(57)【要約】  本発明は、基質（９）、好ましくは農業用土壌、バイオマス、及び酵素活性がある他の状況の微生物活性レベルを評価する方法及びデバイスに関する。方法は、１本又は複数の生分解性糸（８）を準備するステップ；１本又は複数の生分解性糸を予め定義した張力で張設するステップ；１本又は複数の張設した生分解性糸を部分的に基質に導入するステップ；１本又は複数の生分解性糸を基質に放置するステップ；１本又は複数の生分解性糸を基質に導入してから１本又は複数の糸が破断するまでの経過時間を測定するステップを含む。デバイス（１）は、１本又は複数の生分解性糸（８）、並びに各糸に対して、生分解性糸の一方の端部に固定するのに適した第１の固定要素（１２）及び生分解性糸のもう一方の端部に固定するのに適した第２の固定要素（２０）を備え、第１の固定要素（１２）と第２の固定要素（２０）との間に、各生分解性糸を予め定義した張力で独立して締結することができる。それぞれのキットも記載する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基質（９）、好ましくは土壌の微生物活性レベルを評価する方法であって、
ａ）１本又は複数の生分解性糸（８）を準備するステップ；
ｂ）前記１本又は複数の生分解性糸（８）を予め定義した張力で張設するステップ；
ｃ）前記１本又は複数の張設した生分解性糸（８）を少なくとも部分的に前記基質（９）に導入するステップ；
ｄ）前記１本又は複数の張設した生分解性糸（８）を前記基質（９）に放置するステップ；及び
ｅ）前記１本又は複数の張設した生分解性糸（８）を前記基質（９）に導入してから前記１本又は複数の張設した生分解性糸（８）が破断するまでの経過時間を測定するステップ
を含む方法。
【請求項２】
前記１本又は複数の生分解性糸のうち少なくとも２本の糸は、異なる材料から作製されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１本又は複数の生分解性糸（８）が、タンパク質又は植物由来のもの、好ましくは綿若しくは絹であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記１本又は複数の生分解性糸（８）のうち少なくとも１本に対して、同一材料から作製され、少なくとも１つの肥料物質を備える少なくとも別の生分解性糸（８）があり、前記方法が、前記これらの２本の糸（８）の破断時間を比較することによって、前記肥料物質が前記基質（９）中に不足しているか又は過剰であるかを決定するステップを含むことを特徴とする、請求項１から３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記肥料物質が、窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄並びに他のメソ元素及び微量元素の無機源によって構成される群から選択されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
１本又は複数の生分解性糸（８）、並びに各生分解性糸に対して、前記生分解性糸（８）の一方の端部を固定するのに適した第１の固定要素（１２）及び前記生分解性糸（８）のもう一方の端部を固定するのに適した第２の固定要素（２０）を備え、前記第１の固定要素（１２）及び前記第２の固定要素（２０）の間に各生分解性糸（８）を予め定義した張力で独立して締結することができる、基質（９）の微生物活性レベルを評価するデバイス（１）。
【請求項７】
土壌用測定デバイスであることを特徴とする、請求項６に記載のデバイス（１）。
【請求項８】
前記糸（８）の前記予め定義した張力を得るために、前記１本又は複数の生分解性糸（８）に所与のけん引力を加えるのに適した１つ又は複数の張設要素（３２）をさらに備えることを特徴とする、請求項６又は７に記載のデバイス（１）。
【請求項９】
各生分解性糸（８）に対して、前記糸（８）の破断をシグナリングするのに適したインジケータ（２４）をさらに備えることを特徴とする、請求項６から８のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。
【請求項１０】
少なくとも１本の生分解性糸（８）に対して、同一材料から作製され、少なくとも１つの肥料物質を備える少なくとも別の生分解性糸（８）及び／又は異なる材料から作製された少なくとも２本の生分解性糸があることを特徴とする、請求項６から９のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。
【請求項１１】
前記第２の固定要素（２０）は、前記第１の固定要素（１２）に対して移動することができ、前記張設要素は、前記第２の固定要素（２０）に前記けん引力を加えるばね（３２）であり、これにより前記２つの固定要素（１２、２０）間に締結した生分解性糸（８）が前記ばね（３２）に負荷をかけ、糸（８）が破断した場合に、前記ばね（３２）は、無負荷位置に戻ることにより前記第１の固定要素（１２）から第２の固定要素（２０）を離すことを特徴とする、請求項７から１０のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。
【請求項１２】
前記インジケータ（２４）は、前記第２の固定要素（２０）と一体であり、よって共に移動可能であり、したがって前記糸（８）の破断があれば前記インジケータ（２４）の位置によってシグナリングするのに適していることを特徴とする、請求項９又は１１に記載のデバイス（１）。
【請求項１３】
前記デバイス（１）の基部構造は、各生分解性糸（８）に対し、前記基部構造の下側部分にある前記第１の固定要素（１２）、及び前記第１の固定要素（１２）から軸方向に離間した分離要素（２８）を備えるバー（２）であり、前記分離要素（２８）は、各糸（８）に対してロッド（２２）を軸方向移動式に収容し、前記ロッド（２２）の第１の端部は、前記第１の固定要素（１２）に面する前記分離要素（１４）の側にあり、前記第２の固定要素（２０）を備え、前記ロッド（２２）の長さ部に沿った前記分離要素（２８）のもう一方の側に、前記ロッド（２２）と一体のスペーサ（３０）があり、前記ばね（３２）は、前記スペーサ（３０）と前記分離要素（２８）との間に囲まれて前記ロッド（２２）に同軸に挿入され、それにより、前記糸（８）を前記第１の固定要素（１２）と前記第２の固定要素（２０）との間に固定すると前記糸（８）が張設され、前記ばね（３２）を前記スペーサ（３０）と前記分離要素（２８）との間で圧縮させ、前記糸（８）が破断した場合は前記ばね（３２）が拡張し、したがって前記ロッド（２２）の移動を意味することになり、前記ロッド（２２）の第２の端部は、ロッドと一緒に移動し、糸（８）が破断すると新たな位置によってシグナリングする前記インジケータ（２４）であることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス（１）。
【請求項１４】
１本又は複数の生分解性糸（８）並びに
ａ）窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄、他のメソ元素及び微量元素の供給源の中で選択した少なくとも１つの無機源を含有する無機塩の溶液により事前処理した生分解性糸；及び／又は
ｂ）窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄、他のメソ元素及び微量元素の供給源の中で選択した少なくとも１つの無機源を含有する無機塩の溶液を備えるキットであって、前記糸の端部は、固定手段、具体的には、球状体、アイレット、フックを備え、任意選択で特有のマークを備える、キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解の検出を可能にする材料の生分解に基づいて、基質、例えば耕作土壌、バイオマス、及び酵素活性がある他の環境の微生物活性レベルを評価する方法、デバイス及び関連キットに関する。本方法及び本デバイスの様々な適用が記載される。重要な適用部門は、農業である。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの適用部門では、基質の生物活性の状態に関する問題に対して答えが求められている。例えば農産物の主な界面である土壌は、一環境を構成し、この環境の機能性は、多くの微生物種の活性によって媒介される。微生物種の活性は、植物を成長させることになる有機物質及び栄養のターンオーバを決定する。土壌の酵素活性は、微生物集団の代謝状態及び土壌の化学的・物理的状態に対する情報を提供するので、重要な「センサ」である。
【０００３】
農業者は、自分の土地の肥沃度を知り、例えば窒素肥料及び／又はリン酸肥料を供給する必要があるか否かを評価する必要がある。土壌中のすでに利用可能な物質に対し不必要な添加を回避することで、前記手順の間の費用を節約できると、農業者に経済的な利益を与えるだけでなく、水底及び流水中の過剰な農業由来の硝酸塩に関連する問題の重大さ、及び法律が規定したその結果としての基準が示すように、環境及び領地に対する全体的な利点も与える。
【０００４】
現在の耕作に加えて、耕作を再開する最適な移行及び期間を決定し、又は耕作限界地を再転換する機会を評定するために、潜在的生産状態に対する知識は、休耕地に対しても必要である。
【０００５】
同様に、熟成状態及び基質の活性に対する知識は、堆肥又は鶏糞の熟成のケース、有機残留物の堆肥化のケース、バイオリクラメーション専用土壌のバイオパイルのケース、更には、その支えがタンク又はバイオリアクタ中の微生物共同体の活性である一連の産業状況でさえ必要とされる。一連の産業状況の中でも、活性汚泥、排水処理、硝化−脱硝システム、並びにバイオガス及びバイオ燃料を製造するためのバイオマスと農工業残留物との変換を挙げることができる。
【０００６】
土壌、環境、バイオリアクタ等の微生物学的状態の知識について関与するユーザ（農業者、植物管理者、環境保護機関、立法者）の要求を満たすことが可能な現在の方法は、一連の化学的・物理的分析からなるが、１つ又は複数の以下の不利益を有する：専門研究所に作業を委託する必要性；多くの個別の側面（元素の投与量、化学的・物理的分析、微生物学的分析）を分析する必要性；一義的診断の目的で結果を解釈する困難さ；中程度〜高額な分析費用；分析サービスの稼働率に左右される長い待機時間；関与する場所から分析場所へ材料を移送する必要性。
【０００７】
公知の技術は、布繊維（綿）である試料を土壌に設置し、予め定義した期間の後土壌から取り出して、微生物との相互作用後の機械的残留抵抗を測定することによって、試料の分解度を分析する方法を提供する。破断に必要な力は、土壌のセルロース分解活性の指標である。この方法によれば、試料は分析センターに移送される。大きなストリップを使用すると、そのストリップを破断するには地中での長い期間及び大型の張力測定機械を必要とする。この方法は、他の酵素活性、例えばタンパク分解活性に関する情報、又は地中の窒素、リン、カリウム等の含量に対する情報を何ら提供するものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記した不利益を克服すること、具体的には、試料を分析センターに移送し、複雑な測定機器を使用し、高い費用を生じ、長時間待機する必要なしに、基質、具体的には土壌の微生物活性の評価を容易にすることができる方法及びデバイスを提供することである。本発明の更なる目的は、多くの異なる分析を実施する必要なく、いくつかの酵素活性を含めた基質の微生物活性に対する包括的情報を単純な方法で供給することができ、任意選択で、基質中の窒素、リン、カリウム等のような肥料／栄養元素の有用性に対する情報も得ることができる方法及びデバイスを提供することである。また、本発明の目的は、本発明の方法及びデバイスの農業分野での適用に加えて、他の分野への適用を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的及び以下でより詳細に強調する他の目的は、
ａ）１本又は複数の生分解性糸を準備するステップ；
ｂ）１本又は複数の生分解性糸を予め定義した張力で張設するステップ；
ｃ）１本又は複数の張設した生分解性糸を少なくとも部分的に基質に導入するステップ；
ｄ）１本又は複数の張設した生分解性糸を基質に放置するステップ；及び
ｅ）１本又は複数の張設した生分解性糸を基質に導入してから１本又は複数の張設した生分解性糸が破断するまでの経過時間を測定するステップ
を含む、基質、好ましくは土壌の微生物活性レベルを評価する方法によって達成される。
【００１０】
実施する検査は、基質中に導入し、その後回収した糸において、基質に導入していない元の糸と比較した動力測定により耐破断応力性の正確な変動を記録することができ、このパラメータは、分析する環境の微生物活性レベルに高く関連することがわかっている。微生物／酵素活性は、検査する基質中の有機物質の存在及び栄養の有用性によって決定される。微生物活性レベルは、土壌若しくは別の基質の熟成状態及び／又は肥沃度の指標である。
【００１１】
用語「糸」とは、長手方向の寸法（長さ）が断面寸法（幅及び厚さ）を超える矩形体を意味する。それに対応して、用語「糸」は繊維も含み、糸は複数の繊維又は１つの繊維のみから構成することができる。用語「繊維」は、規則的な又は不規則的な断面を有し、所与の引張り応力を受けるのに適した、単繊条、多繊条、繊維束、ストリップ若しくはバンド、又は他の形状に切断した、細かく若しくは不連続に破断する繊維等を含む。本明細書における用語「繊維」は、上述した構造の組合せも含む。
【００１２】
用語「生分解性」とは、糸／複数本の糸が少なくとも部分的に生分解性であることを意味する。換言すれば、その存在を本発明による方法を用いて決定すべきである微生物叢によって糸が分解される能力を意味する生分解性度は、当該基質中の所与の微生物活性が一定時間内張設した糸／複数本の糸の破断を生じるようなものであれば十分である。好ましくは、この時間は、１〜２週間を超えるべきではない。
【００１３】
基質が土壌である場合、適切な糸は、例えば堆肥化可能な糸であり得る。十分に生分解性であり、一定の張力を支持することができる全ての材料を適切であると考えることができる。ポリマー繊維のような、天然由来であるが人工材料からなる材料を考慮することができる。天然材料は、全体がタンパク質から構成される動物由来材料、及び全体がセルロース又はデンプンベースから構成される植物由来材料に分けられる。
【００１４】
