JP2000245260A - 穀類の品質推定方法及びその装置 - Google Patents
穀類の品質推定方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】植物の生育中における、収穫時の品質予測が手
軽に行えることが望まれ、予測式を作成する手間を省力
化した装置が望まれている。また、麦のように生育予測
カーブが変化し易い場合でも、生育予測カーブの精度を
向上させることが望まれている。 【解決手段】穀類作物生育期間の所定時期において、光
を生育中の穀類葉に照射して得られる穀類の特定品質に
関連する吸光度と、当該穀類の収穫後の特定品質と、か
ら収穫後の穀類の特定品質を推定するための品質換算係
数を求め、現に生育中の所定時期において、穀類葉から
得られる特定品質に関連する吸光度と前記品質換算係数
とから、将来収穫される穀類の品質を推定する。
軽に行えることが望まれ、予測式を作成する手間を省力
化した装置が望まれている。また、麦のように生育予測
カーブが変化し易い場合でも、生育予測カーブの精度を
向上させることが望まれている。 【解決手段】穀類作物生育期間の所定時期において、光
を生育中の穀類葉に照射して得られる穀類の特定品質に
関連する吸光度と、当該穀類の収穫後の特定品質と、か
ら収穫後の穀類の特定品質を推定するための品質換算係
数を求め、現に生育中の所定時期において、穀類葉から
得られる特定品質に関連する吸光度と前記品質換算係数
とから、将来収穫される穀類の品質を推定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】穀類を収穫したときの品質
を、収穫前の生育中に推定する方法とその装置に関す
る。
を、収穫前の生育中に推定する方法とその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】稲においては、収穫期以前の稲の生体情
報から最終玄米の蛋白質含有量を予測することは既に行
われている。例えば、穂揃い期の葉身窒素含有率から玄
米の蛋白質含有率を予測する例（第９回非破壊計測シン
ポジウム1993.11、日本食品工業学会関西支部：生葉の
近赤外分光スペクトルによる稲体栄養診断，山口農業試
験場農産加工研究室 吉松敬祐氏）がある。しかし、こ
の手法では予測式を作るために葉身を化学分析するの
で、予測式を作るまでに時間を要することは避けられな
い。また同じ稲の茎の葉身とこれから収穫される玄米と
の相関を見たとき、化学分析のため葉身を切り取って分
析に使用するので、分析後は分析に使用した葉身が欠落
した状態の稲から玄米が収穫されるため、光合成によっ
て生成される成分に不足が生じることは否めないので、
このようにして得られた葉身窒素含有率と玄米の収穫量
から予測式を作ることは精度を低下させる要因となる。
報から最終玄米の蛋白質含有量を予測することは既に行
われている。例えば、穂揃い期の葉身窒素含有率から玄
米の蛋白質含有率を予測する例（第９回非破壊計測シン
ポジウム1993.11、日本食品工業学会関西支部：生葉の
近赤外分光スペクトルによる稲体栄養診断，山口農業試
験場農産加工研究室 吉松敬祐氏）がある。しかし、こ
の手法では予測式を作るために葉身を化学分析するの
で、予測式を作るまでに時間を要することは避けられな
い。また同じ稲の茎の葉身とこれから収穫される玄米と
の相関を見たとき、化学分析のため葉身を切り取って分
析に使用するので、分析後は分析に使用した葉身が欠落
した状態の稲から玄米が収穫されるため、光合成によっ
て生成される成分に不足が生じることは否めないので、
このようにして得られた葉身窒素含有率と玄米の収穫量
から予測式を作ることは精度を低下させる要因となる。
【０００３】また、小麦粒の蛋白質含有率の予測に関す
る例を見ると、収穫３０日前の未熟粒蛋白質含有量か
ら、成熟粒蛋白質含有量を予測する例（The juornal of
agriculture,victoria-May,1963)がある。これは未熟
粒の化学分析による蛋白質含有率から成熟粒の化学分析
による蛋白質含有率を予測するものであるが、予測式を
作成するために要する作業時間と、未熟粒を採取して同
じ麦の茎から得られる成熟粒を分析に使用するために生
じる不足分は、稲と同じ理由で精度を低下させる要因と
なる。また、小麦では乾田作のため、水田で栽培される
稲作のように、気象や施肥などを水が平準化するという
ダンパー機構が存在しない。そのため、日照時間、積算
温度といった気象条件や施肥量の影響を土壌から直接受
ける条件下にあり、収穫前の一時期だけの生体情報を得
られたとしても、その後の環境変化で、生育予測カーブ
が大きく変化する可能性がある。従って稲に比べて成熟
粒の蛋白質含有量を予測することは非常に難しいものと
されている。
る例を見ると、収穫３０日前の未熟粒蛋白質含有量か
ら、成熟粒蛋白質含有量を予測する例（The juornal of
agriculture,victoria-May,1963)がある。これは未熟
粒の化学分析による蛋白質含有率から成熟粒の化学分析
による蛋白質含有率を予測するものであるが、予測式を
作成するために要する作業時間と、未熟粒を採取して同
じ麦の茎から得られる成熟粒を分析に使用するために生
じる不足分は、稲と同じ理由で精度を低下させる要因と
なる。また、小麦では乾田作のため、水田で栽培される
稲作のように、気象や施肥などを水が平準化するという
ダンパー機構が存在しない。そのため、日照時間、積算
温度といった気象条件や施肥量の影響を土壌から直接受
ける条件下にあり、収穫前の一時期だけの生体情報を得
られたとしても、その後の環境変化で、生育予測カーブ
が大きく変化する可能性がある。従って稲に比べて成熟
粒の蛋白質含有量を予測することは非常に難しいものと
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】植物の生育中におい
て、収穫時の品質予測を精度良く手早く実施するために
も、測定と予測が手軽であることが望まれる。そのため
に予測式を作成する手間を省力化した装置が望まれる。
また、麦のように生育予測カーブが変化し易い場合で
も、生育予測カーブの精度を向上させることが望まれて
いる。
て、収穫時の品質予測を精度良く手早く実施するために
も、測定と予測が手軽であることが望まれる。そのため
に予測式を作成する手間を省力化した装置が望まれる。
また、麦のように生育予測カーブが変化し易い場合で
も、生育予測カーブの精度を向上させることが望まれて
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によると、穀類作
物生育期間の所定時期において、生育中の穀類葉に光を
照射して得られる穀類の特定品質に関連する吸光度と、
当該穀類の収穫後の特定品質と、から収穫後の穀類の特
定品質を推定するための品質換算係数を定め、現に生育
中の所定時期において、穀類葉から得られる特定品質に
関連する吸光度と前記品質換算係数とから、将来収穫さ
れる穀類の品質を推定するようにした。このため立毛中
の植物葉から直接吸光度を測定するので、葉に傷をつけ
ることなく、また切り取ることもなく、葉に損傷を与え
ないのでその後の収穫までの生育に影響を与えることは
ない。
物生育期間の所定時期において、生育中の穀類葉に光を
照射して得られる穀類の特定品質に関連する吸光度と、
当該穀類の収穫後の特定品質と、から収穫後の穀類の特
定品質を推定するための品質換算係数を定め、現に生育
中の所定時期において、穀類葉から得られる特定品質に
関連する吸光度と前記品質換算係数とから、将来収穫さ
れる穀類の品質を推定するようにした。このため立毛中
の植物葉から直接吸光度を測定するので、葉に傷をつけ
ることなく、また切り取ることもなく、葉に損傷を与え
ないのでその後の収穫までの生育に影響を与えることは
ない。
【０００６】また、生育期間の複数の所定時期に得られ
る吸光度と収穫後の特定品質とから第２の品質換算係数
を定め、現に生育中の穀類葉から前記複数の所定時期に
得られる吸光度と前記第２の品質換算係数とから将来収
穫される穀類の品質を推定するようにした。このため植
物葉から得られる複数時期の吸光度を勘案した品質換算
係数を定めることができるので、土壌や気象など環境の
影響を受けやすい植物の品質推定の精度が向上する。
る吸光度と収穫後の特定品質とから第２の品質換算係数
を定め、現に生育中の穀類葉から前記複数の所定時期に
得られる吸光度と前記第２の品質換算係数とから将来収
穫される穀類の品質を推定するようにした。このため植
物葉から得られる複数時期の吸光度を勘案した品質換算
係数を定めることができるので、土壌や気象など環境の
影響を受けやすい植物の品質推定の精度が向上する。
【０００７】特定品質を蛋白質量にすれば、穀類の大半
