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土壌物理学会大会:第62回 2020年10月31日(土)
発表
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発表者 所属機関 発表タイトル(和/英) 発表要旨 PDF要旨
0 清広 真輝、森 也寸志、開田 行美 岡山大学 本研究では土壌有機物量の推定、土壌有機物と土壌構成要素の相関推定を深層学習で行った。Harmonized World Soil Databaseの土壌データを使用し、特徴量選択とニューラルネットワークモデルを作成した。アジア、ヨーロッパ、オーストラリアの高精度モデルにおいて共通の特徴量としてシルト、乾燥密度、陽イオン交換容量、塩基飽和度が選択された。またROSETTAを用い水理パラメータを導出、入力項目の一部と置換し、SOCと土壌物理特性との相関推定を行った。 ダウンロード
0 小田奈苗、小島悠揮、川島知之、神谷浩二 岐阜大学工学部 1.はじめに 植物根は,土壌に対して様々な機能を持っている.例えば,土壌のせん断補強効果や侵食抵抗,またファイトレメディエーションによる土壌浄化効果などがあげられる.これらのような根が持つ様々な機能を評価する際には,根群密度などの根の形態を把握することが重要である.根群密度の把握には土壌断面法が広く用いられるが,植物の生育に与える影響が大きい.また,一度の調査によって根圏土壌を撹拌してしまう問題点がある.そこで,植物の生育に与える影響を最小に抑え,継時的に評価する方法として,サーモTDRによる測定手法を提案する.サーモTDRでは土壌の電気特性と熱特性を測定するが,それらの土壌特性から根群密度が推定できる可能性がある.そこで本研究ではその第一段階として,植物根が土壌の熱特性に与える影響を解明することを目的とした. 2.実験方法 内径12㎝,深さ12㎝のポットに高さ5㎝まで乾燥密度760 kg m-3で黒ボク土を充填した.各ポットにてギニアグラスを栽培し,その間サーモTDRによって土壌の体積含水率と熱特性を測定した(写真1).様々な根群密度を再現するために播種量を1ポットにつき種10粒,20粒,30粒,40粒と変化させた.実験には,Liu et al. (2008)のデザインのサーモTDR(プローブ外径2.1㎜,長さ50㎜,プローブ間隔8㎜)を使用した.サーモTDRは土壌中の深さ2.5㎝に設置した.サーモTDRの制御・計測にはTDR100,データロガーCR1000,マルチプレクサーAM16/32,AM416,SDMX-50(いずれもCampbell Scientific)を用い,6時間に1回の頻度で測定を行った.ギニアグラスの栽培は25℃の恒温室内にて,観葉植物用蛍光灯による常時照射条件下で行った.発芽後の初期成育期間では,2日に1回30mlの給水を行った.発芽から2週間経過後は,3日に1回ポット毎の様子を観察しながら給水し,良好な水分状態を保持するよう努めた.栽培は約2か月間行った.測定終了後,ギニアグラスの地表面上部を刈り取り,炉乾燥(24時間105℃)にて乾燥重量を測定した.また地下部分の根を取り出すため1㎜篩と0.5㎜篩を用いて土粒子と根を分離させた.さらに根に密着した土を丁寧に水で洗い流し,炉乾燥(24時間105℃)にて根の乾燥重量を求めた.黒ボク土の乾燥密度も同様に炉乾燥(24時間105℃)させて測定した.得られた根の乾燥重量を土壌の体積で除すことで,根群密度を求めた.各ポットの根群密度と,サーモTDRによる計測結果から,根の存在が土壌特性に与える影響について評価した. 3.結果と考察  図1にサーモTDRによって測定された根群密度が異なる土壌の体積含水率と熱特性の関係性を示した.ここで炉乾燥によって測定されたポットA~Dの根群密度は1.2, 2.0, 2.1, 2.6 kg m-3で,ポットAとDでは2倍以上の差があった.図1から根群密度の増加によって体積熱容量,熱伝導率ともに減少していることが分かった.例えば,体積含水率0.30 m3 m-3の場合を見てみると,ポットDの体積熱容量は,ポットAより1.08 MJ m-3 ℃-1(40%)も小さかった.またポットDの熱伝導率はポットAの熱伝導率より0.24 Wm-1 ℃-1(39%)小さかった. 