本発明の好ましい変形実施形態によれば、生分解性糸は、タンパク質又は植物由来のもの、好ましくは綿若しくは絹である。糸の分解度は、基質のセルロース分解性又はタンパク分解活性に対する情報を供給する。他のものからの材料の選択も、微生物又は酵素が糸の破断を生じるように糸を分解することができる速度によって決定される。理想的には、糸、糸の張力及び糸のサイズは、糸の破断が数日、最大で１〜２週間以内に発生するように選択される。
【００１５】
現況技術と比較すると、本発明の方法は、糸を破断するのに必要なけん引力を所与の期間後に測定するのではなく、所与の引張り／けん引応力をかけられた糸が破断するまでの経過時間を測定するものであり、このことは、測定技術をかなり単純化する。土壌に糸が留まることで、微生物／酵素が生分解性材料を分解することを可能にし、この結果、所与の量の材料が分解された後、糸は張力に耐えることができず、破断する。市場で入手可能な綿又は絹の縫い糸は、意図する目的に対して特に適切であることがわかっている。
【００１６】
糸を地中に置く（又は泥のようなより液状基質の場合は浸漬する）この方法は、土壌及び基質に存在する微生物の複合体の分解能を測定するために開発されてきた。好ましくは、１本又は複数の生分解性糸のうち少なくとも２本は、異なる微生物活性に対する情報を収集するために、異なる材料から作製される。
【００１７】
有利には、糸は、植物由来（例えば、綿のようなセルロース系）又は動物由来（例えば、絹のようなタンパク質）のものである。植物由来の糸は、セルロース作用を受けやすく、一方で、動物由来の糸は、タンパク分解活性の指標である。糸は、糸と接触する自由な微生物又は酵素の進行する活性によって次第にもろくなる。本方法の用途では、異なる材料で糸を組み合わせることは、糸を破断するのに必要な時間から土壌のタンパク分解活性及びセルロース分解活性に対する情報を得ることを意味する。例えば亜麻、ビスコース、羊毛（ゆっくりと分解することがわかっている）等のような他の種類の糸を考慮することができる。
【００１８】
本発明の方法の有利な実施形態では、１本又は複数の生分解性糸のうち少なくとも１本に対して、少なくとも１つの肥沃物質を添加した、同じ材料の少なくとも１本の更なる生分解性糸があり、基質の肥沃物質の不足又は過剰は、これら２本の糸の破断時間を比較することによって決定される。本方法のこの変形実施形態は、農業分野で特に興味深く、当該土壌の肥沃度が更に増大したかどうかを決定することも可能である。
【００１９】
上記した単純な繊維に加えて、例えば無機窒素又はリン酸カリウムのような肥沃元素源を前もって添加した他のバージョンが、基質に追加され、設置される。この状況において、それぞれが肥沃元素を含有する糸の異なる組合せ又はいくつかの肥沃元素を有する糸を考慮することも可能である。このうち特に興味深いのは、窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄並びに他のメソ元素及び微量元素の無機源によって構成される群から選択した肥沃物質である。こうした元素は、Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２、ＣａＳＯ４、ＣａＮａＰＯ４・ＣａＳｉＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、ＮＨ４ＮＯ３、（ＮＨ４）２ＳＯ４、ＫＮＯ３のような無機塩及び当業者にとって公知の他のものに見出すことができる。
【００２０】
農業及び園芸の部門では、メソ元素は、施肥によって行われた特定の添加物に対する植物応答に基づき二次元素とみなされる。メソ元素は、例えばカルシウム、マグネシウム、硫黄、塩素を含み、いくつかの場合では、ナトリウムも考慮される。代わりに、マクロ元素は、肥沃度に関する主要元素であり、具体的には窒素、リン及びカリウムである。代わりに、微量元素は、非常に限られた量で作用するが、酵素の構成要素の一部であるので基本的な役割を実行する。微量元素は、例えば、ホウ素、マンガン、銅、亜鉛、モリブデン、コバルト、鉄を含み、塩素、ケイ素及びニッケルもこの群に属すると述べられることがある。
【００２１】
最も単純なケースでは、ＮＨ４ＮＯ３溶液に糸を浸漬することによって窒素による濃縮を行う。好ましくは、溶液の濃度は、約３ｇ／ｌである。好ましくは、浸漬時間は約１５分である。
【００２２】
有利には、リンによる濃縮は、代わりにＮａ２ＨＰＯ４及びＫＨ２ＰＯ４溶液の浸漬を必要とする。適切な濃度は、約６ｇ／ｌのＮａ２ＨＰＯ４及び３ｇ／ｌのＫＨ２ＰＯ４である。有利には、次に、糸を外気で乾燥させる。
【００２３】
特定の元素により前処理した糸の耐破断性の弱さが前処理していない糸よりもさらに大きい場合には、前記差異は、どの程度の各元素を用いた施肥が土壌当該にとって有益であり得るかを示す。したがって、検査する特定の元素について要求に応じた情報を得るのが容易である。
【００２４】
実際には、差異は、当該土壌における有機物質の無機化に活性な微生物が今の元素、例えば窒素又はリンによって制限されるかどうか、及びどのくらいこの元素によって制限されるかを示す。
【００２５】
土壌に栄養が過剰である状態では、所与の元素による事前処理は、この元素が添加されていない繊維と比較して、陰性であったとしても軽微な分解を生じる結果を示すのに適切であることがわかっている。
【００２６】
このことは特に窒素の場合明らかである。
【００２７】
換言すれば、農業者は、提案する方法を数本の糸と共に使用して、農業者の土壌がリン又は窒素のような特定の元素の添加を必要とするか否かを自律的に理解することができる。
【００２８】
本方法は、土壌で行った数千の測定及び既知の肥沃度及び生産性を有する状況によって検証されてきており、必要なパラメータとの相関は、非常に有意である。
【００２９】
結果を表すには、土壌に設置しない自然状態の対応する糸の平均抵抗値と土壌に設置した糸の抵抗値を比較し、以下の式を有する抵抗百分率として表す：（地下に設置した繊維を破断するのに必要な付加重量（ｇ）／自然状態の繊維を破断するのに必要な付加重量（ｇ））ｘ１００。得られたデータは、残留抵抗百分率から生じた分解の百分率に変換し、得られた値を１００から減じる。
【００３０】
一定濃度の基質中の細菌、ミクロ真菌、藻類、原生動物、酵素又は肥沃元素を用いてこのように決定した値の相関は、例えば土壌の種類、栄養／肥料元素の濃度、微生物集団の定量化、酵素活性に関する値等に対する情報のような化学的・物理的及び微生物学的パラメータが既知である基質で「設定する」ことによって行われる。
【００３１】
当然、方法のこの部分（地下に、異なる材料の糸並びに／又は同じ材料の、前処理をした糸及び前処理をしていない糸を設置すること）を公知技術の方法に移し、次に、土壌への所与の常置期間の後、糸を破断するのに必要な力を測定する方法に移すことが可能である。
【００３２】
したがって、本発明は、生分解性試料糸（例えば綿、絹）上の有機物質の微生物の無機化活性の関数として、土壌又は分析する基質への適切な常置期間の後に耐破断性の変動を測定することによって、微生物活性レベル及び／若しくは土壌の肥沃度の状態、又は生物学的に活性な群集を含む泥及び廃水の分解に対する適性を相対的に評価する方法を提供する目的を達成するものであり、この生分解性試料糸は、肥沃元素又は栄養元素（例えば窒素、リン及びカリウム）を添加して、単純な方式で土壌に設置されるか、又は浸漬される。
【００３３】
本発明による方法は、例えば、ファイトエクストラクション後の汚染されていた土壌のリクラメーション又は汚染全般を監視することを可能にする。本方法は、異なる活性を同時に決定することを可能にする。
【００３４】
本発明の別の態様は、１本又は複数の生分解性糸、並びに各生分解性糸に対して、生分解性糸の一方の端部を固定するのに適した第１の固定要素、及び生分解性糸のもう一方の端部を固定するのに適した第２の固定要素を備え、第１の固定要素と第２の固定要素との間に各生分解性糸を予め定義した張力で独立して締結することができる、基質の微生物活性レベルを測定するデバイスに関する。当然、少なくとも第１の固定要素は、２本以上の糸に共通であり、同様に、各糸は、時折単一の第１の固定要素を有する場合がある。このデバイスは、前記方法を実施するのに適している。用語「糸」及び「生分解性」に関して、上記で提供した定義が適用される。
【００３５】
本発明によるデバイスは、好ましくは土壌用測定デバイスである。
【００３６】
本発明の好ましい変形実施形態によれば、少なくとも１本の生分解性糸に対して、同一材料から作製され、少なくとも１つの肥沃物質を備える少なくとも別の生分解性糸及び／又は異なる材料から作製された少なくとも２本の生分解性糸がある。それぞれの変形及び組合せを本発明による方法に関して上記で説明してきた。単一デバイスを地面に設置することによって、単一プローブに一体化した多数の繊維の様々な組合せを土壌に導入することができる。
【００３７】
最も単純な形態では、存在する各生分解性糸に対して第１の固定要素及び第２の固定要素がある。
【００３８】
２つの固定要素間に所与の距離を事前に設定することによって、糸に予め定義した張力をもたらすことが考慮できるが、有利には、デバイスは、生分解性糸に所与のけん引力を加えて糸へ予め定義した張力を与えるのに適した張設要素を備える。そのような張設要素は例えばばねであってもよい。理想的には、糸はこれらの張設手段によって、同じ繊条を新しいときに破断するのに必要なけん引力の５０％に等しいけん引力をかけられる。これに関して、市場では、特定のけん引力を糸に加えるのに適した予め定義した弾性力で設定したばねを提供する。好ましくは、張設手段は、第１の固定要素と第２の固定要素との間の距離を制御する。
【００３９】
好ましくは、本発明によるデバイスは、各生分解性糸に対して、生分解性糸の破断をシグナリングするのに適したインジケータも備える。インジケータの存在により、糸の状態を制御するために決定した間隔でデバイスを基質から引き抜く必要性が回避され、地面にある機器を原位置に放置でき、糸の抵抗が、例えば自然状態の繊維の抵抗の半分に低くなり、特定の糸が破断した後、インジケータが起動するのに必要な時間を記録することが可能である。
【００４０】
本発明の有利な変形実施形態によれば、第２の固定要素は第１の固定要素に対して移動することができ、張設要素は、けん引力を第２の固定要素に加えるばねであり、そのため、２つの固定要素間で締結した生分解性糸は、ばねに負荷をかけ、糸が破断した場合にばねが無負荷位置に戻ることにより第１の固定要素から第２の固定要素を離す。２つの主なケースを考慮することができる。第１のケースでは、糸が張設するとばねは無負荷の静止形態から拡張され、一方で、第２のケースでは、ばねは、糸が張設すると圧縮される。糸が破断した後、ばねは、それぞれ収縮又は拡張し、無負荷形態に戻る。
【００４１】
好ましくは、インジケータは、第２の固定要素と一体であり、したがって第２の固定要素と一緒に移動し、したがってインジケータの位置は、糸の破断が生じた場合、糸の破断をシグナリングするのに適している。第２の固定要素上にけん引力を加えるのはばねであり、この固定要素は移動可能であるので、第２の固定要素の位置は、ばねの拡張状態又は圧縮状態によって決定され、ばねの拡張状態又は圧縮状態は、糸を張設するか、しないかによって決定される。第２の固定要素に直接接続したインジケータは、位置インジケータとして第２の固定要素の位置を示すことができ、したがって、張設したままであるか、破断したかといった糸の状態を間接的に示す。この構造概念は、最も単純なケースでは、インジケータを目視により直接監視できることを含み、この目的でのインジケータは、有利には、土壌に設置されないデバイスの一部分に位置決めすべきである。
【００４２】
好ましくは、インジケータは、ある位置から別の位置に移動し、したがって、糸の状態を表示器上に又は遠隔で示す検出器と接触する。この遠隔で示すという原理は、単純な調節で変更することができ、適切なソフトウェアへワイヤレスでデータを送信することにより検出状態を提供できる変形形態が得られる。このように、機器は、結果としてユーザの経営選択に有用である、以下のような情報を自動的に送り返すことができる：土地への施肥の必要性及び耕作土壌に施肥の実体があるか否か；未耕作森林地帯の土壌の質、潜在性及び適性；休閑又は放置後に再耕作する土壌の適性；堆積堆肥、堆肥塊、土地のリクラメーション用バイオパイル、天然状況及び人工状況の泥並びにバイオマス及び廃水を処理するシステムから得られた沈澱物、並びにエネルギー生産チェーンにおけるバイオリアクタの熟成度／活性。この情報は、上記した異なる糸の対応する組合せから供給することができる。
【００４３】
有利には、糸の２つの固定点の間には、機器の主軸に対して糸をわずかに傾斜させるのに適した糸ガイドがあり、好ましくは糸が地面の約１５ｃｍにある場合約３°の傾きを画定する。可能な変形実施形態では、糸ガイドはディスク形であり、径方向に構成したくぼみを備え、こうしたくぼみは単純なスリットでも星形ディスクのくぼみであってもよい。
【００４４】
デバイスの有利な実施形態によれば、前記デバイスの基部構造は、各生分解性糸に対し、基部構造の下側部分にある前記第１の固定要素及びこの第１の固定要素から軸方向に離間した分離要素を備えるバーであり、この分離要素は、各糸に対してロッドを軸方向移動形態に収容し、このロッドの第１の端部は、第１の固定要素に面する分離要素の側にあり、前記第２の固定要素を備え、ロッドの長さ部に沿った分離要素のもう一方の側に、前記ロッドと一体のスペーサがあり、前記ばねは、前記スペーサと前記分離要素との間に囲まれて前記ロッドに同軸に挿入され、それにより、前記糸を前記第１の固定要素と前記第２の固定要素との間に固定することで、糸が張設され、ばねをスペーサと分離要素との間で圧縮させ、糸が破断した場合はばねが拡張し、したがってロッドを移動させることになり、ロッドの第２の端部は、ロッドと一緒に移動し、糸が破断すると新たな位置によってシグナリングする前記インジケータである。
【００４５】
本発明によるデバイスの寸法は、変えることができ、分析すべき基質によっても決まる。花びん、例えば観賞植物用に適用するデバイスは、畑、ブドウ畑、果樹園、観賞庭園又は自然環境に使用するバージョンよりも小さくなる。土壌と接触する糸部分の長さは、基質の深層微生物活性の拡張に従って選択される。機器の密度、即ち、分析される特定の表面に対する機器の数は、通常は丘の場合よりも平野の場合が高い、基質の均一性に依存する。目安として、平野では地面１ヘクタール当たり６つの監視点であれば十分である。糸の直径は、地面への所望の常置時間に基づいて最適化される。
