JP2007232572A - Body moisture stress display sheet for plant, and plant moisture stress measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物への水分供給状態を測定するための植物用体内水分ストレス表示シートと植物水分ストレス計測方法に関する。 The present invention relates to a plant water stress display sheet for plant and a plant water stress measurement method for measuring the water supply state to a plant.
植物体の水分ストレス状態を把握することは、高品質栽培に極めて重要である。カンキツにおいては、夏場の適度な水分ストレスが糖の蓄積を促し良好な果実生産に寄与するが、夏場の過度な水分ストレスは樹体に影響を及ぼし、秀品率の低下や隔年結果等の諸問題を生じる要因となる。 Understanding the water stress state of a plant is extremely important for high-quality cultivation. In citrus, moderate water stress in summer promotes the accumulation of sugar and contributes to good fruit production, but excessive water stress in summer affects trees, resulting in various factors such as a decline in excellent product rate and biennial results. It becomes a factor causing a problem.
高品質なカンキツ栽培には、夏場から収穫前までの水分ストレスや水分ストレスを是正する灌水間隔や灌水量などによる合理的な管理が不可欠である。しかしながら、一般のカンキツ生産者においては、これら水分ストレスの管理は生産者の目視などによる経験的な判断に拠るとことが大きい。 For high-quality citrus cultivation, rational management based on water stress from the summer to pre-harvest, watering intervals to correct water stress and watering amount is indispensable. However, in general citrus producers, the management of these water stresses is often based on empirical judgment by the producer's visual observation.
樹体の水分ストレス状態の評価として、葉の巻き具合、葉色や果実の肥大や軟化程度などの外観上の変化を指標としているものが挙げられる。一方、水分ストレスの定量的な計測法として、圧力チャンバー法やサイクロメータ法を用いて葉などの水分ポテンシャル値を指標としているものなどがある。 As an evaluation of the moisture stress state of a tree body, there is one that uses changes in appearance such as leaf winding condition, leaf color, fruit enlargement and softening degree as indexes. On the other hand, as a quantitative measurement method of water stress, there is a method using a water potential value of a leaf or the like as an index using a pressure chamber method or a cyclometer method.
カンキツ樹の糖の蓄積を促す夏場では、樹体の水分ストレス状態を葉の水分ポテンシャルで表した場合、-1.0MPaから-1.5MPa程度で管理することが重要であるとされている。この水分ポテンシャルの値は、樹の水分状態が均質になる日の出前、あるいは日没後の値を用いなければならない。
しかしながら、これらの水分ストレスの測定方法は、いずれも生産現場での実用性に乏しく、計測機器が高価であり、生産者が実際に樹のストレス状態の判断などに適用可能な手法とは言い難い。 However, these methods for measuring water stress are not practical at the production site, the measuring instruments are expensive, and it is difficult to say that the method is applicable to the judgment of the stress state of the tree by the producer. .
また、樹体、例えばカンキツ類では、過度の水分ストレス状態が継続された場合、生体の防御機能として、葉の巻き、下垂または落葉などの反応を呈し、目視により評価できるが、適度の水分ストレス状態(-1.0MPaから-1.5MPa)にあるか否かの判別は困難である。従って、植物の水分ストレス状態を評価する簡易かつ低廉な方法が求められている。 In addition, in the case of a tree body, for example, citrus, when an excessive water stress state is continued, a reaction such as winding of a leaf, drooping or falling leaves is exhibited as a defense function of the living body, and it can be visually evaluated. It is difficult to determine whether it is (-1.0 MPa to -1.5 MPa). Therefore, there is a need for a simple and inexpensive method for evaluating the water stress state of plants.
そこで、機械的に水分ストレスを測定する方法として、植物の葉の同位元素の13C(原子量13の炭素の同位元素)と12C(原子量12の炭素の同位元素)とを測定してその比率から水ストレスを測定する方法が特許文献1に開示されている。しかし、これは13C,12Cの測定が野外で簡単に測定することが難しく、野外での測定に手間・時間がかかるという問題点がある。
Therefore, as a method for mechanically measuring water stress, the isotope 13 C (atomic carbon 13 isotope) and 12 C (atomic carbon 12 isotope) of plant leaves are measured and the ratio thereof is measured.