間隙に根が侵入することを考えると,根群密度の増加によって熱特性は増加すると予想されたが,今回それとは反対の結果が得られた.根群密度の増加による熱特性の減少については,根の生長によって土粒子同士の接続性が分断され,乾燥密度が低下した可能性が考えられる.一方で,既往の研究では,Fu et al.(2020)がトウモロコシの根の生長に伴い土壌の熱特性が増加することを示している.ただしFu et al.(2020)の実験は,本研究とは植物種や土壌の性質が大きく異なることから,根が土壌の熱特性に与える影響は土壌や植物の種類によって異なると考えられる.特に今回用いた黒ボク土は火山灰由来で有機物含量が高く,乾燥密度が低い特殊な土壌であることも影響していると考えられる.Fu et al.(2020)は,植物根が熱特性に与える影響をde Vries式などの理論式を用いて表現したが,今回のケースではそれらの式は利用できず,新たなモデルの開発が必要になると考えられる. 4.終わりに サーモTDRによる土壌中の根群密度推定に向けて,植物根が土壌の熱特性に与える影響について評価した.その結果,根群密度の増加による熱特性の減少という新たな現象が確認された.今後は様々な植物や土壌を用いて,この現象の再現性やモデル化について取り組む予定である. 【参考文献】 Fu et al. (2020) Geoderma 370:114352 Liu et al. (2008) SSSAJ 78:1859-1868. ダウンロード
0 谷川原龍之介、小島悠揮、関戸遼加、濱本昌一郎、神谷浩二 岐阜大学工学部 ファインバブルの土壌中での挙動解明に資するため,サーモTDRによる水中および飽和度中におけるFB濃度推定を検討した.水と飽和土の電気特性および熱特性をサーモTDRで測定し,FB濃度との関係性を調べた.その結果,水中のFB濃度は比誘電率から推定可能であることがわかった.また,飽和土中のFB濃度の推定には熱伝導率が有効であることが示された.今後は土壌の熱伝導率とFB濃度の関係性を定量的に評価することが必要である. ダウンロード
0 寺田隼大、小島悠揮、小谷映輔、神谷浩二 岐阜大学大学院自然科学技術研究科  土壌冷却・加熱サイクルを用いた汚染土壌浄化法について,実現可能性を室内実験によって評価した.その結果,冷却・加熱面と吸着層にて溶質が集積することが確認できた.また,体積含水率が液状水の移動に影響を与え,溶質の集積量に影響を及ぼすことが明らかとなった.本研究にて集積した鉛濃度は十分に高いことから,本手法による効率的な重金属の除染ができる可能性が示された.今後は土性や溶液の種類による影響の検討を行う. ダウンロード
0 社本凜太郎、小島悠揮、神谷浩二 岐阜大学大学院自然科学技術研究科 閉鎖されてから20年近くが経過した射撃場跡地の基本的な土壌の性質を粒径別に調査した.土粒子密度は鉛玉の影響が顕著に表れることが判明した.また,含有量試験や溶出試験の結果により土壌の細粒分にも鉛が存在していることを確認することができた. ダウンロード
0 亀山幸司、濵田康治、宮本輝仁、岩田幸良 農研機構 農村工学研究部門 本報告では,日本における再生水灌漑による土壌塩類集積への影響を評価するための予備的検討として,再生水(農業集落排水処理水)を用いたカラム浸透実験とHYDRUS-1Dの多成分溶質移動モジュール(UNSATCHEM)によるシミュレーション解析を行った.その結果,カラム浸透水のナトリウム,カルシウム濃度等を良好に再現することが可能であった. ダウンロード
0 清本翼、渡辺晋生 三重大学大学院生物資源学研究科 土中のNO3-N濃度が凍結過程にある土壌の不凍水量や凍結深,水分移動量にどのような影響を与えるのかを明らかにするために一次元カラム凍結実験を行った.溶質濃度が高いほど不凍水量は多くなった.また,凍結深が浅くなり,未凍土から凍土への水分移動量が増加した.それぞれ,間隙氷からの吐き出しによる凍土中のNO3-Nの濃縮,氷量の減少による熱伝導率の低下、温度低下の遅延による凍結面近傍の温度勾配の増大のためでと考えられた. ダウンロード