の品質を推定することが可能であり、米においては蛋白
質の量が食味と収量とに関係しており、蛋白質が多けれ
ば収量が増加し食味が低下する。一方蛋白質が少なけれ
ば食味は向上するが収量が低下することが明らかなこと
から、品質を推定するための確実な指標となる。麦、特
に小麦においてはグルテンと相関の高い蛋白質量が知ら
れており、蛋白質含有量を知ることにより麦の品質を推
定することができる。これらの測定において、異なる所
定時期に基づいて推定された穀類の品質を併記して表示
するようにしたので、異なる所定時期で推定されたそれ
ぞれの品質を目視で捉えることができる。目視で捉えた
異なる時期において推定された品質の差は、品質推定の
精度として見ることもできるし、特定の植物についてど
の時期で測定すれば最適であるかを経験値として知るこ
とができる。
の品質を推定することが可能であり、米においては蛋白
質の量が食味と収量とに関係しており、蛋白質が多けれ
ば収量が増加し食味が低下する。一方蛋白質が少なけれ
ば食味は向上するが収量が低下することが明らかなこと
から、品質を推定するための確実な指標となる。麦、特
に小麦においてはグルテンと相関の高い蛋白質量が知ら
れており、蛋白質含有量を知ることにより麦の品質を推
定することができる。これらの測定において、異なる所
定時期に基づいて推定された穀類の品質を併記して表示
するようにしたので、異なる所定時期で推定されたそれ
ぞれの品質を目視で捉えることができる。目視で捉えた
異なる時期において推定された品質の差は、品質推定の
精度として見ることもできるし、特定の植物についてど
の時期で測定すれば最適であるかを経験値として知るこ
とができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態を図１
により、穀物を麦とし品質を麦粒に含まれる蛋白質含有
率を例にして説明する。生育中の麦の所定時期として例
えば収穫３０日前の麦の葉１６に、吸光度測定装置１に
よって特定波長の光を照射して得られる吸光度と、化学
分析３６によって得られる収穫後の麦粒の蛋白質含有率
とから、蛋白質含有率を目的変数として、吸光度を説明
変数としてパソコン３５で重回帰分析を行う。
により、穀物を麦とし品質を麦粒に含まれる蛋白質含有
率を例にして説明する。生育中の麦の所定時期として例
えば収穫３０日前の麦の葉１６に、吸光度測定装置１に
よって特定波長の光を照射して得られる吸光度と、化学
分析３６によって得られる収穫後の麦粒の蛋白質含有率
とから、蛋白質含有率を目的変数として、吸光度を説明
変数としてパソコン３５で重回帰分析を行う。
【０００９】つまり
【数１】蛋白質含有率Ｎ１＝Ｆ0＋Ｘ１・Ｆ１＋Ｘ２・
Ｆ２＋ … ＋Ｘｎ・Ｆｎ Ｆ0〜Ｆｎ：定数， Ｘ１〜Ｘｎ：収穫３０日前の麦の葉の吸光度， Ｎ１：収穫後の麦粒の蛋白質含有率 が成り立つとすれば、収穫３０日前における葉から得ら
れる吸光度Ｘと、この吸光度を測定した葉に対応する収
穫後の麦粒の化学分析値である蛋白質含有率Ｎとによっ
て、
Ｆ２＋ … ＋Ｘｎ・Ｆｎ Ｆ0〜Ｆｎ：定数， Ｘ１〜Ｘｎ：収穫３０日前の麦の葉の吸光度， Ｎ１：収穫後の麦粒の蛋白質含有率 が成り立つとすれば、収穫３０日前における葉から得ら
れる吸光度Ｘと、この吸光度を測定した葉に対応する収
穫後の麦粒の化学分析値である蛋白質含有率Ｎとによっ
て、
【数２】蛋白質含有率Ｎ１＝Ｆ0＋Ｘ11・Ｆ１＋Ｘ12・
Ｆ２＋ … ＋Ｘ1n・Ｆｎ 蛋白質含有率Ｎ２＝Ｆ0＋Ｘ21・Ｆ１＋Ｘ22・Ｆ２＋
… ＋Ｘ2n・Ｆｎ ・ ・ ・ 蛋白質含有率Ｎｍ＝Ｆ0＋Ｘm1・Ｆ１＋Ｘm2・Ｆ２＋
… ＋Ｘmn・Ｆｎ となり、これらを重回帰分析することでＦ0〜Ｆｎを求
めると、
Ｆ２＋ … ＋Ｘ1n・Ｆｎ 蛋白質含有率Ｎ２＝Ｆ0＋Ｘ21・Ｆ１＋Ｘ22・Ｆ２＋
… ＋Ｘ2n・Ｆｎ ・ ・ ・ 蛋白質含有率Ｎｍ＝Ｆ0＋Ｘm1・Ｆ１＋Ｘm2・Ｆ２＋
… ＋Ｘmn・Ｆｎ となり、これらを重回帰分析することでＦ0〜Ｆｎを求
めると、
【数３】 蛋白質含有率Ｎ＝Ｆ0＋Ｘ１・Ｆ１＋Ｘ２・Ｆ２＋ … ＋Ｘｎ・Ｆｎ＋Ｃ …（１） Ｆ0〜Ｆｎ：定数， Ｘ１〜Ｘｎ：収穫３０日前の麦の葉の吸光度， Ｃ：補正値， Ｎ：収穫後の麦粒の蛋白質含有率の推定値 となって、 現に生育中の麦の収穫３０日前における葉
の吸光度Ｘを測定することによって、収穫後の麦粒の蛋
白質含有率Ｎを推定することができる。
の吸光度Ｘを測定することによって、収穫後の麦粒の蛋
白質含有率Ｎを推定することができる。
【００１０】以上のように生育中における収穫３０日前
の麦の葉の吸光度の測定は、光源と受光部を備えた簡便
な携帯型の測定装置１で手軽に測定することができる
し、なによりも吸光度測定で葉を切り取る必要がないの
で、その後の植物の生育に影響がない。収穫後の麦粒の
化学分析は、化学分析そのものにはそれなりに時間を要
するものの、葉身測定による葉の欠落という外的要因が
なく健全に生育して収穫できた麦粒を化学分析するの
で、ここで化学分析して得られる麦粒の蛋白質含有率の
信頼性は高い。このような条件で決定される品質換算係
数（以下「検量線」という）は、圃場別あるいは品種別
に決定することが好ましい。この検量線を吸光度測定装
置１の後述する記憶部に記憶すると、吸光度測定装置１
において圃場あるいは品種に適した検量線に切り換え
て、収穫３０日前の葉身吸光度を測定して、収穫後の麦
粒の蛋白質含有率を推定することができる。収穫３０日
前を収穫４０日前として、その時期の植物葉の吸光度を
測定して検量線を作成してもよい。
の麦の葉の吸光度の測定は、光源と受光部を備えた簡便
な携帯型の測定装置１で手軽に測定することができる
し、なによりも吸光度測定で葉を切り取る必要がないの
で、その後の植物の生育に影響がない。収穫後の麦粒の
化学分析は、化学分析そのものにはそれなりに時間を要
するものの、葉身測定による葉の欠落という外的要因が
なく健全に生育して収穫できた麦粒を化学分析するの
で、ここで化学分析して得られる麦粒の蛋白質含有率の
信頼性は高い。このような条件で決定される品質換算係
数（以下「検量線」という）は、圃場別あるいは品種別
に決定することが好ましい。この検量線を吸光度測定装
置１の後述する記憶部に記憶すると、吸光度測定装置１
において圃場あるいは品種に適した検量線に切り換え
て、収穫３０日前の葉身吸光度を測定して、収穫後の麦
粒の蛋白質含有率を推定することができる。収穫３０日
前を収穫４０日前として、その時期の植物葉の吸光度を
測定して検量線を作成してもよい。
【００１１】更に麦の生育においては、日照時間、積算
温度といった気象条件や施肥量が大きく影響するので生
育途中での変化が大きく、収穫前の一時期だけの生体情
報を得られたとしても、その後の環境変化で、生育予測
カーブが大きく変化することから、収穫前３０日〜４０
日の間で複数回の吸光度測定を実施するとよい。例えば
４０日前、３０日前と２回の測定を実施して吸光度を得
たとすると、
温度といった気象条件や施肥量が大きく影響するので生
育途中での変化が大きく、収穫前の一時期だけの生体情
報を得られたとしても、その後の環境変化で、生育予測
カーブが大きく変化することから、収穫前３０日〜４０
日の間で複数回の吸光度測定を実施するとよい。例えば
４０日前、３０日前と２回の測定を実施して吸光度を得
たとすると、
【数４】蛋白質含有率Ｎ１＝Ｆ0＋Ｘ401・Ｆ401＋Ｘ402
・Ｆ402＋ … ＋Ｘ40n・Ｆ40n＋Ｘ301・Ｆ301＋Ｘ302
・Ｆ302＋ … ＋Ｘ30n・Ｆ30n Ｆ0〜Ｆｎ：定数， Ｘ401〜Ｘ40n：収穫４０日前の麦の葉の吸光度 Ｘ301〜Ｘ30n：収穫３０日前の麦の葉の吸光度 Ｎ１：収穫後の麦粒の蛋白質含有率 が成り立つとすれば、収穫３０日前における葉から得ら
れる複数の吸光度Ｘ30と、収穫４０日前における葉から
得られる複数の吸光度Ｘ40と、この吸光度を測定した葉
に対応する収穫後の麦粒の化学分析値である蛋白質含有
率Ｎとによって、
・Ｆ402＋ … ＋Ｘ40n・Ｆ40n＋Ｘ301・Ｆ301＋Ｘ302
・Ｆ302＋ … ＋Ｘ30n・Ｆ30n Ｆ0〜Ｆｎ：定数， Ｘ401〜Ｘ40n：収穫４０日前の麦の葉の吸光度 Ｘ301〜Ｘ30n：収穫３０日前の麦の葉の吸光度 Ｎ１：収穫後の麦粒の蛋白質含有率 が成り立つとすれば、収穫３０日前における葉から得ら
れる複数の吸光度Ｘ30と、収穫４０日前における葉から
得られる複数の吸光度Ｘ40と、この吸光度を測定した葉
に対応する収穫後の麦粒の化学分析値である蛋白質含有
率Ｎとによって、
【数５】蛋白質含有率Ｎ１＝Ｆ0＋Ｘ4011・Ｆ401＋Ｘ40
12・Ｆ402＋ … ＋Ｘ401n・Ｆ40n＋Ｘ3011・Ｆ301＋
Ｘ3012・Ｆ302＋ … ＋Ｘ301n・Ｆ30n 蛋白質含有率Ｎ２＝Ｆ0＋Ｘ4021・Ｆ401＋Ｘ4022・Ｆ40