【００４６】
有利には、デバイスは、収集した情報を完全にするためにガス分析器、温度分析器及び湿度分析器の中から選択した分析器を備える。
【００４７】
本発明の更なる態様は、１本又は複数の生分解性糸、並びに
ａ）窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄、他のメソ元素及び微量元素のうちの供給源の中で選択される少なくとも１つの無機源を含有する無機塩の溶液により前処理した生分解性糸；及び／又は
ｂ）窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄、他のメソ元素及び微量元素の供給源の中で選択した少なくとも１つの無機源を含有する無機塩の溶液
を備えるキットであって、糸の端部には、固定手段、具体的には球状部、アイレット、フックを備え、任意選択で特有のマークを備える、キットに関する。これらの固定手段は、有利には、本発明による測定デバイスに存在する固定要素との固定に適するように選択する。そのようなキットは、測定を実行する糸と破断した糸とを容易に交換するのに役立つ。
【００４８】
用語「糸」及び「生分解性」に関して、上記で与えた定義が適用される。特有のマークは、色付き球状部とすることができる。
【００４９】
提案する本方法及び本機器によって提供される利点は、以下のことをユーザに提供するので既存の技術と比較すると明らかである：ユーザの土地、工場、植物若しくは庭園又は花びんに機器を使用する機会；破断を決定した時間を（例えば適切な解釈表に列挙した）既知の品質を有する基質の既知の時間と比較することによってユーザ自身が診断を行えること；リアルタイム又はあらゆる場合で非常に短時間に回答を得る機会；及び価格が低く、取替え可能な繊維を交換するだけで無期限に再使用できる機器を使用する機会。基質の特性を決定すると、肥料が実際に必要なときにだけユーザが肥料を添加し、最も適切な種類の肥料を使用する見込みに関して直接的且つ適時に決断でき、したがって「精密な施肥」が実施される。また、生産物の機能性に対して不必要な又は過度でさえある期間待機せずに、（堆肥、こやしが）熟成に達した材料を使用する機会に関して直接的且つ適時に決断できる。こうした選択により、ユーザは、かなりの金額を節約し、廃棄物、及び過剰量の肥料が環境へ拡散することを低減し、更には生産物の介入及びマーケティング／流通の待機時間を低減できる。
【００５０】
本発明による方法及びデバイスを使用すると、糸を回収し、動力測定ベンチ上で糸の最終的な残留引張り応力を測定する必要はない。というのは、本デバイスは、自動的に稼働し、糸を破断するのに必要な微生物への暴露時間の測定のみを必要とするからである。このように、微生物（無機化）活性、及び／又は微生物（無機化）活性に密接に関連する土壌の肥沃度の監視は、機器に設けたインジケータの状態を周期的に確認し（又は遠隔検出バージョンでは、ワイヤレス・センサからのデータを受信し）、例えば解釈表に供給された標準値と決定値とを比較することによって快適に実行することができる。
【００５１】
本発明は、（異なる生分解性材料同士の、及び／又は具体的には窒素又はリン・カリウムである栄養元素を添加した糸と添加していない糸との）相対分析を可能にする目的を達成し、このことは、方法の相当な改良となり、セルロース分解活性に対する情報だけではなく、タンパク分解活性に対する情報、及び／又は土壌にすでに存在若しくは残留し得る、更には存在しない栄養の濃度（肥沃元素）に対する情報を提供する。更に、細い糸ではなく従来技術のかなり厚いストリップを使用すると、ストリップを破断するには布産業で使用する大型の張力測定機械及び地下での長い滞留期間を必要とする。本発明の方法及びデバイスは、高度な張力測定機器を必要とせず、地下への滞留期間はより短い。本発明は、土壌への適用のみに限定するものではなく、実際には、本方法及び本デバイスは、例えば現況技術に関する段落で上記した他の状況に使用することもできる。本発明は、ユーザが監視することができる、基質の微生物活性レベル及び肥沃度を評価する機器（任意選択で自動機器）を提供する。本デバイス及び／又は本方法を既知の微生物／酵素活性を有する基質に適用した場合、本デバイス及び／又は本方法は、材料、例えばポリマー材料の生分解性／堆肥性の決定に役立てることができる。この目的で、検査すべき材料から作製した糸を使用する。
【００５２】
本発明の変形実施形態は、従属請求項の主題である。本発明によるデバイスの実施形態の好ましい例の説明を、添付の図面を参照して非限定的な例として提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に従った、基質の微生物活性レベルを評価するデバイスの軸測投影図である。
【図２】保護ケーシングのない、図１によるデバイスの軸測投影図である。
【図３】図１によるデバイスの下側部分の軸測投影図である。
【図４】図２の詳細の軸測投影図である。
【図５】インジケータが起動していない、図１によるデバイスの頭部の軸測投影図である。
【図６】いくつかのインジケータが起動した、図２によるデバイスの頭部の軸測投影図である。
【図７】図２によるデバイスの上側部分の側面図である。
【図８】図１によるデバイスの下側部分を土壌内に導入した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１は、全体を１で示す、畑で使用するバージョンのデバイスを示す。基部構造は、一方の端部に安定器先端部４を備えるバー２を備える。把持部としても働く反対端部５には、生分解性糸８のうち１本の破断をシグナリングするインジケータ（図示せず）の起動を測定することができる測定頭部６がある。デバイス１は、主に野外で使用する目的であるので、張設機構（詳細には以下の図に示す）は、円筒ケーシング１０により天候作因から保護される。この円筒ケーシング１０の上側部は、起動し得る色付きインジケータ（図６を参照）を見ることができるように透明である。前記ケーシング１０は、特別な工具を必要とせずに、予備部品として利用可能な新たな糸を迅速に位置決め可能にするために、単純な設計を有し、軸方向に摺動移動させることによって容易に取り出すことができる。対応する生分解性糸８の一方の端部を時々固定するのに適した固定要素を１２で示す。
【００５５】
図３に示す例では、糸は、色付き球状部３４によって底部に係留され、この色付き球状部３４は、標準的な産業方法により固定され、ストッパとして働き、安定器先端部４の上の機器の下側部分に存在する適切な円筒要素１２に挿入される。バー２は、例えばステンレス鋼、ポリマー材料等のような、畑で使用するのに適した材料から作製される。理想的には、安定器先端部４は、糸８と土壌との良好な接触を保証するように、適切な直径、好ましくはバー２の直径よりもわずかに小さい直径を有するパンチを使用して地面に事前に作製した穴に導入すべきである。土壌がそれほど固くない場合は、穴を事前に作製する必要はなく、糸が破断する危険を伴わずにデバイスを直接挿入することも可能である。
【００５６】
図２は、保護ケーシング１０を取り外した後のデバイス１の内側を示す。生分解性糸８は、それぞれの固定要素１２からバー２に沿って延在し、ディスク形糸ガイド１４を通って案内され、このディスク形糸ガイド１４は、糸８を互いに離間させることに加えて、それぞれの端部がアイレット１６で終端する糸８の特定の傾きを画定する役割も果たす。このことは、例えば、糸８の上側端部を、小さな色付きプラスチック・シリンダ１８を有するアイレットの形状に作成することによって得られ、このプラスチック・シリンダ１８は、布産業及び衣類産業で使用される標準的産業方法により糸の周りに熱形成される。これらの小さな色付きシリンダ１８は、使用した材料及び添加した異なる物質に従って糸を互いに区別するのにも有用である。結果として糸８が広がることにより、土壌との接触、したがって、微生物との最適な相互作用が保証される。
【００５７】
活性基質を構成する土壌と糸との約１５ｃｍの接触の長さには、約３°の傾きが適切であるとわかっている。アイレット１６は、ロッド２２の第１の端部に対応するフック２０で結合され、このロッド２２は、バー２に沿って延在し、第２の色付きインジケータ端部２４で終端する。これらのインジケータ２４は、頭部２５の穴２３に集められる。ロッドは、ディスク２８の穴２６に移動可能に案内され、固定リング３０を備える。リング３０及びディスク２８は、ロッド２２のリング３０とディスク２８との間に挿入した巻ばね３２（明確にするために１つのばねだけを示してある）の移動を制限する。ばねは、糸８に特定の引張り力を付与するように所与の弾性反力を形成する。したがって、糸８は、これらの巻ばね３２によって負荷をかけたロッド２２によって垂直線上に張設して維持される。
【００５８】
本明細書で記載する例では、６本の糸（３本の綿糸及び３本の絹糸）があり、各群は、（ａ）前処理をしていない１本の対照糸、（ｂ）窒素により前処理した１本の糸及び（ｃ）リンにより前処理した１本の糸を有する。当然ながら、最終ユーザは、所望の情報を得るために、他の組合せの糸の材料及び糸の処理も自由に選択できる。当然ながら、糸の本数も変更することができる。糸は、理想的には産業的に製造され、標準特性を有するものであり、有利には、デバイスに正確に挿入できるように特定の色の球状部及び小さなシリンダを備える。このことは、綿に使用されるけん引力は、絹に使用されるけん引力とは異なるので必要であり、同じ材料では、綿若しくは絹、中性（neutral）又は前処理といった様々な糸の中で区別可能にし、結果を正確に評価するために必要になる。
【００５９】
この目的で、５０％の分解度に達した糸がばねのけん引に降伏し、破断したときに起動されることになる上側インジケータ端部２４は、組付け中は糸を正確に挿入でき、且つユーザによる結果の調査中は破断した糸を識別できるように異なる色で印をつけられる。用いたロック・システム（球状部、アイレット）により、特別な工具を必要とせずにデバイス１に糸８を迅速に位置決めすることが可能になる。
【００６０】
ストッパ球状部３４をその座（図３）に挿入した後、各糸８は、糸８とバー２の垂直軸との間にわずかな角度（約３°）を維持するのに必要な糸ガイド・ディスク１４に設けた溝１５を通され、最後に、フック２０を備える対応するロッド２２の下側端部に固着される。したがって、糸８は、基質とのより良好な接触を達成するために底部から上部にわずかに広がる。実際には、機器は、金属シリンダ若しくはプラスチック・シリンダから構成される単純な工具又はパンチにより事前に作製した穴に挿入される。但し、この工具又はパンチの直径は、土壌に位置決めするデバイスの部分の直径と等しいか、それよりもわずかに小さく、工具又はパンチの長さは、土壌に位置決めするデバイスの安定器先端部を除いた部分の長さと等しく、この長さは活性層（約１５ｃｍ）の深さに相当する。理想的には、デバイス１は、ロッド２に対して本質的に平行にロッド２２を維持するために、デバイスの上側部分に位置決めした第２のスペーサ・ディスク３６を備える。
【００６１】
図８は、安定器先端部４の位置決め及び土壌９に作製した穴７内の適切な深さへの糸８の位置決めを示す。明確にする理由で、図には土壌９と糸８との間に空いているスペースがある。実際には、土壌は全てのスペースを占め、バー２と接触する。デバイスを穴７に挿入すると、垂直線に対してデバイスがわずかに傾いている場合でさえ、全ての糸８は土壌及びバー２の外側円筒面と均一な接触を維持する。
【００６２】
図４は、インジケータ２４及びフック２０を有する、デバイス１のロッド２２の拡大図を示す。ばね３２は、ロッド２２から単に引き出すことによって交換でき、ロッド２２は、スペーサ・ディスク２８の穴２６に容易に挿入することができる。
【００６３】
図５は、インジケータ２４のいずれも起動しておらず、全てが頭部２５の穴２３に引っ込んでいる、機器１の上側部分を示す。
【００６４】
代わりに、図６は、起動し、保護ケーシングによって覆われていても見える、２つのインジケータ２４ｂを示す。インジケータ２４ｂのそれぞれの糸が降伏したので、それぞれの破断した糸に今や保持されないインジケータ２４ｂのロッド２２は、そのロッドのばねによって上方に押されている。いくつかのインジケータ２４ａは、起動せず、これは、対応する糸がまだ破断していないことを意味する。
【００６５】
インジケータ２４の周りには、使用する状況で適切な、図示しないプラスチック材料の透明な保護ストリップがあってもよく、これは、保護ケーシングの一体部品でさえあってもよい。インジケータの上側保護部は、あるとしても、全ての図面で省略されている。
【００６６】
上側頭部６は、起動したインジケータ２４のための座として役割を果たす穴２７を備え、インジケータの状態を検出するのに適したマイクロプロセッサ、小型ＧＰＳ受信機、ＷＳＮモジュール、インジケータがいつ起動したかを測定するクロノメータ及び電源電池を有する電子回路を収容することができる。
【００６７】
図７は、デバイスの上側部分の側面図に測定システムの異なる状態をまとめたものである。糸８ａは、依然として張設されているが、一方で、糸８ｂは、破断している。それに応じて、破断していない糸８ａに接続したロッド２２ａは、破断した糸８ｂに接続したロッド２２ｂと比較するとより低い位置にある。糸８ａは、対応するばね３２ａに圧縮をもたらし、一方で、糸８ｂの破断は、ばね３２ｂを無負荷形態に戻し、各ロッド２２ｂを上方に押す。対応するインジケータ２４ｂは、起動していないインジケータ２４ａに対して軸方向にずれ、糸８ｂの破断をシグナリングする。
【００６８】
本デバイスは、遠隔検出オプションを有する状況で使用することができる。機器の構造は、その上側部分に、ワイヤレス技術を有する任意選択のモジュールを挿入することが可能であり、この任意選択のモジュールは、様々なインジケータの状態を遠隔送信するための適切な容量の電池を備える。
【００６９】
ＷＳＮ（ワイヤレス・センサ・ネットワーク）ネットワークの実際の技術によって、すでに産業分野にある相互接続センサのネットワークを生成することが可能になり、特定の配線を設ける必要とせずに前記センサの状態を検出し、プロセス・パラメータを送信するようにする。
【００７０】
当該デバイスにこの技術を用いることによって、特に、広範囲及び非常に広範囲の場合には、分析する土壌の多数の地点で状態の遠隔検出を得ることが可能であり、この地点の数及び相互距離は、使用するワイヤレス技術及び土壌肥沃度に関する合理的な測定作戦に用いる基準によって決まる。利用可能なＷＳＮ技術の１つである、ＺｉｇＢｅｅ技術の現在の規格は、最大６５，０００を超えるモジュールが単一のネットワークに属し、平地におけるモジュールとデバイスとの間の最大距離は、標準モデルでは、約７０ｍ、強化バージョンでは約２００ｍである。
