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2018 年度 実績報告書

植物生体電位応答を利用した植物工場内の環境管理・制御システムの開発(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0228
研究機関埼玉大学

研究代表者

長谷川 有貴  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (90344952)

研究期間 (年度) 2016 – 2018
キーワード植物生体電位 / 収穫後果実 / ガスセンサ / 植物工場 / 環境制御
研究実績の概要

本研究では,植物工場や収穫後果実の保管管理など,施設内における植物生育のための環境制御システムの構築を目的として,生体電位測定およびガスセンシングによる環境モニタリングを試みた。これまでの研究において,栽培中のさまざまな植物(作物)の生体電位測定を行うとともに,生体電位応答と光合成活性との関係について明らかにしているが,収穫後果実の熟度管理にもこれらの知見を生かすことができると考え,ガスセンサと組み合わせた測定システムを構築し,果実の生育や熟度と密接に関わりのある植物ホルモンの一つであるエチレンガスの影響について検討した。
共同研究者のAnita教授らとともに,エチレンガスのセンシングに適したSiC-FETトランジスタ型のガスセンサの材料や動作温度について検討した結果,収穫後果実の生体電位応答についての新たな知見が得られると共に,FETのゲート材料としてイリジウムを用いたセンサで動作温度を200℃としたときに,もっともエチレンガスに対する感度がよく,濃度依存性が得られることが明らかになった。
ただし,低濃度範囲における感度に課題があったため,ゲート金属材料の変更や動作温度,測定時のガスセンサ周囲の湿度などのパラメータによる影響をさらに詳しく検討した。また,渡航期間の後半から着手していた有機電気化学トランジスタを用いた生体計測については,デバイスの作製や周囲の温湿度モニタリングシステムの構築など,実際の測定に先駆けた実験,作業を進めるにとどまったが,エチレンを含む植物ホルモンに対する感度が得られる可能性が示唆された。
最終年度は,収穫後果実の生体電位応答についてさらに検討を進めるとともに,国際共同研究による成果の実用化に向けた意見交換や,スウェーデンや日本国内の数社との面談を行い,本課題の今後の発展に寄与する体制が強化された。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016

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

  • [国際共同研究] オウル大学(フィンランド)2017

    • 年月日
      2017-03-05 – 2017-03-09
    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      オウル大学
    • 主な海外共同研究者名
      Anita Lloyd Spetz
    • 職名
      Professor
  • [国際共同研究] リンショーピン大学(スウェーデン)2016

    • 年月日
      2016-09-02 – 2017-09-02
    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      リンショーピン大学
    • 主な海外共同研究者名
      Anita Lloyd Spetz
    • 職名
      Professor
  • [雑誌論文] 植物生体電位を用いた収穫後果実の熟度評価2018

    • 著者名/発表者名
      石田 亮太,内田 秀和,長谷川有貴,庵原 啓司,小泉 大輔
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E

      巻: 138 ページ: 423~429

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.138.423

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of photosynthetic activity by bioelectric potential for optimizing wavelength ratio of plant cultivation light2018

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Murohashi, Hidekazu Uchida, Yuki Hasegawa
    • 雑誌名

      International Journal of Biosensors & Bioelectronics

      巻: 4 ページ: 281-287

    • DOI

      10.15406/ijbsbe.2018.04.00141

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物生体電位による栽培時のリアルタイム生理活性評価2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川有貴,室橋郁也
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 2 ページ: 90-93

  • [学会発表] Plant Bioelectric Potential Measurement as Agriculture Support2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hasegawa, Fumiya Murohashi, Hidekazu Uchida
    • 学会等名
      BIT's 4th Annual World Congress of Smart Materials-2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 施設栽培環境制御のため植物生体電位測定2018

    • 著者名/発表者名
      松本真美,内田秀和,長谷川有貴
    • 学会等名
      電気学会 センサ・マイクロマシンと応用システム シンポジウム
  • [学会発表] 植物生体電位とAE測定を用いた果菜類の水ストレス診断2018

    • 著者名/発表者名
      佐竹 優志,内田 秀和,長谷川 有貴
    • 学会等名
      電気学会 センサ・マイクロマシンと応用システム シンポジウム
  • [学会発表] Evaluation Ripeness of Postharvest fruits Using Electric Methods2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Ishida, Yuki Hasegawa
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Engineering and Applied Sciences
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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