JPH01300830A - 植物生育期予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は植物の開花２出穂、成熟等の生育時期を簡易に
して高精度に予測することのできる実用性の高い植物生
育期予測装置に関する。

（従来の技術） 植物の開花、出穂、成熟等の生育時期を予測することは
、例えば受粉を必要とするリンゴ、ナシ、モモ等の果樹
栽培において、また開花時にホルモン処理を行なうブド
ウ栽培等において、その作業準備や労働力を確保する上
で非常に重要な意味を持つ。また植物の取入れ・出荷時
期を把握する上でも重要な要素となる。

従来、このような植物の生育期予測は、各地域毎に長年
に亙って収集された気象データと、そこでの植物の生育
記録データとに基づき、−殻内には熟練者や専門化によ
る知識と経験とに頼って各地域毎にそれぞれ別個に行な
われている。例えば桜の開花予測に代表されるように、
各地域毎にその年の気象データを調べ、更にその地域特
有の過去の生育データを参照して、所謂重回帰法や単回
帰法に従ってその開花時期が予測されている。然し乍ら
、このような開花予測は各地域での特有な予測式と係数
とに基づいてそれぞれ行なわれるものである為、例えば
瀬戸内等の温暖な地域での予測式と係数とを東北地方等
の寒い地域での予測には全く使うことができないと云う
問題がある。

しかもこのような従来の予測法ではその予測精度が悪く
、その年の気象条件が大幅に変化すると予測自体が困難
になる等の問題があった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来にあっては、植物の生育期予測はその地
域特有のケースバイケースに設定された予測式と係数と
に委ねられているのが実情であり、植物の開花、出穂、
成熟等の生育時期を簡易に精度良く予測することが困難
であると云う不具合があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、地域性に拘ることのない普遍的
な予測式を用い、更には一定の地域範囲においては同一
の係数を用いて植物の生育時期を高精度に予測すること
のできる簡易な構成の実用性の高い植物生育期予測装置
を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は植物の生育速度が狭い温度範囲においてアレニ
ウスの法則に従うことに着目し、植物の生育に関する過
去の生育データからアレニウスの法則に従って植物固有
の感温特性を、■所定の標準温度での生育温度変換日数
、■生育温度係数。

および■生育起算日として求め、この感温特性に従って
植物の生育期予測を行なうことを特徴としている。

即ち、本発明に係る植物生育期測装置は、（ａ）予め収
集されたデータに基づいて求められている予測対象植物
に関する感温特性から所定の標準温度での生育温度変換
日数、生育温度係数、および生育起算日を、例えば予測
対象植物を特定することによりそれぞれ設定し、（ｂ）
センサ部にて所定の周期で計測される気温データから日
平均気温と日気温較差を求め、この気温情報に従って前
記標準温度を基準とするその日の温度変換日数を前記生
育温度係数を用いて求める。そして（Ｃ）この温度変換
日数を前記生育起算日から累積して現在までの温度変換
累積日数を求め、（ｄ）この温度変換累積日数と前記生
育温度変換日数とから求められる前記植物の生育までに
要する温度変換予測日数と今後予測される気温とから前
記生育温度係数を用いて前記植物の生育時期を予測する
ようにしたことを特徴とするものである。

また更に（ｅ）上記温度変換累積日数と生育温度変換日
数とから求められる植物の生育までに要する温度変換予
測日数と上記植物の生育予定日とから、上記植物の育成
速度を制御する為の温度を生育温度係数を用いて推定す
るようにしたことを特徴とするものである。

（作用） このように構成された本発明に係る植物生育期予測装置
によれば、植物の生育日数が所定の標準温度での生育温
度変換日数として評価し、実際の生育日数はその日の気
温から生育温度係数に従って温度変換日数に変換されて
予測処理に用いられる。

そしてリアルタイムに収集される気温データから生育起
算日からの温度変換累積日数を求め、この温度変換累積
日数と前記生育温度変換日数とに従って現在の生育状況
が正確に把握される。そして、今後の予測気温を与える
ことにより、生育温度係数を用いて植物の生育時期が予
ｎ１され、また生育予定日を与えることにより上記生育
温度係数を用いて植物の生育速度を制御する為の温度が
推定される。