特許文献2には、植物体に第一の非分極性電極を接続し、植物が植生されている土壌に第二の非分極性電極を接続して、この2つの電極間に電位差計を設け、同電位差計によって両端間の起電力を測定して植物体が受けている水ストレスを測定する方法が開示されている。しかし、この方法では、電極の接続する位置、土壌の条件で誤差が大きいという欠点がある。
In
特許文献3には、植物の葉に光を照射しその反射光を分光して、各波長の分光輝度を基準となるものの反射光と比較して、その植物の水分ストレスを測定する方法が開示されている。しかしこの方法も、装置が複雑で高価であり、果樹の生産者が手軽に且つ頻繁に測定できるものではない。
一方、植物の葉の水分蒸散量を計測する機器は既存するものの、これらの機器自体が重く、高価で汎用的ではない計測機器である。 On the other hand, although there are existing devices for measuring the amount of moisture transpiration of plants, these devices themselves are heavy, expensive, and not versatile measuring devices.
本発明は、植物の水分ストレス状態を判別する方法であって、植生されている状態を損なわず、容易かつ非破壊的に樹体の水分ストレスを推定することができる植物用体内水分ストレス表示シートと植物水分ストレス計測方法を提供するものである。 The present invention is a method for discriminating a water stress state of a plant, and is an in-plant water stress display sheet for a plant that can easily and non-destructively estimate the water stress of a tree without losing the vegetation state. And a method for measuring plant water stress.
本発明は、圧力チャンバー法により予め計測した水分ストレス状態が異なる複数の樹体を対象に蒸散量との関係を明らかにし、水分量により発色するインジケータを葉の裏側に貼り付けて、蒸散量を反映させて発色させ、その発色度合いから水分ストレス状態を推定できることに至ったものである。 The present invention clarifies the relationship with the amount of transpiration for a plurality of trees having different moisture stress states measured in advance by the pressure chamber method, and attaches an indicator that develops color depending on the amount of moisture to the back side of the leaf, thereby determining the amount of transpiration. It was made to reflect and color, and it came to be able to estimate a water stress state from the color development degree.
本発明は、粘着剤により葉面に貼付される樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの粘着剤層の面に設けられ塩化コバルトを吸着させた塩化コバルト紙等の保持体と、前記樹脂フィルムの前記保持体近傍に印刷されているとともに、前記塩化コバルトにより前記保持体が呈色する色の色見本が設けられ、植物の水分不足の程度による異なる水分蒸散量に対応して、前記保持体の塩化コバルトの呈色の度合いが異なるように調整され、前記色見本は葉面からの水分蒸散に基づいて、植物の水分ストレスの程度を表示する植物用体内水分ストレス表示シートである。 The present invention includes a resin film adhered to a leaf surface with an adhesive, a holder such as cobalt chloride paper provided on the surface of the adhesive layer of the resin film to which cobalt chloride is adsorbed, and the holding of the resin film. Cobalt chloride of the holding body corresponding to the amount of moisture transpiration depending on the degree of moisture deficiency of the plant, provided in the vicinity of the body and provided with a color sample of the color of the holding body colored by the cobalt chloride The color sample is an in-plant moisture stress display sheet for displaying the degree of moisture stress of a plant based on moisture transpiration from the leaf surface.
前記保持体は吸湿性シートであり、前記保持体の前記樹脂フィルムと反対側の面に疎水性の不織布が取り付けられたものである。また、前記保持体は、水分吸着量に対して異なる感度で複数設けられたものである。前記保持体近傍の前記樹脂フィルムには、かん水指標が設けられていても良い。 The holding body is a hygroscopic sheet, and a hydrophobic nonwoven fabric is attached to the surface of the holding body opposite to the resin film. Further, a plurality of the holding bodies are provided with different sensitivities with respect to the moisture adsorption amount. A watering index may be provided on the resin film in the vicinity of the holding body.
