植物生体情報フィードバック型接ぎ木苗活着・順化システムの開発に関する基礎的研究

本研究の最終目的は、接ぎ木苗生産システムの自動化を目指した中での安定でかつ生産性の高い順化システムを植物生理学的に有効な条件を満足したものとして構築することである。その順化装置においては最適な順化環境が植物生体情報を基として可制御であることを特徴とする。そのためには、接ぎ木における活着過程における生理反応の1つとして、穂木と台木間の癒合度を水の動態で同定することによる評価が重要で、特に、その可計測性と、制御理論と、制御システムの構築が必要である。初年度は、接ぎ木の活着過程における穂木と台木間の癒合度を両者間の水の動態で評価できることを検証し、染色を用いた結合形態についても明確にした。本年度は、植物体内水分を非破壊・非接触・非浸襲的に計測する方法について群落を対象とした画像計測法を用いて検討した。ここでは、主に可視域である萎れ現象を評価するための空間周波数領域を含めた画像間演算による画像変化に着目した計測を植物体内水分変化に適応させ、検討し、さらに、水分吸収帯域である熱赤外域における計測も検討した。その結果、熱赤外域における計測ではカメラの感度に限界があり、植物体内水分の微少変化を捉える間で至らなかった。一方、可視域での空間周波数領域を含めた画像間演算による画像変化では、萎れと回復の方向性を群落として捉えることが明らかとなり、可計測性が確認できた。次に、制御システムとしての活着・順化装置の試作を行い、その性能を求めた。特に、試作した活着・順化装置を構成する各制御装置の挙動による養成庫内温湿度の即応性と安定性が装置の性能として重要となる。そこで、明暗状態の変化に対する応答特性をおよび湿度設定値の変化に対する応答特性について調べたところ、湿度設定値が80および60%の場合は温度差による制御方式が、湿度設定値が95%の場合は超音波加湿方式が、安定性に優れていることがわかった。

本研究の最終目的は、接ぎ木苗生産システムの自動化を目指した中での安定でかつ生産性の高い順化システムを植物生理学的に有効な条件を満足したものとして構築することである。その順化装置においては最適な順化環境が植物生体情報を基として可制御であることを特徴とする。そのためには、接ぎ木における活着過程における生理反応の1つとして、穂木と台木間の癒合度を水の動態で同定することによる評価が重要で、特に、その可計測性と、制御理論と、制御システムの構築が必要である。初年度は、接ぎ木の活着過程における穂木と台木間の癒合度を両者間の水の動態で評価できることを検証し、染色を用いた結合形態についても明確にした。本年度は、植物体内水分を非破壊・非接触・非浸襲的に計測する方法について群落を対象とした画像計測法を用いて検討した。ここでは、主に可視域である萎れ現象を評価するための空間周波数領域を含めた画像間演算による画像変化に着目した計測を植物体内水分変化に適応させ、検討し、さらに、水分吸収帯域である熱赤外域における計測も検討した。その結果、熱赤外域における計測ではカメラの感度に限界があり、植物体内水分の微少変化を捉える間で至らなかった。一方、可視域での空間周波数領域を含めた画像間演算による画像変化では、萎れと回復の方向性を群落として捉えることが明らかとなり、可計測性が確認できた。次に、制御システムとしての活着・順化装置の試作を行い、その性能を求めた。特に、試作した活着・順化装置を構成する各制御装置の挙動による養成庫内温湿度の即応性と安定性が装置の性能として重要となる。そこで、明暗状態の変化に対する応答特性をおよび湿度設定値の変化に対する応答特性について調べたところ、湿度設定値が80および60%の場合は温度差による制御方式が、湿度設定値が95%の場合は超音波加湿方式が、安定性に優れていることがわかった。