Redesigning ideal crop canopy architecture using drone-based phenotyping techniques

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昨年度までに，子実の収量性が異なる飼料用トウモロコシ2品種の草型および群落構造に関わる形態形質を調査し，その品種間差異を明らかにした．本年度は，これらの品種のほか，耐倒伏性が異なる3品種を新たに供試した．また，従来の破壊調査や2次元草姿骨格解析に加えて，SfMによる3次元点群再構築技術および茎部に取り付けた加速度センサアレイによる茎物性評価法を開発・導入し，耐倒伏性に関わる地上部・地下部の形態特性を解析した．その結果，個体あたりの緑葉数や葉面積には有意な品種間差は認められなかったものの，耐倒伏性に優れる品種では上位-中位葉の個葉面積が有意に小さかった．また，葉身形状にも有意な品種間差異が認められ，耐倒伏性品種では上位-中位葉の葉身が長く，幅が小さい形態を示した．さらに，加速度センサーアレイを用いた茎物性評価から，茎強度には品種間差があり，いずれの品種においても着雌穂以下の茎強度が上位茎に対して顕著に硬く，耐倒伏性品種では上位/下位の強度比が小さい傾向にあった．これらの形態形質や物性は，群落上層の受風面積の低減や受風圧を受け流すうえで有用な形質になりうると考察された．さらに，耐倒伏性品種では根系支持力も強く，その要因として，上位節根の理想的な出根角度や側根に対する乾物分配率が高いことが見いだされ，耐倒伏性品種では地上部と地下部両方の構造が倒伏リスクの軽減に寄与している可能性が示唆された．今後は，地上部構造の品種間差異が実際の風応答や群落の受光態勢に及ぼす影響を定量的に評価する必要がある．