土壌の物理性 第 133 号 平成 28 年 7 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 133 号

2016 年 7 月

土壌物理学会Japanese Society of Soil Physics

土壌の物理性
第 133 号

2016 年 7 月

目

次

巻頭言
谷

誠

...

1

深田耕太郎 · 木原康孝

...

5

...

11

...

19

...

29

山口敦史

...

37

森 也寸志

...

41

坂口 敦

...

43

会務報告

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

45

編集後記

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

47

論

文
音響測定法に基づいた砂質土壌の連続気相率と通気係数の関係

岡山県南部地域の乾田直播少量播種栽培における貫入式土壌硬度計による苗立ち予測法の開発
望月秀俊 · 藤本 寛 · 清水裕太 · 髙橋英博 · 松森堅治
フィールドルータを用いたセンサネットシステムによる畑表層の多点土壌水分測定
小島悠揮 · 山下彩香 · 伊藤 哲 · 三石正一 · 溝口 勝

資料
福島県飯舘村における水田土壌の物理性
勝田洋平 · 木村叡人 · 市田知子 · 森也寸志 · 登尾浩助
「高分子と水 · 分離に関する研究会 2015 年度界面動電現象研究会」の開催報告および組織としての界面動電現象研究会の紹介

書

評
地域環境水文学土粒子
学部生向け土壌物理実験における試行錯誤

表紙写真の説明岡山市南部の乾田直播少量播種栽培圃場における貫入式土壌硬度計の測定風景．水稲の苗立ちは，乾田期間の圃場の排水性に左右される．貫入抵抗と排水性の関係に着目した，貫入式土壌硬度計を用いた新たな苗立ち予測法については，今号掲載の論文「岡山県南部地域の乾田直播少量播種栽培における貫入式土壌硬度計
による苗立ち予測法の開発」をご参照下さい．

第 14 回（ 2016 年度）
土壌物理学会賞（論文賞）候補の推薦（公募）について
土壌物理学会では，下記の要領で学会賞候補（推薦）を公募いたします．
学会賞種類：論文賞
対 象 論 文：2015（平成 27）年度に「土壌の物理性」（第 130，131，132 号）に掲載された論文（original paper）
推 薦 期 限：2016（平成 28）年 8 月 15 日（月）必着
推薦書に必要事項をご記入いただき，学会事務局（庶務幹事）までお送り下さい．推薦書様式は，
学会ホームページ

http://js-soilphysics.com/prz

下部の “論文賞推薦書” をダウンロードしてご記入願います．
表

彰：2016（平成 28）年 10 月 29 日（土）2016 年度大会にて

2016 年度土壌物理学会大会のご案内

開催日時 · 場所 · 参加費
日時：10 月 29 日（土） 9:00 ∼ 17:30（予定）場

所：京都大学吉田キャンパス 農学部総合館 W100

（構内マップ「http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/access/campus/yoshida/map6r n.html」の 8 番）
参加費：3,000 円 （要旨集代として．ただし，学生会員は無料．）

シンポジウムのプログラム，情報交換会，昼食弁当の申し込み方法等は，8 月 19 日に土壌物理学会ホームページ（https://js-soilphysics.com/conf）上に掲載します．また，大会当日に，学生会員の入会手続を行った学生は，参加費が無料 となります．

1．第 58 回シンポジウム

テーマ「福島放射性物質汚染の現在」
コーディネーター：溝口 勝 （東京大学大学院）⃝ 講演タイトルおよび講演者（1） 農業環境中における放射性セシウムの挙動
農業環境変動研究センター

江口 定夫（2） Cs の移動：速い現象・遅い現象
東京大学大学院

西村 拓（3） 飯舘村除染後水田における生産性回復のための有機資源投入実証試験サイトの経過報告
茨城大学

西脇 淳子

森林総合研究所

小林 政広（4） 森林における福島原発事故由来放射性 Cs の現状⃝ 総合討論
2. ポスター · セッション「土壌物理研究の最前線」
場 所：京都大学農学部総合館 C102（大会議室）
発表者は，:::::::::::
学会員のみとします．土壌物理学会発表要領に基づいて作成した発表要旨（A4，2 ページ（200 字程度の研究紹介を含む），pdf 形式）を，学会ホームページ（https://js-soilphysics.com/conf）
へアップロードして下さい．8::::::::::::::::::::::::::::::::::
月 19 日受付開始，9 月 23 日締切です．

