土壌の物理性 第 132 号 平成 28 年 3 月 20 日発行（年 3 回発行） 昭和 45 年 7 月 31 日 学術刊行物承認

ISSN 0387-6012

土壌の物理性Journal of the Japanese Society of Soil Physics

第 132 号

2016 年 3 月

土壌物理学会Japanese Society of Soil Physics

土壌の物理性
第 132 号

2016 年 3 月

目

次

巻頭言

赤江剛夫

...

1

多孔質媒体中での塩水侵入 · 排除に関する室内実験と数値解析
籾井和朗 · 高橋昌弘 · Roger A. Luyun, Jr.

...

3

啓

...

13

裕幸

...

23

解 説
Land-surface hydrology with cosmic-ray neutrons: principles and applications
Marek Zreda

...

25

井上光弘

...

31

宮本英揮

...

41

...

45

江戸時代の農書における水田の多数回中耕除草とその効果粕渕辰昭 · 荒生秀紀 · 安田弘法

...

55

也寸志 · 斎藤広隆

...

61

勝

...

65

江口定夫

...

67

会務報告

...
.........................................................................

73
75

編集後記

.........................................................................

76

地下水特集
解 説

論

文

表層地盤におけるフィンガー流の発生と物質輸送に関する数値実験齋藤雅彦 · 中川

シンポジウム特集

長

ユーザーから見た市販マルチセンサーの測定精度の評価

資料

第 57 回土壌物理学会シンポジウム総合討論
土壌水分センサー技術情報の共有へ向けて2015 年度土壌物理学会大会講演会

資

ポスターセッション

発表要旨

料

地球惑星科学連合 (JpGU)2015 年大会開催報告

森「2015 土壌水分ワークショップ」の報告

溝口

MARCO サテライトワークショップ 2015「アジアの作物生産システムと水資源問題のための SWAT の適用と適応」開催報告

土粒子
北陸採水顛末記

鈴木克拓

表紙写真の説明
オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）が展開する CosmOz ネットワークの観測点に設置された
COSMOS プローブの写真（Perry Poulton 氏（CSIRO）提供）．COSMOS プローブを用いて，綿花栽培農地
における半径約 300 m の表層土壌水分量の変動を観測している．COSMOS プローブについては，今号掲載の解説「宇宙線中性子を利用した表層土壌の水文学」をご参照下さい．

新年度の異動 · 転居等に伴う会員登録情報変更についてのお願い
土壌物理学会事務局
学会員のみなさまには，平素より当学会運営へのご理解とご協力いただき，まことにありがとうございます．さて，新年度を迎えて，異動や大学卒業修了等に伴う学会登録情報（所属，住所，学会誌送付先，会員種別等）の変更が生じる方も居られるかと思います．その場合には，速やかに学会事務局に変更内容をご連絡ください．
巻末の会員登録用紙に該当事項をご記入の上，下記宛先に（e-mail の添付ファイル，Fax などで）お送り下さい．届出用紙は学会 HP からダウンロードすることもできます．

送付先 · 問い合わせ先
土壌物理学会事務局（庶務幹事）中野恵子

E-mail spsyomu@ml.affrc.go.jp
Fax. 0942-53-7776 （中野宛とお書きください）J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 132, p.1 ∼ p.2 (2016)

実感する土壌教育
赤江

剛夫 1

いよいよ定年を迎える年となって，なぜ土壌物理の道を選ぶことになったのか，自問することがある．子供のころ，
泥まんじゅうをこねたり，土の茶碗を作ったりして遊んだ楽しい思い出がある．土の茶碗を作るには，まず乾いた細土を山に盛り上げ，てっぺんに肘でくぼみを作って，そのなかに静かに少量の水を注ぐ．お椀の形に土が湿ると，その土塊を山からそっと取り出す．周りの乾いた土を取り除くと，ままごと用のお茶碗のできあがりである．実家は，兵庫県の山間盆地で兼業農家をしていた．当時の稲作は兼業の 3 反農家においても，猫の手も借りたいほどの多忙さであった．とりわけ田植えの時期には，小学校は農繁休みとなって子供たちも田に入って田植えを手伝った．裸足で代掻きをした田の中へはいると，田ごとの土の感触が伝わってくる．山裾にある「清水」の田んぼは，冷たくてしばらくいると足が痛くなった．「下の川」の田んぼは黒く深くてぬかるんで足を抜いて歩くのが大変だった．「市塚」の田んぼは褐色で土が浅く，いつ入ってもたいがい暖かかった．家の普請のときは近くの山へ行って赤土を掘り出し，
ゴム車輪の荷車に乗せて持ち帰った．前庭にぶちまけて，赤土のプールを作り，短く刻んだ稲わらと水とを混ぜて足で踏んでこねくり返した．こうしてできた壁土は，家の荒壁として塗りつけた．
当時の農業は困難な希望のない産業と言われていたが，高校から大学への進路を考えるとき，ひとびとに食べさせる食料を生産する農業に生業としての魅力を感じ，農学に関わる学問をしたいという希望をもっていた．これに子供の頃に土の体験を通じて味わった心地よい感触の記憶が後押しして，農業土木を選び，土壌物理に接近することになったと思っている．大げさに言うと，子供の頃の土の感触の記憶が，私の進む道を決めたといえる．土壌物理学会の会員諸氏はなぜ自分の専門に土をえらばれたのだろうか．土のような一見地味な対象と取り組もうと意を固められた背景には，おそらく似たような土への原体験や記憶があって，その心地よさに導かれて歩みを進められたのではな
いかと私は思っている．
現在の子供たちは土に触れて遊ぶ機会や農作業を通じて土に触れる機会から決定的に疎外されている．都会の子供たちは，農業を通じて土と触れることはないどころか，土を踏まないで毎日の生活を暮らしている．運動場さえもコンクリート舗装されている学校があるのである．地方でも農業が近代化され，農業機械が導入されて効率化したために農家の子供が田や畑に入る機会はほとんどなくなった．圃場整備とともに水路も整備され，その中に入って魚や沢蟹を探して遊ぶ環境は，ほとんど失われている．土に触れる環境がないことは，彼らの人生から貴重な財産を奪ってしまったと考えざるを得ない．
さて，昨年は国連が制定した国際土壌年であった．その目的には以下の事項が掲げられている．

• 人類の生活において土壌が担う基本的な役割を市民社会や意思決定者への周知徹底• 食糧安全保障，気候変動への適応 · 緩和，本質的な生態系サービス，貧困撲滅，持続的開発における土壌が担う
顕著な役割に対して全面的な承認を得る• 土壌資源の持続的な管理と保護につながる効果的な政策の推進• 各地域 · 生態系に適した持続的な土壌管理への投資の必要性の喚起• 持続的な成長目標と 2015 年以降の活動の推進• 様々なスケール（グローバル，地域，国べつ）における土壌情報とモニタリングシステムの機能向上
メッセージの主たる対象は，政策決定者であり，彼らに対して土壌の担っている役割を包括的に理解 · 承認し，その持続的な管理と保護につながる政策の策定，投資 · 活動の推進を求める内容となっている．格調高く語られたその内容は，土壌の専門とする人々にとっては基本的でかつ先駆的で，全面的に賛同できる提言であろう．しかし，市民
社会へのアピールとして，記述された内容が確実に理解され，伝わるかどうかには疑問が残る．特に，政策立案担当者や市民が土へ直接的な体験を持たない場合は，文書にされたお話としての理解に留まり，行動を駆動する実体的な認識にならないのではないだろうか．
市民への土壌の理解をめぐって，日本でもさまざまな形の土壌教育が展開されてきた．土壌肥料学会は 1982 年に土壌教育委員会を設置し，「土をどう教えるか — 新たな環境教育教材（上），（下）」（日本土壌肥料学会土壌教育委員
1 岡山大学大学院環境生命科学研究科

2

土壌の物理性第 132 号

(2016)

会, 1998），「土の絵本」（日本土壌肥料学会, 2002）を出版し，土壌教育のための教材を提供している．これらの教材
は，土壌に関する科学的な知識を系統的に理解するとともに，子供たちが土への興味を持つきっかけを与えるものである．しかしながら教材としてどんなに優れていても，それだけではやはり書かれた知識であり，これを身に付いた知識として定着させるには，実感を伴う経験が必要であろう．
土を実感的に認識する教育方法の一つとして，学校以外の野外教育施設や博物館，学会などが開催する「土の観察会」が実施されており，土の断面の観察を通じて土壌を体験的に理解する機会を提供している．農村環境整備セン
ターは，農林水産省と環境省の連携事業として 2001 年から「田んぼの生き物調査」を行っているし，同様の活動として「田んぼの学校」が NPO 法人によって実施されている．これらの活動がイベント的に行われるのに対し，東大の溝口教授は，小学校での「バケツ稲」実験（Dr. ドロエもんプロジェクト）を提唱し，継続的な稲の観察教育を実践されている．こうした地道な教育実践は，現在の子供が土と直接ふれあう環境を提供する貴重なかけがえのない活動である．今後さらに持続し，発展させるべく理解と支援が求められている．
夢中になっていろいろな研究課題に取り組んできたつもりでいたが，定年を控えてふと振り返ってみると，研究を背後でささえている一般社会の「土離れ」の状況にいかに無頓着であったことに気がついた次第である．土の役割についての認識を市民社会の共通で実効的な基盤とするには，誰もが何らかの形で土を体験している必要がある．日本の現状を考えると，それには，土を実感できる環境を取り戻す教育が不可欠である．人生の節目を迎えて，私自身そうした活動を微力ながら応援したいと思っている．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 132, p.3 ∼ 12 (2016)

多孔質媒体中での塩水侵入 · 排除に関する室内実験と数値解析
籾井和朗 1 · 高橋昌弘 2 · Roger A. Luyun, Jr.3

Experimental and numerical analyses on saltwater intrusion and removal in porous media
Kazuro MOMII1 ，Masahiro TAKAHASHI2 and Roger A. Luyun, Jr.3

溶質濃度を求めることになる．この典型的な例が海岸地

1. はじめに下水における海水侵入である．一方，多孔質媒体中における溶質輸送解析では，流れ方向に沿う溶質の拡がりを地下水は，多くの国々において，農業，工業，生活用水表す縦分散と，流れに直交する方向への溶質の拡がりをのための重要な水資源であり，湧水などを通じて人々の表す横分散が，溶質の希釈に関わる重要な分散パラメー

生活に豊かさを与えている．このような地下水の有用性

タとなる．例えば，一様な流れの中を移動するひと塊のにもかかわらず，表流水や大気現象と異なり，その動き

溶質は，一般には流れ方向に比べて横方向の分散が小さや質的変化が目に見えないため，現状の把握や定量的評

い（Todd and Mays, 2005）ため，2 次元平面では，流れ価が難しいものとなっている．また沿岸域には人口が集方向に長く拡がった楕円形状を呈しながら輸送される．

中しており，古くから地下水に関する研究が行われていまた，海岸域で地下淡水を井戸から揚水すると，井戸周る．海岸帯水層における地下水に関する研究は，海水侵

辺の海水も井戸に向かって移動し，井戸に向かう流れに入現象に関する Ghyben-Herzberg 近似など，1900 年頃

直交する横分散により，地下淡水域に塩分が希釈混合さから検討されている（Bear, 1972）．1980 年以降は，コンれる．このように，塩分濃度の空間分布を把握するためピュータによる分散を考慮した数値解析（籾井ら, 1986）には，地下水中における分散の評価が重要となる．

が行われ，2000 年以降は，パソコンで汎用プログラム

本稿では，海岸帯水層における海水と淡水地下水の相を利用して数値解析（Guo and Langevin, 2002; Langevin

互作用に関し，塩水侵入と地下止水壁設置に伴う塩水動

and Guo, 2006）が可能となり，結果の可視化とともに現態を取り上げ，主に，Luyun et al.（2009），および高橋 ·象の理解が深まっている．近年では，津波により地表面

籾井（2016）の最近の論文での室内実験と数値解析の結に湛水した海水の侵入と地下淡水域に侵入した海水の動果に基づいて解説を加え，課題や今後の展開について考態や島嶼域における淡水レンズの挙動などが検討されて察する．

いる（Illangasekare et al., 2006; Werner et al., 2013）．
地下水中における海水と淡水の輸送では，両者の混合に伴う溶質濃度の変化により流体密度が変化する点が，2. 塩水の侵入と排除：
Luyun et al.（2009）に基づく考察

均一密度の溶質輸送とは異なっている．すなわち地下水の流速は流体の密度に依存することから，海水と淡水の輸送では密度を含む項がダルシーの法則の式中に現れ

2.1 実験

流速変化が生じない．海水と淡水の輸送において流速分

Fig. 1 にアクリル製実験装置の概要を示す．平均粒径
1.2 mm のガラス球を浸透水槽（幅 90 cm，高さ 60 cm，
奥行き 8 cm）に高さ約 50 cm まで充填した．多孔質媒体

布を求めるには密度分布を必要とし，この密度分布を求浸透層の両側には，水位制御可能な淡水水槽（右側）とめるには溶質濃度分布が必要となる．溶質の空間的な拡塩水水槽（左側）を設定している．塩水は赤色食用色素

がりは流速に依存することから，解析的には，地下水ので着色し，密度が 1.025 g cm−3 になるように調整した．

る．一方，均一密度の溶質輸送では溶質濃度変化による流れと溶質輸送の支配方程式を満足する流速（圧力）と1 Faculty of Agriculture, Kagoshima University, 1-21-24 Korimoto,Kagoshima, Japan. Corresponding author: 籾井和朗，鹿児島大学農学部.
2 Research and Development Center, Nippon Koei Co., ltd. 2304, Inarihara, Tsukuba, Japan.
3 Land and Water Resources Division, University of the Philippines Los
Baños, Laguna 4031, Philippines.
2015 年 8 月 20 日受稿 2016 年 2 月 12 日受理

実験では，まず，水槽全体を淡水（イオン交換水）で満たし，右側水槽の水位 h1 と左側水槽の水位 h2 との水位差を 0.5 cm に固定し，淡水の流れが十分安定した後，左側水槽排水パイプにおいて，単位奥行あたりの流量 qを測定し，浸透層の飽和透水係数 k を次式：

k=2l(h21 − h22 )q(1)

土壌の物理性

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第 132 号

(2016)

Fig. 1 塩水侵入 · 排除に関する実験装置.
Experimental setup for saltwater intrusion and removal.

に基づいて求めた（例えば，Citarella et al., 2015）．ここに，l は浸透層の幅（90 cm）である．次に，遮水壁を塩楔先端の前進は，止水壁設置により，止水壁直上部から右側の地下水面が若干上昇し，塩水楔先端部が右側へ移

水水槽と浸透層の間に挿入し，左側水槽の淡水を塩水と動し，塩水楔の形状が変形したと考える．塩水楔の排除

置き換え，塩水水槽水位を h2 = 40.0 cm（左側）およびには止水壁挿入後約 1 日を要し，塩水侵入に要した時間

淡水水槽水位を h1 = 41.5 cm（右側）に固定した．遮水の約 25 倍であった．

壁を取り除くと，塩水が浸透層内左下端から侵入し始め，

数値解析より次のことが考察できる．淡水域では，淡十分時間が経過すると塩水の侵入が止まり，塩水楔が形

水水槽（右）側から淡塩水混合域に沿って塩水水槽（左）成される（塩水侵入過程）．この後，塩水水槽から浸透側に向かう淡水の流れが発生し，一方，塩水域では，淡層内に水平距離 20 cm の位置に予め設置した止水壁挿入

水より遅い流速で塩水水槽から塩水域に塩水が供給されスロットに，高さ 20 cm の止水壁（厚さ 0.4 cm）を挿入

る．淡塩水混合域の混合幅は小さいが，塩水水槽から供し，その後の塩水の挙動（塩水排除過程）をデジタルカ

給された塩水は，淡塩水混合域で右側からの淡水の水平メラで撮影した．

流れと合流し，流れの方向を左上向きに変え，淡塩水混

2.2 実験結果と数値解析の比較

合域に沿って希釈されながら塩水水槽へ流出する．定常

Fig. 2 に室内実験（右図）と数値解析（左図）の結果

状態では，このようにして，塩分の補給と流出に平衡（動を示す．数値解析には，密度依存型移流分散解析コード

的平衡状態）が保たれている．実際の海岸帯水層では，

SEAWAT（Guo and Langevin, 2002）を適用した．数値

塩水水槽を海，淡水水槽側を内陸部地下水と想定するこ解析に必要な微視的分散スケールの分散長（詳細は，次とで，類似の現象（海岸帯水層における海水侵入現象）

節の式（2）参照）に関し，Luyun et al.（2009）は，縦が生じている．

分散長には平均粒径 0.12 cm の値，および横分散長には一方，止水壁設置後（Fig. 2（b）以降）の塩水排除過縦分散長の 1/10 の値 0.012 cm を与えている．図中の数程では，止水壁より右側の残留塩水域への塩水の補給が

値解析の赤色は相対濃度（0 ≤ Crs ≤ 1）表示であり，淡絶たれ，右側からの淡水の流れによって，淡塩水混合域

水（密度 1 g cm−3 ）を 0，塩水（密度 1.025 g cm−3 ）をにおいて，流体力学的分散（機械的分散と分子拡散）に1 とし，点線は，実験の淡塩水境界面を目視により観測より希釈された塩分は，止水壁頂部を超えて塩水水槽側したものである．実験では多孔質媒体中に止水壁挿入用に輸送される．その結果，止水壁より右側の残留塩水塊

スロットがあり，数値解析ではこのスロットを無視しては徐々に小さくなり，最終的には消滅する．

いるため，数値解析と実験の定常塩水楔形状はスロット

海岸帯水層における代表的な海水侵入制御法として，

付近で若干異なるが，両者は全体的には概ね一致している．この定常塩水楔は，遮水壁を取り除いて約 1 時間でOude Essink（2001）によれば，井戸からの注水（Luyun
et al., 2011），涵養池からの地下水涵養，埋め立て，止水形成された（Fig. 2（a））．次に，浸透層内に高さ 20 cm

壁などが提案されている．止水壁の場合には，内陸部にの止水壁を設置すると，止水壁より右側に残留している

残留した塩分の対処が問題となり，その動態については

塩水楔の先端位置は初めの約 20 分は若干前進する（Fig.

未解決であった．Luyun et al.（2009）では，内陸部から

2（b））が，その後徐々に後退（Fig. 2（c））し，最終的には全ての残留塩水が排除される（Fig. 2（d））．初期のの地下淡水の流れがある場合には，淡水流れにより残留塩水が排除されることを，室内実験と数値解析により明らかにした．

解説：多孔質媒体中での塩水侵入 · 排除に関する室内実験と数値解析

Fig. 2 実験と数値解析の結果の比較.
Comparison of experimental and numerical results.

5土壌の物理性

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第 132 号

(2016)

密度変化が無視できる従来の溶質輸送解析とは異な

3. 塩水の侵入 · 排除に及ぼす分散効果：
高橋 · 籾井 （2016）に基づく考察

り，塩分濃度が変化すると，流体密度が変化し，この密度変化により，一般化したダルシーの法則（式（3））に多孔質媒体中での止水壁設置後の塩水の排除過程には，前述のように，淡塩水混合域における分散による塩分輸送が影響している．Luyun et al.（2009）では，実験に使用したガラス球の平均粒径とその 1/10 の値を縦と横の分散長に仮定して数値計算を行い，塩水塊の挙動について検討した．高橋 · 籾井（2016）では，対象とする
浸透層の分散長の値を予め推定し，次いで塩水侵入 · 排除に及ぼす分散の効果について，実験と数値解析により検討している．

よれば，流速が変化する．流速変化は，式（2）に示す
ように，流速依存型の分散係数の大きさを変え，塩分濃度の希釈に影響する．濃度分布が変化すると，流体密度が変化することになる．本研究で用いた数値解析コー
ド SEAWAT では，海水侵入などの密度変化の大きい場
合の流れと溶質輸送を結合して解く手法を採用している（Guo and Langevin, 2002）．
一様流中において，流れ方向を x 軸にとり DL = Dxx ,DT = Dyy と略記すると，式（2）は簡略化され次式を得る：

3.1 分散係数と分散長
まず，地下水中における分散係数について概説する．
本研究では，鉛直断面 2 次元（x, y）を対象にしており，
水平方向を x 軸および鉛直方向を y 軸（上向きを正）とDL = αL u′ + D∗
(4)

し，x, y 方向の間隙平均流速 u′ , v′ と微視的分散スケール

DT = αT u′ + D∗である縦分散長 αL ，横分散長 αT を用いると，多孔質媒すなわち，流体力学的分散係数は，分散長と間隙平均流

体中の流体力学的分散係数 Dxx , Dyy , Dxy , Dyx は，次式で速の積，および分子拡散係数の和として表される．この表される：

式は，室内実験などでの一様流中における分散長 αL , αTの推定に適用される．分散長は，一般には，縦分散長が

u′2
v′2+ αT + D ∗
V
V
v′2
u′2
Dyy = αL + αT
+ D∗
(2)
V
V
′
′
uv
Dxy = Dyx = (αL − αT )V√
ここに，V = u′2 + v′2 および D∗ は浸透層内の分子拡散係数である．塩水侵入 · 排除の数値解析では分散係数を式（2）に基づいて計算している．式中の流速の計算には，
Dxx = αL

横分散長に比べて大きく，概ね，αL /αT = 10 ∼ 100 の範囲にある（Todd and Mays, 2005）．

3.2 一様流中のパルス · 連続注入実験
本研究で用いる浸透層の分散長の推定とその妥当性は，以下のパルス · 連続注入実験に基づいて行う．実験

流体の密度ρの変化を考慮した一般化したダルシーの法則（Guo and Langevin, 2002; Zheng and Bennett, 2002）を適用する：

u=−

K ∂P
µ ∂x

K
v=−
µ

(

)
∂P
+ ρg
∂y

(3)

ここに，K は固有透過係数，µ は粘性係数，u, v は水平，
鉛直方向の断面平均流速，P は水圧，および g は重力加速度であり， x，y 方向の断面平均流速 u, v と間隙平均流速u′ , v′ は，有効間隙率 ne を用いて，u = ne u′ , v = ne v′ の関係にある．固有透過係数 K と透水係数 k は，k = K ρ g/µの関係にある（嘉門ら, 2007）．式（3）の密度項 ρ g は，重力に起因し，重力は鉛直方向に作用するので，水平方向の速度成分 u には含まれない．密度 ρ = 1.025 g cm−3

Fig. 3 フルオレセイントレーサーによるパルス注入
実験と数値計算の比較.

度項 ρ g が大きくなる．一方，淡水の場合は均一淡水密Comparison of numerical calculation and experiments
under pulse injection of fluorescein tracer.

の海水の場合，密度 ρ = 1.0 g cm−3 の淡水に比べて，密度の従来のダルシーの法則と一致する．

解説：多孔質媒体中での塩水侵入 · 排除に関する室内実験と数値解析
装置の概略は，Fig. 1 と同様であるが，大きさが異なり，

7

浸透層幅 100 cm，高さ 40 cm，奥行き 1.5 cm の浸透水

al.（1997）の方法を参考にしている．ここでの推定方法と Elfeki et al.（1997）の方法の両者ともに，一様流中で槽である．断面 2 次元の取り扱いを確実にするために奥輸送されるトレーサー塊の拡がりの濃度分布を正規分布

行きを薄くし，またトレーサーの輸送過程をより詳細にと仮定して推定している．Elfeki et al.（1997）では，写検討するために長い流路長を確保した．多孔質媒体とし真撮影したトレーサー濃度の値は確定せず，トレーサーて平均粒径 1.3 mm のガラス球を高さ 35 cm まで充填し塊形状を楕円（例えば，Fig. 3 上図の数値解の点線）とた．充填に際しては，浸透層全体の一様性を保つために，

みなし，その形状を肉眼で識別し，トレーサー塊端の濃低周波振動モータ（振動数約 60 Hz）で水槽全体を振動さ度の値をトレーサー塊中心濃度の 1% と仮定し解析してせながら，水中に，空気が混入しないように水とともにいる．一方，高橋 · 籾井（2016）では，画像解析によりガラス球を注入 · 充填した．この装置では，トレーサー

トレーサー塊の濃度の値を既知にしている点が異なり，注入口を，装置左端から水平距離 90 cm，装置底面からより客観的な推定が可能となる．トレーサー塊の拡がり

15 cm の高さに設置した．一定量のトレーサー注入にはの x，y 方向の平均二乗変位 σx 2 , σy 2 は時間とともに増シリンジポンプを用いた．

大し，分散係数 DL （DT の式は同様のため省略）は，次

Fig. 3 下図にパルス注入実験（写真）を示す．実験では，左側水槽水位 30 cm，および右側水槽水位 30.5 cmに固定し，浸透層横幅 100 cm に対し，水位差 0.5 cm（動水勾配 0.005）で右側から左側へ向かう流れを発生させ式で表される（例えば，椿, 1974）：

DL =1 dσx 22 dt

(5)

た．この流れは，自由水面を有する地下水の流れのため，

流れ方向と流れに直角な方向のトレーサー塊の拡がり

完全な一様流ではないが，数値解析（後述）の流速分布幅に基づいて平均二乗変位 σx2 ，σy2 を求め，その時間変からは概略一様流と判断できる．トレーサーを 1 分間パ化を Fig. 5 に示す．トレーサー注入開始約 10 分以降は，

σx2 ，σy2 はほぼ直線的に増加（米沢, 1986）している．式（5）に基づいて推定した縦と横の分散係数は，Fig. 5 にいる．トレーサーには蛍光色素（フルオレセイン）を用示すように，それぞれ DL = 3.5 × 10−3 cm2 s−1 およびい，実験は，暗室内で紫外線ランプ（40 Ｗ × 2 本）を照DT = 1.4 × 10−4 cm2 s−1 である．本実験での浸透層中の射して実施した．蛍光色素の輸送過程をデジタルカメラ
分子拡散係数 D∗ は機械的分散係数 DL ，DT に比べて小（Nikon 製 D5100，ピクセル 3269 × 2448）で撮影した． さいと仮定し無視し，間隙平均流速 u′ = 0.0184 cm s−1
デジタルカメラからのカラー画像情報をトレーサー濃度を式（4）に代入すると，本実験でのガラス球（平均粒径に変換する方法は，画像出力値を，赤（R），緑（G），青1.3 mm）では，αL = 0.19 cm，αT = 0.0074 cm となり，
（B）の 3 要素 R, G, B（それぞれ 0 ∼ 255 の 256 段階）に
その比 αL /αT = 27 である．なお，浸透層中の分子拡散
分離し，フルオレセイン濃度 C と R, G, B 値との関係に
係数 D∗ の値は，浸透層の屈曲度や水温ならびに溶質のより検討した．Fig. 4 の検定結果に示すように，R 値は種類に依存するが，概ね 10−5 cm2 s−1 のオーダーにある
不規則な変化，G 値は濃度 C の増加とともに増加，および B 値は濃度 C の増加とともに減少した．B 値の変化幅（70 ∼ 150）に比べて，G 値の変化幅（25 ∼ 200）が大きく，さらに G 値に対する濃度 C の変化を指数関数で良く近似できることから，フルオレセイン濃度 C を G 値の関数として表した．なお，本実験装置での有効間隙率 ne
は，浸透層左右の水位差 0.5 cm に対して観測流量より求めた断面平均流速（0.0081 cm s−1 ）と，トレーサー塊の中心位置の移動により求めた間隙平均流速 u′ （0.0184
cm s−1 ）との比より，0.44 である．
以上のように，高橋 · 籾井（2016）では，Luyun et al.
（2009）に比べて，①実験装置の奥行きを薄くし，断面2 次元性を高めたこと，②実験装置の幅を長くすること
ルス注入後，11 分，29 分と時間とともにトレーサー塊
は，間隙平均流速 u′ で流下しながら，希釈輸送されてでトレーサーの流下距離を長くし，溶質の輸送過程を明確にしたこと，③塩水侵入 · 排除実験装置にトレーサー
注入口を付加し，同一実験装置で分散係数の推定を行えるようにしたこと，および④振動状態でガラス球を水中充填し，浸透層の一様性を高めたことにより，改良を加えた．

3.3 分散係数の推定
パルス注入実験における分散係数の推定は，Elfeki etFig. 4 デジタルカラー画像から分離した R, G, B 値とフルオレセイントレーサー濃度 C の関係.
Relationship between the fluorescein tracer concentration,C, and the red, green, and blue luminosity values (R, G, B)
separated from the digital color images.

土壌の物理性

8

第 132 号

(2016)

割り当て，数値解析の初期濃度分布とし，その後の濃度分布を，移流分散解析コード MT3DMS（A Modular 3-D

Multi-Species Transport Model）（Zheng and Wang, 1999;
Langevin and Guo, 2006）の数値解析により求めた．初期水位はパルス注入実験の境界条件の水位差に設定した．縦と横の分散長は，Fig. 5 の推定値（αL = 0.19 cm，

αT = 0.0074 cm）を与えた．Fig. 3 上図に示すように，パルス注入後の蛍光色素の輸送過程を概ね再現している．

Fig. 5 に示したように横方向の平均二乗変位 σy2 の時
間変化が小さいため，横分散長の妥当性をさらに検討するために，同一の実験装置で連続注入実験を行い，その再現性を検討した．トレーサーの注入幅 Y の場合に対す
る一様流中での定常状態での溶質濃度 C（x, y）の解析解（Huang et al., 2002）は，次式で与えられる：
Fig. 5 パルス注入実験における縦方向と横方向の平均二乗変位の時間変化.
Relationship between the longitudinal and transverse variances and the travel time in the pulse injection experiments.

（Fetter, 2008）といわれており，一方，本実験での縦分
散係数 DL は 10−3 cm2 s−1 ，横分散係数 DT は 10−4 cm2

s−1 のオーダーにある．
Fig. 3 上図には，初期濃度分布についてはパルス注入
開始後 1 分（Fig. 3 下図の Initial）における画像解析に基づくフルオレセイン濃度の値（領域 10 ピクセル × 10 ピ
クセルの平均値，実際には領域 0.24 cm × 0.24 cm に相当）を数値解析の格子点（格子間隔 ∆x = ∆y = 0.5 cm）に

 (
(
)
) 
y − Y2 C
1   y + Y2 − erf  √
=
erf √
C0
2
xDT
xDT 
2
2
u′

(6)

u′

ここに，C0 は注入濃度である．パルス注入実験と同じ
横分散長 αT を式（4）に代入し横分散係数 DT を求め，

式（6）より濃度分布を求めた．式中の間隙平均流速 u′

は，連続注入実験時の観測流量と有効間隙率 ne（= 0.44）より求めた．なお，トレーサー注入幅は，注入口から

x = 35 cm において鉛直濃度分布を最も良く再現する値
Y = 0.3 cm を採用した．
Fig. 6 に，フルオレセインを連続注入した場合の解析
解，実験写真，および注入口から x = 35，65 cm におけFig. 6 フルオレセイントレーサーを用いた連続注入実験結果と解析解の比較.
Comparison of analytical solutions and experimental results of the continuous injection by fluorescein tracer.

解説：多孔質媒体中での塩水侵入 · 排除に関する室内実験と数値解析

9

る鉛直濃度分布の画像解析結果と解析解の比較を示す．
ここでは，トレーサー注入口中心を座標原点としている．
連続注入実験においても，x = 65 cm の実験結果と解析解は良く一致しており，ここで与えた横分散長は概ね妥当である．

3.4 塩水の侵入 · 排除に及ぼす分散の影響
3.4.1 実験
塩水侵入 · 排除実験の方法は，前述の Luyun et al.
（2009）と概略同じであるが，この装置での特徴が 2 つある．まず，止水壁（高さ 28 cm）は，塩水水槽と浸透層左端の境界に設置した．これにより浸透層内に止水壁
挿入スロットが不要であり，定常塩水侵入における塩水
楔形状が，従来の理論解や数値解と一致する．淡水と塩水の水槽水位は 31.0 cm および 30.0 cm である．また，浸透層底から高さ y = 5 cm で，浸透層左端隅をここでは座標原点として，x = 5 cm と 15 cm の 2 ヶ所に直径 2mm，センサー部の長さ 15 mm（浸透層の奥行きと同一長さ）の電気伝導度計を設置し，塩分濃度の時間変化を求めた．なお，塩水は赤色食用色素で着色し，前述のパ
ルス · 連続注入実験の直後に塩水侵入 · 排除実験を行っており，浸透層の水理定数（分散長，透水係数，間隙率）
Fig. 7 塩水侵入 · 排除過程における塩分濃度の時間変化の実測値と数値解.
Measured and numerical results of salt concentration changesin (a) saltwater intrusion and (b) removal processes at two
EC probe locations.

は同一と考える．

3.4.2 結果と考察
Fig. 7 に塩水侵入と排除における電気伝導度計による塩分濃度の時間変化の実測値と SEAWAT による数値解の比較を示す．塩水侵入過程では，数値解に比べると電気伝導度による実測塩分濃度の立ち上がりが若干急ではあるが，実測値と数値解は概ね良く一致している．塩水排除過程では，実験に比べて，数値解の方が先に濃度低下が生じているが，x = 5 cm において残留塩水が排除され淡水濃度になる時間（約 1400 分）は概ね一致している．Fig. 2 に示した実験と数値解析の結果にも見られるように，止水壁近くの塩水塊左上部分は実験に比べて早く希釈される傾向にある．この不一致については，今後の検討を要するが，以下のようなことが考えられる．
まず，実験装置の構造上，実験装置塩水側の止水壁とガラス球浸透層の間に金網を張った穴あきアクリル板（厚さ 3 mm）を設置し浸透層を支えているが，この穴あきアクリル板が排除過程の流れに影響を与えたのではと考えられる．さらに，数値計算においては，間隙平均流
速 u′ に基づく格子ペクレ数 Pe < 2 が，概算ではあるが，Pe = u′ ∆x/DL ≈ ∆x/αL = 2.6 とやや大きく，数値分散な
どの計算誤差を考慮すると，現在採用している計算格子
間隔 5 mm をさらに小さくする必要がある（Zheng andBenftt, 2002）．今後，数値計算で用いる境界条件と出来る限り一致するように実験装置を工夫するとともに，粒径スケールでの数値計算による検討などにより，詳細はFig. 8 数値解析に基づく塩水侵入 · 排除に及ぼす分散長の影響.
Influence of dispersivity on (a) saltwater intrusion and(b) removal based on the numerical analysis.

明らかになると考える．

Fig. 8 には，数値解析において，縦分散長を固定して，縦横分散長比 αL /αT = 10, 27, 100 の相違が塩水侵入 ·排除過程における塩分濃度の時間変化に及ぼす影響を示

土壌の物理性

10

第 132 号

(2016)

Fig. 9 下部に塩水侵入楔（赤色）のある帯水層への地表面からの（a）着色塩水（青色，密度 1.025 g cm−3 ）と（b）着色淡水（青色，密度 1 g cm−3 ）の輸送に関する室内実験.
Experiments on transport of (a) blue-colored saltwater (ρ = 1.025 g cm−3 ) and (b) blue-colored freshwater (ρ = 1 g cm−3 )from the top of the aquifer with the red-colored saltwater intrusion wedge below.

す．塩水侵入過程 Fig. 8（a）では，縦横分散長比が大きくなると，淡塩水混合域は拡がらずに，定常状態でのと仮定した．残留塩水塊の全体的な減衰傾向に関する数
値解と実験結果は概ね一致する．すなわち，Luyun et al.

塩水楔先端位置は若干ではあるが先に伸びる傾向にある（2009）では，止水壁設置後に内陸側に残留した塩分は，（Abarca and Clement, 2009）が，この観測位置（x = 15

内陸部からの地下淡水流れがある場合には，淡水流れにcm，y = 5 cm）での塩分濃度の時間変化に及ぼす影響はより排除されることを明らかにした．しかし，塩水排除

少ない．

過程での実験と数値解の相違，すなわち実験に比べて数Fig. 8（b）には，横分散の相違が塩水排除過程に及ぼ値解の方がより希釈される傾向にあること（例えば，Fig.