【００７１】
更に、ノード−センサと他との中継機能により、最も遠いノードから受信局まで最大６つの中継器に匹敵する測定距離を増大させることを可能にする。
【００７２】
現在のところ、前記技術が、当該機器の状態を遠隔検出し、中央ノードに送信するのに最も適切であると思われ、この中心ノードは、データを収集し、ネットワークを管理する機能を有し、通常のポータブルＰＣとインターフェースする。
【００７３】
前記モジュールは、低データ・レートであるが高い自律性（一般的な単３電池で約１年）を特徴とし、このことは、高データ・フローは必要なく、原位置での予想される常置が数週間に限定されるという当該状況で使用するのに理想的な解決策となる。
【００７４】
ＷＳＮ構成要素のサイズを減らすと、費用が減り、本明細書の主題である機器などの機器への統合しやすさが更に保証される。
【００７５】
実際には、用いるワイヤレス技術とは関係なく、デバイスに存在するＷＳＮモジュールの稼働は、ほとんどの時間「待機」状態での常置を必要とし、ポータブルＰＣに接続した中央スーパーバイザ・ノードにおいてこの中央スーパーバイザ・ノードに指示された未決定データ要求があるかどうかを検証するために非常に短時間の間ＷＳＮモジュールが再起動される以外は、消費電流はわずかである。
【００７６】
この場合、ＷＳＮモジュールは、どのインジケータが地中に置かれた糸の破断ために固定されていないかを検証するハードウェア・ルーチンを実行することになる。インジケータの状態は、デバイスの識別コード（ＩＤ）と一緒に無線を介してスーパーバイザ・ノードに送信され、このスーパーバイザ・ノードは、スーパーバイザ・ノードに接続したＰＣにインジケータの状態を渡し、Ｅｘｃｅｌファイルや類似のソフトウェアのような単純なファイルへ記憶する。
【００７７】
このソフトウェアは、現場への位置決め時にＧＰＳ受信機によって検出されたデバイスの地理的位置をすでに含むＥｘｃｅｌファイル内部に、ＩＤによって索引化した記録の着信データを入力し、このＧＰＳ受信機は、自律性であっても、ポータブルＰＣに統合したものであってもよい。
【００７８】
各デバイスの稼働開始日時も、連続する状態の間で比較するために同じ記録に自動的に入力される。
【００７９】
このように形成したこの単純なデータベースは、特別に開発したソフトウェアにより連続分析用に使用することができ、このソフトウェアは、数値結果に加えて、微生物活性レベルのグラフィック表示、及び必要な場合には、農業・経営決定をするのに有用な、様々な手順に従った結果得られる土壌の熟成度及び／又は肥沃度のグラフィック表示を提供することもできる。
【００８０】
グラフィック表示のうちの１つは、土壌の状態を、デバイスを畑に設置した数日後にデバイスから受信した着信データを統合し比較することによって得た適切なマップ上に表示できることである。
【００８１】
実際には、行われるイベント、即ち、各デバイスの使用開始日時及びデバイスのインジケータの起動日時の登録を計画してあれば、検査する土壌の微生物活性の全体的な状態に関する有用な情報を得ることが可能である。
【００８２】
より具体的には、ソフトウェアによってデータベースを照会するだけで、土壌のある部分が、他の部分よりも活性であるか、又はあまり活性ではないかを発見することが可能であろう。
【００８３】
実際には、デバイスのインジケータの起動を時間系列で適正に比較し、且つ異なるデバイスの起動した相同なインジケータを相関させることによって、個別の時期に行われたイベント同士を比較して土壌の活性の最終比を得るアルゴリズムをソフトウェアに組み入れれば十分である。
【００８４】
本発明の主題であるデバイスは、標準的材料及び加工サイクルを使用して製造することができ、即ち、通常は市場で入手可能であり、産業で一般に使用される。したがって、デバイスの大量再生産が可能である。
【００８５】
適切な材料及び構成要素の提案を以下に列挙するが、非限定的な例と見なすべきではない。
【００８６】
バーを意味する本体は、天候作因及びＵＶ放射への耐性を確実にし、あらゆる場合において畑で使用するのに適切であるプラスチック材料（ＰＶＣ、ポリエチレン又は別の材料）の管状要素（約７００ｍｍの長さ）によって構成される。本体は、先端部、円筒形本体、糸及びロッド用ガイド・ディスク、上側区分並びに把持部を備える一体型に作製してもよい。
【００８７】
様々なガイド・ディスクが、ロッド及び糸を所定の位置に維持する役割を果たす。ガイド・ディスクは、穴をあけ、本体に取り付けたＰＶＣシートから得られる個別要素であってもよい。本体は、個別に製造する場合には、プラスチック材料の丸いバーから得るか、又は成形方法により全ての必要な穴を付けて製造することができる。ディスク及び本体を単一加工サイクルで先に一体化して製造できることも考慮すべきである。
【００８８】
ロッド及びばねのシステムを封入し、保護する保護ケーシングの製造は、実質的にはプラスチック材料のパイプの切削を必要とする。保護ケーシングは、下側のつや消し部分、及びインジケータの状態を確認することを可能にする上側の透明部分の２つの部分からなる。下側パイプは、ロッドの下側端部にアクセスでき、土壌中に設置する糸の容易な結合を確実にするように摺動する。２つのパイプは、互いを接続して製造しても、完全に互いに独立して製造してもよい。
【００８９】
ロッドの特別な動作を考えると、ロッドを作製するには１８−８ステンレス鋼の一般的な自転車のスポークを使用し、標準的な製造プロファイルの単純な修正によって本目的に適合させることが可能である。スポークは、端部にすでに特定の独自の形態を有する機械的細部であり、この形態は糸の上側部分（アイレット）を結合する理想的な解決策である。機器に正確に使用するには、元のスポークの湾曲端部をわずかに逆に折り曲げればよい。前記種類の処理は、自動製造機器の折り曲げパラメータを再設定するだけで実施することができる。第２の折曲げ部は、繊条に加えられたけん引力がロッドの長手方向軸に沿ってのみ作用することを保証する役割を果たし、したがって、繊条とガイド・ディスクとの間に不要な摩擦を生じさせる径方向の力があれば最小に減らす。イタリア国内企業及び外国企業によって数百万の物品が大量生産される前記機械的細部は、無視できる単価であり、したがって、この解決策を用いることで特別なロッドを製造する費用を回避することになる。
【００９０】
最後に、スポークは、すでにねじ切りされた反対端部を供給し、これにより色付きインジケータを容易に固定することを保証する。
【００９１】
インジケータは、ロッドの上部に位置し、色付きプラスチック材料から作製される。インジケータが、その上側基部に挿入される小さな磁石を備えると、微小接点又はホール効果センサを動作させることが可能であり、この微小接点又はホール効果センサは、以下に記載する機器の上側部分に収容される任意選択の検出電子回路に属する。
【００９２】
図面からわかるように、土壌に設置される糸は、工具を用いずに迅速に機器に挿入できる端部を備える。この目的で、適切なプラスチック材料の球状部が、一方の端部にダイ・カストによって固定され、同じ材料の小さなシリンダが、もう一方の端部に固定され、ここに、鋼ロッドの下側端部への結合に適したアイレットが作成される。球状部及びシリンダの両方は、糸の種類を識別可能にするように色付きである。これらの製造は、通常は新品の衣類にあるタグ、マークラベル、シール等のような衣類産業向けプラスチック物品の成形を専門とする企業によって実施することができる。
【００９３】
絹糸又は綿糸に関して、以下の種類の標準繊維が適切であるとわかっている。
・絹、ＴＲＥ  ＳＴＥＬＬＥ社、ａｒｔ．２６２４、「ｓｅｔａ  ｂｏｚｚｏｌｏ  ｒｅａｌｅ」、タイトル番号２４；
・綿、ＴＲＥ  ＳＴＥＬＬＥ社、ｅｘｔｒａ  ｓｔｒｏｎｇ、タイトル番号１６。
【００９４】
糸を位置決めした後、ロッドは、ネジカラーでロックしたステンレス鋼ばねによって張設して維持される。ばねは、通常は、標準モデルからシリーズで、又は顧客の設計に従ってばねを製造する専用の会社によって製造される。ネジカラーは、標準サイズで通常入手可能であるが、或いは、小さい直径を有する、より経済的な標準ストップ・リングを使用して、ばねの正確な圧縮を保証するような位置でステンレス鋼ロッドに沿って設置することが可能である。
【００９５】
デバイスは、デバイスを土壌内に駆動させる把持部として働く、円筒要素を有する上部で終端する。電子デバイスを有するバージョンでは、デバイスは、電池、ＷＳＮモジュールのアンテナ、ＧＰＳ受信機、あるとすれば、クロノメータ及び起動スイッチを収容する。
【００９６】
把持部のちょうど下にある機器の上側部分は、ガイド穴を備え、このガイド穴の中にロッドと一体のインジケータ・シリンダが挿入され、続いて、インジケータ・シリンダは起動する。しかし、インジケータ・シリンダの一部分は、少なくとも一定距離で糸の状態を目視で確認することを可能にするために見えたままである。
【００９７】
しかし、デバイスが検出器電子回路を備える場合、その形状及び寸法は、前記回路の実際の全体寸法に基づいて生産段階で変更することができる。前記任意選択の回路は、磁石によって動作する微小接点（例えばリード接点又はホール・センサ）のオンオフ状態の読み取りによる、インジケータの状態の電子検出専用のものとすべきであり、インジケータは磁石と共に、構造体自体の内側の適切な位置に設けられ、設置される。
【００９８】
本機器用に使用する電子構成要素は、インジケータの状態を検出することに加えて、識別コード（ソフトウェア・ユーティリティを介して設定するＩＤ）、及び時間データ（ｄｄ−ｈｈ−ｍｍ）を供給するＲＴＣ（リアルタイム・クロック）回路のデータを記憶することを実現する。
【００９９】
マイクロプロセッサを使用すると、前記電子システムは、低価格ＧＰＳモジュールによる位置の自律的決定、又はＬＯＣ（ラボオンチップ、Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）モジュール及び土壌／バイオマスの温度、湿度、発生したガス等を測定するセンサとのインターフェースなど、デバイスに他の有用な機能を実装することが可能になる。
【０１００】
具体的には、マイクロエレクトロニクスの進化した製品であり、許容できる値段で入手可能なＬＯＣモジュールにより、活性基質に存在する微生物によって生成されたガス状代謝物（Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３、ＣＨ４等）に対する化学分析を現場で直接実行することができ、次に、その後に続く見込みの経時的な基質の発展に変換され、供給されたデータをＲＴＣモジュールの時間データ及び温度／湿度パラメータと統合する。様々な種類の分析を実行するＬＯＣモジュールは、すでに市販されている。
【０１０１】
デバイスに設けた電子構成要素は、ＷＳＮ（ワイヤレス・センサ・ネットワーク）モジュールを備え、このＷＳＮモジュールは、ＰＣとインターフェースする受信局（ＷＳＮスーパーバイザ／コーディネータ）とのワイヤレス遠隔通信を維持することを目的とする。
【０１０２】
機器／センサから受信したデータの遠隔収集には、アプリケーション・ソフトウェアでの処理を必要とし、このアプリケーション・ソフトウェアは、畑に存在するデバイスの全ネットワークを初期化し、最終レンダリング、即ち、モニタ上に土壌の微生物動態又は分析する他の対象をグラフィック表示するのに必要な適切なデータ処理の状態を周期的に確認する。この表示は、ユーザが専門家であるか農業者であるかに関わらず、センサが検出した状態に対する簡潔で合理的な図をユーザに提供するように実行すべきである。デバイスのより高度なバージョンを使用して、微生物学的動態を常に監視し、新たな知識をもたらすことができる一種の神経質なシステムを領地に備えることが可能であり、この新たな知識は、最も適切な農業・経営決定をする際の裏付けとすることができる。
【０１０３】
１０個のブドウ畑が関与した検査は、本発明によって提案した方法は、生物活性レベルの評価及び結果として生じた土壌の肥沃度、更にはブドウ収率の観点にも適用できることを明らかに示している。以下の表は、糸の生分解パラメータ、有機物質、Ｃ／Ｎ比及び収穫したブドウをキンタルで示した生産性の間の相関データをまとめたものである。
【０１０４】
０〜３０ｃｍでの有機物質の含量は、対照絹糸の分解と相関し、一方で、３０〜６０ｃｍでの含量は、窒素により処理した綿糸及び対照絹の両方の分解と有意な相関を表す。また、０〜３０ｃｍでのＣ／Ｎ比は、対照絹糸の分解と相関し、一方で、３０〜６０ｃｍでのＣ／Ｎ比は、窒素により処理した綿糸及び対照絹の両方の分解と有意な相関を表す。生産性は、対照検査の綿及び絹の分解並びに窒素により処理した綿糸の分解と相関することがわかった。より高い相関係数は、３０〜６０ｃｍにおけるＣ／Ｎ比と対照検査の絹の分解との間に存在することが見出された。
【０１０５】
微生物活性（繊条の分解％）、有機物質、Ｃ／Ｎ比及び生産性の間の相関（＊ｐ＜０．０５；＊＊ｐ＜０．０１；ｎｓ：有意ではない（ｎｏｔ  ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ））。
【０１０６】
【表１】
2014525030.tif 000003
【０１０７】
分析は、いかに絹及び綿の分解が微生物活性及び土壌の肥沃度の有用な指標となるかを明らかに示す。
【０１０８】
実装に際しては、本発明の主題である、基質の微生物活性レベルを評価する方法、デバイス及びキットは、本明細書には記載されない更なる修正及び変形実施形態を受け、得ることができる。前記変更又は変形形態は全て、それらが以下に示す特許請求の範囲内にあるという条件で、本特許によって保護されると考慮すべきである。
【０１０９】
いずれの請求項に記載の技術特徴の後に参照符号が続く場合には、それらの参照符号は、特許請求の範囲をより理解しやすくする目的でのみ含まれており、したがって、そのような参照符号は、そのような参照符号によって例として識別される各要素の保護に対する限定効果を少しも有するものではない。
【符号の説明】
【０１１０】
１  デバイス
２  バー
８  糸
９  基質
１２  第１の固定要素
１４  分離要素
２０  第２の固定要素
２２  ロッド
２４  インジケータ
２８  分離要素
３０  スペーサ
３２  ばね
【図１】
2014525030.tif 000004
【図２】
2014525030.tif 000005
