光環境と植物 第10回 光量と植物の生長について 第10回 光量と植物の生長について 多日照・低日照が植物の生長に及ぼす影響について述べる。また，太陽放射量（日射量）を主要なパラメータとした簡易的生長予測モデルを用いて植物の生長を予測する。
太陽光の放射エネルギースペクトル
太陽放射の分光特性
クロロフィルの吸収スペクトルと光合成の作用スペクトル 光合成有効放射域 ∥ 可視域
葉緑体の微細構造 太陽エネルギーの吸収 葉緑体は光合成の場で、チラコイドでは光エネルギーの取り込みや水の分解が、ストロマでは二酸化炭素を取り込んで炭水化物の合成が起こる。 H2Oの取り込み CO2の取り込み イネで約300個/mm2
作物の1日当たりの潜在的生産力 = 3.40ｇ×20MJ
作物群落における太陽エネルギーの収支 入射：100 反射率：ｒ α=100 – r – τ+（0.01rs×τ） 吸収率： α 吸収されない 吸収率： α 土壌面で反射した比率 透過率： τ 土壌面反射率：rs
太陽エネルギー利用効率（Eu） 太陽エネルギー転換効率（Ec) 太陽エネルギー利用効率（Efficiency of solar energy utilization） 入射した太陽エネルギーに対する固定したエネルギーの比率 MJ→KJへの変換 太陽エネルギー転換効率（Efficiency of solar energy conversion） 吸収した太陽エネルギーに対する固定したエネルギーの比率 MJ→KJへの変換 ΔW：地上部乾物増加量(g/m2)、Q：乾物に含まれる燃焼熱量(KJ/g) ΔSR：積算日射量(MJ/m2)、α：吸収率（50％→0.5）
地上部乾物重と葉面積指数の推移 地上部乾物重 葉面積指数 出穂期 播種日からの日数 福岡県における二条オオムギ栽培の事例
反射率、透過率および吸収率の推移 70％ 透過率はLAIの増加と伴に低下 吸収率は登熟期も穂の吸収により維持 登熟期 透過率 吸収率 反射率 登熟期 70％ 透過率 吸収率 反射率 比率 播種日からの日数 透過率はLAIの増加と伴に低下 吸収率は登熟期も穂の吸収により維持
乾物の燃焼熱量（Q：KJ/g）の推移 二条オオムギの燃焼熱量（Q)は、平均で約16.7KJ/ｇ 燃焼熱量 播種日からの日数 葉 穂 全体 茎・葉鞘 枯死部 燃焼熱量 播種日からの日数 二条オオムギの燃焼熱量（Q)は、平均で約16.7KJ/ｇ
利用効率（Eu）と転換効率（Ec)の推移 出穂期前後 Ec：2～4％ 利用効率 Eu：2％ 播種日からの日数
二条オオムギの生育時期別の Eu と Ec の推移 生育ステージ 栄養生長期 登熟期 積算日射量 利用効率 転換効率 積算日射量の平年値 吸収日射量
二条オオムギ・イネ・ダイズの Eu と Ec の比較
生長予測モデル 地上部乾物重 播種日からの積算気温 現存乾物重 枯死重 葉面積指数 播種日からの積算気温 個体群の吸収率 １日の日射量 葉群による吸収量 光-乾物変換係数 吸収日射量 光-乾物変換係数 個体群生長速度
生長予測モデルを用いた 二条オオムギの乾物重量の予測 推定値と予測値の比較 １．年次間（1987-1988年、1989-1990年）での差異 ２．生育後期における予測誤差の拡大 → モデルの改良