す影響を示す．縦横分散長比を大きく設定すると，排除う淡水側の流れが卓越していることから，流れ方向を淡2（c）），および最終的な排除時間の不一致については，特に言及していない．高橋 · 籾井（2016）での横分散長は
縦分散長の 1/27 であることから，Luyun et al.（2009）の
1/10 の場合には横分散が大きく評価され，塩水楔内の塩

塩水混合域に沿い塩水水槽に向かう方向と想定する（籾分濃度は数値解の方が希釈された結果になる．これに対井ら, 1989）と，淡水流速は同じでも，横分散長 αT がし，高橋 · 籾井（2016）では，対象とする浸透層に適切時間が長くなる．これは，本研究で対象とする流れでは，

Fig. 2 の流速分布で解説したように，淡塩水混合域に沿小さくなると式（4）により横分散係数 DT が小さくなな分散長を，画像解析に基づいて予め推定した．この推り，淡塩水混合域に対して直角方向の機械的分散に基づ

定分散長を用いて数値計算した結果，塩水侵入時は，電く塩分の輸送が低下するためである．図に示すように，

気伝導度に基づく塩分濃度の観測値と数値解は良く一致

塩水排除により，観測位置（x = 5 cm，y = 5 cm）の塩した．一方，塩水排除時には，塩水塊の排除に要した時

分濃度が 0 になるのは，αL /αT = 10 のとき約 950 分後，間は概ね一致したが，塩分の希釈過程に，実験との相違

αL /αT = 27 では約 1400 分後となり，塩水排除時間に大がみられた．この相違については，今後，数値モデルやきな相違が生じる．微視的分散係数であり，室内実験で物理モデルに基づいてさらに検討を加える必要がある．

も横方向の分散スケールを精度良く求めることの困難さ

以上のように，多孔質媒体中での密度効果を考慮したはあるが，横分散が支配的な輸送現象においては，対象

塩水の動態解析には，今後も物理モデルや数値モデルにとする多孔質媒体（実験装置）に対して精度良い分散長基づいた検討の蓄積が現象の理解に有用となる．特に，の推定が現象の理解においては重要となる．

密度効果を無視した溶質輸送解析では対応できない現象，例えば，津波により地表面に湛水した海水の表層不4. おわりに飽和帯から飽和地下水帯への輸送現象では，塩分の下方への輸送に不安定性が現れることが予想される．参考の

海岸帯水層における海水と淡水地下水の相互作用に関ため，Fig. 9 には，予備実験の段階ではあるが，淡水にし，本稿では，塩水侵入後の塩水楔内に止水壁を設置し食用色素で青色に着色した溶質の地表面からの輸送状況た場合の塩水塊の動態について，Luyun et al.（2009），と，青色に着色した密度 1.025 g cm−3 の塩水の下層へのおよび高橋 · 籾井（2016）の研究成果に基づいて解説を浸透 · 輸送状況を示す．十分に時間が経過した場合には，加えた．Luyun et al.（2009）では，多孔質媒体の縦分散

通常の溶質輸送では Fig. 9（b）に示すように定常状態が長をガラス球の平均粒径で与え，横分散長をその 1/10

存在するが，Fig. 9（a）の塩水の場合には，土壌物理学

解説：多孔質媒体中での塩水侵入 · 排除に関する室内実験と数値解析
でのフィンガリング現象と類似の不安定な輸送過程が現れる．また，予め帯水層内に侵入していた塩水楔（左隅の赤色部分）内に湛水塩水が侵入し，両者が混合することはない．数値モデルに基づく定量的評価により，この11

Sri Lanka. Water Resources Research, 42: W05201, doi:
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嘉門雅史, 日下部治, 西垣誠 (2007): 地盤環境工学ハンドブック,

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興味深い現象の把握が可能となる．また，土壌物理学でLangevin, C.D. and Guo, W. (2006): MODFLOW/MT3DMS-対象とする根群域での塩類集積問題も，塩濃度が高くな

based simulation of variable-density ground water flow and

ると，密度効果を考慮した移流分散解析の検討が必要にtransport. Ground Water, 44(3): 339–351.

なると考える．今後，地下水学と土壌物理学に共通する

Luyun Jr., R., Momii, K. and Nakagawa, K. (2009): Laboratory-「移流分散溶質輸送現象」に関し，研究者間で連携し，さscale saltwater behavior due to subsurface cutoff wall. Jour-

らに科学的知見が蓄積されることを期待する．

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12土壌の物理性要第 132 号

(2016)

旨

本稿では，海岸帯水層における海水と淡水地下水の相互作用に関し，塩水侵入と地下止水壁設置に伴う塩水動態を取り上げ，最近の論文における室内実験と数値解析の結果に基づいて解説を加えた．特に，多孔質媒体中の微視的分散スケールである横分散長が塩水の希釈，排除に影響を及ぼし，横分散長を過小評価すると塩水塊の排除時間が過大評価されることを示した．また，ここでの解析の特徴は，塩水の密度変化を想定しており，従来の密度効果を無視した多孔質媒体中での溶質輸送解析では対応できない
密度依存型移流分散現象である．土壌物理学分野では，例えば，根群域での高濃度の塩類集積問題への適用が考えられる．今後，地下水学と土壌物理学に共通する移流分散溶質輸送現象として，物理モデルと数値モデルの両面から，さらなる科学的知見の蓄積を期待する．
キーワード：海岸帯水層，海水侵入，止水壁，密度依存型移流分散解析，分散長

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 132, p.13 ∼ 21 (2016)

表層地盤におけるフィンガー流の発生と物質輸送に関する数値実験齋藤雅彦 1 · 中川 啓 2

Numerical study on fingered flow and solute transport in unsaturated zone
Masahiko SAITO1 and Kei NAKAGAWA2

Abstract: It has been found that irregular infiltration isoften observed at the wetting front in soil under unsaturated conditions. This concept is known as fingered flow.
Macroscopic dispersion occurs in the solute transport process due to the heterogeneity of the flow field. In theconventional convective-dispersion analysis, macroscopic
dispersivity has been known to be an important parameter when reproducing this phenomenon. However, quantitative evaluation of the macroscopic dispersivity in thevadose zone is still problematic, because the dispersivity
depends on the infiltration conditions. In this study, the numerical simulations of infiltration and solute transport processes are performed in the artificial heterogeneous field of
hydraulic conductivity. The heterogeneous field are generated using the stochastic fractal model. Then, the quantitative evaluation of macroscopic dispersivity under fingered
flow conditions and its characteristics are discussed. The
results of this study show that the difference in averaged
permeability between upper and lower formations affects
the shape of the infiltration profile, or finger shape. The
macroscopic dispersivity of the media seems to depend on
this finger shape. Also, a large infiltration surplus inhibits
the generation of fingered flow.
Key Words : fingered flow, macroscopic dispersivity,
stochastic fractal model, numerical simulation

1. 序論

を均質として，地表面の境界条件にサインカーブをランダムに組み合わせた摂動によるフラックスを与える方
法，また Nieber et al（2000）は 2 層の均一媒体を対象として，上層中央部に小さな摂動を与えることによって

1 本のフィンガーが形成されるようなモデル化を試みている．一方，浸透場に不均一性を導入したモデルとしては，不飽和地盤内の空隙構造を不規則な管径 · 管長を持
つ管路のネットワークとしてモデル化する方法（坂本，1992），あるいは透水性 / 保水性にわずかなばらつきを与える方法（齋藤，2006; 齋藤 · 中平，2007）などが提案されているが，現時点では定量的な評価方法が十分確立しているとは言いがたく，実験例 · 解析例ともに，さらなる充実が必要であると考える．
一方，不均一な流れ場における物質輸送モデルとしては，2 領域モデルの適用も試みられている（Elliot et al.,

1998; Ellerbroek et al., 1998）．これは，流れ場を流動場（mobile）と非流動場（immobile）に分け，両者の濃度差による物質移動を考慮するものである．物理的なメカニ
ズムをより適切に反映することが可能であり，CXTFIT

2.0（Toride et al., 1995）や HYDRUS2D/3D（Šimůnek etal., 2006）にも実装され，広く利用されているが，同定すべきパラメータが多く，容易ではない．また，一般的に用いられている移流分散解析では，流れ場の不均一性に起因する巨視的分散を評価するため，巨視的分散長が用いられるが，とくに地表面から地下水面に至る表層の不飽和土壌への鉛直浸透時には，浸潤前線が不安定に不飽和帯を通過する物質輸送過程については，浸潤形態

なる現象，いわゆるフィンガー流が発生する場合があるに強く依存することは明らかであり，フィンガー流の生ことが知られている（宮﨑，2000）．従来の実験的研究

成に関する評価方法と同様，移流分散解析における巨視により，その発生形態については，土の粒径や粒度分布，的分散長の定量的な評価方法等についても様々な検討や初期含水率，浸潤強度などが関連することが明らかにさ

整理はなされてきているものの（取出，1997），未解明のれている（川本ら，1996）．また，フィンガー流の発生を部分が多い．

数値シミュレーションにより再現する試みもなされてい本研究では，地表面付近の不飽和帯における鉛直浸透

る．例えば，Ritsema and Dekker（1998）は，扱う媒体

過程ならびに物質輸送過程について，飽和 · 不飽和浸透

1 Graduate School of Engineering, Kobe University, 1-1, Rokkodaicho

Nada, Kobe 657-8501, Japan, Corresponding author:齋藤雅彦，神戸大学
大学院工学研究科市民工学専攻.
2 Graduate School of Fisheries and Environmental Sciences, Nagasaki
University.
2015 年 11 月 12 日受稿 2016 年 2 月 15 日受理

流解析および移流分散解析と，不均一地盤モデル（齋藤· 川谷，2000; 2001）を用いた数値シミュレーションを行
い，フィンガー流発生時における巨視的分散長の定量的評価を試みるとともに，その性質について考察する．

土壌の物理性

14

第 132 号

(2016)と表される．ここに，ε は空隙の連続性に関わるパラ

2. 基礎方程式と不飽和浸透特性

メータであるが，一般に，ε = 1/2 が用いられることが多い．また，式（5）を ψc で微分して整理すると次式を2.1 飽和 · 不飽和浸透流解析の基礎方程式
飽和 · 不飽和浸透流の基礎式（赤井ら，1977）は以下

得る．

のように表される．

∂ψ= ∇ · [K · (∇ψ + ∇Z)]
(C + β Ss )∂t

(1)

= ϕ α mn (1 − Sr ) (αψc )は飽和度），Ss は比貯留率，K は透水係数テンソル，ψ は
圧力水頭，Z は位置水頭である．β は飽和領域（Sw = 1）
で β = 1, 不飽和領域（Sw ̸= 1）で β = 0 である．また，
透水係数テンソルは，比透水係数 kr および飽和透水係数

n −m−1(8){1 + (αψc ) }すなわち，パラメータとして α および n と，残留飽和度

Sr を与えれば不飽和浸透特性が得られる．
2.3 移流分散方程式
地下水流による水溶性物質の輸送過程の基礎式（移流
分散方程式）は，以下のように表される．

テンソル Ks により以下のように表すことができる．

θ(2)

境界条件は，圧力 ψ が既知の境界 Γ1 上で，ψ = ψ1

dSw
d ψc
n−1

ここに，C は比水分容量（= ϕ dSw /dy, ϕ は空隙率，SwK = kr · Ks

C = −ϕ∂c= ∇ · (θ D · ∇c) − q · ∇c∂t

(9)

ここで，c は濃度，θ は体積含水率（= ϕ Sw ），D は分散
係数テンソル，q はダルシー流速ベクトルである．また，

on Γ1

(3)

式（9）における D の成分 Di j は次式で与えられる（Bear,

1972）．
流束 q が既知の境界 Γ2 上で，q = q2 = −n · K · (∇ψ + ∇Z)

on Γ2

(4)

θ Di j = aT |q| δi j + (aL − aT )qi · q j+ θ Dm δi j
|q|

(10)

ここに，n は境界上に立てた単位外向法線ベクトルで

ここで，aL は流れ方向の分散長，aT は流れに垂直な方ある．

向の分散長，qi はダルシー流速ベクトル q の i 方向成分，

2.2 不飽和浸透特性

Dm は分子拡散係数，δi j はクロネッカーデルタテンソル

式（1）における比水分容量 C は圧力水頭 ψ（マトリッの成分である．

クポテンシャル）と飽和度 Sw （あるいは体積含水率 θ ）境界条件は，濃度 c が既知の境界 ΓA 上で，の関係（水分特性曲線）から求められ，式（2）における比透水係数 kr は飽和度の関数として近似的に表すことc = cA

on ΓA

(11)

ができる．これらの関係を表す関数モデルがいくつか提案されているが，ここでは以下の van Genuchten 式（vanGenuchten, 1980）を用いる．
Se =Sw − Sr= {1 + (αψc )n }−m
1 − Sr

濃度勾配 FB が既知の境界 ΓB 上で，F = FB = −n · (θ D · ∇c)

on ΓB

(12)

(5)
ここに，cA は既知の濃度， FB は既知の濃度勾配である．

ここに，ψc は毛管圧（= −ψ ），Se は有効飽和度，Sr は式（9）を通常のガラーキン法により離散化すると，移残留飽和度，α ，n，m は形状パラメータであり，n，m は流項が卓越する場合に解が不安定になることが知られ無次元，α は圧力水頭の逆数の次元を持つ．また，n とている．この不安定性を抑制するため、本研究では特性m の関係は，次式を用いる．

曲線ガラーキン法（Zienkiewicz and Taylor, 2000）を用いた．

m = 1 − 1/n(6)

2.4 透水係数の空間分布モデル
本研究では，透水係数分布を決定するのに，パワースペ

また，Mualem（1976）に従うとすれば，比透水係数とこれは飽和透水係数 ks の対数変換値（Y = log10 (ks )）の有効飽和度の関係は，

{
(
)m }2
kr = Se ε 1 − 1 − Se 1/m

クトル密度関数が f −ζ 型となる空間モデルを使用した．
パワースペクトル密度関数が次式のように f −ζ 型とな(7)るものであり，実地盤における透水係数の空間分布特性を容易に模擬し得ることを確認している（齋藤 · 川谷，

2001）．

論文：表層地盤におけるフィンガー流の発生と物質輸送に関する数値実験

15

ここに，αd の単位は cm−1 ，ks の単位は cm s−1 であり，

ad −1 ≥ 1.0 （cm）とする．主吸水曲線の α （= αw ）はLuckner らの報告を参考に αw = 2αd とする（Luckner etal., 1989）．また，残留飽和度 Sr についても，一般的にks が大きい（粒径が大きい）ほど保水性が小さく，Sr も小さくなる傾向があることから，いくつかの実測例を参考に ks の関数として，便宜的に式（16）のように仮定する（谷中 · 石田, 1998; Carsel & Parrish, 1988）.

Sr = −0.15log10 ks − 0.2(16)

ここに，Sr は無次元であり，Sr ≥ 0.0 とする．媒体を構

Fig. 1 解析領域と境界条件.
Analysis domain and boundary conditions.

成する粒子のばらつきの大きさに対応するパラメータ nについては，ks との明瞭な相関関係を確認できなかった
ので，空間的に一定値とする．

3. 解析条件
3.1 解析領域および境界条件
Fig. 1 に，設定した解析領域と境界条件を示す．解析
領域は，幅 4 m × 高さ 2 m の断面 2 次元領域とし，上端面は地表面，下端面は地下水面である．浸透流解析におFig. 2 飽和透水係数分布（ks2 =0.2 cm s−1 ; Case0）．
Relationship between dielectric permittivity, ε , measured
Distribution of saturated hydraulic conductivity.

ける境界条件は，上端面は浸透量一定（q = r），下端面は大気圧（ψ = 0）
，両側面は不透水性境界（q = 0）とす
る．移流分散解析における境界条件は，上端面で濃度一定（c = 1）
，その他の境界では濃度勾配一定（FB = 0）とする．解析メッシュは，すべて正方形要素で構成し，要S (| f |) ∝ | f |−ζ(13)

ここに， f は空間周波数ベクトル，S (| f |) はパワースペ
クトル，ζ は空間的な相関性を表わすパラメータであり，素数は N = 8192（128 × 64），要素サイズは 3.125 cm ×

3.125 cm とする．
3.2 地盤物性値
飽和透水係数分布は，前述した透水係数の空間分布モ

2 次元モデルの場合，ζ ≒ 2 である．詳細については文
献（齋藤 · 川谷，2001）を参照されたい．またこのモデルを用いた場合，log10 (ks ) の分散 σk 2 と離散化した要素
数 N （= 空間解像度）の関係は以下の式で表される（齋藤ら，2011）デルを用いて生成する．ここで，要素ごとに与える飽和

σk 2 = λ log10 Nのときの σk は式（14）より σk = 0.048 となる．また，(14)つきの大きさを表す式（14）のパラメータ λ によってその統計的性質が決定される．ここでは，均一場に近い性
質（現実には完全な均一場は存在しない）を持つような空間分布を与えるため λ = 6.0 × 10−4 としているが，こフィンガー流は成層土への浸潤時に発生しやすいこともここに，λ は ks のばらつきの大きさを表すパラメータである．

2.5 不飽和浸透特性の空間分布
水分特性曲線モデルとして van Genuchten の式を用いる場合，パラメータとして α ，n および残留飽和度 Sr を与える必要がある．ここでパラメータ α については，砂質土を用いた実験（谷中 · 石田，1998），およびガラス
ビーズを用いた室内試験結果（中川ら，2003）に基づき，飽和透水係数 ks と主脱水曲線の α （= αd ）の関係は比較的明瞭な相関を持つことが示唆されたため，両者の関係を式（15）のように仮定した（齋藤 · 川谷，2004）．

αd−1 = −37.35log10 ks − 16.22

透水係数は等方性とし，その幾何平均値 ksa およびばら(15)

知られているため（Glass et al., 1989），地表面から 0.375

m については，表層地盤としてより小さい飽和透水係数の平均値を与え，不飽和帯は 2 層構造とする．まず Fig.
2 に示すように表層と下層を一体として飽和透水係数分布を与え，これに対して上層部または下層部に一定値を乗ずることによって平均値を調整し，2 層地盤を生成した．
式（10）に用いられる分散長については，要素内分散のみを考える．一般に分散長の目安として流下距離の 0.1倍程度とされていることから（地盤工学会，2002），縦分
散長は要素サイズの 0.1 倍（aL = 3.125 × 10−3 m）とし，

土壌の物理性

16

第 132 号

(2016)

Table 1 解析ケース．
Conditions of analysis.

Case0
Case1-1 ∼ 7
Case2-1 ∼ 2
Case3-1 ∼ 2
Case4-1 ∼ 2

ks1 × 102 cm s−1

ks2 × 102 cm s−1

r mm hr0.2, 0.4, 0.8, 1.6, 3.2, 6.4, 12.8
0.2
0.8
0.8

20
20
2.0, 5.0
2.0, 5.0
20

10
10
10
10
20, 50)(c
1z − v′ t= erfc √
c0
2
2 D′t
( ′ )
(
)
1
vz
z + v′t+ exp
erfc √
2D′
2 D′ t(17)

ここに, D′ は巨視的分散係数（= a′L v′ ）、a′L は巨視的分
散長，v′ は z 方向の見かけの間隙流速である．解析ケースは，まず ks1 = ks2 （1 層地盤）とした場合を Case0 とし，ks1 ，ks2 ，r を変化させた．各ケースにおいて用いたパラメータを Table 1 に示す．また，飽和透水係数の平均値を変化させた際の水分特性曲線の一例を Fig. 3 に示す．ただし，水分特性曲線は式（13）および式（14）にFig. 3 水分特性曲線の例．
Examples of water retention curves.

横分散長は aT = 3.125 × 10−4 m とする．これらは，流より，各要素の飽和透水係数 ks に応じて空間的に変化させているため，各図に示した水分特性曲線は平均的なものである．

4. 解析結果と考察

下距離（= 2.0 m）と比較して十分小さく，物質輸送に関しては移流によるものが卓越する．また，分子拡散係数

4.1 流速ベクトル分布と濃度分布の特徴

は Dm = 1.0 × 10−9 m2 s−1（地盤工学会，2002）とする．

Fig. 4 にダルシー流速ベクトル分布の一例を示す．こその他，式（1）における空隙率は ϕ = 0.4，比貯留率は

こで，流速ベクトルの大きさは，下層部の飽和透水係数

Ss = 0，式（5）におけるパラメータ n については，同程
度の透水性を持つガラス球の実測例（中川ら，2003）を参考に，均一な粒径に相当する n = 8.0 とする．

場がほぼ定常状態となった時刻（移流分散解析の開始時

ks2 で無次元化されている．ここで，図中の時刻 t は流れ刻）を t = 0 としている．また Fig. 5 は濃度分布の計算

3.3 解析手順と解析ケース

結果の一例であるが，これらは何れも地表面に一様に濃Fig. 1 に示した解析領域において，まず単独で浸透流

度 c = 1 で与えられた物質が下端の地下水面に到達する解析を実施し，定常状態における流速分布を求める．こ

直前の濃度分布である．ここで Case1-1 は表層部の平均のとき，初期条件として静水圧分布を与える．ただし，

透水係数が下層部の 0.01 倍，Case1-6 は同じく 0.32 倍，

下層部においては，ψ < −0.5 m において有効飽和度が安定性を確保するため，ψ ≥ −0.5 m とした．つぎに，Case1-7 は 0.64 倍としたものであるが，これらを比較す
ると Case1-1 より Case1-6 の方が明瞭なフィンガー流が生じ，さらに表層部の透水性を大きくした Case1-7 では
Case0 の分布に近づいていることがわかる．これらの結得られた定常状態の流速分布を用いて移流分散解析を行果より，明瞭なフィンガー流が形成されやすい表層部とう．この結果，濃度分布の時間変化が得られるが，ここ下層部の透水性の比率（ここでは 0.32 : 1）が存在する

で下端面における断面平均濃度の時間変化を求め，これことが示唆される．このような現象が生じる詳細なメカを以下の 1 次元移流分散方程式の理論解でフィッティ

ニズムについては，現時点では明らかではないが，Fig.

ングすることによって，表層部と下層部を一体とみなし

4 より，とくに表層部と下層部の境界付近における透水た場合の見かけの間隙流速 v′ と巨視的分散長 a′L を同定

性の相違から生じる水平方向の流れに明瞭な相違が見らする．

れることから，この点における上下層の透水性の相違が概ね 0 となることから，これ以上の間隙水圧の低下は実際には生じにくいと考えられること，および数値計算のフィンガー流の発生に関与していることが推察される．
また，Case2-1 は Case1-1 と比較して下層部の透水性を

論文：表層地盤におけるフィンガー流の発生と物質輸送に関する数値実験

Fig. 4 ダルシー流速ベクトル分布の計算結果の一例;（a） Case0,（b） Case1-1,（c） Case1-6,（d） Case1-7,（e） Case2-1.
Distribution of Darcy flux vector.

17

Fig. 5 濃度分布の計算結果の一例;（a） Case0,（b） Case1-1,（c） Case1-6,（d） Case1-7,（e） Case2-1．
Distributions of concentration.

土壌の物理性

18

第 132 号

(2016)

Fig. 6 理論解によるフィッティングの例;（a） Case0,（b） Case1-1．
Result of curve fitting.

0.1 倍としたものであるが，ここではフィンガー流は発
生せず，ほぼ一様に浸透している．これは，同じく下層部の透水性を 0.25 倍とした Case2-2，および上層部をCase2 の 4 倍とした Case3 も同様であり，下層部の透水性があまり大きくない場合にはフィンガー流は発生しにくいことがわかる．

4.2 見かけの間隙流速と巨視的分散長の同定結果
Fig. 6 は，下端面における断面平均濃度の時間変化の計算結果と，これを式（17）によってフィッティングした解を比較したものの一例である．他のケースにおいても概ね同様の再現性が得られている．このように 1 次元
Fig. 7 見かけの間隙流速の同定結果．
Results of identification of pore velocity.

移流分散方程式の理論解は，断面平均濃度の時間変化によく適合し，見かけの間隙流速 v′ と下端面（特定の深度）における巨視的分散長 a′L を精度良く推定することができる．また，Fig. 7 はすべてのケースにおける見かけの間隙流速 v′ の同定結果を示したものである．まず，Case1-1 から Case1-7 は表層部の透水性のみが異なるが，表層部の透水性が大きくなるほど v′ も大きくなっている．ただし，Case1-1 ∼ Case1-3 については大きな差は見られない．これは，浸透流については地表面に一定の浸透強度 r を与え，かつ r < ks1 なので常に不飽和浸透状態であり，巨視的に評価するとすべてのケースで定常状態では表層部でも下層部でも飽和透水係数とは無関係にダルシー流速は r に等しくなる．また間隙流速はダル
シー流速を体積含水率 θ で除して得られるが，ここでは間隙率を空間的に一定としているため，間隙流速は飽和度のみに依存する．ここで表層部の透水性が小さい場合
は，式（15）によって透水性に応じて与えられているパラメータ α によって保水性が大きくなるため，表層部は飽和状態に近くなる．Fig. 8 は，Case1-4 および Case1-7の飽和度分布であるが，Case1-4 においては，表層部の飽和度が大きく，Case1-1 ∼ Case1-3 についてはさらに飽和状態に近づくため，この部分の間隙流速には大きな差が生じない．このため，表層部と下層部を一体としてFig. 8 飽和度分布;（a） Case1-4,（b） Case1-7．
Distribution of Saturation.

評価した場合には，間隙流速は概ね同じとなる．また，

Case1-7 では，表層部の透水性が大きいため飽和度が低論文：表層地盤におけるフィンガー流の発生と物質輸送に関する数値実験

19

それに応じて v′ も大きくなっている．

Fig. 9 は，巨視的分散長 a′L の同定結果を示したものである．Case1-1 から Case1-6 では表層部の透水性が大きくなるほど a′L も大きくなっており，Case1-6 では約
0.3 m となっている．一方 Case1-7 では一転して Case0に近い値になっている．このように，明瞭なフィンガー流が発生する場合には，これに伴って a′L も大きく評価されており，巨視的分散長とフィンガー流の形状は密接に関係していることがわかる．Fig. 10 は，Case0 およびFig. 9 巨視的分散長の同定結果．
Results of identification of macroscopic dispersivity.

Case1 について，表層部の飽和透水係数 ks1 と巨視的分散長の関係を示したものであるが，ks1 が 0.002 ∼ 0.064（cm s−1 ） の範囲では，a′L は ks1 の対数値に対して概ね
直線的に増加するが，それ以上では低下している．これは，Fig. 5 に示した濃度分布の形状の違いと整合するものである．

Case2 および Case3 においては，流れ場が均一場に近いため，すべて 0.02 m に満たず，巨視的分散は小さい．
Fig. 11 は，見かけの飽和度 Swa と巨視的分散長 a′L の関係を示す．ここで Swa は以下のように算定している．

Swa =

r
ϕ v′

(18)

これより，見かけの飽和度が 0.2 付近にピーク値が存在し，0.3 より大きくなると a′L は大きく低下すること，また，0.4 以上では巨視的分散長は極めて小さくなることがわかる．
Fig. 10 ks1 と a′L の関係．
Relationship between ks1 and a′L

さらに浸透強度 r を変化させた Case4 では，r が大きくなるほど a′L は小さくなっている．Fig. 12 は，浸透強度 r 以外の条件が等しい Case1-3 と Case4-1，4-2 について，r と a′L の関係を示したものである．これは，Fig. 13に示すように浸透強度が小さいほど明瞭なフィンガー流が発生し，これに伴って巨視的分散長が大きく評価されていることがわかる．逆に，飽和度，浸透強度があがると，断面方向の局所的な著しい不飽和浸透特性の変動を和らげる効果があると考えられる．

5. 結論
本研究では，地表面付近の不飽和帯における鉛直浸透過程ならびに物質輸送過程について，地盤物性値の空間分布モデルを用いた数値シミュレーションにより，2 層
地盤の透水性および浸透強度の影響等について定量的なFig. 11 Skwa と a′L の関係．
Relationship between Swa and a′L .

下する．このため，間隙流速が大きく評価されたものと考えられる．同様の理由で Case2 および Case3 は，ともに下層部の透水性が小さいため，全体的に飽和度も大きくなり，間隙流速も低く評価されている．Case4 については，r を大きくしているため，ダルシー流速も大きく，考察を試みた．以下に得られた結論を示す．

1）表層部とその下部の地盤の平均的な透水性が異なり，かつ下部の透水性が大きく，保水性が小さい
場合には，とくにフィンガー流が形成されやすい
透水性の比率が存在する可能性がある．

2）フィンガー流の形状は，巨視的分散長に概ね定量的に反映される．

3）不飽和帯を一体として評価した場合，見かけの飽

土壌の物理性

20

第 132 号

(2016)

ると考える．

謝辞
本研究は JSPS 科研費（25420504）の助成を受けたものである．ここに記して謝意を表す．

引用文献
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Fig. 12 r と a′L の関係．
Relationship between r and a′L .

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ず，巨視的分散長は極めて小さくなる．

中川 啓, 岩田将英, 筑紫二郎, 籾井和朗 (2003): 不飽和–不均一

4）地表面からの浸透強度が大きくなると，飽和度が上昇し，飽和浸透流に近くなるため，フィンガー流は発生しにくくなる．
これらの結果は前提条件としていくつかの仮定に基づいた上での検討であるが，全体的な傾向は従来の知見と矛盾するものではなく，また，数値シミュレーションにより，不飽和浸透に関わる様々な要因と物質輸送の関係について，より定量的な議論が可能であることを示した．
今後はここでは考慮していない要因（例えば対象領域の大きさ，不均一性の強さ等）についての検討，また模型実験や実地盤における実測例を充実させていく必要があ

多孔媒体における物質輸送特性について: 水工学論文集. 47:

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旨不飽和土壌への鉛直浸透時には，浸潤前線が不安定になる現象，いわゆるフィンガー流が発生する場合があることが知られているが，現時点では定量的な評価方法が十分確立しているとは言いがたい．一方，土壌中の物質輸送時には，流れ場の不均一性に起因する巨視的分散が生じる．一般的に用いられている移流分散解析では，これを評価するために巨視的分散長が用いられるが，とくに地表面から地下水面に至る表層の不飽和帯を通過する物質輸送過程については，浸潤形態に強く依存することは明らかであり，フィンガー流の生成に関する評価方法と同様，移流分散解析における巨視的分散長の定量的な評
価方法等，未解明の部分が多い．本研究では，地表面付近の不飽和帯における鉛直浸透過程ならびに物
質輸送過程について，不均一地盤モデルを用いた数値シミュレーションを行い，フィンガー流発生時における巨視的分散長の定量的評価を試みるとともに，その性質について考察した．その結果，表層部とその下部の地盤の平均的な透水性の違いによってフィンガー流の形状が異なること，フィンガー流の形
状は巨視的分散長に概ね定量的に反映されること，および地表面からの浸透強度が大きくなると，フィンガー流は発生しにくくなることを確認した．
キーワード：フィンガー流，巨視的分散長，確率的フラクタルモデル，数値シミュレーション

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J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 132, p.23 (2016)

第 57 回土壌物理学会シンポジウム「進化する土壌水分計測」
第 28 期土壌物理学会会長

長裕幸

2015 年は国際土壌年であり，これを記念し 12 月には FAO から「Status of the World’s Soil Resources」が発刊されました．著者の中には，日本からも元学会長の宮﨑毅氏等が加わっておられ，「土壌」をキーワードとして，現在取り上げることができるトピックを網羅している大作です．世界中で，一体どれほどいるか分からない，土壌に関連する研究者達が，日夜，自分の研究テーマに真剣に取り組んでいる姿を思い浮かべることができ，自ずと共同体という意
識がこみ上げてくる内容だと思います．このような世界的な連帯感は，研究の醍醐味でもあり，モーチべーションの一つでしょう．
今回，この記念すべき年に，佐賀大学で土壌物理学会シンポジウムを開催できたことは，本当に有り難い機会であったと思います．遠いところから参加して頂いた 120 名を超える皆様方には，宿泊等でご不便をおかけして申し訳ありませんでしたが，とても感謝しております．
さて，今回の企画「進化する土壌水分計測」は，佐賀大で事務局を引き受けたときから考えていたテーマであり，九州では，2007 年に福岡で開催した際の「電磁波を利用した最新の土壌物理計測」の延長線上にあると位置づけていました．当時，最初に講演をして頂いた長崎大学の下町多佳志氏の「マイクロウェーブによる植物の環境ストレス適応
応答検出の試み」は非接触型の土壌水分計測への展開が大いに期待される内容で，学会に参加していたゲイロンキャ
ンベル博士も非常に関心をもたれ，事務局に「個人的に会談したい」と言ってきたことが思い出されます．残念ながら，下町氏は数年後にガンで他界され，その夢を果たすことはできませんでしたが，彼の意志とアイデアは脈々と引き継がれていると思います．
今回は，基調講演として，アリゾナ大学のマレックズレーダ博士に来日して頂き，宇宙線中性子を測定して土壌水分を測定する装置について「Land-surface hydrology with cosmic-ray neutrons: principles and applications」と題して発表してもらいました．日本では，ほとんど知られていない装置であり，最新のトピックであったと思います．本シンポジウムのために，わざわざ佐賀まで来て頂いた博士には本当に感謝しています．今後，共同研究等で実を結んでいければと期待しています．
引き続き，日本から 3 名に講演をして頂きました．最初は，広く普及しているデカゴン社の製品について，アイネ
クスの三石正一氏による「Decagon 社の土壌水分センサーを上手に使うには」，次に，最近普及し始めた TDT セン
サーについて佐賀大学の宮本英揮氏による「デジタル TDT センサー実践活用」，最後に，大御所，鳥取大学乾燥地研究センターの井上光弘氏による「ユーザーから見た市販マルチセンサー（水分–塩分–温度）の評価」です．この 3 名の講演には，事務局として事前にリクエストをさせて頂きました．それは，「ユーザー側の立場から分かるように話して欲しい」と言った無茶な要求でしたが，講演者の方々は見事に成し遂げておられ，参加者の評判は非常に高かったのではないかと思います．
今回，本特集号においては，残念ながら講演者全員の論文を掲載するには至りませんでしたが，ぎりぎりまで努力していただいた編集委員および講演者の方々には，深く感謝しております．
最後に，講演会と総合討論会の両方の座長をして頂き，今回のシンポジウムを成功へと導いて頂いた，東京大学の西村拓氏には，心よりお礼を申しあげます．

シンポジウム特集

J. Jpn. Soc. Soil Phys.

ゎࠉㄝ

土壌の物理性LecturesNo. 132, p.25 ∼ 30 (2016)

Land-surface hydrology with cosmic-ray neutrons:
principles and applications
Marek Zreda1

Abstract: Soil moisture plays the critical role in landsurface processes. But it is not well understood, in part
because of its strong spatial variability that makes difficult obtaining representative measurements. The recently
developed cosmic-ray soil moisture probe provides themeans for such representative measurements and therefore
has the potential to provide useful area-average data forland-surface hydrology.
Key Words : cosmic-ray neutrons, soil moisture, land surface hydrology, measurement method

1. Introduction
Soil moisture is the most important part of the water andenergy cycle (Fig. 1). It plays a critical role in weather andseasonal climate forecasting and in linking water, energy
and biogeochemical cycles over land. But our understanding of water at the land surface is poor, in part because of
the mismatch between the scales at which processes aboveand below the land surface are observed, parameterized
and modeled. In the well-mixed atmospheric boundary
layer that scale is from hectometers to tens of kilometers.
Below the surface, states and fluxes are usually measured
at a point. To remove the mismatch, the subsurface must
be characterized at the scale comparable to that above theland surface. I call it the useful scale and define it as arange 100 m – 1000 m that broadly matches the needs offuture high-resolution land-surface and hydrological models (Wood et al., 2011; Maxwell et al., 2015).
Area-average water states and fluxes are difficult to measure at the useful scale. Point measurements are not representative because of strong spatial heterogeneity (e.g., Fig.
1 in Zreda et al., 2012) and must be upscaled, which isimpractical. Scale-integrating methods for soil moisture,such as satellite microwave methods, usually measure overlarge areas (10 km – 50 km), integrate meteorological,
Department of Hydrology and Water Resources, University of Arizona,1133 E James E Rogers Way J W Harshbarger Bldg, Tucson, AZ, USA.
2016 年 1 月 27 日受稿 2016 年 3 月 1 日受理

topographic and other factors, and must be downscaled,
which is uncertain.
The cosmic-ray method (Zreda et al., 2008, 2012; Desilets et al., 2010), with the hectometer footprint (Desilets
and Zreda, 2013; Köhli et al., 2015), integrates out smallscale variations, but is not affected by large-scale variability. It is, therefore a good scale integrator of soil moisture
for land-surface and hydrological studies. In this review,
I discuss the principles of the cosmic-ray method, the instruments for measuring cosmic-ray neutrons, the methodology for converting neutron data to moisture and some
applications to land-surface hydrology.

2. The principle of the cosmic-ray
methodThe cosmic-ray method (Zreda et al., 2008, 2012; Desilets et al., 2010) takes advantage of the extraordinary sensitivity of cosmogenic low-energy, moderated neutrons ofenergy between 1 eV and 1000 eV to hydrogen present
in materials at the land surface. Most neutrons on earth
are cosmogenic (Fig. 1). Primary cosmic-ray protons collide with atmospheric nuclei and unleash cascades of energetic secondary neutrons that interact with terrestrial nuclei
and produce fast (evaporation) neutrons at the land surface.
The fast neutrons that are produced in air and soil travelin all directions within the air-soil-vegetation continuum
and in this way an equilibrium concentration of neutrons
is established. The equilibrium is shifted in response tochanges in the water present above and below the land surface, for example in soil. Adding water to soil results inmore efficient moderation of neutrons by the soil, causing
a decrease of fast neutron intensity above the soil surface,where the measurement is made. Removing water fromthe soil has the opposite effect. The resultant neutron intensity above the land surface is inversely proportional tosoil water content (Zreda et al., 2008, 2012).
The measurement volume is a quasi-cylinder with the diameter of a few hectometers (also called the footprint) and26

土壌の物理性第 132 号

(2016)

Fig. 1 Left: Water mass balance at the land surface; red labels indicate pools and fluxes measurable using
cosmic rays. Right: Cosmic-ray neutron interactions with air and soil. Tracks of two neutrons are shown in
the lower panel. Neutron n1 was absorbed in soil and removed from the pool of neutrons measurable bycosmic-ray probe above the surface; neutron n2 went back to the atmosphere and is measurable there.
These tracks are copied onto the left panel (red lines). Background image — European Space Agency (ESA).

a depth of a few decimeters (Desilets et al., 2013; Köhli etal., 2015). The footprint increases with increasing altitude(decreasing pressure), and decreases with increases of eachof the following: air pressure, absolute humidity of air, soil
moisture and vegetation density. The measurement depth
decreases strongly with increasing soil moisture.
Because of the large size of the footprint, it usually contains many sources of water, in addition to soil water. Fig.
2 shows an estimated footprint for the cosmic-ray probe at
the Rietholzbach site in Switzerland. The visible sourcesof water include soil (including water in pore spaces, inminerals and in organic matter), vegetation (grass, crops,
trees), small creeks and man-made infrastructure (buildings, roads). The largest source of water is soil, but theother reservoirs, especially vegetation, may be importantand they should be assessed independently.

