2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a smartphone-based device for nutritional diagnosis of apple trees
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19K06306
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
叶 旭君 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (10708168)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 樹槐 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (90261429)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | リンゴ / 栄養診断 / スマートデバイス / 非破壊計測 / 画像処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、新規開発した簡易デバイスのLED照明付きカメラを用いて、リンゴ成葉のSPAD値および葉内のクロロフィルと窒素含有量を推定できるかを再確認するために、前年度と同じような検証実験を行った。その結果、LED照明付きカメラで簡易に取得した画像データがSPAD値、クロロフィルと窒素含有量との相関があることが確認でき、とくにSPAD値との強い相関関係を再確認できた。
研究期間全体を通じて得られた研究の成果は以下のとおりである。
１）簡易測定デバイスの試作機と制御ソフトウェアの初期バージョンの開発を試みた。デバイス本体に組み込まれる波長数も考慮して、560nm、675nm、950nmと675nm、705nm、950nmの２種類のLED組み合わせを搭載した簡易デバイス本体の試作機を作り上げた。簡易デバイスとソフトウェアを統合して計測デバイスシステムを構築した。このシステムを用いて、カメラ本体の三つのLEDを順次に選択し、それぞれの照明条件下で植物の葉の画像を撮影・保存することができる。
２）本学部藤崎農場の“ふじ”リンゴ樹を対象とし、試作機と携帯式葉緑素計（SPAD計）を用いて、リンゴ成葉の分光計測をし、また、リンゴ成葉におけるクロロフィルと窒素含有量の測定も行った。試作機で取得した各サンプルの画像データと、SPAD値、クロロフィルと窒素含有量との相関解析をそれぞれ行い、試作機によるデータに基づくリンゴ成葉のSPAD値とクロロフィルと窒素含有量の推定モデルを構築した。
３）その結果、試作機による推定値とSPAD値との間に非常に高い相関関係（r＞0.94）が確認され、試作機で収集した分光データからリンゴ葉の栄養状態（SPAD値）を評価できることが示された。よって、この簡易デバイスが標準ツールとして幅広く応用されるSPAD計の代替ツールとしてリンゴ樹の栄養診断に応用できる可能性が示唆された。
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