Development of a model of absorption and metabolism of nutrients to support environmentally friendly hydroponics based on precision fertilizer management

基于精准施肥管理，开发养分吸收代谢模型，支持环保水培

基本信息

批准号：
21K05849
负责人：
佐合悠貴
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

２年度目においては，養分吸収-代謝-蓄積モデルに基づいた葉菜類の量的管理栽培技術（課題1）の開発および養分吸収モデルに基づいた果菜類の環境保全型養液栽培技術の開発（課題2）を実施した。課題1では，人工光型植物工場における量的管理条件に対する地上部の代表的な環境条件である光環境の影響や，栽培中に環境が変わる温室への栽培適応可能性を窒素吸収・代謝・蓄積モデルを用いて検証した。その結果，低い光強度では窒素吸収速度および代謝速度ともに低く，過剰施肥となる過程が明らかとなり，量的管理における初期窒素施肥量は地上部の光条件に合わせる必要があることが示唆された。また，フィルムハウスで異なる初期窒素施肥量でフリルレタスを量的管理栽培したところ，収穫したい植物サイズに合わせて初期窒素施肥量と収穫日を決めることで量的管理栽培が可能であることが示唆された。課題2においては，異なる肥培管理法でナスを養液栽培し，養液の肥料濃度と収量を経時観測することで，新規肥培管理法の有効性を検証した。肥培管理法として，前年度までに構築したモデルにより求めた養分吸収量に基づいて肥培管理するモデル区，養液の肥料濃度測定から求めたみかけの吸収濃度に基づいて管理する補正区，追肥養液を山崎ナス処方とする対照区の3処理区を設けた。その結果，養液イオン濃度は，モデル区および補正区では各イオンの顕著な蓄積は見られなかったが，対照区では特定イオンの蓄積が見られた。ナスの収量は，3処理区とも50日間まで同程度であったが，それ以降はモデル区および補正区が対照区を上回った。これは，対照区のイオン組成が不安定化し，栽培後半に生育が停滞したことによるものと考えられる。以上より，養分吸収モデルに基づいた新規肥培管理法は，養液の肥料濃度を随時計測し調節する方法と同程度に肥料組成の長期安定化することが示唆された。

第二年，开发基于养分吸收-代谢-积累模型的叶类蔬菜定量控制栽培技术（问题1）和开发基于养分吸收模型的果类蔬菜环保水培技术（问题1） 2) 已实施。作业1探讨了地上区域的典型环境条件——光环境对人工照明植物工厂的定量管理条件的影响，以及在栽培过程中适应环境变化的温室栽培的可能性。使用累积模型对其进行了验证。结果表明，低光强下氮素吸收率和代谢率均较低，明确了导致施肥过多的过程，提示定量管理初期施氮量应根据地上光照条件进行调整。此外，当我们在薄膜温室中定量控制不同初始施氮量的褶边生菜时，建议根据所需的植株大小确定初始施氮量和收获日期，可以进行定量控制栽培。完毕。在任务2中，我们通过使用不同肥料管理方法栽培茄子并观察营养液中的肥料浓度和产量随时间的变化来验证新肥料管理方法的有效性。施肥管理方法包括根据前一年建立的模型确定的养分吸收量来管理施肥的模型地块、根据养分中肥料浓度的测量确定的表观吸收浓度来管理肥料的校正地块溶液，并建立了三个对照区，其中用山崎茄子配制液体。结果，在模型和校正图中的营养液离子浓度中没有观察到每种离子的显着积累，但在对照图中观察到特定离子的积累。 50 天内，所有三个处理区的茄子产量相似，但此后，模型区和校正区的产量超过了对照区的产量。这被认为是因为在培养后半期对照区的离子组成变得不稳定并且生长停滞。上述结果表明，基于养分吸收模型的新型肥料管理方法可以长期稳定肥料成分，其程度与不断测量和调整营养液中肥料浓度的方法相同。