2＋ … ＋Ｘ402n・Ｆ40n＋Ｘ3021・Ｆ301＋Ｘ3022・
Ｆ302＋ … ＋Ｘ302n・Ｆ30n 蛋白質含有率Ｎｍ＝Ｆ0＋Ｘ40m1・Ｆ401＋Ｘ40m2・Ｆ40
2＋ … ＋Ｘ40mn・Ｆ40n＋Ｘ30m1・Ｆ301＋Ｘ30m2・
Ｆ302＋ … ＋Ｘ30mn・Ｆ30n となり、これらを重回帰分析することでＦ0，Ｆ401〜Ｆ
40ｎ，Ｆ301〜Ｆ30nを求めると、
12・Ｆ402＋ … ＋Ｘ401n・Ｆ40n＋Ｘ3011・Ｆ301＋
Ｘ3012・Ｆ302＋ … ＋Ｘ301n・Ｆ30n 蛋白質含有率Ｎ２＝Ｆ0＋Ｘ4021・Ｆ401＋Ｘ4022・Ｆ40
2＋ … ＋Ｘ402n・Ｆ40n＋Ｘ3021・Ｆ301＋Ｘ3022・
Ｆ302＋ … ＋Ｘ302n・Ｆ30n 蛋白質含有率Ｎｍ＝Ｆ0＋Ｘ40m1・Ｆ401＋Ｘ40m2・Ｆ40
2＋ … ＋Ｘ40mn・Ｆ40n＋Ｘ30m1・Ｆ301＋Ｘ30m2・
Ｆ302＋ … ＋Ｘ30mn・Ｆ30n となり、これらを重回帰分析することでＦ0，Ｆ401〜Ｆ
40ｎ，Ｆ301〜Ｆ30nを求めると、
【数６】 蛋白質含有率Ｎ ＝Ｆ0＋Ｘ401・Ｆ401＋Ｘ402・Ｆ402＋ … ＋Ｘ40n・Ｆ40n ＋Ｘ301・Ｆ301＋Ｘ302・Ｆ302＋ … ＋Ｘ30n・Ｆ30n＋Ｃ …（２） Ｆ0，Ｆ401〜Ｆ40n、Ｆ301〜Ｆ30n：定数 Ｘ401〜Ｘ40n：収穫４０日前の麦の葉の吸光度 Ｘ301〜Ｘ30n：収穫３０日前の麦の葉の吸光度 Ｃ：補正値 となって、現に生育中の麦の、収穫４０日前と収穫３０
日前における葉の吸光度Ｘを測定することによって、収
穫後の麦粒の蛋白質含有率Ｎを推定することができる。
ここでは４０日前と３０日前の２回を所定時期として説
明したが、所定時期を２回以上としてもよい。煩雑にな
らないよう適度に所定時期の回数を増加させ検量線を作
成し、この検量線に基づいて葉の吸光度を測定すること
により推定精度をより高くすることができる。
日前における葉の吸光度Ｘを測定することによって、収
穫後の麦粒の蛋白質含有率Ｎを推定することができる。
ここでは４０日前と３０日前の２回を所定時期として説
明したが、所定時期を２回以上としてもよい。煩雑にな
らないよう適度に所定時期の回数を増加させ検量線を作
成し、この検量線に基づいて葉の吸光度を測定すること
により推定精度をより高くすることができる。
【００１２】以上のように決定された検量線である式
（１）と式（２）の両方あるいは一方を吸光度測定装置
１に記憶させておくことで、吸光度測定装置１に記憶し
た検量線に使用される説明変数に応じて、例えば式
（１）が記憶してあれば収穫期の３０日前に麦の葉の吸
光度を測定すると、その場で収穫時の麦の品質である蛋
白質含有率が演算表示される。また式（２）が記憶して
あれば、４０日前と３０日前の二度にわたって麦の葉の
吸光度を測定して、３０日前の測定を実施すると、その
場で収穫時の麦の品質である蛋白質含有率が演算表示さ
れる。したがって、生産者側は収穫前に生産物の品質が
確認できると共に、収穫前に買い手側に品質が提示でき
る。買い手側はこの品質を確認して収穫前に買い付けを
決定することができる。
（１）と式（２）の両方あるいは一方を吸光度測定装置
１に記憶させておくことで、吸光度測定装置１に記憶し
た検量線に使用される説明変数に応じて、例えば式
（１）が記憶してあれば収穫期の３０日前に麦の葉の吸
光度を測定すると、その場で収穫時の麦の品質である蛋
白質含有率が演算表示される。また式（２）が記憶して
あれば、４０日前と３０日前の二度にわたって麦の葉の
吸光度を測定して、３０日前の測定を実施すると、その
場で収穫時の麦の品質である蛋白質含有率が演算表示さ
れる。したがって、生産者側は収穫前に生産物の品質が
確認できると共に、収穫前に買い手側に品質が提示でき
る。買い手側はこの品質を確認して収穫前に買い付けを
決定することができる。
【００１３】ところでこの検量線の決定については、線
形解析を例にして蛋白質含有率を求める方法を説明した
が、非線形解析によっても可能である。また化学分析値
とこれに関連する吸光度との相関関係から検量線を決定
する手法として公知のケモメトリックス手法によること
もある。また、品質を蛋白質含有率としたが、穀物の良
否を判定する要素となる他の穀物成分量として、澱粉
量、水分量、カリウム、あるいは官能値項目として、食
味や風味を品質項目としてもよい。特に前述の蛋白質含
有率は、麦の品質を決定する重要な成分値であることは
良く知られており、これを品質項目とすることで麦にお
いては、収穫前に収穫後の麦の品質が確定できる。米に
おいては蛋白質含有率の増大で収量は増加するが食味は
低下し、蛋白質含有率の減少で食味は向上するが収量が
低下することが明らかであり、米麦においては蛋白質含
有率は重要な成分項目となっている。
形解析を例にして蛋白質含有率を求める方法を説明した
が、非線形解析によっても可能である。また化学分析値
とこれに関連する吸光度との相関関係から検量線を決定
する手法として公知のケモメトリックス手法によること
もある。また、品質を蛋白質含有率としたが、穀物の良
否を判定する要素となる他の穀物成分量として、澱粉
量、水分量、カリウム、あるいは官能値項目として、食
味や風味を品質項目としてもよい。特に前述の蛋白質含
有率は、麦の品質を決定する重要な成分値であることは
良く知られており、これを品質項目とすることで麦にお
いては、収穫前に収穫後の麦の品質が確定できる。米に
おいては蛋白質含有率の増大で収量は増加するが食味は
低下し、蛋白質含有率の減少で食味は向上するが収量が
低下することが明らかであり、米麦においては蛋白質含
有率は重要な成分項目となっている。
【００１４】前述のように複数の吸光度を測定するため
には、測定吸光度個々に対応した波長を必要とするが、
この波長領域は近赤外領域あるいは可視光域の複数波長
を使用するとよく、この複数の波長を作り出すために
は、波長に応じた狭帯域光学フィルターを複数個使用す
ることや、数ｎｍ間隔で光を照射可能にした回折格子方
式や、受光センサー側に工夫をこらしたセンサーアレイ
方式を利用することにより、狭帯域フィルターを使用す
ることなく、複数種の波長から適切な波長を選択して、
複数の吸光度を測定することができる。
には、測定吸光度個々に対応した波長を必要とするが、
この波長領域は近赤外領域あるいは可視光域の複数波長
を使用するとよく、この複数の波長を作り出すために
は、波長に応じた狭帯域光学フィルターを複数個使用す
ることや、数ｎｍ間隔で光を照射可能にした回折格子方
式や、受光センサー側に工夫をこらしたセンサーアレイ
方式を利用することにより、狭帯域フィルターを使用す
ることなく、複数種の波長から適切な波長を選択して、
複数の吸光度を測定することができる。
【００１５】前述した所定時期を収穫４０日前あるいは
収穫３０日前としたのは、収穫前のできるだけ早い時期
に品質を推定できることが好ましいということと、穀物
においては収穫の３０〜４０日前から植物葉の葉身窒素
量が安定して漸次減少する傾向が見られ、施肥（追肥、
穂肥）時期に比べて変動が少ない時期であること、等を
鑑みて、この時期に葉身の吸光度を測定して品質を推定
することが最も精度良く行える。穀物の施肥の最終時期
が、例えば米が収穫４０日前にほぼ施肥が終了し、麦が
収穫９０日前にほぼ施肥が終了するのが一般的であり、
言い換えれば施肥が完了して植物葉の葉身窒素量が施肥
の影響を直接受けない時期で且つできるだけ早い時期
を、推定時期に選択した。この時期（収穫３０日前）以
後から収穫までの間に吸光度を測定して推定したのでは
推定時期が遅すぎて、圃場から引き出せる情報として
は、生産者側にとっても買い付け側にとっても判断時期
を逸したものとなる。
収穫３０日前としたのは、収穫前のできるだけ早い時期
に品質を推定できることが好ましいということと、穀物
においては収穫の３０〜４０日前から植物葉の葉身窒素
量が安定して漸次減少する傾向が見られ、施肥（追肥、
穂肥）時期に比べて変動が少ない時期であること、等を
鑑みて、この時期に葉身の吸光度を測定して品質を推定
することが最も精度良く行える。穀物の施肥の最終時期
が、例えば米が収穫４０日前にほぼ施肥が終了し、麦が
収穫９０日前にほぼ施肥が終了するのが一般的であり、
言い換えれば施肥が完了して植物葉の葉身窒素量が施肥
の影響を直接受けない時期で且つできるだけ早い時期
を、推定時期に選択した。この時期（収穫３０日前）以
後から収穫までの間に吸光度を測定して推定したのでは
推定時期が遅すぎて、圃場から引き出せる情報として
は、生産者側にとっても買い付け側にとっても判断時期
を逸したものとなる。
【００１６】本発明に好適な吸光度測定装置１の実施例
を図２から図５により説明する。図２及び図４に示すも
のは、携帯型測定装置１の主要部分を破断した側面図で