0 Xin Yang、Yasuhisa Adachi University of Tsukuba The spiral capillary viscometer is designed to investigate the flowing behaviors of suspension. The analysis of stopping motion of flow will provide information on the behavior of zero shear limit. In this study, we focused on the stopping behavior of flowing suspensions of Na-montmorillonite coagulated under high ionic strength. In most cases, suspensions stop gradually as the shear stress decreases. However, we have confirmed the demonstration of abrupt stopping in certain limited condition. ダウンロード
0 坂口敦、岩谷潔、荒木英樹、高橋肇 山口大学 圃場の土壌水分の経時変化とダイズの気孔コンダクタンスの関係を観測し、水ストレス条件下の気孔コンダクタンスと非水ストレス条件下の気孔コンダクタンスとの比が、土壌の乾燥・過湿からダイズが受ける水ストレスの指標となり得ると判断した。また、ダイズのJarvisモデルを作成し、非水ストレス条件下の気孔コンダクタンスはJarvisモデルで推定可能であると判断した。 ダウンロード
0 伴田千紘、百瀬年彦 石川県立大学 未利用エネルギーである地中熱を活用し,寒冷地での農業生産性向上を図る.真冬2℃となる樹木根域を加温することで,樹木生育を促進させる.熱源として2m深の地中熱を利用し,その熱輸送技術としてヒートパイプに着目した.2mのヒートパイプを自作し,土壌種が異なる3圃場に地中埋設し,加温性能を調べた.その結果,冬季においてヒートパイプによる地温上昇が見られ,電力なしで冬の樹木根域を加温できることが明らかとなった. ダウンロード
0 奥田涼太、長竹新、清水真理子、横川仁伸 国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所 農地からのGHG(CO2,CH4,N2O)排出速度を最小にする設定地下水位を温度別に明らかにすべく5,20℃下で泥炭土の培養実験を行った.CO2,N2Oは20℃下で排出速度が大きく,CH4は温度による違いは小さかった.CO2換算のGHG排出速度はCO2が一番大きく,飽和状態でCO2排出速度が最小となることが分かった.GHG排出速度の最小化には地温が高くなる夏に地下水位制御システムを利用して下層の泥炭土を飽和状態にすることが有効であると示唆された. ダウンロード
0 岡田華保、渡辺晋生 三重大学大学院生物資源学研究科 水分移動をともなう土中の有機物分解を理解することを目的に,異なる含水率の黒ぼく土を用いたバッチ試験とカラム実験を同時に行った.油粕をすきこんだ試料のバッチ試験では,θ = 0.45に比べてθ = 0.4でNH4 – N生成量が多く,微生物活性もkminも大きくなった.上層10 cmに油粕をすきこんだカラム実験では,NH4 – Nがバッチ試験と同程度生成され,水分移動とともに流下した.微生物は移動せず,有機物すきこみ層で一様に活性が高くなった. ダウンロード
0 岩田幸良、宮本輝仁、亀山幸司 農研機構農村工学研究部門 水田転換畑の深さ30 cm までの土層の水分貯留量を測定し,水分特性曲線から推定されるpF値との関係を調べた。水田転換畑における作土層の24時間容水量は,耕盤層の飽和透水係数が高い圃場では降水量に依存するが,土層全体が飽和状態に近くなるほどの降雨があった場合はpF1.5程度になると考えられた。一方,飽和透水係数が低い圃場の24時間容水量は湛水時間に依存し,pF1.0相当かそれよりも高水分量になると考えられた。 ダウンロード
0 原菜月、五藤慎仁、徳本家康 佐賀大学農学部 石礫を多く含む土壌が広く分布するカルスト地形では,定形体積容器による土壌採取が難しいため,土壌水分センサーの校正が困難である.本研究では,石礫を多く含むカルスト地形において,膨張性ポリウレタン発泡剤を用いて土壌体積を測定することで,COSMOS の水分量の測定精度について検討した. ダウンロード
