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2022 年度 実績報告書

地形や光環境を考慮した土中水分・物質動態解析に基づく作物の成長・収量モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H03097
研究機関東京農工大学

研究代表者

斎藤 広隆  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70447514)

研究分担者 辰己 賢一  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40505781)
山下 恵  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70523596)
小島 悠揮  岐阜大学, 工学部, 准教授 (70767475)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード作物モデル / 土壌物質移動モデル / 数値解析
研究実績の概要

本課題の2022年度の主な目的は土中の物質移動モデルおよび動的作物モデルを結合し,気象条件,地表面条件,土・水・肥料管理を考慮可能で精緻な統合動的作物成長モデリングツールを構築することである.そこで,土の物質移動モデルとしては,一次元の汎用モデルであるHYDRUSを用い,作物モデルとしては動的作物モデルである統合稲成長モデル(iRGM)との動的な結合を行った.HYDRUSはFortranベース,iRGMはRベースで書かれているため,任意の時間でHYDRUSの計算を中断し,根による水分吸収(あるいは水ストレス)および窒素吸収に関するデータをiRGMへ渡し,作物モデルで作物の成長を計算したのち,作物モデルの計算を一時停止して,作物の成長によって変化したLAIに基づく可能蒸散量を計算し,一時停止中のHYDRUSに受け渡して次の時間ステップまで計算を進めるという形での結合とした.この結合の際にHYDRUSでは時間ステップを動的に変化させるのに対して,iRGMは固定の時間ステップであったため,iRGMの時間ステップに合わせてデータのやり取りを行うようにした.この結合によって,精緻な土壌物質移動モデルと動的作物モデルによって,土中の物質移動シミュレーションと作物成長シミュレーションが同時にできるようになり,様々な栽培条件(潅水条件,施肥条件)に対して,その影響を土壌の観点と作物の観点それぞれから評価することが可能となった.本モデルによって,今後気候変動によって,気温や降雨のパターンが大きく変化することが想定され,作物の成長に与える影響を定量的に評価可能なツールとなり,長期的な視野に立った栽培管理や品種の選定等に利用することが可能となる.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022

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 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Water Productivity and Harvest Index Response of Paddy Rice with Alternate Wetting and Drying Practice for Adaptation to Climate Change2022

    • 著者名/発表者名
      Bwire, D., Saito, H., Mugisha, M., Nabunya, V.
    • 雑誌名

      Water

      巻: 14 ページ: 3368

    • DOI

      10.3390/w14213368

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of the Impacts of Irrigation Practices and Climate Change on Water Availability for Rice Production. A Case in Uganda2022

    • 著者名/発表者名
      Bwire, D., Saito, H., Okiria, E.,
    • 雑誌名

      Journal of Arid Land Studies

      巻: 32 ページ: 123-127

    • DOI

      10.14976/jals.32.S_13

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Coupling of Data Assimilation and Hydrus for Modeling Soil-Water and Heat Transport of Rain-Fed Soybean Field throughout Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Rahman, S.A.T.M., Hamamoto, S., Saito, H., Tatsumi, K., Miyoshi, T., Nihei, N., Ichihashi, Y.
    • 学会等名
      ASA, CSSA, SSSA International Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving Water Productivity and Harvest Index of Paddy Rice with Alternate Wetting & Drying Irrigation Practice for Adaptation to Climate Change2022

    • 著者名/発表者名
      Bwire, D., Saito, H., Tatsumi, K.
    • 学会等名
      ASA, CSSA, SSSA International Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Climate Smart Water and Soil Management Strategies for Achieving Food Security in Africa2022

    • 著者名/発表者名
      Bwire, D., Saito, H., Tatsumi, K.
    • 学会等名
      Kirkham Conference 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance of Hydrus -1D Model for Simulating Water Movement in Paddy Field Under Alternate Wetting & Drying Irrigation Technique2022

    • 著者名/発表者名
      Bwire, D., Saito, H.
    • 学会等名
      JPGU 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 衛星観測に基づく全天・散乱日射量の高時間分解能広域推定2022

    • 著者名/発表者名
      川井千晃,宇田航希,山下恵.
    • 学会等名
      令和4年度日本写真測量学会学術講演会

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公開日: 2023-12-25  

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