Fig. 2 Footprint of the COSMOS probe located at the Rietholzbach site, Switzerland (cosmos.hwr.arizona.edu/Probes/StationDat/018/index.php). The white dashed line with theradius of 300 m is the footprint estimated using Desilets
and Zreda (2013); the footprint estimated by Köhli et al.
(2015) would be smaller. Red dots located on three smaller,
yellow circles at radii of 30 m, 80 m and 200 m show thelocations of calibration samples.

Neutron measurements can be made using stationary or
roving probes. The former provide time series of moisture
over the hectometer footprint, the latter gives moisture forswaths of land along driving routes.

3. Instruments
Low-energy cosmogenic neutrons are measured using
proportional counters (Knoll, 2000), which are sensitive
to thermal neutrons (median energy of 0.025 eV), shieldedby a layer ofplastic that shifts the energy sensitivity of the解説：Land-surface hydrology with cosmic-ray neutrons: principles and applications

counter to neutrons of the desired energy (>1 eV). The
cosmic-ray probe (Fig. 3) is powered using a solar panel
paired with a rechargeable battery and is equipped with an
Iridium satellite modem or a cellular modem for real-time27

telemetry. It can be operated almost anywhere in the world,
except areas with insufficient day light. A stationary neutron probe of this type is implemented in the Cosmic-ray
Soil Moisture Observing System (Fig. 4), or COSMOS(Zreda et al., 2012; cosmos.hwr.arizona.edu); therefore, it
is sometimes called “COSMOS probe”. The instrument is
described in Zreda et al. (2012). A mobile COSMOS detector is a bigger version of the stationary probe, additionally equipped with a GPS system for real-time positioning(Chrisman and Zreda, 2013).

4. Conversion of neutron data
to soil moisture
The measured neutron intensity ϕ (in the equation below), normalized for variations in pressure, humidity andsolar activity (Zreda et al., 2012), is converted to soil moisture SM using the response function, such as that developed by Desilets et al. (2010):
SM =Fig. 3 Cosmic-ray soil moisture probe installed at Marshall
Lake, Colorado, USA. For description of the components,
see Fig. 9 in Zreda et al. (2012).

a0− a2
ϕ /ϕ0 − a1(1)where SM is in weigh fraction (g of water per g of dry soil),
ϕ0 is the neutron intensity in air above dry soil (obtained bycalibration) and a0 , a1 and a2 are fitted constants that define the shape of the calibration function. Modeling conducted by Desilets et al. (2010) gave the following fitting
constants for bare soil composed of SiO2 : a0 = 0.0808,
a1 = 0.372 and a2 = 0.115. For water content measured involumetric units (cm3 of water per cm3 of soil) both sidesof the equation should be multiplied by the dry bulk den-Fig. 4 The COsmic-ray Soil Moisture Observing System (COSMOS). The network consists ofapproximately 100 probes of the type shown in Fig. 2 or similar. The Australian probes displayed
here belong to the CosmOz network. Not shown here are other networks that either already exist
or that are under construction, most notably the TERENO network in Germany and the COSMOSUK network in the United Kingdom.

土壌の物理性

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Fig. 5 Collecting soil samples for calibration. Soil samples are collected using a split corer that is pushed into soil,
dug out, opened lengthwise, the core is divided into 5-cm long samples and each sample is sealed in a soil tin forshipment to the laboratory. Soil samples are obtained at each of the 18 coring sites shown in Fig. 2.

sity of soil. Other measurements needed for the conversion are atmospheric pressure, atmospheric water vapor,incoming high-energy neutron intensity and temperature.
They are used to compute various corrections necessary
for the computation of soil moisture from neutron data, as
described by Zreda et al. (2012) and other sources.

5. Calibration
Cosmic-ray soil moisture probes have to be calibrated on
independently measured area-average soil moisture. Thisis accomplished by collecting a large number (typically108) of soil samples (Fig. 5) within the cosmic-ray footprint (Fig. 2), measuring soil water content by independent methods such as oven drying, and computing the areaaverage soil moisture. Neutron intensity is measured overthe duration of sampling. The average soil moisture is thenused with the response function, such as the equation given
in section 4 above, to obtain a calibration parameter. One
calibration data set is sufficient for soils with sparse vegetation, but multiple data sets, obtained at different soil watercontents, provide a more accurate calibration and can account for the effects of other pools of water on the response
function, such as biomass (Heidbüchel et al., 2015).

解説：Land-surface hydrology with cosmic-ray neutrons: principles and applications

29

site nearby (Franz et al., 2013a). The difference in neutron
intensities between the sites was converted to biomass water equivalent, and then to dry biomass. The dry biomass
was found consistent with allometric measurements at theforested site, showing that the cosmic-ray method is feasible.

Fig. 6 COSMOS-derived time series of soil moisture fromthe Tonzi site, California (data from http://cosmos.hwr.arizona.
edu/Probes/StationDat/032/index.php). Gray dots show hourly
soil moisture; the black line shows 12-hour moving average.
Data inside the light gray box in 2012 show a single drying
curve that would be used for analysis of infiltration andevapotranspiration (see text for details).

Vegetation has a significant effect on neutron intensity(Franz et al., 2013a; Bogena et al., 2013) and on the shape(slope) of the calibration function. Thus, measuring soil
moisture in the presence of vegetation requires a correction factor (Baatz et al., 2015) or more than one calibration
point to define that slope. Heidbüchel et al. (2015) foundthat two calibration data points are sufficient if the two soil
moisture states are very different. (If they are similar, theslope cannot be defined accurately.)
Snow-water equivalent can be measured with cosmicray probe (Desilets et al., 2010). Calibration for snow isconducted in a similar way to that for soil moisture, by
making independent measurements of snow-water equivalent over the cosmic-ray footprint. But the effect of snow
on neutron intensity is not well known and details still haveto be worked out.

6. Applications
The cosmic-ray method was originally designed formeasuring soil moisture at a fixed location (Fig. 6). Much
progress has been made in the past five years. Recent work
has shown that the probe can be used for measuring otherpools of water, such as snow on the ground and on canopy,
water in vegetation, and possibly water on canopy; thatit can be used in a moving vehicle to map moisture overlarge areas; and that it can be used to measure infiltration
rates, and possibly hydraulic conductivities, of variablysaturated soils at hectometer scale. These applications are
discussed briefly below.
Biomass can be measured with cosmic rays because
plants contain significant amounts of water whose presencenear the land surface affect the moderation of neutrons andtherefore their intensity. The proof-of-concept study involved measurements in a forest and a recently-deforested

Spatial mapping of soil moisture using a mobile probe,
or rover, is possible with two recent advances: the development of a larger probe that has high count rate andis equipped with GPS to monitor position as the probemoves; and the development of a universal calibration
function (Franz et al., 2013b) that permits conversion ofneutron intensity to soil moisture without local calibration.
Several rover surveys have been conducted in the past,
including a year-long project in Tucson, Arizona, USA,
which generated maps of soil moisture for a 1000-km2
area at 22 different times, permitting mass balance calculations for the entire basin and the entire duration of theexperiment (Chrisman and Zreda, 2013). In a recent paper,
Franz et al. (2015) combined roving surveys with stationary probes to improve the accuracy of soil moisture determination over a large area.
Infiltration or recharge rate can be inferred from measured soil moisture and mass balance of water in soil.
Following a precipitation event, soil moisture slowly decreases over many days (Fig. 6). The drying curve provides information on changes of moisture with time and its
temporal derivative gives change of storage. That change
is then used in a mass balance equation, which can be converted to infiltration rate. Furthermore, if the hydraulicgradient is known or can reasonably be assumed, that infiltration rate can be converted to unsaturated hydraulicconductivity. Our first study (Karczynski, 2014) showedthat cosmic-ray derived effective hydraulic conductivity is
consistent with an (upscaled) average of 36 point measurements near the saturation, but that it is much larger than the
average at lower levels of saturation. The reasons for that
discrepancy have not been elucidated.
In a similar way, area-average precipitation rates can bemeasured using cosmic-ray probes. The underlying assumption is that all rain water enters the soil where it stays
long enough to be measured using neutrons. The difference between neutron-derived soil moisture before and after the rain event equals precipitation amount. Potential
problems include surface runoff and fast infiltration; however, both appear to be insignificant at two locations where
we conducted proof-of-the-concept experiments.
These and many other results show the utility of thecosmic-ray probe to land-surface studies. The large footprint of the probe averages the small-scale variabilities instates (for example, moisture), fluxes (for example, infiltration rate) and properties (for example, hydraulic conductiv-

土壌の物理性

30

ities), eliminates the needs for upscaling and permits treatment of processes that occur below and above land surfaces
at the same useful spatial scale.

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Franz, T.E., Wang, T., Avery, W., Finkenbiner, C. and Brocca,
L. (2015): Combined analysis of soil moisture measurementsfrom roving and fixed cosmic ray neutron probes for multiscale real-time monitoring. Geophys. Res. Lett., 42: 3389–
3396.

Acknowledgements

Heidbüchel, I., Güntner, A. and Blume, T. (2015): Use of cos-This work was supported by the US National Science
Foundation under grant number 0838491. I thank Dr.
Ieyasu Tokumoto (Saga University) for his help in the
preparation of this manuscript.

mic ray neutron sensors for soil moisture monitoring in forests.
Hydrol. Earth Syst. Sci. Disc., 12: 9813–9864.
Karczynski, A.M. (2014): Measuring unsaturated hydraulic conductivity of variably-saturated soils at the hectometer scaleusing cosmic-ray neutrons. MS thesis, University of Arizona,
Tucson.

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Soil Moisture Observing System. Hydrol. Earth Syst. Sci., 16:4079–4099.

453–460.

要旨

土壌水分は，表層土壌のプロセスにおいて重要な役割を果たす．しかし，土壌水分の空間変動が大きく代表的な測定値の決定が困難であるために，幾分か土壌水分量の把握は難しい．近年に開発された宇宙線による土壌水分計測は，そのような代表的な土壌水分量の平均値を与えるので，表層土壌の水文学において有益な面的平均値の提供を可能にする．
キーワード：宇宙線中性子，土壌水分量，表層土壌水文学，測定方法

シンポジウム特集

J. Jpn. Soc. Soil Phys.

ゎࠉㄝ

土壌の物理性LecturesNo. 132, p.31 ∼ 39 (2016)

ユーザーから見た市販マルチセンサーの測定精度の評価
井上光弘 1

Evaluating measurement accuracy of commercial multiple sensor from user’s viewpoint
Mitsuhiro INOUE1

1. はじめに灌漑時期の判定のために，ポーラスカップの中央に圧力センサーを配置して昼夜の温度変化の影響を軽減し（井上ら，1994），土性に影響されずに水分状態を測定できる埋設型感圧センサー（井上，1995）を開発した．これを野菜栽培の水分制御（井上 · 竹内，1997; 井上 · 竹
内，2000; Nishihara et al., 2001）に適用し，タイマー制
御よりもセンサー制御の方が節水と省エネになり，年間の収穫量と収益を向上できることを明らかにした．しかし，テンシオメータよりもメンテナンスを必要としない
誘電率水分計を用いた計測システムの方が長期の自動制
御には有利である．
井上（2003）は塩分の影響が少ない 3 本ロッドの長さ 6 cm の TDR センサーを開発し，Dehghanisanij et al.
（2004; 2007）はこれを点滴灌漑下の水分塩分測定に使用し，東ら（2005; 2007）は下方浸透水のモニタリングシ
ステムに採用した．これらは，改良型 TDR センサーをCampbell 社製の TDR100 とデータロガー CR10X に接続して，水分 · 塩分測定に使用する計測システムであるが，かなりの測定ノウハウが必要なため，農家の自動灌漑システムへの適用は容易ではない．
そこで，市販の水分センサーとデータロガーの組み合
わせの中から，砂丘畑の自動灌漑システム（井上，2014）のセンサーに採用でき，また，肥培管理などの土壌中の肥料分の情報も取得できるマルチセンサー（水分 · 塩分 ·地温を同一地点で同時に自動計測可能なセンサー）を選択することを目的に，センサーの測定精度を評価した．
ここでは，詳細な測定原理には触れずにマルチセンサーの採用基準について述べ，現在市販されている最新の 6
つのマルチセンサーに対して，砂ベッド蒸発実験の測定結果を用いて測定精度を評価した．

2. マルチセンサーの採用基準の程度の大きさの領域を測定するか，必要な測定精度はいくらか，などの視点によって採用基準は異なる．

2.1 センサーの測定影響領域，安定性などの情報センサーが土壌中のどの空間を測定しているかに着目する．この測定影響領域は，空間的なセンサーの埋設位置の決定，校正容器の大きさの決定などに必要な情報である．中島ら（1998）は，Delta-T 社製 ML1 で，ロッドの外側周辺 1 cm までの範囲を影響領域として，
内径 10.5 cm，高さ 15 cm の校正容器を用いた．井本ら（2005）は，Decagon 社製 ECH2 O プローブの EC-10 とEC-20 に対して，影響領域が水に対してプローブの面側
で 2 cm，エッジ側で 1 cm であることを示した．A.R.P.
社製 WD-3 の影響領域は，平面の絵柄がある側で外向
きに約 4 cm，Ｕ字型のセンサーがある側で外向きに約6 cm で非対称であり，先端方向は約 1 cm である（井上，2015a）．久保 · 登尾（2011）は，内径 15 cm，長さ16 cm の塩ビ製の円筒を校正容器に採用して混合充填法
で WD-3 の校正を行った．このように，それぞれのセンサーに固有の影響領域があるため，センサーの校正を行う場合，あらかじめ把握した測定影響領域よりも大きな
校正容器を用いる必要がある．
根圏を含む土壌断面全体の水分量を 1 つの水分計で測定したい場合には，プローブ長が 30 cm 程度の Campbell
社製 CS650，深さ 10, 20, 30, 40, 60, 100 cm の地点を計測する Delta-T 社製プロファイルプローブ PR2/6（井上，2002; 井上ら，2004; 井本ら，2006），深さ 1 m 付近までの土壌断面の水分分布の経時変化を把握できる Sentek
社製 Drill & Drop Probe（坂井ら，2015）などがある．井本ら（2006）は，Delta-T 社製プロファイルプローブの校正に鉛直方向に 10 cm，水平方向に 10 cm の円柱体を必要とした．ロッド長 12 cm の Campbell 社製 CS655 の影響領域は，2 本ロッドの中心から球体ではなく楕円体
で，長辺方向が 20 cm，短辺方向が 12.2 cm の領域である（井上，2015a）．このように，それぞれのセンサーで影響領域の大きさが異なるので，実験などによって把握する必要がある．

センサーを選択する場合，測定対象の土壌は何か，ど
鳥取大学乾燥地研究センター
2016 年 1 月 10 日受稿 2016 年 2 月 15 日受理

ユーザー側からの評価の事例として，星野ら（2010）
は，圃場の水分測定システムを構築するための必要経費を検討し，60 本以上のセンサーを使用する場合は TDR

土壌の物理性

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第 132 号

(2016)

センサー，少数の 15 点程度の測定では Decagon 社製

収支式によって 8 ∼ 11 % の誤差内で蒸発散量を推定で5TE などの市販マルチセンサーが経済的であることを報きることを示した．深部浸透量（Dra）は排水収支型ラ

告した．しかし，安価なシステムは，センサーの動作不イシメータで直接測定するか，圃場に埋設したテンシオ

良の発生状況，ロガー機種依存のリスクがあることを指メータによる動水勾配と不飽和透水係数の積から求め摘した．同様に，三石 · 溝口（2007）は Decagon 社製のることができる（東ら，2005）．ライシメータ実験の転同じ型のセンサーでも，例えば 10 本購入したセンサー

倒マスで 0.5 mm の精度で排水量を測定できる．降水量に個体間のばらつきがあり，それぞれのセンサー間に器（Pre）や灌水量（Irr）は雨量計や流量計で 0.5 mm の精差があることを指摘した．一方，センサーの器差を小さ度で正確に求めることができる．

くするように調整された製品もある．また，電気伝導度

今，根群域を土壌面から深さ 40 cm までとして，深さ5，15，25，35 cm に水分計を埋設する．厚さ 10 cm の層の各深さの平均水分量 θ5 ，θ15 ，θ25 ，θ35 を測定すると，層厚と平均水分量の積で根群域の水分貯留量（Sto）
を（1）式で計算できる．また，（2）式で示した 1 次元水収支式で蒸発散量（ET）を推定する．

をあらかじめ 25 ◦ C に補正した値を出力するセンサーがある．いずれにしても，購入の際には，ユーザーの目的に適合したセンサーの測定影響領域，測定精度，測定範
囲，測定の安定性，測定の再現性などの情報をあらかじめ把握する必要がある．

2.2 土壌水分の測定範囲
水分量の測定範囲は使用目的と対象土壌に依存する．

Sto = 100(θ5 + θ15 + θ25 + θ35 )(1)

ET = Pre + Irr − Dra − (Stoi − Sto f )(2)

ここでは，砂地の畑地灌漑へのマルチセンサーの適用を前提として，対象土壌を砂とした．鳥取砂丘砂は他の土壌と比較して低水分領域でマトリック水頭が大きく変化
する土壌水分特性曲線を描き，保水性，保肥力が乏しく，

ここで，添字の i は計算対象期間の初期，f は計算対象期間の最終で，単位は mm で，時間単位は日単位が多い．
Nishihara et al.，2001; 井上，2015b）．降雨遮断ガラス室
このとき，（1）式の水分量（VWC）の測定誤差が ETの地下水位が深さ 8 m にある砂地圃場で，定常湛水状の推定誤差に及ぼす影響を検討することが関心事であ態から 10 日間の排水過程の実験を行い，定容積採土でる．仮に，1 か月を 31 日として，月消費水量を 100 mm
深さ 20 cm の水分の経時変化を測定した結果（井上ら， （駒村，2004）とすると日消費水量は 3.2 mm d−1 にな1994），体積含水率（VWC）は，1 時間後，1 日後，10 日
る．計算対象期間を 10 日間とすると，この期間の消費
3
−3
3
−3
3
後に，それぞれ，0.125 m m , 0.075 m m , 0.06 m
水量は 32 mm/10 d となる．（2）式の Pre，Irr，Dra はm−3 であった．栽培条件下では土壌はさらに乾燥して， 0.5 mm の精度で測定できるが，今，検討したいのは（2）
遠心法による水分当量（pF 3）の値，生長阻害水分点が式の（Stoi −Sto f ）の測定誤差である．この値は（1）式
0.0284 m3 m−3（井上 · 野村，1983）であることから，対の水分測定の誤差に由来する．水分計の測定誤差の許容3−3
象とする水分の測定範囲は，0.03 ∼ 0.125 m m とし範囲を ±0.03 m3 m−3 とする．θ5 ，θ15 ，θ25 ，θ35 の測定た．これは，マトリック水頭で −850 cm ∼ −25 cm の範
誤差が ＋ と − で相殺される場合もあろう．空間変動がヒステリシスを有することが知られている（井上，2000;

囲に相当し，テンシオメータの測定範囲である．

少ない灌漑直前に水分測定する場合で，計算対象期間中

2.3 土壌溶液の電気伝導度の測定範囲に追肥などを行うと，2.5 節で述べるように，塩の影響

灌漑水に河川水，地下水を使用するが，肥料を与えなで計算対象期間の最終で測定した水分量がすべて過大評

いと作物は育たない．当然，土壌溶液の電気伝導度（σw ）価される場合がある.（1）式の Stoi の誤差は無視できるはゼロではなくて，ある範囲にある．土岐ら（1991）は，としても，Sto f の誤差は 4 層の厚さが 400 mm であるか

土壌溶液の電気伝導度と野菜の生育 · 収穫の関係を，ホら ET の計算で 12 mm の誤差になる．今，（Stoi −Sto f ）ウレンソウ，トマト，レタス，スィートコーン，ダイコの誤差を ET の値で除した相対誤差で検討すると，ET のンなどの栽培試験の結果から，例えばホウレンソウの最相対誤差は 37.5 % に相当する．

の値は 2 ∼ 4 dS m−1 の範囲にあると報告してい水分計の測定誤差の許容範囲を ±0.01 m3 m−3 とする

る．また，連作によって土壌溶液中の NO3 -N の濃度がと，同様に，ET の推定誤差は 4 mm となり，ET の相対

適な σw

上昇し，表層 5 cm の 1 : 5 法による懸濁液の電気伝導度

誤差は 12.5 % に相当する．この相対誤差の許容範囲をが 1 dS m−1 程度を超えないように土壌管理することを

仮に 10 % にすると，水分計の測定誤差の範囲は 0.01 m3

奨励している．

m−3 以内に収めたい．

2.4 蒸発散量を推定するための水分測定誤差の許容範囲

2.5 水分測定に及ぼす塩分濃度の影響
中島ら（1998）は，14 本の Delta-T 社製 ML1 の校正

水分測定に基づいて 1 次元の水収支式によって蒸発散試験を行い，淡水に対して 14 本の ML1 の出力値がほ量（ET）を推定する場合，水分測定誤差の許容範囲を検ぼ同じ曲線に合致し，器差が少ないことを示した．井上

討する必要がある．Cho et al.（1975）は，砂丘圃場で， （2004a）は NaCl 塩を含んだ高塩分濃度の砂を供試土壌として，混合充填法で ML1 の校正試験を行い，含水比とウェイイングライシメータによる蒸発散量と中性子水分計を用いた水収支式による蒸発散量を比較した結果，水塩分濃度による調整水分量と ML1 の出力電圧の関係か解説：ユーザーから見た市販マルチセンサーの測定精度の評価

33

水分測定に関して，原理的には比誘電率を測定しているが，ADR 法（SM200，ML1，ML3 など），FD 法（WET-1，WET-2 など），TDR 法（mini-TDR，CS655 など），静電容量法（ECH2 O-10，EC-5，5TE，GS3 など），

TDT 法（ACC-SEN-SDI など）など電気的に出力する方法が異なる．マルチセンサーで水分測定を行う場合，栽Fig. 1 ML1 の水分測定に及ぼす塩分濃度の影響

培でしばしば遭遇する土壌溶液の電気伝導度がわずか 4
dS m−1 であっても，水分測定に大きな誤差が発生するセンサーがある．その原因の 1 つにプローブが発生する
周波数がある．塩による影響が小さかった ML1 の周波数は 100 MHz，塩による影響が大きかった ECH2 O-10の周波数は 5 MHz であった．ちなみに，現在，Decagon
社製 EC-5，5TE，GS3 の周波数は 70 MHz で塩の影響を軽減している（井上，2015a）．

Saito et al.（2008）は，鳥取砂丘砂を供試土壌として，
ECH2 O-10，ECH2 O-20 の水分測定に及ぼす高塩分濃度の依存性を検討した．その結果，Fig. 2 に示した非線形の強い ECH2 O-10 の出力値と土壌溶液の電気伝導度との関係を，体積含水率をパラメータとするシグモイド曲
線で表して，水分補正法を提案した．

2.6 水分測定に及ぼす温度の影響
誘電率水分計の原理は物質の比誘電率の相違に由来している．すなわち，空気が約 1，水が約 81 で，土壌中に水を多く含めば，土壌のみかけの比誘電率が高くなることを利用して水分量を測定する．静電容量法は静電容量
が比誘電率に比例することを利用する．しかし，水の比Fig. 2 ECH2 O-10 の水分測定に及ぼす塩分濃度の影響

誘電率は 81 で一定ではなく，温度に依存する．特に氷点下 10 ◦ C になると水の比誘電率は著しく小さい（井上，2004b）．水の比誘電率は温度が 5 ◦ C から 50 ◦ C の範囲
ら，ML1 の塩分濃度の影響を評価した（Fig. 1）．2.3 節

で，温度上昇に対して比誘電率が低下する負の相関を示で述べた土壌溶液の電気伝導度（σw ）の知見から，Fig. 1

し，25 ◦ C を基準とした補正式（Pepin et al., 1995）が提で σw

案されている．鈴木ら（2007）は粘土の多い火山灰土での値が 3.83 dS m−1 の土壌溶液に注目する．ML1の出力が 0.28 V であれば，淡水の校正曲線から，0.10

実験した結果，逆に温度上昇に対して正の相関があるセm3 m−3 の水分量と判断できるが，実際の水分量は 0.09
m3 m−3 であり，0.01 m3 m−3 の過大評価である．

ンサーが存在することを示した．例えば，Campbell 社製

CS605 で測定した場合は，正の相関を示さないが，塩分Inoue et al.（2008）は同様な方法で，Delta-T 社製 ML2，
WET-1，SM200，Decagon 社製 ECH2 O-10，Campbell 社
製 miniTDR などの 12 種の市販の水分計に対して，水分量（VWC）の測定に及ぼす塩分濃度の影響を評価した．
ECH2 O-10 の測定例（Inoue et al., 2008）を Fig. 2 に示す．
ECH2 O-10 の仕様によると，使用温度範囲は 0 ∼ 50 ◦ C，
水分測定の分解能は 0.001 m3 m−3 ，測定精度は ±0.03
m3 m−3 である．Fig. 1 に示した ML1 と同様に，通常の肥料を含む農地を考慮して σw の値が 3.83 dS m−1 の土壌溶液に注目する．ECH2 O-10 の出力電圧が 0.44 V であれば，淡水の校正曲線を使用するので，0.17 m3 m−3 の水分量と判断する．しかし，実際には水分量は 0.09 m3
m−3 である．つまり，ECH2 O-10 は 0.08 m3 m−3 も水分濃度が高い場合や水分量が少ない場合に正の相関が存在

量を過大評価している．農地では肥料濃度（土壌溶液のを導いた．

電気伝導度）が変化するので，水分計 ECH2 O-10 の測定した．CS605，CS616，CS615，ECH2 O の周波数が，それぞれ，1.45GHz，175 MHz，44 MHz，5 MHz で，周波数の小さなセンサーほど塩分濃度の影響で正の相関を示
すと結論づけた．井本ら（2007）は ECH2 O を用いて，風乾した石英の 4.7 ◦ C から 50.7 ◦ C の温度変化に対して，

1 ◦ C に対して 0.16 mV 程度の正の相関を示した．藤巻 ·井上（2003）は，水分量が 0.01，0.07，0.154，0.336 m3
m−3 のローム質砂土に対して，ECH2 O の温度依存性を調べた．いずれも高い正の相関があり，その勾配を水分量の 2 次関数で与えた．齊藤ら（2008）は，中国の黄土に対して，ECH2 O-20 の温度依存性を調べ，ECH2 O-20の出力値，水分量，温度の関係を用いて経験的な校正式
今，鳥取砂丘砂を供試土壌として，Delta-T 社製 ML2X

精度は，仕様に記載された ±0.03 m3 m−3 以内に測定での温度依存性を示す．水分量（VWC）の出力値 θp と地きていないことがわかる．

温 T との関係を Fig. 3 に示した（Saito et al., 2012）．図土壌の物理性

34

第 132 号

(2016)

砂丘砂を供試土壌として，Delta-T 社製 WET-2，ML2Xと Campbell 社製 MiniTDR，Decagon 社製 ECH2 O-10，

ECH2 O-20，EC-5，5TE に対して温度依存性の室内試験を行い，勾配 dθp /dT と θ の関係を検討した．そして，温度変化に依存する水分量の経時変化を，圃場の時系列
データから補正する方法を提案した．安中 · 花山（2014）
は，5TE に対して 3 か月間の現地実験で午前 6 時のデー
タのみを抽出して，1 日の温度の時間変動の影響を除き，
砂丘畑表層 20 cm の溶液濃度と体積含水率の長期変動を測定した．
市販センサーで水分量の経時変化を測定する必要性はFig. 3 鳥取砂に対する ML2X の温度依存性.

多い．しかし，水分量に関する出力値が，温度や塩分に依存して，水分量を過大評価あるいは過小評価すること

中の θa

は実際の水分量で，0.3 m3 m−3 以上の高水分領が問題となっている．そこで，ユーザーは，対象とする

域では温度上昇に対して負の相関が認められるが，通常土壌に対して，使用するセンサーの特徴を理解しておくの水分領域では温度（T ）の依存性は認められない．このことが必要である．2 章の検討の結果，センサーの採用

勾配 dθp /dT が前述の市販のセンサーによって異なり，基準として，

正の勾配であったり，負の勾配であったり，水分量 θa に依存することが知られている（井上，2015a）．

Saito et al.（2009）は，黄土，鳥取砂丘砂，関東ロームを供試土壌にして，ECH2 O-20，EC-5，5TE の温度依存性に関する室内試験から，センサーの出力値を体積含水率と地温の関数として表現する校正式を導き，温度補正法を提案した．また，Saito et al.（2012）は，黄土と鳥取

1）砂地圃場で使用する場合，体積含水率（VWC）で，少なくとも 0.03 ∼ 0.125 m3 m−3 の範囲を測定できること

2）砂地の野菜栽培で土壌溶液の電気伝導度の値が 2∼ 4 dS m−1 の範囲にあることから，土壌溶液の電気伝導度の値が 4 dS m−1 程度の塩分量でも，水分測定に影響しないこと

Table 1 使用したマルチセンサー，データロガー，解析ソフト，センサーの測定範囲と精度（体積含水率 VWC，
電気伝導度 EC，温度 Temp）
Multiple sensor (Company)
Frequency

Data-logger(Company)

Software

VWC(m3 m−3 )EC(dS m−1 )

Temp
(◦ C)

5TE
(Decagon)
70 MHz

Em50(Decagon)

ECH20
Utility0 ∼ 23±0.03±10 %(< 10 dS m−1 )(0 ∼ 7)−40 ∼ 50
±1

GS3
(Decagon)
70MHz

Em50
(Decagon)

ECH20
Utility±0.03(< 5 dS m−1 )0 ∼ 23±10 %(0 ∼ 10)−40 ∼ 50
±1

TDT
(Acclima)

CR800(Campbell)

LoggerNet±0.01(< 5 dS m−1 )(1 ∼ 50 ◦ C)

0∼5
±0.2
(1 ∼ 50 ◦ C)

1 ∼ 50±2

CS655(Campbell)

CR1000(Campbell)

LoggerNet

0.05 ∼ 0.5
0∼8± 0.03±5% + 0.05(< 10 dS m−1 )−10 ∼ 70
±0.5

WET-2
(Delta-T)
20 MHzGP1(Delta-T)

Delta
Link

0.1 ∼ 0.55
± 0.05(0 ∼ 40 ◦ C)

0∼3
±0.1
(1 ∼ 40 ◦ C)

−5 ∼ 50±1.5

WD-3(A.R.P.)
30 MHzCR1000(Campbell)

LoggerNet

0∼1
±0.03
(< 0.5)0∼7±0.35−10 ∼ 50
±1

解説：ユーザーから見た市販マルチセンサーの測定精度の評価

35

cm 厚さ 24 cm の砂ベッドを作成した．マルチセンサーの中心を深さ 10 cm に埋設し，表面が湛水状態になるよ
うに灌漑した．基本的にロッド以外の回路部が浸透を阻止しないように鉛直に挿入し，ロッドを水平向きに埋設した．砂ベッドの底面から水が浸出して，砂ベッド内が定常浸潤状態になってから灌漑を停止し，蒸発過程の実験を開始した．実験は 3 回繰り返し，4 回目は液肥を加えた．

3.1 地温の経時変化
今回採用したマルチセンサーはいずれも地温を直接出力できる．日較差が 10 ◦ C 以上の晴天日の 8 月上旬，深さ 10 cm の地温の経時変化を Fig. 4 に示した．地温の 1
Fig. 4 深さ 10 cm の各マルチセンサーで測定した地温の経時変化．

日の最高地温，最低地温の値もセンサーによって異なる．
多くのセンサーの測定誤差は ±1 ◦ C（分解能 0.1 ◦ C）であるが，Acclima 社製 TDT はバラツキが大きく，仕様に示された測定精度が ±2 ◦ C で安定性（Stability）も低いことが Fig. 4 からもわかる．
マルチセンサーの仕様の中で，測定精度が ±0.5 ◦ C と最も高い Campbell 社製 CS655 の地温変化は，ほとんど

5TE の変化と同じであった．この変化が正確に温度を測定していると考えると，Delta-T 社製 WET-2 と Acclima
社製 TDT は，この値と 1.5 ◦ C から 4 ◦ C 異なっていた．
Fig. 4 の仕様に示した測定精度はそれぞれ，±1.5 ◦ C，
±2.0 ◦ C と対応していることから，地温という簡単な測定項目でも，センサーによって出力温度が異なり，それぞれのセンサーの仕様に示された測定精度の値（Table

1）が参考になることを確認した．
Fig. 5 深さ 10 cm の各マルチセンサーで測定した
出力水分量の経時変化．

3.2 体積含水率の経時変化
実験では，7 月 9 日 16:30，7 月 24 日 20:00，8 月 4
日 18:30，8 月 16 日 12:00 に定常浸潤状態の散水を停止

3）水分計の測定誤差の許容範囲は ±0.01 m3 m−3 程度であること

4）水分測定に及ぼす塩分濃度，温度の影響が少ない

した．その後の砂ベッド蒸発過程の体積含水率（VWC）
を，深さ 10 cm に埋設したマルチセンサーとロガーで自動計測した．8 月 1 日から 36 日間のセンサーが出力した体積含水率（以下，出力水分量という）の経時変化をFig. 5 に示した．

こと

5）仮に，塩分 · 温度依存性があっても，塩分濃度，

湛水状態（飽和に近い状態）からの圃場の排水過程（井温度の補正法を適用して，測定精度を確保できる

上ら，1994）や，砂ベッドの乾燥過程（井上，2015b）は，

こと

天候に若干左右されるが，平面的な差異は少なく，深さの条件で，マルチセンサーを評価することとした．

3. 砂ベッド蒸発実験
最近，市販されているマルチセンサーに対して，繰り返

10 cm の水分量の経時変化は 1 次元の単調な減少曲線であると考えられる．Fig. 5 に示されるように，蒸発過程が進行し，ほぼ平衡状態になった 8 月 15 日に，センサー間の出力水分量の差が大きく．最大値と最小値で 0.15
m3 m−3 の差があり，仕様に示された測定誤差の大きな±0.05 m3 m−3 （WET-2）の 3 倍にもなる．

し実験ができる砂ベッド蒸発実験（井上，2015a; 2015b）

Decagon 社製 5TE と GS3 の 7 月 9 日から 9 月 6 日のを行った．使用した市販センサーとロガー，データ解

水分減少曲線を Fig. 6 に示した。同じ Decagon 社の製

析ソフト，センサーの測定範囲，測定精度などの仕様を品でもセンサーによる出力水分量が大きく異なる．例えTable 1 に示す．マルチセンサーの温度依存性と，液肥ば，5TE と GS3 のセンサーで，8 月 7 日のわずか 24 時

（電気伝導度 2.4 dS m−1 ）を灌漑した場合のセンサーの間（Fig. 6 の 30 日目）に，それぞれ 0.012m3 m−3 ，0.10

応答を検討するために，実験は 2015 年 7 月 6 日から 9
月 6 日までの夏期で，気温の日較差が大きな時期を選ん

m3 m−3 の水分減少があった．その差は仕様に明記された測定誤差の ±0.03 m3 m−3 （Table 1）よりも 2.9 倍大

だ．降雨遮断用のビニルハウス内に，長さ 120 cm 幅 60

きい．

36

土壌の物理性第 132 号

(2016)

積採土を行い，出力水分量と比較した（井上，2015b）．
定容積採土との差は 5TE，GS3，TDT，CS655，WET-2，

WD-3 に対して，それぞれ，0.013，0.021，0.013，0.041，
0.073，0.115 m3 m−3 であった（井上，2015b）．この差を検討するために，基準センサー比較法を試みた．

4. 砂ベッド蒸発実験の基準センサー比較法
水分センサーの校正方法には，水分調整混合充填法，
水分追加混合充填法，上方浸潤迅速法，蒸発 · 重量計測法，排水 · 吸引過程吸引法，原位置定容積採土法，基準センサー比較法，などがある（井上，2015a）．
Fig. 6 深さ 10 cm の 5TE と GS3 で測定した出力水分量の経時変化．

4.1 基準センサーの校正曲線
水分測定に対する塩分依存性，温度依存性がほとんどないことを確認した Delta-T 社製 ML3 を基準センサーに採用した．ML3 のロッド長は 60 mm，仕様によると，分解能は 0.001 m3 m−3 ，測定精度は ±0.01 m3 m−3 である．
水分調整混合充填法による校正実験では，本来は ML3の測定影響領域を考慮して深さが浅い容器を使用すべきであったが，長さ 120 mm のロッドを有する CS655 の測定影響領域（20 cm × 12.2 cm の楕円形）と TDT のロッド長 144 mm を考慮して，縦 216 mm，横 309 mm，
深さ 236 mm の 9.5 L のアスベル社製のパッキン付の容器を用いた．この容器に，含水比を 1，2，4，6，8，10，

Fig. 7 ML3 の校正曲線．

12，15，18，24 % に調整した鳥取砂丘砂を均一に充填して，ML3 の出力水分量を 9 月 24 日に測定し，直後に100 mL の円筒サンプラーで定容積採土を行った．このときの採土深は，採土円筒の中心と ML3 のロッドの中心が一致するようにした．
定容積採土による乾燥密度の平均値は 1.46 g cm−3 であった．ML3 の校正試験の結果を Fig. 7 に示した．飽和実験では，容積が既知の容器に，水と土を交互に挿入し土壌表面と水面が一致するようにした．飽和水分量は与えた水量の総重量と容器の容積から計算した．鳥取砂
丘砂の場合，少しでも振動させると液状化現象と同様に表面に水が湛水し，乾燥密度が大きくなるので注意深く実験する必要がある．10 月 9 日に上述の 9 月 24 日に作成した校正用サンプルに ML3 を挿入して校正の追加実験を行った．水分調整した含水比と乾燥密度の積から平
均体積含水率を求め，ML3 の出力水分量との関係を Fig.

