Determination of leaching depth using a numerical simulation model of salt movement

• Project/Area Number: 19KK0168
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 41:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 藤巻 晴行 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 教授 (90323253)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Kristina Toderich 鳥取大学, 国際乾燥地研究教育機構, 特命教授 (10830101) ; 齊藤 忠臣 鳥取大学, 農学部, 准教授 (70515824) ; 大西 純也 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 農村開発領域, プロジェクトリーダー (70829845) ; 實野 雅太 東京農業大学, その他部局等, 助教 (80808105)
• Project Period (FY): 2019-10-07 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2019: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
• Keywords: 灌漑 / 塩ストレス / 塩害 / リーチング / 塩類集積 / 除塩

Outline of Research at the Start

灌漑に伴う塩類集積に対し、FAO のガイドラインに代わる塩分管理法として、土壌中の塩分輸送シミュレーションモデルを用いて最適な除塩用水量を決定する手法を提示し、その予測精度と効果を圃場実験により検証する。また、もう一つの改善策として、土壌水分塩分センサーにより、収量に大きな影響の生じる限界塩濃度に達した時点で一定水量のリーチングを行う方法も提示し、その効果も検証する。FAOガイドラインに基づく対照区も含め4年連作で収量を測定し、従量制水費用を考慮した純収入を比較する。さらに、供試作物の塩ストレス応答関数もポット実験により測定し、新しい耐塩性リストを世界中の改良普及員や灌漑技術者に提供する。

Outline of Annual Research Achievements

5月より2022年に設置したアラル海流域イノベーションセンターの実験圃場にてトウモロコシを供試作物として実験を行ったものの、目標とする植栽密度での均一な初期生育を確保できなかったため、7月に緑豆に切り替えたものの、これも均一な初期生育を確保できず、実験を中断した。
9月よりパレスチナ国立農業研究センター(NARC)エリコ支所でもトマトを供試作物として実験を開始したものの、戦乱によりカウンターパートが通勤できなくなり、中断した。
海外と並行して国内の2箇所でも行った。鳥取大学乾燥地研究センターのガラス温室で10月から1月にかけてカリフラワーを供試作物として(実験1)、また、11月から3月にかけて石垣島の国際農林水産業研究センター熱帯・島嶼研究拠点のビニールハウスでトマトを供試作物として(実験2)行った。いずれもNaCl水溶液を灌漑水に用い、FAOの基準に基づきリーチングを行った対照区と同じくNaCl水溶液を灌漑水に用い、毎回の灌漑水量を最適化する「最適化区」を3反復で比較した。昨年の教訓から、生育終盤は播種後日数の関数として作物係数を与えた。その結果、実験1と実験2いずれも純収入に有意差はなかった。実験1では、蒸散効率を定数でなく飽差の関数として与えるべきことが示唆された。双方の実験結果を国際誌に投稿する予定である。
さらに、ポット実験でカリフラワーとニンニクの塩ストレス応答関数の測定を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

