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根圏における土との接触相互作用による根の伸長肥大の表現

由于根际土壤接触相互作用而导致根伸长和肥大的表达

基本信息

批准号：
19658094
负责人：
中嶋洋
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究においては,未耕うんと既耕うんというようなほ場土中の『物理』的変化構造において,土との相互作用の結果としての植物の根の『生物』的成長を記述できる力学モデルを創出することを最終目標とし,植物主根を対象に,重力の影響を体積力として,耕うんによる撹拌されたほ場土と主根の接触の影響は境界力として力学的境界条件により考慮し,伸長の原因として要素バネを想定するという簡単な数理計算力学モデルの考えを導入して,従来の生物的反応のみで説明される根の成長を土との接触にもとづく動力学現象とみなすことで,根の伸長・肥大モデルを構築することを目的とする.本年度においては,ダイコンの根の伸長肥大現象を対象として温度制御チャンバー内で栽培実験を実施し,根の肥大状況の時系列データを取得するとともに実験的な肥大モデルを作成し,根を有限要素で表現し,土壌との境界部に強制変位条件を付加することで肥大現象を表現した.この伸長ならびに肥大は,離散要素法で表現した土壌との接触問題を解くことで,時々刻々と根の形状が変化することになる.数値解析では,事前に根の全成長の所要時間から根の動的解析上の相当時間スケールを求める必要があるが,2次元有限要素-離散要素法による土粒子環境内の根の肥大成長を基本的に表現可能なことを確認した.なお,肥大の表現においては,当初根のモデルに内部圧を作用させることを考えたが,接触力の弱い部分に肥大が集中するなどの非現実的な形状となったため,実験的な肥大モデルとした.また今後3次元解析を実施することで,より現実に即した根の伸長肥大を表し,土との接触相互作用下の根形状の変化を高精度に解析できるものと考える.

In this study, the effects of soil-soil interaction on the growth of plant roots and organisms were studied. in this study, the effects of soil-soil interaction on the growth of plant roots and organisms were studied. in this study, the effects of soil-soil interaction on the growth and growth of plant roots and organisms were studied. The main root of the soil is in contact with the boundary force and the boundary condition of mechanics is very important. The reason for this is that the factors affecting the growth and growth of living things are the same as those in the field of mathematics, mathematics and calculation. The root is enlarged, and the root is enlarged and the root is enlarged. This year, the growth of the root system is very important, and the temperature control system is used in the internal cultivation system. When the root is in a state of hypertrophy, a series of temperature control systems have been established, the limited elements of the root system have been shown, and the conditions of the soil environment department have been improved. In order to solve the problem of soil contact, the method of scattered elements is used to solve the problem of soil contact, and the shape of the root is engraved to solve the problem. Numerical analysis, prior analysis of the time required for full growth, it takes quite a long time to find out the necessary factors, and the 2-dimensional finite element-dispersion element method is used to analyze the basic performance of root hypertrophy and growth in soil particles. The shape of the contact force is weak, the shape of the hypertrophy is concentrated, and the hypertrophy of the contact force is weak, and the shape of the contact force is weak. The following three-dimensional analysis is applied to the analysis of the growth and hypertrophy of the root, and the high-precision analysis of the root shape under the contact interaction of the soil.