2023 Fiscal Year Annual Research Report
UAVによる土壌面温度観測に基づく畑地の不飽和透水係数の空間分布推定手法の開発
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21K05827
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
坂井 勝 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (70608934)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 地表面温度 / 赤外放射温度計 / 土壌水分・熱移動 / 数値シミュレーション / UAV / 水ストレス / 蒸発散 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度は昨年度に引き続き，三重大学附属農場内のダイズ栽培圃場において現場観測を行った。圃場内の各深度，各水平位置に土壌水分・地温・ECセンサー，および土壌水ポテンシャルセンサーを設置し，20 m×20 mの圃場における土壌水分量の空間分布の観測を行った。また，同様に赤外放射温度計を用いてダイズの群落温度の連続測定を行った。
昨年度までに得られた知見を応用し，ダイズ群落温度の観測から，水ストレス状態の推定を試みた。そして、気象条件を反映した群落熱収支モデル（2層モデル）及び土壌水分・熱移動モデルを用いた数値計算で得られる地表面温度と群落温度を比較することで，水ストレス状態を判断した。
土壌が乾燥かつダイズが小さく裸地と見なせる期間では，放射温度計の観測値に基づき作土層の不飽和透水係数を決定した。この年はダイズの生育が悪く，葉が十分に繁茂しなかったため，放射温度計で測定した地表面温度は葉温と土壌面温度を反映した値と考えられる。土壌が十分に湿潤な期間では，透水係数の低下による蒸発速度の低下や水ストレスによる蒸散速度の低下を考慮する必要がなく，比較的単純な可能蒸発散条件で解析ができる。そこで，群落ではない小さい個体のダイズに対しても，放射透過率を調整することで2層モデルが適用できることを確認した。最後に，土壌が乾燥し土壌水ポテンシャルが初期しおれ点を下回り，水ストレスを受けている可能性がある期間で，水ストレス状態の推定を行った。実測値を再現する乾燥過程の計算の蒸散速度と，別途仮想的な土壌湿潤条件下で計算した可能蒸散速度の比をとることで，水ストレスの指標として評価することができた。
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