なお，発表要領およびポスターの体裁の詳細については，学会ホームページをご参照下さい．発
表要旨の著作権は土壌物理学会に帰属し，その公開日を大会当日（10 月 29 日）とします．

3. 企業展示場

所：京都大学農学部総合館 C102（大会議室）

4. 土壌物理学会総会
シンポジウム会場において，土壌物理学会総会を開催する予定です．総会では，土壌物理学会賞（論文賞）の授与を行います．

5. 情報交換会 18 時〜20 時 京都大学生協 北部食堂２階 多目的ホール （会費：4,000 円程度）
情報交換会において，土壌物理学会賞（優秀ポスター賞）の授与を行います．

6. 大会会場への交通手段
JR 京都駅から，市営バス（17 系統「四条河原町・銀閣寺」行）で約 35 分．バス停「京大農学部前」で下車し，徒歩で約 5 分．詳細は，「http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/access/campus/yoshida/map6r n.html」の「主な交通機関」をご参照ください．

7. その他（1） 公開講演会 Darcy Lecture
10 月 28 日（金）17 時より，京都大学農学部総合館 W106 において，公開講演会 Darcy lectureを開催予定（参加費は無料）です．講演のタイトルおよび講師は，以下のとおりです．

Seeing Things Differently: Rethinking the Relationship Between Data, Models,and Decision-Making
アリゾナ大学

Ty Ferré（2） 農業農村工学会土壌物理部会

10 月 30 日（日）に，京都大学農学部総合館において，農業農村工学会土壌物理部会を開催予定です．

問い合わせ先:土壌物理学会事務局 庶務幹事（大会担当） 宮本 英揮〒840-8502 佐賀市本庄町１ 佐賀大学農学部
電話 0952-28-8759 E-mail: spsyomu@ml.affrc.go.jp

大会講演要旨集の著作権について
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，本学会では，最近のオープンサイエンスの動きに先駆けてこれに取り組み実施してまいりました．その過程で，論文集の著作権については学会に帰属し，過去のものについても遡及してその取り扱いを適用することを学会員のみなさまのご承認をいただきましたが，ここで改めて大会講演要旨集についても論文集に準拠するものとして取り扱ってまいりましたこと，確認のためご報告いたします．
このことについて，もし，ご了承いただけない場合は，2016 年 10 月 1 日までに土壌物理学会事務局までご連絡下さいますようお願い申し上げます．
期限までにお申し出のない場合は，ご了承いただいたものとさせていただきます．
期限後でもこの告知を知る機会がなかったなどの理由でお申し出があれば，改めてご説明しご相談させていただきます．
なにとぞ，ご協力のほどお願い申し上げます．

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）

評議員選挙の実施について（予告）
土壌物理学会選挙管理委員
本年は，評議員の選挙の年です．現在の評議員は，平成 29 年 3 月 31 日に任期が満了しますので，会則第 6 条 (2)「評議員 (イ)15 名正会員の中から選挙によって選出される．」および役員選

出規定 (1970 年 11 月 18 日改定) に基づいて，選挙を実施します．
有権者のみなさまには、9 月中に投票用紙等選挙関係書類をお送りしますので，ご投票下さい．
ご協力をお願い申し上げます．

122 号の訂正とお詫び
土壌物理学会編集委員長

Noborio et al. の論文「Evaluation of energy-balance-based evapotranspiration in a grass field」において下記のような誤りがありました．お詫びいたしますとともに訂正をお願いいたします．

Equation 3（誤）

εa = (1 − 0.84CL )(850.0ρa 1/7)+ 0.84CL

where ρa is the water vapor density (kg m−3 ) of air.
（正）()εa = (1 − 0.84CL ) 0.58ρa 1/7 + 0.84CL
where ρa is the water vapor density (g m−3 ) of air.

