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大規模区画圃場における小麦・大豆の収量・品質の高位安定化を目指した作物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K14452
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分39020:作物生産科学関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

田中 貴  岐阜大学, 応用生物科学部, 助教 (20805436)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード大規模区画圃場 / 小麦 / 大豆 / リモートセンシング / 2年3作輪作体系 / 空間変動解析 / 作業体系 / 水稲 / 大区画圃場
研究成果の概要

本研究は、大規模区画圃場において、作物の収量・品質に及ぼす要因を、圃場の前歴や作物の前後作との相互関係、土壌要因などの観点から明らかとし、作物の生産性向上に向けた方策を提示することを目的としている。成果として、マルチスペクトルカメラを搭載したドローンによるリモートセンシング技術と機械学習を用いることで、小麦の収量及び子実タンパク質含有率を推定するモデルを開発した。また、土壌特性値を効率的に空間補完できるサンプリング手法を確立できた。さらに、土壌特性値や過去の作業体系・土地利用が作物の収量等に及ぼす影響を評価する上で、未観測な土壌要因を考慮する統計手法として空間線形混合効果モデルを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果として、大規模区画水田において、収量の空間変動は無視できない上に、調査で観測できなかった土壌要因の影響が大きかった。そのため、大規模区画水田における収量・品質の変動要因解析には、本研究の成果で実装した空間線形混合効果モデルを要因解析に用いることが望ましい。本手法は、現場レベルで普及がすすむリモートセンシングや収量コンバインなどの空間データを有効利用できるため、農家圃場調査の基盤技術となりうる。

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

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 西南大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 西南大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Assessment of design and analysis frameworks for on-farm experimentation through a simulation study of wheat yield in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Takashi S. T.
    • 雑誌名

      Precision Agriculture

      巻: - 号: 5 ページ: 1601-1616

    • DOI

      10.1007/s11119-021-09802-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can on-farm experiments benefit intensive farming systems with small- to moderate-scale fields?2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Takashi S. T., Ryota Tanabe, Tsutomu Matsui
    • 雑誌名

      Precision Agriculture '21

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Predicting within-field variability in grain yield and protein content of winter wheat using UAV-based multispectral imagery and machine learning approaches2020

    • 著者名/発表者名
      Zhou Xinbin、Kono Yusuke、Win Aung、Matsui Tsutomu、Tanaka Takashi S. T.
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: 24 号: 2 ページ: 137-151

    • DOI

      10.1080/1343943x.2020.1819165

    • 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] Assessing the spatial variability of winter wheat yield in large-scale paddy fields of Japan using structural equation modelling2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka T.S.T.、Kono Y.、Matsui T.
    • 雑誌名

      Precision Agriculture 2019

      巻: - ページ: 751-757

    • DOI

      10.3920/978-90-8686-888-9_93

    • ISBN
      9789086863372, 9789086868889
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Can on-farm experiments benefit intensive farming systems with small- to moderate-scale fields?2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Takashi S. T., Ryota Tanabe, Tsutomu Matsui
    • 学会等名
      13th European Conferece on Precision Agriculture
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Robust Spatial Statistical Approach for On-Farm Experimentation2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi S. T. Tanaka
    • 学会等名
      10th Asian Crop Science Association Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Luthfan Nur Habibi, Tsutomu Matsui, Takashi S. T. Tanaka2021

    • 著者名/発表者名
      Satellite-based assessment of soybean plant density by using UAV imagery and machine learning algorithm
    • 学会等名
      10th Asian Crop Science Association Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UAVリモートセンシングと深層学習によるコムギ収量予測モデルの精度検証2021

    • 著者名/発表者名
      田邉良也, 松井勤, 田中貴
    • 学会等名
      日本作物学会第251回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 大規模区画水田における土壌特性の評価に有効なサンプリング設計2021

    • 著者名/発表者名
      何景雲, 松井勤, 田中貴
    • 学会等名
      日本作物学会第251回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] UAV 空撮画像と衛星画像を用いた機械学習によるダイズ個体密度の推定2021

    • 著者名/発表者名
      ルスファン・ヌル・ハビビ, 松井勤, 田中貴
    • 学会等名
      日本作物学会第251回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Planet 衛星の画像解析によるコムギ収量予測に必要なサンプルサイズは?2021

    • 著者名/発表者名
      田中貴, 田邉良也, 松井勤
    • 学会等名
      日本作物学会第251回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 現地実証試験に適した空間線形混合モデルの開発2020

    • 著者名/発表者名
      田中貴
    • 学会等名
      日本作物学会第250回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] UAVリモートセンシングと機械学習によるダイズ個体密度のハイスループット計測技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      ルスファン・ヌル・ハビビ, 松井勤, 田中 貴
    • 学会等名
      日本作物学会第249回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ベイズ推定による農家を主体とする栽培試験の解析手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      田中 貴
    • 学会等名
      日本作物学会第249回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] UAVリモートセンシングと機械学習による小麦の収量および子実タンパク質含有率の推定2020

    • 著者名/発表者名
      田中貴, Xinbin Zhou, 松井勤
    • 学会等名
      日本作物学会第249回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Agricultural innovation facing climate change2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi S. T. Tanaka
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONFERENCE ON CLIMATE CHANGE
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Assessing the spatial variability of winter wheat yield in large-scale paddy fields of Japan using structural equation modelling2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi S. T. Tanaka, Yusuke Kono, Tsutomu Matsui
    • 学会等名
      12th European Conference on Precision Agriculture
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間統計モデルによる大区画圃場内におけるダイズ品質変動要因の解析2019

    • 著者名/発表者名
      田中貴, 松井勤
    • 学会等名
      システム農学会2019年度春季一般研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] UAVリモートセンシングおよび高頻度衛星画像と発育モデルの結合によるダイズ個体密度の推定法2019

    • 著者名/発表者名
      田中貴, 渡辺一生, 松井勤
    • 学会等名
      日本作物学会第247回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 岐阜県の大区画水田における転作ダイズ低収要因の解析2019

    • 著者名/発表者名
      田中貴, 松井勤
    • 学会等名
      日本作物学会第247回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Applications of Structural Equation Modeling in Crop Yield Variability of the Farmers’ Fields2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi S. T. Tanaka, Yusuke Kono, Tsutomu Matsui
    • 学会等名
      6th International Workshop Sustainability of Crop Production and Productivity Under Global Climate Change
    • 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] Sustainable crop and soil management: case studies in Southwest China and Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi S. T. Tanaka
    • 学会等名
      Sustainable Soil Health Management to Support Healthy Life
    • 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] UAVリモートセンシングを活用した大規模区画水田における小麦収量の推定2018

    • 著者名/発表者名
      田中貴, 河野友祐, 松井勤
    • 学会等名
      日本作物学会第246回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Takashi S. T. Tanaka's website

    • URL

      http://tanakatakashii.web.fc2.com/index_jpn.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Statistical program 'geostat'

    • URL

      https://github.com/takashit754/geostat

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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