前記樹脂フィルムには、前記粘着剤層に剥離紙が積層されているとともに、この剥離紙の一部は前記樹脂フィルムから剥離不能に固定され、前記剥離紙を貼付箇所の表示ラベルとしている。このとき、剥離紙を2枚重ね合わせるようにして、そのうちの1枚を表示ラベルとしても良い。 A release paper is laminated on the pressure-sensitive adhesive layer on the resin film, and a part of the release paper is fixed so as not to be peeled off from the resin film, and the release paper is used as a display label of a sticking place. At this time, two release papers may be overlapped, and one of them may be used as a display label.
またこの発明は、粘着剤により葉面に貼付される樹脂フィルムの粘着剤層の面に、塩化コバルトを吸着させた保持体が設けられているとともに、前記樹脂フィルムの前記保持体近傍に印刷され前記保持体が吸湿により呈色した色の色見本ならびに適宜かん水指標が設けられた表示シートを用いて、植物の水分不足の程度により異なる水分蒸散量に対応して、前記保持体の塩化コバルトの呈色の度合いが異なるように調整し、前記保持体を葉面に貼付して葉面からの水分蒸散量を検知し、前記色見本を基に葉面からの水分蒸散に基づいて、植物の水分ストレスの程度を判別する植物水分ストレス計測方法である。 In addition, the present invention is provided with a holding body on which the cobalt chloride is adsorbed on the surface of the adhesive layer of the resin film attached to the leaf surface by the adhesive, and printed near the holding body of the resin film. Using the color sample of the color developed by moisture absorption by the holding body and a display sheet provided with a watering index as appropriate, the holding body of cobalt chloride of the holding body corresponds to the amount of moisture transpiration depending on the degree of moisture deficiency of the plant. Adjust so that the degree of coloration is different, stick the holding body to the leaf surface to detect the amount of moisture transpiration from the leaf surface, and based on the moisture transpiration from the leaf surface based on the color sample, This is a plant water stress measurement method for determining the degree of water stress.
本発明の植物用水分ストレス表示シートと植物水分ストレス計測方法は、表示シートを葉に貼るだけで、当該樹の水分ストレス状態を簡易かつ低廉に評価することができる。これによって、生産者は樹の水分状態を頻繁にきめ細かく把握することができ、樹への灌水等の栽培管理に利用することができる。 The plant water stress display sheet and the plant water stress measurement method of the present invention can simply and inexpensively evaluate the water stress state of the tree by simply sticking the display sheet to a leaf. As a result, the producer can frequently and carefully grasp the moisture state of the tree, and can be used for cultivation management such as irrigation of the tree.
