hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高エネルギーハドロン反応におけるシングルスピン非対称の解明とハドロン構造の研究

高エネルギーハドロン反応で観測されるシングルスピン非対称の一種である横偏極ハイペロン生成現象に関する研究を行った.シングルスピン非対称は高エネルギー包含過程の伝統的な枠組みであるパートン模型と摂動論的量子色力学では説明できない現象であり,QCDを厳密に用いた微分断面積の定式化手法であるツイスト3機構によって記述できることが知られている.そのためSSA現象の解明はハドロン内部でのパートン分布や相間,さらにはその背後にあるQCDダイナミクスの理解が期待できる.今年度は,シングルスピン非対称として半包含無偏極電子-核子衝突過程(SIDIS過程)及び無偏極核子核子衝突過程における横偏極ハイペロン生成現象に関し,終状態ハイペロンへの散乱パートンの破砕に対するパートン多体相間の効果に着目した.この多体相間効果はクォーク・グルーオン相関及び純粋なグルーオン相関の2種類があり,それぞれ対応するツイスト3破砕関数の寄与として断面積中に現れる.本研究では偏極ハイペロン生成に関する上記2過程について,ツイスト3破砕関数の寄与する断面積の導出を行った.SIDIS過程の研究では,クォーク・グルーオン相関の寄与に関し,ツイスト3機構によりQCDの結合定数について主要近似(LO)で完全な解析公式を導出した.また純粋なグルーオン相関の寄与に関しては,カラーSU(3)群の構造定数を考慮したツイスト3グルーオン破砕関数の定義付けを新たに行った.その上で,ツイスト3機構に基づき純粋なグルーオン相関の寄与を取り入れた定式化の枠組みを構築した.今年度の研究では,SIDIS過程におけるクォーク・グルーオン相関に寄与の完全な記述と,純粋なグルーオン相関に関しSIDIS過程と核子核子過程に対応した定式化の枠組みを構築することができた.しかし当初の計画ではグルーオン相関の寄与する断面積の完全な導出を目指しており,本年度はそこまで達成することができなかった.これは純粋なグルーオン相関の計算が非常に複雑であり,時間を要したためである.以上のことから研究に進展はみられるものの予定通りに研究を進めることができなかったため,「やや遅れている.」と評した.本年度は前年度に引き続き,横偏極ハイペロン生成過程に関して純粋なグルーオン相関の寄与する断面積の導出を目指す.グルーオン相関の非摂動的効果を担うツイスト3破砕関数には,クォーク場とグルーオンの強度テンソルについて2体及び3体の相関関数として書けるものが存在し,それらの間にはQCDの運動方程式やローレンツ不変性による制限があるため,これを考慮したパートン間断面積計算を実行する.両過程の計算ともにハード断面積を表す多くのファインマン図形の解析計算が課題となっており,これを数式計算ソフト上で走るTracer programを用いて実行する.その後,導いた各過程の解析公式をもとに既存の実験データ解析を行い,ハイペロン偏極の発現メカニズムについての描像を得る.高エネルギーハドロン反応で観測されるシングルスピン非対称の一種である横偏極ハイペロン生成現象に関する研究を行った.シングルスピン非対称は高エネルギー包含過程の伝統的な枠組みであるパートン模型と摂動論的量子色力学では説明できない現象であり,QCDを厳密に用いた微分断面積の定式化手法であるツイスト3機構によって記述できることが知られている.そのためSSA現象の解明はハドロン内部でのパートン分布や相間,さらにはその背後にあるQCDダイナミクスの理解が期待できる.今年度は,シングルスピン非対称として半包含無偏極電子-核子衝突過程(SIDIS過程)及び無偏極核子核子衝突過程における横偏極ハイペロン生成現象に関し,終状態ハイペロンへの散乱パートンの破砕に対するパートン多体相間の効果に着目した.この多体相間効果はクォーク・グルーオン相関及び純粋なグルーオン相関の2種類があり,それぞれ対応するツイスト3破砕関数の寄与として断面積中に現れる.本研究では偏極ハイペロン生成に関する上記2過程について,ツイスト3破砕関数の寄与する断面積の導出を行った.SIDIS過程の研究では,クォーク・グルーオン相関の寄与に関し,ツイスト3機構によりQCDの結合定数について主要近似(LO)で完全な解析公式を導出した.また純粋なグルーオン相関の寄与に関しては,カラーSU(3)群の構造定数を考慮したツイスト3グルーオン破砕関数の定義付けを新たに行った.その上で,ツイスト3機構に基づき純粋なグルーオン相関の寄与を取り入れた定式化の枠組みを構築した.今年度の研究では,SIDIS過程におけるクォーク・グルーオン相関に寄与の完全な記述と,純粋なグルーオン相関に関しSIDIS過程と核子核子過程に対応した定式化の枠組みを構築することができた.しかし当初の計画ではグルーオン相関の寄与する断面積の完全な導出を目指しており,本年度はそこまで達成することができなかった.これは純粋なグルーオン相関の計算が非常に複雑であり,時間を要したためである.以上のことから研究に進展はみられるものの予定通りに研究を進めることができなかったため,「やや遅れている.」と評した.本年度は前年度に引き続き,横偏極ハイペロン生成過程に関して純粋なグルーオン相関の寄与する断面積の導出を目指す.グルーオン相関の非摂動的効果を担うツイスト3破砕関数には,クォーク場とグルーオンの強度テンソルについて2体及び3体の相関関数として書けるものが存在し,それらの間にはQCDの運動方程式やローレンツ不変性による制限があるため,これを考慮したパートン間断面積計算を実行する.両過程の計算ともにハード断面積を表す多くのファインマン図形の解析計算が課題となっており,これを数式計算ソフト上で走るTracer programを用いて実行する.
