植物の水力学的特性と環境緩和機能の評価と応用に関する研究

植物水动力特性及环境减缓功能评价及应用研究

• 批准号: 02J09293
• 负责人: 安武 大輔
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J09293/
• 关键词: 植物の水力学的特性; 環境緩和技術; 気孔反応; 蒸散; 通水特性; 根の物質吸収; アブシジン酸; 吸水速度; 元素の吸収速度; 動的評価; 同時評価; NFT; 環境緩和; 環境保全; 水力学的特性; 吸水; 気孔運動; 通水抵抗; ガス交換; 水ポテンシャル; 浸透圧調節機能

植物-環境系における水および元素などの物質動態は,気孔反応,植物体内の通水抵抗とその分布,根の物質吸収機能などの植物の水力学的特性に支配されるために,これらの定量的な把握は,植物による水質や土壌浄化などの環境緩和技術および養水分の抵投入低排出栽培などの環境保全技術の確立に重要な知見を与える.そこで,平成14年度から葉の気孔反応特性,植物体内の通水特性,根の物質吸収特性を評価するためのシステムと方法を新規に構築し,植物の水力学的特性の環境反応を調査してきた.本年度は,これまでに開発した葉チャンバを用いて,空気湿度と気流に依存する蒸散要求度に対する気孔反応を調べた.チャンバ内の異なる湿度と風速の組合せに基づく蒸散要求度条件下において葉のガス交換を計測すると,空気湿度と気流に依存する蒸散要求度が気孔反応に及ぼす影響は異なり,そのメカニズムは葉に接する気相の湿度に直接影響される孔辺細胞と表皮細胞の膨圧の拮抗関係と,気孔の周辺細胞の水収支を通した蒸散要求度の影響度と密接に関係することが示された.また,気孔開度を減少させる植物ホルモンであるアブシジン酸(ABA)を利用し,フィールドでの蒸散速度の評価法を新たに提案した,この評価法では,ABA処理した植物と処理していない植物における熱収支から植物の蒸散速度が推定される.植物個葉と個体を対象にした予備実験においては,蒸散速度の実測値と推定値がほぼ一致した.さらに,評価法を野外のトウモロコシ畑に適用した結果,日射量,湿度,風速などの環境要素の変動を反映した蒸散速度の日変化が評価可能であった.以上,植物の個葉,個体,個体群を対象にした葉,茎,根の水力学的特性の評価法を新規構築し,植物の水力学的特性の環境反応とその機作のいくつかが解明された.これらの知見は,植物機能を積極的に利用した環境緩和技術や環境保全技術の確立に貢献し得ると考える.

Plant-environment system, water quality, element content, material dynamics, pore size, water resistance, water distribution in plants, root material absorption function, plant hydraulic characteristics, control, quantitative control, plant water quality, soil moisture, environmental mitigation technology, water conservation, low input, cultivation, environmental conservation technology. The new method for evaluating the pore response characteristics of leaves, the water flow characteristics of plants, the absorption characteristics of roots, and the environmental response characteristics of plants were investigated. This year, we have developed leaf switches to adjust the air hole response to the evapotranspiration requirements that depend on air humidity and air flow. The relationship between the pressure of pore cells and epidermal cells is directly affected by the combination of humidity and wind speed in the air and the evaporation requirement, and the pressure of pore cells and epidermal cells is directly affected by the humidity in the air and the flow. The water branch of the peripheral cell of the pore is communicated, and the evaporation requirement is influenced by the macro and close relationship. A new method for estimating the evapotranspiration rate of plants treated with ABA was proposed. The measured and estimated values of evaporation rates are consistent with each other. In addition, the evaluation method is applied to the field, and the results show that the variation of solar radiation, humidity, wind speed and environmental factors reflects the variation of evaporation rate. In the above, the new method for evaluating the hydraulic characteristics of leaves, stems and roots of plants is proposed, and the environmental characteristics of plants are explained. The knowledge and the active utilization of plant functions contribute to the establishment of environmental mitigation and conservation technologies.

项目成果

根における水および元素の吸収速度の動的評価

根系水分和元素吸收率的动态评价

• 发表时间: 2004
• 期刊: Eco-Engineering 16
• 作者: 安武大輔ら

空気湿度と気流に依存する蒸散要求度に対する気孔反応

气孔对蒸腾需求的响应取决于空气湿度和气流

• 发表时间: 2004
• 期刊: 生物環境調節 42
• 作者: 安武大輔ら

High temperature effect on root absorption

高温对根系吸收的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: i.Agric.Meteorol U0
• 作者: OOYAMA;Y.;M.AffanF.F
• 通讯作者: M.AffanF.F

Growth of corn and hydrological environments in the Togtoh experimental field in the Yellow river basin, China

黄河流域托克托试验田玉米生长与水文环境

• 发表时间: 2004
• 期刊: Kyusyu J. Agric. Meteorol. II13
• 作者: Affan et al.;Yasutake et al.;安武ほか;Iwanaga et al.
• 通讯作者: Iwanaga et al.

安武 大輔: "根圏の水ポテンシャルが植物の吸水速度および水通導特性に及ぼす影響"九州の農業気象第II輯. 11. 55-58 (2002)

安武大辅：“根际水势对植物吸水率和导水特性的影响”九州农业气象卷二11。55-58（2002）