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人工光型植物工場の環境制御への植物形質計測と環境・植物形質モデルの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K05899
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

古在 豊樹  千葉大学, 環境健康フィールド科学センター, 名誉教授 (90081570)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードエネルギー収支 / 環境制御 / 省資源 / 植物工場 / 植物特性計測 / 発芽 / 物質収支 / モデリング / 人工光型植物工場 / 植物形質計測 / フェノタイピング / 環境・植物形質モデル / 生産最適化 / 資源利用効率 / 栽培モジュール / 生体計測 / 物質・エネルギー収支
研究成果の概要

人工光型植物工場の生産性向上を目的として、発芽時刻の計測をカメラ画像の分析によって実地した。また、発芽時刻への影響因子として、気温・空気飽差、培地表面温度(放射温度計)、培地含水率を計測し、それらが発芽時刻におよぼす影響を重回帰分析した。次いで、植物工場におけるエネルギー・物質収支の解析に基づいて植物群落の正味光合成速度および蒸散速度を算定し、また電気エネルギー利用効率、光エネルギー利用効率、水利用効率を算定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人工光型植物工場は省資源・環境保全・省力型の野菜の地産地消生産システムとして近年世界的に研究と普及が進んでいる。節電の一層の推進に加えて、現在は、最適環境制御による収量と品質の向上が普及上の問題となり、多くの研究投資が行われている。本研究は申請者が開発した一貫した研究方法論に基づいて生産性向上に関する学術的成果を省資源、環境保全および食糧保障の向上に役立つ形で得ているので、社会における市民の生活の質の向上に貢献すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 7件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 16件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Optimal Light Wavelength for a Novel Cultivation System with a Supplemental Upward Lighting in Plant Factory with Artificial Lighting2021

    • 著者名/発表者名
      S. Saengtharatip, J. Joshi, G. Zhang, M.Takagaki, T. Kozai and W. Yamori.
    • 雑誌名

      Environment Control in Biology

      巻: 59 号: 1 ページ: 21-27

    • DOI

      10.2525/ecb.59.21

    • NAID

      130007980922

    • ISSN
      1880-554X, 1883-0986
    • 年月日
      2021-01-01
    • 関連する報告書
      2020 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] Phenotypic Analysis of Germination Time of Individual Seeds Affected by Microenvieonment and Management Factors for Cohort Research in Plant Factory.2020

    • 著者名/発表者名
      E. Hayashi, Y. Amagai, T. Maruo and T. Kozai.
    • 雑誌名

      Agronomy (MDPI)

      巻: 10 号: 11 ページ: 1680-1680

    • DOI

      10.3390/agronomy10111680

    • 関連する報告書
      2020 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] Plant factories with artificial lighting (PFALs) toward sustainable plant production2020

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai, E. Hayashi, Y. Amagai
    • 雑誌名

      Acta Horticulturae

      巻: 1273 号: 1273 ページ: 251-259

    • DOI

      10.17660/actahortic.2020.1273.34

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Green light penetrates inside crisp head lettuce leading to chlorophyll and ascorbic acid content enhancement2020

    • 著者名/発表者名
      S. Saengtharatip, N. Goto, T. Kozai, W. Yamori
    • 雑誌名

      Acta Horticulturae

      巻: 1273 号: 1273 ページ: 261-269

    • DOI

      10.17660/actahortic.2020.1273.35

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 人工光植物工場研究に関する展望2020

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 雑誌名

      農業および園芸

      巻: 95(2) ページ: 181-185

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Estimating EC and ionic EC contribution percentage of nutrient solution based on ionic activity2019

    • 著者名/発表者名
      Jinxiu Song;Lin Xu;Dongxian He;SatoruTuskagoshi;Toyoki Kozai;Yutaka Shinohara
    • 雑誌名

      IJABE(International Journal of Agricultural and Biological Engineering)

      巻: 12(2) 号: 2 ページ: 42-48

    • DOI

      10.25165/j.ijabe.20191202.4399

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Towards sustainable plant factories with artificial lighting (PFALs) for achieving SDGs2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 雑誌名

      IJABE(International Journal of Agricultural and Biological Enjineering)

      巻: 12(5) 号: 5 ページ: 28-37

    • DOI

      10.25165/j.ijabe.20191205.5177

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 人工光型植物工場に関する生産性指標の種類、定義、計算式および注釈2019

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹;浦勇和也;甲斐剛//林絵里
    • 雑誌名

      農業および園芸

      巻: 94(8) ページ: 661-672

    • NAID

      40021980953

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 人工光型植物工場の研究課題と展望2019

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 3(14) ページ: 26-30

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Supplemental LED inter-lighting compensates for a shortage of light for plant growth and yield under the lack of sunshine2018

    • 著者名/発表者名
      Fasil Tadesse Tewolde, Kouta Shiina, Toru Maruo, Michiko Takagaki, Toyoki Kozai and Wataru Yamori
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 2018 号: 11 ページ: 0206592-0206592

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0206592

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Benefits, problems and challenges of plant factories with artficial lighting (PFALs): a short review2018

    • 著者名/発表者名
      T.Kozai
    • 雑誌名

      Acta Horticulturae 1227(GreenSys 2017)