生体内組織形成術により作製したバイオバルブの全人工心臓への応用

本研究では、皮下などの体内を組織構築の場(バイオリアクター)にして自己組織からなる移植片を作製する生体内組織形成術を応用し、全人工心臓用バイオバルブの開発を行った。バイオバルブ作製用の鋳型を設計、試作し、大動物の皮下でバイオバルブを作製した。全人工心臓への応用を目的とし、1ステンレスリング付バイオバルブ、2ステント付バイオバルブ、3導管付バイオバルブの計3種類を試作した。作製したバイオバルブを拍動流模擬循環回路に接続し生体外評価試験を行った結果、全人工心臓に適用可能な性能を示した。3種類のバイオバルブの評価結果を基に、全人工心臓の血液ポンプに組み込むための血液ポンプ用バイオバルブを作製した。(1)3DCADにてバイオバルブ作製用基材の設計を行い、3Dプリンタを用いて円柱型アクリル基材を作製した。この基材と同様に3DCADで設計した王冠状のステンレス製リングとを組み合わせた鋳型を成ヤギの皮下に埋込した。約一カ月後に摘出し、アクリル基材を除去することでステンレス製リング内部に結合組織からなるバイオバルブ(内径20 mm)が一体化した試作品が作製できた。(2)得られた試作品を大動脈弁位に接続して、拍動流模擬循環回路を用いた機能評価試験を行った。作動流体は37°Cの生理食塩水を用いた。体循環系の圧力負荷に対するバイオバルブの弁機能に関して予備的な検討を行うと、拍動数70-120 bpm、平均大動脈圧約100 mm Hgにおける拍出量は4.8-5.9 L/minとなり、平均逆流率は約11 %であった。バイオバルブは試作段階ではあったが、TAH用として適用可能であることが示唆され、今後の改良によって十分な弁機能が得られると期待された。本研究では、皮下などの体内を組織構築の場(バイオリアクター)にして自己組織からなる移植片を作製する新しい生体内組織形成術(In body tissue architecture technology)を応用し、全人工心臓(Total Artificial Heart:以下、TAH)用バイオバルブの開発を目的としている。本年度はTAH用血液ポンプに組み込むための肺動脈弁用バイオバルブを試作し、生体外機能評価を行った。また、バイオバルブを組み込むための血液ポンプの設計を開始した。(1) 3D CADにて肺動脈弁用バイオバルブの基材の設計を行い、3Dプリンタを用いて円柱型アクリル基材を作製した。この基材と同様に3D CADで設計したステントとを組み合わせた鋳型を成ヤギの皮下に埋込した。約一カ月後に摘出し、アクリル基材を除去することでステントと結合組織からなる肺動脈弁用バイオバルブ(内径25 mm)の試作品を作製した。(2)得られた試作品を肺動脈弁位に接続して、拍動流模擬循環回路を用いた機能評価試験を行った。肺循環系の圧力負荷に対するバイオバルブの弁機能に関して検討を行った結果、拍動数70-120 bpm、平均肺動脈圧約18 mm Hgにおける拍出量は6.2-7.6 L/minとなり、平均逆流率は約11 %であった。肺動脈弁用バイオバルブは試作段階ではあったが、TAH用として適用可能であることが示唆され、今後の改良によって十分な弁機能が得られると期待された。(3)バイオバルブを血液ポンプへ組み込んだ状態で評価を行うために、拍動型補助人工心臓用血液ポンプを応用した血液ポンプの設計を開始した。本研究では、皮下などの体内を組織構築の場(バイオリアクター)にして自己組織からなる移植片を作製する新しい生体内組織形成術(In body tissue architecture technology)を応用し、全人工心臓用バイオバルブの開発を目的としている。本年度は昨年度試作した肺動脈弁用ステント付バイオバルブの改良を行い、生体外機能評価を行った。更に、完全に自己組織のみからなる導管付バイオバルブの作製を開始した。(1)昨年度開発したステント付バイオバルブの弁葉形状は開放位であり、弁葉が閉じる際の逆流が多いことから改良の必要性が示唆された。そこで、アクリル基材のデザインを変更することで閉鎖位型ステント付バイオバルブの試作を試みた。改良したアクリル製基材とステントとを組み合わせた鋳型を成ヤギの皮下に埋込した。約一カ月後に摘出し、アクリル基材を除去することでステントと結合組織からなる閉鎖位型ステント付バイオバルブ(内径25 mm)の試作品を作製した。肺循環系の圧力負荷に対するバイオバルブの弁機能に関して検討を行った結果、開放位型の逆流率は約11%であったのに対し、閉鎖位型の逆流率は約6%であった。弁葉形状を閉鎖位型にすることでステント付バイオバルブの性能の向上が確認された。(3)ステント付バイオバルブと比較し耐久性の向上が期待可能な完全に自己組織のみからなる導管付バイオバルブの試作を開始した。3D CADにて導管付バイオバルブ基材の設計を行い、3Dプリンタを用いてアクリル製の鋳型を作製し成ヤギの皮下に埋込した。

約一カ月後に摘出し、アクリル基材を除去することで完全に結合組織のみからなる導管付バイオバルブの試作品を作製した。ステント付バイオバルブの鋳型を閉鎖位型へ改良し、成ヤギへの埋め込みによる閉鎖位型ステント付バイオバルブの試作を実行できた。拍動流模擬循環回路にて肺循環系の条件下にて閉鎖位型ステント付バイオバルブの生体外弁機能評価を実施できた。導管付バイオバルブの鋳型の設計・製作を基に、成ヤギへの埋め込みによる導管付バイオバルブの試作を実行できた。本研究では、皮下などの体内を組織構築の場(バイオリアクター)にして自己組織からなる移植片を作製する新しい生体内組織形成術(In body tissue architecture technology)を応用し、全人工心臓用バイオバルブの開発を目的としている。本年度は昨年度試作した導管付バイオバルブの生体外機能評価を行った。更に、導管付バイオバルブの基材を基に改良を行い、血液ポンプ用バイオバルブを作製した。(1)ステント付バイオバルブと比較し、より耐久性の向上が期待可能な完全に自己組織のみからなる導管付バイオバルブの生体外機能評価を行った。導管付バイオバルブ(内径20mm)を肺動脈弁位に接続して、拍動流模擬循環回路を用いた機能評価試験を行った。作動流体は37°Cの生理食塩水を用いた。肺循環系の圧力負荷に対するバイオバルブの弁機能に関して検討を行った結果、導管付バイオバルブの逆流率は約5%であった。ステント付バイオバルブの逆流率は約6%であり、同等の性能が得られることが確認された。(2)バイオバルブを血液ポンプに組み込むことを考慮し、導管付バイオバルブを基に、完全に自己組織のみからなる血液ポンプ用バイオバルブの試作を開始した。3D CADにて血液ポンプ用バイオバルブ基材の設計を行い、3Dプリンタを用いてアクリル製の鋳型を作製し成ヤギの皮下に埋込した。約二カ月後に摘出し、アクリル基材を除去することで完全に自己組織のみからなる血液ポンプ用バイオバルブの試作品を作製した。本研究では、皮下などの体内を組織構築の場(バイオリアクター)にして自己組織からなる移植片を作製する生体内組織形成術を応用し、全人工心臓用バイオバルブの開発を行った。バイオバルブ作製用の鋳型を設計、試作し、大動物の皮下でバイオバルブを作製した。全人工心臓への応用を目的とし、1ステンレスリング付バイオバルブ、2ステント付バイオバルブ、3導管付バイオバルブの計3種類を試作した。作製したバイオバルブを拍動流模擬循環回路に接続し生体外評価試験を行った結果、全人工心臓に適用可能な性能を示した。3種類のバイオバルブの評価結果を基に、全人工心臓の血液ポンプに組み込むための血液ポンプ用バイオバルブを作製した。肺動脈弁用バイオバルブの鋳型の設計・製作を基に、成ヤギへの埋め込みによる肺動脈用バイオバルブの試作が実行できた。拍動流模擬循環回路にて肺循環系の条件下にてバイオバルブの生体外弁機能評価を実施できた。また、拍動型補助人工心臓用血液ポンプを応用したバイオバルブ組み込み用血液ポンプの設計を開始した。本年度は、試作した導管付バイオバルブの拍動流模擬循環回路を用いた生体外評価を実施する。評価結果は適宜バイオバルブの改良にフィードバックさせて完成度を高める。並行して、導管付バイオバルブ組み込み用血液ポンプを試作し、バイオバルブとの一体化を図る。試作した血液ポンプを用いて、模擬循環回路における性能評価を実施する予定である。