Fig. 8 砂ベッド蒸発実験の WD-3 と基準センサー（ML3）の出力水分量の対応．

7 図中に □ 印で示した．体積含水率が 0.1 m3 m−3 以上の場合，9 月 24 日に行った定容積採土法の校正結果と異なった．水分調整して 2 週間後，容器は密閉しているので蒸発はないが，含水比が 4 % までは水分移動はな
くても，高水分では容器の下部へ水分が移動する．その結果，ML3 のロッド長 60 mm で測定している測定範囲

これらのマルチセンサーの出力水分量が正しいかどうは底部付近の水分量を測定していないので，出力水分量が小さくなったと考えられる．したがって，校正試験のかは，センサー周辺の土壌を採土して体積含水率を求めデータは，測定直後に定容積採土を行ったものだけを採て確認する方法（原位置定容積採土法）しかない．そこ

用して，校正曲線を作成した．0.2 m3 m−3 以下の水分範

で，実験終了時の 9 月 6 日 13 時にセンサー周辺の定容囲であれば，直線回帰が可能であろうが，鳥取砂丘砂の解説：ユーザーから見た市販マルチセンサーの測定精度の評価

37

4.2 WD-3 の校正曲線
実験終了後に，出力水分量と定容積採土法による体積水分量との差が 0.115 m3 m−3 と最も差が大きかった

A.R.P. 社製 WD-3 に対して，基準センサー比較法を適用した．校正曲線の作成法について具体的に説明する．
基準センサーによる体積含水率のデータと同様に，

WD-3 の出力水分量に対して，4 日目（8 月 5 日 0:00）から 15 日目（8 月 16 日 0:00）まで 1 日ごとに 12 個のデー
タ（Fig. 8 の図中の●印）を抽出する．これらの○印と●印で示した体積含水率（VWC）を校正データに使用する．しかし，実験データが 0.12 m3 m−3 と 0.33 m3 m−3Fig. 9 基準センサー比較法による WD-3 の校正．

の範囲にあるので，さらに乾燥領域のデータとして，風
乾土と含水比 4 % の水分調整を行った校正データを加えて，WD-3 の校正曲線を作成した．その結果を Fig. 9 に示した．

Fig. 9 に A.R.P. 社が与えた WD-3 の校正曲線を点線で示した．WD-3 の仕様によると測定精度は ±0.03 m3

m−3 であるが，0.2 m3 m−3 以下の低い水分領域では，
A.R.P. 社が与えた校正式と 0.1 m3 m−3 以上も大きく異なることがわかる．久保 · 登尾（2011）は，WD-3 を使用して鳥取砂丘砂に対して，電圧から水分量を推定する
場合に，直線回帰式ではなく指数関数を採用した．低水分では Fig. 9 の結果と同様に，A.R.P. 社の校正による水分量は過大評価することを指摘した．そこで，10 月 4 日
Fig. 10 WD-3 の校正水分量の経時変化．

と 5 日に水分調整法と定容積採土法で，含水比 2，4，6，

8，10，12，15，21 % に対して校正実験を行い，その結果を Fig. 9 に示した（図中の □ 印）．基準センサー比較法で求めた校正データと混合充填法で求めた校正データはほぼ類似したところに分布した．ここでは，基準センサー比較法のデータに対して 5 次の多項式で校正曲線を与えた．

4.3 WD-3 の校正水分量の経時変化
3 回目の実験（8 月 4 日 18:30 開始）の 12 日間のデー
タに基づいて，基準センサー比較法による校正法で 36
日間の WD-3 の水分変動を Fig. 10 に示した．1 日の水分変動が温度変化と同期し温度依存性が認められる．しかし，4 回目の実験（8 月 16 日 12:00 開始）を含めて，基準センサーの水分変化と良く一致していて，液肥灌漑
程度の塩分の影響は認められない．WD-3 の仕様による
Fig. 11 基準センサー比較法による 6 つのマルチ測定精度は ±0.03 m3 m−3 で，これを採用基準にすれば，センサーの校正水分量の経時変化．

温度変化の影響を含めても十分に使用できる．鳥取砂丘
砂に対しては，今後，温度補正を行えば，より正確な水基準センサーとして使用するために，風乾土から飽和土分計（測定精度 ±0.01 m3 m−3 ）として採用できよう．
4.4 6 つのマルチセンサーの校正水分量の経時変化

壌までの水分範囲に対して，4 次の多項式を採用した．

Fig. 5 に示した 6 つのマルチセンサーの出力水分量のFig. 5 に示した 3 回目の実験期間（8 月 4 日 18:30 開

バラツキに対して，基準センサー比較法による校正水分始）に対して，各マルチセンサーの出力水分量と基準セ量の推移を Fig. 11 に示した．灌漑水を与えた 3 回目のンサー（ML3）の校正曲線から求めた体積含水率（VWC）の経時変化を Fig. 8 に示した．基準センサー比較法を行

実験（8 月 4 日 18:30 開始）期間の校正水分量は ±0.01
m3 m−3 以内の測定精度で推移した（井上，2015b）．すな

うために，4 日目（8 月 5 日 0:00）から 15 日目（8 月 16

わち，各マルチセンサーの出力水分量は鳥取砂丘砂に対

日 0:00）まで，1 日ごとに 12 個の基準センサーの体積含して適用できないことがわかった．Fig. 6 に示した 5TE

水率のデータ（Fig. 8 の図中の○印）を抽出した．

と GS3 による出力水分量は同じ Decagon 社製のマルチ

土壌の物理性

38

第 132 号

(2016)

サーも対象土壌の校正が必要であることを確認した．わ
ずかな塩分濃度の液肥（電気伝導度 2.4 dS m−1 ）でも，水分量測定に塩の影響が認められるセンサーもあり，今後のさらなる検討が必要である。
筑紫（1998）は，TDR 水分計の応用とその問題点をシンポジウムで発表した．あれから 20 年近くなるが，今も水分測定の問題点は多く残されている．今回は鳥取砂
丘砂を対象としたが，関東ロームや黒ボク土などの他の土壌でも同様にセンサーの特徴を明らかにする必要がある。また，センサーのシリアルナンバーによっても性質が異なる場合もある。これらの種々の問題に対して，製
Fig. 12 深さ 10 cm の各マルチセンサーで測定した
バルク電気伝導度の経時変化．

造会社のスタッフとユーザーとの情報の共有が重要と考える．この解説が多くのユーザー間の情報共有になれば幸いである．

センサーであるが，前者は Topp 式に，後者は Decagon

引用文献

社の計算アルゴリズムに由来していて，いずれも鳥取砂
丘砂には適用できなかった．
液肥を与えた実験（8 月 16 日 12:00 に散水停止，液安中武幸 · 花山 奨 (2014): メロンがトンネル栽培された砂丘畑

肥の電気伝導度 2.4 dS m−1 ）では，Fig. 11 に示すようにおける土壌水分 · 溶質量変動の 5 ＴＥセンサーを用いたに，鳥取砂丘砂に対する校正水分量の経時変化から，各マルチセンサーの測定精度の評価を行った結果，塩の影
響が少ないセンサー（TDT, CS655），塩の影響は少ない

測定. 日本砂丘学会誌, 61: 1–9.
筑紫二郎 (1998): TDR 水分計の応用とその問題点. 平成 10 年度
農業土木学会九州支部シンポジウム, 1–17.

が温度影響が認められるセンサー（WD-3），塩分の影響

Cho, T., Nomura, Y., Yano, T., Yamamoto, T. and Inoue, M.

によって，仕様の測定精度（±0.03 m3 m−3 ）以上に水分(1975): Application of neutron moisture meter for estimation

を過大評価するセンサー（WET-2），水分を過小評価す

of evapotranspiration. In Water Management in a Sand Dune

るセンサー（5TE, GS3）があることがわかった．

Area, pp. 1–18. IAEA/FAO, Vienna.

4.5 バルク電気伝導度の経時変化
土壌溶液の濃度を把握するために，Fig. 12 に各マル
チセンサーで測定したバルク電気伝導度の経時変化を示した．Acclima 社製 TDT の場合，仕様によるとバルクの電気伝導度の測定精度は ±0.2 dS m−1 である．しかし，Fig. 11 に示した体積含水率が 0.2 m3 m−3 以上の測
定日時に着目すると，Fig. 12 に示したバルク電気伝導度は 0.5 から減少し，水分量が低下した時刻のバルク電気伝導度はゼロになった．別の実験で NaCl 水溶液 5000

ppm（電気伝導度 9.15 dS m−1 に相当）の中では，2 本のTDT ともゼロを出力した。すなわち，低水分量あるいは高塩分濃度では Acclima 社製 TDT の出力値がゼロになり計測できないことが認められた．他のマルチセンサーについては，バルクの電気伝導度の測定精度は，仕様によると測定精度の高い WET-2 で ±0.1 dS m−1 ，Decagon
社製の 5TE と GS3 が ±0.7 dS m−1 ，CS655 が ±0.45 dS

m−1 であり，肥培管理の情報を得るためのセンサーの測定精度を評価するためには，さらに塩分濃度に関して別途に校正する必要がある．

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適切なマルチセンサーを検討するために砂ベッド実験

井本博美 · 鴨下顕彦 · 加藤洋一郎 · 常田岳志 · 宮 﨑 毅 (2006):

で測定精度を評価した．その結果，いずれのマルチセン

Profile Probe による黒ボク土と立川ロームの土壌水分測定,

解説：ユーザーから見た市販マルチセンサーの測定精度の評価— 室内キャリブレーションと現場測定 —. 土壌の物理性,
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ぜ誘電土壌水分センサーは正の温度依存性を示すか？ 第 49

集, 第 57 回シンポジウム「進化する土壌水分計測」, 18–35.

回土壌物理学会講演要旨集, 32–33.

ＦＴＪｒ－Ｄｉｇｉｔａｌ（エフティージュニアデジタル）
デジタルセンサ対応

シリアルデータロガー

ＦＴＪｒ－Ｄｉｇｉｔａｌは、低価格マルチレンジロガー ＦＴＪｒをベースに、通信コンバータＳＲＣＣシリーズを介してＲＳ２３２Ｃ出力タイプのデジタルセンサからのデータ取り込みに対応したデータロガーです。
専用ソフトにより、各種センサの出力フォーマットや通信条件を定義することで最大１０個のデータを測定デー
タとして取り込み、記録することができます。
オプションのチャネル増設ユニットを組み込んだ場合には、デジタルセンサからのデータ取り込みとアナログセンサの測定を１台で実現でき、測定用途の拡張が可能です。

主な機能◆ 通信コンバータを介して、デジタルセンサのデータ取り込みに対応◆ １つのセンサで、最大１０個の取り込みデータの定義が可能◆ 運用形態により、２つのタイプをご用意（タイプＡ、タイプＢ）◆ オプションのチャネル増設ユニットで、アナログセンサを接続可能◆ デジタルデータを直接取り込むことで、変換誤差なし◆ 演算式設定により、生データからの補正や各種の換算処理に対応◆ 瞬時値と同時に各種統計データの同時記録が可能◆ チャネル間演算データを単独データとして記録可能◆ サンプリング間隔をチャネル毎に設定可能◆ 単三型乾電池、ＡＣアダプタ、外部電源、ＵＳＢ給電の４電源対応◆ 大容量メモリ搭載で、長期計測に対応（１２５，０００回）◆ パソコンとの通信はＵＳＢで簡単接続＜タイプＢのみの機能＞◆ ＵＳＢメモリ対応により、データ回収が簡単◆ ２ＧＢ超えの大容量ＵＳＢメモリも利用可能◆ ＵＳＢメモリへの自動転送機能により、データ記録回数を拡張可能■ FTJr-Digitalの基本的な動作について
FTJr-Digitalは、デジタルセンサからのデータをそのまま記録するわけではなく、センサ毎に異なるデータ内容を予め設定した定義情報に基づいて各データ要素に分け、得られたデータをもとに最大、最小、平均、積算などの統計処理や、風向風
速関連の演算などを行った値を測定データとして記録することができます。
これにより、計測の目的によっては回収したデータの後処理が不要になり、センサからのデータを全て取り込む場合に比べ、データ処理のための時間を低減できます。
もちろん、設定によって取り込んだデータを瞬時値として記録することもできます。

■ 用途によって２つのタイプの製品をご用意＜タイプＡ＞２つのＵＳＢポートの両方を通信ポートとして利用するタイプで、一方にデジタルセンサ接続用の通信コンバ
ータを接続し、もう一方にパソコンやＬＡＮに対応した通信コンバータを接続することもできるため、デジタルセンサ利用の遠隔監視システムに対応できます。反面、ＵＳＢメモリによるデータ回収を行うことはできません。
＜タイプＢ＞
２つのＵＳＢポートの一方をＵＳＢメモリ用、もう一方を通信ポートとして利用するタイプで、標準仕様のFTJrと同様、Ｕ
ＳＢメモリによるデータ回収が可能です。
反面、通信に利用するＵＳＢポートが１つであるため、パソコンによる設定時と通信コンバータを接続しての測定時で、Ｕ
ＳＢケーブルを挿し変える必要があります。
《超音波風速計との構成例》■ 必要な機器について
FTJr-Digitalによりデジタルセンサからのデータを取り込むためには、通信コンバー
タのほか、USBケーブル、センサに合わせた接続ケーブルや電源が必要です。
左記の構成例は、システム電源AC100Vを前提にしたFTJr-Digital タイプA、SRCC-PR、
USBケーブル、センサ中継端子ユニット、ACアダプタ、超音波風速計の組合せです。

■ 接続可能なセンサについて検証済みのセンサは、Gill社 超音波風速計WindSonic、複合センサMaxiMetⅡ、VAISALA社 複合気象センサWXT520、WXT530シリーズです。
その他のセンサにつきましては、お問い合わせください。

詳しくは FTJr-Digital で 検索
〒060-0063 札幌市中央区南３条西８丁目７番地４ 遠藤ビル５F
TEL011-596-0201
FAX011-596-0234
E-mail info@mcs-fs.com URL http://www.mcs-fs.com

シンポジウム特集

J. Jpn. Soc. Soil Phys.

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土壌の物理性

Miscellaneous

No. 132, p.41 ∼ 44 (2016)

第 57 回土壌物理学会シンポジウム総合討論
土壌水分センサー技術情報の共有へ向けて
宮本英揮 （シンポジウム事務局）

Discussion at the 57th symposium on sharing informationof soil moisture sensor technologies
Hideki MIYAMOTO

本稿では，3 名の講師による講演（Photo 1）の後に行われた総合討論（座長：西村 拓氏）の模様を，今後の学会活動の資料として掲載する．なお，討論の概略の記録を目的としたため，事務局の判断により，発言内容の一部を省略または要約させて頂いたことをご了承願いたい．

西村（座長）：
総合討論を始める．総合討論の座長は東京大学の西村が務める．個別のテクニカルな質疑応答の後に，全体討論を行うこととする．まず，三石氏の講演に対する質問を頂きたい．
辰野（東京大学）：
土壌水分センサーをアイネクスから購入する際，測定対象土壌に対するセンサーのキャリブレーションを依頼することは可能か．
三石（アイネクス）：
依頼があれば 1 点につき 10 万円として，5 点を計 50
万円で引き受けている．ただし，得られた校正曲線の精度については保証しないことに依頼者が同意した場合に限る．
大家（岡山県農林水産総合センター）：
EC のみを測定できる土壌センサーを販売していな
いか．
三石（アイネクス）：
センサーの販売計画に関する情報交換会を Decagon 社と定期的に実施してきたが，そうしたセンサーの話題は出ていない．有望な市場であると Decagon 社が判断すれば，将来，開発する可能性はある．
齊藤（鳥取大学）：
センサーの影響領域の評価手法として，水中にセンサーを設置して行う既往の論文の方法を紹介したが，電磁波の影響領域は土壌の水分条件によって異なるため，水中における影響領域は土壌のそれよりも小さくなると考えられる．私の場合，土壌中に設置した状態で埋設箇所の周囲の土壌を徐々に削り取り，数値が変わるか否かに基づき影響領域を評価しているが，この方法でよいか．
三石（アイネクス）：
方法の是非については，今後の検討課題である．土壌中に埋設して利用するセンサーであるため，土壌を削りながら評価する方法がよいと，個人的には考えている．

西村（座長）：MPS センサーについても，質問を頂きたい．
小島（東京大学）：
MPS センサーの出力に対するヒステリシスの影響はあるのか．
三石（アイネクス）：
ヒステリシスの影響については把握しておらず，検討中である．情報があれば，お寄せ頂きたい．
西村（座長）：MPS センサーの出力が平衡に達するまでに，ある程度の時間を要すると考えられる．平衡到達時間は，どの程度であるか．
三石（アイネクス）：
浸潤過程では，センサーのディスク部に水分が速やかに浸潤するため，短時間で平衡に達すると考えている．
水蒸気による水移動が卓越するような乾燥領域においては，評価方法も含め，検討中である．
西村（座長）：
次に，宮本さんの発表に対する質問を頂きたい．
齊藤（鳥取大学）：
TDT センサーの自作は可能か．
宮本（佐賀大学）：
時間領域反射法（TDR）に用いるセンサーを自作した
経験があれば，誰でも自作可能である．ただし，それを使用するためには，パルスジェネレータやオシロスコープなどの機器が別途必要になるため，自作するような状
況は考えにくい．
渡辺（三重大学）：
TDT センサーを小さくすることは可能か．
宮本（佐賀大学）：可能である．ただし，感知部が短くなると測定精度が低下するが，より高い EC 条件に適用できるというメ
リットも生まれる．測定精度の向上を図るなら，時間分解能の高いオシロスコープの使用や，より高い周波数成分を含む信号を印加するなどの工夫が必要である．

42

土壌の物理性

Photo 1 講演の様子．

小林（森林総合研究所）：
TDT センサーはループ状の先端構造を持つため，土壌に挿入することができないが，感知部を半円（円弧）状にすれば挿入可能か．また，そうした事例はあるか．
宮本（佐賀大学）：
そうした形状のセンサーを見た事はない．原理的には可能である．
小林（森林総合研究所）：
感知部と土壌との間の隙間が測定値に影響を及ぼすというのは，従来の TDR と同じであるか．
宮本（佐賀大学）：
1 mm でも隙間が形成されると，TDT による測定値にも，それが決定的な影響を及ぼすと考えられる．
小島（東京大学）：
成層土や亀裂が形成された土壌のように，部分的に誘電率が異なる状況における TDT 波形はどのようになるか．
宮本（佐賀大学）：
TDT 波形の立上り部の右方に，誘電率の急変点で生じた反射波を表す凹凸が認められるはずである．立上り部
を解析の対象とする TDT では，それらの存在が誘電率の測定に及ぼす影響は認められず，感知部周辺の平均の誘電率が出力される．
飯山（宇都宮大学）：
極端に EC が高い条件では，体積含水率を測定できな
いとのことだが，これは高水分条件における TDT の計
測感度が低下することを意味するのか．
宮本（佐賀大学）：
高 EC · 高水分条件において水分測定ができなかった
理由は，信号の減衰にあるため，誘電率測定に基づく体積含水率の計測感度の議論と区別する必要がある．そのうえで，一般論を言えば，高水分条件ほど信号の各周波数成分の減衰量は大きくなるため，TDT 波形の立ち上り点が検出し辛くなることによって，測定精度が低下する
可能性はある．
西村（座長）：
次に，井上さんの発表に対する質問を頂きたい．
千葉（宮城大学）：
テンシオメータの欠点を詳しく教えて欲しい．
井上（鳥取大学）：
ポテンシャルを間接的に測定するセンサーが発売され第 132 号

(2016)ているが，直接測定法としてテンシオメータに勝るものはない．ポーラスカップと圧力センサーを組み合わせて測定する場合，圧力センサーの応答時間は 1 ∼ 2 秒であるが，ポーラスカップを介した通水機構によって，テンシオメータの応答時間はセンサーのそれより長くなるため，用途をよく考える必要がある．測定できるポテン
シャルに上限があること，また減圧や温度変化に伴う気泡の発生 · 膨張 · 収縮による影響が認められることも欠点である．
西村（座長）：
個別の質疑応答はここまでとし，次に複数の演者に関係する事項について討議したい．今回のシンポジウム
で紹介された MPS センサーや誘電率水分センサーを使用する際には，出力値と体積含水率との関係を表す校正曲線を得る必要がある．この校正にまつわる問題について，3 者に質問をしたい．
小島（東京大学）：
校正済みのセンサーを野外で長期間利用した後，他の類似場所に埋設しなおす際に，改めて校正を行う必要があるか否かを知りたい．物理的なセンサーの劣化により，校正当初の曲線が使用できなくなることはあるか．
三石（アイネクス）：
Decagon 社製のセンサーについては，抜き差しの前後で数値が変化するのはなぜかという問合わせを受けたことがある．Dacagon 社に問い合わせたが，明確な回答はない．原因はセンサーにあるのか，それともデータロ
ガーの制御にあるのか不明である．
井上（鳥取大学）：
計測に影響を及ぼし得る原因として，同じ土壌でも，センサーと土壌との接触や，土壌の乾燥密度の影響の 2
つが挙げられる．特に，高水分の砂では，振動などに伴う液状化により乾燥密度が変化し得るため，注意を要す
る．こうした問題を解決するために，土壌ではなく，均質な液体を用いて校正を行う事例があるが，その方法の賛否が分かれる．個人的には影響領域の実験では，含水比 6 % の鳥取砂丘砂を均一に充填し，丁寧に計測を行う
ことを行っている．
中国の野外測定において経験したことだが，突然数値が大きく変動し，再び元に戻ることがあった．電気的な問題が疑われるが，ユーザーとしてその原因は分からな
いため，異常な動作が認められた期間については，欠測として扱った．何度も，土に抜き差しするとセンサーが壊れたという話は，身近なところでも起きている．
宮本（佐賀大学）：
校正済みのセンサーの出力が，使用するたびに変わる
ことは，私も経験済みである．正しい手法で校正を行っていること，また物理的にセンサーが劣化していないという前提が保証されるなら，数値の変化の原因は，キャリ
ブレーションの実施条件と測定環境との差異，すなわちセンサーと土壌との接触や乾燥密度の差異に因るものであると考えられる．センサーを埋設する土壌の条件と同じ条件でキャリブレーションを行うことが重要である．
西村（座長）：
3 者の意見について，コメントはないか．
諸泉（岡山大学）：
砂丘砂のように比較的均質な土壌については，室内でキャリブレーションを行ったうえで現場に適用することも可能だと思うが，3 者の意見を聞くと，原位置でキャリブレーションを行うのが一番よいと感じる．この点について意見を聞きたい．

資料：第 57 回土壌物理学会シンポジウム総合討論
宮本（佐賀大学）：
原位置でキャリブレーションを行う選択肢もあるが，接触や乾燥密度の問題の影響を受けにくい測定手法を用いることで，キャリブレーションの問題を回避するのが得策であると考えている．測定に寄与する実質的な周波数が，できれば GHz，最低でも数百 MHz となり得る既存の TDR や，Acclima 社の TDT センサーを用いれば，校正にまつわる多くの問題に悩まされることは，ほぼなくなるはずである．
井上（鳥取大学）：
様々な室内におけるキャリブレーション法があるが，原位置で測ることが重要であると考える．ただし，現場は不均一であるため，研究の目的は何か，それを明らかにするためにはどの程度の精度が必要であるかを明確にしたうえで，最適なセンサーを選択することである．大事なことは，センサーの影響領域、測定範囲と精度、塩や温度による影響などの情報である．
三石（アイネクス）：
Decagon 社のセンサーを用いて，様々な土壌を対象にキャリブレーションを行った経験から言えば，Topp 式やDecagon 社の式は，そのまま適用できるとは限らないということである．誤差要因は多岐にわたるため，それを探求することに時間を割くよりも，自分でキャリブレー
ションを行うことをユーザーに勧めている．
西村（座長）：
センサーの校正曲線に関するパラメータのデータベー
スを作るべきではないかというコメントが，会場の複数の方から出ているが，この点についてコメント頂きたい．
宮本（佐賀大学）：
TDT センサーは非常によく出来ているが，EC 計測に問題があることは講演で述べたとおりである．この問題について，開発者に質問を繰り返して分かったことは，
キャリブレーションの方法 · 測定領域に問題があるということである．製造 · 販売会社とユーザーが絶えず情報交換を行うことが重要である．そうして蓄積した情報を，少なくとも自社のものについては責任を持ってデー
タベース化したうえで公開して欲しいとユーザーとしては感じる．しかし，かなりのコストがかかると思うので，企業としてそれが可能なのかどうかについて，三石さんにお聞きしたい．
三石（アイネクス）：
これまで反応はあまりなかったが，センサーのマニュアルに，私が行った豊浦砂，黒ボク土，関東ロームに対するキャリブレーションの情報をサービスとして提供している．料金をとってキャリブレーションを代行することは難しいが，サービスとして情報提供することは可能である．情報の是非を含め，情報交換は可能であるし，企業としてそれを望んでいる．
井上（鳥取大学）：
同一センサーだからといって，必ず全てのセンサーが同じ性質であるとは限らない．また，出荷前に塩分依存性や温度依存性の校正を行っているものもあるが，情報をきちんと公開している会社は少ない．売り手には，情報公開はもとより，センサー間のばらつきの小さい同一性能のセンサーを製造してもらいたいと，ユーザーとしては感じる．
西村（座長）：
ここで突然だが，データベースの運用について，取出さんに提案 · コメントがあれば頂きたい．

43

取出（三重大学）：
校正方法については，研究レベルのものと実用レベルのものとは区別する必要があり，それらに関する莫大な知識 · 経験をどのように共有するかは学会としての問題である．学会誌を通して共有する方法が挙げられるが，こうした情報は論文 · 研究ノートにしにくいことも多く，その点に編集責任者としてのジレンマを感じる．そのため，当面は学会誌においては資料に分類したり，溝口先生が推進する Web システムに掲載したりすることを検討している．
西村（座長）：「学会の責任」という点で，何かコメントがあれば頂きたい．
大家（岡山県農林水産総合センター）：
現在，私は新しい技術の現場への普及を支援する職にある．ICT 導入の中で，Decagon 社の土壌水分センサーを現場にすすめているが，生産現場では pF に関する情報が求められている．pF と体積含水率の関係について，事例集のようなものを検討して頂きたい．
西村（座長）：
センサーの話ではないが，現場では水分特性曲線のパラメータのデータベースを何らかの形で整理することはできないか．この点については，以前，土壌物理データ
ベースを構築した経験のある溝口さんにコメントを頂きたい．
溝口（東京大学）：
最近，私はどちらかというと情報屋になっている．その理由をお話ししたい．井上先生の対象としている土壌
水分センサーのユーザーは，おそらく研究者であろう．
一般社会における土壌水分センサーのユーザーは，農家やセンサーを使用したことのない人達である．その人達の目線で見れば，測定値の精度は必ずしも重要ではなく，相対的な水分量の増減が分かれば十分である．そうした視点で考えたり，議論したりする点が，これまでの学会には欠けていたように感じる．
センサーで測定した数値を補正したり，移動平均をとったりすることにより，「情報」にしていくことが重要である．情報の共有方法として 2 つの方法がある．第 1
は，学会が各種センサーの情報や水分特性曲線の情報を収集し，web サイトなどを通して社会に公開することである．第 2 の方法は，センサー販売会社が，単に海外のセンサーを販売するだけでなく，独自に取得した情報を足して販売することである．センサー会社にとっては，
情報を付加価値として利用できるチャンスともいえる．
それを考えて行動するのも良いのではないか．
水分特性曲線のデータベース化については，学会と企業のどちらがやってもいいが，個人的には学会がやれば良いと考える．学会のホームページには，土壌物理フォーラムというページがあり，そこで議論してデータを蓄積するのが 1 つのやり方であろう．
取出（三重大学）：
土壌物理学会の会員数は減少の一途をたどっているが，土壌水分センサーは様々な分野の人に利用されており，センサー情報に関する情報を求めて，学会のホーム
ページにアクセスしてくる人が多い．
溝口（東京大学）：
会員だけが，蓄積した情報にアクセスできるようにするのも，会員獲得の方法の一つである．

44

土壌の物理性第 132 号

取出（三重大学）：
最終的にはそうした方法で会員獲得に繋げるべきである．ただし，今情報が求められているので，まずはここにいる皆さんが現場での簡便な測定法，水分特性曲線，
水分センサー情報などを学会誌にできる限り投稿することが大切である．メーカー，代理店，学会との連携も必要である．
三石（アイネクス）：
企業の立場で言えば，土壌物理学会にはキャリブレー
ションの標準法を定めて欲しい．いろいろな人が異なる方法で実施しているのが現状である．基準を定めること
が，水分特性曲線を含めた情報共有のために必要である．

(2016)

井上（鳥取大学）：
海外には，火山灰土に関する情報がない．また，水分特性曲線を測定する際に，誘電率水分センサーを併設
しておけば，水分特性曲線を介して誘電率から pF を推定することは原理的に可能である．テンシオメータに比べ，誘電率センサーを用いる方がはるかに管理は楽である．学会として取り組むべきである．
西村（座長）：
気候変動のプロジェクトでは，保水性や透水性を知りたいというニーズがあるが，現場の人が利用できるものが整っていないのが現状である．この問題をどうするかは学会の責任であり，学会長の決意次第であろう．追加の意見がなければ，これで総合討論を終わりにしたい．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 132, p.45 ∼ 53 (2016)2015 年度土壌物理学会大会講演会
ポスターセッション

発表要旨

平成 27 年 10 月 24 日，第 57 回土壌物理学会大会が宮城大学において開催された．ポスターセッショ
ン「土壌物理研究の最前線」に対して 48 課題の発表が行われ，熱心な討論が交わされた．ポスターセッ
ション発表要旨の概要を資料としてここに掲載する．なお，発表要旨の全容は学会ホームページ上で閲覧可能である．

時間領域透過法を利用した豊浦砂の水分計測
上村将彰 1 , 登尾浩助 2 , 宮本英揮 3
1 鹿児島大学大学院連合農学研究科
2 明治大学農学部

畦畔, 法面改良による雑草, 漏水抑制効果— 間隙分布に対する廃石膏, 消石灰の影響 —小川大貴 1 , 川谷真輝 2 , 佐藤泰一郎 31 高知大学大学院農学専攻

3 佐賀大学農学部

2 東和スポーツ施設株式会社
3 高知大学農学部

時間領域透過法（TDT）による土壌水分の計測精度 ·適用限界を明らかにするために，水分量と電気伝導度（EC）とを調整した豊浦砂の TDT 波形を取得 · 解析し，それらの結果を時間領域反射法（TDR）と比較した．信号の著しい減衰が原因で，TDR による高 EC 条件の水分計測は失敗したが，TDT ではそれが出来た．一方，両法の水分計測精度は，概ね等しかった．両法は技術的互換性の高い技術であるが，波形解析が容易であり，より高いバルク EC 条件にも適用できることが，TDT の利点であると考える．
キーワード：TDR, TDT, パワースペクトル, 体積含水率

時間領域透過法を利用した豊浦砂の電気伝導度計測
上村将彰 1 , 登尾浩助 2 , 宮本英揮 3
1 鹿児島大学大学院連合農学研究科
2 明治大学農学部

畦畔，法面の改良材として廃石膏，消石灰を混入した
ときの，間隙分布の変化が雑草繁茂や漏水抑制に与える影響を検討した．改良材の混入により，粗間隙率は減少
し，細間隙率は増加した．間隙は土粒子や水の移動空間である．そのため，改良材の混入により，土壌硬度が増加し，飽和透水係数が減少した．改良材を用いて，雑草繁茂と漏水の抑制が可能である．
キーワード：間隙分布, 廃石膏, 消石灰, 土壌硬度, 飽和透水係数

COSMOS を利用した粘質土の土壌水分観測
平嶋雄太 1 , 牧野弘樹 2 , 宮本英揮 2
1 佐賀大学大学院農学研究科
2 佐賀大学農学部

3 佐賀大学農学部

時間領域透過法（TDT）によるバルク電気伝導度（EC）

COSMOS（COsmic-ray Soil Moisture Observing System）を用いて諫早湾干拓地の高速中性子数の経時変化

および土中溶液の EC の測定精度と適用限界を検討するを観測し，粘質土の表層土壌水分計測に対する同法の有ために，水分 · EC 条件の異なる砂の TDT 波形を取得 ·効性を検討した．高速中性子数は，併設した TDT セン

解析し，時間領域反射法（TDR）のそれと比較した．同

サーによる見かけの誘電率と連動し，水分量の変化を効一測定領域で比較すると，両法のバルク EC およびそれ果的に捉えることが出来た．ただし，COSMOS の広大から求めた土中溶液の EC の計測精度は同程度であった．

な観測領域内の水分動態は必ずしも均一ではないため，

しかし，TDT は，より高い EC 条件の EC を測定できる

その測定値と任意の点で取得した TDT センサーの観測点において，TDR より優れた技術であると考える．

値との間には，挙動の差異が認められた．

キーワード：TDR, TDT, パワースペクトル, 最大勾配値

キーワード：COSMOS, 高速中性子土壌水分（SMax ）, 電気伝導度

土壌の物理性

46

第 132 号

(2016)

浸透過程にある不飽和土中の窒素の硝化と移動減少させ懸濁液の分散性を増加させる．動的光散乱法に

中西真紀, 渡辺晋生

より粒子径の時間変化を直接測定することでカオリナイ

三重大学大学院生物資源学研究科

ト懸濁液の分散凝集性を安定度比として評価することができた．また測定された安定度比はゼータ電位から計算

土中の窒素の挙動を水の動きとともに把握することされた相互作用ポテンシャルエネルギーとよい相関を示

は，農作物の生産や硝酸態窒素の地下水流出を考えるした．

上で重要である．そこで本研究では，一次元不飽和カラ

キーワード：リン酸吸着, カオリナイト, 安定度比, ゼー

ム浸透実験を行い，土中の電気伝導度の変化や排液中の

タ電位

窒素各態の濃度変化をモニターし，吸着等温線と一次分解の連鎖反応モデルを用いて数値解析を行った．その結果，水の流れにともなうアンモニア態窒素の吸脱着と，不耕起栽培が熱帯サトウキビ畑の物理性の硝化が形成する窒素各態の土中分布が示された．

保全に及ぼす効果

キーワード：硝化, 吸着, 不飽和浸透, カラム実験
森

Niswati Ainin3 , 金子信博 4 , 藤江幸一 41 岡山大学 · 2 農業環境技術研究所
3 ランプン大学 · 4 横浜国立大学

人工マクロポアの溶質移動促進による炭素貯留効果
守分秀一, 森也寸志, 赤江剛夫

岡山大学大学院環境生命科学研究科
人工の粗大間隙（人工マクロポア）がグルコース溶液と無機塩類の移動にどのように寄与するのか，アクリル製土壌槽を用いて 2 次元的に観察した．その結果，人工マクロポア設置部分において溶質の効果的な浸透が認められた．溶質を与えてから 48 時間後の結果においては，塩類濃度が土壌表層で大きかったのに対し，グルコース
量は土壌深層で相対的に大きく，人工マクロポアによる炭素貯留の可能性が示唆された．
キーワード：人工マクロポア, 炭素貯留, 溶質移動

也寸志 1 , 荒井見和 2,4 , Swibawa Gede3 ,インドネシア · スマトラ島のサトウキビ畑の収量回復を目指して，不耕起栽培と有機物マルチの施用を行い，その効果を調査した．土壌水分や電気伝導度について耕起 · 不耕起で違う傾向が見られたが有意な差ではなく，一方，間隙の飽和度を算出すると耕起区では深さ 10 cmと 30 cm では違いがあり，30 cm の深さで透水性が下がる傾向にあることがわかった．オーガーホール試験では明らかに不耕起の方が排水性がよく，耕起 · 不耕起の違いは深さ方向に明確に現れた．
キーワード：不耕起栽培, 土壌構造, サトウキビ