References
Campbell, G.S. (1985): Soil physics with Basic. Transport models for soil-plant systems,
p. 134, 135, 141. Elsevier, Amsterdam.

132 号の訂正とお詫び
土壌物理学会編集委員長
森 · 斎藤の資料「地球惑星科学連合 (JpGU)2015 年大会開催報告」において下記のような誤りがありました．お詫びいたしますとともに訂正をお願いいたします．

62 頁 左22 行目（誤）微妙に変わるなどの意見があるか０烽れない．
（正）微妙に変わるなどの意見があるかもしれない．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 133, p.1 ∼ p.3 (2016)

飽和不飽和浸透流と降雨流出応答との整合性を探る
谷誠1

水文学では，蒸発散と雨水流出の両過程が基幹を為しており，いずれも土壌物理学を基礎知識として欠くことができない．ところが，山地斜面における流出過程に関しては，土壌物理学の応用に関して問題が残されている．この点について考えたい．
流出過程とは，大気中から重力によって落下する雨水が，やはり重力のみによって陸上から海洋に雨水を移動させる物理現象である．その最初の部分を担う斜面での流出過程は，ほぼ空間的に均質に降る雨水を受けた土壌における鉛直浸透過程に始まる．降雨は間けつ的に生じ，無降雨期間には蒸発散があるので，降雨開始時点の土壌水分は低下
していて不飽和透水係数 K は一般に非常に小さくなる．一方，降雨強度 r の範囲は，しとしと雨からスコールまで一見広いようだが，1 ∼ 100 mm h−1 程度でほぼ 2 オーダー以内にはいる．地表面付近の飽和透水係数はこれより大きい一方，体積含水率 θ に対する K の変化は急激で著しい非線形性があるため，無降雨時の K は降雨強度に比べてかなり小さくなる傾向がある．降雨が続くと土壌は湿潤化し，K が r とほぼ同様のオーダーまで大きくなるが，不飽和状態は維持される．これまであまり注目されてこなかったのだが，降雨流出関係の時間変動においては，以下に述べるように，この K と r の関係が重要である．
林内雨量と土壌物理性双方の空間不均質性のために地表面流が発生する場合もあるが，雨水は通常土壌に浸潤する．
乾燥した土壌で K が r のオーダーよりも小さい場合は，降雨開始後，K が r に近づくまで湿潤化して土壌表面からウェッティンフロントができる．そもそも，土壌水 · 地下水の移動が Richards 式で解析できることは，圧力水頭が水理学的に連続していることを意味している．しかしながら，不飽和帯では，毛管力の大きい小間隙を優先的に伝わって水が移動するので，乾燥した土壌の K は r よりはるかに小さい．そのため，雨水を流すには K が大きくなる必要があり，下方の乾燥部との間に大きな θ の差異が生じる．しかし，この差異をならす水分拡散係数も小さいため，圧力水頭の下方への伝播が進まず，ウェッティングフロントと称される不連続な面が生じてしまうわけである．そのため，それよりも地表面側に雨水が貯留され，水文学で言う「損失」となって流出増加には寄与しない．
一方，土壌が下方まで湿潤になっており，土壌層全体で K と r が同じオーダーになっていたとすれば，θ の上下差が小さいことと拡散係数が大きいことの両効果により，圧力水頭の伝播は速やかで浸透した雨水変動は流出変動に伝わりやすくなる．ただし，水分子の移動としては，雨水（「新しい水」と呼ばれる）が出口まで流れ出てくるわけではなく，土壌に貯留されていた「古い水」が押し出されることとなる（Anderson et al., 1997）．水理学的に連続しているとはいっても，圧力水頭の鉛直方向への伝播の状況は，K が r より小さい乾燥部分が残されている場合と K が r のオーダーになっている湿潤部分が土壌層全体をおおっている場合とでは，大きく異なるわけである．
さて，r に時間変動があったとき，不飽和土壌においては K や θ の変化をともなうので，必然的に土壌内部での貯留変動がもたらされる．乾燥土壌におけるウェッティングフロント下降の場合も θ が変化するが，この不連続面によって貯留変動が地表面付近に偏ってしまい，K が著しく小さい乾燥部が圧力水頭の伝播を遮断して，流出強度 q には変動が伝わってゆかない．湿潤化して貯留変動の偏りがなくなって初めて，r の変動は q の変動に伝わる．重要なことは，貯留変動がある以上，湿潤化後であっても，r の変動は貯留変動を引き起こすことで緩衝されて q の時間変動がならされるということである．湿潤土壌での鉛直浸透は，貯留変動なく圧力水頭を伝播させる栓流に近いとの観測結果もあるが（Torres et al., 1998），不飽和帯であるがゆえに必ず貯留変動が随伴し，厳密な栓流にはなり得ない．
この貯留変動を経ることによって，降雨の激しい時間変動に比べて流出変動が平準化され，ピークが低くなる（Tani,2013）．
実際の山地斜面では，地表面流やパイプ状水みちの流れや風化基岩を通じた流れなどが入り乱れており，確かに複雑である．しかし，土壌における水移動においては，Richards の式で記述される飽和不飽和浸透流は，雨水流出の主役を担っていると筆者は考えている．ところが，水文学の歴史では，必ずしもそうは認識されてこなかった．斜面水文学の歴史を 1970 年頃まで振り返ってみよう．
いま，通常の飽和透水係数を持つ物理性の均質な斜面土壌層を考えると，土壌内を斜面方向に流せる流出強度は洪水流出を説明できるほど大きくはないことが，飽和不飽和浸透流計算によって明らかになっている（Freeze, 1971）．
1 人間環境大学