      巻: 1227 号: 1227 ページ: 25-30

    • DOI

      10.17660/actahortic.2018.1227.3

    • 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] 人工光植物工場-現況、背景、特徴および照明・自動化などの課題2018

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 雑誌名

      電気総合誌オーム

      巻: 105. 4 ページ: 39-42

    • NAID

      40021545789

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 巻頭言 人工光型植物工場の可能性と将来2018

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 雑誌名

      施設と園芸

      巻: 181 ページ: 3-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 園芸施設用ヒートポンプの普及・拡大のための課題とその改善策-これまでの分科会活動内容のまとめ-2018

    • 著者名/発表者名
      関山哲男、古在豊樹
    • 雑誌名

      農業電化

      巻: 71. 3 ページ: 6-15

    • NAID

      120007087539

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 世界における人工光型植物工場の研究開発-課題と展望-2018

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹、魯娜、長谷川陸央、雨谷弓弥子、布村伊、野崎友美、張ユウ、林絵理
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 2. 6 ページ: 29-33

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 総論_人工光型植物工場の可能性と将来性2018

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 2. 6 ページ: 6-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Modelling, simulation and AI technologies for plant factories with artificial lighting (PFALs)2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      International meeting on high yield and highly efficient production in facility horticulture. Organized by China Agri. Univ. and JPFA
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plant Factories with Artificial Lighting (PFAL) for Sustainable Agriculture2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      AHC2020. III Asian Horticultural Congress
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 園芸施設用の必要性と期待_ヒートポンプ実用化化の歴史と今後の展望2020

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 学会等名
      植物工場研修_ 農業用ヒートポンプ導入と活用の押さえどころ. -理論と応用法-. 植物工場研究会.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Principles, Structure and Environmental Control of a Plant Factory with Artificial Lighting.2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      JPFA's Online Introductory Training course on Plant Factories with artificial lighting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Forthcoming technologies2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      JPFA's Online Introductory Training course on Plant Factories with artificial lighting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 日本における人工光型植物工場の中期以降の発展史 および今後の展望 - Covid-19以降を見据えて2020

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 学会等名
      第137回勉強会: 植物工場の始まりと技術発展史、そして未来を語る.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 人工光型植物工場はどこに向かい、どう広がるのか?Perspectives of Plant Factory with Artificial Lighting (PFAL)2019

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 学会等名
      施設園芸協会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Perspective of Sustainable Plant Factories with Artificial Lighting (PFALs)2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      中国農業大学
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Designing the Next Generation Plant Factories with Artificial Lighting (PFALs)2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      IB-CAS, CPFA, Sanan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工光型植物工場による持続的発展への貢献2019

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 学会等名
      日経 AG/SUM (Agritech & Foodtech Summit),
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工光型植物工場と生産性2019

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 学会等名
      植物工場研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Opportunities and Challenges for Plant Factory with Artificial lighting (PFAL)2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      International Symposium on Smart Plant Factory (Seoul National University)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Global perspective of plant factory with artificial light (PFAL) for sustainable modern agriculture2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      International Symposium on Plant Factory: A Revolution for Sustainable Modern Agriculture (BIOTEC, Bangkok)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Smart Plant Factories: LEDs, Artificial Intelligence and Phenotyping2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      2018 International Forum on Protected Horticulture (CAAS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The present and future of plant factories with artificial lighting (PFALs)2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      2018 SHANGHAI INTERNATIONAL INDOOR PLANT FACTORY SYMPOSIUM (SAAS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Green light penetrates inside crisp head lettuce leading to chlorophyll and ascorbic acid content enhancement2018

    • 著者名/発表者名
      S. Saengtharatip, N. Goto, T. Kozai, and W. Yamori
    • 学会等名
      International Horticultural Congress 2018 (ISHS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Towards Sustainable Smart Plant Factories with LEDs, Artificial Intelligence and Phenotyping2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai, and E. Hayashi
    • 学会等名
      International Horticultural Congress 2018 (ISHS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Challenges and opportunities for the next generation plant factories with artificial lighting (PFAL)2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      The second international symposium on plant factory (CAAS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Challenges for plant factory with LED lighting2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      15th China International Forum on Solid State Lighting (SSLCHINA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人工光植物工場に求められるフェノタイピング2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      公開シンポジウム「先端的フェノタイピング技術の農作物生産への実装」 主催:日本学術会議 農学委員会 農業生産環境工学分科会ほか
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Basics, Principle, Structure and Environmental Control of Plant Factory with Artificial Lighting2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Control in Plant Cultivation (Maejo University)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and Operation of LED Lighting System for Plant Factory with artificial lighting (PFAL)2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Control in Plant Cultivation (Maejo University)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Challenges for sustainable plant factories with LED lighting2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Control in Plant Cultivation (Maejo University)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Plant Factory: Basics, Applications and Advanced Research.2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai G. Niu and J. Masabni
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      Academic Press
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Plant Factory_Second edition2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai; Genhua Niu
    • 総ページ数
      516
    • 出版者
      Academic press
    • ISBN
      9780128166918
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] Light-Emitting Diodes2019

    • 著者名/発表者名
      D. He, T. Kozai, G. Niu, Z.Zhang
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319992112
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Smart Plant Factory2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai
    • 総ページ数
      456
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811310652
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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