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図1〜図4はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態の植物用水分ストレス表示シート10は、粘着シートとなる樹脂フィルム12が設けられ、その素材は柔軟性を有し透明な樹脂で作られている。例えば、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ナイロン、ウレタン等が使用される。厚さは、20〜100ミクロンであり、好ましくは50〜75ミクロンである。樹脂フィルム12は、例えば長円形に切断されている。なお、樹脂フィルム12は、少なくとも後述する表示部14が透明であれば良く、適宜の着色またはコーティングを施しても良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of the present invention, and a moisture stress display sheet for
樹脂フィルム12の表面の中央付近には、例えば四角形の透明な表示部14が、2個並べられて設けられ、表示部14以外の部分は任意の色や模様が印刷されている。表示部14は、樹脂フィルム12が透過して視認され、塩化コバルトを吸着させた保持体である塩化コバルト紙16の色を見ることができる。樹脂フィルム12の裏面側には、粘着剤18が全面に塗布されている。そして、表示部14に合わせて、各々感度の異なる塩化コバルト紙16が貼り付けられている。塩化コバルト紙16は、粘着剤18とは反対側に疎水性の不織布20で覆われている。
Near the center of the surface of the
樹脂フィルム12の粘着剤18には、剥離紙21,22が剥離可能に貼り付けられている。2枚の剥離紙21,22のうちの剥離紙22は、表面が剥離処理されていないもので、内側に位置した剥離紙21の表面に剥離処理が施されている。剥離紙21は、樹脂フィルム12の一端部から他端部近傍まで延び、他端部の一部を残すように粘着剤18を覆う。剥離紙22は、剥離紙21により覆われていない部分に接着部22aとして接着され、剥離紙21を覆うように樹脂フィルム12の一端部近傍まで延びている。これにより、剥離紙22は、接着部22aが樹脂フィルム12に付いた状態を維持する。そして、この剥離紙22の表面22b側には、試験のための種々の情報を書き込み可能であり、試験実施時には貼付場所を示す表示ラベルとして機能する。
表示部14の側方の樹脂フィルム12には、色見本24が印刷されている。色見本24は、例えば4段階に設けられ、図1の図面上で一番下に位置する区分が塩化コバルトの無水塩に近い青色であり、一番上は塩化コバルトが完全に吸湿したときのピンク色である。
A
なお、塩化コバルト紙16は、感度の異なるものを複数枚設ける。図1に示すように、2枚で測定することによって、より鮮明な反応を異なる水分量で表示させることができ、例えば4〜10段階に分類され、測定精度を高くすることができる。
The
本発明の実施形態の表示シート10の使用方法は、図3に示すように、ミカン等の樹30の規定の部位の葉32に対して、ミカンの場合には蒸散が行われる葉の裏面32aに中央の太い葉脈を跨がないように表示シート10を貼り付ける。ここで貼り付ける部位は、図4で示すように、樹30の樹高中心部を表示シート使用部位34とし、南側の十分に日射が得られる葉を選択する。また、粘着剤18を介して接着部22aで接着されている剥離紙22は、そのまま取り外さず、この表示シート10の樹30に対する貼り付け位置の目印とする。その他、剥離紙22の表面22bには、貼付時の温度や湿度、時間等の情報を記載しておくと良い。
The method of using the
この実施形態の水分ストレス表示シート10を葉32の裏面32aに貼付したときの塩化コバルト紙16の色変化を図9に示す。図9では、2枚の塩化コバルト紙16を、シートA、Bとして表示し、水分ストレスの強い樹と弱い樹の2種類について、表示シート10を葉32に貼り付けた場合の塩化コバルト紙16の色彩の変化の経時変化を示した。
FIG. 9 shows the color change of the
ここで、水分ストレスと蒸散量との関係について、以下に説明する。 Here, the relationship between moisture stress and the amount of transpiration will be described below.
カンキツ樹(宮川早生、樹齢7年生)を試供し、以下において、水分ストレスは、圧力チャンバー法を用いた水分ポテンシャルを指標とした値とし、蒸散量の測定値は葉面流速抵抗の計測によるポロメータ法を用いた値である。 A citrus tree (Mayakawa Miyagi, 7-year-old) was used as a sample. In the following, water stress is a value based on the water potential using the pressure chamber method. It is a value using the method.
水分ストレスの違い(水分ストレス強:-2.2MPa、水分ストレス中:-1.1MPa、水分ストレス弱:-0.5MPa)による水分の蒸散量の1日の経時変化を、図5に示す。これにより、水分ストレスが強い方が、水分蒸散量が小さいことが分かった。 FIG. 5 shows the daily changes over time in the amount of water transpiration due to the difference in water stress (water stress high: -2.2 MPa, during water stress: -1.1 MPa, water stress weak: -0.5 MPa). Thus, it was found that the moisture transpiration amount is smaller when the moisture stress is stronger.