土壌の物理性

2

第 133 号

(2016)

そのため，降雨があると地下水面が地表面まで上昇してあふれ，飽和地表面流が発生する．その発生区間に降った雨
水は浸潤できず，地表面における流れによって素早い時間変動を持つ洪水流出ハイドログラフが形成される．とすれ
ば，飽和地表面流発生区域に降った「新しい水」が主に洪水流出になるはずである．ところが，1980 年代には，洪水流出の流出水を調べると地中に降雨前から存在していた古い水が多くを占めることがわかってきた（Pearce et al.,1986）．これを説明するには，いったん土壌にはいった雨水が洪水流出に寄与することを説明しなければならない．
土壌を均質としている仮定自体に無理があることになり，パイプ状水みちを含む不均質な透水性媒体とみなすほかはない．雨水と土壌水との混合（McDonnell, 1990）や土壌水の押し出し（Anderson et al., 1997）が，古い水が洪水流出に寄与する原因と考えられるようになってきた．
古い水の洪水寄与は，不均質な土壌層内での水の動きによると認識できたわけだが，降雨強度 r の変化であるハイエトグラフを流出強度 q の変化であるハイドログラフに波形変換する降雨流出応答関係が具体的にどのようなメカニ
ズムによって担われているのかは，現在の水文学でも統一的な理解が得られているわけではない．本稿では不飽和鉛
直浸透に随伴する貯留変動が主にかかわるメカニズムに言及したが，そうした概念は一般的だとは言えない．むしろ，水理学的には不圧地下水に属する斜面方向の浅い地中流（subsurface flow）か，もしくは開水路に属する地表面流が波形変換を担うのだと考えられてきたのである．筆者もそれらの役割を否定するものではないが，土壌が湿潤になってからの鉛直不飽和浸透流の役割が無視されてきた点はぜひここで指摘したい．そこで，波形変換の担い手に関してさらに詳しく説明する．
降雨が継続して土壌が湿潤化すると，斜面方向への浅い地中流が発生する．そのため，洪水流出の波形変動はこの
浅い地中流の性質に依存し，例えば斜面長が短く勾配が急な場合に雨水の斜面下端への到達時間が短くなって流出強度のピークが大きくなりやすいなどの結果が想定されていた（例えば，神田ら, 1990）．また，地下水ではダルシーの法則にしたがい，水深と流れの強度が比例するため，降雨から流出への波形変換は浅い地中流からもたらされるので線形となるはずだとされ，降雨流出応答関係に広く見られる非線形性をどのように説明するかが，長く議論されてきた（Harman and Sivapalan, 2009）．それらの降雨流出応答関係の説明に関する理論的な研究では，乾燥期間には不飽
和浸透流が雨水を吸収貯留するという認識は共有されているのだが，土壌が湿潤化して以降は波形変換が斜面方向に向かう流れによって担われることは暗黙の前提とされ，浅い地中流の水面よりも上側に存在する不飽和帯の役割は無視されてきた．現地斜面で行われた詳細な観測研究の中には，急斜面で洪水ピークが大きくなる傾向がみられないとの結果を基にして，洪水流出波形変換が斜面に沿う流れではなく，鉛直不飽和浸透流によってもたらされるとの考え方も提起された（Montgomery and Dietrich, 2002）．しかし，これは個別の観測結果にとどまり，鉛直不飽和浸透流の役割が理論的な降雨流出応答関係の研究において一般的に認知されるには至らなかった．
こうした降雨流出波形変換の担い手に関する問題の発生原因は，降雨を境界条件とする傾斜土壌層における水理学的な理論が確立されないままに，降雨流出応答関係が議論されているところにあると，筆者は考えている．そこで筆者は，最も簡単な条件として，一定強度の降雨を境界条件とする定常状態における傾斜土壌層の流れを考えたとき，