CDC25フォスファターゼを阻害するビタミンK3誘導体の新規抗癌薬としての評価

ビタミンK3は、投与量依存的に肝癌細胞(Hep G2)に障害を与え、そのIC50は13.7μMと既存の抗癌剤に比較しやや低い殺細胞効果を示した。そのメカニズムとして別冊に添付したアクセプト英文論文にも記した如く、細胞周期のS期を短縮し、G2/M期を投与量依存的に延長するという注目すべき知見を得た。生化学的検討の結果、ビタミンK3は、cyclinA/cdk1とcyclinA/cdk2コンプレックスの増加を惹起するとともに、cyclinB/cdk1に関しては減少を起し、その結果、G2/M期の延長をもたらすとの結論を得た。G2/M期が有意に延長するという知見は、他のG2/M期に働く抗癌薬との併用に於いて相乗効果をもたらすことが期待され、その点について、G2/M期に働く抗癌剤であるエトポシドとビタミンK3の併用効果を検討した結果、ビタミンK3はエトポシドの効果を相乗的に増強することが判明した。一方、S期に働く、イリノテカンについては、ビタミンK3のS期を短縮する効果により、相乗効果は認められなかった(Biol.Pharm.Bull,31(6)inpress)。さらにビタミンK3の臨床応用を目指して、毒性を示さない濃度のVK3とビタミンC(VC)を併用することで、大腸癌細胞株に対して短時間から相乗的な細胞毒性を示し、その細胞毒性はVK3単独処理とは異なり特徴的な形態変化を伴うことを明らかにした。その際、細胞毒性を引き起こす要因には活性酸素種(ROS;reactive oxygen species)が関与していることが示唆され、VK3/VC併用による細胞毒性機序にはVK3単独による細胞毒機序と同様に、apoptosisが関与していることが示唆された。本研究によりVK3/VC併用も、また、大腸癌患者に対する抗癌剤としての使用を期待できる結果となった。また、生体の必須物質であり、経口投与可能なvitamin類を使用していることから、詳細な作用機序についてのさらなる検討を行うことで、重篤な副作用を回避でき、利便性の高い新規の薬物療法としての使用が期待でき、今後、この点に関し、臨床研究を行う必要があると考えている。本研究は、細胞周期調節性薬物としてのVK_3の可能性を探るため、ヒト肝癌細胞株HepG2を用いて抗腫瘍効果を中心に細胞周期制御系に関連する生化学的検討を加えた。VK_3単独でのHepG2に対する細胞毒性の評価とその発現機序としてS期及びG_2/M期細胞の変化に着目しフローサイトメトリーを用いて細胞周期制御系に対するメカニズムの検討を行なった結果、VK_3は3μMから30μMで濃度依存的にS期細胞の割合を有意に減少させ、G_2/M期細胞の割合を有意に増加させることを明らかとした。この現象を生化学的に検討する目的で、VK_3の細胞周期調節蛋白への影響を精査するために、ヒト肝癌細胞株HepG2にVK_3を添加し、不活性型である高リン酸化Cdk1、Cdk2及びCdk4の発現量およびCyclin A、Cyclin B、Cyclin Dを測定した結果、VK_310μM以上でCdk1、Cdk2、Cdk4の発現量を増加することが確認できた。

また、VK_3はCyclin Bの発現量を10μMから減少させ、またCyclin Dの発現量を30μMから減少させたが、Cyclin Dの発現量の減少はG_1期での停滞を惹起してS期細胞を減少させ、またCyclin Bの発現量の減少はM期の開始を阻害しG_2/M期細胞の増加を引き起こしたと考えられる。本研究では、さらにVE_3の臨床応用を目的とし、低用量のどタミンK_3とG_2期特異的制癌剤であるエトポシドとの併用効果に関する検討を行った。その結果、Etoposideと併用することによりHepG2に対する抗腫瘍効果が相乗的に増強することを確認した。本研究により、肝癌に対してVK_3を臨床応用する際に、副作用レベル以下の低用量のVK_3を投与しG_2期細胞を増加させた上で、G_2期特異的制癌剤を併用することにより抗腫瘍効果を増強させるという新しい化学療法レジメンの可能性を提供した。ビタミンK3は、投与量依存的に肝癌細胞(Hep G2)に障害を与え、そのIC50は13.7μMと既存の抗癌剤に比較したらやや低い殺細胞効果を示した。そのメカニズムとして別冊に添付したアクセプト英文論文にも記した如く、細胞周期のS期を短縮し、G2/M期を投与量依存的に延長するという注目すべき知見を得た。生化学的検討の結果、ビタミンK3は、cyclinA/cdk1とcyclinA/cdk2コンプレックスの増加を惹起するとともに、cyclinB/cdk1に関しては減少を起し、その結果、G2/M期の延長をもたらすとの結論を得た。G2/M期が有意に延長するという知見は、他のG2/M期に働く抗癌薬との併用に於いて相乗効果をもたらすことが期待され、その点について、G2/M期に働く抗癌剤であるエトポシドとビタミンK3の併用効果を検討した結果、ビタミンK3はエトポシドの効果を相乗的に増強することが判明した。一方、S期に働く、イリノテカンについては、ビタミンK3のS期を短縮する効果により、相乗効果は認められなかった(Biol.Pharm.Bull,31(6)in press)。さらにビタミンK3の臨床応用を目指して、毒性を示さない濃度のVK3とビタミンC(VC)を併用することで、大腸癌細胞株に対して短時間から相乗的な細胞毒性を示し、その細胞毒性はVK3単独処理とは異なり特徴的な形態変化を伴うことを明らかにした。その際、細胞毒性を引き起こす要因には活性酸素種(ROS;reactive oxygen species)が関与していることが示唆され、VK3/VC併用による細胞毒性機序にはVK3単独による細胞毒性機序と同様に、apoptosisが関与していることが示唆された。本研究によりVK3/VC併用も、また、大腸癌患者に対する抗癌剤としての使用を期待できる結果となった。また、生体の必須物質であり、経口投与可能なvitamin類を使用していることから、詳細な作用機序についてのさらなる検討を行うことで、重篤な副作用を回避でき、利便性の高い新規の薬物療法としての使用が期待でき、今後、この点に関し、臨床研究を行う必要があると考えている。
確率論的手法による船舶のシ-マ-ジン推定法の確立