【図３】
2014525030.tif 000006
【図４】
2014525030.tif 000007
【図５】
2014525030.tif 000008
【図６】
2014525030.tif 000009
【図７】
2014525030.tif 000010
【図８】
2014525030.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月12日(2014.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  土壌の微生物活性レベルを評価する方法及びデバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解の検出を可能にする材料の生分解に基づいて、基質、例えば耕作土壌、バイオマス、及び酵素活性がある他の環境の微生物活性レベルを評価する方法、デバイス及び関連キットに関する。本方法及び本デバイスの様々な適用が記載される。重要な適用部門は、農業である。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの適用部門では、基質の生物活性の状態に関する問題に対して答えが求められている。例えば農産物の主な界面である土壌は、一環境を構成し、この環境の機能性は、多くの微生物種の活性によって媒介される。微生物種の活性は、植物を成長させることになる有機物質及び栄養のターンオーバを決定する。土壌の酵素活性は、微生物集団の代謝状態及び土壌の化学的・物理的状態に対する情報を提供するので、重要な「センサ」である。
【０００３】
農業者は、自分の土地の肥沃度を知り、例えば窒素肥料及び／又はリン酸肥料を供給する必要があるか否かを評価する必要がある。土壌中のすでに利用可能な物質に対し不必要な添加を回避することで、前記手順の間の費用を節約できると、農業者に経済的な利益を与えるだけでなく、水底及び流水中の過剰な農業由来の硝酸塩に関連する問題の重大さ、及び法律が規定したその結果としての基準が示すように、環境及び領地に対する全体的な利点も与える。
【０００４】
現在の耕作に加えて、耕作を再開する最適な移行及び期間を決定し、又は耕作限界地を再転換する機会を評定するために、潜在的生産状態に対する知識は、休耕地に対しても必要である。
【０００５】
同様に、熟成状態及び基質の活性に対する知識は、堆肥又は鶏糞の熟成のケース、有機残留物の堆肥化のケース、バイオリクラメーション専用土壌のバイオパイルのケース、更には、その支えがタンク又はバイオリアクタ中の微生物共同体の活性である一連の産業状況でさえ必要とされる。一連の産業状況の中でも、活性汚泥、排水処理、硝化−脱硝システム、並びにバイオガス及びバイオ燃料を製造するためのバイオマスと農工業残留物との変換を挙げることができる。
【０００６】
土壌、環境、バイオリアクタ等の微生物学的状態の知識について関与するユーザ（農業者、植物管理者、環境保護機関、立法者）の要求を満たすことが可能な現在の方法は、一連の化学的・物理的分析からなるが、１つ又は複数の以下の不利益を有する：専門研究所に作業を委託する必要性；多くの個別の側面（元素の投与量、化学的・物理的分析、微生物学的分析）を分析する必要性；一義的診断の目的で結果を解釈する困難さ；中程度〜高額な分析費用；分析サービスの稼働率に左右される長い待機時間；関与する場所から分析場所へ材料を移送する必要性。
【０００７】
公知の技術は、布繊維（綿）である試料を土壌に設置し、予め定義した期間の後土壌から取り出して、微生物との相互作用後の機械的残留抵抗を測定することによって、試料の分解度を分析する方法を提供する。破断に必要な力は、土壌のセルロース分解活性の指標である。この方法によれば、試料は分析センターに移送される。大きなストリップを使用すると、そのストリップを破断するには地中での長い期間及び大型の張力測定機械を必要とする。この方法は、他の酵素活性、例えばタンパク分解活性に関する情報、又は地中の窒素、リン、カリウム等の含量に対する情報を何ら提供するものではない。
【０００８】
多くの著者は、土壌を分析するのに使用する前記公知の方法を記載しており、例えば以下の通りである。Ｎａｃｈｉｍｕｔｈｕ等、「綿ストリップ及び呼吸計を使用した土壌の微生物活性測定方法の比較（Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｓｏｉｌ  ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｕｓｉｎｇ  ｃｏｔｔｏｎ  ｓｔｒｉｐｓ  ａｎｄ  ａ  ｒｅｓｐｉｒｏｍｅｔｅｒ）」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、オランダ、アムステルダム、６９巻、２号、２００７年４月１３日、３２２〜３２９頁；Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｌ．Ｃｏｒｒｅｌｌ等「土壌の微生物活性の基準としての綿ストリップの引張り強さの減少の統計分析（Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ｃｏｔｔｏｎ  ｓｔｒｉｐｓ  ａｓ  ａ  ｍｅａｓｕｒｅ  ｏｆ  ｓｏｉｌ  ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  ａｃｔｉｖｉｔｙ）」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ、３１巻、１〜２号、１９９７年１２月１日、９〜１７頁；Ｐ．Ｍ．Ｌａｔｔｅｒ等「土壌のセルロース分解研究のための綿ストリップアッセイ：アッセイの歴史と発展（Ｔｈｅ  ｃｏｔｔｏｎ  ｓｔｒｉｐ  ａｓｓａｙ  ｆｏｒ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｔｕｄｉｅｓ  ｉｎ  ｓｏｉｌ：  ｈｉｓｔｏｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｓｓａｙ  ａｎｄ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）」、「綿ストリップアッセイ：土壌の分解指標（Ｃｏｔｔｏｎ  ｓｔｒｉｐ  ａｓｓａｙ：ａｎ  ｉｎｄｅｘ  ｏｆ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｉｎ  ｓｏｉｌｓ）、Ｇｒａｎｇｅ−ｏｖｅｒ−Ｓａｎｄｓ、ＮＥＲＣ／ＩＴＥ、７〜１０（ＩＴＥシンポジウム、２４）」において、１９８８年１月１日；及びＪ．Ｐ．Ｏｂｂａｒｄ等「重金属で汚染された汚水汚泥を改良した土壌においてセルロース分解を評価するための綿ストリップアッセイの使用（Ｔｈｅ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｏｔｔｏｎ−ｓｔｒｉｐ  ａｓｓａｙ  ｔｏ  ａｓｓｅｓｓ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｉｎ  ｈｅａｖｙ  ｍｅｔａｌ−ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ  ｓｅｗａｇｅ  ｓｌｕｄｇｅ−ａｍｅｎｄｅｄ  ｓｏｉｌｓ）」、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ、８１巻、２号、１９９３年１月１日、１７３〜１７８頁。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｎａｃｈｉｍｕｔｈｕ等、「綿ストリップ及び呼吸計を使用した土壌の微生物活性測定方法の比較（Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｓｏｉｌ  ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｕｓｉｎｇ  ｃｏｔｔｏｎ  ｓｔｒｉｐｓ  ａｎｄ  ａ  ｒｅｓｐｉｒｏｍｅｔｅｒ）」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、オランダ、アムステルダム、６９巻、２号、２００７年４月１３日、３２２〜３２９頁
【非特許文献２】Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｌ．Ｃｏｒｒｅｌｌ等「土壌の微生物活性の基準としての綿ストリップの引張り強さの減少の統計分析（Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ｃｏｔｔｏｎ  ｓｔｒｉｐｓ  ａｓ  ａ  ｍｅａｓｕｒｅ  ｏｆ  ｓｏｉｌ  ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  ａｃｔｉｖｉｔｙ）」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ、３１巻、１〜２号、１９９７年１２月１日、９〜１７頁
【非特許文献３】Ｐ．Ｍ．Ｌａｔｔｅｒ等「土壌のセルロース分解研究のための綿ストリップアッセイ：アッセイの歴史と発展（Ｔｈｅ  ｃｏｔｔｏｎ  ｓｔｒｉｐ  ａｓｓａｙ  ｆｏｒ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｔｕｄｉｅｓ  ｉｎ  ｓｏｉｌ：  ｈｉｓｔｏｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｓｓａｙ  ａｎｄ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）」、「綿ストリップアッセイ：土壌の分解指標（Ｃｏｔｔｏｎ  ｓｔｒｉｐ  ａｓｓａｙ：ａｎ  ｉｎｄｅｘ  ｏｆ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｉｎ  ｓｏｉｌｓ）、Ｇｒａｎｇｅ−ｏｖｅｒ−Ｓａｎｄｓ、ＮＥＲＣ／ＩＴＥ、７〜１０（ＩＴＥシンポジウム、２４）」において、１９８８年１月１日
【非特許文献４】Ｊ．Ｐ．Ｏｂｂａｒｄ等「重金属で汚染された汚水汚泥を改良した土壌においてセルロース分解を評価するための綿ストリップアッセイの使用（Ｔｈｅ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｏｔｔｏｎ−ｓｔｒｉｐ  ａｓｓａｙ  ｔｏ  ａｓｓｅｓｓ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｉｎ  ｈｅａｖｙ  ｍｅｔａｌ−ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ  ｓｅｗａｇｅ  ｓｌｕｄｇｅ−ａｍｅｎｄｅｄ  ｓｏｉｌｓ）」、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ、８１巻、２号、１９９３年１月１日、１７３〜１７８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記した不利益を克服すること、具体的には、試料を分析センターに移送し、複雑な測定機器を使用し、高い費用を生じ、長時間待機する必要なしに、基質、具体的には土壌の微生物活性の評価を容易にすることができる方法及びデバイスを提供することである。本発明の更なる目的は、多くの異なる分析を実施する必要なく、いくつかの酵素活性を含めた基質の微生物活性に対する包括的情報を単純な方法で供給することができ、任意選択で、基質中の窒素、リン、カリウム等のような肥料／栄養元素の有用性に対する情報も得ることができる方法及びデバイスを提供することである。また、本発明の目的は、本発明の方法及びデバイスの農業分野での適用に加えて、他の分野への適用を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的及び以下でより詳細に強調する他の目的は、
ａ）１本又は複数の生分解性糸を準備するステップ；
ｂ）１本又は複数の生分解性糸を予め定義した張力で張設するステップ；
ｃ）１本又は複数の張設した生分解性糸を少なくとも部分的に基質に導入するステップ；
ｄ）１本又は複数の張設した生分解性糸を基質に放置するステップ；及び
ｅ）１本又は複数の張設した生分解性糸を基質に導入してから１本又は複数の張設した生分解性糸が破断するまでの経過時間を測定するステップ
を含む、基質、好ましくは土壌の微生物活性レベルを評価する方法によって達成される。
【００１０】
実施する検査は、基質中に導入し、その後回収した糸において、基質に導入していない元の糸と比較した動力測定により耐破断応力性の正確な変動を記録することができ、このパラメータは、分析する環境の微生物活性レベルに高く関連することがわかっている。微生物／酵素活性は、検査する基質中の有機物質の存在及び栄養の有用性によって決定される。微生物活性レベルは、土壌若しくは別の基質の熟成状態及び／又は肥沃度の指標である。
【００１１】
用語「糸」とは、長手方向の寸法（長さ）が断面寸法（幅及び厚さ）を超える矩形体を意味する。それに対応して、用語「糸」は繊維も含み、糸は複数の繊維又は１つの繊維のみから構成することができる。用語「繊維」は、規則的な又は不規則的な断面を有し、所与の引張り応力を受けるのに適した、単繊条、多繊条、繊維束、ストリップ若しくはバンド、又は他の形状に切断した、細かく若しくは不連続に破断する繊維等を含む。本明細書における用語「繊維」は、上述した構造の組合せも含む。
【００１２】
用語「生分解性」とは、糸／複数本の糸が少なくとも部分的に生分解性であることを意味する。換言すれば、その存在を本発明による方法を用いて決定すべきである微生物叢によって糸が分解される能力を意味する生分解性度は、当該基質中の所与の微生物活性が一定時間内張設した糸／複数本の糸の破断を生じるようなものであれば十分である。好ましくは、この時間は、１〜２週間を超えるべきではない。
【００１３】
基質が土壌である場合、適切な糸は、例えば堆肥化可能な糸であり得る。十分に生分解性であり、一定の張力を支持することができる全ての材料を適切であると考えることができる。ポリマー繊維のような、天然由来であるが人工材料からなる材料を考慮することができる。天然材料は、全体がタンパク質から構成される動物由来材料、及び全体がセルロース又はデンプンベースから構成される植物由来材料に分けられる。
【００１４】