圧力水頭の空間分布はどのような水理学的な性質を持つのかを検討した（Tani, 2008）．その条件での Richards 式による 定常分布の計算結果によると，傾斜土壌層の流れは，鉛直不飽和浸透流，斜面方向への不飽和浸透流，斜面方向への飽和浸透流（不圧地下水流）の 3 つで近似されることが示され，境界条件や土壌物理条件で，この 3 つの流れの領域がどのように変動するかが明らかにされた．そして，引き続く研究（Tani, 2013）によって，パイプ状水みちのような地下水の効率的な排除を行う構造がなければ，まさしく Freeze（1971）の計算通りに飽和地表面流が発生するのだが，もし水みちのような不均質な構造を持つ場合は，地下水面上昇が抑制されて鉛直不飽和浸透流の役割が大きくな
り，結果的に，不飽和帯が波形変換の担い手となることも示された．
このように，パイプ状水みちは降雨波形の洪水流出波形への変換に重要な役割を果たす．しかし，なぜそういう水
みちを含む不均質構造が存在するのかは，狭義の水文学の枠組みでは説明が困難である．すなわち，湿潤変動帯（塚本, 1998）の急斜面における強い侵食外力に耐えて土壌層が発達する長期過程（下川, 1983）から不均質構造の成立を考えざるを得ない．いったん土壌層が崩壊してしまった急斜面に土壌層が再生し厚みを増すためには，植物根系の粘着力補強（北原, 2010）が決定的に重要である．しかしその補強があっても，降雨時に地下水面が地表面まで頻繁に上昇するとすれば，土壌層の安定条件は浮力のために低下して，斜面安定条件を維持することはむずかしい．地下侵食（新藤, 1993）によって，排水構造が土壌層とともに発達することが必要だと考えられる．
筆者らは，土壌層の発達と流出機構の関係に関するこうした学際的な研究について，多様な時間スケールの変化が入れ子構造を為すことに注目し，科学研究費によるプロジェクト「地形 · 土壌 · 植生の入れ子構造的発達をふまえた流域水流出特性の変動予測」（2011–2015 年度）に取り組んできた．その成果は，拙著「水と土と森の科学」（谷, 2016）のほか，「地形学連合」の雑誌「地形」の特集号にまとめるべく，現在，地形学が専門の松四雄騎氏（京都大学防災研究所）とともに編集作業を行っている．降雨流出過程の包括的な理解には，地形学，土壌物理学，水文学に関する学
際的な協力がどうしても必要である．土壌物理学のご専門の方々に，雨水流出過程とのリンクについて，より強い関
心をお持ちいただければ幸いである．

巻頭言

3

引用文献

Anderson, S.P., Dietrich, W.E., Montgomery, D.R., Torres, R., Conrad, M.E. and Loague, K. (1997): Downslope flow paths in a steep
unchanneled catchment. Water Resources Research, 33: 2637–2653.
Freeze, R.A. (1971): Three-dimensional, transient, saturated-unsaturated flow in a groundwater basin. Water Resources Research, 7:
347–366.
Harman, C. and Sivapalan, M. (2009): A similarity framework to assess controls on shallow subsurface flow dynamics in hillslopes.
Water Resources Research, 45, doi:10.1029/2008WR007067.
神田 徹, 神吉和夫, 吉岡泰邦 (1990): 斜面流域における洪水到達時間の推定. 土木学会論文集, 417: 53–62.
北原 曜 (2010): 森林根系の崩壊防止機能. 水利科学, 53(6): 11–37, 2010.