本研究においては,船舶の性能設計段階で導入されてきたシ-マ-ジンに関して,従来の方法が必ずしも合理的でないことを指摘し,確率論の応用として航海速力維持の確率から新しく定義したシ-マ-ジンを提案し,その妥当性を実際の航海実績との比較によって検討した.就航実績の入手には困難を極めたが数隻の実存船の要目デ-タを用いて建造後10年以上に亘る船速の確率密度関数を推定し,現在用いられているシ-マ-ジンには合理性が乏しいことを明らかにした.最終年度には新造船のシ-マ-ジンを推定したが,この結果については,現在検討最終段階であるため研究成果報告書に載せることはできない.研究成果の概要は以下の通りである.1.現在用いられているシ-マ-ジンの持つ意味は,建造直後の航海での計画速力を維持するために導入されているように判断される.即ち,設計工学的な考慮はなされていない.2.建造数年後の1年間では,主機出力の余裕として通常の設計値よりもかなり大きい量を必要とし,設計段階でカバ-できる量ではないことが判明した.実際には,運航者は5年,10年間に亘って船の性能が低下しないとは考えておらず,性能低下を考慮して運航計画をたてるのが現状であるから,通常の15%シ-マ-ジンでも許容できるとの運航者の意見であった.3.本研究の成果としては,シ-マ-ジンの推定も大きな意味を持つが,現状では,航海速力の低下を予め推定して早くから長期に亘る運航計画をたて得ることの持つ意味が大きいことが判明した.4.航海速力を維持できないために生ずる逸失利益に対するペナルティの導入に関しては,実状にそぐわない面があるので検討を中止した.本研究においては,船舶の性能設計段階で導入されてきたシ-マ-ジンに関して,従来の方法が必ずしも合理的でないことを指摘し,確率論の応用として航海速力維持の確率から新しく定義したシ-マ-ジンを提案し,その妥当性を実際の航海実績との比較によって検討した.就航実績の入手には困難を極めたが数隻の実存船の要目デ-タを用いて建造後10年以上に亘る船速の確率密度関数を推定し,現在用いられているシ-マ-ジンには合理性が乏しいことを明らかにした.最終年度には新造船のシ-マ-ジンを推定したが,この結果については,現在検討最終段階であるため研究成果報告書に載せることはできない.研究成果の概要は以下の通りである.1.現在用いられているシ-マ-ジンの持つ意味は,建造直後の航海での計画速力を維持するために導入されているように判断される.即ち,設計工学的な考慮はなされていない.2.建造数年後の1年間では,主機出力の余裕として通常の設計値よりもかなり大きい量を必要とし,設計段階でカバ-できる量ではないことが判明した.実際には,運航者は5年,10年間に亘って船の性能が低下しないとは考えておらず,性能低下を考慮して運航計画をたてるのが現状であるから,通常の15%シ-マ-ジンでも許容できるとの運航者の意見であった.3.本研究の成果としては,シ-マ-ジンの推定も大きな意味を持つが,現状では,航海速力の低下を予め推定して早くから長期に亘る運航計画をたて得ることの持つ意味が大きいことが判明した.4.航海速力を維持できないために生ずる逸失利益に対するペナルティの導入に関しては,実状にそぐわない面があるので検討を中止した.本年度は、シ-マ-ジンを設計余裕として捉えなければならないという考え方の下に、従来の考え方及び定義のもつ問題点に関する検討を行った。その結果、考え方、定義ともに設計余裕としての意味は持っていないことが明らかとなった。そこで、設計余裕としてのシ-マ-ジンに、他の工業製品の設計において適用されているのと同様の確率論的な考え方(信頼性工学的考え方)を導入し、設計余裕としての意味を持たせることが可能であること及びその手法の提案を行うことが出来た。提案した手法の妥当性の検証のためには、既存の船舶を対象とした航海速力の推算による方法を採らねばならない。そこで、数隻の既存船舶のアブストラクトログブックを入手し就航実績の解析を行った。解析はアブログに記載されたデ-タ及び設計時に作成される性能曲線のみを用いて行われた。航海速力、船速低下の頻度分布を年間、出入渠間について求め、長期的に変化する船速低下の時間の関数として求めた。この結果を基に、遭遇海象の不確定さを考慮に入れて、予め求めておいた船速低下特性と遭遇海象の確率分布から就航後任意の時期における船速低下、航海速力の確率密度関数の推定を行い、就航実績とよく一致した推定値の得られることを確認した。以上の結果から、既存船のシ-マ-ジンの推算を行った結果、現状の主機出力の嵩上げでは、就航後1年目でも計画速力を維持できる確率は極めて低いことが明らかとなった。本年度は,昨年度入手した日本一豪州航路鉱石遅搬船2隻を対象として就航実績の解析を更に詳しく行うとともに,本研究提案する確率論をベ-スとした航海速力,シ-マ-ジンの推定法を用いたHindcastを行い,提案する手法の妥当性を検討した。就航実績の解析に当っては,アブストラクトログブックに記載されているデ-タ及び設計、建造直後の試運転成績のみを用い,一日平均,一航海平均のデ-タを解析の対象とした。

一隻(A船)については約2500日分のデ-タ,他の一隻(B船)については約1500日分のデ-タを用いて解析した。その結果,オイルショック時の減速運航中デ-タを除けば,船速低下に対する経年影響及び汚損影響を実用上差し支えない精度で得られることが判明した。現在の流体力学的研究成果を直接これら2つの影響の推定には用いるこてが出来ないので,船種,航路,大きさ等をパラメタ-として就航実績よりこれらの影響を求めておくのが妥当であると考えられる。海象影響の推定には,耐航性能理論を駆使して,平水中船速からの船速低下分(Nominal Speed Loss)の推定を行い,航海時の船速低下の確率密度関数更には航海速力の分布関数を推定し,就航実績の解析によって得られる航海速力の頻度分布と比較した。その結果,航海速力の分布関数と就航実績の頻度分布は経年影響,汚損影響を含めてよく一致することが明らかとなり,本研究で提案する手法が妥当であることが明らかとなった。実際のシ-マ-ジンは,運航戦略,運航形態に依存するので連航契約の詳細を知る必要のあることが明らかとなった。本年度は,本研究において提案した確率論的手法による船舶のシ-マ-ジンの応用として,新しく入手した新造船の要目デ-タを用いて建造後10年間に亘る船速の確率密度関数を推定し,年間の稼動時間を350日(停泊を含む)として,1年後,5年後,10年後の年間稼動率80%以上(計画速力を維持できる確率≧80%)とするために必要な主機馬力の推定を行った。この結果については、現在検討最終段階であるため研究成果報告書に載せることはできないが,その結果の概要は以下の通りである。1.1年間の稼動率を80%以上とするとき,主機出力の余裕は約20%である。この値は実際の設計値より約5%高いが,設計者の意見では運行スケジュ-ルの組み方でこの程度の差はカバ-できる。2.5年後の1年間では主機出力の余裕は約50%,10年後の1年間では約80%の余裕が必要となり,設計段階でカバ-できる量でないことが判明した。推定に用いられた経年影響,汚損影響の値は同種類,同寸法の船の実績値の平均であり、波浪に基づく船速低下の推定も概ね妥当であるので,推定結果は概ね正しいと考えられる。実際には,運航者は5年,10年間に亘って船の性能が低下しないとは考えておらず,性能低下を考慮して運航計画をたてるのが現状であるから,通常の15%シ-マ-ジンでも許容できるとの運航者の意見であった。3.本研究の成果としては,シ-マ-ジンの推定も大きな意味を持つが,現状では航海速力の低下を予め推定して早くから長期に亘る運航計画をたて得ることの持つ意味が大きいことが判明した。
インタラクティブボディガイドを活用したフィジカルアセスメント学習システムの構築