ある。図２及び図３では、上方の本体１３内に光源部２
と、下部に光量検出装置１１としてのフォトダイオード
（図示せず）とを設けた構成となっている。光源部２
は、同一円周上に異なる波長ピークを持つ複数の発光素
子であるＬＥＤ３、４を配設して、該ＬＥＤ３、４には
それぞれ波長帯域の異なる狭帯域フィルターを設けてあ
る。波長帯域は５００ｎｍ〜１１００ｎｍが好ましく、
この波長帯域から、求める成分に関係する任意の特定波
長の狭帯域フィルター１４、１５を選択してある。各Ｌ
ＥＤ３、４の発光する光は、狭帯域フィルター１４、１
５によって特定波長の光となって、光が反射する拡散反
射板５に入射する。またこの拡散反射板５へ各ＬＥＤ
３、４の光線がほぼ一定の角度で入射するようにブロッ
ク６が形成してある。
を図２から図５により説明する。図２及び図４に示すも
のは、携帯型測定装置１の主要部分を破断した側面図で
ある。図２及び図３では、上方の本体１３内に光源部２
と、下部に光量検出装置１１としてのフォトダイオード
（図示せず）とを設けた構成となっている。光源部２
は、同一円周上に異なる波長ピークを持つ複数の発光素
子であるＬＥＤ３、４を配設して、該ＬＥＤ３、４には
それぞれ波長帯域の異なる狭帯域フィルターを設けてあ
る。波長帯域は５００ｎｍ〜１１００ｎｍが好ましく、
この波長帯域から、求める成分に関係する任意の特定波
長の狭帯域フィルター１４、１５を選択してある。各Ｌ
ＥＤ３、４の発光する光は、狭帯域フィルター１４、１
５によって特定波長の光となって、光が反射する拡散反
射板５に入射する。またこの拡散反射板５へ各ＬＥＤ
３、４の光線がほぼ一定の角度で入射するようにブロッ
ク６が形成してある。
【００１７】拡散反射板５により反射した光は、ブロッ
ク６の中央に設けた反射光路８に入射し、反射光路８の
放射側９に設けた拡散透過板１０に入射する。拡散反射
板１０は反射光路８の光軸と垂直に設けられ、円形の磨
りガラス状あるいは乳白色のガラスで形成されている。
該拡散透過板１０は、その放射側９または測定葉１６側
のどちらかに磨り面を形成しても良いし、両面に磨り面
を形成してもよい。ところでブロック６の開口部７と反
射光路８は例えばアルミニウムの無垢で形成するのがよ
く、また、アルミニウム内面に梨地加工を施してもよい
が同じ効果がフロンコ−トで安価で容易に達成できる。
ク６の中央に設けた反射光路８に入射し、反射光路８の
放射側９に設けた拡散透過板１０に入射する。拡散反射
板１０は反射光路８の光軸と垂直に設けられ、円形の磨
りガラス状あるいは乳白色のガラスで形成されている。
該拡散透過板１０は、その放射側９または測定葉１６側
のどちらかに磨り面を形成しても良いし、両面に磨り面
を形成してもよい。ところでブロック６の開口部７と反
射光路８は例えばアルミニウムの無垢で形成するのがよ
く、また、アルミニウム内面に梨地加工を施してもよい
が同じ効果がフロンコ−トで安価で容易に達成できる。
【００１８】開口部７と反射光路８及び拡散反射板５と
で囲まれた空間を光が反射と拡散とを繰り返しながら反
射光路８から出て、拡散透過板１０を経て測定葉１６を
介して光量検出装置１１に入射する。光量検出装置１１
と拡散透過板１０との間にサンプル葉１６が挿入できる
間隔をおいて固定できるようリング状のスペ−サ−１２
が固設してある。
で囲まれた空間を光が反射と拡散とを繰り返しながら反
射光路８から出て、拡散透過板１０を経て測定葉１６を
介して光量検出装置１１に入射する。光量検出装置１１
と拡散透過板１０との間にサンプル葉１６が挿入できる
間隔をおいて固定できるようリング状のスペ−サ−１２
が固設してある。
【００１９】さらに、光量検出装置２の上部外周に上蓋
１３を繞設して、該上蓋１３から延長した腕１７は軸１
８によって軸支されている。さらに、上蓋１３が軸支さ
れる軸１８にはコイルバネ１９を遊嵌してあり、常に上
蓋１３を押し上げるように作用している。つまり、図３
で示すように、測定においては測定葉１６を測定場所に
挿入し、上蓋１３の上部を押し下げることで測定を可能
にしている。この測定のタイミングは、上蓋１３を押し
下げることにより上蓋１３の下方に設けた押し下げ突起
２０が、対向する位置に設けたマイクロスイッチ２１を
押し下げることで、上蓋１３を押し下げたことを検知し
て測定（光の照射及び光量測定）が行なわれる。また、
リング状の弾性体からなるカバ−１２を拡散透過板１０
を囲むように設けて、上蓋１３を押し下げるとカバ−１
２によってサンプル葉１６を押圧保持し外部光を遮へい
する効果を有することが好ましい。
１３を繞設して、該上蓋１３から延長した腕１７は軸１
８によって軸支されている。さらに、上蓋１３が軸支さ
れる軸１８にはコイルバネ１９を遊嵌してあり、常に上
蓋１３を押し上げるように作用している。つまり、図３
で示すように、測定においては測定葉１６を測定場所に
挿入し、上蓋１３の上部を押し下げることで測定を可能
にしている。この測定のタイミングは、上蓋１３を押し
下げることにより上蓋１３の下方に設けた押し下げ突起
２０が、対向する位置に設けたマイクロスイッチ２１を
押し下げることで、上蓋１３を押し下げたことを検知し
て測定（光の照射及び光量測定）が行なわれる。また、
リング状の弾性体からなるカバ−１２を拡散透過板１０
を囲むように設けて、上蓋１３を押し下げるとカバ−１
２によってサンプル葉１６を押圧保持し外部光を遮へい
する効果を有することが好ましい。
【００２０】次に、図５によって吸光度測定装置１のブ
ロック図を示し説明する。光源部２と、光量検出装置１
１とからなる測定部で検出されるサンプル葉１６の透過
光量は、光量検出装置１１によってアナログの信号に変
換されアナログボード２２に連絡されている。光源部２
にはＬＥＤ３、４の発光装置２３が設けてある。アナロ
グボード２２ではアナログからデジタル信号へのＡ／Ｄ
変換をするか、あるいは電圧から周波数へのＶ／Ｆ変換
を行う。変換された信号はＩ／Ｏボード２４を経由して
演算制御装置となるＣＰＵボード２５に入力される。前
記Ｉ／Ｏボード２４には、測定結果、演算結果あるいは
操作指示を表示する液晶表示器ＬＣＤ２６、操作を行う
入力部２７、外部装置とデータを入出力するＲＳ２３２
Ｃの接続ポート２８及びスイッチ２１等を設けてある。
これらＣＰＵボード２５とＩ／Ｏボード２４には電源ボ
ード２９から電源を供給するように接続してある。ま
た、プリンタ３１はプリンタＩ／Ｆボード３０を介して
ＣＰＵボード２５に接続してある。更にＣＰＵボード２
５には、読み出し専用メモリ（以下「ＲＯＭ」という）
３３と読み出し書き込みメモリ（以下「ＲＡＭ」とい
う）３４が接続されている。ＲＯＭ３３には前述の式
（１）あるいは式（２）の形式とした、圃場別あるいは
品種別の複数の検量線が記憶してある。更にＲＯＭ３３
には、吸光度測定装置１において、吸光度を測定して蛋
白質含有率などの品質を演算するための一連の、吸光度
の測定から演算と表示を実行するプログラム等が記憶し
てある。
ロック図を示し説明する。光源部２と、光量検出装置１
１とからなる測定部で検出されるサンプル葉１６の透過
光量は、光量検出装置１１によってアナログの信号に変
換されアナログボード２２に連絡されている。光源部２
にはＬＥＤ３、４の発光装置２３が設けてある。アナロ
グボード２２ではアナログからデジタル信号へのＡ／Ｄ
変換をするか、あるいは電圧から周波数へのＶ／Ｆ変換
を行う。変換された信号はＩ／Ｏボード２４を経由して
演算制御装置となるＣＰＵボード２５に入力される。前
記Ｉ／Ｏボード２４には、測定結果、演算結果あるいは
操作指示を表示する液晶表示器ＬＣＤ２６、操作を行う
入力部２７、外部装置とデータを入出力するＲＳ２３２
Ｃの接続ポート２８及びスイッチ２１等を設けてある。
これらＣＰＵボード２５とＩ／Ｏボード２４には電源ボ
ード２９から電源を供給するように接続してある。ま
た、プリンタ３１はプリンタＩ／Ｆボード３０を介して
ＣＰＵボード２５に接続してある。更にＣＰＵボード２
５には、読み出し専用メモリ（以下「ＲＯＭ」という）
３３と読み出し書き込みメモリ（以下「ＲＡＭ」とい
う）３４が接続されている。ＲＯＭ３３には前述の式
（１）あるいは式（２）の形式とした、圃場別あるいは
品種別の複数の検量線が記憶してある。更にＲＯＭ３３
には、吸光度測定装置１において、吸光度を測定して蛋
白質含有率などの品質を演算するための一連の、吸光度
の測定から演算と表示を実行するプログラム等が記憶し
てある。
【００２１】サンプル葉１６の透過光を測定することを
中心に説明したが、図６で示すように、拡散反射板の中
央に開口９４を設け、拡散反射板５の開口部側に開口９
４を中心にして、光源３，４の直射光が入射しないよう
光遮蔽部材９２を設け、開口９４に合わせて反射光量受
光手段９０を設けることもある。この反射光量受光手段