McDonnell, J.J. (1990): A Rationale for old water discharge through macropores in a steep, humid catchment. Water Resources
Research, 26: 2821–2832.
Montgomery, D.R. and Dietrich, W.E. (2002): Runoff generation in a steep, soil-mantled landscape. Water Resources Research, 38:
doi:10.1029/2001WR000822.
Pearce, A.J., Sterwart, M.K. and Sklash, M.G. (1986): Storm runoff generation in humid headwater catchments 1. Where does the water
come from? Water Resources Research, 22: 1263–1272.
下川悦郎 (1983): 崩壊地の植生回復過程. 林業技術, 496: 23–26.
新藤静夫 (1993): 災害とその予測

第四紀研究の果たす役割 — 斜面災害における地中水の集中流現象. 第四紀研究, 32: 315–322.

Tani, M. (2008): Analysis of runoff-storage relationships to evaluate the runoff-buffering potential of a sloping permeable domain.
Journal of Hydrology, 360: 132–146.
Tani, M. (2013): A paradigm shift in stormflow predictions for active tectonic regions with large magnitude storms: generalisation ofcatchment observations by hydraulic sensitivity analysis and insight into soil-layer evolution. Hydrology and Earth System Sciences,
17: 4453–4470, 2013.
谷 誠 (2016): 水と土と森の科学, p. 243. 京都大学学術出版会, 京都.

Torres, R., Dietrich, W.E., Montgomery, D.R., Anderson, S.P. and Loague, K. (1998): Unsaturated zone processes and the hydrologic
response of a steep, unchanneled catchment. Water Resources Research, 34: 1865–1879.
塚本良則 (1998): 森林 · 水 · 土の保全 — 湿潤変動帯の水文地形学, p. 138. 朝倉書店, 東京.

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。
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〒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

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 133, p.5 ∼ 9 (2016)

音響測定法に基づいた砂質土壌の連続気相率と通気係数の関係
深田耕太郎 1 · 木原康孝 1

Relationship between continuous air content and air conductivity in a sandy soil
based on acoustic measurements
Kotaro FUKADA1 and Yasutaka KIHARA1

Abstract: Soil air conductivity has a hysteretic relationship with the air content of the soil, likely caused byamount of entrapped air depending on the wetting or drying history of the soil. Entrapped air content can be evaluated as the difference between total air content according
to the volumetric water content and continuous air content
based on the acoustic measurements. Acoustic tests wereconducted for a 50-cm3 cylindrical container filled withTottori Dune sand at several stages in the drainage or imbibition process. We evaluated a relationship between continuous air content and air conductivity, as well as the effects of entrapped air on the hysteresis. Air was entrappedin the course of imbibition of water for the total air content
from 15 % to 10 %. Within this total air content range, airconductivity was found to be uniquely determined with thecontinuous air content. Since almost no air was entrapped
for the total air content exceeding 15 %, continuity of air
in the soil depending on wetting or drying was assumed to
be a main reason for the air conductivity – total air content
hysteresis.
Key Words : Tottori Dune sand, soil air, trapped air, airconductivity, hysteresis

