| 研究課題/領域番号 |
21K14946
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
野村 浩一 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (90897852)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 光合成 / 呼吸 / 葉面積指数 / 開花数 / 着果負担 / 画像解析 / モデリング / 施設園芸 / 炭素収支 / LAI / モデル化 / タイムラプスカメラ / 果菜 / チャンバー法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナスやトマトなどの果菜類の果実収量を高精度で予測するためには，将来，果実となる“花”の数を予測する必要がある．本研究では，ナスの開花・着果数を，炭素収支（光合成による炭素の獲得とその使途）に基づいて予測する技術を確立する．
まず，多様な環境下でのナス個体群の炭素収支を，光合成，呼吸，炭素分配の計測によって定量化する．次に，人工知能（AI）を用いた画像解析と，作物の生理生態に基づく数理モデル群により，栽培現場で取得容易な情報（画像・環境情報）のみから，ナスの炭素収支を推定する手法を開発する．最後に，推定した炭素収支と開花・着果数との関係を解析し，数理モデルで表現することを試みる．
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、温室での果菜（例：ナス、トマトなど）の開花・着果数を、作物個体群の炭素収支（= 炭水化物の合成量および消費量）に基づいて予測する技術（数理モデル）を確立することであった。このために、まず、作物個体群の純光合成速度を予測する数理モデルを開発した。また、作物個体群の葉面積指数（LAI）や開花・着果数を、画像からリアルタイムで推定する手法を開発した。さらに、ナス個体の成長・開花・着果・収穫を、炭素収支に基づいてシミュレートする手法を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
温室での果菜の開花・着果数を、作物個体群の炭素収支に基づいて予測する技術について、様々な知見を得るとともに、論文として国内外に発表した。本研究で開発した技術によって、施設園芸作物に関する様々な有益情報（例：純光合成速度、開花数・着果数、葉面積指数など）を、センサや画像などの情報に基づいて推定することが可能になった。このことは、国内外の施設園芸技術の高度化、生産者の収益向上、施設園芸作物の安定生産に寄与するものと考える。
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