研究実績の概要 |
作物,果樹の生産性向上には,植物の生育状態に合わせて,最も適切な時期に灌水や養分補給を行なう必要があり,このためには,植物の生育に影響を与えず,その生育状態を的確にモニタリングするセンシング技術が不可欠である. 本研究では,主に高木を対象とした代表的な樹液流計測方法であるグラニエ法を用いた市販のグラニエセンサ(ヒ-タ付き温度センサとリファレンスとなる温度センサより構成)をベ-スに,新たに超小型の道管流センサを提案した.更に,そのプロトタイプの実現に向け,半導体微細加工技術を応用したMEMS技術(Micro Electro Mechanical Systems)を駆使して,センサの主要な構成要素であるマイクロプロ-ブ,温度センサ(pn接合ダイオ-ド),薄膜ヒ-タ等を,凡そ5mm角のSiチップ上に機能集積化することに成功した.製作した超小型センサのプロ-ブの大きさは,プロ-ブ径:約0.1mm、プロ-ブ長さ:0.3mm程度であり,従来のセンサに比べて、1/10以下のサイズである.また,製作したセンサのマイクロプロ-ブ部を,細径チュ-ブ(φ1mm)に挿入して流量(流速)測定に関する基本実験を行ない,その実験結果から,本センサを用いることにより,市販のグラニエセンサと同様に,微少流量(流速:0~150μm/s)の測定が可能なことを明らかにした. 更に,実際の植物体としてレタスを用いて,流速(流量)の一日の変化を調べ、植物で一般的に観測される蒸散量の日変化の傾向と良く一致する知見が得られる等,研究成果の実用性を示唆する学術デ-タも取得することができた. 以上のように,本研究では,植物の新梢末端や果柄等の細部の微少流量を,非破壊,かつリアルタイムに計測可能な超小型の水分動態センサを初めて実現でき,今後,作物,果樹等の生産性向上や高品質化に資することが大いに期待される.
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