看護師のフィジカルアセスメントを支える解剖学知識の学習システム構築を試みた。まずフィジカルアセスメントに必要な解剖学知識抽出のために、看護師を対象に呼吸・循環に関するフィジカルアセスメント項目の知識と実践を調査をした。その結果、呼吸器・循環器の解剖学的知識の再学習の必要性を確認し、再学習項目の抽出ができた。次に学習者とインタラクティブなバーチャル教材:インタラクティブボディガイドを開発した。LEDランプ内容の聴診器を使い、学習者がトラッキング用ランプを腰に装着し、カメラが位置情報を読み取り、身体内部の画像をモニターで確認できるものである。その教材の有効性を学生らを対象とした研修会で確認した。I.「看護師のフィジカルアセスメントを支えるために必要な解剖学知識の抽出」を実施した。全国の地域医療支援病院に勤務する35年目の看護師に調査を実施した。調査内容は、呼吸および循環に関するフィジカルアセスメント項目の知識レベルと実践レベルの調査である。その結果、呼吸に関する構造と機能で、他者に教えることができると答えた看護師は[肺葉の位置]26.4%、[胸郭の局所または表面目印(位置・座標)]7.4%、[気管・気管支の位置]25.6%、[呼吸のしくみ(生理)]21.5%、[呼吸に関する神経]14.0%、[ガス交換]20.7%、[心臓の位置と大きさ]33.9%、[心臓の構造]30.6%、[体循環]33.9%、[肺循環]33.9%、[心拍出量の調節機構]16.5%、[動脈拍動と脈拍]15.7%、[弁]24.8%、[心音]5.8%、[心臓の収縮期と拡張期]19.0%であった。本調査から、呼吸器および循環器の解剖学知識について、看護師が自信をもって「わかる」まで再学習することの必要性が考えられた。II.「学習者とインタラクティブなバーチャル教材=インタラクティブボディガイドの開発」については、海外研究協力者のDr.Mignonneauと詳細に打ち合わせをし、Augment Stethoscopeとして開発することとなった。この教材には「インタラクティブ・コンピュータ・インスタレーション」を活用することを決定した。さらに、デバイスのデザイン、特徴、コストの視点から検討し、2タイプに絞り込んだ。現時点では2タイプの試作中である。研究目的II「学習者とのインタラクティブなバーチャル教材=インタラクティブボディガイドの開発」を中心に実施した。平成25年度に絞り込んだ2タイプの試作品を製作し、実際使用してリサーチした。magnetometerによるトラッキングをリサーチした結果、いくつかのメリットが明らかになった。また20センチ以内であれば聴診部位の位置の確認が可能であるが、強い磁気のマグネットが必要となり、装着時に重い、装着困難などいくつかのトラブルが予測されるなどのデメリットが明らかになった。位置マーカー(カメラ使用)によるものについてリサーチした結果、メリットとして、TシャツにTagをプリントすることで位置情報を伝えられるなどのメリットが明らかになった。これらについて検討を重ねた結果、位置マーカー(カメラトラッキング)での開発をすることに決定した。同時に平成25年度より継続して「臨床看護師のフィジカルアセスメントを支えるために必要な解剖学知識」について調査を実施した。循環・呼吸器系、腹部・口腔について、どの器官に関してもフィジカルアセスメントに必要な知識と実践は、活用の多さとの関連性はなかった。つまり、これらの調査で、フィジカルアセスメントを実施するうえで必要となる知識が十分であるとはいえない現状が明らかになった。少なくとも現時点では、研修や自己学習でフィジカルアセスメントに必要な構造と機能の知識を充実させる必要があり、早急に臨床看護師が自己学習や集団教育において、構造と機能の学習ができる教材や学習システムを構築することは意義があることが確認できた。平成26年度より継続して研究目的II「学習者とのインタラクティブなバーチャル教材:インタラクティブボディガイドの開発」を完成にむけて実施した。バーチャル教材の作成を依頼したDr.Laurent Mignonneauと綿密に連携をとりながら、13システムを再リサーチした。1Wearable Tee Shirtwith printed markingsについてはカメラシステムによる位置情報の取り込みを活用したもので、着用可能な形のハードウェアである。主な問題の一つは、Tシャツから十分な光と距離のタグが必要であり、カメラはいくつかのタグを読み取がうまくいかない結果になった。2Magnetic Tracking System(磁気追跡)については、センサから正しいデータを回路に構築することが非常に困難であることが判明した。3外部カメラシステム活用では、カメラトラッキングは、大まかな体の位置情報を得るためには良いが、それはボディガイドのためにミリメートル精度で聴診器の位置を追跡するのに十分正確ではなかった。そのため自作のシステムとして、器官をモニタ画面に上映させ、それを見ながら、聴診器が置かれている位置を自分の体の位置として正確に追跡できるようにする必要性を確認した。これらの結果よりインタラクティブボディガイドを完成させた。研究目的III「看護師のフィジカルアセスメントを支える解剖生理学を確認するための学習システム構築」として、学部学生や看護師を対象に完成させたバーチャル教材を用いたフィジカルアセスメント研修を実施した。その結果、このバーチャル教材は簡便に使用することができ、学習者の身体を用いて臓器の位置などの理解が深まることが確認できた。同時に、教材の改良点も明らかになった。

まずフィジカルアセスメントに必要な解剖学知識抽出のために、看護師を対象に呼吸・循環に関するフィジカルアセスメント項目の知識と実践を調査をした。その結果、呼吸器・循環器の解剖学的知識の再学習の必要性を確認し、再学習項目の抽出ができた。次に学習者とインタラクティブなバーチャル教材:インタラクティブボディガイドを開発した。LEDランプ内容の聴診器を使い、学習者がトラッキング用ランプを腰に装着し、カメラが位置情報を読み取り、身体内部の画像をモニターで確認できるものである。その教材の有効性を学生らを対象とした研修会で確認した。インタラクティブボディガイドの開発について、平成26年度に完成する予定であったが、試作品の作成およびその後のリサーチに時間がかかったこと、さらに研究協力者が来日し検討会議を実施するにあたり、日程調整が困難であったことが大きな理由である。基礎看護学平成27年度は完成をめざし、今年度の継続課題であるTracking softwareの開発として、「Tagデザインとトラッキング」「Wide angleでありながら小さいカメラ」を検討すること、3Dのディスプレイソフトウェア、コミュニケーションのプロトコール、キャリブレーションについてリサーチをする必要がある。これらを実施することで、教材を完成させる。完成後は目的3「看護師のフィジカルアセスメントを支える解剖生理学を確認するための学習システム構築」を行う。具体的には、完成した学習教材と先行研究で開発したARアプリ教材を活用した総合的な学習システムを構築する。構築された学習システムを、研究メンバーが実施するフィジカルアセスメントの研修会等で使用し評価を行う。さらに、今まで行った調査結果について看護系学会等で発表し、意見交換を行う。平成25年度はI.「看護師のフィジカルアセスメントを支えるために必要な解剖学知識の抽出」およびII.「学習者とインタラクティブなバーチャル教材=インタラクティブボディガイドの開発」が目的であった。Iについては、臨床看護師に対し調査を実施し、教育すべき解剖学知識の抽出ができた。IIについては海外研究協力者のDr.Mignonneauと詳細に打ち合わせをし、Augment Stethoscopeとして2タイプまで絞り込むことができた。検討の視点としては、デバイスのデザイン、特徴、コストである。現時点では2タイプの試作中である。平成26年度にはインタラクティブ教材を完成させる予定であったが、開発にあたって予定より多くのリサーチが必要となったこと、試作の結果開発するタイプの教材完成については、平成26年度の予算では不足することから、平成27年度に完成させることとなったため。平成26年度は、II.「学習者とのインタラクティブなバーチャル教材=インタラクティブボディガイドの開発」を中心に行う。平成25年度のI.
