霧村 雅昭 (キリムラ マサアキ)

KIRIMURA Masaaki

写真a

所属

農学部 植物生産環境科学科

職名

助教

外部リンク

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(農学) ( 2006年3月   鹿児島大学 )

  • 修士(農学) ( 2003年3月   宮崎大学 )

  • 学士(農学) ( 2001年3月   宮崎大学 )

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 環境・農学 / 農業環境工学、農業情報工学

  • 環境・農学 / 園芸科学

  • ライフサイエンス / 植物栄養学、土壌学

  • 環境・農学 / 環境農学

  • 環境・農学 / ランドスケープ科学

全件表示 >>

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Prediction of PPFD (photosynthetic photon flux density) under transparent CPV modules 査読あり

    Toyoda T., Yajima D., Kirimura M., Araki K., Ota Y., Nagaoka A., Nishioka K.

    AIP Conference Proceedings   2841 ( 1 )   2023年9月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Conference Proceedings  

    Recently, the agro-photovoltaic (agri-photovoltaic) system is expected to penetrate the market due to its advantages in some crops and significant potential installation areas. In principle, the agro-photovoltaic system shares solar energy with PV and agriculture, and its appropriate and controlled distribution is the key for the economy. Accurate and reproducible optimization design is essential. Any PV modules can be used for the agro-photovoltaic system. The best may be the transparent CPV that uses direct sunlight to concentrate onto solar cells and diffused sunlight to illuminate the farming light through a transparent backplane. The diffused sunlight for typical CPV modules is not used for electricity generation, and the transparent CPV is utilized as the secondary light source to crops. The diffused sunlight does not create shadow and improves the inhomogeneity of PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) from the stripe of shadows by PV modules, thus improving the yield. This paper predicts PPFD by the transparent CPV modules and the effectiveness of its use for the agro-photovoltaic system.

    DOI: 10.1063/5.0146145

    Scopus

  • Estimation Model of Agrivoltaic Systems Maximizing for Both Photovoltaic Electricity Generation and Agricultural Production 査読あり

    Yajima, Daisuke Toyoda, Teruya Kirimura, Masaaki Araki, Kenji Ota, Yasuyuki Nishioka, Kensuke

    Energies   16 ( 7 )   3261 - 3261   2023年4月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Energies  

    Climate change and increasing food demand are global issues that require immediate attention. The agrivoltaic system, which involves installing solar panels above farmland, can simultaneously solve climate and food issues. However, current systems tend to reduce agricultural production and delay the harvest period due to shading by the solar panels. A delayed harvest period impacts the income of farmers who wish to sell produce at specific times. Incorporating a model that calculates the amount of electricity generated by solar irradiation, this study establishes a model to estimate the correct start date of cultivation for solar panel covered crops to ensure the correct harvest date and determines the expected income of farmers by calculating agricultural production and power generation. Using taro cultivation in Miyazaki Prefecture as a case study, the model estimated that the start date of cultivation should be brought forward by 23 days to ensure the ideal harvest period and agricultural production. This would prevent an opportunity loss of USD 16,000 per year for a farm area of 10,000 m2. Furthermore, an additional income of USD 142,000 per year can be expected by adjusting shading rates for the cultivation and non-cultivation periods.

    DOI: 10.3390/en16073261

    Scopus

    CiNii Research

  • Agrivoltaic system: Estimation of photosynthetic photon flux density under solar panels based on solar irradiation data using all-climate solar spectrum model 査読あり

    Yajima D., Toyoda T., Kirimura M., Araki K., Ota Y., Nishioka K.

    Cleaner Engineering and Technology   12   100594 - 100594   2023年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Cleaner Engineering and Technology  