Arduino と XBee を用いた凍結層融解時の水分移動に関する実験および数値解析

土壌水分センサーネットワークの検討

釘﨑佑樹, 渡辺晋生

國﨑恒成 1 , 近藤一輝 1 , 大塩悠貴 1 , 野口卓朗 2 ,三重大学大学院生物資源学研究科

中島正寛 3 , 荻島真澄 3 , 堀田孝之 3 , 徳本家康 4 ,土の融解過程に関する詳細な実験は少なく，数値モデ

1 有明高専生産情報システム工学専攻

宮本英揮 4 , 石川洋平 5ルの検討も凍結過程に比べて遅れている．本研究では，

2 佐賀大学大学院工学系研究科

凍結層融解時の水分移動を実験と数値計算により明らか

3 有明高専教育研究技術支援センターにすることを目的とした．実験では融解層の水が凍結層

4 佐賀大学農学部

中央に向かって移動したが，計算では凍結層上下端で水5 有明高専電子情報工学科の再凍結が生じ，水分移動が停滞した．こうした氷量の過大評価の解消は融解モデルの今後の課題である．

圃場スケールにおける土壌水分観測では，土壌の不均キーワード：凍土, 不凍水, 再分布, HYDRUS-1D

一性を考慮するために多点計測を行うことが望ましい
が，観測点の増加による設備費の増大が懸念される．安価なセンサーネットワーク 構築の一事例として，本研究

リン酸吸着がカオリナイト懸濁液の分散凝集性に及ぼす影響とその評価
小杉重順 1 , 石黒宗秀 2 , 木崎隆弘 3
1 北海道大学大学院農学院
2 北海道大学大学院農学研究院
3 （株）三祐コンサルタンツ

カオリナイトへのリン酸吸着は粒子の表面電位を負にでは TDT センサーに Arduino と XBee を取り付けた無線通信による土壌水分観測を行った．無線通信における取得データの不具合に対する解決案を提案すること で，今後の土壌水分センサーネットワークの展望について述
べる．
キーワード：TDT センサー, Xbee, Arduino, 無線通信

資料：2015 年度土壌物理学会大会講演会ポスターセッション
低濃度におけるストロンチウムのカオリナイトへの吸着

Zigong Ning1 , Munehide Ishiguro2 ,Tsutomu Sato3 , Junichi Kashiwagi4
1 Graduate School of Agriculture, Hokkaido University
2 Research Faculty of Agriculture, Hokkaido University
3 Faculty of Engineering, Hokkaido University
4 Research Faculty of Agriculture, Hokkaido University

発表要旨

47

ダイズ栽培圃場における可能蒸発散に対する
可能蒸散の割合と草丈の関係
岡橋卓朗, 坂井勝, 取出伸夫

三重大学生物資源学研究科
可能蒸発散速度を割合 SCF を用いて可能蒸発速度と可能蒸散速度に分ける方法がある．本研究では，ダイズ
生長過程における圃場の水分減少量から蒸散速度を求Sr adsorption on kaolinite at low Sr concentration under the different concentrations of NaCl solution was measured by the batch method. Sr was selective over Na at
low Sr concentration. About 60 % of adsorbed Sr was supposed to be in the stern layer not in the diffuse double layer(DDL). The Sr in the stern layer may strongly adsorbed
onto the kaolinite.
キーワード：吸着, カオリナイト, ストロンチウム選択性,

め，SCF を評価した．決定した SCF はダイズの草丈に対応しており，その関係は栽培条件の異なるダイズとも
生長後期にはよく一致した．よって，生長データによる

SCF の推定はおおよそ可能であると考えられる．
キーワード：蒸発散速度, SCF, ダイズ, 圃場草丈

拡散二重層

砂質土壌における気相率の鉛直分布とNa および Ca 共存下におけるフミン酸の

通気性のヒステリシス

多孔質媒体中での移動特性へ及ぼす pH の影響

深田耕太郎

山下祐司, 足立泰久

島根大学生物資源科学部

筑波大学
土壌の気相率と通気係数の関係におけるヒステリシス

pH3, 7, 9 条件下において，様々な Na, Ca 濃度のフミン酸溶液をガラスビーズカラムに流し入れ，その流出応答を得た．Na 共存下では pH が増加するほどフミン酸の流出割合が増加したのに対し，Ca 共存下では pH が増加するほど流出割合が減少した．フミン酸の酸性官能基
は pH が上昇するほど酸解離する割合が増加して負電荷が増加するが，Ca 共存下では官能基と Ca2+ イオンが結合することでフミン酸の負電荷が減少し，ガラスビーズ

を，気相率の鉛直分布の影響から区別するために，長さ7.5 cm の鳥取砂丘砂の試料を三等分し，上部と中部の気相率を比較した．その結果，気相率 30 % 付近では排水過程と吸水過程で気相率の分布は大きく違わないことが確認できた．この範囲で通気係数は吸水過程の方が大き
く，通気性のヒステリシスの存在が明確となった．
キーワード：鳥取砂丘砂, 土壌空気, 通気係数, 音響測定

表面への沈着が促されたと考えられた．
キーワード：フミン酸, カルシウムイオン, pH, 移動現象

堆肥ペレットの分解に伴ってペレットと湿度センサーを用いた蒸発法の乾燥領域への応用

土壌の界面に形成される孔隙の量と形態
久保寺秀夫 1 , 山根伴

剛 2 , 脇山恭行 2 , 荒川祐介 2

俊和 1 , 安江俊樹 2 , 渡辺晋生 1 , 坂井勝1

1 三重大学大学院生物資源学研究科

1 農研機構中央農業総合研究センター

2 三重大学生物資源学部

2 農研機構九州沖縄農業研究センター

蒸発法の土中水圧測定には通常テンシオメータが用い
牛ふん堆肥のペレット（PC）を土壌と混和して圃場にられる．しかし，テンシオメータは湿潤な土にしか適用

埋設し，1 ∼ 18 月後の微細形態を観察したところ，PC

できず乾燥領域の不飽和透水係数の推定には不十分であと土壌の界面に粗孔隙が形成され，その量は経時的に増る．そこで，小型で直接土中に挿入できる湿度センサー大していた．この孔隙の量は PC の分解量（重量残存率

を蒸発法に適用した．その結果，−106 cm までの土中水の減少）と対応し，また形態は PC の外形と相似であっ

圧を連続的に測定できた．また，乾燥領域の水蒸気移動たことから，PC が分解に伴って外縁部から体積が減少も考慮した蒸発法の解析の必要性が示唆された．

したことで生成したものと考えられた．

キーワード：蒸発法, 不飽和透水係数, 湿度計, 低水分領

キーワード：堆肥ペレット, 孔隙, 微細形態域

土壌の物理性

48

第 132 号

地中灌漑における土壌水分分布と消費水量の評価

濵田耕佑 1 , 弓削こずえ 2 , 阿南光政 3 ,平川 晃 3 , 凌 祥之 4
1 九州大学大学院生物資源環境科学府
2 佐賀大学農学部
3 （株）高崎総合コンサルタント
4 九州大学大学院農学研究院
本研究は地中灌漑を行った際の土壌水分分布を解明
し，消費水量を定量化することを目的とするものである．
まず，地中灌漑を行った際の土壌水分分布を明らかにするため，二次元場における土壌中の水分および熱輸送のシミュレーションモデルを構築した．モデルの妥当性を確認するため，地中灌漑を模した模型実験を行った．これらの結果を用いて，地中灌漑後の土壌水分分布を明らかにし，消費水量を定量的に評価した．
キーワード：節水灌漑, 土壌水分および熱輸送, 土壌面蒸発, 蒸散

(2016)
流速およびガス種の違いが多孔質媒体内の微細気泡挙動に与える影響

濱本昌一郎 1 , 二瓶直人 1 , 上田義勝 2 , 西村

拓1

1 東京大学大学院農学生命科学研究科
2 京都大学生存圏研究所

本研究では，流速条件や生成ガス種の違いが微細気泡（FB）の土壌内移動特性に与える影響を調べることを目的とし，ガラスビーズ充填カラムへの FB 水注入試験を行った．結果，FB は通水中にカラム内に捕捉され，捕捉率は低流速条件で大きいことが分かった．また，初期気泡密度が高く ξ 電位の低い酸素 FB の方が空気 FB よりもカラム内に捕捉されにくい結果が得られた．FB のガラスビーズへの吸着 · 脱離 · 捕捉を考慮した移動モデル
で実験結果を再現することができた．
キーワード：微細気泡, 移動メカニズム, 吸着 · 脱離 · 捕捉

飯舘村での除染後農地への有機物継続施用における水稲生育と土壌特性

HYDRUS-3D を用いた FOEAS 設置圃場における

西脇淳子 1 , 小松崎将一 1 , 溝口

除塩の評価
池田和弥 1 , 坂井

1 茨城大学農学部

勝 1 , 取出伸夫 1 ,

2 東京大学大学院農学生命科学研究科

原口暢朗 2 , 宮本輝仁 23 明治大学農学部

1 三重大学大学院生物資源学研究科
2 （独）農業 · 食品産業技術総合研究機構農村工学研究所

津波によって塩害が危惧されている透水性が悪い圃場
では，地下水位制御システムの導入による除塩が期待されている．そこで 3 次元土中水分 · 溶質移動シミュレー
ションを行うことで幹線パイプが除塩に与える影響を定
量的に評価することを目的とした．計算の結果，下端からの塩分溶脱に比べ，降雨後の幹線パイプからは大きな排出が生じ，作土層の溶質量が減少した．
キーワード：塩分移動, 除塩, FOEAS, HYDRUS-3D

間隙水圧の減少による土塊の崩壊に関する研究松浦

完 1 , 西村直正 2

勝 2 , 登尾浩助 32011 年の原発事故により被災した福島県飯舘村において，2013 年度より，除染後農地への有機物施用後の作物生産性に関する研究を継続している．3 年目の調査より，削り取りのみの区と削り取り後に稲わらや牛ふん堆肥等を施用した区では水稲生育にほとんど差は認められなかった．削り取りのみの区では透水係数が低い傾向が見られた．また，pH，EC，C/N は農地への継続的な堆肥施用により若干高くなったと考えられる．
キーワード：表土削り取り, 有機物施用, 水稲生育, 飯舘
村

スリランカの松とユーカリ森林土壌における撥水性の発生，分布，および時間依存性

1 岐阜大学大学院応用生物科学研究科

D.A.L. Leelamanie1 , 西脇淳子 22 岐阜大学応用生物科学部

1 University of Ruhuna, Sri Lanka
2 茨城大学農学部

過去の研究において動水勾配の変化により飽和透水係
数 Ks が不可逆的に変化するという結果が得られ，その原因として有効応力または間隙水圧の変化による土塊の崩壊が指摘された．本研究では，間隙水圧の変化，とくに減圧時の土塊の崩壊に焦点を当て実験を行った．炉乾土試料と自然含水比に調節した湿潤土試料では，浸水処
理 · 浸水減圧処理共に異なる結果が得られた．
キーワード：間隙水圧, 減圧, 土塊の崩壊

Soils taken from Pine and Eucalyptus forests in Sri
Lanka were tested for the Occurrence, Distribution, andTime Dependence of Water Repellency. Soils were collected from 3 layers along the depth (0 ∼ 5, 5 ∼ 10, 10∼ 15 cm) of established Pine and Eucalyptus forests inthe upcountry wet and intermediate zones of Sri Lanka.
Samples were air-dried, passed through 2 mm sieve, and資料：2015 年度土壌物理学会大会講演会ポスターセッション

used foe water repellency measurements by the water drop
penetration time test (WDPT) and the sessile drop method.
Samples exhibited very high repellency throughout the 0 ∼15 cm depth showing WDPTs beyond 3600 s (1 h). Soilwater contact angles showed slight decline in water repellency with depth. Although both Pine and Eucalyptus soils
did not show considerable difference in time dependenceof water repellency on the surface (0 ∼ 5 cm), in lower
layers (5 ∼ 10, 10 ∼ 15 cm) Pine soils showed high repellency with time compares with Eucalyptus soils.
キーワード：接触角, ユーカリ, 松, 撥水性

発表要旨

49

網走地域における降雨パターンの変動にともなう土壌水分の応答鶴巻尚斗 1 , 鈴木伸治 2 , 伊藤博武 3 ,渡邉文雄 2 , 三井ともみ 4
1 東京農業大学大学院農業工学専攻
2 東京農業大学地域環境科学部
3 東京農業大学生物産業学部
4 神奈川県横浜川崎治水事務所

北海道網走地域を対象に，降雨パターンについて解析を行った．その結果，短期間で多量の雨が降ったり，
まったく降らなかったりと極端な気象が起きていると示唆された．また，現地の観測より，過湿な状況は認められなかったものの，2013 年で深さ 5 cm のマトリックポ
テンシャルが −73 kPa を記録し，2014 年で −100 kPa

耕起 · 不耕起自然農法圃場における土壌 CO2 ，CH4 濃度変化と土壌物理特性
太田直樹, 西脇淳子, 小松崎将一, 太田寛行
茨城大学農学部
耕起 · 不耕起体系の違いにより，土壌への炭素貯留過を下回った．乾燥が続いた後に降雨が発生しても，深さ5 cm のマトリックポテンシャルが −6 kPa 以上に回復す
る降雨でない場合，その後無降雨が続くとさらに乾燥が激しくなった．
キーワード：降雨の分布, 土壌水分, マトリックポテン
シャル, 乾燥, 排水

程が異なると言われている．本研究では耕起 · 不耕起自然圃場での土中ガス濃度を測定し，表層から 10 cm 程度
までは耕起区で CO2 濃度が高く，CH4 濃度は低く，20

CTD センサと ES-2 センサを用いた

cm 以深ではそれぞれ逆転する傾向がみられた．両ガス

津波被災農地の地下水観測

ともに，濃度の深度依存性は耕起区で大きいと予想され

千葉克己 1 , 宮内敏郎 2 , 加藤

た．また，土壌水分は不耕起区の浅層 2.5 cm すくない傾幸3

1 宮城大学食産業学部

向がみられた．しかし，土壌特性とガス濃度との関係は

2 株式会社日本総合地質

確認できなかった．

3 弘前大学農学生命科学部

キーワード：不耕起, 自然農法, 土壌ガス

東北地方太平洋沖地震で地盤が沈下した沿岸部の津波
被災農地は，復旧後も塩分濃度が高い地下水の水位上昇によって塩害が発生する恐れがある．このため，復旧後の圃場において CTD センサと ES-2 センサを用い地下
土中水分変化から推定した

水の水位変化と地表から 3.0 m ∼ 1.0 m の位置の電気伝

ダイズ根の吸水速度分布と乾燥ストレス

導度を観測した．その結果，塩害が発生する恐れはなく，

成毛千尋, 坂井勝, 取出伸夫

三重大学大学院生物資源学研究科

排水性も良好であることがわかった．
キーワード：津波被災農地, 塩害対策, 地下水モニタリン
グ乾燥によるストレスを明らかにすることを目的に，ダイズのポット栽培実験の実測値を再現する数値計算を行
い，各深さの根の吸水速度を推定した．土の乾燥とともに上層の根はストレスを受け，比較的湿潤な下層で補填的な吸水が起きることが明らかになった．さらに乾燥が進むと全層で吸水が制限された．このときの土中水圧力とストレスの関係を評価することができた．
キーワード：根の吸水速度, 蒸散, 水分分布, 乾燥ストレス

農業生産者向けの低コスト
マトリックポテンシャルセンサの開発
小島悠揮 1 , 溝口勝 1 , 川原圭博 2

1 東京大学大学院農学生命科学研究科
2 東京大学大学院情報理工学系研究科

農業生産者のための低コストマトリックポテンシャル（ψm ）センサの開発を目的とし，カオリナイト焼結体を土壌の物理性

50

第 132 号

(2016)

用いたバランスよい間隙分布と高透水係数を持つ ψm セ

下水のイオン組成をイオンクロマトグラフィにより分析

ンサを自作した．砂への浸潤実験によって ψm センサのした．また，土壌水分 · EC の計測値から土壌溶液の当量

動作テストを行った．ψm センサは土壌の体積含水率に濃度を推定することで，ファイトレメディエーションの速い応答性を持ち，また湿潤領域での感度も良好だった．

効果と課題について検討した．

今後はより幅広い ψm での動作テストが必要である．まキーワード：乾燥地, 塩類集積, 土中塩濃度

た温度依存性の少ない静電容量式への改良が期待される．
キーワード：マトリックポテンシャル, 低コスト, センサ

ヒマワリとビートの根域の影響を考慮した開発

土中水分移動解析中村亮 1, 長裕幸 2 , 田川堅太 2 , 徳本家康 2 , 王維真 3

1 佐賀大学大学院農学研究科

非火山灰農地土壌での耕盤検知型採土器の実証

2 佐賀大学農学部

佐野修司 1 , 内山知二 1 , 松本清治 23 中国科学院寒区旱区環境工学研究所

1 （地独）大阪府立環境農林水産総合研究所
2 京都府農林水産技術センター

根の伸長や吸水は土壌構造を変化させるために，根域における土壌の水分保持特性や透水性に影響を及ぼすと貫入式土壌硬度計の硬度検知部とライナー採土器の採推察される．本研究では，鉛直方向に均質な土性をもつ

土管を組み合わせた耕盤検知型の採土器を開発した．こ中国乾燥地畑地圃場において，ヒマワリとビートを栽培の機器は作土深を適切に測定できた．また，採取した土

した．作物ごとの根分布をもとに異なる水分保持特性の壌の理化学性は試掘法で採取した土壌の値と高い一致性

土層を設定し，HYDRUS-1D を用いて土中水分移動解析を示し，本耕盤検知型採土器が，農地の土壌診断に利用を実施した．根域が分布する層は保水性が低下する傾向

できることを確認した．

にあることが明らかになり，異なる作物でも根域層を考キーワード：耕盤, 採土器, 作土深, 土壌診断, 非火山灰土

慮した方に良い結果が見られた．

壌

キーワード：根域, 土壌水分, HYDRUS-1D

音波を用いた真砂土と黒ボク土の気相率の測定
釜瀬諒太, 石倉尚樹, 葛城隆治, 深田耕太郎
島根大学
農地土壌を有効活用するには，土壌の物理性を把握する必要がある．そのために開発された音響測定法はまだ適用例が少ない．そこで音響測定法を真砂土と黒ボク土に適用し気相率の測定を行った．音響測定により，試料の最大音波強度とピーク周波数を求め気相率との関係を調べたところ，両者に相関がみられた．真砂土と黒ボク土に対して，音波により土壌の気相率を推定できる可能性が明らかとなった．
キーワード：音響測定, 気相率, 土壌空気, 乾燥密度

アニオン性界面活性剤（ドデシル硫酸ナトリウム）のシリカへの吸着Pengxiang Li1 , Munehide Ishiguro2
1 Graduate School of Agriculture, Hokkaido University
2 Research Faculty of Agriculture, Hokkaido University
Sodium dodecyl sulfate (SDS) adsorption on silica wasinvestigated under different pH and NaCl concentration bya batch method. Zeta potential and surface charge density of the silica were also measured. Although the electrically repulsive force was generated, SDS adsorbed withhydrophobic interaction due to the screening of electric repulsive potential.
キーワード：ドデシル硫酸ナトリウム, シリカ, 吸着, 1-pk
Basic Stern モデル, ゼータ電位

中国乾燥地畑地圃場におけるファイトレメディエーションの効果と課題
田川堅太 1 , 長裕幸 1 , 徳本家康 1 , 中村

亮 2 , 王維真 3

1 佐賀大学農学部
2 佐賀大学大学院農学研究科
3 中国科学院寒区旱区環境工学研究所

耐塩生作物の栽培を行っている中国乾燥地塩類集積圃場において，土中塩類の動態をシミュレーションにより明らかにするために，境界条件となる灌漑水，肥料，地人工マクロポアの効果に及ぼす初期水分量の影響

﨑川和起, 森 也寸志, 諸泉利嗣
岡山大学大学院環境生命科学研究科
近年，不適切な管理や気候変動の影響により，表面流による土壌流亡が問題となっている．我々は土壌構造を人為的に再現する人工マクロポア技術を用いて降雨の浸透促進を図り，表面流の発生を抑制することで，この課題に取り組んでいる．本研究では土中水分 · 塩移動予測資料：2015 年度土壌物理学会大会講演会ポスターセッション

発表要旨

51

プログラムである HYDRUS-2D を用いて人工マクロポ法が求められている. 落合らは, 海底堆積物中の水分量測

アの降雨浸透実験を行い，土壌の初期水分量が浸透効果定に成功した．そこで，深層でのその場 TDR 測定と船に及ぼす影響を評価した．その結果，人工マクロポアを上での TDR 測定を行うことで深海測定と船上測定の差設置する土壌の初期圧力 hi に応じてその浸透促進効果がを比較し，深海その場測定の必要性について評価した.

変化し，特に，先行降雨などにより土壌の初期圧力が増キーワード：水分量, 深海底, TDR, ROV

加していた場合には，人工マクロポアは十分な効果を発揮することができないと分かった．
キーワード：土壌劣化, 浸透, マクロポア, HYDRUS-2D

Na，Ca 飽和粘土に対するセシウム吸着
辰野宇大, 濱本昌一郎, 井本博美, 西村 拓
東京大学大学院農学生命科学研究科

土壌パイプが地下水面形成に及ぼす影響山崎琢平, 井本博美, 濱本昌一郎, 西村

拓

東京大学大学院農学生命科学研究科
水供給方法の違いが土壌パイプの地下水面形成に及ぼす影響を検討するために，土壌パイプを埋設した土槽に異なる水供給方法で給水する要素実験を行った．降雨実
験では外気と直接繋がっている土壌パイプのみが地下水
面形を変化させた．土槽の上流から水を流入させた実験では，高い流量を与えた実験において，降雨実験では機FES への時間をかけた吸着とは異なり，粘土平面へのCs 吸着は短時間のイオン交換により生じる．その結果，
土中の Cs 移動の遅延には粘土粒子平面の速いイオン交
換現象が影響すると考えられる．本研究では Na またはCa で飽和した粘土試料の Cs 吸着について検討し，イラ
イト試料において Na 飽和試料と Ca 飽和試料では Cs 吸
着等温線の形が異なる結果を得た．
キーワード：粘土, セシウム, 吸着等温線, 原子吸光能しなかった土中に孤立した土壌パイプも通水路として機能し，流入方法によって土壌パイプの機能が発揮される条件が異なった．

サーモモジュールを利用した実蒸発散量の推定

キーワード：土壌パイプ, 境界条件

松本

薫 1 , 平嶋雄太 2 , 伊藤祐二 3 , 宮本英揮 1
1 佐賀大学農学部
2 佐賀大学大学院農学研究科
3 鹿児島大学農学部

粒径および熱物性が飽和多孔質体中の熱分散現象に与える影響
万代俊之 1 , 濱本昌一郎 1 , 井本博美 1 ,西村

拓 1 , 小松登志子 2

1 東京大学大学院農学生命科学研究科
2 埼玉大学大学院理工学研究科

安価なセンサーを利用した実蒸発散量の推定法を検討するために，サーモモジュールを用いて地中熱フラック
スを測定し，その値に基づき Bowen 比法により実蒸発散量を推定した．サーモモジュール測定値に基づく実蒸発散量の推定精度は，熱流板によるそれと概ね等しかっ

飽和多孔質体中の熱移動現象の内，移流に伴い生じるたことから，安価なサーモモジュールを利用することに熱分散現象については未解明な点が多い．本研究ではこより，熱流板と同程度の精度で実蒸発散量を推定できるの熱分散現象に注目し，熱物性の異なるガラスビーズとことを確認した．

ステンレス球を用いて 1 次元熱 · 溶質移動実験を行い，キーワード：サーモモジュール, 地中熱フラックス, 実蒸

試料の粒径，熱物性の違いが熱分散現象に与える影響及発散量

び熱分散特性と溶質分散特性の相違について調べた．その結果熱物性が温度分散係数の流速依存性に影響する，
同一の流速範囲内で溶質分散係数は温度分散係数より大草地における土壌水分状態の更新前後における変化

きいという結果が得られた．

星野嵩幸 1 蔵田天馬 2 , 長

キーワード：熱分散, 溶質分散, 粒径, 熱物性, 多孔質体

茉衣子 2 ,

塚越光太 2 , 飯山一平 2
1 宇都宮大学大学院農学研究科
2 宇都宮大学農学部

TDR 法による深海底堆積物中の水分量測定評価
落合博之 1 , 青木伸輔 2 , 登尾浩助 2 , 松本 良 2
1 北里大学 · 2 明治大学
近年, 新エネルギーの開発が求められている. その中の草地更新の効果の発現の程度や持続性の実態解明において，土壌水分条件の経時変化に関する知見は重要である．
本研究では，更新の前後 1 年の間で土壌水分特性を野外観測し，更新の草地土壌水分条件への影響を評価した．

一つのメタンハイドレートが, 固体状の天然ガス資源とその結果，土壌水分特性の安定化傾向を，確認した．

して注目を浴び始めている. 深海底にはフリーガスとしキーワード：草地, 更新, 土壌水分特性曲線, ヒステリシてメタンガスが存在することが分かり始め, その測定方

ス

土壌の物理性

52

第 132 号

(2016)

泥炭火災用消火剤の土壌に対する浸透性

陶磁器産業の振興化に向けた粘土の可塑性評価について

完山陽秀 1 , 坂下瑞葉 1 , 福田尚美 2 ,近藤文義 1 , 三島香織 1 , 森山新也 1 , 八谷英佑 2

上江洲一也 2 , 川原貴佳 1

1 佐賀大学農学部

1 シャボン玉石けん株式会社

2 佐賀大学大学院農学研究科

2 北九州市立大学大学院国際環境工学研究科

本研究は，「匠の技」への依存度が高い陶磁器産業の振インドネシアにおいて地中で燃焼する泥炭火災は水に興化に向けて，粘土の可塑性評価をアッターベルク限界

よる消火が困難であるため，水の浸透性を高める消火剤

によって評価したものである．陶土 3 種類とカオリン粘を用いることが有効であると考えられる．界面活性剤に土 2 種類について，たたら作りの技法に適した可塑性や石けん（脂肪酸カリウム）を用いた石けん系消火剤は，含水比を評価した結果，液性限界や粒度組成等の物理的

水の表面張力の低下によって効率的に土壌に対して浸透性質だけでなく，強熱減量や陽イオン交換容量等の化学することが期待される．さらに，石けん成分は高生分解的性質も関与しているものと予想された．

性 · 低毒性の特徴を持つ．そこで，石けん系消火剤の有キーワード：粘土の物理 · 化学性, アッターベルク限界,

効性を評価するため，土壌に対する様々な浸透性の評価

陶磁器産業

を行った．
キーワード：石けん, 脂肪酸塩, 浸透性, 消火剤, 泥炭火災

高品質な水稲生産のための水田土壌水の管理システムの開発
粟生田忠雄

宮城県の津波被災農地の潮受け水路による

新潟大学農学部

除塩シミュレーション
徳本家康 1 , 宮本英揮 1 , 千葉克己 2

近年，登熟期の高温のため水稲の品質低下が問題に

1 佐賀大学 · 2 宮城大学

なっている．この高温登熟対策として，地下灌漑システ
ムの活用により登熟期における土壌水分，土壌温度など

Some eighty percent of the damaged farmlands havebeen recovered in 2014, but subsidence and high salinity
groundwater make it difficult to completely remove salinity from the soil. We observed soil moisture (θ ), electrical conductivity (EC), groundwater level, and EC ofgroundwater with the Field Monitoring System (FMS) at
a tsunami damaged paddy field. Simulation of leachingprocess by infiltration of watercourse into the groundwater
was carried out.．
キーワード：バルク電気伝導度, 潮受け水路の制御を行った．2015 年の試験では，地下灌漑圃場において作土層の温度が対照区と比較して約 1 ◦ C 低かった．
地下水位，水稲収量や品質との相関など総合的な考察はできていないが，ここに報告する．
キーワード：地下灌漑, 土壌温度, 潜熱, 登熟

復興農学による
科学技術コミュニケーション推進事業の展開
徳本家康 1 , 西脇淳子 2 , 坂井

勝 3 , 加藤千尋 4 ,廣住豊一 5 , 渡辺晋生 3 , 塩澤仁行 6 , 溝口勝7

1 佐賀大学 ·2 茨城大学 ·3 三重大学 ·4 弘前大学

有機物コロイドによる放射性 Cs 移動促進に関する研究

5 四日市大学 ·6 ムシテックワールド ·7 東京大学

Dang Thuyet, 辰野宇大, 井本博美, 濱本昌一郎, 西村 拓

福島の「復興農学」に関する科学技術コミュニケーショ

東京大学大学院農学生命科学研究科

ンの推進により，小 · 中学校の義務教育機関では放射線教育の教材や情報のニーズが高いことが明らかとなっOrganic colloid is known as one of the major factor affecting the migration of radioactive cesium in soil. However, the mechanism of how organic colloid stores and facilitates cesium is still not well understood. This study
aims to examine the migration of organic colloid and cesium in surface soil sampled at Iitate village located 40 km
northwest from nuclear power plant in Fukushima prefecture.
キーワード：有機物コロイド, 放射性セシウム

た．今年度のアウトリーチ活動では，主に子供向けの安価な線量計の開発に取り組み，科学館における出前授業や教員向けセミナーを実施することで土に関わる放射線教育の情報提供と教材開発を行った．また，ベルギーの原子力研究所（SCK）と本事業の連携により，インター
ネットを活用した放射線教育の資料を提供頂いたので報告する．
キーワード：復興農学, 放射線教育, アウトリーチ活動,
セシウム除染資料：2015 年度土壌物理学会大会講演会ポスターセッション
土壌中 CO2 発生量の草地更新前後における変化
塚越光太 1 , 蔵田天馬 1 , 長 茉衣子 1 ,星野嵩幸 2 , 飯山一平 1

発表要旨

53

イト」
「土壌物理フォーラム」等のサービスの便利な使い方を紹介する．
キーワード：ホームページ, Web サービス, 土壌物理学会

1 宇都宮大学農学部
2 宇都宮大学大学院農学研究科

作物生育の消長の，土壌中 CO2 発生量への反映度合の定量事例として，更新前後の採草地における土壌中 CO2
収支を解析し，作土 · 心土層のそれぞれにおける CO2 発
生量を評価した．その結果，更新後の牧草生育の隆盛と，CO2 発生量の心土層での増加との同期を，確認した．
キーワード：CO2 , フラックス, 草地更新, 土壌ガス

プロファイル土壌水分計 PR2/6 の測定誤差
望月秀俊 1 , 小原輝之 2 , 田中一彦 3 , 亀高

巧3

1 農研機構近畿中国四国農業研究センター
2 中国四国農政局四国東部農地防災事務所
3 中国四国農政局農村計画部

プロファイル土壌水分計 PR2/6 は，対象土壌中に設置したアクセスチューブに本体を挿入することで，6 深度の土壌水分量を測定できる．本研究では，当該機器の測土壌物理学会のホームページ利用法
溝口勝

東京大学大学院農学生命科学研究科
土壌物理学会のホームページが 2013 年 5 月に大幅に更新され，Web の持ついろいろな機能が使えるようになった．この発表ではこれらの機能をまだ使いこなせていない会員のために，「論文ダウンロード」「動画投稿サ

定誤差を解析した．その結果，測定機器間の出力値の平均値の差は小さいが，測定機器に装備された 6 センサー間には一定程度の出力値差があるため，センサー毎に校正式を作成するか，6 センサーの平均値を用いた校正式を作成する必要があることがわかった．
キーワード：プロファイル土壌水分計, 体積含水率, 測定
誤差, 校正式, PR2/6

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㈨ࠉᩱ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性

Miscellaneous

No. 132, p.55 ∼ 59 (2016)

江戸時代の農書における水田の多数回中耕除草とその効果粕渕辰昭 1 · 荒生秀紀 2 · 安田弘法 1

Role of multiple intertillage weeding for the paddy cultivation described in agricultural books
published in the Edo era
Tatsuaki KASUBUCHI1 , Hideki ARAO2 and Hironori YASUDA1る』というものであった．

1. はじめに

手取り除草あるいは機械的中耕除草は，ふつう 3 回程度行われる．これは現在，無農薬栽培を行っている農家

この資料は, 江戸時代の農書で多数回中耕除草がどのでも，江戸時代の農家でもあまり違いはない．これに対ように扱われ，記載されているかを日本農書全集（農山し上記の例はその 3 倍の 10 回以上も中耕除草作業をす

漁村文化協会，全 73 巻）および明治農書全集（農山漁村

ると収穫量が増すという．

文化協会，全 13 巻）について調べた結果である．なお，

そこで，著者らは 2007 年に大学付属農場でこの多数

ここでいう多数回中耕除草とは，通常の中耕除草回数（3回中耕除草を実際に試してみることにした．実験は無肥回）を超え 5 回以上，多い場合には 7 ∼ 8 回行われる中料 · 無農薬で中耕除草をまったく行わない区と田車によ

耕除草をさすことにする．

る機械中耕除草を 8 回行う区とを設定した．中耕除草は最初になぜこのような調査を行ったのか，その契機に農場の倉庫にあった古い田車で行った．その結果，中耕

ついて紹介させていただく．言うまでもなく，機械的な除草した区はしなかった区に対して約 3 倍の収量があ

中耕除草（あるいは単に除草という）は水田作業の大事

り，記述の正しかったことを確信した．このことは，機なひとつであり，稲の生長に障害となる雑草を取り除く

械的な中耕除草がたんに「除草」を目的としたものでなことが目的とされている．この作業はわが国では 1960

く，除草以外の効果をもっていることを示唆しているの年代までは手取り除草と田車（たぐるま）という手押しではないかと考えた．

中耕除草機とによって行われ，初夏の炎天下で厳しい労働を強いられる作業だった．

それと同時に，このような事実が「なぜこれまで知られてこなかったのだろうか」という素朴な疑問ととも

しかし，その後，除草剤が開発され農家の苦労は一挙に，「ひょっとして江戸時代にはすでに知られていたのに解消されたかに見えた．同時にその一方で，除草剤にではないだろうか」という考えがよぎった．そこで，手よる農地周辺環境への生態的影響や，除草剤による生産元にあった日本農書全集の何冊かに当たってみた．そのコスト上昇も顕在化し，新たな展開が必要になってきて

結果，多数回中耕除草についての記載が複数あることをいる．

見出した．日本農書全集は農山漁村文化協会が 1977 年

そのようななかで，「自然農法のイネつくり」（片野，から 2001 年までの 25 年をかけ，膨大な数の農書を収録

1990）に機械的中耕除草作業についての特異な記述を見し，対訳と解説を付すという大事業であった．そこで，つけた．それは，機械的中耕除草を多数回行うと収量が農書全集の 72 巻すべてについて多数回中耕除草がどの増すという内容であった．すなわち，『熊本県天草郡新ような考えのもとで，年代別 · 地域別に記載されている

和町で 4 月移植の早期栽培に取り組む山角和好氏は中耕かを調べることにした．

除草機押しを道楽にしている．氏は活着後 2，3 日おきに合計 10 回以上押している．収量成績は新和町の平均

2. 中耕除草方法 ··· 中打ちと中耕除草単収を常に上回る好成績を残している．中耕除草機を押すと数日後には葉色が黒くなることは古くから知られており土壌中のチッソが無機化されていることを示してい1 Faculty of Agriculture, Yamagata University. Tsuruoka, Yamagata pre-fecture, Japan. Corresponding author : 粕渕辰昭，山形大学農学部.
2 The United Graduate School of Agricultural Sciences, Iwate University.
Morioka, Iwate prefecture, Japan.
2015 年 11 月 12 日受稿 2016 年 1 月 27 日受理

農書には中耕除草方法について，「中打ち」と「草取り（手取り中耕除草）」の 2 つが記載されている．
中打ち（中耕）は，文字通り株間を，雁爪（がんづめ）と呼ばれる一種の鍬で耕すことである（Fig. 1）．雁爪は，水田の中耕除草用道具であり，長柄と短柄の 2 種類があり，爪は 3 本と 4 本のものがある．写真は爪が 4 本の短柄のものであるが，短柄が一般的だったようである．

土壌の物理性

56

第 132 号

(2016)

通常の倍である 6 回以上と明確に書かれているのは 8事例あった．この他にも，5 回を数えるのは 13 事例が見つかった．この他，回数は記されていないが，「中耕除
草は多いほどよい」と書かれているのも何か所か見られる．Table 1 には 5 回以上の中耕除草が出ている農書について，年代順にまとめたものである．
このように，3 回でほぼ雑草を取りつくせるにもかかわらず，その倍近くあるいはそれ以上中耕除草を行った
理由はどこにあったのだろうか．そこで以下に，5 回以上の 21 事例の内容について調べることにした．