地球海水の水素同位体進化

太古代海洋底玄武岩の水素同位体組成を熱分解型質量分析法により決定した。約32億年前クリーバビル累層の試料200個以上を分析した結果、含水鉱物のdD値が変成度と明瞭な対応を示した。また現在の海洋底玄武岩に見られるのと同様なdD値と含水率の関係が得られた。これらの結果はいずれも、クリーバビル累層の含水鉱物が太古代海水の同位体情報を保持していることを示している。推定した32億年前海水のdD値は-21±5‰であり、地球史を通して海水は重水素を濃縮した事が分かり、水素散逸による海水の減少を示唆している。また、火成角閃石の分析から、海水だけでなくマントルのdD値も太古代は低かった可能性が示された。以下の研究対象地域に露出する太古代海洋地殻について、水素同位体計測を行った:1.南アフリカ、バーバートン緑色岩帯(約35億年前)、2.西オーストラリア、クリーバビル地域(約32億年前)、3.西オーストラリア、ビーズリーバー地域(約26億年前)。また、4.チリ、タイタオオフィオライト(約600万年前)についても同様の計測を行い、太古代岩石との比較を行った。各地域それぞれで、水素同位体比と変成度との対応関係を解析した結果、クリーバビル地域に産出する約32億年前の海洋地殻が最も海水情報を保持しており、本研究に理想的な地層であることが明らかになった。さらに海水同位体組成の見積もり確度を向上させるため、酸素同位体計測を進めている。計測にはテフロン粉末を用いたフッ化法により全岩酸素をO2として回収するために新たな分析モジュールを設置した。検討の結果水素、酸素の同時計測は期待したメリットが生かせないため、同一試料の水素同位体計測と酸素同位体計測を別個に実施するように計画を変更した。また、試料スクリーニングのプロトコルを評価するため、顕生代海洋地殻の水素・酸素同位体計測を新たに計画した。そのため、西南日本舞鶴帯に産するペルム紀緑色岩が研究対象として適切であるとの結論に達し、共同研究者から資料提供の内諾を得た。次年度からその分析を行う予定である。フッ化法による珪酸塩酸素同位体計測法について試薬レベルの分析が確立された。テフロンパウダーと1mgの珪酸塩試料を適当な量比で混合したのちに既存の熱分解型元素分析系へ導入することにより、珪酸塩中の酸素をCOに変換できるため、従来より簡便な方法で多試料の酸素同位体自動計測を行うことが可能となった。これを用いて、これまで水素同位体計測を行ってきた試料に対して、酸素同位体計測を順次適用している。一方、ペルム紀海洋地殻の水素同位体分析を行い、海水水素同位体比の保存過程と、試料スクリーニング法の検討を行った結果、顕生代の若い試料においても、海水同位体組成を反映しない試料がみられた。同位体組成の保存過程を考慮して、データのスクリーニングを行う上で、酸素同位体計測が重要となるため、顕生代・太古代、両者の試料についての計測を進める。これまでの予察分析をふまえると、全岩の酸素同位体と同時に、鉱物ごとの酸素同位体、および水酸基の酸素同位体を個別に決定することで、同位体比保存度によるスクリーニングの信頼度が高まることが示唆された。これらの分析を適宜追加する予定である。玄田が担当するモデル計算については、含水鉱物の分析から復元された当時の海水水素同位体組成から最終的に水素散逸量を制約することを試みている。これまでの分析結果を用いて、海水消費が宇宙への水素散逸のみによると仮定した場合は、過去30億年間の海水散逸量が数10%以内であるとの予察結果を得ている。初年度に、35, 32, 27, 26億年前の太古代海洋地殻と600万年前の海洋地殻について水素同位体計測を行ったのにくわえ、2年度にはペルム紀海洋地殻である井原緑色岩の水素同位体計測を行いった。これらの比較により、海水情報を保持するデータの選別をおこない、32億年前のクリーバビル層の試料が最も理想的であることが判明している。さらに海水同位体組成の見積もり確度を向上させるため、あらたに酸素同位体計測法を確立し、これを順次適用中である。開発した酸素同位体計測法では、テフロン粉末と含水鉱物試料を混合した試料をサンプラーに配置し、順次加熱することによりCOに変換する計測法であり、水素同位体計測と同様の多試料分析が可能となっている。これまで異なる年代の6地域で行った海洋底玄武岩の計測の結果を元に、海水同位体組成を復元するのに最も適した試料は32億年前のクリーバビル地域のものであることが明らかになった。同地域に分布する変玄武岩およびハンレイ岩は海洋底変成作用の履歴を保持しているとされており、4つの異なる変成度に分帯されている。変玄武岩の水素同位体組成は変成度および深度に対応して変化することが明らかになった。解析の結果、このトレンドは太古代当時の海洋地殻内で海水との反応を通して同位体交換された結果であること考えると変成温度との対応を矛盾なく説明できることが分かった。これに基いて推定される当時の海水dD値は現在海水よりも-20‰程度軽い。

海水の重水素濃縮が水素散逸によると仮定すると、この同位体差を得るためには5%程度の海水量が減少し、それに応じた酸化力が大気海洋系に供給された可能性のあることが分かった。また、同地域から、現在のマントル水素同位体比よりもdD値の低いハンレイ岩を発見した。これはTiに富む火成角閃石が含まれる事が明らかになった。この結果は、海水と同様に、当時のマントルの水素同位体組成も現在より重水素に枯渇していた可能性を示唆する。これを説明するためには、海洋ーマントル間の物質移動が従来想定されたよりも速い必要があり、地球表層の水素循環にとって重要な示唆を与えるものである。太古代海洋底玄武岩の水素同位体組成を熱分解型質量分析法により決定した。約32億年前クリーバビル累層の試料200個以上を分析した結果、含水鉱物のdD値が変成度と明瞭な対応を示した。また現在の海洋底玄武岩に見られるのと同様なdD値と含水率の関係が得られた。これらの結果はいずれも、クリーバビル累層の含水鉱物が太古代海水の同位体情報を保持していることを示している。推定した32億年前海水のdD値は-21±5‰であり、地球史を通して海水は重水素を濃縮した事が分かり、水素散逸による海水の減少を示唆している。また、火成角閃石の分析から、海水だけでなくマントルのdD値も太古代は低かった可能性が示された。水素同位体については年代の異なる4地域から計200試料以上のデータを取得しており、想定よりも多量のデータを出すことができた。これまでの分析結果から、異なる岩体では水素同位体組成の保存度が異なっていることが明らかとなり、そのためより確かな海水同位体組成を推定するためには、近過去の類似岩石を計測し、水素および酸素同位体組成を太古代岩体と比較することが重要であることが分かった。