９０もアナログボード２２に接続して、光量検出装置１
１と共に透過光量と反射光量とを検出することもある。
中心に説明したが、図６で示すように、拡散反射板の中
央に開口９４を設け、拡散反射板５の開口部側に開口９
４を中心にして、光源３，４の直射光が入射しないよう
光遮蔽部材９２を設け、開口９４に合わせて反射光量受
光手段９０を設けることもある。この反射光量受光手段
９０もアナログボード２２に接続して、光量検出装置１
１と共に透過光量と反射光量とを検出することもある。
【００２２】このように構成された吸光度測定装置１の
作用について以下に説明する。吸光度測定装置１にサン
プル葉１６を挿入して上蓋１３を押し下げると、スイッ
チ２１の信号がＣＰＵボ−ド２５に連絡され、ＣＰＵボ
ード２５からは発光制御装置２３へ信号を出力して発光
制御装置２３から光源部２へ発光信号が送られる。これ
により、光源部２内のＬＥＤ３、４からサンプル葉１６
に向けて光が交互に照射される。このＬＥＤ３、４から
発光する光は、狭帯域フィルタ−１４、１５によって近
赤外域と可視光域の特定波長の光となっており、前述し
た反射散乱を繰り返して拡散透過板１０から光量検出装
置１１に到達するので積分球と同じ程度にサンプル葉１
６に均一に照射される。
作用について以下に説明する。吸光度測定装置１にサン
プル葉１６を挿入して上蓋１３を押し下げると、スイッ
チ２１の信号がＣＰＵボ−ド２５に連絡され、ＣＰＵボ
ード２５からは発光制御装置２３へ信号を出力して発光
制御装置２３から光源部２へ発光信号が送られる。これ
により、光源部２内のＬＥＤ３、４からサンプル葉１６
に向けて光が交互に照射される。このＬＥＤ３、４から
発光する光は、狭帯域フィルタ−１４、１５によって近
赤外域と可視光域の特定波長の光となっており、前述し
た反射散乱を繰り返して拡散透過板１０から光量検出装
置１１に到達するので積分球と同じ程度にサンプル葉１
６に均一に照射される。
【００２３】サンプル葉１６に光が照射されると、その
透過光または反射光が光量検出装置１１によりＬＥＤ
３，４ごとに受光され、該受光信号はＡ／Ｄ変換のため
にアナログボード２２に連絡される。アナログボード２
２では、Ａ／Ｄ変換を行い、次にＩ／Ｏボード２４を経
由してＣＰＵボード２５に入力される。ＣＰＵボード２
５においては、サンプル葉１６の透過光又は反射光から
光の透過率あるいは吸光度を算出するようにしてあり、
その値がＲＡＭ３４に記憶される。
透過光または反射光が光量検出装置１１によりＬＥＤ
３，４ごとに受光され、該受光信号はＡ／Ｄ変換のため
にアナログボード２２に連絡される。アナログボード２
２では、Ａ／Ｄ変換を行い、次にＩ／Ｏボード２４を経
由してＣＰＵボード２５に入力される。ＣＰＵボード２
５においては、サンプル葉１６の透過光又は反射光から
光の透過率あるいは吸光度を算出するようにしてあり、
その値がＲＡＭ３４に記憶される。
【００２４】入力部２７には、吸光度測定装置１の電源
を投入する電源スイッチ２７ａ、透過光測定を可能にす
る測定スイッチ２７ｂ、ＲＯＭ３３に記憶した検量線
（式）、あるいはＲＡＭ３４に記憶した吸光度あるいは
透過光データや演算結果、サンプルＮＯ等を読み出す切
り換え機能を備えた読み出しスイッチ２７ｃ、透過光の
測定時期を設定する時期設定スイッチ２７ｄ〜２７ｆ及
び表示された式や値を選択する選択スイッチ２７ｈを備
えている。この入力部２７では、収穫後の品質を推定す
るために透過光を測定する品質推定モードと、検量線を
作成するために透過光量を測定する検量線作成モードと
を備え、この測定モードの切り換えは例えば、品質推定
のモードへは、測定スイッチを１度押すことにより入
り、検量線作成のモードへは、測定スイッチ２７ｂを一
定時間（３秒）押し続けることで入る。読み出しスイッ
チ２７ｃは、このスイッチを押すことによってＲＯＭ３
３に記憶した検量線（式）、ＲＡＭ３４に記憶した吸光
度データや演算結果、サンプルＮＯ等の項目をスクロー
ル状に表示させる。選択スイッチ２７ｈは、読み出しス
イッチ２７ｃでスクロールさせて表示した該当のデータ
項目から右矢印・左矢印２７ｈによって更にスクロール
させて必要なデータや式を選択する。選択した後に再度
読み出しスイッチ２７ｃを押すと、選択したデータや式
が必要に応じて表示あるいは設定される。
を投入する電源スイッチ２７ａ、透過光測定を可能にす
る測定スイッチ２７ｂ、ＲＯＭ３３に記憶した検量線
（式）、あるいはＲＡＭ３４に記憶した吸光度あるいは
透過光データや演算結果、サンプルＮＯ等を読み出す切
り換え機能を備えた読み出しスイッチ２７ｃ、透過光の
測定時期を設定する時期設定スイッチ２７ｄ〜２７ｆ及
び表示された式や値を選択する選択スイッチ２７ｈを備
えている。この入力部２７では、収穫後の品質を推定す
るために透過光を測定する品質推定モードと、検量線を
作成するために透過光量を測定する検量線作成モードと
を備え、この測定モードの切り換えは例えば、品質推定
のモードへは、測定スイッチを１度押すことにより入
り、検量線作成のモードへは、測定スイッチ２７ｂを一
定時間（３秒）押し続けることで入る。読み出しスイッ
チ２７ｃは、このスイッチを押すことによってＲＯＭ３
３に記憶した検量線（式）、ＲＡＭ３４に記憶した吸光
度データや演算結果、サンプルＮＯ等の項目をスクロー
ル状に表示させる。選択スイッチ２７ｈは、読み出しス
イッチ２７ｃでスクロールさせて表示した該当のデータ
項目から右矢印・左矢印２７ｈによって更にスクロール
させて必要なデータや式を選択する。選択した後に再度
読み出しスイッチ２７ｃを押すと、選択したデータや式
が必要に応じて表示あるいは設定される。
【００２５】液晶表示部２６は、測定サンプルＮＯ：Ｒ
Ｏ１、サンプル数：ｎ＝１００、測定時期を示す所定時
期：３０日前あるいは４０日前、それぞれの所定時期に
対応して推定された蛋白質含有率：１３．８ｐ、及び所
定時期に対応して測定された葉身窒素量４．３を表示可
能としてある。またこれに現在使用している検量線の式
を表す値：１を表示することで、使用している検量線の
式がサンプル葉１６に適用するものかを確認する。なお
所定時期に関しては、入力部２７に測定時期３５日前を
設けているので、これに合わせて３５日という表示を加
えてもよい。４０日の欄には、収穫４０日前に測定した
サンプル葉１６から得られた吸光度値に基づいて演算さ
れた品質推定値が表示され、３０日の欄には 、収穫３
０日前に測定したサンプル葉１６から得られた吸光度値
に基づいて演算された品質推定値を表示するか、４０日
前と３０日前における吸光度値から総合的に求めた品質
推定値を表示してもよい。また前述のように、３５日と
いう項目を設けてもよい。サンプル数は、検量線の作成
のために測定する場合には、検量線作成のために測定し
たサンプル数を表示し、品質推定のために測定する場合
には、品質推定のために測定したサンプル数を表示すれ
ばよい。
Ｏ１、サンプル数：ｎ＝１００、測定時期を示す所定時
期：３０日前あるいは４０日前、それぞれの所定時期に
対応して推定された蛋白質含有率：１３．８ｐ、及び所
定時期に対応して測定された葉身窒素量４．３を表示可
能としてある。またこれに現在使用している検量線の式
を表す値：１を表示することで、使用している検量線の
式がサンプル葉１６に適用するものかを確認する。なお
所定時期に関しては、入力部２７に測定時期３５日前を
設けているので、これに合わせて３５日という表示を加
えてもよい。４０日の欄には、収穫４０日前に測定した
サンプル葉１６から得られた吸光度値に基づいて演算さ
れた品質推定値が表示され、３０日の欄には 、収穫３
０日前に測定したサンプル葉１６から得られた吸光度値
に基づいて演算された品質推定値を表示するか、４０日
前と３０日前における吸光度値から総合的に求めた品質
推定値を表示してもよい。また前述のように、３５日と
いう項目を設けてもよい。サンプル数は、検量線の作成
のために測定する場合には、検量線作成のために測定し
たサンプル数を表示し、品質推定のために測定する場合
には、品質推定のために測定したサンプル数を表示すれ
ばよい。
【００２６】さて、検量線が作成されていない状態にお
いて、前述のようにして１つの圃場あるいは１つの品種
から、収穫３０日前の複数のサンプル吸光度、例えば１
００サンプルの吸光度を測定してＲＡＭ３４に記憶す
る。以上のようにして得られた吸光度は、図１により検
量線を作成するために処理される。つまり、吸光度が測
定され３０日後、吸光度を測定したサンプル葉１６の植
物が成熟して得た例えば麦粒を、サンプル吸光度ごとに
対応させて化学分析３６してそれぞれの蛋白質含有率を
測定する。ここで得られた化学分析値である蛋白質含有
率をパソコン３５にキーボードから入力し、先に記憶し
た１００個のサンプル吸光度を、測定装置１の接続ポー
