| 研究課題/領域番号 |
18KT0058
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
藤崎 和弘 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90435678)
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| 研究分担者 |
横田 秀夫 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (00261206)
伊藤 大雄 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (00333716)
森 洋 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (20631493)
森谷 慈宙 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (30539870)
田中 紀充 弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (40559259)
石田 祐宣 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (60292140)
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| 研究期間 (年度) |
2018-07-18 – 2022-03-31
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| キーワード | 負荷計測 / 果樹栽培 / 雪害 / 農工連携 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、果樹が環境から受ける力学負荷の解析と、折損被害予測、実環境下で樹の変形を長期測定するための計測システムの開発を行う。また、果樹の枝折れ被害が多く発生する融雪期の負荷形態を調査するため、「雪の様態変化」を雪自体の観測のみならず、埋没下にある樹木枝の経時変形計測と幹枝の力学解析を利用することで、逆解析的な観点に基づいて明らかにする。
本期間においては、①栽培されている果実の分布形態を調査し、先端部高負荷や基部高負荷といったような荷重分布形態を想定して枝全体に作用する曲げ負荷の解析を行った。それぞれの荷重分布の大きさや枝形状を変えて変形解析を行い、枝に曲げひずみによる損傷が起きる限界の果実量を推定することで、生産向けに利用可能な定量情報の提示を実現した。②枝の変形解析プログラムを拡張し、分布荷重作用下での枝吊り時の負荷軽減効果と最適な吊り位置の推定を行った。③実際におもりを使った負荷試験やたわみの計測を行い、様々な吊り形態での負荷軽減効果の特徴を評価した。
また、冬期の負荷計測に向け、④果樹にひずみゲージを貼付した状態で長期の計測を行い、1日の気温変化に基づくひずみの発生やその長期変動を明らかにした。⑤枝のひずみ計測結果に基づき、埋雪時に作用する負荷の分布形態を可視化した。
以上、実際の果樹枝を利用した実験と実形状モデリングに基づいた力学解析を行い、樹枝に作用する果実負荷と適切な支持方法、積雪負荷の作用形態を明らかにした。本結果は関連の研究会や学会を通じて公開し、果樹栽培者や研究者に広く提示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
理想的なモデルでの議論のみならず、実際の栽培下にある果樹の形態計測に基づいた結果を示すことができたため、生産者との連携などより実用的な成果活用にもつながった。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの農学研究者や農業研究機関との連携活動により、実際に栽培されている様々な樹の形態計測に基づいた枝の力学モデル化と、栽培時の果実や雪負荷を想定した変形シミュレーションが実現した。この成果として当初予定していた活動範囲を超えて実際の栽培において有益な結果を示せている。引き続き、現在提案されている果樹形の力学的評価を進めるとともに、現在新たに提案されている樹配列や支持法といった、樹単体ではなく生産システムとしてのモデル化にも注目し、農業生産における工学的最適化を推進するような研究に展開していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
参加予定であった国内外学会の会期延期や中止に伴い、各種成果の報告を次年度開催の学会に変更した。また、関係者間での最終報告会や、農業関係団体との打ち合わせなども同様に次年度に実施することとし、成果をまとめた論文投稿費や必要な追加実験のための費用を次年度使用分として確保した。
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