このため、当初予定に加えて、現在の海洋底玄武岩ガラスの計測を実施した。さらに、日本に露出する約300Maの海洋地殻について新たに研究および分析を開始した。計測法を確立したフッ化法による酸素同位体自動計測法を用いて、これまで水素同位体計測を行ってきた試料に対して、酸素同位体計測を順次適用する。また、年代幅をかせぐ目的で、追加の太古代試料についての計測も進める。昨年までに行った顕生代試料との比較検討の結果、水素同位体組成の保存過程を考慮して、データのスクリーニングを行う必要があることが判明しており、これを酸素同位体計測により行う。具体的にはまず、全岩の酸素同位体を計測したのちに、角閃石、緑泥石の抽出をおこない、これら鉱物ごとの酸素・水素同位体計測を行う。これら各種の同位体組成は変成温度環境と関係しており、海水との平衡値から鉱物の同位体組成が変化している場合に特異的な値を取ることが予想される。従って、全岩と鉱物ごとの酸素同位体組成の関係性を用いて、試料のスクリーニングを行う。それでも選別が不十分である場合の方策として、あらたに、含水鉱物の水酸基部分の酸素同位体を個別に決定することを試みている。珪酸位酸素と水酸基酸素の同位体分別は温度情報と対応していると予想されることから、同位体比保存度によるスクリーニングの信頼度が高まること期待される。これらスクリーニングされたデータを用いて水素同位体進化とその要因を理解するため、玄田が担当するモデル計算を引き続き行う。含水鉱物の分析から復元された当時の海水水素同位体組成から最終的に水素散逸量を制約する。これまでの分析結果を用いて、海水消費が宇宙への水素散逸のみによると仮定した場合は、過去30億年間の海水散逸量が数10%以内であるとの予察結果を得ている。これに加えて脱ガスと沈み込みを通したマントルとのやりとりをモデル化する。
地方都市の歴史的町並みにおける団体受け入れ民泊事業モデルの社会実験

国家戦略特別区域法に基づき、重要伝統的建造物群保存地区における簡易宿泊業が許可されるようになった。また、民泊事業導入に向けた法整備も進められている。本研究は、受け入れ基盤が弱い地方都市の歴史的町並みにおいて、より柔軟で実現可能な団体受け入れ民泊事業モデルの課題と可能性を明らかにすることを目的とする。本研究では、近年観光客が増加しているが宿泊機能などが十分でない佐賀県鹿島市肥前浜宿を対象として、団体宿泊の社会実験を行なったとともに、観光客や観光業者、並びに住民にアンケートを実施した。その結果、食事や風呂などの観光客宿泊の課題、公民館なども利用した団体受け入れの可能性などが明らかになった。本年度は、モデル研究地である佐賀県鹿島市肥前浜宿における受け入れ体制をチェックしてより適切な受け入れ体制を整え、社会実験を行うための準備を行うことを目標としていたが、さらに踏み込んで、昨年度に急遽行った団体宿泊客受け入れを踏まえた再実験と結果検証を行った。すなわち、受け入れ組織である実行委員会と打ち合わせをしながら以下のことを行った。(1)民泊できる建物の抽出と部屋数の整理、(2)空き家利活用の可能性の検討、(3)緊急時の通信機器のチェック・マニュアルづくり・情報交換体制づくり、(4)宿泊者の募集と社会実験のスケジュールなどの作成、(5)アンケートの作成、(6)社会実験の実施と検証、である。社会実験は、7月30日から8月3日にかけて4泊5日で行った。宿泊者は、近年のグローバル化も鑑みた結果、タイ人30名、韓国人9名、中国2名、ミヤンマー人1名、日本人16名の計63名であった。結果として、受け入れ体制の不十分な点(冷暖房、トイレの案内など)が浮き彫りになったが、一方で、モデル地の歴史的環境や住民の歓迎などに対する好印象を得ることができた。住民からは、周知方法の徹底、ゴミ処理などのマナーに関する問題などが浮き彫りになった。また、受け入れ体制としては、常時できるような仕組みになっていけばよいが、客の確保の可能性などについての疑問や金額設定の問題などを解消していく必要があることが指摘された。以上のように、アンケートの実施によって、今後の団体宿泊客受け入れに対する可能性と問題点を整理することができた。当初は予想していなかった社会実験を行うことができ、モニタリングを実施することができた。近年、重要伝統的建造物群保存地区(以下、重伝建地区とする)の保存物件において旅館業法の改正などの規制緩和がされた。本研究の目的は、受け入れ基盤の弱い歴史的町並みにおいて、住民・団体宿泊客・観光客・観光業者の意向を踏まえて民泊・民宿の導入可能性を明らかにすることである。対象地は、佐賀県鹿島市肥前浜宿である。肥前浜宿には、浜中町八本木宿地区(八宿地区)と浜庄津町浜金屋町地区(庄金地区)の2重伝建地区がある。まず、団体宿泊実験(2015年7月30日8月3日、2016年7月28日8月2日)を行い、団体宿泊者、受け入れ側の住民の双方にアンケート調査(直接配布回収方式)を行った。肥前浜宿ではすでに昨年度もアンケート調査(団体宿泊客55名、住民50名)を行っているが、サンプル数が不十分だったので、本年度も実施してサンプル数を増やして分析した(有効回答数102名、64名)。観光業者の意向は、ツアーバンク社に日帰り調査(7月29日)と一泊体験(11月26日)を依頼し、一泊体験の前後でヒアリングすることによって、肥前浜宿での宿泊に関する問題点や可能性について聞き取り意見交換した。一般観光客の意向は、10月23日にアンケート調査(直接配布回収方式、有効回答数75名)を行った。アンケートやヒアリングで得られたデータを集計し、比較考察した。今回の団体宿泊実験から、肥前浜宿での団体宿泊は、入浴施設などの設備面を整備しなくても、満足度が高く、観光業者も大学や外国人などの可能性を感じていることがわかった。しかし、一般観光客については、観光客は茅葺町家などでの宿泊を期待しているが、観光業者としては入浴施設等の設備やクレームなどの際の対応など、受入体制の不十分さに危惧があることが明らかになった。設備の設置状況の確認やビデオなどの設置までは準備できていない。来年度も引き続き社会実験を行うことにより、今回の問題の解消の検討、より安定性のある団体宿泊システム構築の検討などを行う必要がある。都市計画・都市設計研究依託費を支払う代わりに謝金を支払うことになったが、額が思ったより少なくて済んだ。また、進捗状況は順調であるが、設備などの整備がまだ行うことができなかったため、次年度に繰り越すことになった。ビデオなどの設営を行い、今後の調査に使用する。
