| 研究課題/領域番号 |
21K05830
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
深田 耕太郎 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (40633178)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 土壌物理学 / 土壌水分 / 測定方法 / 平行板コンデンサー / 土壌 / 毛管上昇 / まさ土 / 水分量 / 静電容量 / 相対湿度 / 水分 / コンデンサー / 水の連続性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、コメの減反や農地の利用方法の多様化にともない、乾田と湿田を見分けて適地適作を行う、水田に明渠や暗渠を施工し乾田化するといったことが行われている。このような状況下で、一圃場や一畝など、メートルスケールの範囲にわたって、水分量を簡単に測定する必要が生じている。既存の方法は、この目的に叶うほど測定範囲が広くない。そこで本研究では、コンデンサーを利用した新しい測定方法を開発する。これは、既存の誘電率測定タイプではなく、土壌をコンデンサーの極板として使う。室内試験と野外実験を行い、コンデンサーの原理を利用した新しい土壌水分測定法が使えるかどうか、どの程度まで測定範囲を広げられるかを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、土壌が平行板コンデンサーの極板となるシステムを作製し、土壌水分の量や水分分布の変化を、コンデンサーの誘電率の変化としてではなく、コンデンサーの極板面積の変化として測定できることを明らかにした。ステンレス板とプラスチックシートと湿潤状態のまさ土を用いて平行板コンデンサーを作成した。このシステムでは、まさ土の体積含水率が4～5%以上で、まさ土が極板として機能することが分かった。この測定システムを利用して、乾燥土壌が毛管上昇によって濡れる過程を極板面積が増加する過程として調べられることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の静電容量タイプと呼ばれる土壌水分計は、水分量が変化すると誘電率が変化することで静電容量が変化するという原理を用いて土壌水分を測定している。この研究は、静電容量を変化させる別の方法があることを示した。ここで示した以外にも、二つの極板の距離が変化することで静電容量が変化するようなシステムを作ることもできる。いくつかの原理を組み合わせることで、土壌水分量や水分分布の変化を、実験者の目的に合った測定システムにカスタマイズすることができる。この研究成果は、汎用性のある水分センサーの選択肢を増やすことにつながる。また、複雑な土壌を物理的により深く理解することにつながる。
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