モノクロCCDカメラユニットを用いた水稲生育量の簡易把握技術

• 担当機関: 愛知県農業総合試験場
• 研究期間: 1997～1999
• 発行年度: 1999
• 要約:
  水稲の株元から、モノクロCCDカメラユニットを用いて撮影し、得られた画像をコンピュータ画像処理プログラムで2値化処理し得られた茎葉の面積割合は、栽培管理の重要指標となる葉面積指数と、生育中期で、相関が高く葉面積指数の推定が可能となる。;

背景・ねらい

イネの生育・栄養診断を簡易に行うためには、生育途中における非破壊の生育量把握が重要である。これまで、葉面積指数等の量的形質を非破壊で計測できる機器は、高価であり広範な普及には至っていない。そこで、簡易に生育量の把握が可能な技術を確立するため、安価なモノクロCCDカメラユニットの利用を検討した。

成果の内容・特徴

1. 葉面積指数測定の基準としてプラントキャノピーアナライザを用いた。これは測定部上方向に魚眼レンズを持ち、透過光を490nmのフィルターを経由して円を同心円状に5つに分割した光量センサで測定している。作物群落上と群落内で5つの視野角毎に測定された透過光量からWells and Norman(1991)による計算方法により葉面積の推定を行っている。
   
2. モノクロCCDカメラユニットの測定手順は、イネの条間に設置し、下方からの画像を撮影し、画像をコンピュータ内に取り込む。（図1）次に、コンピュータ内に取り込まれた画像の中で空と茎葉の部分を画像処理プログラムで分離、2値化し、画像全体の大きさに対する茎葉の面積割合を算出する。
   
3. 画像処理プログラムにより求められた茎葉の面積割合と、プラントキャノピーアナライザにより計測された葉面積指数との間に高い相関が認められ、モノクロCCDカメラユニットによる葉面積指数の推定が可能と考えられる（図2）。
   
4. イネが小さい生育初期には、画像に対する背景の空の割合が大きいため、太陽光線や雲等による背景の明暗の影響が大きくなり、画像処理プログラムにより求められた茎葉の面積割合からのLAIの推定に大きな差が生じる場合がある（図2）。逆に、生育後期の生殖生長が始まった後は、植物体の濃淡による影響でLAIの推定に差が生じる。
   

成果の活用面・留意点

1. CCDカメラによる撮影は、晴天あるいは薄曇りで、無風の条件下で行う必要がある。
   
2. 測定は、温暖地平坦部の移植栽培で、生育中期で最も精度が高く、生育初期では特に測定時の気象条件に注意する必要がある。
   
3. 生育初期においては画像の分割により、精度が高まる傾向がみられた。
   

• カテゴリ: 栄養診断 画像処理 栽培技術 水稲