寒地型草類の夏枯れ抵抗性に関する比較栄養生理学的解析

我国の西南暖地での草地の安定した生産性を維持するうえで寒地型草類の夏期高温寡雨のために顕在化する生産性の極端な低下、あるいは枯死株の発生、すなわち、夏枯れによることに起因して考えられる。この夏枯れ現象の発生機構の栄養生理学的解析に基ずいた、夏枯れの制御は西南暖地での土地依存型の草地農業にとって不可欠の課題である。本研究は数種の寒地型草類の夏枯れ耐抵性の比較栄養生理学的評価、および、耐杭性、暖地型草類の耐早性に関連する栄養生理的要因と対比しつつ検討した。この結果はつぎに示すとうりである。(1)梅雨期の土壌水分の過剰による根系発達の抑制程度の高かった草種ほど、梅雨明け後での夏枯れ程度は高く、相対生長量をパラメーターに耐抗性の順位はチモシー<レッドトップ<オーチャードグラス<トールフェスキュー<赤クロバー<白クロバー<アルファルファーであった。また、総根長/総葉面積比の高い草種ほど耐抗性は高く、純同化率もこの順位と一致していた。(2)TTC還元力とアルファナフチールアミン酸化力による根の活性度はチモシー、レッドトップで著るしく低下したが、他の草種での根活性度の低下は明瞭ではなかった。(3)気孔抵抗と葉水分ポテンチャルの関係をトールフェスキュー、オーチャードグラス、赤クローバーおよびアルファルファーの各草種について検討したが、夏枯れ抵抗性の高いトールアエスキューはオーチャードグルファルファーは赤クロバーに対し前期と同様の関係にあった。このことは暖地型草類の耐早性の強い草種ほど低い葉水分ポテンシャルでも、より低い気抗抗値を維持しうる事実と逆の関係にあり、高温寡雨期に光合成能を高く維持しうる事実より蒸散を抑性しうる草種が夏枯れ抵抗性が高い。(4)夏枯れ耐抗性の高い草種ほど葉組織細膜安定度は梅雨明け後高くなることが明らかとなった。(5)K.Pは梅雨明け以後、植物体中濃度が低下することより、夏枯れ抵抗性強化のためには根系発達させるためのPの施与とKの強化が必要と推定された。寒地型草類の夏枯れ抵抗性の強弱を評価するため、昭和61年度はイネ科寒地型草類としてトールフェスキュー,ケンタッキーブルーグラス,オーチャードグラス,チモシー,マメ科として赤クロバー,白クロバ,アルアルファを圃場に導入し試驗を実施した。なほ対象の暖地イネ科としてバヒヤブラス,マメ科としてデスモデュムをも導入した。また圃場への施肥はりん酸施与量は3レベルトした。その結果つぎの結果を得た。1.イネ科草類;(1)梅雨期の多降水量は圃場土壌を過湿に維持させ、根糸の発達に対し抑制的に仂き、その発達に顕著な草種間差異があった。相対生育量から見た、夏枯れ抵抗性の強弱はトールフスキュー>オーチャドグラス≧ケンタッキーブルグラス>チモシーの順であった。とともに根糸発達も相間が強くあった。(2)寒地型草類の単位葉面積当りのみかけの光合成能は30°C以上の高気温になると低下するが根呼吸は低下しなかった。

(3)したがって夏枯れ抵抗性の強弱は土壌過湿條件でも根糸発達と活性を維持し、かつ高温,水ストレス条件下でも、光合成能を高く維持しうる能力を効果的に保持しうる草種である必要があると結論しえた。(4)梅雨後の高気温,水ストレス条件下での灌水は、寒地型草類の生育を良好に維持しうるが、灌水の中断,ないし中止は夏枯れ抵抗性をより明瞭に、かつ、より激しく低下させる。すなわち、高気温,水ストレス条件に対しての適応性を、より低下せしめると考えられた。(5)夏枯れ抵抗性の要因は根糸の発達,吸水,養分能とともに地上部への根糸からの輸送能によることになると考えられ、このことに関連しての草地維持管理方式を確立すべきである。2.マメ科草類(1)根糸発達に対する檢討結果はイネ科のものとほゞ同様である。(2)寒地型草類の根粒の窒素固定能はより高温での低下度は、暖地型のそれにして大きい(2)それゆえ、高温,水ストレス条件下での窒素供給不足に対する抵抗性も夏枯れ要因の一つとして檢討すべきである。寒地型草類の夏枯れ抵抗性の強弱を評価するために,昭和62年度はイネ科草類としては昭和61年度は同様トールフェスキュ,ケンタッキーブルーグラス,オーチャドグラス,チモシー,マメ科としては赤クローバ,白クロバー,およびアルファルファーの他にクリムソンクロバーを圃場に栽培するとともに,土耕ポット栽培を実施し,供試草種の夏枯れ抵抗性の栄養生理的要因を検索した.I:(a)イネ科草類の夏枯抵抗性の強い順位は昨年と同様トールフェスキュ〉オーチャードグラス〉ケンタッキーブルーグラス〉チモシーであった.また根系の発達程度とともに,アルファナフチールアミン酸化力,およびTTC還元力より判断しえた根の生理的活性は夏枯れ抵抗性の強い草種ほど高かった.特に梅雨あけ以後の土壌水分pFの上昇期にこの差異は明瞭になった.(b)光合成能ならびに呼吸能に関する検討結果も昨年と同様,夏期高温寡湿下では光合成能が低下するが,根の呼吸能は低下せず,燐酸,カリおよびカルシウムの吸収は強く抑制された.(c)梅雨期の低い土壌pF条件下で,花芽形成から節間伸長期にかけては,根系の老化が進行することが,根組織のリグキン化程度の観察から明らかになった.それ故,出穂以前の刈取りは,根組織の老化の進行を抑制するので,夏枯れ抵抗性を強化しうる手段であると推論した.II:(a)マメ科草種はアルファルファでの根系の発達は極めて比較し草種間差異は明瞭ではなかった.特にアルファルファでの根系の発達は極めて良好で,土壌のより深層まで発達し,梅雨あけ後の高温寡雨期でも水分ストレス状態になることなく,養水分の吸収も良好に経過した.(b)このことより,梅雨あけ以後の潅水区と無潅水区とでその生育を比較すると本年はむしろ無潅水区の生育が良好であり,その生産力を維持しえた.前年度までの圃場および土耕ポット実験によって夏枯れ耐性の強弱はイネ科寒地型草種でトールフェスキュ>オーチヤドグラス>ペレニアルライグラス>レッドトップ>チモシ、そしてコメ科草種では、アルファルファ>白クローバー≧赤クローバの頃であった。本年度はこれら草種より、トールフェスキュトオーチャドグラスをイネ科草類から、そしてアルファルファと赤クロバーをマメ科草類から選択・圃場および土耕ポット試験を実施した。測定項目は純同化率、作物生長速度、単位栽培面積当り総根長、總葉積、ならびに葉水分ポテンシャル、滲透田、膨圧、気孔及びクテクラ抵抗の水分代謝に関する諸パラメーター、さらに葉組織の細胞膜安定性に関するものであり、これらの観察項目が、夏期高温寡両期での灌水(土壌PP1.8以下)と無灌水(Pに2.8程度)の区でどのように変動するかを観察した。その結果つぎの結論を得た。