    Climate change and increasing food production due to population growth are global challenges that need immediate attention. The introduction of renewable energy to mitigate climate change and the requirement of adequate land to increase food production are generally mutually exclusive. However, an agrivoltaic system generates renewable electricity and produces agricultural products from a common piece of land, thus increasing the land productivity. In addition, this system contributes to local production, thus reducing the CO2 emissions from logistics. Photovoltaic arrays in previous studies were designed by calculating the irradiance in W/m2, even in recent studies. A careful design of the farmland's illumination must be developed for effective agriculture. The simulations must be scaled based on photosynthetic photon flux density rather than irradiance commonly applied in photovoltaic technology simulations. This study focused on the photosynthetic photon flux density and employed an all-climate solar spectrum model to calculate the photosynthetic photon flux density accurately on farmland partially shaded by solar panels and supporting tubes. This study described an algorithm for estimating the photosynthetic photon flux density values under solar panels. The calculated data were validated using the photosynthetic photon flux density sensors. To calculate the photosynthetic photon flux density under the solar panels, it is essential to weigh the direct and diffused components shaded by the solar panels separately because they have different spectrums. A method to quantify the shading was explored here by solar panels and their supporting tubes for the direct and diffused component as the sun moves. The calculation formula was established by defining the sun's moves and the positions of solar panels and their supporting tubes in terms of elevation and azimuth angles from the observation point. It was found that the waveform based on the calculation formula for the photosynthetic photon flux density under the solar panels reproduced the same tendency as the measured photosynthetic photon flux density. To evaluate this trend numerically, the measured and calculated photosynthetic photon flux densities were compared using the standard residuals. Generally, the similarity of the two values is confirmed by a standard residual value between −3 and 3. The result of this study showed that the standard residual values were negative in more frequencies except for the zero photosynthetic photon flux density at night. This indicates that the calculated photosynthetic photon flux density tends to be higher than the measured photosynthetic photon flux density. The peak frequency of the standard residuals was between −6 and −3. This difference probably occurred because the established calculation formula targets the shading provided by the solar panels and supporting tubes but does not cover the shading provided by the other system structures. The calculation formula enables farmers to evaluate the economic efficiency of the system before introducing it using measured solar irradiation data at the target farmlands by introducing published neighborhood solar irradiation data and considering, in advance, measures to avoid the effects of shading on agricultural production. The next study will be to improve the accuracy of the calculation formula by increasing the number of days and develop a method that leads to the best practices of agricultural production and solar power generation by introducing the system.

    DOI: 10.1016/j.clet.2022.100594

    Scopus

    CiNii Research

  • Tissue-dependent seasonal variation and predictive models of strawberry firmness 査読あり

    Zushi, K., Yamamoto, M., Matsuura, M., Tsutsuki, K., Yonehana, A., Imamura, R., Takahashi, H., Kirimura, M.

    Scientia Horticulturae   307   111535 - 111535   2023年1月

     詳細を見る

    担当区分:最終著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientia Horticulturae  

    Firmness is an important quality factor in strawberries. We investigated the tissue-dependent seasonal variation in strawberry firmness in epidermis, cortex, and pith tissues, and also developed statistical predictive models for the seasonal changes in firmness using environmental conditions and fruit properties. The experiment was conducted at three locations (sites A, B, and C) and in different harvesting seasons from winter (December) to spring (May) during 2 years. The fruit properties, including the total soluble solids (TSS), acidity, and fruit surface color decreased toward the end of the season (from winter to spring), with fruit harvested in April and May having the lowest values at all research sites. Similarly, the epidermis firmness decreased 0.73-fold toward the end of the season at all the research sites. The cortex firmness of site A showed a marked decrease of 0.64-fold toward the end of the season, but that of sites B and C remained at constant levels. The pith firmness tended to be higher for fruit harvested in December than in other months. We tested the training dataset using the stepwise multiple linear regression analysis to construct the statistical predictive models of firmness. The goodness-of-fit of the firmness predictive models, shown by the adjusted square correlation coefficient, was 0.47–0.54 in the model using the input data for daily mean environmental conditions several days before harvest as well as fruit properties, including fruit weight, color, and TSS. Additionally, in the regression analysis between predicted and actual values, the predictive models demonstrated accurate high performance with a low predictive error (0.06 as relative root mean square error). Thus, we concluded that strawberry firmness shows seasonal variation within the epidermis and pith tissues, and that their predictive models were of adequate accuracy and usefulness without the need for time-consuming, costly measurement equipment.

    DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2022.111535

    Scopus

    CiNii Research

  • Effects of agrivoltaics (photovoltaic power generation facilities on farmland) on growing condition and yield of komatsuna, mizuna, kabu, and spinach 査読あり

    Masaaki Kirimura, Shinichi Takeshita, Mitsuhiro Matsuo, Kazufumi Zushi, Yoshinori Gejima, Chitose Honsho, Akira Nagaoka, Kensuke Nishioka

    Environmental Control in Biology   60 ( 2 )   117 - 127   2022年4月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Environmental Control in Biology  

    In a sustainable society, it is necessary to develop systems that produce enough food and energy while also preserving the environment. Both agricultural production for food generation and photovoltaics for renewable energy production require large, open fields. In this research study, we investigate the feasibility of combining food and energy production into a single field by examining the effects of installing photovoltaic equipment above land used for farming. We grew komatsuna, kabu, mizuna, and spinach underneath photovoltaic equipment, and investigated the influence of shading from the photovoltaic equipment on plant growth and yields during winter cultivation. As expected, both the amount of solar radiation and the air and soil temperature were lower under the photovoltaics than those under the open field. The growth rate of komatsuna, kabu, and mizuna were slower. However, yields and qualities sufficient to meet market demands remained possible with extension of the cultivation periods. Therefore, although temperature and solar radiation are reduced under the photovoltaic equipment in winter, it is nevertheless possible to produce vegetables in the farmland, providing a novel opportunity to realize an integrated agricultural system with parallel production of food and energy.

    DOI: 10.2525/ecb.60.117

    Scopus

    CiNii Research

    researchmap

全件表示 >>

書籍等出版物 【 表示 / 非表示

全件表示 >>

MISC 【 表示 / 非表示

  • 植物工場の養液栽培における培養液管理 招待あり

    霧村雅昭

    科学と工業   84 ( 3 )   103 - 112   2010年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   出版者・発行元:社団法人大阪工研協会  

講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • ズッキーニの着果率改善に向けた花粉稔性に関する研究

    大西冬花,沖野圭志朗,霧村雅昭

    一般社団法人高等教育コンソーシアム宮崎令和5年度公募型卒業研究テーマ成果発表会  2024年2月27日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年2月27日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  • イチゴの健全苗育成および養液栽培のための閉鎖型・養液栽培システムの検討-多芽体培養した個体の順化条件の検討-

    加藤彰太,野﨑克弘,黒木尚,沖野圭志朗,霧村雅昭

    一般社団法人高等教育コンソーシアム宮崎令和5年度公募型卒業研究テーマ成果発表会  2024年2月27日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年2月27日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  • イチゴ栽培に適した無機固形培地の検討

    堀井彩香,野﨑克弘,黒木尚,沖野圭志朗,霧村雅昭

    一般社団法人高等教育コンソーシアム宮崎令和5年度公募型卒業研究テーマ成果発表会  2024年2月27日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年2月27日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  • 電熱ヒーターを用いた株元加温によるナスの促成栽培における経済性の評価

    前田教行,鳥原亮,中谷勝彦,斉藤孝博,渡邊尚哉,霧村雅昭

    日本農業気象学会九州支部2023年大会  2023年12月8日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月7日 - 2023年12月8日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • LED植物工場におけるワサビ栽培の最適条件の検討 -品種と明期の違いが生育に及ぼす影響-

    秋吉慧悟,並木郁斗,北村浩康,霧村雅昭

    日本生物環境工学会2023年豊橋大会  2023年9月13日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年9月12日 - 2023年9月15日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

全件表示 >>

受賞 【 表示 / 非表示

  • ベストポスター賞

    2022年12月   日本生物環境工学会九州支部2022年熊本大会   LED植物工場産レタスの品種と包装,貯蔵温度の違いが品質に及ぼす影響

    柳沢美遥,永田奏絵,迫 里沙,圖師一文,霧村雅昭

     詳細を見る

    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

  • ベストポスター賞

    2022年12月   日本生物環境工学会九州支部2022年熊本大会   ウスベニアオイとゼニアオイの栽培に適した光条件の検討

    永田奏絵,柳沢美遥,迫 里沙,霧村雅昭

     詳細を見る

    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

  • ベストポスター賞

    2021年12月   日本生物環境工学会九州支部   LED植物工場でのレタス栽培における刈取収穫と掻取収穫に適した品種と栽培環境の検討

    岡崎彗,霧村雅昭,三上博幸

     詳細を見る

    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

  • ベストポスター賞

    2021年12月   日本生物環境工学会九州支部   豚舎排水のオゾン処理による水質改善と培養液利用の検討

    木下 智惠,霧村雅昭

     詳細を見る

    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

  • ベストポスター賞

    2021年3月   高等教育コンソーシアム宮崎   四季成り性イチゴ‘みやざきなつはるか’の花芽分化特性解明

    坂木海州

     詳細を見る

    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

全件表示 >>

科研費(文科省・学振・厚労省)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 栽培履歴が野菜貯蔵中の機能性成分含量に及ぼす影響と変動予測モデルの構築

