JPH0451129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は植物の開花、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
毎に長年に亙つて収集された気象データと、そこ
での植物の生育記憶データとに基づき、一般的に
は熟練者や専門家による知識と経験とに頼つて各
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
帰法に従つ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つた。

（発明が解決しようとする課題） このように従来にあつては、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
合があつた。

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
法則に従つ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
従つ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予測期装置は、(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すなわち標準温度
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、この気温情報に従つて前記標準温
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)上記温度係数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つ
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で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
従つ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測され、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。

従つて気温によつ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ti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Tiは Ti＝₂₄ Σⁱ⁼¹ ti／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 ［最高較差］＝［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。

さてプロセツ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つて植物の生育
期予測処理を実行する。この生育予測処理は、先
ず前記入力部３から与えられる情報に従つて予測
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つてい
る。例えばアレニウスの式は Ｋ＝Aexp（−Ea／RT） Ea；見掛け上の活性化エネルギ［cal／mol］ ｋ；速度定数［day^-1］ Ｔ；絶対温度［deg］ 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・プロツ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つている。

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℃の変化によつて受ける
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、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からの指示に従つ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つ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（ステツプ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（ステツプｂ）。この処理によつて
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
つ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（ステツプｃ）。

この生育温度変換日数は、前述したその日の平
均気温Tiを計算すると共に（ステツプc1）、その
日の気温較差を求め（ステツプ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（ステツプc3）。

この日温度変換日数（日DTS）は、具体的に
は ₂₄ Σ Σⁱ⁼¹ exp［Ea（Ti−Ts）／２／（273＋Ti）／（273＋Ts）
］／24 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つて、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（ステツプ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（ステツプ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（ステツプｅ）。つまり植物の成
長が或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
を或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
ものとなつている。

従つて本装置によれば、或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つたり、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、この温度に従つて植物の
生育を制御（調整）することが可能となる。従つ
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ツトによつてその
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・プロツ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］ 本発明によれば次のような作用効果を期待でき
る。

本発明によれば、植物の生育が所定の標準温度
での生育温度変換日数として評価される。そして
実際の生育日数は、その日の気温から生育温度係
数に従つて上記温度変換日数に変換されて予測処
理される。したがつて自然環境の変化や地域性等
の如何に拘らず、簡易にかつ高精度に植物の生育
状況を把握でき、その生育時期を予測することが
できる。

すなわち本発明の装置を、生育予測をしようと
する予測対象植物の生育現場に設置すると、この
装置は温度に感じる一種の「植物体内時計」とし
ての機能（温度変換日数）を発揮する。これによ
つて生育ステージが経時的に分かるので、目的と
する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、実用上きわめて多大な効果を
奏する。

【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・プロツトを示す図、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つ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 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。