本発明の植物の水分ストレス状態を判別する方法では、葉からの水分蒸散量の多寡から水分ストレス状態を判別するものであり、早朝、あるいは日没後では、水分ストレスに寄与する十分に評価しうる葉の蒸散量が得られない。また、葉の蒸散量は日射等の気象条件にも影響を受ける。そこで樹の水分ストレス状態が葉の蒸散量として顕著に表れる日中の正午から前後1時間程度を蒸散の計測時間に定めると良い。 In the method for discriminating the water stress state of the plant of the present invention, the water stress state is discriminated from the amount of water transpiration from the leaf, and it can be sufficiently evaluated to contribute to the water stress early in the morning or after sunset. The amount of leaf transpiration cannot be obtained. Leaf transpiration is also affected by weather conditions such as solar radiation. Therefore, it is recommended to set the measurement time of transpiration for about 1 hour before and after noon during the day when the water stress state of the tree is prominently expressed as leaf transpiration.
本発明の実施形態において、蒸散量測定に用いる葉は、日射の変動を考慮して、おおよそ日射に正対し、十分に日射を受けている葉について蒸散量を計測する部位と規定した。図6に、上記した規定の計測状態で行ったさまざまな水分ストレス状態の樹の葉面流速抵抗の違いを示す。水分ストレスの程度により生体の防御機能による気孔の閉塞が示され、葉面流速抵抗とは正の相関傾向が認められる。 In the embodiment of the present invention, the leaves used for the measurement of transpiration are defined as the sites for measuring the transpiration amount for the leaves that are approximately facing solar radiation and are sufficiently exposed to solar radiation in consideration of variations in solar radiation. FIG. 6 shows the difference in leaf surface flow velocity resistance in various moisture stress states performed in the above-described prescribed measurement state. The degree of water stress indicates the blockage of the pores due to the defense function of the living body, and a positive correlation tendency is observed with the leaf surface flow velocity resistance.
さらに、図7にさまざまな水分ストレス状態の樹の蒸散量と葉面流速抵抗との関係を示す。これは、葉面流速抵抗の減少と共に蒸散量の増加傾向を示すものである。 Furthermore, FIG. 7 shows the relationship between the amount of transpiration and leaf surface flow velocity resistance of trees in various water stress states. This shows an increasing tendency of the transpiration rate as the leaf surface flow velocity resistance decreases.
以上より、葉30の水分蒸散量を計測することにより、樹の水分ストレス状態を判別することができることが分かる。
From the above, it can be seen that the moisture stress state of the tree can be determined by measuring the moisture transpiration amount of the
図8に水分ストレス状態を示す水分ポテンシャルと蒸散量との関係を示す。図8の関係から、樹の水分ストレス状態の判別として、蒸散量3.0μg・cm-2s-1を境界とすることが適当と言える。 FIG. 8 shows the relationship between the water potential indicating the water stress state and the amount of transpiration. From the relationship shown in FIG. 8, it can be said that it is appropriate to use a transpiration rate of 3.0 μg · cm −2 s −1 as a boundary for determining the water stress state of the tree.
しかしながら、図7に示したように葉面流速抵抗が低い状態、すなわち気孔の開放度が大きい場合では、蒸散量にバラつきがある。図8では水分ストレスが弱い樹でも蒸散量が3.0μg・cm-2s-1以下の場合が認められる。 However, as shown in FIG. 7, when the leaf surface flow velocity resistance is low, that is, when the degree of opening of the pores is large, the amount of transpiration varies. In FIG. 8, even when the moisture stress is weak, the transpiration amount is 3.0 μg · cm −2 s −1 or less.
そこで、水分ストレスが弱い樹、すなわち閾値以上の蒸散量が得られるとされる樹体に、上記の蒸散量の測定に則して無作為に母集団を形成し、水分ストレスが弱い樹で蒸散量が3.0μg・cm-2s-1以下で得られる割合の評価を行った。その結果、統計的に約2%程度(標準偏差1.83)であり、規定の葉について複数の位置について蒸散量測定の試行により水分ストレスの程度の評価は可能である。 Therefore, a tree with a low water stress, that is, a tree with a transpiration rate above the threshold, is randomly formed according to the measurement of the transpiration rate, and transpiration is performed with a low water stress tree. The ratio obtained at an amount of 3.0 μg · cm −2 s −1 or less was evaluated. As a result, it is statistically about 2% (standard deviation 1.83), and it is possible to evaluate the degree of water stress by trial of transpiration measurement at a plurality of positions on the specified leaf.