従って気温によって種々変化する実際の育成日数を、標
準温度における上記温度変換日数を用いて評価すること
が可能となるので、地域性に拘ることなしに普遍的な予
測式を用いることが可能となる。また一定の地域範囲内
においては高温年と低温年、或いは山麓部と平野部等の
気温条件等に拘ることなしに植物の生育予測を高精度に
行なうことが可能となる。しかも気温データを収集しな
がら生育予測を行なうので、その予測値を簡易に精度良
くリアルタイムに求め、植物の栽培計画に効果的に用い
ることが可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第１図は実施例装置の要部概略構成図であり、第２図は
実施例装置における生育期予測処理の概念を示す図であ
る。

第１図においてセンサ部１は、例えば１時間毎に気温ｔ
１を計測して計測気温データを順次温度メモリ２に格納
すると共に、１日毎にその日の最高気温、最低気温、平
均気温Ｔｉを求めている。

この日平均気温Ｔ１は Ｔ１−Σ　ｔ１／２４ として求められる。また上記最高気温と最低気温とから
、その日の気温較差が ［気温較差］−［最高気温］−［最低気温］として前記
センサ部１にて求められる。

さてプロセッサからなる演算制御部３は、入力部４から
の指示に基づき、プログラムメモリ５に格納された所定
のプログラムに従って植物の生育期予測処理を実行する
。この生育期予測処理は、先ず前記入力部３から与えら
れる情報に従って予測対象とする植物の種別、およびそ
の品種を特定し、データベース６からその予測対象植物
に関する感温特性の情報を求めることから行なわれる。

その後、このデータベース６から求められた植物の感温
特性と前記センサ部１にて求められている気温データと
に従い、以下に説明するように上記植物の所定の標準温
度を基準とする温度変換日数の概念を導入して現在の植
物の生育状況を把握し、開花、成熟等の生育時期の予測
が行なわれる。

このようにして予測された情報が表示部７にて表示され
、また必要に応じてプリンタ部８にてプリント出力され
る。

さて本装置における生育期予測の原理について説明する
と、化学反応や酵素反応と同様に、生物反応においても
狭い温度範囲においてその反応速度と反応温度との間に
定量的な関係があり、植物の生育速度がアレニウスの法
則に従うことに着目してその予測処理が行なわれるもの
となっている。

例えばアレニウスの式は に−Ａ　ｅｘｐ（−Ｅａ　／ＲＴ） Ｅａ　、見掛は上の活性化エネルギ［ｃａｌ／ｇｏｌ］
ｋ；速度定数［ｄａｙ−１１Ｔ　；絶対温度［ｄｅｇｌ
Ａ；定数　　Ｒ；気体定数［１，９８４ｃａｌ／ｍｏｌ
］として与えられる。例えば「ナシ」についての発芽か
ら開花までの生育日数について調べてみると、絶対温度
の逆数に対する生育相対速度（１日当りの相対的な生育
速度）の対数の関係は第３図に示すようになる。このよ
うな第３図に示すアレニウス・プロットの直線部分にお
ける勾配から、その植物（ここでは「ナシ」）に固有な
活性化エネルギＥａを求めることができる。

そこで本装置ではこの「ナシ」の開花に示されるように
、開花日数（生育日数）と温度との間にアレニウスの法
則が適用できることを前提として、その植物に固有な３
つの感温特性値［生育温度変換日数、生育速度の温度係
数、生育起算日］を、予め過去の生育データから求めて
おき、この感温特性値を用いて生育期予測を行っている
。

尚、生育温度変換日数（ＤＴＳ）は、自然の温度条件に
おかれた植物の生育日数を適切な標準温度条件におかれ
たときの生育日数に変換してなる変換日数である。具体
的には「ミカン」は標準温度２０℃におかれたとき６７
．２日で開花し、「桜」は標準温度１０℃におかれたと
き３６．７日で開花する等のデータからなる。このデー
タは、例えば植物の生育（出芽、開花、出穂、成熟等）
に関する過去数年（少なくとも１０年）のデータについ
て、任意の起算日と任意の温度係数Ｅａとを用いて各年
における生育温度変換日数をそれぞれ求め、その平均を
求める等して決定される。

また生育起算日はその植物が休眠から覚醒して成長が始
まる植物固有の時期である。この生育起算日は、前述し
たアレニウスの法則に従い、どのような温度条件で休眠
から覚醒して生長が始まるかを示す場合もある。