本発明の好ましい変形実施形態によれば、生分解性糸は、タンパク質又は植物由来のもの、好ましくは綿若しくは絹である。糸の分解度は、基質のセルロース分解性又はタンパク分解活性に対する情報を供給する。他のものからの材料の選択も、微生物又は酵素が糸の破断を生じるように糸を分解することができる速度によって決定される。理想的には、糸、糸の張力及び糸のサイズは、糸の破断が数日、最大で１〜２週間以内に発生するように選択される。
【００１５】
現況技術と比較すると、本発明の方法は、糸を破断するのに必要なけん引力を所与の期間後に測定するのではなく、所与の引張り／けん引応力をかけられた糸が破断するまでの経過時間を測定するものであり、このことは、測定技術をかなり単純化する。土壌に糸が留まることで、微生物／酵素が生分解性材料を分解することを可能にし、この結果、所与の量の材料が分解された後、糸は張力に耐えることができず、破断する。市場で入手可能な綿又は絹の縫い糸は、意図する目的に対して特に適切であることがわかっている。
【００１６】
糸を地中に置く（又は泥のようなより液状基質の場合は浸漬する）この方法は、土壌及び基質に存在する微生物の複合体の分解能を測定するために開発されてきた。好ましくは、１本又は複数の生分解性糸のうち少なくとも２本は、異なる微生物活性に対する情報を収集するために、異なる材料から作製される。
【００１７】
有利には、糸は、植物由来（例えば、綿のようなセルロース系）又は動物由来（例えば、絹のようなタンパク質）のものである。植物由来の糸は、セルロース作用を受けやすく、一方で、動物由来の糸は、タンパク分解活性の指標である。糸は、糸と接触する自由な微生物又は酵素の進行する活性によって次第にもろくなる。本方法の用途では、異なる材料で糸を組み合わせることは、糸を破断するのに必要な時間から土壌のタンパク分解活性及びセルロース分解活性に対する情報を得ることを意味する。例えば亜麻、ビスコース、羊毛（ゆっくりと分解することがわかっている）等のような他の種類の糸を考慮することができる。
【００１８】
本発明の方法の有利な実施形態では、１本又は複数の生分解性糸のうち少なくとも１本に対して、少なくとも１つの肥沃物質を添加した、同じ材料の少なくとも１本の更なる生分解性糸があり、基質の肥沃物質の不足又は過剰は、これら２本の糸の破断時間を比較することによって決定される。本方法のこの変形実施形態は、農業分野で特に興味深く、当該土壌の肥沃度が更に増大したかどうかを決定することも可能である。
【００１９】
上記した単純な繊維に加えて、例えば無機窒素又はリン酸カリウムのような肥沃元素源を前もって添加した他のバージョンが、基質に追加され、設置される。この状況において、それぞれが肥沃元素を含有する糸の異なる組合せ又はいくつかの肥沃元素を有する糸を考慮することも可能である。このうち特に興味深いのは、窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄並びに他のメソ元素及び微量元素の無機源によって構成される群から選択した肥沃物質である。こうした元素は、Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２、ＣａＳＯ４、ＣａＮａＰＯ４・ＣａＳｉＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、ＮＨ４ＮＯ３、（ＮＨ４）２ＳＯ４、ＫＮＯ３のような無機塩及び当業者にとって公知の他のものに見出すことができる。
【００２０】
農業及び園芸の部門では、メソ元素は、施肥によって行われた特定の添加物に対する植物応答に基づき二次元素とみなされる。メソ元素は、例えばカルシウム、マグネシウム、硫黄、塩素を含み、いくつかの場合では、ナトリウムも考慮される。代わりに、マクロ元素は、肥沃度に関する主要元素であり、具体的には窒素、リン及びカリウムである。代わりに、微量元素は、非常に限られた量で作用するが、酵素の構成要素の一部であるので基本的な役割を実行する。微量元素は、例えば、ホウ素、マンガン、銅、亜鉛、モリブデン、コバルト、鉄を含み、塩素、ケイ素及びニッケルもこの群に属すると述べられることがある。
【００２１】
最も単純なケースでは、ＮＨ４ＮＯ３溶液に糸を浸漬することによって窒素による濃縮を行う。好ましくは、溶液の濃度は、約３ｇ／ｌである。好ましくは、浸漬時間は約１５分である。
【００２２】
有利には、リンによる濃縮は、代わりにＮａ２ＨＰＯ４及びＫＨ２ＰＯ４溶液の浸漬を必要とする。適切な濃度は、約６ｇ／ｌのＮａ２ＨＰＯ４及び３ｇ／ｌのＫＨ２ＰＯ４である。有利には、次に、糸を外気で乾燥させる。
【００２３】
特定の元素により前処理した糸の耐破断性の弱さが前処理していない糸よりもさらに大きい場合には、前記差異は、どの程度の各元素を用いた施肥が土壌当該にとって有益であり得るかを示す。したがって、検査する特定の元素について要求に応じた情報を得るのが容易である。
【００２４】
実際には、差異は、当該土壌における有機物質の無機化に活性な微生物が今の元素、例えば窒素又はリンによって制限されるかどうか、及びどのくらいこの元素によって制限されるかを示す。
【００２５】
土壌に栄養が過剰である状態では、所与の元素による事前処理は、この元素が添加されていない繊維と比較して、陰性であったとしても軽微な分解を生じる結果を示すのに適切であることがわかっている。
【００２６】
このことは特に窒素の場合明らかである。
【００２７】
換言すれば、農業者は、提案する方法を数本の糸と共に使用して、農業者の土壌がリン又は窒素のような特定の元素の添加を必要とするか否かを自律的に理解することができる。
【００２８】
本方法は、土壌で行った数千の測定及び既知の肥沃度及び生産性を有する状況によって検証されてきており、必要なパラメータとの相関は、非常に有意である。
【００２９】
結果を表すには、土壌に設置しない自然状態の対応する糸の平均抵抗値と土壌に設置した糸の抵抗値を比較し、以下の式を有する抵抗百分率として表す：（地下に設置した繊維を破断するのに必要な付加重量（ｇ）／自然状態の繊維を破断するのに必要な付加重量（ｇ））ｘ１００。得られたデータは、残留抵抗百分率から生じた分解の百分率に変換し、得られた値を１００から減じる。
【００３０】
一定濃度の基質中の細菌、ミクロ真菌、藻類、原生動物、酵素又は肥沃元素を用いてこのように決定した値の相関は、例えば土壌の種類、栄養／肥料元素の濃度、微生物集団の定量化、酵素活性に関する値等に対する情報のような化学的・物理的及び微生物学的パラメータが既知である基質で「設定する」ことによって行われる。
【００３１】
当然、方法のこの部分（地下に、異なる材料の糸並びに／又は同じ材料の、前処理をした糸及び前処理をしていない糸を設置すること）を公知技術の方法に移し、次に、土壌への所与の常置期間の後、糸を破断するのに必要な力を測定する方法に移すことが可能である。
【００３２】
したがって、本発明は、生分解性試料糸（例えば綿、絹）上の有機物質の微生物の無機化活性の関数として、土壌又は分析する基質への適切な常置期間の後に耐破断性の変動を測定することによって、微生物活性レベル及び／若しくは土壌の肥沃度の状態、又は生物学的に活性な群集を含む泥及び廃水の分解に対する適性を相対的に評価する方法を提供する目的を達成するものであり、この生分解性試料糸は、肥沃元素又は栄養元素（例えば窒素、リン及びカリウム）を添加して、単純な方式で土壌に設置されるか、又は浸漬される。
【００３３】
本発明による方法は、例えば、ファイトエクストラクション後の汚染されていた土壌のリクラメーション又は汚染全般を監視することを可能にする。本方法は、異なる活性を同時に決定することを可能にする。
【００３４】
本発明の別の態様は、１本又は複数の生分解性糸、並びに各生分解性糸に対して、生分解性糸の一方の端部を固定するのに適した第１の固定要素、及び生分解性糸のもう一方の端部を固定するのに適した第２の固定要素を備え、第１の固定要素と第２の固定要素との間に各生分解性糸を予め定義した張力で独立して締結することができる、基質の微生物活性レベルを測定するデバイスに関する。当然、少なくとも第１の固定要素は、２本以上の糸に共通であり、同様に、各糸は、時折単一の第１の固定要素を有する場合がある。このデバイスは、前記方法を実施するのに適している。用語「糸」及び「生分解性」に関して、上記で提供した定義が適用される。
【００３５】
本発明によるデバイスは、好ましくは土壌用測定デバイスである。
【００３６】
本発明の好ましい変形実施形態によれば、少なくとも１本の生分解性糸に対して、同一材料から作製され、少なくとも１つの肥沃物質を備える少なくとも別の生分解性糸及び／又は異なる材料から作製された少なくとも２本の生分解性糸がある。それぞれの変形及び組合せを本発明による方法に関して上記で説明してきた。単一デバイスを地面に設置することによって、単一プローブに一体化した多数の繊維の様々な組合せを土壌に導入することができる。
【００３７】
最も単純な形態では、存在する各生分解性糸に対して第１の固定要素及び第２の固定要素がある。
【００３８】
２つの固定要素間に所与の距離を事前に設定することによって、糸に予め定義した張力をもたらすことが考慮できるが、有利には、デバイスは、生分解性糸に所与のけん引力を加えて糸へ予め定義した張力を与えるのに適した張設要素を備える。そのような張設要素は例えばばねであってもよい。理想的には、糸はこれらの張設手段によって、同じ繊条を新しいときに破断するのに必要なけん引力の５０％に等しいけん引力をかけられる。これに関して、市場では、特定のけん引力を糸に加えるのに適した予め定義した弾性力で設定したばねを提供する。好ましくは、張設手段は、第１の固定要素と第２の固定要素との間の距離を制御する。
【００３９】
好ましくは、本発明によるデバイスは、各生分解性糸に対して、生分解性糸の破断をシグナリングするのに適したインジケータも備える。インジケータの存在により、糸の状態を制御するために決定した間隔でデバイスを基質から引き抜く必要性が回避され、地面にある機器を原位置に放置でき、糸の抵抗が、例えば自然状態の繊維の抵抗の半分に低くなり、特定の糸が破断した後、インジケータが起動するのに必要な時間を記録することが可能である。
【００４０】
本発明の有利な変形実施形態によれば、第２の固定要素は第１の固定要素に対して移動することができ、張設要素は、けん引力を第２の固定要素に加えるばねであり、そのため、２つの固定要素間で締結した生分解性糸は、ばねに負荷をかけ、糸が破断した場合にばねが無負荷位置に戻ることにより第１の固定要素から第２の固定要素を離す。２つの主なケースを考慮することができる。第１のケースでは、糸が張設するとばねは無負荷の静止形態から拡張され、一方で、第２のケースでは、ばねは、糸が張設すると圧縮される。糸が破断した後、ばねは、それぞれ収縮又は拡張し、無負荷形態に戻る。
【００４１】
好ましくは、インジケータは、第２の固定要素と一体であり、したがって第２の固定要素と一緒に移動し、したがってインジケータの位置は、糸の破断が生じた場合、糸の破断をシグナリングするのに適している。第２の固定要素上にけん引力を加えるのはばねであり、この固定要素は移動可能であるので、第２の固定要素の位置は、ばねの拡張状態又は圧縮状態によって決定され、ばねの拡張状態又は圧縮状態は、糸を張設するか、しないかによって決定される。第２の固定要素に直接接続したインジケータは、位置インジケータとして第２の固定要素の位置を示すことができ、したがって、張設したままであるか、破断したかといった糸の状態を間接的に示す。この構造概念は、最も単純なケースでは、インジケータを目視により直接監視できることを含み、この目的でのインジケータは、有利には、土壌に設置されないデバイスの一部分に位置決めすべきである。
【００４２】
好ましくは、インジケータは、ある位置から別の位置に移動し、したがって、糸の状態を表示器上に又は遠隔で示す検出器と接触する。この遠隔で示すという原理は、単純な調節で変更することができ、適切なソフトウェアへワイヤレスでデータを送信することにより検出状態を提供できる変形形態が得られる。このように、機器は、結果としてユーザの経営選択に有用である、以下のような情報を自動的に送り返すことができる：土地への施肥の必要性及び耕作土壌に施肥の実体があるか否か；未耕作森林地帯の土壌の質、潜在性及び適性；休閑又は放置後に再耕作する土壌の適性；堆積堆肥、堆肥塊、土地のリクラメーション用バイオパイル、天然状況及び人工状況の泥並びにバイオマス及び廃水を処理するシステムから得られた沈澱物、並びにエネルギー生産チェーンにおけるバイオリアクタの熟成度／活性。この情報は、上記した異なる糸の対応する組合せから供給することができる。
【００４３】
有利には、糸の２つの固定点の間には、機器の主軸に対して糸をわずかに傾斜させるのに適した糸ガイドがあり、好ましくは糸が地面の約１５ｃｍにある場合約３°の傾きを画定する。可能な変形実施形態では、糸ガイドはディスク形であり、径方向に構成したくぼみを備え、こうしたくぼみは単純なスリットでも星形ディスクのくぼみであってもよい。
【００４４】
デバイスの有利な実施形態によれば、前記デバイスの基部構造は、各生分解性糸に対し、基部構造の下側部分にある前記第１の固定要素及びこの第１の固定要素から軸方向に離間した分離要素を備えるバーであり、この分離要素は、各糸に対してロッドを軸方向移動形態に収容し、このロッドの第１の端部は、第１の固定要素に面する分離要素の側にあり、前記第２の固定要素を備え、ロッドの長さ部に沿った分離要素のもう一方の側に、前記ロッドと一体のスペーサがあり、前記ばねは、前記スペーサと前記分離要素との間に囲まれて前記ロッドに同軸に挿入され、それにより、前記糸を前記第１の固定要素と前記第２の固定要素との間に固定することで、糸が張設され、ばねをスペーサと分離要素との間で圧縮させ、糸が破断した場合はばねが拡張し、したがってロッドを移動させることになり、ロッドの第２の端部は、ロッドと一緒に移動し、糸が破断すると新たな位置によってシグナリングする前記インジケータである。
【００４５】
本発明によるデバイスの寸法は、変えることができ、分析すべき基質によっても決まる。花びん、例えば観賞植物用に適用するデバイスは、畑、ブドウ畑、果樹園、観賞庭園又は自然環境に使用するバージョンよりも小さくなる。土壌と接触する糸部分の長さは、基質の深層微生物活性の拡張に従って選択される。機器の密度、即ち、分析される特定の表面に対する機器の数は、通常は丘の場合よりも平野の場合が高い、基質の均一性に依存する。目安として、平野では地面１ヘクタール当たり６つの監視点であれば十分である。糸の直径は、地面への所望の常置時間に基づいて最適化される。