    研究課題/領域番号:21H02319  2021年04月 - 2025年03月

    独立行政法人日本学術振興会  科学研究費補助金  基盤研究(B)

    圖師 一文、

     詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

  • 営農型太陽光発電のシステムおよび作型の最適化アルゴリズムの構築

    研究課題/領域番号:19K06338  2019年04月 - 2023年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

     詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  • 有機物由来培養液を用いた養液栽培の実用化に関する研究

    研究課題/領域番号:26740051  2014年04月 - 2018年03月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

     詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    本研究では今後需要の拡大が見込まれる一方,栽培方法が確立されていない有機物由来液肥を用いた養液栽培について行う.特に,培養液の成分組成の調整方法やpH 管理方法など,培養液管理に関する基本的な問題を解決することで,未利用資源を有効活用した持続可能な養液栽培の実用化に取り組む.また,天然鉱物由来肥料は採取時に環境負荷が伴うため,本研究では用いない.

  • メタン発酵消化液の有効利用による資源循環型農業および水浄化システムの構築

    研究課題/領域番号:16380223  2004年04月 - 2008年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

     詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

    バイオガスプラントから発生する消化液の用途は様々であるが,主として1)転作水田の有効利用2)畑地用飼料生産への利用,3)放牧草地への利用, 4)野菜,果樹,園芸への利用が考えられる.これらの農産物生産へ有効利用するためには,消化液を液肥として直接利用するだけではなく,作物に応じた養分調節,固形化,肥効調節等を通じて,消化液利用が汎用的かつ簡便で,環境問題(硝酸による地下水汚染,亜酸化窒素およびメタン等の環境に対する有害ガス)が解決可能な消化液の形態の開発と消化液浄化システムの開発が必要である.本研究では,特に水田で栽培する飼料作物および、ブルーベリー栽培システムに対して,消化液の施用方法(適量,施用時期,施用形態)を求めるとともに,環境への影響把握(地下水の硝酸汚染、亜酸化窒素ガスの発生量)および窒素,リン循環の視点から,各システムにおける環境保全・資源循環機能を明らかにする.

その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • メタン発酵消化液を利用した水田・畑における窒素リン循環モデルの構築

    2006年04月 - 2007年03月

    国立大学法人宮崎大学  平成19年度学部長裁量経費(研究推進経費) 

     詳細を見る

    資金種別:競争的資金

     農業における実用的な全体系最適化シミュレーションの実現を目的とし,物質循環モデルを中心とした「メタン発酵消化液を利用した水田・畑における窒素リン循環モデル」を構築する.
      モデリングに必要となるデータの収集を目的として,ノットグラス-イタリアンライグラス栽培体系の水田に,消化液を各刈り取り時に窒素量15 kg/10a(年間約100 kg/10a)と多量に施用し,飼料作物および環境への影響を調査する.調査および検討項目として1)各刈り取り時の収量,消化率,NおよびPを含む無機成分含有率の測定,2)牧草およびサイレージ原料としての品質と植物体への窒素を含む資源移行量の評価,3)定期的(1回/週程度)な地下水のNO3,NH4およびP濃度の測定,4)定期的(1回/週程度)な土壌孔隙水(異なる土壌深度)のNO3,NH4およびP濃度の測定,5)消化液施用後の土壌におけるNおよびPの動態の把握,6)土壌のpHや三相分布等の理化学性の測定,7)消化液施用後におけるメタン(CH4)ガスおよび亜酸化二窒素(N2O)ガス発生量の測定を予定する.
      さらに,栽培試験の結果から成分毎に物質循環モデルを構築し,それぞれをモジュール化することでシミュレーションソフトの開発を目指す.

研究・技術シーズ 【 表示 / 非表示