Fig. 1

4. 多数回中耕除草の地域性と年代

雁爪．

作業は，この鍬の爪を株間の土中に打ち込み，そのま
ま手前に引くようにして土を反転させ，中耕と同時に除草も兼ねる方法である．柄が短いのは，腰を曲げて片方の手で鍬の柄を持ち，もう一方の手で除草を行っていたと思われる．「農具便利論」（大蔵, 1822）には，『この雁爪は田の 1 番草，2 番草をとるのにもっぱら用いる．
』と記載されている．ただ，「農業図絵」（土屋, 1717）には雁最初に多数回中耕除草が行われてきた地域や年代にどのような特徴があるかを見てみる．
地域については，Table 1 にあるように，多いのは北陸· 中部 7，近畿 4，中国 4，九州 4，四国 1，東北 1 で，いわゆる関西以西が中心で，関東には見当たらない．偏りがあるとはいえ，かなり広い範囲に分布していることがわかる．最初に紹介した例（片野, 1990）は熊本県であ爪ではなく長柄の普通の平鍬（ひらぐわ）で中打ちする

り，5 回中耕除草の「合志郡大津手永田畑諸作時候之考」

様子も描かれている．

（著者未詳，1819））が書かれたところであり，何らかの「手取り中耕除草」は単に「草とり」とだけ記載されているが，手による中耕除草である．指に手管（てくだ）

情報が後世にまで伝わっていた可能性も考えられる．
著作年代については，最も古い「地方（じかた）の聞という木製の筒や虫の巣（野蚕の繭？）（「奥民図彙」（比き書き」（大畑, 1688 ∼ 1703），それと時期が重なる「農良野貞彦, 1781–1800）をはめ，後に陶製や金属製の管を業全書」（宮崎, 1697）がある．中耕除草回数は前者が 7使った場合やギターを弾くときのピックのような「草取り爪」（「農具便利論」（大蔵, 1822））を用いて指先を保護∼ 8 回，後者は 5 回だが，後者には言い伝えとしてではあるが 8 回の中打ち（中耕除草）も記されている．農業

した場合もあった．土の中に手を入れ，かき回し，草を

全書は江戸時代に農書のなかでは最も広く知られた著作

抜き，それを土中に埋め込む作業である．

であり，これが多数回中耕除草のひとつの発信源になっ

農書には，中打ちと手取り除草とを別々に記載していていたとも考えられる．

るものと，一緒に除草として扱ったと考えられるものと次に古いのは，加賀（石川）の「耕稼春秋」（土屋, 1707），がある．別々に記載しているものでは，先に中打ちをし「農事遺書」（鹿野, 1709），「農業図絵」（土屋, 1717）の 3てから手除草を行うことが記載されている（「農具便利つである．「耕稼春秋」と「農業図絵」は同じ著者による

論」
（前出）
）
．本資料では，中打ちも中耕除草の一種と考ものであり，この 3 者は時期が重なっている．その次のえ，中耕除草回数に入れて整理することにした．

「農業日用集」（渡辺, 1760）はさらにそれらから 40 年以
上はなれている．

3. 中耕 · 除草回数
江戸時代の農書には多くの場合，中耕除草回数は 3 回程度行われていたことが記されている．田植えから 5 日∼ 20 日後から始め，土用ごろまでに 3 回の中耕除草を

次に 6 回以上が出るのは，最初の多数回中耕除草から 100 年近くたってからの「1 粒万倍穂に穂」（川合,1786）と「私家農業談」（宮永, 1789）である．両者の年代は近いが距離的にはかなり離れている．これに滋賀，熊本，兵庫，福井の多数回中耕除草が続く．

する．これによって大部分の雑草は取り除けたようで全体として半数以上の 12 事例が江戸時代後期の約 50ある．これは，明治以降になってからも除草剤が使われ年間に集中していることは，時代が下がるにつれて増加る前までや，現在行われている無除草剤栽培でも同様でしていったことがうかがえる．

ある．

多数回中耕除草がどこか特定の場所で始まったか，あしかし，注目したのはそれより多い回数の場合（多数

るいは別々の場所でそれぞれ自然発生的に始まったのか

回中耕除草）についてである．「中耕除草」は初夏から夏については，地域と時期との結果からは断定することはにかけて高温多湿の環境のもとでの極めて厳しい農作業できなかった．ただ，情報の流通が現在に比べて格段にであり，しかも水田だけでなく多くの畑作業も同時に行遅かったとはいえ，全く途絶えていたわけではないので，わなければならなかった時期である．

次々と伝わって行ったと考えられる．また，農書が書か資料：江戸時代の農書における水田の多数回中耕除草とその効果

57

Table 1 日本農書全集にある除草回数 5 回以上の事例．
著作年代

著者

書名

除草回数

1688 – 1703
1697
1707
1709
1717
1760
1786
1789
1798 – 1818

大畑才蔵

地方の聞き書き

宮崎安貞

農業全書

土屋又三郎

耕稼春秋

鹿野小四郎

農事遺書

土屋又三郎

農業図絵

渡辺綱任

農業日用集

川合忠蔵

1 粒万倍 穂に穂

7∼8
5（8）？
7
5
5
5
6<
7
5

宮永正運

私家農業談

児島如水 · 徳重

農稼業事

1819

著者未詳

合志郡大津手永田畑諸作時候之考

1818 – 1830
1834
1837
1837
1841
1842
1842
1848 – 1853
1849
1851
1857 頃

著者未詳

久住近在耕作仕法略覚

細木庵常 · 奥田之昭

耕耘録

久下金七郎

農業稼仕様

伊藤正作

耕作早指南種稽歌

百姓伊兵衛

農業巧者へ御問下げ 10 ヶ条

加藤尚秀

勧農和訓抄

木下清左衛門家業伝

安居院庄七

報徳作大益細伝記

著者未詳

自家業事日記大元権右衛門農業年中行事郷保与吉

田家すきはい袋

国（県）

全集の巻

紀伊（和歌山）ページ

近江（滋賀）

28
12
2
5
26
33
29
6
7

27
88, 134–136
55–56
64–68
91, 92, 105, 109
23
52–55
60–61
24–28

5

肥後（熊本）

33

217

7
5
5
4+α
5
8
7
7
5
5
5

肥後（熊本）

33
30
28
5
29
62
8
63
29
29
37

165
76
320
224–225236
272
71, 73–82
311–313138
279
319–320筑前（福岡）
加賀（石川）
加賀（石川）
加賀（石川）
豊前（大分）
備中（岡山）
越中（富山）

土佐（高知）
丹波（兵庫）
若狭（福井）
周防（山口）
甲斐（山梨）
河内（大阪）
駿河（静岡）
印旛（鳥取）
周防（山口）
岩代（福島）

れていなかった地域でも，多数回中耕除草は伝わってい中耕除草では粃ができないほど米質が良くなることが紹たのではないだろうか．

介されている．これに関連して，「農業全書」のほぼ 100

農書から見えてくる多数回中耕除草は，1700 年ごろか

年後に出されている「私家農業談」にも，『中打ち 8 遍すら江戸時代末までの約 150 年間にわたりかなり広い範囲

れば，犬が ··』が書かれているが，これは農業全書の引で続けられていたこと，それが次第に広がっていったと用であろう．また，「勧農和訓抄」（加藤, 1842）は『中ういう事実は注目に値する．

ち八へんして諸作粃なし』とあり，これも同様である．
また有名な『上の農人は見えざるに芸り（くさぎり），

5. 多数回中耕除草の目的と効果

中は見えて後芸り，見えても又とらざるは，是を下の農人というなり（上農は草を見ずして草をとり ···）』も農

多数回中耕除草について最も古い記載は 1688 ∼ 1703

業全書の同じ「中耕 · 除草」の項に書かれている．

年の「地方の聞き書き」（前出）である．中耕除草の目的

さらに，農業全書には『日光によくさらされた細かいは，『草がなくても田んぼを掻きなでたり，稲の根を踏み表土を，作土の底に入れるとよい．そうすれば立根はそ切ったりするのが稲のためによいのである』と書かれての中を思う存分広がることができ，その活力によって茎いる．

葉の成長が促進される．このことは子実を生産する際のほぼ同時期に出版されている「農業全書」（前出）に最も大切な工夫である』とある．これが事実とすれば，は，『「浮根，浮葉」を取る．草が見えないと言って，中「日光によくさらされた細かい表土」には何が含まれて耕除草しないのはいけない』とある．上記の 2 つの農書いるのであろうか，興味ある点である．なお，解説によには多数回中耕除草に「浮根，浮葉」を取るという共通

ると「立根」は主根のことらしい．

性があることから考えて，何らかの情報の交流があった「農業全書」から 90 年後になる，「一粒万倍 穂に穂」のがうかがえる．なお，この項の解説によると『「浮根， （川合, 1786）には多数回中耕除草のまとめとも考えられ
浮葉」は無駄な根や葉のことで，無効分けつのことか？』 る注目すべき記述がみられる．少し長くなるがその中耕とある．
また，農業全書の別の所では『ことわざに「中打ち 8

除草に関する部分を以下に農山漁村文化協会より許可を得て転載させていただく．

遍，犬を餓死させる」という意味は，犬の食物になる粃『田の草取りは何回もするにこしたことはない．田植（しいな）などがなくなるほどよく実り，そのために犬がえをしてから 10 日目に 1 回目の草をとり，その後は 7餓死するという意味である』と書かれている．当時，飼日目ごとに取り，35 日間で草取りを終える．全部で 6 回

い犬には実入りの悪い粃が与えられていたこと，多数回

である．

58

土壌の物理性第 132 号

(2016)

草取りをたびたびすれば 4 つの利益がある．ひとつ

そのために，「雑草が生えていなくても田に入る必要がは水田を手でかきまわすだけで雑草を取り除くことがである」，「除草回数が増えれば，収量が増加し，米質が良き，多くの手間を必要としないこと，2 つは肥料分が雑くなる」ということである．もちろん，除草回数が多い草に奪われないこと，3 つは田の土が早く柔らかくなっほど雑草が減り，その分雑草に行く養分がイネにいくこてイネの生育が早まること，4 つはイネが早く生育するとは容易に想像できる．しかし，それだけではなく「雑ので，その分だけ雑草の伸びが抑えられること．

草が生えていなくても除草に入れば収量は増加し，米質

田の草取りの目的はただ草を取ることだけではない．

はよくなる」というのである．

草を取るのは名目だけであり，実際は田の土を手でつか同じく「久住近在耕作仕法略覚」（著者未詳, 1818–

み砕くことがねらいである．ある村に仁兵衛という人がを田から拾い上げたものがあれば銭五百文づつをやる，

1830）にも同様の記述がある．すなわち，『野津原や鶴崎あたりでは，5, 6 ぺんも 7 へんも田の草取りをする．
4 へん目くらいからは草ははえていないけれど，稲の株
元の泥をかいてやわらげ，7 へんもかきまわせば，実っと約束したそうである．奉公人たちは銭を拾おうとしててから米粒はまん丸に充実し，粒に縦の筋が入らず，よ

以前よりよけいに土をつかみ砕いたということである

い米がとれると言う』である．

いた．この人は奉公人に田の草取りをさせるとき，まず銭に印をつけ，その銭を水田にまき散らし，もしその銭ということだ．仁兵衛がこんなことまでしたのは，土を草を取らなくても，ただ，「土をかき回すだけでよい」

つかみ砕くことが稲にとって薬であるということをよくということは，よく言われる「上農は草を見ずして草を知っていればこそである．田の草取りは畑の中耕と同じ取る」ということわざもこのことを示唆している可能性効果があるのである．稲は水田の水が濁ることによってがある．

生育し，米は田の土をかきまわすことによって収量が増すのだといわれている．

関連するが，『「子供を田んぼに入れて土をかっちゃく（掻き回す）だけでいい」というのを聞いたことがある』

田の草取りでは，上手も下手もなく田の中に人が入ると新潟出身の 80 歳代の方から著者の一人が聞いたことだけでも効果がある．子供が田に入って土を踏むだけや，私たちがいる山形県庄内地方には『田んぼの足跡はでもよい．その証拠には，何回も入った田の稲は生育が肥やしに勝る』という言い伝えがあることなども併せて盛んになる．しかし，草が生えていなかったからと言っ

考えると，除草に伴う土の撹拌作用がイネの生育に何らて入らなかった田の稲は赤味を帯びており，まるで芝草

かのプラスの作用が働いていると考えることができる．

のようである．私の父がよく言ったものだった．「よいこの土を撹拌するとどんな効果が稲にあるのだろうか．

農夫は草がまだ茂らないうちに取り，普通の農夫は草が「農業全書」にある「日光によくさらされた細かい表土茂ってから取り，草がはびこっても取らないのが下々のを，作土の底に入れる」という撹拌の効果も考慮する必下の農夫である」と．農業に詳しい人も，田の草を百回要があろう．荒生ら（2015）による水田土のごく表層でとれば百万石の富を得ることができると言っている．だ

窒素固定が行われているという報告はこのことに関連しから，何日おきに取るなどと決めないで，ひまさえあれている可能性がある．また，片野氏のいう，「撹拌による

ば昨日取った田でもまた今日取りに入りなさい．昨日手窒素の無機化」は検証されていないが，今後の検討に値の届かなかった草に今日は手が届き，昨日うっかり取りする課題である．

残した草を今日は見逃さずに殺す．そうすると水田の土はますます細かくなっていくのである．もし，昨日取っ

6. 草取り時期たばかりだと言って，ひまがあるのに今日怠れば，そのうちに他の仕事に追われてしまい，「一寸伸びれば，尋（ひろ）伸びる」のことわざではないが，いまとっておけば楽なことを知りながらも手遅れになってしまうのである．
また，何回も草取りすれば，草を引き抜く力もいらず，
指の先が痛むこともない．ただ，稲株のまわりをかきま
わすだけの簡単な作業ですむ．大きく伸びた雑草を 1 回で完全に取り除く手間を考えれば，水田を手でかきまわ

江戸時代の農書にある「草取り」の開始は田植後 5 ∼20 日ごろとどこも同じであるが，終了は田植後 30 日から 60 日ごろと幅がある．多くは土用までである．江戸時代は現在のように稚苗や中苗植えではなく成苗植えであったことから，植え付けから 60 日にもなると，穂はらみ期（「私家農業談」（前出），土用すぎまで（現在の 8
月上旬？），出穂のころまで（「深耕録」，（稲々軒, 1845））になるというのもある．ちなみに現在では，中耕除草はす作業は 3 回も 4 回もできるのである．ある国には田の最高分げつ期ないし幼穂形成期までには終わらせる（除草取りを 3 回に限るという風習があるが，3 回の草取り

草剤散布も同じ）．それ以後は稈長が大きくなり，被覆度

では米は穫れない．3 回の草取りでは水田の土が固まり，も増して水面近くの草には光が十分当たらなくなり，雑雑草の根が深く張って，1 回ごとに大変多くの労力がか

草は成長が抑えられる．また，成長が進むにつれてケイ

かってしまう．それよりも，何回も取れば苦労すること

酸が稲の葉の周囲に溶出 · 固化してくるようになり，手もなく，仕事は大いにはかどり，米は 2 倍も穫れる．その利益ははかりしれない』．
本書の要点は，「除草だけでなく撹拌することがよい」，

取り除草では顔や手が葉にふれて傷つくため，稲が大きくなる生殖成長期に入ると中耕除草は困難になるからでもある．

資料：江戸時代の農書における水田の多数回中耕除草とその効果

59

引用文献

それにもかかわらず江戸時代には幼穂形成期を過ぎて，手取り除草には困難な出穂期までも中耕除草が行われた例があることは，それを凌ぐなんらかの意味があったことも考えられる．この点も併せて検証するに値（明治農書全集および日本農書全集については便宜上一括してまとめました）

する．

7. 終わりに ··· 明治以降の中耕除草

荒生秀紀 · 粕渕辰昭 · 安田弘法 (2015): 湛水下の水田表層土における太陽光の透過性と全窒素量の変動. 土壌の物理性, 131:

23–27.

江戸時代にかなりの地域で知られ，広まっていた多数
回中耕除草法は明治以降にどうなったであろうか？

片野 学 (1990): 自然農法のイネつくり — 生育のすがたと栽培の実際 —, pp. 196–197. 農山漁村文化協会, 東京.

その事情を知るひとつの手がかりとして，明治農書全集（全 13 巻）がある．この中に多数回中耕除草について 2 か所の記載があった．ひとつは 6 回中耕除草（中打明治農書全集 (以下全集). 農山漁村文化協会, 東京.
全 13 巻, 1983 年–1986 年に所収.

ち 2 回，手取り 4 回）（「米作改良法」（奈良, 1881））と，

志岐守秋 (1891): 山形県稲作改良法筆記. 全集 2, p. 258.

もうひとつは「山形県稲作改良法筆記」（志岐, 1891）で奈良専二 (1881) 片岡橘坪補訂: 米作改良法. 全集 2, pp. 46–47.

ある．後者には，『（中耕除草は）当地方にては少なきは二度，多きは四度なりといえどもいまだもって充分なりとせず．六，七度くらいは取りたきものなり』とある．
ここでは，『とりたきものなり』という願望で終わっている．この著者は少なくとも多数回中耕除草についての情報は知っていたが，書かれた時にはすでに行われなくなっていたと考えてよいと思う．それはなぜか，さまざ
まな理由が考えられるが，畑作中心の西洋農学の導入もそのひとつではなかったかと私たちは考えている．この記述以降，農学の専門書に「多数回中耕除草」について見出すことができないからである．
これらから言えることは，2500 年前とも 3000 年前とも言われるわが国への水田稲作伝来以降，稲作技術は進歩を重ね，それらは江戸時代に至り農書に集積 · 統合 ·整理されたが，その到達点のひとつとも考えられる多数
回中耕除草は明治以降ほぼ忘れ去られたと言えるのではないだろうか．それはなぜなのか，また多数回中耕除草をこれからの稲作に再び生かすことができるだろうか．

日本農書全集 (以下全集). 農山漁村文化協会, 東京.
全 73 巻, 1977–2001 に所収.
安居院庄七 (1848–1853): 報徳作大益細伝記. 全集 63, pp. 311–

313.
伊藤正作 (1837): 耕作早指南種稽歌. 全集 5, pp. 224-225.
大畑才蔵 (1688-1703): 地方の聞き書き. 翻刻 · 現代語訳 安藤精
一. 全集 28, p.27.
大蔵永常 (1822): 農具便利論. 全集 15, p. 202.
大元権右衛門 (1851): 農業年中行事. 全集 29, p. 279.
鹿野小四郎 (1709)：農事遺書. 全集 5, pp. 64–68
加藤尚秀 (1842): 勧農和訓抄. 全集 62, p. 272.
川合忠蔵 (1786): 1 粒万倍 穂に穂. 翻刻 · 現代語訳 佐藤常雄. 全集 29, pp. 52–55.
木下清左衛門 (1842): 家業伝. 全集 8, p. 71. pp. 73–82.
久下金七郎 (1837): 農業稼仕様. 全集 28, pp. 320.
児島如水 · 徳重 (1798–1818): 農稼業事. 全集 7, pp. 24–28.
郷保与吉 (1857 頃): 田家すきはい袋. 全集 37, pp. 319–320.
土屋又三郎 (1707): 耕稼春秋. 全集 2, pp. 55–56.

「土壌の物理性」とも深く関わるこの内容は，私たちが検土屋又三郎 (1717): 農業図絵. 全集 26, p. 91, 92, 105, 109.

証すべき重要な課題でもある．

稲々軒兔水 (1845): 深耕録. 全集 21, p. 36.
百姓伊兵衛 (1841): 農業巧者へ御問下げ 10 ヶ条. 全集 29,

謝辞

p. 236.
良野貞彦 (1781–1800): 奥民図彙. 全集 1, pp. 173.

長谷川周一氏（北海道大学名誉教授）からはこの草稿に対し貴重なコメントを頂いた．本資料の一部は、高橋裕仁氏の 2009 年山形大学農学部卒業論文を参考にさせ細木庵常 · 奥田之昭 (1834): 耕耘録. 全集 30, p. 76.
宮崎安貞 (1697)：農業全書. 翻刻 · 現代語訳 小山正栄. 全集 12,

p. 88, 翻刻 · 現代語訳 島野 至. 全集 12, pp.134–136.

て頂いた．農村文化教育協会（農山漁村文化協会）から

宮永正運 (1789): 私家農業談. 全集 6, pp. 60–61.

は日本農書全集からの転載を快く許可していただいた．

渡辺綱任 (1760): 農業日用集. 全集 33, p. 23.

記して感謝します．

著者未詳 (1818–1830): 久住近在耕作仕法略覚. 翻刻 · 現代語訳
松本寿三郎. 全集 33, p. 165.
著者未詳 (1819): 合志郡大津手永田畑諸作時候之考. 全集 33,

p. 217.
著者未詳 (1849): 自家業事日記. 全集 29, p. 138.

デュアルヘッドイン
フィルトロメータ­

FOG II デジタル⼟土壌
カルシメーター

デュアルヘッドインフィルトロメーターは全⾃自動で現場
飽和透⽔水係数(Kfs)を測定する装置です．

FOG IIデジタル⼟土壌カルシメーターは6N塩酸(HCl)を⽤用
いて⼟土壌中の全炭酸塩含有量を測定する装置です．

■ 技術仕様浸潤速度範囲	

0.0038~115	
  cm/hr	  圧力水頭範囲	動作温度	

■ 技術仕様測定単位	

%CaCo3	
  

0~40	
  cm	
  

測定範囲	

0~100	
  %CaCo3	
  

0~50	
  ℃	
  

精

0.5	
  %CaCo3	
  VP-4 温度・相対湿度・気圧センサー
VP-4は温度，相対湿度，
気圧を測定する⼩小型のセンサーです．湿度の変化に素早く反応し温度を正確に測定します．SDI-12による制御も可能です．

度	

UMS T8 テンシオメータ
UMS社のT8テンシオメータ
がEm50に接続できるようになりました．
T8は外部補⽔水機能が付いているので圃場から抜かないでカップへの補⽔水が可能です．
■ 技術仕様■ 技術仕様相対湿度	0	
  ~100	
  %	
  

測定範囲	

+100	
  ~−	
  85	
  kPa	
  

温

度	

−	
  40	
  ~	
  80	
  ℃	
  	

精

±	
  0.5	
  kPa	

気圧	49~109	
  kPa	

シャフト直径	

5	
  m	

供給電圧	

ケーブル長	

度	

25	
  mm	

アイネクス株式会社(⽇日本総代理店)〒144-0035 　東京都⼤大⽥田区南蒲⽥田2-16-1 　 　 　NOFテクノポートカマタセンタービル
TEL：03-5713-0388 　 　FAX：03-5713-1388
Web site：www.ai-nex.co.jp

㈨ࠉᩱ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性

Miscellaneous

No. 132, p.61 ∼ 63 (2016)

地球惑星科学連合（JpGU）2015 年大会

A-GE04 Subsurface Mass Transport and Environmental
Assessment 開催報告
森也寸志 1 · 斎藤広隆 2

Yasushi MORI1 and Hirotaka SAITO2

1. はじめにには汚染，熱，物性値，土壌構造，廃棄物，測定，ガスという内訳になり，土壌 · 地盤中の水 · 物質移動を中心に議論されていた．土壌物理学会から見れば，作物の培

日 本 地 球 惑 星 科 学 連 合（Japan Geoscience Union,

地としての土壌と言うよりは，地質や地盤など地球最表

JpGU，2005 設立）は地球科学を中心として，気象，海洋，層を構成する不飽和帯である vadose zone または critical

地質，惑星科学など幅広い学問分野を扱う連合組織で，土壌物理学会は 2009 年に加盟した．そこでは 2007 年

zone としての土壌という扱いになり，より広い領域に言及する内容が多い．内容の傾向はこれまでと変わらないから，Subsurface Mass Transport and Environmental As-

が，東日本大震災以降しばらく発表が続いた放射性物質

sessment. というセッションが開催されており，土壌物理の動態に関する発表が本年はなかった．なお，学生の発学会を中心に，著者らをはじめとして，張（産総研），川表についてはコンペティションがあり，優秀発表として本（埼玉大），濱本（東京大）がコンビーナとして参画しセッションから大会側に推薦を出すことができる．学位ている．土壌や岩石からなる地質媒体における物質移動

取得を目指している学生については良い動機付けになる· 物質循環について，室内実験，現位置試験，フィールド
調査，解析 · 評価モデル及び関連応用分野への適用など，広い視点から議論し，国内外における最新成果の交流を図ることを目的として土壌，地盤，環境工学を中心とする研究発表が行われている．2015 年は 9 年目に当たり，総発表件数 23 件として会を継続しており，ここではそのセッションの様子を報告する．また，JpGU が刊行する英文誌についても報告を加えることにした．

2. 本年度の Subsurface Mass Transportand Environmental Assessment
セッションについて2015 年度の発表内容は Table 1 に示すとおり，口頭発
表 8 件，ポスター発表 15 件の合計 23 件であった．学生

かも知れない．
海外からのゲストはやはりその道の専門家であるので，新鮮で興味深い話題が多く，学ぶこともまた多い．
本年はカナダの Waterloo 大学から Walter Illman 博士をお招きし，透水係数の空間変動性を考慮した地盤中における三次元的な透水性評価について報告して頂いた．
今後のセッションの改善点としては，少し発表者の顔ぶれが固定されてきている感じがするので，もう少し広い範囲に声がけをするなどして，少しずつ新しい人 · 内
容を取り込んでいくことが必要かと感じた．土壌の物理性の読者の皆様もこれを機会に参加を御検討頂ければ幸いである．

3. 国際英文誌 Progress in Earth andPlanetary Science について

14 件，大学 · 研究所 8 件，会社 1 件であり，3 件は留学生の発表であった．また，学術振興会や JST などの大型

JpGU は 2014 年に新しい英文オープン電子ジャーナ

プロジェクトに関わる成果も多く，セッション全体を見ル「Progress in Earth and Planetary Science」（以下 PEPS）ていると当該分野における大きな流れが見える．内容的を発刊した．「宇宙惑星科学」「大気水圏科学」「地球人間

1 Graduate school of Environmental and life science, Okayama Univer-sity, 3-1-1 Tsushimanaka，Kita-ku, Okayama 700-8530, Japan.
2 Institute of Agriculture, Graduate School of Tokyo University of Agriculture and Technology, 3-5-8 Saiwai-cho, Fuchu-shi, Tokyo 183-8509,
Japan.

圏科学」「固体地球科学」及び「地球生命科学」の 5 分
野からなる投稿雑誌で，土壌物理分野は「大気水圏科学」の中，地質環境 · 土壌環境という区分として投稿できる．
もちろん，分野横断であるとして生物地球化学分野やその他の部門へ投稿することも可能である．たまたま一報

土壌の物理性

62

第 132 号

(2016)

だけではあるが，筆者が論文を投稿済みであるのでそのに，理学部地質分野の方々が中心となり，危機感を持っプロセスと掲載後のことについて報告する．

て作られた連合だと考えており，実際，科学研究費の細まず，論文については，Competing interests（利害関係）目にもなっている．現在，オープンアクセスジャーナル

や Authors’ contributions（著者の貢献）など，国際英文は雨後の筍のように次から次へ発刊されている感じがす

誌らしい必須記入項目がある．また，「はじめに」または

るが，その中でも安定した母体をもつ論文誌であると捉「イントロダクション」に当たる項目は，Background（背えることができる．学会側からは，なるべく近いうちに景）という名称だが，記述情報は変わらないと考えていある程度の高い数値のインパクトファクターを受けたい

る．その他は通常の論文と同じであり，閲読から受理のと報告を受けており，おそらくその通りになるように感プロセスは，受理されれば半年くらいで進行する．少しじる．
投稿料は，JpGU 会員の一般投稿は 200 ユーロ（Euro），

異なるのは受理後に編集局独自の英文校閲が実施されることである．これは雑誌のクオリティを維持するために

JpGU 非会員の投稿料金は 1000 ユーロ（Euro）なので，編集の側で行っているプロセスで，国際誌として，また会員として投稿する方が圧倒的に安い．ご存じのようSpringer との契約事項として必要なことなのであろう．

に，オープンアクセスジャーナルは閲覧を無料にして成私の印象としては，優秀な方が校閲をかけてくださって果の見える化を積極的に計る代わりに，受益者負担としいると感じたが，私が使う校閲業者は主に著者の原文のて投稿者がその分の投稿料を払う仕組みになっている．

範囲で英文を修正するのに対し，PEPS の業者は多少思

今日，これまで印刷媒体として，そして近年ではオンラ

い切った改変を加えてこられるという感じがした．だか

インも併せて講読してきた雑誌の購読料が高騰しておら非常にわかりやすい改訂を加えてこられるが，もし主張と異なるようであれば主張点の違いを明示して，原文り，大学図書館では契約を解除せざるを得なくなって講読不能になる論文が相次いでいる．こうした状況はオーを残したりする工夫をする必要があるかも知れない．こプンアクセスジャーナルの価値を高めていくと思われるのあたりは投稿者によっては，論文としての主張の仕方

が，研究成果の公表手段の一つとしてその行方を見守りが微妙に変わるなどの意見があるか０烽れない．

たい．

このように受理された論文はオープンジャーナルの論4. おわりに文としてウェブサイトに掲載される．私は初めてオープ
ンアクセスジャーナルを利用したが，アクセスは非常に良く，2014 年 12 月掲載の論文が 2015 年 11 月時点で

JpGU における A-GE04 のセッションは国際セッショ

1800 余りのダウンロードがあると記録が出ていた．まンとして 2016 年 5 月の学会でも継続する予定であり，た，掲載された論文の中でもある程度読んで頂いている

特に 2016 年度は AGU とのジョイントセッションとなようで，2015 年 11 月時点で，全 71 本の論文のうち，ることが決まっている．日本人のみならず，留学生，海アクセス数は 18 番目であり，地質環境 · 土壌環境とい外からの研究者の発表の場にもなっており，土壌をツーう分野も一定の関心を集めているのだと解釈している．

ルとする研究者達の一つの出口として機能することを期

PEPS を刊行する JpGU は，地球惑星科学をキーワード

待したい．

Table 1 2015 年度連合大会物質循環セッション発表課題一覧．
国内 · 海外

所属

分野

内容キーワード

国内

大学

理

汚染（重金蔵）

国内

研究所

工

汚染（重金属）

国内

研究所

工

汚染（重金属）Application of surgical remediation to complex contaminated sites in Taiwan

海外

民間

工

汚染（修復）A case study of combining geophysical prospecting techniques at a DNAPLs
contaminated site

海外

大学

タイトル

Adsorption behavior of organoarsenic compounds in soils（有機ヒ素化合物の土壌中における吸着挙動）

Characterization of long-term leaching properties of lead from naturally contaminated soils（自然由来汚染土壌における鉛の長期的溶出特性評価）

Difference in arsenic removal performance among types of magnesium
reagents（マグネシウム試薬の種類によるヒ素除去性能の違いについて）汚染（DNAPL）

地球惑星科学連合 (JpGU)2015 年大会開催報告

63

タイトル

国内 · 海外

所属

分野

内容キーワード

Impact of injecting heated water into aquifer on groundwater quality

国内

大学 ∗

農

熱（地下水）

Effects of temperature change in a marine subsurface aquifer on groundwater
quality

国内

大学 ∗

工

熱（地下水）

国内

大学 ∗

農

熱

国内

大学 ∗

農

熱

国内

大学 ∗

工

熱

Significant improvement to imaging hydraulic heterogeneity in heterogeneous geologic media via hydraulic tomography

海外

大学

理

Application of time lapse electrical resistivity tomography to the soil andgroundwater contaminated site: Case studies

海外

大学

理

国内

大学 ∗

工

物性値

Spatial prediction of soil water retention curves from particle size distribution
data using Arya-Paris model

国内

大学 ∗

農

物性値（モデル）

The effect of artificial macropores on the amount of organic matters in soils
and plant biomass

国内

大学

農

土壌構造

Assessment of enhanced infiltration by artificial macropore with HYDRUS2D（HYDRUS-2D を用いた人工マクロポアによる降雨浸透促進効果の評価）

国内

大学 ∗

農

土壌構造

国内

大学 ∗

農

土壌構造

国内

大学 ∗

工

廃棄物

国内

大学 ∗

工

廃棄物

Compressibility for industrial waste materials with various mixing proportions and settlement analysis

国内

大学 ∗

工

廃棄物

Interactive effects of EC and pH on nitrous oxide emissions and denitrification

国内

大学 ∗

農

ガス

国内

研究所

工

測定

国内

大学 ∗

農

測定

（海成帯水層の温度変化が地下水水質に与える影響）

Effects of particle size and thermal properties
acteristics in porous media

on thermal dispersion char-（粒径および熱物性が多孔質体中の熱分散現象に与える影響）

Temperature dependency on solute transport parameters in porous media atsaturated condition（多孔質体における溶質輸送係数の温度依存性に関する研究）

Effects of temperature environment in dissolution and chemical forms ofheavy metals of sediment in Arakawa lowland（荒川低地堆積物の重金属の溶出と存在形態に温度環境が与える影響）

Consideration of various factors on the expression of soil water repellency（撥水性発現に関する各要素の検討）

Soil pipe effect on rainfall-runoff process（土壌パイプが降雨流出過程に及ぼす影響）

Locally available soils as liner materials for developing countries: a comparison with geosynthetic clay liner
Compaction properties for municipal solid waste at open dumping sites located in Sri Lanka

物性値（フィールド）
物性値（フィールド）（スリランカ廃棄物処分場における埋設廃棄物の締固め特性）

Theoretical and technical criteria for selecting and designing laboratory diffusion tests（室内拡散試験を選択及び設計するための理論と技術判断基準）

Measuring fresh and old organic matter contents in degraded soils using
FTIR spectroscopy（FTIR スペクトル分析による劣化土壌中の有機物測定）∗ ：発表時大学院生

true TDR 土壌水分センサー
CACC-SEN-315

SDI12 Data 記録装置

定価￥56,000-

CACC-SEN-315

Data Snap

定価￥58,000-

仕様

要素

体積含水率

導電率

温度

測定範囲

0～100%

0～5.0 dS/m

-20℃～+50℃

精度±2%0.1dS/m(0.1mS/cm)±2.5%±0.2℃(-20-50℃)±1% FS

分解能

0.1%

-

-

-

温度安定性 1-50℃

±1%

-

-

-

-

1 [S/m] = 10 [dS/m] = 10 [mS/cm] = 10,000[uS/cm]

EC 安定性 0-5ds/m±2%
測定要素、測定範囲、精度：導電率= S/cm = 1/(Ω・cm)

誘電率

測定条件：温度:+1℃～+50℃、導電率:0～5.0dS/m
測定体積：約 100cc
SDI-12 結線
出 力：SDI-12 (Ver.1.3)
線色
意味
有効測定波長：200G sample/sec
波形伝播分解能：空気中：1.5mm 水中:0.16mm
青SDI-12 DATA
伝播波形波長範囲：3.5GHz
赤SDI-12 電源
測定時間：測定:450ms SDI1-12 コマンド:425ms
動作温度範囲：-20℃～50℃(保存温度:-20℃～+75℃)
白SDI-12 G
電 源：4-15VDC
材 質：304 ステンレス、エポキシ、ポリエチレン
寸法/重量：203L×5３W×1９H(mm) / ４４0g(10m ケーブル)
ケーブル長さ：標準 7.5m・最大 60m（接続されたセンサーの合計は 610m 以下）

SDI12 Data 記録装置

Data Snap

12V
G

仕様

型式：CACC-AGR-D01
対応センサー：SDI Ver.1.3 sensor(AC アダプター接続時) 10 個
メモリーフル時：古い順に上書き(オーバーラップ)
外部電源：USB 経由 5V 電源(300mAmax)
DC6～12V(ジャック):最大
DC15V225mA±10%
バッテリーパック：単 3 電池 8 個搭載 DataSnap の外部電源に接続
センサー10 本、30 分インターバル、アルカリ電池で約 1 年(温度、バッテリー品質に依存)
使用環境：温度:-20℃～+60℃, 0～90%
寸法：105L×53W×25(mm
付属品：SDI

ロガー端子
C ポート

データ保存容量：59,392Data
センサーの数インターバル

保存期間

1

15 分

20 ヶ月

5

20 分

5.5 ヶ月

10

30 分

4 ヶ月

2 個接続可能なターミナル/USB ケーブル/AC アダプター/12V バッテリーパック/"SnapView" ソフトウェア

結線 / 接続部：
ターミナル

線色

DATA

青

COM

白

PWR

赤

〒171-0014
東京都豊島区池袋 4-2-11
ＣＴビル 6F

クリマテック株式会社
TEL 03-3988-6616
FAX 03-3988-6613
URL.http://www.weather.co.jp/

㈨ࠉᩱ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性

Miscellaneous

No. 132, p.65 ∼ 66 (2016)「2015 土壌水分ワークショップ」の報告
溝口勝1「土壌水分」といえば土壌物理学だけのテーマだと思っていた．少なくとも人工衛星によるモニタリンググループと知り合う前は．しかし，1990 年の後半に地球規模の水循環研究グループの会合に参加するようになって人工衛星に搭載したセンサを使って地上の土壌水分を観測する研究が存在することを知った．従来の土壌物理測定がセンサを土壌に直接接触させて数十センチのオーダーの土壌水分を対象にするのに対して，衛星観測はリモートセンシングで数十キロのオーダーの土地の土壌水分を対象にする．どちらも土壌中の水の誘電率の違いに着目している点で測定原理は同じである．そもそも扱うスケールが違うのだから一緒に研究交流すること自体に無理があるようにも思えた．その後，地球規模水循環研究グループとの付き合いが長くなるにつれ，土壌物理と衛星観測グループで「土壌水分」をキーワードにしたワークショップを開催してみようということになった．土壌水分ワークショップ実行委員会 [代表：開發一郎（広大），小池俊雄（東大），溝口 勝（東大），田殿武雄（JAXA）] を組織し，2008 年の冬に第１回の会合を開催した．その後，毎年冬にワークショップを開催し今年度で第 8 回になった．毎回，10 月末締切で発表要旨を集め，特別招待講演と複数の一般発表セッションという構成で「土壌水分」について議論し，年度末に土壌水分ワーク
ショップ論文集を発行している．
最近では土壌物理学会にも後援をお願いし，ホームページ等でワークショップの開催案内を掲載していてもらっている．しかし，これまでこのワークショップに関して土壌物理学会会員の皆様に報告していなかったので今回初めて学会誌に報告させて頂く次第である．

