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Evaluation for Water Stress Tolerance in Plants Using Gas Exchange as an Indicator and Construction of Irrigation Control System based on the Plant Water Status

以气体交换为指标的植物耐水胁迫能力评价及基于植物水分状况的灌溉控制系统构建

基本信息

批准号：
21K14840
负责人：
冨永淳
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、植物と大気の境界面である葉のガス交換特性に着目し、作物の水分状態に応じた自動潅水制御システムの構築を目指している。昨年度は、従来法では困難であった気孔を有する葉の「クチクラ層の水透過性」や「気孔の漏れ」を非破壊で評価できる新たな測定法を開発した。当該年度は、主に１）植物のガス交換やガス交換制御要因を測定する為の新たなガス交換測定方法を開発し、その検証をおこなった。さらに、２）開発した新規ガス交換測定法を用いて、水ストレスを検知できるか検証をおこなった。上記１）では、標準測定装置LI-6800を用いた既存の測定法と新規測定法によって片面気孔性葉または両面気孔性葉の光合成や蒸散のCO2応答および光応答を同葉面積で同時に評価した。その結果、既存法と新規法による測定値はよく一致していた。また、両面気孔性葉の場合、向軸面と背軸面のどちらでも測定できた。上記２）では、実験室内で自然光の日変化をシミュレートした条件で、作物に人為的な水ストレスを与えながら、光合成および蒸散を継続的に評価した。その結果、光合成と蒸散日変化の特異的なパターン変化から水ストレスを検知できた。以上の結果から、新規ガス交換測定法の有用性を明らかにした。既存のガス交換測定法では植物にCO2や空気を供給する必要がある。その為、測定環境を安定させるために装置が複雑で大きくなる。新規ガス交換測定法では、ガス透過膜を介して植物－大気間をガス分子が直接移動するため、CO2や空気の供給を必要としない。また、装置の構成がシンプルなので、作物栽培現場での低コストで継続的なバイタルセンシングへの利用が期待できる。

This study is aimed at the structure of automatic water control system for plants and crops. A new method for determining the water permeability of porous media was developed. In this year, the main reason for the determination of plant exchange and exchange system is to develop and prove a new method for the determination of plant exchange. 2) Development of a new method for the determination of the exchange rate of water 1) The standard measuring device LI-6800 was used to evaluate the photosynthesis and evaporation of porous leaves at the same time. The results are consistent with those of the existing and new methods. The position of the hole in the plane, the axial plane and the axial plane are measured. 2) The natural light inside the room changes under different conditions, and the artificial light inside the room changes under different conditions. The results of photosynthesis and evaporation are different from those of water. The above results demonstrate the usefulness of the new method. The existing CO2 and air supply method is necessary. For the purpose of measuring the stability of the environment, the device is equipped with a large number of equipment. The new method of measurement of CO2 exchange is necessary for direct movement of molecules through the membrane between plants and atmosphere. The structure of the plant is expected to be utilized in the field of crop cultivation at a low cost.

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

University of New Mexico(米国)

新墨西哥大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

葉内CO2濃度の直接測定　気孔面のクチクラコンダクタンス推定への応用

直接测量叶内CO2浓度；应用于估计气孔表面的角质层电导率

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
冨永淳;冨永淳，Joseph Stinziano，David Hanson;岩坂凪紗，冨永淳，佐藤綾人，木下俊則，坂本敦，島田裕士;冨永淳，川満芳信，Joseph Stinziano，David Hanson;冨永淳;冨永淳，川満芳信，Joseph Stinziano，David Hanson
通讯作者：
冨永淳，川満芳信，Joseph Stinziano，David Hanson

ハイスループット光合成活性測定装置の開発

高通量光合活性测定装置的研制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takuma Owaki ;Shingo Kasamatsu ;Hideshi Ihara;Hong-Liang Bao and Yan Xu;荒井雅吉;岩坂凪紗，冨永淳，高橋俊一，佐藤綾人，木下俊則，坂本敦，島田裕士
通讯作者：
岩坂凪紗，冨永淳，高橋俊一，佐藤綾人，木下俊則，坂本敦，島田裕士

葉内CO2濃度の直接測定：気孔面のクチクラコンダクタンス測定法の開発

直接测量叶内二氧化碳浓度：开发测量气孔表面角质层电导率的方法