更に前記生育速度の温度係数（Ｅａ　）は、その植物の
生育速度が温度１℃の変化によって受ける影響の強さを
示すもので、例えば「桜」で０．１３７　。

「ミカン」で０．０８７等として与えられる。この温度
係数（Ｅａ　）は自然温度が１℃高いと、その生育速度
が１３．７％（８，７％）速まることを意味している。

この温度係数（Ｅａ　）は、上述した平均生育温度変換
日数と実際の育成日数との差を種々の起算日と温度係数
（Ｅａ　）の条件下でそれぞれ求め、その差が最小とな
るときの温度係数（Ｅａ　）として求められる。

前述したデータベース６には、このような感温特性値［
生育温度変換日数、生育速度の温度係数。

生育起算日］が植物の種別２品種毎にそれぞれ格納され
ている。そして演算制御部３は入力部４からの指示に従
って指定された植物に関する感温特性値をこのデータベ
ース６から選択的に求め、この感温特性と前述したセン
サ部１で求められる温度データとに従ってその植物の生
育期を予測する。

さて本装置での生育期予測は次のようにして行、なわれ
る。この予測処理を第２図の処理手続きを参照して説明
すると、先ず何について生育期予測を行なうかの植物の
特定、およびその品種の特定が行なわれる（ステップａ
）。この特定は前記入力部４からの情報入力により行な
われ、例えば「ナシ」の「幸水」についての開花予測を
行なう等として植物名、およびその品種が特定される。

すると演算制御部３は前記データベース６を検索し、当
該植物に関する前述した感温特性値［生育温度変換日数
、生育速度の温度係数、生育起算日］を求める（ステッ
プｂ）。この処理によって植物の生育予測に必要な初期
データの設定が行なわれる。

しかる後、演算制御部３は上記初期データに従って当該
植物の前記生育起算日からの生育特性を示す生育温度変
換日数曲線（ＤＴＳ曲線）を作成し、更に前記センサ部
１にて常時所定の周期毎に計測されている自然環境での
気温データから前述した標準温度Ｔｓを基準とする温度
変換日数を求めている（ステップＣ）。

この生育温度変換日数は、前述したその日の平均気温Ｔ
１を計算すると共に（ステップＣ１）、その日の気温較
差を求め（ステップｃ２）、前述した標準温度Ｔｓに対
するその日の温度変換日数（ＤＴＳ）をアレニウスの式
に基づいて計算することから行なわれる（ステップｃ３
）。

この日温度変換日数（日ＤＴＳ）は、具体的には なる演算を行なうことにより求められる。

このような日温度変換日数（日ＤＴＳ）を前述した生育
起算日から累積することによって、前記植物の生育状況
が温度変換累積日数として求められる（ステップｃ４）
。このようにして求められた温度変換累積日数が、前述
した生育温度変換日数。

生育速度の温度係数、生育起算日等の情報と共に前記表
示部７にて、例えば第４図に示すように表示される。

しかして現在までの温度変換累積日数を前述した植物の
生育温度変換日数曲線（ＤＴＳ曲線）に照し合せること
により、植物の現在の生育状況が実際の自然環境気温に
拘らず高精度に把握することが可能となり、例えばその
開花までどれだけの温度変換日数を要するか等の生育状
況の把握が可能となる。

予測処理（ステップｄ）はこのような温度変換累積日数
と生育温度変換日数曲線（ＤＴＳ曲線）とから、温度変
換日数で植物の生育（開花、成熟等）までにどれだけの
日数が掛るか等を求め、例えば今後予測される自然環境
の温度に照し合せる等して前述した温度係数に従うアレ
ニウスの式に基づく計算処理から、上記植物の生育時期
が何時頃になるかを予測するものである。また或いは植
物の生育予定日が定められた場合には、どのような温度
であれば植物の生育をその予定日に合せ得るかを予測す
るものである。

このようにして予測された情報が前記表示部７にて表示
される（ステップｅ）。つまり植物の成長が成る温度範
囲においてアレニウスの法則に従うことを前提とし、自
然環境での実際の生育日数を成る標準温度を基準とする
温度変換日数に置換えて植物の生育状況を把握し、且つ
上記温度変換日数の下でその生育の過程を予測して開花
や成熟等の時期等が予測され、その予測値が提示される
ものとなっている。

