura A.
    • 雑誌名

      HortScience

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zinc biofortification of hydroponic baby leaf lettuce grown under artificial lighting with elevated wind speed and root zone temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Sago Y., Watanabe N., and Minami Y.
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural Meteorology

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007496673

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] リーフレタスにおける硝酸塩の吸収と代謝に対する光条件の影響2020

    • 著者名/発表者名
      澤春奈,佐合悠貴,田代栞菜
    • 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] リーフレタス成長モデルの構築に向けた個体および個葉における光合成速度の評価2020

    • 著者名/発表者名
      田代栞菜,佐合悠貴,澤春奈
    • 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] NiCoLetモデルによる水耕栽培リーフレタスの葉内硝酸塩含量推定2019

    • 著者名/発表者名
      佐合悠貴,竹本拓海
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リーフレタス成長モデルの構築に向けた同化箱法による光合成速度の評価2019

    • 著者名/発表者名
      田代栞菜,佐合悠貴
    • 学会等名
      2019年日本農業気象学会中四国支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 量的管理によるリーフレタスの葉内硝酸塩含量の低減―低減効果に対する光条件の影響―2019

    • 著者名/発表者名
      澤春奈,佐合悠貴
    • 学会等名
      2019年日本農業気象学会中四国支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Zinc biofortification of hydroponic baby leaf lettuce grown under environmentally controlled conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Sago Y., Watanabe N. and Minami Y.
    • 学会等名
      The 5th International Zinc Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 根のイオン吸収速度測定の半自動化による簡易化と精度向上2018

    • 著者名/発表者名
      佐合悠貴,井本達宏
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 根のイオン吸収速度に対する環境作用の計測と植物工場栽培管理への応用2018

    • 著者名/発表者名
      佐合悠貴,井本達宏
    • 学会等名
      農業環境工学関連5学会2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] レタスの葉内硝酸塩含量を低減する量的管理条件の最適化へ向けた窒素吸収・代謝モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      竹本拓海,佐合悠貴
    • 学会等名
      日本農業気象学会中四国・近畿支部2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 成長速度と葉内Ca含量への環境作用に基づくサラダナのチップバーン発生予測モデルの検討2018

    • 著者名/発表者名
      鶴川匠,佐合悠貴
    • 学会等名
      日本農業気象学会中四国・近畿支部2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 半自動測定装置を用いた養水分吸収に対する環境作用の評価―栽培環境最適化への応用―2018

    • 著者名/発表者名
      北内拓樹,井本達宏,佐合悠貴
    • 学会等名
      日本農業気象学会中四国・近畿支部2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] レタスの量的管理水耕栽培における葉内硝酸塩含量予測モデルの検討2018

    • 著者名/発表者名
      佐合悠貴,竹本拓海
    • 学会等名
      日本農業気象学会2019年全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物工場での蒸散促進によるベビーリーフの亜鉛含量向上2018

    • 著者名/発表者名
      佐合悠貴,宮本拓弥,渡邊尚也.
    • 学会等名
      日本農業気象学会2018年全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 根の養水分吸収速度測定システムの構築―半自動化による簡易化と精度向上―2017

    • 著者名/発表者名
      井本達宏,佐合悠貴
    • 学会等名
      日本農業気象学会中四国支部2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物工場での蒸散促進によるベビーリーフのFe含量向上2017

    • 著者名/発表者名
      宮本拓弥,渡邊尚也,佐合悠貴
    • 学会等名
      日本農業気象学会中四国支部2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物工場での根域低温ストレスによるスイスチャードの高品質化―シュウ酸含量に対する光環境の影響―2017

    • 著者名/発表者名
      重藤奨之介,佐合悠貴
    • 学会等名
      日本農業気象学会中四国支部2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工光型植物工場でのサラダナ栽培におけるチップバーンの回避―局所照射法の検討―2017

    • 著者名/発表者名
      成冨恭平,佐合悠貴
    • 学会等名
      日本農業気象学会中四国支部2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物工場における根の窒素吸収量評価に基づく葉菜類の硝酸塩含量低減2017

    • 著者名/発表者名
      佐合悠貴,重村愛理,重藤奨之介
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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