以上の測定は、夏季の測定として、平均気温30.5℃、平均相対湿度40.4Rh%、平均葉面積温度31.3℃、光量子密度1554±279μmol・m-2s-1の状況下で行った。 The aforementioned measurements, as a measure of summer, the average temperature 30.5 ° C., average relative humidity 40.4Rh%, average leaf area temperature 31.3 ° C., was carried out under conditions of photon density 1554 ± 279μmol · m -2 s -1 .
本発明の植物の水分ストレスの状態を判別する方法では、これらを考慮し、樹の水分ストレス状態の判別として、水分ストレス状態か否かの判別を蒸散量3.0μg・cm-2s-1を閾値とする。 In the method of determining the state of water stress in the plants of the present invention, in consideration of these, as determined in water stress condition of the tree, the transpiration 3.0μg · cm -2 s -1 to determine whether the water stress condition The threshold is used.
本発明の植物の水分ストレスの状態を判別する方法では、蒸散量を複数の位置で計測して、3.0μg・cm-2s-1以上の値が得られなければ、当該樹は水分ストレス状態であると判別できるものである。 In the method for discriminating the water stress state of the plant of the present invention, if the amount of transpiration is measured at a plurality of positions and a value of 3.0 μg · cm −2 s −1 or more cannot be obtained, the tree is in a water stress state. It can be determined that
そこで、水分ストレスの状態か否を判別する閾値である、蒸散量3.0μg・cm-2s-1を境界に、水分ストレス弱(-0.6MPa)と水分ストレス強(-2.1MPa)、の水分ストレス状態の2つの試供樹に対してこの発明の表示シート10を葉32に裏面に貼付して色彩変化を見た。その結果を図9に示す。本実施形態では、例えば反応時間を5分、すなわちこの表示シート10を貼り付けた後、5分経過時の呈色変化で評価を行うのが好ましいと言える。
Therefore, with the threshold value for determining whether or not water stress is present, the water content of water stress weak (-0.6MPa) and water stress strong (-2.1MPa) with the transpiration rate of 3.0μg · cm -2 s -1 as the boundary. The
この実施形態の植物用体内水分ストレス表示シートと植物用水分ストレス計測方法によれば、極めて簡易に植物の水分ストレスを測定することができ、コストもかからず、頻繁に水分ストレスの状態を把握することができ、よりきめ細かな水分ストレス管理を行うことができ、果実等の品質向上に寄与することができる。 According to the plant internal water stress display sheet and the plant water stress measurement method of this embodiment, it is possible to measure the water stress of a plant extremely easily, and it is possible to grasp the state of the water stress frequently without cost. It is possible to perform finer water stress management and contribute to quality improvement of fruits and the like.
10 表示シート
12 樹脂フィルム
14 表示部
16 塩化コバルト紙
18 粘着剤
20 不織布
22 剥離紙
22a 接着部
24 色見本
30 樹
32 葉
34 表示シート使用部位
DESCRIPTION OF
Claims (6)
A holding body that adsorbs cobalt chloride is provided on the surface of the pressure-sensitive adhesive layer of the resin film that is attached to the leaf surface with an adhesive, and the holder is printed in the vicinity of the holding body of the resin film so that the holding body absorbs moisture. By using a display sheet provided with a color sample of the color developed by the above, the degree of coloration of cobalt chloride of the holding body varies according to the amount of water evaporation depending on the degree of water deficiency of the plant. And affixing the holding body to the leaf surface, detecting the amount of water evaporation from the leaf surface, and determining the degree of water stress of the plant based on the water evaporation from the leaf surface based on the color sample. A characteristic method for measuring plant water stress.
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