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落水と再潅水のタイミングおよび水ストレスレベルがイネ個葉の光合成能力に与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 19K15944
研究種目

若手研究

配分区分基金
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
研究機関東京農工大学

研究代表者

辰己 賢一  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40505781)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード作物モデル / 光合成 / 落水 / 再潅水 / 水ストレス / イネ / ガス交換測定 / 生育調査 / 収量調査 / 収量 / 窒素ストレス / 光合成能力
研究開始時の研究の概要

落水と再潅水のタイミングおよび水ストレスレベルがイネ個葉の光合成能力に与える影響の評価と,得られた結果に基づく効果的な水管理の在り方の提案を目的とする.そのため,落水と再潅水のタイミングおよび土壌水分ストレスレベルに応じた計10処理区を設定し,1) ファイトトロンでのポット栽培とガス交換測定,2) 生育ステージごとにおける水ストレスレベルがイネ個葉の光合成能力に
与える影響の定量的評価と光合成および収量の観点に立脚した水管理の効果検証を実施する.

研究成果の概要

落水と再潅水のタイミングおよび水ストレスレベルがイネ個葉の光合成能力に与える影響の評価と,効果的な水管理の在り方の提案を目的とし,ファイトトロン内にて,水ストレスと施肥ストレス別の4処理区でイネの生育調査,ガス交換測定,収量調査を実施した.その結果,1) 元肥が草丈やバイオマス成長速度や分げつ数を決定すること,2) 水ストレスが光合成活動を抑制し,水ストレス期間中の穂の登熟がストレス期間前の貯蔵同化物質が使われること,3) 生育期間・ステージによって水ストレスを受ける影響の程度は異なり,出穂期前であれば水ストレスによって登熟が相対的に抑制されない,ことが明らかになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

水ストレス下での栽培において,元肥を抑制して,分げつ数を減らし,出穂期前に間断灌漑を実施することで水利用効率,窒素利用効率を高めた資源節約型の水稲栽培が可能となる.また,イネ個葉の光合成能力を調べるにとどまらず,実際の水田圃場への適用を通じて得られる検証結果をもとに,気象・水・土壌がイネ生産性に与える複合影響の農業現場での応用が可能な高汎化型モデルの実現・確立を視野に入れている.以上,農学と情報科学の協合的発展を目指す点においても各専門分野でこれまで提示されてこなかった点で学術的意義や社会的意義がある.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A Land-Use Change Model to Support Land-Use Planning in the Mekong Delta (MEKOLUC)2022

    • 著者名/発表者名
      Truong Quang Chi、Nguyen Thao Hong、Tatsumi Kenichi、Pham Vu Thanh、Tri Van Pham Dang
    • 雑誌名

      Land

      巻: 11 号: 2 ページ: 297-297

    • DOI

      10.3390/land11020297

    • 関連する報告書
      2021 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] Prediction of Photosynthetic Carbon Assimilation Rate of Individual Rice Leaves under Changes in Light Environment Using BLSTM-Augmented LSTM2022

    • 著者名/発表者名
      Honda Masayuki、Tatsumi Kenichi、Nakagawa Masaki
    • 雑誌名

      Computer Modeling in Engineering & Sciences

      巻: 0 号: 3 ページ: 1-21

    • DOI

      10.32604/cmes.2022.020623

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] LSTMによる光環境変動下におけるイネ個葉の光合成速度の予測2021

    • 著者名/発表者名
      Honda Masayuki、Tatsumi Kenichi、Nakagawa Masaki
    • 雑誌名

      農業情報研究

      巻: 30 号: 2 ページ: 96-108

    • DOI

      10.3173/air.30.96

    • NAID

      130008060212

    • ISSN
      0916-9482, 1881-5219
    • 年月日
      2021-07-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中山間地域における光環境の差異が水稲の収量に与える影響の定量的評価2021

    • 著者名/発表者名
      桒原 良樹、辰己 賢一
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 89 号: 1 ページ: I_63-I_69

    • DOI

      10.11408/jsidre.89.I_63

    • NAID

      130007988664

    • ISSN
      1882-2789, 1884-7242
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Dynamic Model for the Relationship between Rice Growth and Meteorology, Water, Nitrogen, and Canopy Structure2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Kenichi
    • 雑誌名

