Carbon-balance-based prediction of flowering and fruiting of crop canopies

基于碳平衡的作物冠层开花结果预测

• 批准号: 21K14946
• 负责人: 野村 浩一
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kochi 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14946/
• 关键词: 光合成; 呼吸; 炭素収支; LAI; 画像解析; モデル化; タイムラプスカメラ; 果菜; 施設園芸; チャンバー法

ナスやトマトなどの果菜類の果実収量を高精度で予測するためには，将来，果実となる“花”の数を予測する必要がある．本研究では，ナスの開花・着果数を，炭素収支（光合成による炭素の獲得とその使途）に基づいて予測する技術を確立する．2年目の2022年度においては，果菜の炭素収支に関する実験・解析を行い，以下のような研究成果を得た．●ナスの開花数・着果数データセットを入手し，開花数・着果数を予測するための数理モデルを構築した．本数理モデルには，作物の生理生態（光合成，呼吸，成長，転流，花芽分化など）や，栽培管理（整枝法など）を反映したものとなっており，コンピュータ上で，ナスの成長を再現することが可能である．●ナスの開花・着果数の推定のための画像解析手法について検討した．オープンソースを活用することによって，画像から，ナスの開花・着果数をカウントできることがわかった．●ナスの炭素収支推定のため，光合成パラメータを計測し，その日変化について明らかにした．ナスの光合成能力は，早朝から夕方にかけて低下していくことが明らかとなった．●前年度構築した群落光合成の計測手法を他作物（ユズ）に適用した．●前年度構築したLAIの推定手法を他作物（ニラ）に応用し，その汎用性について検討した．ニラにおいては，LAIと草丈や地上部新鮮重などに相関があるため，画像からこれらの量を推定できる可能性が示唆された．●13Cによる炭素動態計測手法を，他作物（ニラ）に応用した．●これらの成果を，学術誌（4報）や国内学会（11報）にて発表した．

It is necessary to predict the number of fruits and vegetables with high accuracy in the future. This study aims to establish a basic technology for predicting the number of flowers and fruits and carbon production (photosynthesis, carbon production and utilization) in 2022. The following research results are obtained.● The number of flowers and the number of fruits are estimated. This mathematical model reflects the physiological ecology of crops (photosynthesis, respiration, growth, flow, flower bud differentiation) and cultivation management (pruning).● The number of flowers and fruits is estimated by the portrait analysis method. The number of flowers and fruits in the painting is very high.● Carbon is the most important element in the synthesis of light. The light synthesis ability of the morning and evening is lower than that of the evening.● The measurement method of community photosynthesis in previous years is applicable to other crops.● LAI estimation method of previous year's construction and other crops () are used for general purpose. The probability of a picture is estimated.●13C. Carbon dynamic measurement method● Academic Journal (4 newspapers) and Domestic Society (11 newspapers)

项目成果

Leaf area index estimation of a row-planted eggplant canopy using wide-angle time-lapse photography divided according to view-zenith-angle contours

• DOI: 10.1016/j.agrformet.2022.108930
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Agricultural and Forest Meteorology
• 影响因子: 6.2
• 作者: K. Nomura;M. Saito;M. Kitayama;Yudai Goto;Koyo Nagao;Hiromi Yamasaki;T. Iwao;T. Yamazaki;I. Tada;M. Kitano

Hybrid AI model for estimating the canopy photosynthesis of eggplants

• DOI: 10.1007/s11120-022-00974-z
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Photosynthesis Research
• 影响因子: 3.7
• 作者: K. Nomura;T. Kaneko;T. Iwao;M. Kitayama;Yudai Goto;M. Kitano

ニラ個葉の異なる成長段階における光合成モデルパラメータの分布

香葱叶片不同生长阶段光合作用模型参数分布

• 发表时间: 2022
• 作者: Chika Higuchi;Go Nagamatsu;Kaori Ishikawa;Kazuto Nakada;Katsuhiko Hayashi;野村浩一;高尾海星，浜田和俊，野村浩一，齊藤雅彦，北野雅治;佐藤寿樹，安武大輔，横山岳，北野雅治，野村浩一，広田知良
• 通讯作者: 佐藤寿樹，安武大輔，横山岳，北野雅治，野村浩一，広田知良

NFT水耕栽培における根群の成長モニタリングシステム －地上部も含めた統合評価に向けて－

NFT水耕栽培中的根群生长监测系统 -走向包括地上部分在内的综合评价-

• 发表时间: 2022
• 作者: Chika Higuchi;Go Nagamatsu;Kaori Ishikawa;Kazuto Nakada;Katsuhiko Hayashi;野村浩一;高尾海星，浜田和俊，野村浩一，齊藤雅彦，北野雅治;佐藤寿樹，安武大輔，横山岳，北野雅治，野村浩一，広田知良;安武 大輔，北内 拓樹，野村 浩一，北野 雅治，岡安 崇史，尾崎 行生，広田 知良
• 通讯作者: 安武 大輔，北内 拓樹，野村 浩一，北野 雅治，岡安 崇史，尾崎 行生，広田 知良

作物の環境応答のモデリング：施設園芸分野における現状と課題

作物环境响应建模：温室园艺领域的现状与挑战

• 发表时间: 2023
• 作者: Chika Higuchi;Go Nagamatsu;Kaori Ishikawa;Kazuto Nakada;Katsuhiko Hayashi;野村浩一
• 通讯作者: 野村浩一