アラル海流域イノベーションセンターの研究実施体制が他のプロジェクトが始まって忙しいとの理由で弱体化している。

Strategy for Future Research Activity

鳥害防止のため、2024年４月に防鳥ネットを設置した。生育初期など重要な期間はなるべく密に連絡を取って対応を促す。

Research Products

• [Int'l Joint Research] IICAS(ウズベキスタン)
• [Int'l Joint Research] テヘラン大学/タブリーズ大学(イラン)
• [Journal Article] Parameterization of the Response Function of Sesame to Drought and Salinity Stresses (2023)
  • Author(s): Ebrahimian Hamed、Fujimaki Haruyuki、Toderich Kristina
  • Journal Title: Agriculture Volume: 13 Issue: 8 Pages: 1516-1516
  • DOI: 10.3390/agriculture13081516
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Optimization of irrigation depth for Mungbean considering the cost for water under a saline condition (2022)
  • Author(s): Fujimaki H, Abdelbaki Hm, Toderich K, Saito T, Onishi J, Jitsuno M.
  • Journal Title: Journal of Arid Land Studies Volume: 32 Issue: S Pages: 135-138
  • DOI: 10.14976/jals.32.S_135
  • ISSN: 0917-6985, 2189-1761
  • Year and Date: 2022-12-30
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Salt Accumulation in Inter-Dune Lowland in Mu Us Sandy Land of China (2022)
  • Author(s): Fujimaki H, Jiangshang W
  • Journal Title: Journal of Hydrogeology & Hydrologic Engineering Volume: 11(2) Pages: 1-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Salt Removal by Combining a Permanent Skip Furrow Irrigation and Salt Removal Sheet (2021)
  • Author(s): Onishi Junya、Paluashova Gaukhar K.、Shirokova Yulia I.、Fujimaki Haruyuki
  • Journal Title: Frontiers in Agronomy Volume: 3 Pages: 1-8
  • DOI: 10.3389/fagro.2021.659722
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] On Water Vapor Movement and Evaporation in a Sandy Soil Column (2021)
  • Author(s): Mahdavi S. M.、Fujimaki H.、Neyshabouri M. R.
  • Journal Title: Eurasian Soil Science Volume: 54 Issue: 2 Pages: 249-256
  • DOI: 10.1134/s1064229321020095
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Optimization of Irrigation and Leaching Depths Considering the Cost of Water Using WASH_1D/2D Models (2020)
  • Author(s): Fujimaki Haruyuki、Abd El Baki Hassan M.、Mohamad Mahdavi Seyed、Ebrahimian Hamed
  • Journal Title: Water Volume: 12 Issue: 9 Pages: 2549-2549
  • DOI: 10.3390/w12092549
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Determining Irrigation Depths for Soybean Using a Simulation Model of Water Flow and Plant Growth and Weather Forecasts (2020)
  • Author(s): Abd El Baki Hassan M.、Raoof Majid、Fujimaki Haruyuki
  • Journal Title: Agronomy Volume: 10 Issue: 3 Pages: 369-369
  • DOI: 10.3390/agronomy10030369
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Spherical Steady-State Method to Measure Soil Thermal Conductivity (2019)
  • Author(s): Mahdavi S. M.、Neyshabouri M. R.、Fujimaki H.
  • Journal Title: Eurasian Soil Science Volume: 52 Issue: 12 Pages: 1572-1576
  • DOI: 10.1134/s1064229319120093
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Determination of Irrigation Depth for Potato considering Weather Forecast and Cost for Water under a Saline Condition (2023)
  • Author(s): Fujimaki (Tottori University), H., Junya, O. (JIRCAS), Abd El Baki (TU), H. M. , Toderich, K.(TU)
  • Organizer: Desert Technology 15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Determination of Irrigation Depth considering the Cost for Water under a Saline Condition (2022)
  • Author(s): 藤巻晴行, 大西純也
  • Organizer: 農業農村工学会第71回大会（金沢）
• [Presentation] Determination of Irrigation Depth for Mungbean considering Weather Forecast and Cost for Water under a Saline Condition (2022)
  • Author(s): Haruyuki Fujimaki, Junya Onishi. Hassan M. Abd El Baki1, Kristina Toderich
  • Organizer: PAWEES2022 International Conference, Fukuoka
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Optimization of Irrigation Depth for Mungbean considering the Cost for Water under a Saline Condition (2021)
  • Author(s): Haruyuki FUJIMAKI, Hassan Mohamed ABDELBAKI, Kristina TODERICH, Tadaomi SAITO, Junya ONISHI, Masataka JITSUNO
  • Organizer: The DT XIV International Conference on Arid Land
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Optimization of Irrigation Depth considering the Cost for Water under a Saline Condition (2021)
  • Author(s): Fujimaki, H., Junya, O., Abd El Baki, H. M.
  • Organizer: 農業農村工学会令和３年度大会
• [Presentation] 塩水灌漑条件下における水価格を考慮した灌水量の最適化 (2021)
  • Author(s): 藤巻晴行、大西純也、Abdelbaki Hassan Mohamed
  • Organizer: 2021年度（第70回）農業農村工学会大会
• [Remarks] WASH_2D
  • URL: http://www.alrc.tottori-u.ac.jp/fujimaki/download/WASH_2D/
• [Remarks] WASH_1D/2Dモデルを用いた水の費用を考慮した灌漑水量および除塩用水量の最適化
  • URL: https://www.alrc.tottori-u.ac.jp/japanese/results/papers/2020/2020-5(fujimaki).html