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週間降雨予報を用いた根圏土壌中の水分・窒素成分・地温の中期的予測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K08002
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 地域環境工学・計画学
研究機関三重大学

研究代表者

坂井 勝  三重大学, 生物資源学研究科, 講師 (70608934)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード蒸発散 / 土壌水分移動 / 地温変化 / 窒素移動 / 数値シミュレーション / 地表面熱収支 / 気象予報値 / 土壌水分量 / 地温 / 農研機構メッシュ農業気象データ / 土壌水分 / 土壌水分動態 / 地温変動 / 土壌圏現象 / 農業ICT / シミュレーション / 気象情報
研究成果の概要

気象データに基づく畑地の土壌水分量・地温予測のために,土中水分・熱・溶質移動予測プログラムHYDRUS-1Dと,土壌面と植被面の熱収支式を考慮した2層モデルを連結したシミュレーションモデルの構築を行った.土壌乾燥に伴う蒸発速度と蒸散速度の低下と地表面熱収支の相互作用を考慮することで,より厳密な畑地の水・熱循環の予測が可能となった.特に,必要なパラメータである放射群落透過率について,地表面被覆率を用いることで,作物生長過程の土壌環境予測が可能であることを示した。また,農研機構メッシュ農業気象データで提供される気象予報値を用いた数値実験を行い,1週間程度の短期的な土壌環境予測について検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

畑地の土壌水分量・地温等の土壌環境の把握は,潅水・施肥計画等の栽培管理に重要である。特に,集中豪雨や無降雨期間の増加が懸念される近年では,気象データに基づき,土壌環境の予測が必要になる。構築したモデルと,農研機構が提供するメッシュ農業気象データを用いることで,短期的な土壌環境の予報が可能である。また,構築したモデルは,土壌物理学と農業気象学や栽培学等を学際的に結びつけるツールとしても期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Bulk density effects on soil hydrologic and thermal characteristics: A numerical investigation2018

    • 著者名/発表者名
      Kojima Yuki、Heitman Joshua L.、Sakai Masaru、Kato Chihiro、Horton Robert
    • 雑誌名

      Hydrological Processes

      巻: 32 号: 14 ページ: 2203-2216

    • DOI

      10.1002/hyp.13152

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 畑地の蒸発散の評価と予測2017

    • 著者名/発表者名
      坂井 勝
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 10 ページ: 52-55

    • NAID

      40021807551

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] メッシュ農業気象データを用いた畑地作土層内の土壌水分量・地温の予測2020

    • 著者名/発表者名
      坂井勝・三口貴久代
    • 学会等名
      農業気象学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地表面熱収支に基づくダイズ栽培圃場の土中水分量・地温の予測2019

    • 著者名/発表者名
      高橋由奈・坂井勝
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ライシメータで測定したダイズ栽培圃場の蒸発散速度を再現する水ストレス応答関数の推定2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木萌香・坂井勝・取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 畑地の蒸発散にともなう土壌水分・地温変化の予測2019

    • 著者名/発表者名
      坂井勝
    • 学会等名
      農業農村工学会大会土壌物理研究部会研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メッシュ農業気象データを用いた畑地の土壌水分量・地温の予測2019

    • 著者名/発表者名
      坂井勝・三口貴久代
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 土壌クラスト層の透水係数が畑地の蒸発に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      高橋由奈・坂井勝・取出伸夫
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ライシメータを用いたダイズ栽培圃場における水ストレス応答関数の検証2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木萌香・坂井勝・取出伸夫
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Soil Water and Heat Transport in a Soybean Field based on the Soil Surface Energy Balance using HYDRUS-1D2019

    • 著者名/発表者名
      Yuna Takahashi & Masaru Sakai
    • 学会等名
      ASA-CSSA-SSSA International Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 畑地の蒸発に地表面近傍の透水係数が与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      高橋由奈・坂井勝・取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会京都支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ライシメータで測定した蒸発散速度に基づくダイズの水ストレス応答関数の推定2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木萌香・坂井勝・取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会京都支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HYDRUS-1Dと2層モデルを用いた畑地の土壌乾燥にともなう蒸発散速度変化の予測2019

    • 著者名/発表者名
      高橋由奈、坂井勝
    • 学会等名
      農業気象学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ポット栽培実験における蒸散速度の日変化に基づく水ストレス応答関数の推定2018

    • 著者名/発表者名
      坂井勝、大西一平、取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] デントコーン畑における蒸発散潜熱と地表面熱フラックスの変化2018

    • 著者名/発表者名
      高橋由奈、坂井勝、取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱移動を考慮した蒸発法による乾燥領域の不飽和透水係数の推定2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木萌香、坂井勝、取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2層モデルを用いた畑地の土中水分・熱移動予測モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      坂井勝、高橋由奈、丸山篤志、取出伸夫
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2層モデルの放射透過率と気孔コンダクタンスが畑地の地表面熱収支に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      高橋由奈、坂井勝、丸山篤志、取出伸夫
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スマートフィールドライシメータを用いたダイズ栽培圃場の蒸発散量の測定2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木萌香、坂井勝、取出伸夫、三石正一
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 裸地土中の水分変化に基づく蒸発に対する地表面抵抗の推定2018

    • 著者名/発表者名
      高橋由奈、坂井勝、取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会京都支部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 蒸発法による砂質土の乾燥領域の不飽和透水係数の推定2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木萌香、坂井勝、取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会京都支部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ポット栽培におけるダイズの蒸散速度から推定した水ストレス応答関数2017

    • 著者名/発表者名
      大西一平、坂井 勝、取出伸夫、森 優奈
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ポット栽培におけるダイズの蒸散速度を再現する水ストレス応答関数の推定2017

    • 著者名/発表者名
      大西一平、坂井 勝、取出伸夫、森 優奈
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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