| 研究概要 |
本研究は,根系パタ-ンと耕うん土塊形状の「かたち」の共通性の解明という研究課題を糸口にして,環境と相互作用しながら形態形成していく植物生長現象,さらにはファイトテクノロジ-研究構想の中心課題の一つである土壌・植物複合系の数理的解明への挑戦という展望のもとに,萌芽的研究として開始された.具体的な研究目的及び研究項目を要約すると,次の通りである.
1)トウモロコシ根系と土塊形状のフラクタル性を解明する.2)歪場の拡散不安定から弾性的亀裂拡大の考察する.3)Lシステムを拡張した根系生長モデルを作成する.4)根系及び土塊のパタ-ン形成における制御パラメ-タを選択する.
本研究で達成された成果は,次の通りである.
1)ロ-タリ耕うんで得た重粘土土塊には,その輪郭,亀裂,亀裂分布にべき分析が認められ,フラクタル性が確認された.更に耕うんづめの高速振動と亀裂発生間隔の関連性を確認した.
2)トウモロコシ根系は異方的なべき分布を示し,自己アフィンフラクタルの様相を示した.
3)土の粘弾性的性質を弾性的歪と塑性流動からなる非線形拡散方程式でモデル化し,拡散不安定場における弾性歪の局所的蓄積をシミュレ-トした.
4)トウモロコシ根系形態を階層的にモデリングし,Lシステムの限界を解消した根系生長モデルを確立した.
5)根系および土塊のパタ-ン形成の共通性を解明し,土壌・根系複合システムにおけるダイナミックス解明の手がかりを得た.
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