0 江波戸宗大 農研機構 中央農業研究センター 圃場全面における表層土壌の粒径組成(砂、シルト、粘土画分)と深さ15cmまでの貫入抵抗値との間でゆるい相関は見られた(相関係数0.20-0.43)。砂、シルト、粘土画分を緯度経度でプロットして土壌硬度分布と比較すると、砂、シルト、粘土が適度なバランスで密に充填された環境で貫入抵抗が高くなり、その地点を少し外れて土壌水分含量も高い傾向になると示唆された。 ダウンロード
0 永源 奨、Mchuno Peter Alfred、下村案未、関谷信人、渡辺晋生 三重大学大学院生物資源学研究科 冬季に水田に施用した米ぬかによる水稲移植時の土中への無機態窒素の供給量を明らかにするため,米ぬかを異なる量施用した水田土中のアンモニア態窒素(NH4-N),硝酸態窒素(NO3-N)を施肥から移植前まで測定した.米ぬかの無機化は主に0-10 cm深で生じており,硝化はわずかであった.NH4-N とNO3-Nの和である土中の無機態窒素量は期間内に次第に増加した.また,その増加量は米ぬかの施肥量が増加するほど大きく,単純な一次分解で表現できた. ダウンロード
0 近藤紘嗣、溝口勝、杉野弘明 東京大学大学院農学生命科学研究科 スマート農業が注目を集める中、モニタリングセンサー等のICT機器の農業利用が進められている.しかし、そうしたモニタリング機器は施設栽培での活用例が多く、露地栽培での利用はあまり進んでいない.露地栽培での利活用が進めば、農地拡大や副業農家の増加に寄与するものと考えられる.そこで本研究では、露地栽培、特にトウモロコシ栽培においてICT機器を用いた栽培管理サポートを検証した.その結果、作物の生育不良を熱画像で探知し、モニタリングセンサーから生育不良の原因を推察することができた. ダウンロード
0 Imam Hossain、Munehide Ishiguro Graduate School of Agriculture, Hokkaido University To elucidate and eliminate the influence of dissolved organic matter (DOM) during the UV-spectroscopic measurement of Dodecylbenzenesulfonate (DBS) in DBS-DOM complex solution, 222.5 nm UV and 400 nm UV-vis spectra were measured. The absorbance both at 222.5 nm and 400 nm wavelengths increased in proportion to the increase of DOM concentration whereas the absorbance at 222.5 nm spectrum found significant for DOM-free DBS solution. These relationships have been used to remove the influence of DOM on the absorbance at 222.5 nm for the DBS-DOM complex solution. ダウンロード
0 Z. ZHOU、M. ISHIGURO、J. KASHIWAGI、H. ISHIZUKA、T. FUJII Soil Conservation Lab., Hokkaido University Many times inter-tillage weeding for rice cultivation without fertilizer and agricultural chemical is effective for rice growth. We compared the growth and soil nutrient condition among the different inter-tillage times without fertilizer and agricultural chemical. The better rice growth was observed in the field of larger inter-tillage times. However, the growth was not good enough as that in the conventional field. ダウンロード