ト２８を介してパソコン３５に入力する。これから先は
前述した式（１）を作成した要領で、蛋白質含有率と吸
光度とを対応させて回帰分析により定数を決定し検量線
を作成する。ここで作成された検量線は吸光度測定装置
１のＲＯＭ３３にフィードバックして記憶される。
いて、前述のようにして１つの圃場あるいは１つの品種
から、収穫３０日前の複数のサンプル吸光度、例えば１
００サンプルの吸光度を測定してＲＡＭ３４に記憶す
る。以上のようにして得られた吸光度は、図１により検
量線を作成するために処理される。つまり、吸光度が測
定され３０日後、吸光度を測定したサンプル葉１６の植
物が成熟して得た例えば麦粒を、サンプル吸光度ごとに
対応させて化学分析３６してそれぞれの蛋白質含有率を
測定する。ここで得られた化学分析値である蛋白質含有
率をパソコン３５にキーボードから入力し、先に記憶し
た１００個のサンプル吸光度を、測定装置１の接続ポー
ト２８を介してパソコン３５に入力する。これから先は
前述した式（１）を作成した要領で、蛋白質含有率と吸
光度とを対応させて回帰分析により定数を決定し検量線
を作成する。ここで作成された検量線は吸光度測定装置
１のＲＯＭ３３にフィードバックして記憶される。
【００２７】次に品質推定のために吸光度測定装置１に
よって、現に生育中の収穫３０日前のサンプル葉１６の
吸光度を測定してＲＡＭ３４に記憶し、吸光度測定装置
１のＲＯＭ３３に記憶された検量線、式（１）に、ＲＡ
Ｍ３４に記憶した吸光度を代入すれば、収穫後の蛋白質
含有率が演算されて液晶表示器２６に、例えば１３．８
ｐと表示される。また、１つのサンプルに対して複数の
吸光度が記憶されることが通常であり、本例の場合、光
源３，４それぞれに対して吸光度が得られ、これにサン
プル番号を付して同一列に記憶される。光源を多く設け
ることやフィルター１４，１５を交換可能にすること
で、１つのサンプルに対する吸光度の数は増加させるこ
とができる。このとき葉身窒素量を演算する検量線をＲ
ＯＭ３３に記憶しておけば、先のＲＡＭ３４に記憶した
吸光度によって葉身窒素量を演算することができ、液晶
表示器２６に、例えば４．３と蛋白質含有率と同時に表
示することもできる。
よって、現に生育中の収穫３０日前のサンプル葉１６の
吸光度を測定してＲＡＭ３４に記憶し、吸光度測定装置
１のＲＯＭ３３に記憶された検量線、式（１）に、ＲＡ
Ｍ３４に記憶した吸光度を代入すれば、収穫後の蛋白質
含有率が演算されて液晶表示器２６に、例えば１３．８
ｐと表示される。また、１つのサンプルに対して複数の
吸光度が記憶されることが通常であり、本例の場合、光
源３，４それぞれに対して吸光度が得られ、これにサン
プル番号を付して同一列に記憶される。光源を多く設け
ることやフィルター１４，１５を交換可能にすること
で、１つのサンプルに対する吸光度の数は増加させるこ
とができる。このとき葉身窒素量を演算する検量線をＲ
ＯＭ３３に記憶しておけば、先のＲＡＭ３４に記憶した
吸光度によって葉身窒素量を演算することができ、液晶
表示器２６に、例えば４．３と蛋白質含有率と同時に表
示することもできる。
【００２８】サンプル葉１６の吸光度の測定を収穫４０
日前と３０日前の２度測定する場合については次のよう
になる。検量線が作成されていない状態で、１つの圃場
あるいは１つの品種から、まず収穫４０日前の複数のサ
ンプル吸光度、例えば１００サンプルの吸光度を測定し
てＲＡＭ３４に記憶する。生育過程が進行し収穫３０日
前の複数のサンプル吸光度を収穫４０日前と同じように
測定し、またこれに対応させてＲＡＭ３４に記憶する。
収穫３０日前の吸光度が測定され３０日後、吸光度を測
定したサンプル葉１６の植物が成熟して得た例えば麦粒
を、サンプル吸光度ごとに対応させて化学分析３６して
それぞれの蛋白質含有率を測定する。ここで得られた化
学分析値である蛋白質含有率をパソコン３５にキーボー
ドから入力し、先に記憶した４０日前と３０日前それぞ
れ１００個のサンプル吸光度を、測定装置１の接続ポー
ト２８を介してパソコン３５に入力する。これから先は
前述した式（２）を作成した要領で、蛋白質含有率と吸
光度とを対応させて回帰分析により定数を決定し検量線
を作成する。ここで作成された検量線は吸光度測定装置
１のＲＯＭ３３にフィードバックして記憶される。
日前と３０日前の２度測定する場合については次のよう
になる。検量線が作成されていない状態で、１つの圃場
あるいは１つの品種から、まず収穫４０日前の複数のサ
ンプル吸光度、例えば１００サンプルの吸光度を測定し
てＲＡＭ３４に記憶する。生育過程が進行し収穫３０日
前の複数のサンプル吸光度を収穫４０日前と同じように
測定し、またこれに対応させてＲＡＭ３４に記憶する。
収穫３０日前の吸光度が測定され３０日後、吸光度を測
定したサンプル葉１６の植物が成熟して得た例えば麦粒
を、サンプル吸光度ごとに対応させて化学分析３６して
それぞれの蛋白質含有率を測定する。ここで得られた化
学分析値である蛋白質含有率をパソコン３５にキーボー
ドから入力し、先に記憶した４０日前と３０日前それぞ
れ１００個のサンプル吸光度を、測定装置１の接続ポー
ト２８を介してパソコン３５に入力する。これから先は
前述した式（２）を作成した要領で、蛋白質含有率と吸
光度とを対応させて回帰分析により定数を決定し検量線
を作成する。ここで作成された検量線は吸光度測定装置
１のＲＯＭ３３にフィードバックして記憶される。
【００２９】品質推定のために吸光度測定装置１によっ
て、現に生育中の収穫４０日前と３０日前のサンプル葉
１６の吸光度を測定してＲＡＭ３４に記憶し、吸光度測
定装置１のＲＯＭ３３に記憶された検量線、式（２）
に、ＲＡＭ３４に記憶した吸光度を代入すれば、収穫後
の蛋白質含有率が演算されて液晶表示器２６に、例えば
１３．８ｐと表示される。ここで求められた値は、収穫
時期４０日前の吸光度値と３０日前の吸光度値と、それ
ぞれを単独で蛋白質含有率を算出して平均して求めたも
のではなく、検量線、式（２）作成時の定数の決定を重
回帰分析して求めたように、２時期における吸光度の変
化を考慮したものとなっていることから、環境変化に伴
う生育の変化に対応した検量線となっている。
て、現に生育中の収穫４０日前と３０日前のサンプル葉
１６の吸光度を測定してＲＡＭ３４に記憶し、吸光度測
定装置１のＲＯＭ３３に記憶された検量線、式（２）
に、ＲＡＭ３４に記憶した吸光度を代入すれば、収穫後
の蛋白質含有率が演算されて液晶表示器２６に、例えば
１３．８ｐと表示される。ここで求められた値は、収穫
時期４０日前の吸光度値と３０日前の吸光度値と、それ
ぞれを単独で蛋白質含有率を算出して平均して求めたも
のではなく、検量線、式（２）作成時の定数の決定を重
回帰分析して求めたように、２時期における吸光度の変
化を考慮したものとなっていることから、環境変化に伴
う生育の変化に対応した検量線となっている。
【００３０】ここで液晶表示器２６に、３０日前、４０
日前といった項目を設けると共に、検量線を式（１）の
３０日前用と式（２）の３０日、４０日前用だけでな
く、４０日前用の検量線を式（３）としてＲＯＭ３３に
備えることで、液晶表示器２６には、４０日前に測定し
た時の蛋白質含有率の推定値を４０日前として表示し、
３０日前に測定した時の蛋白質含有率の推定値を３０日
前として表示し併記できるだけでなく、４０日前単独の
推定値と３０日前単独の推定値の蛋白質含有率の変化を
目視によって確認することができる。また、式（２）に
よっては３０日前と４０日前の両方の吸光度から総合的
に収穫時の蛋白質含有率を推定することが可能である。
日前といった項目を設けると共に、検量線を式（１）の
３０日前用と式（２）の３０日、４０日前用だけでな
く、４０日前用の検量線を式（３）としてＲＯＭ３３に
備えることで、液晶表示器２６には、４０日前に測定し
た時の蛋白質含有率の推定値を４０日前として表示し、
３０日前に測定した時の蛋白質含有率の推定値を３０日
前として表示し併記できるだけでなく、４０日前単独の
推定値と３０日前単独の推定値の蛋白質含有率の変化を
目視によって確認することができる。また、式（２）に
よっては３０日前と４０日前の両方の吸光度から総合的
に収穫時の蛋白質含有率を推定することが可能である。
【００３１】ところで検量線を作成する時や、収穫後の
品質を推定する時でも、サンプル葉１６から透過光量を
測定するには、立毛中の植物葉からサンプル葉１６を特
定し、これを測定装置１に挟み込んで非破壊で測定し、
サンプル葉１６に傷を付けることもなく、サンプル葉を
立毛中の植物から取り除くことなく測定できるので、そ
の後の植物の生育に影響を与えることはなく、サンプル
葉から得られる透過光量とこの透過光量から推定される
品質との相関も、検量線作成時のまま維持されて精度良
く品質が推定できる。