2015 土壌水分ワークショップが 2015 年 11 月 28 日（土） に広島大学東京オフィスで開催された．特別招待講演（1 件）と一般発表（10 件）であった．参加者は延べ 58 名．本ワークショップでは地上や地球観測衛星による土壌水分測定の技術や実際，土壌水分移動観測 · 解析，および農作物生産における土壌水分の役割や今後の研究の展開等の議論が行われた．以下に当日のプログラムを記す．この中で，本学会員の井上光弘氏の講演は大好評で，議論の中で「土壌センサーの使い方ノウハウを関係者で共有しよう」との積極的な提案があった．

2015 土壌水分 WS プログラム — Program of Soil Moisture WS 2015 —開催期日：2015 年 11 月 28 日（土） 午前 11 時 00 分 ∼ 午後 4 時 40 分
開催場所：キャンパスイノベーションセンター（広島大学東京オフィス会議室）
主催：2015 土壌水分ワークショップ実行委員会[代表：開發一郎（広大），小池俊雄（東大），溝口 勝（東大），田殿武雄（JAXA）]
後援：一般社団法人水文 · 水資源学会，土壌物理学会，公益社団法人日本地下水学会
協力：広島大学東京オフィス

1. A trial evaluation of AMSR2 L3 soil moisture products of JAXA on the Mongolian Plateau
Ichirow Kaihotsu（HrU），Hideyuki Fujii（RESTC），Dambaravjaa Oyunbaatar（RIMHE），Toshio Koike（UTy）
2. モンゴル高原における ALOS2/PALSAR2 を用いた高分解土壌水分マッピング（High spatial resolution soil moisture mapping using ALOS2/PALSAR2 in Mongolia plateau）
会田 健太郎（Kentaro Aida: UTk），小池俊雄（Koike Toshio: UTy），浅沼順（Jun Asanuma: UTk），

開發一郎（Ichirow Kaihotsu: HrU）

3. 土壌水分と降水の時空間相関解析：モンゴル草原への応用（Spatio-temporal correlation analyses of soil moisture and precipitation in Mongolian Grassland）
小林健史（Kenshi Kobayashi: UTk），浅沼 順（Jun Asanuma: UTk），開發一郎（Ichirow Kaihotsu: HrU），

Gombo Davaa（RIMHE），Dambaravjaa Oyunbaatar（RIMHE）
1 東京大学大学院農学生命科学研究科

土壌の物理性

66

第 132 号

(2016)

4. 熱帯季節林における苗木生長に及ぼす土壌水分の影響 — 植栽法の比較 —（Effects of soil moisture on the growth of ingenious seedlings in tropical seasonal forest— A comparison of planting method —）酒井正治（Sakai Masaharu: FFPRI），Visaratana Thiti（FFPRI）

5. Hydrological model calibration and scale disaggregation by focusing on soil moisture小池俊雄（Toshio Koike: UTy）

6. 信楽森林流域における多地点土壌水分観測（Soil moisture observations on small catchment in Shigaraki）
萬和明（Kazuaki Yorozu: KyU），前野彰仁（Akihito Maeno: KyU），立川康人（Yasuto Tachikawa: KyU），

市川温（Yutaka Ichikawa: KyU），今井伸太郎（Shintaro Imai: KyU），戎

信宏（Nobuhiro Ebisu: EU），

高瀬恵次（Keiji Takase: IPU），佐藤嘉展（Yoshinobu Sato: EU），山口弘誠（Kosei Yamaguchi: KyU），
中北英一（Eiichi Nakakita: KyU）

7. テキサス州での超伝導重力計による連続観測と土壌水分変化（続報）（Soil moisture effects on superconducting gravimeter measurements at a CCS test site, Texas （2））
杉原光彦（Mituhiko Sugihara: AIST），西祐司（Yuji Nishi: AIST）

8. 砂ベッド蒸発過程における 6 つのマルチセンサーの測定精度の評価（Evaluating measurement accuracy of six multiple sensors during evaporation in a sand bed）
井上光弘（Mitsuhiro Inoue: TtU）

9. 農地集約 · 農作業分散を可能とする地下灌漑直播水稲栽培システムの開発（Development of multi-tasking rice cultivation system enable to direct sowing with subsurface irrigation）
粟生田忠雄（Tadao Aoda: NgU）

10. 土壌水分センサを利用した地盤表層における土壌水分モニタリング — プロファイリングの基礎的研究（Fundamental Study on Monitoring — Profiling for Soil Moisture Content in Ground Surface Layer

Using the Soil Moisture Meter）
下辺 悟（Satoru Shimobe: NhU），齊藤準平（Junpei Saito: NhU），塩谷佳昌（Yoshimasa Shioya: SBC），
寺澤祐貴（Yuki Terasawa: NhU），土橋由弥（Yuya Dobashi: NhU）

なお，本報告では「2015 土壌水分ワークショップ」の報告をしたが，過去のワークショップに関する情報についても整理して土壌物理学会のホームページに報告する予定である．

㈨ࠉᩱ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性

Miscellaneous

No. 132, p.67 ∼ 72 (2016)

MARCO サテライトワークショップ 2015「アジアの作物生産シス
テムと水資源問題のための SWAT の適用と適応」開催報告
江口定夫 1

Report of the MARCO Satellite International Workshop 2015 “Adoption and adaptation of SWAT
for Asian crop production systems and water resource issues”
Sadao EGUCHI1

1. はじめにることは困難である（加藤ら, 2013）．近年，韓国（Kang

急激な人口増加が進むアジアでは，それを支えるため

et al., 2006），日本（Kato et al., 2011; Sakaguchi et al.,2014a; 2014b）及び中国（Xie and Cui, 2011）において，水田を含む農業流域への SWAT 適用の問題点の指摘やの食糧増産と，持続的な農業生産を実現するための土壌

水田水文過程に注目したモデル改良等が行われた．しか

資源保全及び水資源保全が喫緊の課題となっている．過し，水田を湛水管理できる農地として取り扱った上で，度に集約的な農業を行えば，土壌侵食等土壌そのものの水動態だけでなく，SS（懸濁物質），農薬及び栄養塩等

劣化やその結果としての作物生産性の低下を招くだけでの動態予測に SWAT を適用した事例（Kang et al., 2006;
Boulange et al., 2014）はまだほとんどなく，水田流域における SWAT の適用と改良をさらに推進する必要がある．また，流域レベルでの放射性セシウム（Cs）の動態
予測，硝酸塩による地下水汚染問題等，SWAT のようななく，本来農地生態系に対してのみ効果を発揮すべき有用化学物質（栄養塩，農薬等）の農地系外への流出を引き起こし，流域レベルでの土壌 · 水資源や生態系サービ
ス等に大きな影響を及ぼすことが懸念される．さらに，
気候変動や土地利用変化が引き起こす極端な気象 · 水文
学的現象は，これまで私達が経験したことのない規模で，流域モデルを適用すべき新たな課題は山積している．
そこで，国立研究開発法人農業環境技術研究所（農環農地 ∼ 流域レベルの物質循環に多大な影響を及ぼす可研）は，国立研究開発法人国際農林水産業研究センター

能性がある．

（JIRCAS）との共催により，MARCO サテライトワーク

流域レベルの水 · 物質動態予測モデル SWAT（Soil andショップ 2015「アジアの作物生産システムと水資源問

Water Assessment Tool）は，このような流域レベルでの土壌 · 水資源利用及び保全や作物生産等に関わる複雑な問
題の解決を目的として，USDA-ARS（米国農務省農業局）と TAMU（テキサス農工大学）により開発が進められてきた準分布型の流域モデルである（Arnold et al., 1998）．
モデルの開発 · 改良と利用の歴史は 30 年間以上にも及び，SWAT の汎用性の高さと有用性は，欧米を中心として世界各地で実証されている（Gassman et al., 2007）．
近年では，アジア各国や日本への適用も進み（Somura
et al., 2009a; 2009b; 2012; Jiang et al., 2011; 2014; 清水ら, 2013; Fan and Shibata, 2015; 小保内ら, 2015; Wang etal., 2015），アジアの食糧問題や環境問題の解決に向けた
SWAT の活用が大きく期待されている．

究コンソーシアム）（Table 1a）の活動の一貫として開催

ところが，SWAT は水田のような湛水管理を行う農地

確認すると共に今後の方向性を議論することも，本ワーを想定しておらず，現状では，水田における節水管理やクショップの大きな目的の一つであった．また，本ワー

循環灌漑等による環境保全効果の評価に SWAT を利用すクショップは，これまで東南アジアや東アジアを対象に1 National Institute for Agro-Environmental Sciences. Corresponding au-

thor: 江口定夫, 農業環境技術研究所
2016 年 3 月 4 日受稿 2016 年 3 月 6 日受理

題のための SWAT の適用と適応」を開催し，アジアの食糧問題や環境問題の解決に SWAT を活用するため，水田流域への SWAT の適用と改良を中心テーマとして，アジアモンスーン地域の様々な農業流域への SWAT 適用に関わる講演 · 議論を行った．本ワークショップは，農環研が主導する MARCO（モンスーンアジア農業環境研
された MARCO シンポジウム 2015（Table 1b）のサテ
ライトワークショップの一つである．前年には，国立大学法人東京農工大学（東京農工大）と MARCO の合同
ワークショップ「SWAT 水田モジュール開発 2014」を開催しており（Table 1c），その後，日本，米国，インド，
ベトナム等の各国でどのような進捗があったかを皆で

2 年に 1 回の頻度で開催されてきたアジアの SWAT 会
議を初めてアジア全域に拡大し，第 4 回国際 SWAT アジア会議（International SWAT-Asia Conference IV，略称

土壌の物理性

68

第 132 号

(2016)

Table 1 本ワークショップに関連する Web サイト一覧.
List of websites related to this Workshop.
Web サイトのタイトル，内容
a
b
c
d
e
f

URL

MARCO：モンスーンアジア農業環境研究コンソーシアム
The Monsoon Asia Agro-Environmental Research Consortium
MARCO シンポジウム 2015「モンスーンアジアにおける農業環境研究の挑戦」平成 27 年 8 月 26 日（水） ∼ 28 日（金）Web マガジン「農業と環境」No.177 東京農工大− MARCO
合同国際ワークショップ「SWAT 水田モジュール開発 2014」開催報告
Web マガジン「農業と環境」No.187 MARCO ワークショップ「アジアの作物生産システムと水資源問題のための SWAT の適用と適応」開催報告
Web マガジン「農業と環境」No.189 MARCO ワークショップ「アジアの作物生産システムと水資源問題のための SWAT の適用と適応」詳細報告

http://www.niaes.affrc.go.jp/marco/marco2015/
index.html?1021
http://www.niaes.affrc.go.jp/magazine/177/
mgzn17707.html
http://www.niaes.affrc.go.jp/magazine/187/
mgzn18704.html
http://www.niaes.affrc.go.jp/magazine/189/
mgzn18901.html

SWAT のホームページ

http://swat.tamu.edu/

http://www.niaes.affrc.go.jp/marco/index j.html

SWAT-Asia IV）と位置づけて実施した（Table 1d）．さらに，これまでの SWAT 会議にはない取り組みとして，
SWAT 以外のモデル研究，モデル研究ではないモニタリ

いては，農環研の Web マガジン「農業と環境」No.189

ング研究やデータベース開発の研究等も対象に含め，広（Table 1e）を参照頂くことにして，ここでは，筆者の個く発表を募集した．2015 年は，国際連合（国連）の国

人的見解に基づき，会議全体から得られた主な知見につ際土壌年「元気な暮らしは元気な土から」であると同時いて幾つか述べたい．なお，以下の文中における口頭及に，国連の国際 10 年「生命のための水」（International
Decade for Action ‘Water for Life’ 2005–2015）の最終年ある．

でもあり，これらの活動への貢献も本ワークショップの目的の一つとした．

頭発表と 12 のポスター発表があった（Table 2）．個々の発表概要や，SWAT 講習会及びエクスカーション等につびポスター発表の番号は，すべて Table 2 に示すもので第一の知見は，SWAT がアジアや世界各国で依然として様々な用途で広く利用され（S1-1），SWAT に対する

本ワークショップの開催にあたり，土壌物理学会をはニーズが益々高まっていることが非常に明確になった

じめ，農林水産省農林水産技術会議事務局，国立研究開ことである．中でも，土地利用変化と気候変動の影響を

発法人農業 · 食品産業技術総合研究機構，東京農工大，茨城県，USDA-ARS，WASWAC（世界土壌水保全機構），

SWAT（等）で予測する研究が最も多く（S2-1，P14 等），
対象は，表面水及び地下水，SS 輸送，水収支，土壌侵食，

TAMU，一般社団法人日本土壌肥料学会，公益社団法人

作物収量，土壌有機態炭素等々，多岐に及んだ．そのほ

農業農村工学会，公益社団法人日本水環境学会，一般社

か，農薬，窒素，リン，カリウム（K），放射性 Cs 等の団法人水文 · 水資源学会の御後援を頂いた．ここに記し化学物質を対象として，農業流域や都市流域に SWAT がて感謝の意を表する．

適用されていた．森林流域では，水資源の評価や管理を目的として SWAT が適用され，水力発電のための水資源

2. ワークショップの概要

量を評価する研究（P-8, P-19）も見られた．
第二の知見は，従来版 SWAT に加えて，新 SWAT や

本ワークショップの中心となる口頭及びポスターセッ

非 SWAT モデルの情報が得られたことである．従来版

ションは，2015 年 10 月 20 日（火） ∼ 22 日（木）の 3 日

SWAT をそのまま水田流域に適用した場合，水動態（河間，農林水産技術会議事務局筑波事務所つくば農林ホー

川流量）については多数のモデルパラメータの調節にルにおいて行われ，初日と三日目の夜間には，農環研大より，実測値との適合性が妥当となる例も少なくない

会議室において SWAT 講習会（初心者及び上級者コーが，化学物質動態の予測精度は不十分となる（Kato etス）を実施した．また，会議前日の 10 月 19 日には前夜

鉾田川流域内のハウス野菜栽培農業地帯，霞ヶ浦湖岸のal., 2011）．しかし，流域内での緻密な調査データ等に基づき，対象流域内の水 · 物質動態の特徴を十分に採り入れて SWAT を適用すれば，妥当な精度で実測値を再現できる事例が示された（S3-8）．新 SWAT としては，次の段落で述べる水田用 SWAT だけでなく，放射性 Cs
動態予測用の SWAT-Cs 及びその開発の元となった K
動態予測用の SWAT-K が紹介された（S4-1）．非 SWAT

祭を催し，ベジタリアン及びハラルフードに対応した料理（主担当：箭田佐依子氏），能楽の謡（同：大倉利明氏），
サックス演奏（同：吉川省子氏）等でもてなした．会議
後の 10 月 23 日にはエクスカーションを行い，農環研の調査対象流域である筑波山麓の水田流域（逆川流域）やハス田地帯（JA 土浦れんこんセンター），茨城県霞ヶ浦

では，圃場レベルを対象としたより詳細な農地管理の環境科学センター等を見学した．アジア各国を中心に計影響を評価することができる圃場レベルのモデルとし

12 ヶ国（マレーシア，中国，ベトナム，インド，フィリて APEX（Agricultural Policy/Environmental Extender）

ピン，米国，インドネシア，カナダ，ドイツ，エジプト，

モデル（S3-1）や EPIC（Environmental Policy Integrated

チュニジア，日本）から 82 名の参加者があり，25 の口

Climate）モデル（S4-2）等が示された．また，SWAT が資料：MARCO サテライトワークショップ 2015 開催報告

69

Table 2 口頭発表セッション及びポスター発表セッションにおける発表タイトルと発表者の一覧（和訳）.
List of presentation titles and speakers in the oral and poster sessions (translated in Japanese).
発表タイトル

発表者

口頭発表セッション（☆は招待講演）

S1 「地球規模の SWAT 適用とアジアでの展望」

10 月 20 日午前

S1-1 [基調講演] 生態水文モデルである土 · 水評価ツール（SWAT）の 2015 年頃における地球規模での適用傾向，洞察と課題
水田流域のための SWAT による水文シミュレーションの改良：モデル開発とデータ同化

S1-2☆

Philip W Gassman（アイオワ州立大学 ·農業農村開発センター，米国）

Xianhong Xie （北京師範大学，中国）

S1-3

低地水田における水と物質収支解析のための SWAT 適用

加藤 亮（東京農工大学）

S1-4

マレーシアにおける水文モデル SWAT の適用：最近の状況

Muhamad Radzali Mispan（マレーシア農業
調査開発研究所 · 戦略的資源調査センター，
マレーシア）

S2 「土地利用変化と気候変動が流域プロセスに及ぼす影響」☆

10 月 20 日午後

S2-1 土地利用変化と気候変動がベトナム · 中央高地のスレポク流域
における土壌及び水資源に及ぼす影響の評価

Kim Loi Nguyen（ノン · ラム大学気候変動

ベトナムのブ · ギア · ス · ボン流域における土地利用変化を予測するためのマルコフ鎖 · セルラーオートマタモデルの適用

Hoang Tu Le （ノン · ラム大学気候変動研究

気候変動が懸濁物質輸送に及ぼす影響のモデル化：統合的手法を用いた事例研究

Nor Faiza Abd Rahman （マラ工科大学，

ブラジルの土地利用が対照的な二つの小流域における水収支のモデル化に及ぼす土壌パラメータの影響

Gabriele Lamparter（ゲッチンゲン大学，

S2-2

S2-3
S2-4

S2-5 SWAT で用いられる降水，表面流出及び懸濁物質流出の関係の日本における人工降雨実験による研究

研究センター，ベトナム）センター，ベトナム）
マレーシア）
ドイツ）

Farag Malhat（東京農工大学）

富栄養湖の総合的な流域管理のための拡散汚染対策

黒田久雄（茨城大学）

S3 「土壌 · 水資源の合理的管理のための水田流域における SWAT の適用と改良」

10 月 21 日午前 ∼ 午後

S2-6

☆
☆

S3-1 [基調講演]
SWAT の適用
S3-2

水田の水文学的シミュレーションのための APEX とランド研究センター，米国）

SWAT でテラスをシミュレートするためのプロセスに基づいた

アルゴリズムS3-3

日本における SWAT （土 · 水評価ツール） の適用

Younggu Her（テキサス農工大学ブラックランド研究センター，米国）
Balaji Narasimhan（インド工科大学マドラス
校，インド）SWAT を用いた水田のための灌漑モジュールの開発と試用

詳細な管理データを用いた水田圃場における農薬の挙動と輸送のシミュレートS3-6

Julien Boulange（東京農工大学）

S3-7

三江平原の典型的な農業流域における農薬流失のシミュレーション

Guanqing Cai（北京師範大学，中国）

S3-8

SWAT を用いた西日本の郊外農業流域からの懸濁物質と栄養塩類

清水裕太（農研機構 · 近畿中国四国農業研究センター）の流出の推定S3-9 土壌流失による水稲収量低下の定量的なリスク評価のためのSWAT モデル，リモートセンシング及び GIS
S3-10

Jeark A Principe （フィリピン大学ディリマ
ン校，フィリピン）

Xiaolan Lin（東京農工大学大学院連合農学

窒素動態と脱窒活性の間の関係

S4 「非 SWAT と新 SWAT：流域スケールモデルの更なる必要性と挑戦」☆

Hui Shao（ゲルフ大学，カナダ）
宗村広昭（島根大学）

新しいモジュラー SWAT コードを用いた 1 時間以下の時間
ステップでの水文学的シミュレーション

S3-4☆ S3-5Jaehak Jeong （テキサス農工大学ブラック研究科）

10 月 22 日午前

S4-1 [基調講演] SWAT を用いた放射性セシウムのシミュレーショ
ンモデル開発と適用における幾つかの側面

波多野隆介（北海道大学）

集約的な耕起実践条件下における土壌炭素フラックスと気候変動下における作物収量の反応

Wei Ouyang（北京師範大学，中国）

S4-2
S4-3

黒ボク土が優占する流域における過去に投入した窒素の出現の要因

S4-4 WEAP-MABIA モデルを用いたコメのための灌漑戦略の評価：
サルダール · サロバール · コマンド地方の地域 – I における研究事例
S5 「アジアの流域における土壌の資源と機能」（S5-1 は当日キャンセル）S5-2

SWAT 水文学的モデルにおけるマレーシアの土壌データ

S5 の一部として、閉会式後に、農業環境インベントリー展示館（農環研）の土壌モノリス展示等の見学コースを実施

板橋直（農環研）

Gopal H Bhatti（マハラジャ · サヤジラオ
大学バローダ校，インド）

10 月 22 日午後
Khairi Khalid（マラ · パハン工科大学，マレーシア）

神山和則（農環研）

土壌の物理性70

第 132 号

(2016)

発表タイトル

発表者

ポスター発表セッション（★はベストポスター賞受賞，欠番は当日キャンセル） 10 月 20 ∼ 22 日
国スケールの水力資源評価計画のための ArcSWAT 入力データ
セットの開発 — フィリピンの事例

Greyland C Agno（フィリピン大学ディリマ

地下水と用水路の灌漑水の共用での土壌水収支シミュレーショ
ン：サルダール · サロバール · コマンド地方の地域 – I における蓖麻子作
物についての研究事例
P-10 GIS を用いたケダにおける農業利用のための土地利用可能性と土壌 – 作物適合性

Hareshkumar M Patel（マハラジャ · サヤジラ
オ大学バローダ校，インド）

P-8

P-9

★

ン校，フィリピン）

Hasliana Kamaruddin（マレーシア農業調査
開発研究所，マレーシア）

P-12

日本の茨城県の水田流域における水，懸濁物質及び栄養塩類の移動を推定するための SWAT モデルの適用

吉川省子（農環研）

マレーシア · ケランタン川流域の水文学的成分に対する気候変動の影響

MouLeong Tan（マレーシア工科大学，マレー

マレーシア半島地方の高地について ASTER 及び SRTM から作成した数値標高モデルの評価

Muhammad Zamir Abdul Rasid（プトラ ·タマン · トロピカ · ケニールにおける土壌水分：地球温暖化への影響を緩和する灌漑管理のための必須要素

Norlida Mohamed Hamim（マレーシア農業

P-19 水力資源評価における SWAT と地理空間技術の適用：フィリピ
ン · ミンダナオ島の Liangan 川の事例

Rowane May A Fesalbon（フィリピン大学

P-14
P-15
P-17

★ P-20シア）
マレーシア大学，マレーシア）
調査開発研究所，マレーシア）
ディリマン校，フィリピン）

水田における流出過程についての SWAT モデルの改良

土屋遼太（東京農工大学）

P-21

ArcGIS を用いたカメロン高地の様々な流域における重金属濃度

Siti Humaira Haron（ケバンサーン · マレーシ

P-22

SWAT モデルを用いたチュニジア · Joumine 川流域におけるSlim Mtibaa（筑波大学）

懸濁物質流出量と表面水流出の推定

ベトナム · コンタム県のポ · コ流域における表面流と基底流のシミュレート

P-25

ア大学，マレーシア）

Vo Ngoc Quynh Tram（ノン · ラム大学，ベト

ナム）

不得意な不飽和帯における硝酸塩の輸送過程について，

域モデルに付きものの課題があらためて浮き彫りとなっ圃場レベルのモデル LEACHM（Leaching Estimation andた．モデル主体の会議を開催することで，逆に，モニタ

Chemistry Model）の改良版（Asada et al., 2013）を流域レベルに適用した事例が紹介された（S4-3）．

リングデータや実態把握のための研究が如何に重要であ第三の知見としては，本ワークショップの中心テーマ

第五の知見は，モデル予測に最適な空間 · 時間単位

るかを強く認識することが出来た．

である水田版 SWAT を挙げたい．前出の APEX では水の問題についてである．準分布型の流域モデルである

田用のアルゴリズム構築が大きく進み（S3-1），それを参SWAT では，HRU（Hydrological Response Unit）と呼ば考に水田版 SWAT「SWAT-PADDY」が開発され，日本のれる最小単位の空間領域が定義され，この領域は一つの水田流域への適用事例が紹介された（P-20）．このほか，

均質な圃場（土壌，地形，作物条件等が均質）のように棚田地帯に SWAT を適用するために改良された SWAT-T

みなされる．この HRU が幾つも集まって一つのサブ流（S3-2），水田農薬を対象とした PCPF-1@SWAT（S3-6），域を形成し（ただし，HRU 間の相互作用はなく互いに水田用の灌漑モジュールの開発（S3-5）等，水田版 SWAT

独立している），サブ流域が幾つも集まって一つの流域は各国で大きく進展していた．

を形成する．この HRU やサブ流域の数や大きさは，流第四の知見は，モデル適用以前の様々な困難な課題が，域特性とユーザーの設定によって変わるが，最適な設定

あらためて認識されたことである．すなわち，SWAT のは，対象物質や研究目的，労力や時間制限等に応じて，ような流域モデルを適用するためには，まず，①長期間試行錯誤で決めざるを得ないのが現状である．計算時間（少なくとも数年間以上）の信頼しうる連続観測データが単位についても同様である．この一つの解決策となりう

必須であり，②水，SS，化学物質（農薬，栄養塩，放射るのが，Modular SWAT code（S3-4）と呼ばれる新たな性 Cs 等），作物収量，土壌特性等についての多岐にわた機能であり，HRU 間の相互作用を考慮することが出来る実測データをとるだけでなく，③必要に応じて，一地て，HRU の数が増えても入力ファイル数が変わらない

点ではなく多地点あるいは流域内での面的な実測データという特長を有する．また，SWAT におけるデータ同化

や，そのデータ解析に基づく様々な流域プロセスの十分手法についての発表もあり（S1-2），長期にわたって流域な理解が必要となる．また，④国 · 地域によっては容易レベルでのモデル予測精度を高く維持するための工夫がに入手できない地理情報システム（GIS）データや，GIS示された．

データと現在の土地利用状況の相違，農家による農薬

3. おわりに· 肥料散布時期の大きな違い等，モデルに入力する所謂「活動量」の正確なデータを如何に整備するか，整備出来最後に，SWAT の今後の研究方向について，①土地利用ない場合にはどのように入力値を与えれば良いか等，流変化と気候変動の影響予測，②水田版 SWAT の開発と公資料：MARCO サテライトワークショップ 2015 開催報告

71

開，③国際共同研究の推進，④ BMPs（best management

Boulange, J., Watanabe, H., Inao, K., Iwafune, T., Zhang, M.,

practices）のための費用便益分析，の 4 点を挙げたい．
①については，本ワークショップでも最多の報告があり，
今後もさらに重要なテーマとしてアジア各国での SWAT
適用を進める必要がある．そのためには，②は必須であり，③を活かして条件の大きく異なる各国の水田流域に同じモデル（例えば，SWAT-PADDY）を適用し，モデルの検証と改良を行う必要がある．④ は SWAT-T（S3-2）

Luo, Y. and Arnold, J.G. (2014): Development and validation

Fan, M. and Shibata, H. (2015): Simulation of watershed hy-

において棚田の整備にかかる費用とそれによる土砂流出

Gassman, P.W., Reyes, M.R., Green, C.H. and Arnold, J.G.

軽減効果の便益の計算例が示されたが，流域管理では常(2007): The soil and water assessment tool: historical de-に必要不可欠な課題である．

velopment, applications, and future research directions. Trans.

水田版 SWAT が圃場モデルである APEX を参考に開of a basin scale model PCPF-1@SWAT for simulating fate andtransport of rice pesticides. J. Hydrol., 517: 146–156.
drology and stream water quality under land use and climatechange scenarios in Teshio River watershed, northern Japan.
Ecol. Ind., 50: 79–89.

Am. Soc. Agric. Biol. Eng., 50: 1211–1250.

発されていることからも分かるように，流域モデルの開Jiang, R., Li, Y., Wang, Q., Kuramochi, K., Hayakawa, A., Woli,

発では，圃場レベルでのモニタリングと現象解明に基づ

K.P. and Hatano, R. (2011): Modeling the water balance pro-く圃場モデルの開発と，流域規模にスケールアップする

cesses for understanding the components of river discharge in

ための工夫（例えば，HRU のような考え方）が鍵とな
る．圃場モデルは土壌物理の研究対象そのものであり，SWAT のような流域モデル開発への土壌物理の貢献は，今後益々必要とされるだろう．
本ワークショップの会議案内最終版（Table 1d）及びプ
ログラム · 講演要旨集（Table 1e）（主担当：朝田 景氏，平野七恵氏）は，いずれも農環研ホームページよりダウンロードできる．次回，2017 年の SWAT-Asia V は，マレー
シアで開催される．まだ案内は出ていないが，SWAT のホームページ（Table 1f）をご覧頂きたい．

a non-conservative watershed. Trans. Am. Soc. Agric. Biol.
Eng., 54: 2171–2180.
Jiang, R., Wang, C.Y., Hatano, R., Hayakawa, A., Woli, K.P. andKuramochi, K. (2014): Simulation of stream nitrate-nitrogen
export using the Soil and Water Assessment Tool model in adairy farming watershed with an external water source. J. Soil
Water Conserv., 69: 75–85.
Kang, M.S., Park, S.W., Lee, J.J. and Yoo, K.H. (2006): Applying
SWAT for TMDL programs to a small watershed containing
paddy fields. Agric. Water Manage, 79: 72–92.
Kato, T., Somura, H., Kuroda, H. and Nakasone, H. (2011): Simulation of nutrients from an agricultural watershed in Japan

謝辞

using the SWAT model. Int. Agric. Eng. J., 20: 40–49.
加藤 亮, 渡邊裕純, Boulange Julien, 江口定夫, 坂口 敦, 宗村広昭

本ワークショップ開催準備と当日運営のため，事務局
メンバーとして精力的に取り組んで下さった農環研（吉(2013): SWAT モデルの水田を含む流域への適用の問題点と改善に向けて. 農業農村工学会誌, 81: 983–987.

川省子，神山和則，大倉利明，板橋 直，三島慎一郎，中小保内啓太, 下ヶ橋雅樹, 秋葉道宏 (2015): 水文水質モデルを用

島泰弘，中村 乾，朝田 景，箭田佐依子，平野七恵，阿部いた釜房ダム流域における豪雨による高濁度化の浄水処理

薫，堀尾 剛，八木一行），JIRCAS（飯泉佳子，伊ヶ崎健
大），農研機構 · 近畿中国四国農業研究センター（松森堅システム影響評価. 水道協会雑誌, 84: 1–14.

Sakaguchi, A., Eguchi, S. and Kasuya, M. (2014a): Examination

治，志村もと子，清水裕太），東京農工大（渡邊裕純，加of the water balance of irrigated paddy fields in SWAT 2009

藤 亮，Boulange Julien），茨城大学（黒田久雄），島根大

using the curve number procedure and the pothole module.

学（宗村広昭），茨城県環境対策課（北村立実），茨城県

Soil Sci. Plant Nutr., 60: 551–564.

霞ヶ浦環境科学センター（菅谷和寿）の計 25 名の皆様
（敬称略）に，心より深く御礼申し上げます．

Sakaguchi, A., Eguchi, S., Kato, T., Kasuya, M., Ono, K., Miyata, A. and Tase, N. (2014b): Development and evaluationof a paddy module for improving hydrological simulation in
SWAT. Agric. Water Manage., 137: 116–122.

引用文献

清水裕太, 小野寺真一, 齋藤光代 (2013): 郊外農業流域におけるリン流出量推定への SWAT モデルの適用可能性. 水文 · 水資
源学会誌, 26: 153–173.

Arnold, J.G., Srinivasan, R., Muttiah, R.S. and Williams, J.R.
(1998): Large area hydrological modeling and assessment:
Part I. Model development. J. Am. Water Resour. Assoc., 34:
73–89.
Asada, K., Eguchi, S., Urakawa, R., Itahashi, S., Matsumaru, T.,
Nagasawa, T., Aoki, K., Nakamura, K. and Katou, H. (2013):
Modifying the LEACHM model for process-based predictionof nitrate leaching from cropped Andosols. Plant Soil, 373:
609–625.

Somura, H., Arnold, J., Hoffman, D., Takeda, I., Mori, Y. and
Di Luzio, M. (2009a): Impact of climate change on the Hii
River basin and salinity in Lake Shinji: a case study using
the SWAT model and a regression curve. Hydrol. Process., 23:
1887–1900.
Somura, H., Takeda, I. and Mori, Y. (2009b): Sensitivity analyses of hydrologic and suspended sediment discharge in the
Abashiri River basin, Hokkaido region, Japan. Int. Agric. Eng.
J., 18: 27–39.

72

土壌の物理性第 132 号

(2016)

Somura, H., Takeda, I., Arnold, J.G., Mori, Y., Jeong, J., Kannan,

and particulate organic phosphorous yields from a volcanic

N. and Hoffman, D. (2012): Impact of suspended sedimentwatershed characterized by forest and agriculture using SWAT

and nutrient loading from land uses against water quality inmodel. Int. J. Limnol., 51: 23–35.

the Hii River basin. Japan. J. Hydrol., 450–451: 25–35.

Xie, X. and Cui, Y. (2011): Development and test of SWAT for

Wang, C., Jiang, R., Mao, X., Sauvage, S., Sanchez-Perez, J.M.,

modeling hydrological processes in irrigation districts with

Woli, K.P., Kuramochi, K., Hayakawa, A. and Hatano, R.
(2015): Estimating sediment and particulate organic nitrogenpaddy rice. J. Hydrol., 396: 61–71.