従って本装置によれば、成る適正な標準温度での温度変
換日数として植物の生育を捕え、実際の自然環境での植
物の生育を上記温度変換日数にて評価して現在までの生
育の状況を正確に把握し、更には今後の生育の過程を予
測するので、自然環境の変化に左右されることなく、そ
の生育予測を高精度に行なうことが可能となる。また上
述した温度変換日数を用いて生育状況の予測を行なうの
で、温暖地方であるか寒冷地方であるかの地域性に影響
されることなしに、同一の予測アルゴリズム（予測式）
の下で、その予測処理を高精度に行なうことが可能とな
る。

故に植物の開花時期、を高精度に予測してその受粉準備
やホルモン処理準備を行なったり、その栽培作業の為の
労働力確保の準備を適確に行なうことが可能となる。ま
た成熟時期を予測して取入れ出荷時期を正確に把握する
こと等が可能となる。

また冷暖房機器を併用して植物に与える気温条件を制御
可能な場合には、前述したように植物の生育予定日から
、その予定日に植物の生育を併せるに必要な温度を求め
、この温度に従って植物の生育を制御（調整）すること
が可能となる。従ってこの予測制御により、植物の生産
調整を行なうことが可能となる等の効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えばデータベース６に種々の植物の温度特性値の全
てを登録しておく必要はなく、植物の種別や品種毎にそ
の感温特性値を記憶した複数のメモリカードとしてデー
タベース６を実現するようにしても良い。この場合には
、予測対象植物に対応したメモリカードのセットによっ
てその植物の特定が行なわれ、その感温特性値の設定が
行なわれることになる。またデータベース６を外部機器
として実現し、必要に応じて外部機器から前記演算制御
部３に必要な情報を設定入力するようにすることも可能
である。更には予測情報等の表示の形態も限定されるも
のではなく、前述したアレニウス・プロットをプリント
出力するようにすることも可能である。その他、本発明
はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するこ
とが可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば植物の生育を所定の
標準温度を基準とする温度変換日数として評価し、実際
の生育日数を上記温度変換日数に変換しながらその生育
時期等を予測するので、自然環境の変化や地域性等に拘
ることなしに簡易に、且つ高精度に植物の生育状況を把
握し、またその生育時期を予測することができる。この
結果、植物の栽培管理・調整に効果的に利用することが
できる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る植物生育期予測装置の一実施例につき
示すもので、第１図は実施例装置の要部概略構成図、第
２図は実施例装置における概略的な処理手続きの流れを
示す図、第３図はナシの生育に関するアレニウス・プロ
ットを示す図、第４図は予測結果の表示例を示す図であ
る。 １・・・センサ部、２・・・温度メモリ、３・・・演算
制御部、４・・・入力部、５・・・プログラムメモリ、
６・・・データベース（温度特性値）、７・・・表示部
、８・・・プリンタ部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 １／（Ｔ◆２７３） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め収集されたデータに基づいて求められている
   予測対象植物に関する感温特性として所定の標準温度で
   の生育温度変換日数、生育温度係数、および生育起算日
   をそれぞれ設定する手段と、所定の周期で計測される気
   温データから日平均気温と日気温較差を求めるセンサ部
   と、このセンサ部で求められた気温情報に従って前記標
   準温度を基準とするその日の温度変換日数を前記生育温
   度係数を用いて求める手段と、この温度変換日数を前記
   生育起算日から累積して現在までの温度変換累積日数を
   求める手段と、この温度変換累積日数と前記生育温度変
   換日数とから求められる前記植物の生育までに要する温
   度変換予測日数と今後予測される気温とから前記生育温
   度係数を用いて前記植物の生育時期を予測する手段とを
   具備したことを特徴とする植物生育期予測装置。
2. （２）請求項第（１）項に記載の植物生育期予測装置に
   おいて、温度変換累積日数と生育温度変換日数とから求
   められる植物の生育までに要する温度変換予測日数と上
   記植物の生育予定日とから、上記植物の育成速度を制御
   する為の温度を生育温度係数を用いて推定する手段を備
   えたことを特徴とする植物生育期予測装置。