品質を推定する時でも、サンプル葉１６から透過光量を
測定するには、立毛中の植物葉からサンプル葉１６を特
定し、これを測定装置１に挟み込んで非破壊で測定し、
サンプル葉１６に傷を付けることもなく、サンプル葉を
立毛中の植物から取り除くことなく測定できるので、そ
の後の植物の生育に影響を与えることはなく、サンプル
葉から得られる透過光量とこの透過光量から推定される
品質との相関も、検量線作成時のまま維持されて精度良
く品質が推定できる。
【００３２】
【発明の効果】検量線作成においては、同じ茎において
収穫３０〜４０日前の葉身情報と収穫後の品質値とが、
植物に負担をかけることなく得られるので、検量線の作
成においても、検量線作成後の品質測定においても精度
良く、検量線の作成や品質推定ができるようになった。
収穫３０〜４０日前の葉身情報と収穫後の品質値とが、
植物に負担をかけることなく得られるので、検量線の作
成においても、検量線作成後の品質測定においても精度
良く、検量線の作成や品質推定ができるようになった。
【００３３】検量線作成後においては、測定結果がその
場で確認できるので、化学分析等の手間が省けて迅速な
品質推定が可能となっただけでなく、圃場でその値が確
認できるので、第三者への情報提供が現場で可能となっ
た。また出力装置を設けておけば、その値を第三者へ提
供することができる。従って、買い付け業者の判断精度
が高まり、生産者側では品質の保証が可能となり、買い
付け業者側では安心した買い付けが可能となる。
場で確認できるので、化学分析等の手間が省けて迅速な
品質推定が可能となっただけでなく、圃場でその値が確
認できるので、第三者への情報提供が現場で可能となっ
た。また出力装置を設けておけば、その値を第三者へ提
供することができる。従って、買い付け業者の判断精度
が高まり、生産者側では品質の保証が可能となり、買い
付け業者側では安心した買い付けが可能となる。
【図１】植物の品質推定の検量線を作成する概念図であ
る。
る。
【図２】本発明の成分測定装置の主要部を破断した側面
図である。
図である。
【図３】成分測定装置の使用態様を示す側面図である。
【図４】成分測定装置の主要部を示す側断面図である。
【図５】成分測定装置の信号処理のブロック図である。
【図６】成分測定装置の主要部の、別の実施例を示す側
断面図である。
断面図である。
１ 成分測定装置 ２ 光源部 ３ 発光素子（ＬＥＤ） ４ 発光素子（ＬＥＤ） ５ 拡散反射板 ６ ブロック ７ 開口部 ８ 反射光路 ９ 放射側 １０ 拡散透過板 １１ 光量検出装置 １２ カバ− １３ 上蓋 １４ フィルタ− １５ フィルタ− １６ 葉 １７ 腕 １８ 軸 １９ コイルバネ ２０ 押し下げ突起 ２１ スイッチ ２２ アナログボード ２３ 発光装置 ２４ Ｉ／Ｏボード ２５ ＣＰＵボード ２６ 液晶表示器ＬＣＤ ２７ キーボード ２８ 接続ポート ２９ 電源ボード ３０ Ｉ／Ｆボード ３１ プリンタ ３２ スペ−サ ３３ ＲＯＭ ３４ ＲＡＭ ３５ パソコン ３６ 化学分析
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 信彦 広島県東広島市西条西本町２番30号 株式 会社佐竹製作所内 (72)発明者 柳下 信治 広島県東広島市西条西本町２番30号 株式 会社佐竹製作所内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 AA05 BB11 CC20 EE01 EE02 GG02 GG03 HH01 HH02 JJ02 JJ05 JJ26 KK02 KK04 MM09 MM10 PP04
Claims (8)
- 【請求項１】穀類作物生育期間の所定時期において、生
育中の穀類葉に光を照射して得られる穀類の特定品質に
関連する吸光度と、当該穀類の収穫後の特定品質と、か
ら収穫後の穀類の特定品質を推定するための品質換算係
数を定め、現に生育中の所定時期において、穀類葉から
得られる特定品質に関連する吸光度と前記品質換算係数
とから、将来収穫される穀類の品質を推定することを特
徴とする穀類の品質推定方法。 - 【請求項２】生育期間の複数の所定時期に得られる吸光
度と収穫後の特定品質とから第２の品質換算係数を定
め、現に生育中の穀類葉から前記複数の所定時期に得ら
れる吸光度と前記第２の品質換算係数とから将来収穫さ
れる穀類の品質を推定することを特徴とする請求項１記
載の穀類の品質推定方法。 - 【請求項３】特定品質が蛋白質量であることを特徴とす
る請求項１または２記載の穀類の品質推定方法。 - 【請求項４】異なる所定時期に基づいて推定された穀類
の品質を併記して表示するものであることを特徴とする
請求項１または２記載の穀類の品質推定方法。 - 【請求項５】穀類葉に光を照射する光源手段と、 光源手段から生育中の穀類葉に光を照射して得られる透
過光及び反射光の少なくとも何れか一方を受光する受光
手段と、 穀類作物生育期間の所定時期において、生育中の穀類葉
に光を照射して得られる吸光度と収穫後の当該穀類の特
定品質とから求めた、収穫後の穀類の特定品質を推定す
るための品質換算係数を記憶する記憶手段と、 現に生育中の所定時期において、穀類葉から前記受光手
段により得られる受光量を吸光度に変換し、該吸光度と
前記品質換算係数とから穀類の品質を演算する演算手段
と、 演算手段による演算結果を可視表示する表示手段とを備
えることを特徴とする穀類の品質推定装置。 - 【請求項６】記憶手段には、生育中の複数の所定時期に
穀類葉に光を照射して得られる吸光度と収穫後の当該穀
類の特定品質とから求めた、収穫後の穀類の特定品質を
推定するための第２の品質換算係数が記憶してあり、現
に生育中の複数の所定時期において、穀類葉から受光手
段により得られる複数の受光量または受光量を変換した
吸光度を関連させて記憶して、複数の所定時期の受光量
の測定が終了した後、記憶した吸光度または記憶した受
光量をそれぞれ変換した吸光度と、第２の品質換算係数
とにより穀類の品質を演算することを特徴とする請求項
５記載の穀類品質推定装置。 - 【請求項７】特定品質は蛋白質量であることを特徴とす
る請求項５または６記載の穀類の品質推定装置。 - 【請求項８】異なる所定時期に基づいて推定された品質
を併記して表示可能とした表示手段であることを特徴と
する請求項５または６記載の穀類の品質推定装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5427099A JP2000245260A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 穀類の品質推定方法及びその装置 |
| US09/501,272 US6208420B1 (en) | 1999-03-02 | 2000-02-09 | Method and apparatus for estimating quality of grains |
| AU15299/00A AU756469B2 (en) | 1999-03-02 | 2000-02-10 | Method and apparatus for estimating quality of grains |
| MYPI20000577 MY118440A (en) | 1999-03-02 | 2000-02-17 | Method and apparatus for estimating quality of grains |
| CA002299098A CA2299098C (en) | 1999-03-02 | 2000-02-22 | Method and apparatus for estimating quality of grains |
| KR10-2000-0009132A KR100441801B1 (ko) | 1999-03-02 | 2000-02-24 | 곡류의 품질을 추정하는 방법 및 장치 |
| CN001037145A CN1218177C (zh) | 1999-03-02 | 2000-03-02 | 评估谷物品质的方法和其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5427099A JP2000245260A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 穀類の品質推定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000245260A true JP2000245260A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12965897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5427099A Pending JP2000245260A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 穀類の品質推定方法及びその装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6208420B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000245260A (ja) |
