温室微気候解析のための個体数動力学と輸送現象論の結合モデルの作成に関する研究

温室小气候分析中种群动态与运输现象学相结合模型的研究

基本信息

批准号：
05660301
负责人：
関平和
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

作物生育過程における諸量(葉面積指数、乾物重、作物高など)と温室微気候(温度、湿度、光強度など)のフィードバック構造を的確に反映し、それらの時間的、場所的変化に関する詳細な情報を与えることのできるようなモデル化を目的に、本研究では、まず、作物の生長を作物の最も重要な器官である葉の生長で代表させ、その生長過程を、「個体数動力学」の手法により様々な面積を持つ葉群の時間的、空間的変化として表し得るようモデル化した。次に、温室微気候を「輸送現象論」の概念に基づいてモデル化した。そして、微気候モデルと生長モデルを連結した総合的な温室微気候モデルの開発を試みた。提示したモデルの妥当性を検討するため、敷地面積約15m^2の丸型単棟パイプハウス内に、茎長が約50cmのキュウリを14株定植し、5月末から7月末の約2か月間にわたる栽培実験を実施した。温室栽培実験で得られた葉面積指数、乾物重、作物高、群落内の温湿度、土壌温度の経時的変化を計算結果を比較したところ、両者はほぼ良好に一致し、作物層内のエネルギー、物質移動と、それに伴う作物生長過程を高い精度で予測し得る可能性が示された。特に、これまで葉面積密度の鉛直方向分布については、経験的に統計学的な分布関数の一つである不完全ベータ関数で表せるものと仮定されていたが、様々な面積を持つ個々の葉の数の計算に基づいた本生育モデルでは予め分布形状を仮定する必要がないことから、一段階進んだモデルであるといえる。ただし、本研究では、新葉の発生率については明らかではなく、今後の課題として残された。

准确反映作物生长过程中各种量（叶面积指数、干重、作物高度等）和温室小气候（温度、湿度、光照强度等）的反馈结构，并提供其时空细节可以提供有用信息的模型。为了本研究的目的，我们首先通过叶子的生长来表示作物的生长，叶子是作物最重要的器官，因此可以将其表达为叶群的时间和空间变化。接下来，我们基于“传输现象学”的概念对温室小气候进行了建模。然后，我们尝试开发一个将小气候模型和生长模型联系起来的综合温室小气候模型。为了检验所提出模型的有效性，我们在场地面积约为15 m^2的单圆管房中种植了14株茎长约为50 cm的黄瓜植株，种植时间约为5月底至7月底2个月进行了栽培试验。当我们比较温室栽培实验中获得的叶面积指数、干重、作物高度、群体内的温度和湿度以及土壤温度随时间的变化的计算结果时，我们发现两者相当吻合，可能性很大。证明了高精度预测传质和相关作物生长过程的能力。特别是，假设叶面积密度的垂直分布可以通过不完全贝塔函数来经验地表达，该函数是统计分布函数之一，该生长模型基于的数量的计算。不需要预先假设分布形状，因此可以说是一种一步进阶模型。然而，在这项研究中，新叶发育的发生率尚不清楚，这仍然是一个未来的课题。