0 坂井 勝、今井 翔馬 三重大学大学院生物資源学研究科 土壌表層に形成される土壌クラスト層は,畑地における土壌面蒸発に影響を与えると考えられる.本研究では,蒸発法を用いてクラスト層の不飽和水分移動特性の推定を行った.得られた不飽和透水係数と水分特性曲線は,クラストの特徴である小さい間隙の増加を反映した形状を示した. ダウンロード
0 辰野宇大、濱本昌一郎、二瓶直登、西村拓 福島大学 土壌有機物は土壌への放射性セシウム(Cs)の吸着を阻害し,土壌中のCs移動に影響を与えることが指摘されている.しかし,既往の研究では平衡状態を仮定した実験の報告が多く,土壌水の流れに伴う土壌中の非平衡条件下のCs移動に土壌有機物が与える影響は明らかにされていない.本研究では土壌に吸着した有機物が土壌中の速いCs移動に与える影響を明らかにすることを目的に室内実験と数値実験を行った.その結果,土壌固相に吸着した有機物はフレイドエッジサイト(FES)や六員環へのCs吸着を阻害し,さらに粘土平面部でCsを脱離しやすい状態で吸着することでCsの移動を促進させると考えられた. ダウンロード
0 深田耕太郎 島根大学学術研究院 コンデンサーは電気を貯める性質をもつ電気回路の要素で、土壌水分量の測定に利用されている。ただし、土壌を誘電体とする利用方法がほとんどで、他の可能性は検討されていない。本研究では、土壌を極板とするコンデンサーについて調べた。鳥取砂丘砂とステンレス板を極板とするコンデンサーを作製し、水分量と静電容量の関係を調べた。その結果、濡れた鳥取砂丘砂が表層から乾燥していく過程を、極板面積の減少として観測できることが分かった。 ダウンロード
0 田崎小春、徳本家康 佐賀大学農学部 局所耕うん法の密集根群を介した下方浸透を解析するために,局所根群を仮定した異なるガラス質繊維素材の水分特性パラメータを用いることで2次元の土壌水分移動解析を行った.密集根群を介した局所的な下方浸透を数値解析によって表現できたが,密集根群の水分特性に関して逆解析的な検討が必要と考えられた. ダウンロード
0 森 也寸志、橿 真由香、黒住知代、宗村広昭、Milagros O. How 岡山大学大学院環境生命科学研究科 棚田は,斜面地形にあって水の保全と有機物の保全に貢献しているが,近年は維持が難しく,崩壊も散見される.フィリピンの世界遺産の棚田では,湛水が有機物の目詰まりで維持され,ガスの放出も観察され,耕盤の形成不全に陥っていると見られる場所もあった.本研究では,ガス放出が耕盤形成不全に与える影響を調べた.有機物濃度を変えた土壌カラム実験によってガス濃度,乾燥密度,体積含水率,酸化還元電位を調べた.その結果,メタンガスの放出が1週間で観察され,気泡の形で土壌を持ち上げ,乾燥密度を低下させた.これはEhの低下と体積含水率の減少によって支持され,ガスの生成・放出によって土粒子の位置が安定しないことが推測された. ダウンロード
0 松尾正菜、徳本家康、麓多門、片柳薫子 佐賀大学農学部 DNDC-Riceモデル(Fumoto et al., 2008)は,水稲から土壌への有機物供給,土壌の酸化還元などのプロセスに変更を加えた改良版DNDCモデルである.しかし浸潤過程の数値実験により,水分移動アルゴリズムの改良の必要性や水分特性モデルのパラメータの設定の変更などが,より正確な温室効果ガス発生量の予測精度向上に必要であると考えられた. ダウンロード
0 砂川優樹、藤田理子、伊東雄樹、青木伸輔、登尾浩助 明治大学大学院 土壌溶液の電気伝導度(EC)から硝酸態窒素(NO3--N)濃度を推定する際、土壌溶液の組成が栽培期間中にどのように変化し、濃度の推定にどのように影響するか検討した。本研究では元肥として多量のNO3—Nが与えられていたので、生育初期では精度良く推定できる可能性が示された一方で、生育後期では土壌溶液の組成の変化と共に推定精度が低下する可能性が示された。 ダウンロード


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