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 132, p.73 ∼ 74 (2016)

北陸採水顛末記
鈴木克拓 1

本欄の執筆を依頼された．果たして何を書くか．投稿

有意義であった．

規程には “「土壌の物理性」周辺のことについての随想

大雨の予報が外れることもあったが，予期せぬ大雨でや意見” とある．過去の本欄には，ご自分の研究史を書出向けない場合もあった．この事態に備えて，予め北陸

かれているものが多くある．しかし，筆者には人様に明研究センターの研究者に「もしも，私が出向けないとき

かせる研究史はとても書けないので，これまで行ってきに大雨が降ったら，無理せず可能な範囲で採水して下さた「北陸研究センターにおける圃場流出水の採取」の顛い」とお願いしていたのである．大雨が降ると，翌日か末をもって土壌の物理性周辺の随想としたい．

翌々日に職場宛に冷蔵の水試料が届く．中には尋常でな

筆者が新潟県上越市にある中央農研北陸研究センター

い時間帯や休日の試料が含まれ，恐縮することが幾度もにおいて採水を始めたのは 2003 年なので，今年で 14 年あった．自分がその立場だったら同じことを行えるかとになる．開始から 2009 年までは茨城県つくば市の農業

考えると，今でも足を向けて寝られない．採水をはじめ

環境技術研究所に在籍した．では，つくばにいて，なぜ筆者の研究の多くが北陸の職員の尽力によって成り立っ

北陸かと言うことになる．当時，プロジェクト研究でコていることに感謝の思いを禁じ得ない．

ロイド担体輸送（colloid-facilitated transport）を扱って

北陸地方の降水量は夏よりも冬の方が多い．そのた

いた．これに関連して，圃場からのリンの暗きょ流出をめ，この地方に特徴的な流出実態を明らかにするには冬扱ったらどうかという話になった．流出実態を知るには期の測定が必須となる．問題は，この地方は気温が高く，成分濃度と流出水量を知る必要がある．成分濃度は然る

融雪がほぼ常に生じていることである．すなわち，雪解べき方法で測定すれば良い．一方，流出水量の測定にはけ時期のみ採水すれば良いというわけではなく，冬期も様々なノウハウがあるが（当地に転籍後，それを知るこ

継続的に採水しなければ流出特性を明らかにすることはととなる），当時の筆者は持ち合わせていなかった．そし出来ないのである．残念ながら，測定圃場への経路は除て，様々な人に促され，流出水量を測定していて，コロ

雪をしてなく，大雪の時は転落するかも知れない排水路

イド担体輸送が起こりそうな粘土質土壌の圃場があり，はおろか，採水場所もどこにあるか分からない．冬期の採水に出向くことが可能な北陸研究センターで試験を行

採水は「冒険」である．幸い，これまでは生還している．

うこととなった．

つくばに在籍し，測定圃場が北陸という「ねじれ現象」

つくば時代には，上越で大雨が降るとの予報が出るとは，2009 年に筆者が北陸研究センターに転籍することに北陸研究センターに出張するということを幾度となくより一応の解消を見た．現地に住めば当然採水しやすく行った．そして，首尾良く大雨が降り，圃場から水が出なるだろうと思っていた．住居から圃場までは 10 分位

ると採水するのである．出始めから採りたいという願望だからである．しかし，そうではなかった．意志の弱いがあるが行くには半日近く掛かるため，「降り出してか筆者にとっての一番の障壁は「玄関を出る」行為だからら」ではなく「降るかも」となると出張するのである．

である．特に連休 · 深夜には障壁が高くなる．そのため，

現在，この地に住んでいて感じるのであるが，当地の天10 分の距離に住んでいるにもかかわらず，採水時は職場

気予報は時に大きく外れる．出張したが，なかなか降らに泊まり込むこととなった．

ないこともあった．そのために土壌採取や測定機器の調今は測定圃場がすぐそばにある．しかし，それを十分

整の作業を作っておくのである．しかし，雨が全く降らに生かせる状況かとなると必ずしもそうではない．理ない時などには迷惑承知で北陸研究センターの農業土木

由としてまず挙げられるのは，所属する研究グループのや土壌の研究者に付き合っていただいた．北陸地方におミッションに起因するものである．当グループには，こける土壌周辺の話を聞くことができ，筆者にとって大変の地域に適応した生産体系の確立という目標が課せられ

1 農業 · 食品産業技術総合研究機構 中央農業総合研究センター

2016 年 1 月 29 日受稿

2016 年 2 月 3 日受理ている．養分流出の測定は，養分収支に基づいた施肥管理の開発に資することにより生産体系の確立に寄与する

74

土壌の物理性第 131 号

(2016)と考えているが，すぐには増収などに結びつかないため，

初は転換畑での懸濁物質とリンの暗きょ流出の測定だけ難しいところである．また，研究設備の問題もある．当行っていたが，研究を続けていると他の成分の動態や作グループは前記のような使命を持つので，筆者が関心を付体系と流出との関連など，様々な謎が湧いてくる．取持つ項目を測定する設備は必ずしも整っていない．しかり組んだ謎もあるが，手を出せないものが多い．

も，北陸研究センターは独立したブランチで近隣に関連

いつまでかは分からないが，今後も採水が待っている．

研究機関がないため，すぐに機械を借りに行くというわ

待っていると言うより，大雨が降ると精神が不安定にな

けにはいかない．これらを含む様々な理由から，当地にり，採水すれば落ち着くのである．病気かも知れない…．

おける養分流出の測定は厳しい状況にある．一方で，当会 務 報 告I. 2015（H27）年度 第 4 回評議員会
日時：討議 · 採決期間
2015 年 12 月 21 日 ∼ 2016 年 1 月 7 日

採決2016 年 3 月 1 日 ∼ 3 月 3 日
出席委員：取出伸夫，小杉賢一朗，千葉克己，釣田竜也，中川

開催形式：メール会議

啓，中辻敏朗，橋本洋平，

出席委員：中辻敏朗，塚本康貴，安中武幸，千葉克諸泉利嗣，宮本輝仁，望月秀俊，吉田修

己，加藤英孝，原口暢朗，西村一郎（委員 11 名中 11 名参加：成立）

本輝仁，北川拓，宮巌，渡辺晋生，小杉賢一

朗，諸泉利嗣，森也寸志，望月秀俊，

宮本英揮，伊藤祐二，武藤由子，吉川省
子（委員 18 名中 18 名参加：成立）議

題：

1. シニア会員への変更
シニア会員としての登録変更が一件承認された．

2. 以下の 1 件の共催について承認された（1）2015 年度界面動電現象研究会
不均一な高分子 · コロイド界面の物性と凝集
日時：2016 年 3 月 11 日
主催：高分子学会 高分子と水 · 分離に関す
る研究会

議事内容

1. 議題
（1）編集委員長より提案のあった「土壌の物理性
132 号」の発行計画が全会一致で承認された．
2. 報告（1）編集幹事より，現在の閲読の進行状況が報告された．
（2）各委員より，各特集の進捗が報告された．

III. 会員消息（2016 年 2 月 29 日まで，敬称略）
入会 賛助会員

クリマテック株式会社

退会 購読会員

煥乎堂外商部

報告 · 協議事項：

1. 次年度大会シンポジウムについて
2. Web システムについて
3. 転載申請書 · 許可証について
4. 共催 · 協賛等での対応について

II. 2015（H27）年度 第 4 回編集委員会
開催形式：メール会議
日時：質疑応答 · 討論2016 年 2 月 22 日 ∼ 2 月 29 日

現在会員数（2016 年 2 月 29 日現在）
正会員（国内）：262

正会員（海外）

：

シニア会員

： 17

学生会員（国内）： 45

学生会員（海外）

：

2

0
賛助
： 9
—————————————小 計
：335
購読会員数
： 37
—————————————合 計
：372

76

—編 集 後 記—
清々しい秋空の下，佐賀大学において 2015 年度土壌の京都」という魅惑のフレーズを前に思い浮かぶのは，物理学会大会を開催しました．参加登録の締切日の 1 週

学術団体としては不適切だと思われるボツ企画ばかり．

間前でも，web 登録者数はわずか 10 名弱．閑古鳥が鳴

良いアイディアが浮かばないまま時だけが過ぎ，焦りがく大会になる悪夢を何度みたことでしょう．しかし，そ募ります．

れは杞憂に終わり，作成した全 120 部の講演要旨集は即そうした焦りの反面，本稿のキーボードを打つ手は驚日完売．盛況のうちに，大会を終えることが出来ました．

くほど軽い．うまく形容できませんが，企画 · 運営する

大会事務局の一員として，ご参加下さった皆様に心より立場である前に，一人の学会員として “参加したい！と御礼申し上げます．

思わせる何か” が大会にあるからでしょう。ふらっと参

新しいことや面白いことは，いつも若者から始まる ···．

加してみた方や次代の土壌物理学を担う学生さんにも，私はそう考えています．そして，学会もまたそうあって先輩諸氏から受け継がれてきた土壌物理学会の良さを体欲しいし，そうでなければ未来はないと考えます．間も感して頂けるよう，“1 度参加すると，癖になる (?) 大会”

なく不惑の年を迎える私も，重鎮居並ぶ土壌物理学会でとするべく，悩ましさと待ち遠しさの狭間で揺れながら，は若造かその類．ならば，2016 年度大会（京都大学）に

企画書と睨めっこする今日この頃です．

も若造らしい要素を盛り込むべく，大会企画書を鋭意作
成中です．ただし，そうした気持ちは空回り気味で，「秋

宮本英揮（庶務幹事）

土壌物理学会
事務局構成

会
長
副 会 長
庶務幹事
編集幹事
会計幹事
会計監査

編集委員会

委 員 長
委
員

長
裕幸
江口
定夫
中野
恵子
宮本
英揮
渡辺
晋生
近藤
文義
中川
啓
徳本
家康
取出
伸夫
小杉 賢一朗
千葉
克己
釣田
竜也
中川
啓
中辻
敏朗
橋本
洋平
諸泉
利嗣
宮本
輝仁
望月
秀俊
吉田 修一郎（佐賀大学）（農業環境技術研究所）（農研機構 九州沖縄農業研究センター）（佐賀大学）（三重大学）（佐賀大学）（長崎大学）（佐賀大学）（三重大学）（京都大学）（宮城大学）（森林総合研究所）（長崎大学）（（地独）北海道立総合研究機構）（東京農工大学）（岡山大学）（農研機構 農村工学研究所）（農研機構 近畿中国四国農業研究センター）（東京大学）

土壌物理学会会則

年度から適応するが，当該年度中に有資格となった場合
は，次年度から適応する．
第 1 条 本学会は土壌物理学会（Japanese Society of Soil Physics） 3）シニア会員の権利は正会員に準ずる．ただし，会則第 6と称する．
条で定める役員および第 9 条で定める委員会委員に就く
第 2 条 本学会は土壌物理に関する研究の進歩と普及を図り，農業ことはできない．
（2011.10.28 制定）
技術および環境科学の発展に貢献することを目的とする．
第 3 条 本学会はその目的を達成するために次の事業を行う.
「土壌の物理性」投稿規定（1）研究発表会，討論会および見学会などの開催（2）学会誌「土壌の物理性（Journal of the Japanese Society
1. 筆頭著者は本学会会員であること．
of Soil Physics）」並びにその他の印刷物の発行
2. 投稿原稿の区分と規定ページは下記による．
（3）内外の研究，技術の交流および他の学会，諸団体との協力
1）「論文」（Original papers）：独創性があり，土壌（4）優れた論文に対する表彰の物理性に関する研究および技術の進歩に寄与する（5）その他，本学会の目的を達成するために必要な事業と見なされるもの．一編ごとに論文としての構成を
第 4 条 本学会の会員は，正会員，シニア会員（これまで正会員整えていて，他誌に未発表のものに限る．規定ペーであって 60 歳以上の常勤職に就いていない者），学生会
ジを刷り上がり 6 ページ以内とする．
員および賛助会員，購読会員の 5 種とする．学会への入2）「研究ノート」（Notes）：土壌の物理性に関する新会または退会の際は，本学会に届け出なければならない．
しい事実や研究方法の改良などの短い報告で，独創
第 5 条 会員は次の会費を所定の期日までに納めるものとする．
性があり他誌に未発表のもの．規定ページを刷り上がり 4 ページ以内とする．
正会員
年額
5,500 円3）「総説」（Reviews）：土壌の物理性に関する主題に
シニア会員
年額
3,000 円ついて，それまでの研究を総括し，今後の発展方向
学生会員
年額
3,000 円を展望するもの．規定ページを刷り上がり 6 ページ（大学院生を含む）
以内とする．
賛助会員
一口年額
22,500 円
4）「解説」（Lectures）：土壌の物理性に関する諸事項
購読会員
会誌年額
7,500 円の理解を計るための平易な解説，ならびに研究技術
広告料賛助会員
15,000 円の普及交換を進めるための紹介など．規定ページを賛助会員以外22,500 円
刷り上がり 6 ページ以内とする．
5）「研究紹介」（My research）：現在行っている研究，
第 6 条 本学会に次の役員をおく．任期は 2 年とする．ただし，他の学会誌等に掲載された論文，研究上の工夫など
3 期連続の重任は認めない．選出方法は次による．
についての平易な紹介．規定ページを刷り上がり 6（1）会長 1 名，副会長 1 名，編集委員長 1 名
ページ以内とする．
正会員の中から評議員会によって選出される．
6）「資料」（Miscellaneous）：広く会員の参考となる（2）評議員
報告や情報．規定ページを刷り上がり 6 ページ以内
イ 15 名 正会員の中から選挙によって選出される．
とする．
ロ 3 名以内を会長が正会員の中から委嘱する．
7）「土粒子」（Readers’ column）：「土壌の物理性」（3）会計監査 2 名
周辺のことについての随想や意見など．規定ページ
正会員の中から評議員会によって選出される．
を刷り上がり 2 ページ以内とする．
（4）幹事若干名
8）「講座」（Lecture series）：「解説」と本質的な違い
若干名の庶務，会計，編集の幹事を会長が委嘱する．
はないが，特に編集委員会が企画して複数回にわ
第 7 条 会長は毎年 1 回以上総会並びに評議員会を招集する．
たって行うものを指す．規定ページを刷り上がり 6（1）総会は本学会の最高議決機関であって，事業計画，予算 ·ページ以内とする．
決算，会則の変更等を決定する．総会は正会員，シニア
9）「特集」（Topics）
：
「解説」
，
「総説」
，
「論文」
，
「研究
会員および学生会員で構成される．
ノート」が混在したもので，特に編集委員会が企画（2）評議員会は，会員の選挙によらない役員の選出，総会議
して複数回にわたって行うものを指す．規定ページ
案，その他の重要事項を検討する．評議員会の議長は会を刷り上がり 6 ページ以内（「研究ノート」では 4長がこれにあたる．
ページ以内）とする．
（3）総会および評議員会の議決は委任状を含む多数決とする．
10）「書評」（Book reviews）：規定ページを刷り上がただし，会則の変更は，総会出席者の 3 分の 2 以上の賛
り 2 ページ以内とする．
成を要する．
11）「巻頭言」（Foreword）：規定ページを刷り上がり
第 8 条 本学会の会務は，評議員会および総会の議を経て，会長，
2 ページ以内とする．
副会長，編集委員長および幹事がこれを執行する．会務
なお，上記区分において，編集委員会が会員または執行に必要な規程は別に定める．
会員以外に投稿依頼することがある．
第 9 条 本学会に次の委員会をおく．
3. 原稿の採否は編集委員会が決定する．編集委員会は，「論（1）選挙管理委員会
文」および「研究ノート」については 2 名，その他の投稿
正会員の中から評議員会によって選出され，本学会の評原稿には 1 名の閲読者を選んで閲読を依頼する．ただし，議員選挙を管理する．
「土粒子」
，
「書評」
，
「巻頭言」については，この限りでない．
（2）編集委員会
4. 投稿原稿が 2．に記す規定ページを越える場合には，1
正会員の中から評議員会によって選出される委員によっページあたり 15,000 円を著者負担とする．ただし，編て構成され，学会誌その他の印刷物の編集に当たる．
集委員会が会員または会員以外に投稿依頼した原稿の場（3）学会賞選考委員会
合はこの限りでない．また，カラー印刷の場合は実費を
正会員の中から評議員会によって選出される委員によっ著者負担とする．
て構成され，学会賞を選考する．
5. 投稿する場合は、投稿原稿（本文，図表含む）および原
第 10 条 本学会の経費は会費その他の収入を持ってあてる．本学稿送り状（別紙書式）の PDF ファイルを編集委員長宛会の会計年度は毎年 4 月 1 日に始まり翌年 3 月 31 日に提出する．ただし、編集委員会が別途指示した場合はに終わる．
この限りではない．
附則
6. 投稿原稿を受け付けた場合，編集委員会は速やかに受付番（1）本学会の連絡先は，これを当分の間次に置く．
号と受付日付を明示した電子メールまたは書状を投稿者に〒113-8657 東京都文京区弥生 1-1-1
送る．また，投稿原稿の掲載を決定した場合，最終原稿を東京大学大学院農学生命科学研究科 内受領したのちに受理日付を明示した書状を著者に送付する．
（2）本会則は，2011 年 4 月 1 日より施行する．
（2011.10.28 改正） 7. 著者に対して修正を求めた原稿が，特別な事情なく 6 ヶ月以内に再提出されないときは取り下げと見なす．
細則
8. 著者校正は初校のみとする．また，特に申し出がない限（1）シニア会員
り印刷ずみの原稿は返さない．
1）シニア会員は，これまで正会員であって 60 歳以上の常9. 掲載された論文等の PDF ファイルを著者に贈呈する．ま勤職に就いていない者
た，著者は別刷りを印刷業者から購入することができる．
2）シニア会員への変更は，資格を有する会員からの申告を受け，評議員会の承認を受ける．原則として申告された 10. 掲載された論文等は土壌物理学会ホームページ上にも掲載する．論文，研究ノート，総説，解説，資料，講座については，掲載誌発行後一年間は土壌物理学会員のみが 24. 本文中で文献を引用する場合は，著者名（西暦），ま閲覧できる．ただし，著者はオープンアクセス（50,000
たは（著者名，西暦）とする（例：Tanaka（1994），
円：ページ制限なし）を選択することで，ホームページ（Nakamura and Suzuki, 1981））．著者が 3 名以上の場
掲載直後から誰もが閲覧可能な状態とすることができる．
合は第 1 著者名のあとに—ら，または et al. をつける
11. 本誌に掲載された論文等の著作権は土壌物理学会に帰属する．
（例：山田ら（1978），（Tayler et al., 1945））．
（2015.10. 24 改正） 25. 引用文献は，本文のあとに著者名の ABC 順に書く．未発表，私信は引用文献として記載しない．
26. 引用文献の書き方は以下のようにする．
「土壌の物理性」原稿執筆要領< 雑誌 >
全般的事項
森本 聡, 永田 修, 川本 健, 長谷川周一 (2009): 泥炭
1. 原稿は，日本語または英語で執筆する．
林土壌の温室効果ガスの生成と消失．土壌の物理性，
2. 日本語の原稿は，A4 判，25 字，26 行とし，上下左右113: 3-12.
に 30 mm 以上の余白をとる（4 枚で 1 ページになる）．
Fujimaki, H., Ando, Y., Cui, Y. and Inoue, M. (2008):
3. 日本語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，はじめにParameter estimation of root water uptake model
日本語で表題，著者名を書き，そのあとに英語で表題とunder salinity stress. Vadose Zone Journal, 7: 31著者名（フルネーム）を書いてから本文を書き始める．
38.
英語の表題は，冒頭の単語の頭文字のみを大文字とし，Millington, R.J. and Quirk, J.P. (1959): Permeabilそれ以降は固有名詞等，特に大文字が必要な場合を除き，
ity of porous media. Nature, 183: 387-388, doi:
全て小文字とする．英語の著者名は名の 1 文字目および10.1038/183387a0.
姓の全てを大文字で記す．また，第 1 ページ下の脚注
Bitteli, M., Flury, M. and Campbell, G.S. (2003): Aに，著者の所属機関と所在地を英語で，Corresponding
thermo dielectric analyzer to measure the freezAuthor とする著者の氏名と所属を日本語で記す．
ing and moisture characteristic of porous me4. 日本語の論文および研究ノートは，英語による表題 · 著
dia. Water Resour. Res., 39(2): W1041, doi:
者名と本文との間に英語で 300 words 程度の Abstract
10.1029/2001WR000930.
と 5 個以内の Key words を入れる．
< 単行本 >
5. 日本語の投稿原稿（ただし，資料と土粒子，書評を除く）
Tinker, P.B. and Nye, P.H. (2000): Solute movement
は，引用文献の後に日本語で 350 字程度の要旨，およびin the rhizosphere, p.308. Oxford University Press,
5 個以内のキーワードを書く．
New York.
6. 英語の原稿は，A4 判，ダブルスペースで作成する（約土壌環境分析法編集委員会編 (1997): 土壌環境分析法,
600 words で 1 ページになる）．
pp.129-138. 博友社, 東京.
7. 英語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，Manuscript
松森堅治 (2005): 地理情報システムを用いた窒素負荷予
title，Full name of authors を書いてから本文を書き始測モデル. 波夛野隆介 · 犬伏和之編 続 · 環境負荷をめる．著者名は First name の 1 文字目および Family
予測する, pp. 60-79. 博友社, 東京.
name の全てを大文字で記す．また，第 1 ページ下
Jury, W.A. (1996): Stochastic solute transport modの脚注に，Address of institutions of authors およびeling trends and their potential compatibility with
Corresponding author を記す．
GIS. In Corwin, D.L. and Loague, K. (ed.) Appli8. 英語の論文および研究ノートは，Full name of authors
cation of GIS to the modeling of non-point sourceと本文の間に 300 words 以内の英文 Abstract と 5 個
pollutants in the vadose zone, pp.57-67. SSSA Spe以内の英語の Key words を入れる．
cial Publication No. 48, Madison.
9. 英語の投稿原稿（ただし，資料と土粒子，書評は除く）<Web ページ >は，引用文献の後に，日本語で表題と著者名，所属機関，
FAO-AGL (2000): Global extent and location of sodic
所在地，350 字程度の要旨，5 個以内のキーワードをつ
soils. Available at http://www.fao.org/ag/AGL
ける．なお，著者が外国人のみのために日本語部分の作/agll/prosoil/sodic.html.（確認年月日）
成が困難な場合，英語部分からの和訳により，編集委員
野菜茶業研究所 (2006): 野菜の硝酸イオン低減化マ会の責任でこれらを作成する．
ニュアル. http://vegetea.naro.affrc.go.jp/joho/manual
10. 英語の適正化はすべて著者の責任において行うこと．自/shousan/index.html.（確認年月日）
然科学論文の執筆や校正に経験のある英語のネイティブ（雑誌のページには p. や pp. をつけない．本の単数
スピーカーによってチェックされている事が望ましい．
ページを示す場合には p.，複数ページを示す場合には
11. 閲読終了後に最終原稿を提出するときには，編集委員会
pp. をつける）
が指示する形式の電子ファイルを送付する．
その他
本文
27.
本要項のほか，科学技術情報流通技術基準（
SIST）に準
12. 原稿には，閲読作業の効率化を図るため，本文に行番号拠する．
を 5 行毎に書き入れる．
（2012.12.20 改正）
13. 章の見出しは 1.，2.，3.，節の見出しは 1.1，1.2，1.3，
項の見出しは 1.1.1，1.1.2，1.1.3 のようにし，字体は[土壌物理分野の SI 使用例]
ゴシック体とする．
国際単位系（SI）については多くの出版物で解説されて
14. 略語，略号を使うときには，はじめにそれが出たときに正いるので，ここには，土壌物理に特に関連の深い単位の使式名称とともに示す（例：陽イオン交換容量（CEC））．
用例を示す．
15. 単位の使い方は，国際単位系（SI）による．
推奨される単位認められる単位
図表*
含水比
kg kg−1
16. 日本語および英語の原稿ともに，図または写真の番号は
体積含水率
m3 m−3Fig. 1，表は Table 2 のように書く．
体積m3
L, cm3 , mL
17. 日本語の論文，研究ノートの場合，図，表，写真の題名
密度
kg m3 , Mg m−3には英語を併記する．
濃度kg m−3 , Mg m−3
g L−1 , mg L−1
モル濃度
mol m−3
mol L−1
18. 図，表，写真は必要最小限度とし，同一事項を表と図に
力N重複して表示する事は避ける．
水分ポテンシャル J kg−1
kPa, m, cm, **19. 図，表，写真は 1 ページに 1 つずつ貼り付け，余白に図
透水係数
m s−1
cm s−1
表等の番号を記す．
−1−1
c kg , cmolc kg
20. 図と写真はそのまま製版されるので，鮮明なものを提出する． イオン交換容量 mol
回転数
s−1
min−1
21. 図は 1/2 倍などとおよその縮小率を指定し，2 倍くらい
収量kg m−2kg ha−1, Mg ha−1, t ha−1に大きく書く．図の線の太さや文字の大きさは，刷り上* % 表示は，原則として分母と分子の内容が同じものの場
がりの大きさを考慮して決める．
合にだけ用いる．
22. 地図や顕微鏡写真には定尺をつけ，縮尺や倍率はつけない．
**
cm
H2 O は使わない．
23. 図，表，写真の番号と題名は，別紙にまとめて一覧表とする．
その他，疑問のあるものについては意見を聞いて編集委
引用文献
員会で検討する．
（2000. 3.10 改正）

「土壌の物理性」投稿案内

1. 投稿原稿に対する基本方針

編集委員会は常に会員からの自主投稿を歓迎すると共に，投稿された原稿をなるべく早く，できるだけ掲載する方向で処理したいと考えています．ただし，「土壌の物理性」に掲載する原稿は読者にとって有益かつ完成したものであることが必要です．編集委員会は，投稿原稿が「土壌の物理性」に掲載するのにふさわしい内容を持つ原稿であるかどうかを基準として，掲載の可否を判断します．なお，他誌との二重投稿は認められません．
2. 投稿原稿に求められるもの
投稿に当たっては，「投稿案内」と共に「投稿規定」「原稿執筆要領」をよく読んでそれに従うと共に，閲読者が多忙な中で時間を割くことをよく理解して最大限に努力して完成した原稿としてから投稿して下さい．投稿原稿に求められるものは下の通りです．
（1） 内容について
1）オリジナリティーがあること（論文，研究ノートの場合）．
2）本誌の読者にとって有益であること．
3）導入，研究手法から結論に至る過程に論理性がある
こと．
（2） 表現について
1）原稿全体の構成が整っていること．
2）表題が適切であること．
3）文章表現が適切であること．
4）英文アブストラクトや和文要旨が適切であること．
5）SI 単位や記号の使い方が適切であること．
6）キーワードが適切であること．
7）英語の表現が適切であること．
3. 投稿原稿の受付
編集委員会は投稿原稿が体裁上最小限必要とする条件を満たしていることを確認した後，原稿を受け付けます．
条件を満たしていない場合には，著者への問い合わせ，もしくは原稿を受け付けずそのまま返稿する場合があります．
4. 閲読の目的と姿勢
編集委員会は受け付けた投稿原稿が「土壌の物理性」
へ掲載するのにふさわしいかどうかを判定する資料を得るために閲読を行います．編集委員会は適任の閲読者を選定し，閲読を依頼します． 編集委員会は閲読者に対して特に次の点について注意をお願いしています．
1）原稿の内容に対する責任は著者にあること．また，原稿の価値は読者が判断するものであること．
2）閲読は内容の批判や討議を行うものではないこと．
従って，見解の相違は掲載不適の理由にならないこと．
3）閲読者は投稿者に対して研究指導する立場にないこと．従って，新たな実験や計算の追加要求などは極力避けること．
4）閲読依頼期限を厳守すること．
閲読者から出された問題点について，編集委員会
は原稿が投稿原稿に求められるものを満たすために
必要に応じて著者に修正を求めます．ただし，これは著者に対する指導や助言ではありません．原稿の内容に対する責任はあくまで著者にあります．
5. 閲読の手順と投稿原稿の採否（1） 編集委員会は論文，研究ノートについては 2 人，その他の区分の投稿原稿については 1 人の適任者へ閲読を依頼します．
（2） 閲読者は「2」の投稿原稿に求められる各項目について投稿原稿を評価し，閲読結果を全体意見および個別指摘事項と共に編集委員会へ報告します．
（3） 編集委員会は閲読結果を審議し，投稿原稿の採否を決定します．この際，論文・研究ノートについては原則として下のように取り扱います．
1）閲読者 2 名とも総合判定が A（このまま掲載可）の場合には，閲読結果を受け取った日付で原稿を受理（掲載決定）します．
2）1 名の総合判定は A ，もう 1 名は B（指摘の点が修正されれば掲載可）の場合，または 2 名とも Bの場合には，指摘事項について著者に比較的小さな修正を求めます．修正原稿が提出され，編集委員会
が修正内容を確認した時点で受理します．
3）1 名の総合判定は B ，もう 1 名は C（指摘の点が修正された後，再閲読する必要あり）の場合，または 2 名とも C の場合には，指摘事項について著者にやや大きな修正を求めます．提出された修正原稿
は再び閲読を行います．
4）1 名の総合判定が D（掲載不適）の場合には，第 3の閲読者に判定を依頼することを含め，編集委員会
が対応を判断します．
5）2 名の総合判定とも D の場合には，その理由を付けて著者へ返稿します．
6）閲読は 2 回までとし，再閲読においても C または
D の判定がある場合には，編集委員会が対応を判断します．
（4）閲読結果の総合判定を D とする理由は次のようなものです．
1）既発表とみなされるもの．
2）重要な部分に根本的な誤りがあるもの．
3）事実に基づいた内容ではなく，単なる主観が述べられているに過ぎないもの（論文，研究ノートの場合）．
4）通説が述べられているだけで，新しい知見が全くな
いもの（論文，研究ノートの場合）．
5）修正を要する根本的な指摘事項を多く含んでいるもの．
6）連載形式で構成されており，1 編ごとに独立したものと認めがたいもの．
7）全体構成や文章が粗雑で，内容の判定ができないもの．
8）内容が本誌の趣旨に合わないもの．
9）その他，本誌に掲載する原稿としてふさわしくない
もの．
6. その他
1）共著者は全員が原稿に責任を負って下さい．共著者がいるにもかかわらず，その共著者が原稿を読んでないと判断されるような基本的なミスがある場合には，閲読を中止して返稿することがあります．
2）修正原稿を返送する場合には，修正結果がすぐに分かるような回答書（指摘事項に対応した修正箇所・内容一覧）を作成し，添付して下さい．
3）原稿は一度印刷公表されると末永く評価と批判の対象になります．閲読意見に対しては極力冷静かつ慎重に対処して下さい．誤解があった場合には，その誤解を解くだけでなく，誤解を受けないような書き方に改める努力が求められます．
4）「掲載不適」で返稿された原稿を再投稿する場合は新規投稿扱いとなります．「掲載不適」とした理由を十分に確認・検討の上，再投稿して下さい．
（2004. 6.29 改正）「土壌の物理性」閲読の手引き

1. 閲読依頼期限の厳守をお願い致します．万一，期限内に閲読が困難な場合には，速やかに編集委員会事務局へ連絡して下さい．
2. 「投稿案内」において，下のものを投稿原稿に求めています．閲読においても，これらをその基準とします．
（1）内容について
1）オリジナリティーがあること（論文，研究ノートの場合）．
2）本誌の読者にとって有益であること．
3）導入，研究手法から結論に至る過程に論理性がある
こと．
（2）表現について
1）原稿全体の構成が整っていること．
2）文章表現が適切であること．
3）表題が適切であること．
4）英文アブストラクトや和文要旨が適切であること．
5）SI 単位や記号の使い方が適切であること．
6）キーワードが適切であること．
7）英語の表現が適切であること．
3. 「掲載不適」とする理由としては，下のようなものが挙げられます．
1）既発表とみなされるもの．
2）重要な部分に根本的な誤りがあるもの．
3）事実に基づいた内容ではなく，単なる主観が述べられているに過ぎないもの（論文，研究ノートの場合）．
4）通説が述べられているだけで，新しい知見が全くな
いもの（論文，研究ノートの場合）．
5）修正を要する根本的な指摘事項を多く含んでいるもの．
6）連載形式で構成されており，1 編ごとに独立したものと認めがたいもの．
7）全体構成や文章が粗雑で，内容の判定ができないもの．

8）内容が本誌の趣旨に合わないもの．
9）その他，本誌に掲載する原稿としてふさわしくない
もの．

4. 原稿の内容に対する責任はあくまで著者にあります．また，原稿の価値は読者が判断するものです．

5. 閲読は内容の批判や討議を行うものではありません．
従って，見解の相違は掲載不適の理由にはなりません．

6. 閲読者は投稿者に対して研究指導する立場にありません．

よって，新たな実験や計算の追加要求などは極力避けて下さい．
7. 閲読者は著者と直接折衝をしないで下さい．著者との交渉はすべて編集委員会の責任で行います．
8. 閲読者として知り得た印刷前の原稿の内容はいかなる形でも利用・引用等出来ません．厳にご注意下さい．
9. 著者に修正を求めた後に再閲読で総合判定を D（掲載不適）とすることは，閲読者にとっても著者にとっても非生産的です．完成度の低い原稿などにおいては，修正を求め再閲読を行うよりも「掲載不適」として練り直してから新たに投稿するよう促した方がよい場合があります．
その場合には，「掲載不適」の理由（「3」参照）を明示して下さい．個別指摘事項への意見は不要です．
10. 閲読者から編集委員会へ意見等がある場合は，必ず「編集委員会への意見」として別紙への記入をお願いします．
（2003. 5.28 改正）
土壌物理学会学会賞規定

1. 種類

学会賞に論文賞と優秀ポスター賞をおく．

2. 論文賞の選考

論文賞は，年 1 回、以下の手順により論文賞選考委員会「以下，選考委員会」で審査し，評議員会で決定する．
（1）賞の対象とする論文は，「土壌の物理性」に，原則として前年度（前年 4 月 1 日から翌年の 3 月 31 日まで）に掲載された原著「論文」とする．
（2）正会員（1 名以上）は, 学会賞受賞候補として（1）に該当する論文を自薦もしくは他薦することができる.
（3）（2）に記す論文の推薦は，学会誌「土壌の物理性」に公示された募集を受け，所定の書類を必要部数揃え，
期日までに学会事務局に提出しなければならない．

（4）選考委員会では，（1）に該当する論文の中から，（2）の推薦も考慮して受賞候補論文（以下，候補論文）を審査 · 選考し，評議員会へ付議する．
（5）評議員会では，候補論文が受賞に適格かどうかを判定する．
3. 優秀ポスター賞の選考
優秀ポスター賞（以下，ポスター賞）は年 1 回，以下の手順により決定する．
（1）選考の対象は，当該年度の土壌物理学会大会において発表されたポスターであって，筆頭者は会員とする．
ただし，ポスターの筆頭者が学生の場合に限り，会員外であっても選考の対象に含める．
（2）ポスター賞は（1）に該当するポスターの中から，選考委員会および会員の投票により選考する．（5 件以下）
4. 表彰
（1）論文賞は，通常総会において表彰を行う．また会誌上に公表する．
（2）ポスター賞は，土壌物理学会大会において表彰を行う．また，会誌上に公表する．
（2002.11.23 制定 2013.10.26 改正）
土壌物理学会学会賞選考委員会規定

1. 目的

学会賞選考委員会（以下委員会という）は，論文賞および優秀ポスター賞の選考を行うことを目的とする．
2. 業務
委員会はつぎの業務を行う．
（1）学会賞規定に基づく論文賞および優秀ポスター賞の選考．
（2）土壌物理学会学会賞選考に関するその他の事項．
3. 構成
委員会は委員長 1 名および委員 5 程度を持って構成する．
（1）委員会は正会員より構成される．
（2）委員は評議員会の推薦に基づき総会で決定する．
（3）任期は 2 年とする．ただし，再任はさまたげない．
（4）委員長は委員の互選により選出する．
（5） 若干名の専門委員をおくことを認める．
4. 開催
委員会は年 3 回程度開催する．
（2002.11.23 制定 2003.11.22 改正）

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総説

解説

資料

年

研究紹介

土粒子

月

日

書評

表題（和文）

表題（英文）

キーワード（日本語：５語以内）

キーワード（英語：５語以内）

著者名 1
ローマ字 ∗

所属

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会員 · 非会員

著者名 2
ローマ字 ∗

所属

本会

会員 · 非会員

著者名 3
ローマ字 ∗

所属

本会

会員 · 非会員

著者名 4
ローマ字 ∗

所属

本会

会員 · 非会員

著者名 5
ローマ字 ∗

所属

本会

会員 · 非会員

Corresponding
author の〒住 所・氏 名
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枚）

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希望しない · 希望する（枚）

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著者には pdf ファイルを贈呈します．別刷を希望する方は印刷業者から購入することになります．
*著者名は漢字とローマ字の両方を記入してください．

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生年月（西暦年 · 月）

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西暦

年

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勤務先
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勤務先電話番号 / FAX 番号
勤務先 e-mail自宅住所〒

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九州沖縄農業研究センター 中野恵子 宛

Tel. 0942-52-0681 Fax 0942-53-7776
E-mail spsyomu@ml.affrc.go.jp

月

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〒 107-0052

東京都港区赤坂 9-6-41

TEL：03-3475-5618

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FAX：81-3-3475-5619

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土壌の物理性 第 132 号（会員配布）
発行 土 壌 物 理 学 会〒 833-0041
電話

E-mailURL

2016 年 3 月 20 日発行

筑後市和泉 496 農研機構九州沖縄農業研究センター
筑後 · 久留米研究拠点（筑後）内 中野

0942-52-0681
FAX
spsyomu ＠ ml.affrc.go.jp
http://js-soilphysics.com/ent

0942-53-7776

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普通 1660258 土壌物理学会 会計 近藤文義
郵便振替
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加入者名：土壌物理学会
編集委員会事務局（投稿原稿送付先）
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E-mail印

kibyosi@ml.affrc.go.jp
刷

創文印刷工業株式会社〒 116-0011 東京都荒川区西尾久 7-12-16

ISSN 0387-6012

Journal of the Japanese Society of Soil Physics
No. 132

March, 2016

Contents.................................................................

T. AKAE...

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . K. MOMII, M. TAKAHASHI and R.A. Luyun, Jr.
Original Papers
Numerical study on fingered flow and solute transport in unsaturated zone...

3............................................

...

13

Foreword
Special section for Ground water

Lectures
Experimental and numerical analyses on saltwater intrusion and removal in porous media

M. SAITO and K. NAKAGAWA

Symposium reviews..................................................................

H. CHO...

23

Land-surface hydrology with cosmic-ray neutrons: principles and applications.................................................................

M. Zreda...

25

Evaluating measurement accuracy of commercial multiple sensor from user’s viewpoint...............................................................

M. INOUE...

31

H. MIYAMOTO

...

41

............................................................................

...

45

T. KASUBUCHI, H. ARAO and H. YASUDA

...

55

Report of a scientific session “A-GE04 Subsurface Mass Transport and Environmental Assessment”
on JpGU 2015
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y. MORI and H. SAITO

...

61

Report of Soil Water Workshop 2015.........................................................

...

65

S. EGUCHI...

67

K. SUZUKI

Preface

Discussion at the 57th symposium on sharing information of soil moisture sensor technologies..........................................................
Abstract of poster session
MiscellaneousRole of multiple intertillage weeding for the paddy cultivation described in agricultural books published in the Edo era................................

M. MIZOGUCHI

Report of the MARCO Satellite International Workshop 2015 “Adoption and adaptation of SWAT
for Asian crop production systems and water resource issues”...............................................................
Readers’ Column..............................................................

...

73

Announcements..................................................................................

75

Editor’s Postscript..................................................................................

76

Published by

Japanese Society of Soil Physics
NARO Kyushu Okinawa Agricultural Research Center
Izumi 496, Chikugo, Fukuoka 833-0041 Japan

http://js-soilphysics.com/