【００４６】
有利には、デバイスは、収集した情報を完全にするためにガス分析器、温度分析器及び湿度分析器の中から選択した分析器を備える。
【００４７】
本発明の更なる態様は、１本又は複数の生分解性糸、並びに
ａ）窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄、他のメソ元素及び微量元素のうちの供給源の中で選択される少なくとも１つの無機源を含有する無機塩の溶液により前処理した生分解性糸；及び／又は
ｂ）窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄、他のメソ元素及び微量元素の供給源の中で選択した少なくとも１つの無機源を含有する無機塩の溶液
を備えるキットであって、糸の端部には、固定手段、具体的には球状部、アイレット、フックを備え、任意選択で特有のマークを備える、キットに関する。これらの固定手段は、有利には、本発明による測定デバイスに存在する固定要素との固定に適するように選択する。そのようなキットは、測定を実行する糸と破断した糸とを容易に交換するのに役立つ。
【００４８】
用語「糸」及び「生分解性」に関して、上記で与えた定義が適用される。特有のマークは、色付き球状部とすることができる。
【００４９】
提案する本方法及び本機器によって提供される利点は、以下のことをユーザに提供するので既存の技術と比較すると明らかである：ユーザの土地、工場、植物若しくは庭園又は花びんに機器を使用する機会；破断を決定した時間を（例えば適切な解釈表に列挙した）既知の品質を有する基質の既知の時間と比較することによってユーザ自身が診断を行えること；リアルタイム又はあらゆる場合で非常に短時間に回答を得る機会；及び価格が低く、取替え可能な繊維を交換するだけで無期限に再使用できる機器を使用する機会。基質の特性を決定すると、肥料が実際に必要なときにだけユーザが肥料を添加し、最も適切な種類の肥料を使用する見込みに関して直接的且つ適時に決断でき、したがって「精密な施肥」が実施される。また、生産物の機能性に対して不必要な又は過度でさえある期間待機せずに、（堆肥、こやしが）熟成に達した材料を使用する機会に関して直接的且つ適時に決断できる。こうした選択により、ユーザは、かなりの金額を節約し、廃棄物、及び過剰量の肥料が環境へ拡散することを低減し、更には生産物の介入及びマーケティング／流通の待機時間を低減できる。
【００５０】
本発明による方法及びデバイスを使用すると、糸を回収し、動力測定ベンチ上で糸の最終的な残留引張り応力を測定する必要はない。というのは、本デバイスは、自動的に稼働し、糸を破断するのに必要な微生物への暴露時間の測定のみを必要とするからである。このように、微生物（無機化）活性、及び／又は微生物（無機化）活性に密接に関連する土壌の肥沃度の監視は、機器に設けたインジケータの状態を周期的に確認し（又は遠隔検出バージョンでは、ワイヤレス・センサからのデータを受信し）、例えば解釈表に供給された標準値と決定値とを比較することによって快適に実行することができる。
【００５１】
本発明は、（異なる生分解性材料同士の、及び／又は具体的には窒素又はリン・カリウムである栄養元素を添加した糸と添加していない糸との）相対分析を可能にする目的を達成し、このことは、方法の相当な改良となり、セルロース分解活性に対する情報だけではなく、タンパク分解活性に対する情報、及び／又は土壌にすでに存在若しくは残留し得る、更には存在しない栄養の濃度（肥沃元素）に対する情報を提供する。更に、細い糸ではなく従来技術のかなり厚いストリップを使用すると、ストリップを破断するには布産業で使用する大型の張力測定機械及び地下での長い滞留期間を必要とする。本発明の方法及びデバイスは、高度な張力測定機器を必要とせず、地下への滞留期間はより短い。本発明は、土壌への適用のみに限定するものではなく、実際には、本方法及び本デバイスは、例えば現況技術に関する段落で上記した他の状況に使用することもできる。本発明は、ユーザが監視することができる、基質の微生物活性レベル及び肥沃度を評価する機器（任意選択で自動機器）を提供する。本デバイス及び／又は本方法を既知の微生物／酵素活性を有する基質に適用した場合、本デバイス及び／又は本方法は、材料、例えばポリマー材料の生分解性／堆肥性の決定に役立てることができる。この目的で、検査すべき材料から作製した糸を使用する。
【００５２】
本発明の変形実施形態は、従属請求項の主題である。本発明によるデバイスの実施形態の好ましい例の説明を、添付の図面を参照して非限定的な例として提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に従った、基質の微生物活性レベルを評価するデバイスの軸測投影図である。
【図２】保護ケーシングのない、図１によるデバイスの軸測投影図である。
【図３】図１によるデバイスの下側部分の軸測投影図である。
【図４】図２の詳細の軸測投影図である。
【図５】インジケータが起動していない、図１によるデバイスの頭部の軸測投影図である。
【図６】いくつかのインジケータが起動した、図２によるデバイスの頭部の軸測投影図である。
【図７】図２によるデバイスの上側部分の側面図である。
【図８】図１によるデバイスの下側部分を土壌内に導入した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１は、全体を１で示す、畑で使用するバージョンのデバイスを示す。基部構造は、一方の端部に安定器先端部４を備えるバー２を備える。把持部としても働く反対端部５には、生分解性糸８のうち１本の破断をシグナリングするインジケータ（図示せず）の起動を測定することができる測定頭部６がある。デバイス１は、主に野外で使用する目的であるので、張設機構（詳細には以下の図に示す）は、円筒ケーシング１０により天候作因から保護される。この円筒ケーシング１０の上側部は、起動し得る色付きインジケータ（図６を参照）を見ることができるように透明である。前記ケーシング１０は、特別な工具を必要とせずに、予備部品として利用可能な新たな糸を迅速に位置決め可能にするために、単純な設計を有し、軸方向に摺動移動させることによって容易に取り出すことができる。対応する生分解性糸８の一方の端部を時々固定するのに適した固定要素を１２で示す。
【００５５】
図３に示す例では、糸は、色付き球状部３４によって底部に係留され、この色付き球状部３４は、標準的な産業方法により固定され、ストッパとして働き、安定器先端部４の上の機器の下側部分に存在する適切な円筒要素１２に挿入される。バー２は、例えばステンレス鋼、ポリマー材料等のような、畑で使用するのに適した材料から作製される。理想的には、安定器先端部４は、糸８と土壌との良好な接触を保証するように、適切な直径、好ましくはバー２の直径よりもわずかに小さい直径を有するパンチを使用して地面に事前に作製した穴に導入すべきである。土壌がそれほど固くない場合は、穴を事前に作製する必要はなく、糸が破断する危険を伴わずにデバイスを直接挿入することも可能である。
【００５６】
図２は、保護ケーシング１０を取り外した後のデバイス１の内側を示す。生分解性糸８は、それぞれの固定要素１２からバー２に沿って延在し、ディスク形糸ガイド１４を通って案内され、このディスク形糸ガイド１４は、糸８を互いに離間させることに加えて、それぞれの端部がアイレット１６で終端する糸８の特定の傾きを画定する役割も果たす。このことは、例えば、糸８の上側端部を、小さな色付きプラスチック・シリンダ１８を有するアイレットの形状に作成することによって得られ、このプラスチック・シリンダ１８は、布産業及び衣類産業で使用される標準的産業方法により糸の周りに熱形成される。これらの小さな色付きシリンダ１８は、使用した材料及び添加した異なる物質に従って糸を互いに区別するのにも有用である。結果として糸８が広がることにより、土壌との接触、したがって、微生物との最適な相互作用が保証される。
【００５７】
活性基質を構成する土壌と糸との約１５ｃｍの接触の長さには、約３°の傾きが適切であるとわかっている。アイレット１６は、ロッド２２の第１の端部に対応するフック２０で結合され、このロッド２２は、バー２に沿って延在し、第２の色付きインジケータ端部２４で終端する。これらのインジケータ２４は、頭部２５の穴２３に集められる。ロッドは、ディスク２８の穴２６に移動可能に案内され、固定リング３０を備える。リング３０及びディスク２８は、ロッド２２のリング３０とディスク２８との間に挿入した巻ばね３２（明確にするために１つのばねだけを示してある）の移動を制限する。ばねは、糸８に特定の引張り力を付与するように所与の弾性反力を形成する。したがって、糸８は、これらの巻ばね３２によって負荷をかけたロッド２２によって垂直線上に張設して維持される。
【００５８】
本明細書で記載する例では、６本の糸（３本の綿糸及び３本の絹糸）があり、各群は、（ａ）前処理をしていない１本の対照糸、（ｂ）窒素により前処理した１本の糸及び（ｃ）リンにより前処理した１本の糸を有する。当然ながら、最終ユーザは、所望の情報を得るために、他の組合せの糸の材料及び糸の処理も自由に選択できる。当然ながら、糸の本数も変更することができる。糸は、理想的には産業的に製造され、標準特性を有するものであり、有利には、デバイスに正確に挿入できるように特定の色の球状部及び小さなシリンダを備える。このことは、綿に使用されるけん引力は、絹に使用されるけん引力とは異なるので必要であり、同じ材料では、綿若しくは絹、中性又は前処理といった様々な糸の中で区別可能にし、結果を正確に評価するために必要になる。
【００５９】
この目的で、５０％の分解度に達した糸がばねのけん引に降伏し、破断したときに起動されることになる上側インジケータ端部２４は、組付け中は糸を正確に挿入でき、且つユーザによる結果の調査中は破断した糸を識別できるように異なる色で印をつけられる。用いたロック・システム（球状部、アイレット）により、特別な工具を必要とせずにデバイス１に糸８を迅速に位置決めすることが可能になる。
【００６０】
ストッパ球状部３４をその座（図３）に挿入した後、各糸８は、糸８とバー２の垂直軸との間にわずかな角度（約３°）を維持するのに必要な糸ガイド・ディスク１４に設けた溝１５を通され、最後に、フック２０を備える対応するロッド２２の下側端部に固着される。したがって、糸８は、基質とのより良好な接触を達成するために底部から上部にわずかに広がる。実際には、機器は、金属シリンダ若しくはプラスチック・シリンダから構成される単純な工具又はパンチにより事前に作製した穴に挿入される。但し、この工具又はパンチの直径は、土壌に位置決めするデバイスの部分の直径と等しいか、それよりもわずかに小さく、工具又はパンチの長さは、土壌に位置決めするデバイスの安定器先端部を除いた部分の長さと等しく、この長さは活性層（約１５ｃｍ）の深さに相当する。理想的には、デバイス１は、ロッド２に対して本質的に平行にロッド２２を維持するために、デバイスの上側部分に位置決めした第２のスペーサ・ディスク３６を備える。
【００６１】
図８は、安定器先端部４の位置決め及び土壌９に作製した穴７内の適切な深さへの糸８の位置決めを示す。明確にする理由で、図には土壌９と糸８との間に空いているスペースがある。実際には、土壌は全てのスペースを占め、バー２と接触する。デバイスを穴７に挿入すると、垂直線に対してデバイスがわずかに傾いている場合でさえ、全ての糸８は土壌及びバー２の外側円筒面と均一な接触を維持する。
【００６２】
図４は、インジケータ２４及びフック２０を有する、デバイス１のロッド２２の拡大図を示す。ばね３２は、ロッド２２から単に引き出すことによって交換でき、ロッド２２は、スペーサ・ディスク２８の穴２６に容易に挿入することができる。
【００６３】
図５は、インジケータ２４のいずれも起動しておらず、全てが頭部２５の穴２３に引っ込んでいる、機器１の上側部分を示す。
【００６４】
代わりに、図６は、起動し、保護ケーシングによって覆われていても見える、２つのインジケータ２４ｂを示す。インジケータ２４ｂのそれぞれの糸が降伏したので、それぞれの破断した糸に今や保持されないインジケータ２４ｂのロッド２２は、そのロッドのばねによって上方に押されている。いくつかのインジケータ２４ａは、起動せず、これは、対応する糸がまだ破断していないことを意味する。
【００６５】
インジケータ２４の周りには、使用する状況で適切な、図示しないプラスチック材料の透明な保護ストリップがあってもよく、これは、保護ケーシングの一体部品でさえあってもよい。インジケータの上側保護部は、あるとしても、全ての図面で省略されている。
【００６６】
上側頭部６は、起動したインジケータ２４のための座として役割を果たす穴２７を備え、インジケータの状態を検出するのに適したマイクロプロセッサ、小型ＧＰＳ受信機、ＷＳＮモジュール、インジケータがいつ起動したかを測定するクロノメータ及び電源電池を有する電子回路を収容することができる。
【００６７】
図７は、デバイスの上側部分の側面図に測定システムの異なる状態をまとめたものである。糸８ａは、依然として張設されているが、一方で、糸８ｂは、破断している。それに応じて、破断していない糸８ａに接続したロッド２２ａは、破断した糸８ｂに接続したロッド２２ｂと比較するとより低い位置にある。糸８ａは、対応するばね３２ａに圧縮をもたらし、一方で、糸８ｂの破断は、ばね３２ｂを無負荷形態に戻し、各ロッド２２ｂを上方に押す。対応するインジケータ２４ｂは、起動していないインジケータ２４ａに対して軸方向にずれ、糸８ｂの破断をシグナリングする。
【００６８】
本デバイスは、遠隔検出オプションを有する状況で使用することができる。機器の構造は、その上側部分に、ワイヤレス技術を有する任意選択のモジュールを挿入することが可能であり、この任意選択のモジュールは、様々なインジケータの状態を遠隔送信するための適切な容量の電池を備える。
【００６９】
ＷＳＮ（ワイヤレス・センサ・ネットワーク）ネットワークの実際の技術によって、すでに産業分野にある相互接続センサのネットワークを生成することが可能になり、特定の配線を設ける必要とせずに前記センサの状態を検出し、プロセス・パラメータを送信するようにする。
【００７０】
当該デバイスにこの技術を用いることによって、特に、広範囲及び非常に広範囲の場合には、分析する土壌の多数の地点で状態の遠隔検出を得ることが可能であり、この地点の数及び相互距離は、使用するワイヤレス技術及び土壌肥沃度に関する合理的な測定作戦に用いる基準によって決まる。利用可能なＷＳＮ技術の１つである、ＺｉｇＢｅｅ技術の現在の規格は、最大６５，０００を超えるモジュールが単一のネットワークに属し、平地におけるモジュールとデバイスとの間の最大距離は、標準モデルでは、約７０ｍ、強化バージョンでは約２００ｍである。