| KR (1) | KR100441801B1 (ja) |
| CN (1) | CN1218177C (ja) |
| AU (1) | AU756469B2 (ja) |
| CA (1) | CA2299098C (ja) |
| MY (1) | MY118440A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308733A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-11-04 | Nagasaki Prefecture | 植物の受けるストレスの測定方法及び装置 |
| JP2006133054A (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | 干渉顔料検出装置 |
| WO2007129648A1 (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Yamaguchi University | 植物葉の水分ストレスを推定する方法、植物葉の水分ストレスを推定するための装置及び植物葉の水分ストレスを推定するためのプログラム |
| JP2008175537A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Satake Corp | 作物情報を算出するリモートセンシングにおける検量線の作成方法 |
| JP2014089157A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Jasco Corp | 分光装置 |
| JP2020074773A (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-21 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 施肥量決定装置および施肥量決定方法 |
| JP2022135344A (ja) * | 2021-03-05 | 2022-09-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | カリウム濃度推定方法およびカリウム濃度推定装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6646264B1 (en) * | 2000-10-30 | 2003-11-11 | Monsanto Technology Llc | Methods and devices for analyzing agricultural products |
| JP3735289B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2006-01-18 | 株式会社サタケ | 無洗米の品質評価方法及びその装置 |
| US20050097021A1 (en) * | 2003-11-03 | 2005-05-05 | Martin Behr | Object analysis apparatus |
| US8804124B1 (en) * | 2012-10-18 | 2014-08-12 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture | Method and apparatus for measuring protein quality |
| AR095790A1 (es) * | 2013-04-12 | 2015-11-11 | Zim Plant Tech Gmbh | Procedimiento y dispositivo para la detección precoz de daños en asociaciones celulares vegetales |
| CN103353445B (zh) * | 2013-07-22 | 2015-09-02 | 洛阳农林科学院 | 一种利用近红外光谱仪快速鉴定小麦抗旱性的技术方法 |
| CN103913425B (zh) * | 2014-04-17 | 2016-04-06 | 河南农业大学 | 基于光谱指数和气候因子耦合的冬小麦籽粒蛋白质含量预测方法及其预测模型的构建方法 |
| US10175215B2 (en) * | 2014-12-23 | 2019-01-08 | The Regents Of The University Of California | Method and device for quantification of plant chlorophyll content |
| CN108154312A (zh) * | 2018-01-17 | 2018-06-12 | 河南工业大学 | 一种构建权重系数综合评价小麦储藏品质的方法 |
| CN114112986A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-01 | 四川省农业科学院作物研究所 | 一种小麦品质性状稳定性的评价方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS6311841A (ja) * | 1986-03-20 | 1988-01-19 | Satake Eng Co Ltd | 米の食味評価装置 |
| MX169020B (es) * | 1986-09-19 | 1993-06-16 | Satake Eng Co Ltd | Aparato medidor del contenido de amilosa y/o amilopectina en el arroz |
| IE65900B1 (en) * | 1988-10-15 | 1995-11-29 | Satake Eng Co Ltd | Apparatus for evaluating quality of raw coffee beans |
| JPH06288907A (ja) * | 1993-03-31 | 1994-10-18 | Shizuoka Seiki Co Ltd | 籾米の品質評価方法 |
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| NL1002870C2 (nl) * | 1996-04-15 | 1997-10-17 | Inst Voor Agrotech Onderzoek | Werkwijze en stelsel voor het bepalen van de kwaliteit van een gewas. |
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1999
- 1999-03-02 JP JP5427099A patent/JP2000245260A/ja active Pending
-
2000
- 2000-02-09 US US09/501,272 patent/US6208420B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-10 AU AU15299/00A patent/AU756469B2/en not_active Expired
- 2000-02-17 MY MYPI20000577 patent/MY118440A/en unknown
- 2000-02-22 CA CA002299098A patent/CA2299098C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-24 KR KR10-2000-0009132A patent/KR100441801B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-02 CN CN001037145A patent/CN1218177C/zh not_active Expired - Lifetime
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