乾燥地植物生産における高生産・節水化に寄与する葉面結露の生理生態的効果

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本研究の目的は，従来の乾燥地農業におていは，降雨や灌漑量と比較して極めて少量であるため水資源として軽視されてきた結露による葉の濡れ（葉面結露）が，植物の生理生態機能（光合成，蒸散，水分状態など）に及ぼす影響を明らかにすることであった．一方で，コロナウイルス流行によって，研究対象地である中国甘粛省の乾燥地畑地で実験を実施することが不可能であったため，研究計画を大幅に変更し，これまで観測対象地で計測した葉面結露のデータおよび気象環境のデータを解析した．その結果，結露は，春（4月，5月，6月）において発生頻度が低く発生したとしても少量であった一方で，夏（7月，8月，9月）においては結露は頻繁に発生し，発生量も春と比較して多かった．結露が発生した場合と発生しなかった場合の気象環境を比較すると，結露が発生した場合では結露が発生しなかった場合と比較して放射冷却の強度が強く（夜間の負の純放射量が大きく），表面温度が低いことが明らかとなった．しかしながら，結露の発生の季節変化のパターンと放射冷却の強度を表す夜間の純放射量の季節変化のパターンが一致しなかった一方で，結露量と水蒸気圧の季節変化のパターンが一致していることを見出した．これらの結果から，春においては，放射冷却の強度が強かったとしても結露の元となる水蒸気が少ないために結露の発生が起こりづらいと仮説を立てた．実際に春においては，水蒸気圧と結露量の関係に有意な正の相関が認められた．一方で，春においては結露量と夜間の純放射量に有意な相関関係は無かった．また，夏においては，結露量と純放射量に有意な相関関係が認められた．これらの結果から，結露の元となる水蒸気が少ない春においては，水蒸気圧が結露の発生を律速し，水蒸気が多い夏においては，放射冷却の強度によって結露の発生が律速されることがあきらかとなった．