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葉の振動計測による植物の水ストレスの評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25450387
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 農業環境・情報工学
研究機関桐蔭横浜大学

研究代表者

佐野 元昭  桐蔭横浜大学, 医用工学部, 教授 (90206003)

研究分担者 杉本 恒美  桐蔭横浜大学, 大学院工学研究科, 教授 (80257427)
研究協力者 中川 裕  
内川 千春  
大平 武征  
白川 貴志  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード葉の固有振動 / 植物の水ストレス / ハイスピードカメラ / 非侵襲計測 / 超節水精密農業 / 減衰振動 / 固有振動数 / 葉のしおれ / 非侵襲 / 超節水 / 植物工場
研究成果の概要

ハイスピードカメラを用いて葉のたわみ振動の固有振動数と植物の水ストレスとの関係を調べたところ、葉身自身のたわみ振動の固有振動数は、葉がしおれてきてもあまり変化はないが、葉柄のたわみ振動による葉の固有振動数は、しおれと共に大きく減少することが分かった。また健全な葉の場合、葉柄のたわみ振動による葉の固有振動数は日周変動し、日中に増加、夜間に減少するが、その振る舞いは植物の水ストレスにより逆転することが確認された。
以上より、植物の水ストレスの推定には、葉身自身のたわみ振動ではなく、葉柄のたわみ振動による葉の固有振動数を計測するのが有効であり、レーザ変位計などによる単純な振動計測でよいことが分かった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うちオープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] レーザ変位計を用いた葉の同時多点振動解析による 植物の水ストレスの推定2016

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭,内川千春,中川 裕,安齋拓也, 大平武征,白川貴志,杉本恒美
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 34

    • NAID

      120005768422

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 植物の葉の固有振動数のモデル化に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      内川千春、杉本恒美、佐野元昭、中川 裕
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 34

    • NAID

      120005768419

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ハイスピードカメラを用いた葉の振動計測に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭,中川 裕,安齋拓也,内川千春,大平武征,白川貴志,杉本恒美
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 32 ページ: 187-192

    • NAID

      110009985536

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Estimation of water stress of plant by vibration measurement of leaf using acoustic radiation force2015

    • 著者名/発表者名
      Motoaki Sano, Yutaka Nakagawa, Tsuneyoshi Sugimoto, Takashi Shirakawa, Kaoru Yamagishi, Toshiaki Sugihara and Sakae Shibusawa
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 36 号: 3 ページ: 248-253

    • DOI

      10.1250/ast.36.248

    • NAID

      130005068444

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ハイスピードカメラを用いた葉の振動計測に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭・中川 裕・安齋拓也・内川千春・大平武征・白川貴志・杉本恒美
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 32

    • NAID

      110009985536

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 音響振動による作物吸水ニーズの推定に関する研究 -ハイスピードカメラを用いた同時多点計測-2014

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭,杉原敏昭,杉本恒美,中川 裕,白川貴志,山ぎし香,大幅元吉,澁澤 栄
    • 雑誌名

      日本音響学会講演論文集

      巻: 2014年春 ページ: 1359-1360

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉の多点振動解析による作物吸水ニーズの推定2016

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭,中川裕,安齋拓也,内川千春,大平武征,白川貴志,杉本恒美
    • 学会等名
      日本音響学会 2016年 春季研究発表会
    • 発表場所
      桐蔭横浜大学
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 音響振動による植物吸水ニーズの推定に関する研究 ―葉モデルを用いた葉の共振周波数に関する基礎検討―2016

    • 著者名/発表者名
      杉本恒美,中川裕,白川貴志,大平武征,内川千春,佐野元昭
    • 学会等名
      日本音響学会 2016年 春季研究発表会
    • 発表場所
      桐蔭横浜大学
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of Water Stress of Plant by Vibration Analysis of Leaf with High Speed Camera 22015

    • 著者名/発表者名
      Motoaki Sano, Yutaka Nakagawa, Takuya Anzai, Chiharu Uchikawa, Takeyuki Ohdaira, Takashi Shirakawa, Tsuneyoshi Sugimoto
    • 学会等名
      36th Symposium on Ultrasonic Electronics 2015 (USE2015)
    • 発表場所
      EPOCHAL TSUKUBA
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイスピードカメラによる葉の振動計測と植物の水ストレス2015

    • 著者名/発表者名
      安齋拓也,佐野元昭,中川裕,内川千春,大平武征,白川貴志,杉本恒美
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2015年宮崎大会
    • 発表場所
      シーガイア コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ハイスピードカメラを用いた多点振動解析による作物吸水ニーズ推定に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭, 中川裕, 安齋拓也, 内川千春, 大平武征, 白川貴志, 杉本恒美
    • 学会等名
      日本音響学会 2015年春季研究発表会
    • 発表場所
      中央大学 後楽園キャンパス
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 音響振動による作物吸水ニーズの推定に関する研究 -ハイスピードカメラを用いた同時多点計測-2014

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭,杉原敏昭,杉本恒美,中川 裕,白川貴志,山ぎし香,大幅元吉,澁澤 栄
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 発表場所
      日本大学理工学部1号館(駿河台キャンパス)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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