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2020 年度 実績報告書

人工光型植物工場の環境制御への植物形質計測と環境・植物形質モデルの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K05899
研究機関千葉大学

研究代表者

古在 豊樹  千葉大学, 環境健康フィールド科学センター, 名誉教授 (90081570)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードエネルギー収支 / 環境制御 / 省資源 / 植物工場 / 植物特性計測 / 発芽 / 物質収支 / モデリング
研究実績の概要

人工光型植物工場における省資源、高生産性、省力および環境保全を推進する研究の結果、以下の実績を得た。第1に、植物特性計測に関しては、植物成長の初期段階にあたる発芽時刻の正確な計測をカメラ画像の分析によって実施した。その計測に先立って、そのための装置を構築した。画像分析は教師データ付きディープラーニング法を用いておこない、発芽時刻を30分の精度で特定することができた。
第2に、発芽時刻に影響をおよぼす因子として、気温・空気飽差、培地表面温度(放射温度計)、培地含水率(電子天秤計測)を計測し、それら因子の発芽時刻におよぼす影響を重回帰分析した。上記の成果は、Frontiers in Plant Science誌に2020年に掲載された。
第3に、植物工場におけるエネルギー・物質収支を計測・解析し、その解析に基づいて、植物栽培棚群落の正味光合成速度、暗呼吸速度および蒸散速度を算定するシステムを用いて、それらの計測値から、電気エネルギー利用効率、光エネルギー利用効率、水利用効率を算定できるようにした。この研究成果は、Springer社発行の学術書Plant Factory: An Indoor Vertical Farming System for Efficient Quality Food Productionの改定第2版のChapterとして公表した。
さらに、本研究成果を、2019年と2020年には、英語で各2回、講演または講義した。上述以外の研究成果を、2021年3月末までに、原著論文1報および英文書籍のChapterとして取りまとめたので、4月以降に出版予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Optimal Light Wavelength for a Novel Cultivation System with a Supplemental Upward Lighting in Plant Factory with Artificial Lighting2021

    • 著者名/発表者名
      S. Saengtharatip, J. Joshi, G. Zhang, M.Takagaki, T. Kozai and W. Yamori.
    • 雑誌名

      Environment Control in Biology

      巻: 59 ページ: 21-27

    • DOI

      10.2525/ecb.59.21

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phenotypic Analysis of Germination Time of Individual Seeds Affected by Microenvieonment and Management Factors for Cohort Research in Plant Factory.2020

    • 著者名/発表者名
      E. Hayashi, Y. Amagai, T. Maruo and T. Kozai.
    • 雑誌名

      Agronomy (MDPI)

      巻: 10 ページ: 1680

    • DOI

      10.3390/agronomy10111680

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Modelling, simulation and AI technologies for plant factories with artificial lighting (PFALs)2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      International meeting on high yield and highly efficient production in facility horticulture. Organized by China Agri. Univ. and JPFA
    • 国際学会
  • [学会発表] Plant Factories with Artificial Lighting (PFAL) for Sustainable Agriculture2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      AHC2020. III Asian Horticultural Congress
    • 招待講演
  • [学会発表] 園芸施設用の必要性と期待_ヒートポンプ実用化化の歴史と今後の展望2020

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 学会等名
      植物工場研修_ 農業用ヒートポンプ導入と活用の押さえどころ. -理論と応用法-. 植物工場研究会.
  • [学会発表] Principles, Structure and Environmental Control of a Plant Factory with Artificial Lighting.2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      JPFA's Online Introductory Training course on Plant Factories with artificial lighting
  • [学会発表] Forthcoming technologies2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoki Kozai
    • 学会等名
      JPFA's Online Introductory Training course on Plant Factories with artificial lighting
  • [学会発表] 日本における人工光型植物工場の中期以降の発展史 および今後の展望 - Covid-19以降を見据えて2020

    • 著者名/発表者名
      古在豊樹
    • 学会等名
      第137回勉強会: 植物工場の始まりと技術発展史、そして未来を語る.
  • [図書] Plant Factory: Basics, Applications and Advanced Research.2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kozai G. Niu and J. Masabni
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      Academic Press

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公開日: 2021-12-27  

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