      Transactions of the ASABE

      巻: 64 号: 5 ページ: 1581-1610

    • DOI

      10.13031/trans.14371

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Open-Source, Low-Cost Measurement System for Collecting Hydrometeorological Data in the Open Field2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Kenichi、Yamazaki Tomoya、Ishikawa Hirohiko
    • 雑誌名

      Technologies

      巻: 9 号: 4 ページ: 78-78

    • DOI

      10.3390/technologies9040078

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] LSTMによる光環境変動下におけるイネ個葉の光合成速度の予測2021

    • 著者名/発表者名
      本多誠之,辰己賢一,中川正樹
    • 雑誌名

      農業情報研究

      巻: 30 ページ: 98-110

    • NAID

      130008060212

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A DYNAMIC MODEL FOR THE RELATIONSHIP BETWEEN RICE GROWTH AND METEOROLOGY, WATER, NITROGEN, AND CANOPY STRUCTURE2021

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Tatsumi
    • 雑誌名

      American Society of Agricultural and Biological Engineers

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction of plant-level tomato biomass and yield using machine learning with unmanned aerial vehicle imagery2021

    • 著者名/発表者名
      Kenichi TATSUMI; Noa Igarashi; Xiao Mengxue
    • 雑誌名

      Plant Methods

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photosynthetic light-use efficiency of rice leaves under fluctuating incident light2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Tatsumi, Yoshiki Kuwabara, Takashi Motobayashi
    • 雑誌名

      Agrosystems, Geosciences & Environment

      巻: Accepted 号: 1

    • DOI

      10.1002/agg2.20030

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monthly variability in the photosynthetic capacities, leaf mass per area and leaf nitrogen contents of rice (<I>Oryza sativa</I> L.) plants and their correlations2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Tatsumi, Yoshiki Kuwabara, Takashi Motobayashi
    • 雑誌名

      農業気象

      巻: 75 号: 2 ページ: 111-119

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-18-00043

    • NAID

      130007630085

    • ISSN
      0021-8588, 1881-0136
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of ozone on the growth and yield of rice (Oryza sativa L.) under different nitrogen fertilization regimes2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Tatsumi, Tamami Abiko, Yoshiyuki Kinose, Shiro Inagaki & Takeshi Izuta
    • 雑誌名

      Environmental Science and Pollution Research

      巻: 26 号: 31 ページ: 32103-32113

    • DOI

      10.1007/s11356-019-06358-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] データ同化を実装した作物モデルによるトマトの生育及び収量の再現シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐乃愛・菊池祐介・辰己賢一
    • 学会等名
      第79回農業食料工学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた画像の作物検出およびその領域抽出に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      本多誠之・辰己賢一
    • 学会等名
      第79回農業食料工学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 作物成長モデルの高精度化に向けた根群域モデルの役割と課題2021

    • 著者名/発表者名
      辰己賢一
    • 学会等名
      土壌物理学会大会 第63回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いたイネ個葉の光合成速度の予測2021

    • 著者名/発表者名
      本多誠之,辰己賢一
    • 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
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いたイネ個葉の光合成速度の予測2020

    • 著者名/発表者名
      本多誠之,辰己賢一
    • 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
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Correlation analysis between land surface temperature and vegetation coverage based on Landsat-8 remote sensing imagery: a case study of Beijing, China2020

    • 著者名/発表者名
      Xiao Mengxue, Kenichi Tatsumi
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural Meteorology 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネの鉛直葉群構造を考慮した成長応答モデルの開発2020

    • 著者名/発表者名
      辰己賢一
    • 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
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いたイネ個葉の光合成速度の予測2020

    • 著者名/発表者名
      本多誠之,辰己賢一
    • 学会等名
      日本農業気象学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Correlation analysis between land surface temperature and vegetation coverage based on Landsat-8 remote sensing imagery: a case study of Beijing, China2020

    • 著者名/発表者名
      XIAO Mengxue, Yaobin Sheng, Kenichi TATSUMI
    • 学会等名
      ISAM2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネの鉛直葉群構造を考慮した成長応答モデルの開発2020

    • 著者名/発表者名
      辰己賢一
    • 学会等名
      日本農業気象学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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