国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院生命農学研究科の福田 将大 大学院生、杉浦 大輔 助教らの研究グループは、生育期間を通じてイネの群落成長を連続的かつ非破壊的に測定する手法を新たに開発しました。イネの群落成長を評価する有用な指標として、単位土地面積あたりの葉面積で表されるLAI (Leaf are index, m² m⁻²) がありますが、LAIの破壊的な測定には多大な時間と労力を要します。今回研究グループは、イネ群落内外で近赤外放射 (NIR) と光合成有効放射 (PAR) を1分間隔で測定し続けることで、散乱光条件下で得られるNIRとPARの比率がイネのLAIを正確に反映することを見出しました。この手法により幅広い値のLAIが高精度かつ非破壊的に推定可能となり、移植から収穫までのイネ群落成長の連続的な評価も可能となりました。
本研究成果は、イネだけでなく様々な作物の非破壊的・連続的なLAIの評価に応用できる可能性があります。また、同一イネ品種であっても栽培地点によって生育や収量が大きく異なる要因の解明を通じて、収量増加のための栽培法の提案や新品種育成に貢献できることが期待されます。
この研究成果は、2021年1月29日に国際科学雑誌「Field Crops Research」でオンライン掲載されました。
本研究は、日本学術振興会科学研究費助成事業 若手研究 (B)、戦略的イノベーション創造プログラム、東レ科学研究助成の支援のもとで行われたものです。
・ 作物のLAIの破壊的な測定には多大な労力を要するため、高精度かつ非破壊的なLAIの推定手法の開発が求められている。
・ イネ群落内外に設置した光学センサーにより、近赤外放射 (NIR) と光合成有効放射 (PAR) を1分間隔で測定し続けた結果、散乱光条件下で得られたNIRとPARの比率がLAIを正確に反映する指標となることが分かった。
・ 光学センサーを生育前半はイネ群落上部に、中期以降は群落内に設置して、NIRとPARを連続的に測定し続けることで、生育期間を通じたイネ群落成長の連続的な評価も可能になった。
・ 本手法を用いて、様々な作物の非破壊的・連続的なLAIの評価や、イネの収量制限要因の解明につながることが期待される。
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NIR：近赤外放射。本研究では700 ~ 1000 nmの波長の放射強度を表す。
PAR：光合成有効放射。400 ~ 700 nmの波長の光合成に用いられる放射強度を表す。
雑誌名：Field Crops Research
論文タイトル：Novel technique for non-destructive LAI estimation by continuous measurement of NIR and PAR in rice canopy
著者：Shota Fukudaa, Kentaro Kobaa, Masaki Okamurab, Yuichi Watanabec, Jun Hosoic, Koji Nakagomid, Hideo Maedae, Motohiko Kondoa, Daisuke Sugiuraa
a Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University
b Central Region Agricultural Research Center, NARO
c Nagano Prefecture Agricultural Experiment Station
d Western Region Agricultural Research Center, NARO
e Institute of Crop Science, NARO
