蒸散流へのイオンローディングに着目した根の物質吸収の速度論的評価

根部物质吸收的动力学评估，重点关注蒸腾流中的离子负载

• 批准号: 15J07844
• 负责人: 野見山 綾介
• 金额: $ 1.09万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J07844/
• 关键词: 根の養水分吸収; 根の呼吸; 動的モデル; 生体計測; 環境調節

本研究は、蒸散流へのイオンローディングに着目して根のイオン吸収の速度論的モデルを構築し、栽培現場における環境調節等へ応用することを目的としている。本年度は、根域の溶存酸素濃度（[DO]）に対する根の物質吸収（呼吸、吸水、K+吸収）の応答特性を調査した。[DO]の低下に伴い根の呼吸速度は低下した。吸水速度は[DO] = 4～8 ppmでは有意に変化しなかった。[DO] = 4ppm以下では[DO]の低下に伴い有意に低下し、吸水の呼吸依存性が確認されたが、呼吸をほとんどしない[DO] = 0～1 ppmにおいて[DO] = 7～8 ppm時の約40%しか低下せず、呼吸によるエネルギーが得られなくてもある程度吸水を維持できることが推察された。K+吸収においては、吸水では変化が見られなかった[DO] = 4～8 ppmにおいて、 K+吸収速度は急激に低下し、[DO] = 0～1 ppmではほとんど吸収されなかった。以上、低溶存酸素条件下において蒸散流へのイオンローディング能が低下することが、定量的に示された。次に、トマト水耕栽培における省資源型肥培管理の視点から、提案した蒸散統合型イオン吸収モデルの応用可能性について検証した。根群の日積算イオン吸収量をモデルで推定し、その量だけ施肥を行うことで、慣行法（一定濃度の水耕液を根の吸水量に応じて施用）に比べ、過剰施肥を回避し肥料の利用効率を向上させたことから、本モデルが環境保全型の肥培管理へ応用可能であることが示唆された。さらに、モデルパラメータの経時変化、温度依存性、昼夜依存性等を、園芸ハウスでの水耕栽培において明らかにした。

这项研究旨在建立一个根离子吸收的动力学模型，重点是将离子载入到蒸腾流中，并将其应用于培养部位的环境控制。今年，我们研究了根部区域中根材料吸收（呼吸，吸水，K+吸收）的反应特征（[[DO]）。随着[DO]的降低，根呼吸率降低。 [DO] = 4-8 ppm之间的吸水率没有显着改变。在[do] = 4 ppm或更小时，[do]的下降显着降低，并且确认了吸水的呼吸依赖性，但是当[do] = 0至1 ppm时，当[do] = 7至8 ppm时，下降量仅为40％，而且估计即使从呼吸中获得的能量也无法获得一些范围，也可以维持一定程度的水平。在K+吸收中，在吸水[DO] = 4至8 ppm中未观察到任何变化，K+吸收率突然降低，并且在[DO] = 0至1 ppm时几乎无法获得吸收。上述定量表明，在低溶解的氧气条件下，蒸发流的离子负载能力降低。接下来，从番茄水培中省资源的肥料文化管理的角度来看，研究了所提出的综合蒸腾离子吸收模型的应用可能性。通过使用该量估算根组的每日离子吸收量并通过使用该量施用肥料，与常规方法相比，避免过多的施肥，并提高了肥料利用的效率（与常规方法相比，持续的水解液体浓度是根据根的吸水量施用的），这表明该模型可以使用环境维护的肥料。此外，在园艺房屋的水培培养中阐明了模型参数随时间，温度依赖性，白天和夜晚依赖性的变化。

项目成果

Transpiration integrated model of root ion absorption for nutrient management in the soil-less culture.

无土栽培中养分管理的根系离子吸收蒸腾综合模型。

• 发表时间: 2016
• 作者: Ryosuke Nomiyama;Yosuke Takao;Daisuke Yasutake;Masaharu Kitano.
• 通讯作者: Masaharu Kitano.

Evapotranspiration Integrated Model for Analysis of Soil Salinization Affected by Root Selective Absorption

根系选择性吸收影响土壤盐渍化分析的蒸散综合模型

• DOI: 10.2525/ecb.53.199
• 发表时间: 2015
• 期刊: Environment Control in Biology
• 作者: Ryosuke Nomiyama;Daisuke Yasutake;Yuki Sago;Makito Mori;Kenta Tagawa;Hiroyuki Cho;Yueru Wu;Weizhen Wang;Masaharu Kitano.
• 通讯作者: Masaharu Kitano.