【００７１】
更に、ノード−センサと他との中継機能により、最も遠いノードから受信局まで最大６つの中継器に匹敵する測定距離を増大させることを可能にする。
【００７２】
現在のところ、前記技術が、当該機器の状態を遠隔検出し、中央ノードに送信するのに最も適切であると思われ、この中心ノードは、データを収集し、ネットワークを管理する機能を有し、通常のポータブルＰＣとインターフェースする。
【００７３】
前記モジュールは、低データ・レートであるが高い自律性（一般的な単３電池で約１年）を特徴とし、このことは、高データ・フローは必要なく、原位置での予想される常置が数週間に限定されるという当該状況で使用するのに理想的な解決策となる。
【００７４】
ＷＳＮ構成要素のサイズを減らすと、費用が減り、本明細書の主題である機器などの機器への統合しやすさが更に保証される。
【００７５】
実際には、用いるワイヤレス技術とは関係なく、デバイスに存在するＷＳＮモジュールの稼働は、ほとんどの時間「待機」状態での常置を必要とし、ポータブルＰＣに接続した中央スーパーバイザ・ノードにおいてこの中央スーパーバイザ・ノードに指示された未決定データ要求があるかどうかを検証するために非常に短時間の間ＷＳＮモジュールが再起動される以外は、消費電流はわずかである。
【００７６】
この場合、ＷＳＮモジュールは、どのインジケータが地中に置かれた糸の破断ために固定されていないかを検証するハードウェア・ルーチンを実行することになる。インジケータの状態は、デバイスの識別コード（ＩＤ）と一緒に無線を介してスーパーバイザ・ノードに送信され、このスーパーバイザ・ノードは、スーパーバイザ・ノードに接続したＰＣにインジケータの状態を渡し、Ｅｘｃｅｌファイルや類似のソフトウェアのような単純なファイルへ記憶する。
【００７７】
このソフトウェアは、現場への位置決め時にＧＰＳ受信機によって検出されたデバイスの地理的位置をすでに含むＥｘｃｅｌファイル内部に、ＩＤによって索引化した記録の着信データを入力し、このＧＰＳ受信機は、自律性であっても、ポータブルＰＣに統合したものであってもよい。
【００７８】
各デバイスの稼働開始日時も、連続する状態の間で比較するために同じ記録に自動的に入力される。
【００７９】
このように形成したこの単純なデータベースは、特別に開発したソフトウェアにより連続分析用に使用することができ、このソフトウェアは、数値結果に加えて、微生物活性レベルのグラフィック表示、及び必要な場合には、農業・経営決定をするのに有用な、様々な手順に従った結果得られる土壌の熟成度及び／又は肥沃度のグラフィック表示を提供することもできる。
【００８０】
グラフィック表示のうちの１つは、土壌の状態を、デバイスを畑に設置した数日後にデバイスから受信した着信データを統合し比較することによって得た適切なマップ上に表示できることである。
【００８１】
実際には、行われるイベント、即ち、各デバイスの使用開始日時及びデバイスのインジケータの起動日時の登録を計画してあれば、検査する土壌の微生物活性の全体的な状態に関する有用な情報を得ることが可能である。
【００８２】
より具体的には、ソフトウェアによってデータベースを照会するだけで、土壌のある部分が、他の部分よりも活性であるか、又はあまり活性ではないかを発見することが可能であろう。
【００８３】
実際には、デバイスのインジケータの起動を時間系列で適正に比較し、且つ異なるデバイスの起動した相同なインジケータを相関させることによって、個別の時期に行われたイベント同士を比較して土壌の活性の最終比を得るアルゴリズムをソフトウェアに組み入れれば十分である。
【００８４】
本発明の主題であるデバイスは、標準的材料及び加工サイクルを使用して製造することができ、即ち、通常は市場で入手可能であり、産業で一般に使用される。したがって、デバイスの大量再生産が可能である。
【００８５】
適切な材料及び構成要素の提案を以下に列挙するが、非限定的な例と見なすべきではない。
【００８６】
バーを意味する本体は、天候作因及びＵＶ放射への耐性を確実にし、あらゆる場合において畑で使用するのに適切であるプラスチック材料（ＰＶＣ、ポリエチレン又は別の材料）の管状要素（約７００ｍｍの長さ）によって構成される。本体は、先端部、円筒形本体、糸及びロッド用ガイド・ディスク、上側区分並びに把持部を備える一体型に作製してもよい。
【００８７】
様々なガイド・ディスクが、ロッド及び糸を所定の位置に維持する役割を果たす。ガイド・ディスクは、穴をあけ、本体に取り付けたＰＶＣシートから得られる個別要素であってもよい。本体は、個別に製造する場合には、プラスチック材料の丸いバーから得るか、又は成形方法により全ての必要な穴を付けて製造することができる。ディスク及び本体を単一加工サイクルで先に一体化して製造できることも考慮すべきである。
【００８８】
ロッド及びばねのシステムを封入し、保護する保護ケーシングの製造は、実質的にはプラスチック材料のパイプの切削を必要とする。保護ケーシングは、下側のつや消し部分、及びインジケータの状態を確認することを可能にする上側の透明部分の２つの部分からなる。下側パイプは、ロッドの下側端部にアクセスでき、土壌中に設置する糸の容易な結合を確実にするように摺動する。２つのパイプは、互いを接続して製造しても、完全に互いに独立して製造してもよい。
【００８９】
ロッドの特別な動作を考えると、ロッドを作製するには１８−８ステンレス鋼の一般的な自転車のスポークを使用し、標準的な製造プロファイルの単純な修正によって本目的に適合させることが可能である。スポークは、端部にすでに特定の独自の形態を有する機械的細部であり、この形態は糸の上側部分（アイレット）を結合する理想的な解決策である。機器に正確に使用するには、元のスポークの湾曲端部をわずかに逆に折り曲げればよい。前記種類の処理は、自動製造機器の折り曲げパラメータを再設定するだけで実施することができる。第２の折曲げ部は、繊条に加えられたけん引力がロッドの長手方向軸に沿ってのみ作用することを保証する役割を果たし、したがって、繊条とガイド・ディスクとの間に不要な摩擦を生じさせる径方向の力があれば最小に減らす。イタリア国内企業及び外国企業によって数百万の物品が大量生産される前記機械的細部は、無視できる単価であり、したがって、この解決策を用いることで特別なロッドを製造する費用を回避することになる。
【００９０】
最後に、スポークは、すでにねじ切りされた反対端部を供給し、これにより色付きインジケータを容易に固定することを保証する。
【００９１】
インジケータは、ロッドの上部に位置し、色付きプラスチック材料から作製される。インジケータが、その上側基部に挿入される小さな磁石を備えると、微小接点又はホール効果センサを動作させることが可能であり、この微小接点又はホール効果センサは、以下に記載する機器の上側部分に収容される任意選択の検出電子回路に属する。
【００９２】
図面からわかるように、土壌に設置される糸は、工具を用いずに迅速に機器に挿入できる端部を備える。この目的で、適切なプラスチック材料の球状部が、一方の端部にダイ・カストによって固定され、同じ材料の小さなシリンダが、もう一方の端部に固定され、ここに、鋼ロッドの下側端部への結合に適したアイレットが作成される。球状部及びシリンダの両方は、糸の種類を識別可能にするように色付きである。これらの製造は、通常は新品の衣類にあるタグ、マークラベル、シール等のような衣類産業向けプラスチック物品の成形を専門とする企業によって実施することができる。
【００９３】
絹糸又は綿糸に関して、以下の種類の標準繊維が適切であるとわかっている。
・絹、ＴＲＥ  ＳＴＥＬＬＥ社、ａｒｔ．２６２４、「ｓｅｔａ  ｂｏｚｚｏｌｏ  ｒｅａｌｅ」、タイトル番号２４；
・綿、ＴＲＥ  ＳＴＥＬＬＥ社、ｅｘｔｒａ  ｓｔｒｏｎｇ、タイトル番号１６。
【００９４】
糸を位置決めした後、ロッドは、ネジカラーでロックしたステンレス鋼ばねによって張設して維持される。ばねは、通常は、標準モデルからシリーズで、又は顧客の設計に従ってばねを製造する専用の会社によって製造される。ネジカラーは、標準サイズで通常入手可能であるが、或いは、小さい直径を有する、より経済的な標準ストップ・リングを使用して、ばねの正確な圧縮を保証するような位置でステンレス鋼ロッドに沿って設置することが可能である。
【００９５】
デバイスは、デバイスを土壌内に駆動させる把持部として働く、円筒要素を有する上部で終端する。電子デバイスを有するバージョンでは、デバイスは、電池、ＷＳＮモジュールのアンテナ、ＧＰＳ受信機、あるとすれば、クロノメータ及び起動スイッチを収容する。
【００９６】
把持部のちょうど下にある機器の上側部分は、ガイド穴を備え、このガイド穴の中にロッドと一体のインジケータ・シリンダが挿入され、続いて、インジケータ・シリンダは起動する。しかし、インジケータ・シリンダの一部分は、少なくとも一定距離で糸の状態を目視で確認することを可能にするために見えたままである。
【００９７】
しかし、デバイスが検出器電子回路を備える場合、その形状及び寸法は、前記回路の実際の全体寸法に基づいて生産段階で変更することができる。前記任意選択の回路は、磁石によって動作する微小接点（例えばリード接点又はホール・センサ）のオンオフ状態の読み取りによる、インジケータの状態の電子検出専用のものとすべきであり、インジケータは磁石と共に、構造体自体の内側の適切な位置に設けられ、設置される。
【００９８】
本機器用に使用する電子構成要素は、インジケータの状態を検出することに加えて、識別コード（ソフトウェア・ユーティリティを介して設定するＩＤ）、及び時間データ（ｄｄ−ｈｈ−ｍｍ）を供給するＲＴＣ（リアルタイム・クロック）回路のデータを記憶することを実現する。
【００９９】
マイクロプロセッサを使用すると、前記電子システムは、低価格ＧＰＳモジュールによる位置の自律的決定、又はＬＯＣ（ラボオンチップ、Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）モジュール及び土壌／バイオマスの温度、湿度、発生したガス等を測定するセンサとのインターフェースなど、デバイスに他の有用な機能を実装することが可能になる。
【０１００】
具体的には、マイクロエレクトロニクスの進化した製品であり、許容できる値段で入手可能なＬＯＣモジュールにより、活性基質に存在する微生物によって生成されたガス状代謝物（Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３、ＣＨ４等）に対する化学分析を現場で直接実行することができ、次に、その後に続く見込みの経時的な基質の発展に変換され、供給されたデータをＲＴＣモジュールの時間データ及び温度／湿度パラメータと統合する。様々な種類の分析を実行するＬＯＣモジュールは、すでに市販されている。
【０１０１】
デバイスに設けた電子構成要素は、ＷＳＮ（ワイヤレス・センサ・ネットワーク）モジュールを備え、このＷＳＮモジュールは、ＰＣとインターフェースする受信局（ＷＳＮスーパーバイザ／コーディネータ）とのワイヤレス遠隔通信を維持することを目的とする。
【０１０２】
機器／センサから受信したデータの遠隔収集には、アプリケーション・ソフトウェアでの処理を必要とし、このアプリケーション・ソフトウェアは、畑に存在するデバイスの全ネットワークを初期化し、最終レンダリング、即ち、モニタ上に土壌の微生物動態又は分析する他の対象をグラフィック表示するのに必要な適切なデータ処理の状態を周期的に確認する。この表示は、ユーザが専門家であるか農業者であるかに関わらず、センサが検出した状態に対する簡潔で合理的な図をユーザに提供するように実行すべきである。デバイスのより高度なバージョンを使用して、微生物学的動態を常に監視し、新たな知識をもたらすことができる一種の神経質なシステムを領地に備えることが可能であり、この新たな知識は、最も適切な農業・経営決定をする際の裏付けとすることができる。
【０１０３】
１０個のブドウ畑が関与した検査は、本発明によって提案した方法は、生物活性レベルの評価及び結果として生じた土壌の肥沃度、更にはブドウ収率の観点にも適用できることを明らかに示している。以下の表は、糸の生分解パラメータ、有機物質、Ｃ／Ｎ比及び収穫したブドウをキンタルで示した生産性の間の相関データをまとめたものである。
【０１０４】
０〜３０ｃｍでの有機物質の含量は、対照絹糸の分解と相関し、一方で、３０〜６０ｃｍでの含量は、窒素により処理した綿糸及び対照絹の両方の分解と有意な相関を表す。また、０〜３０ｃｍでのＣ／Ｎ比は、対照絹糸の分解と相関し、一方で、３０〜６０ｃｍでのＣ／Ｎ比は、窒素により処理した綿糸及び対照絹の両方の分解と有意な相関を表す。生産性は、対照検査の綿及び絹の分解並びに窒素により処理した綿糸の分解と相関することがわかった。より高い相関係数は、３０〜６０ｃｍにおけるＣ／Ｎ比と対照検査の絹の分解との間に存在することが見出された。
【０１０５】
微生物活性（繊条の分解％）、有機物質、Ｃ／Ｎ比及び生産性の間の相関（＊ｐ＜０．０５；＊＊ｐ＜０．０１；ｎｓ：有意ではない（ｎｏｔ  ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ））。
【０００１】
【表１】
2014525030.tif 000012
【０１０６】
分析は、いかに絹及び綿の分解が微生物活性及び土壌の肥沃度の有用な指標となるかを明らかに示す。
【０１０７】
実装に際しては、本発明の主題である、基質の微生物活性レベルを評価する方法、デバイス及びキットは、本明細書には記載されない更なる修正及び変形実施形態を受け、得ることができる。前記変更又は変形形態は全て、それらが以下に示す特許請求の範囲内にあるという条件で、本特許によって保護されると考慮すべきである。
【０１０８】
いずれの請求項に記載の技術特徴の後に参照符号が続く場合には、それらの参照符号は、特許請求の範囲をより理解しやすくする目的でのみ含まれており、したがって、そのような参照符号は、そのような参照符号によって例として識別される各要素の保護に対する限定効果を少しも有するものではない。
【符号の説明】
【０１０９】
１  デバイス
２  バー
８  糸
９  基質
１２  第１の固定要素
１４  分離要素
２０  第２の固定要素
２２  ロッド
２４  インジケータ
２８  分離要素
３０  スペーサ
３２  ばね
【国際調査報告】
2014525030.tif 000013
2014525030.tif 000014