通気性のヒステリシスの傾向については，いくつかの異なる報告が見られる．吸水過程初期の通気係数は排水過程より大きいという結果が，砂岩（Colonna et al.,1972）や砂質土壌（神谷ら, 2006a, b; 神谷 · 井上, 2008;
Rouf et al., 2012）を用いた実験から得られている．しかし，吸水過程初期で排水過程と変わらず，吸水過程が進むと排水過程よりも小さくなるという結果もある（Geffen et al., 1951; Osoba et al., 1951; Land, 1971）．さらに，Naar et al.（1962）は，固結状態の砂では吸水過程の方が小さく，ガラスビーズでは逆になると報告し，Bang（1984）は石油の回収シミュレーションにおいて，吸水過程の通気係数の方が小さいと仮定している．
通気性のヒステリシスの一因は封入空気である．その理由は，封入空気は通気に寄与しないという点にある．
例えば Land（1971）は，吸水過程の通気係数が排水過程より小さくなるのは，吸水過程では空気が封入されて通気に寄与する空気量が減るためであると考えた．一方で，封入空気を原因としないヒステリシスも確認されている．Stonestrom and Rubin（1989）は，実際に砂質土壌の封入空気量を測定し，乾燥側では封入空気が存在しな

1. はじめにいにもかかわらず，通気係数のヒステリシスは存在することを示した．したがって，気相率と通気係数の関係に土壌の通気性は，通気係数によって定量的に表され，見られるヒステリシスを理解するためには，まず，封入多くの場合，気相率との関係で示される．これは，気相空気の影響を他の要因がもたらす影響と区別する必要が率をパラメータとして通気係数を理論的に導出したいとある．

いう動機（Millington and Quirk, 1961）や，あるいは実用

音響測定法（深田ら, 2010）は，音波を土壌に当てるこ

的には，通気係数を気相率から予測できると有用であるとで，土壌の連続気相率と通気係数を同時に測定する方という理由（Moldrup et al., 1998）などに基づいている．

法である．連続気相率とは大気と連続した土壌空気の体

その際重要になるのが，通気係数は吸水過程と排水過積割合として定義される．音響測定法を利用すると，従程で同じ気相率に対して異なる値を示すという現象，す来の質量測定による全気相率と連続気相率の差として封なわちヒステリシスである（Pavlakis and Barden, 1972;

入空気の気相率を求めることができる．また，音響測定

Stonestrom and Rubin, 1989）．

法が封入空気を測定対象としないため，通気性のヒステ
リシスの中で封入空気を要因としないものを特定できる

1 Faculty of Life and Environmental Science, Shimane University,
Nishikawatsu-cho, Matue, Shimane, 690-8504, Japan. Corresponding author: 深田耕太郎，島根大学生物資源科学部.
2015 年 11 月 17 日受稿 2016 年 5 月 16 日受理可能性がある．
そこで本研究では，音響測定法を用いて連続気相率と通気係数の関係を明らかにし，通気性のヒステリシスにおける封入空気の影響を特定することを目的とする．

土壌の物理性

6

第 133 号

(2016)

試料底面からの排水にともない，排水量と同体積の空気

2. 方法が試料上面から大気と連続した形で試料内へ浸入したと考えられる．

試料は，内径 5 cm，長さ 2.5 cm のステンレス円筒容器

排水過程の全気相率 13 ∼ 18 %（Fig. 1 の矢印付き●）に鳥取砂丘砂を充てんしたものである．鳥取砂丘砂は，では，連続気相率が全気相率より最大で 5 % 程度低く

粒径 0.1 ∼ 0.4 mm に質量の約 90 % が存在する砂であ評価された．これを封入空気の発生と考えることはできる．円筒容器の底面には，メンブレンフィルター（Pall

る．しかし，全気相率 13 % より小さい範囲で連続気相Corporation，Versapor1200 Membrane Disc Filters）を取率と全気相率の良い一致が見られるため，その後の気相り付け，底面からの水分調整を可能にした．

率の増加によって空気が封入されたとは考えにくい．し排水過程の試料を作る場合，円筒容器に湛水した状態で砂を流し込み，乳棒で突き固めた．この操作を数回繰り返し，最後に表面を整形した．吸水過程の場合は，空たがって，これらの結果は連続気相率が真値よりも過小に評価されたものであると推測した．
水分特性曲線（Fig. 2）は，問題の測定点が過小評価の容器に風乾状態の砂を入れ，同様の操作を行った．試料の乾燥密度は，排水過程で 1.64 ∼ 1.70 g cm−3 ，吸水過程で 1.63 ∼ 1.66 g cm−3 となった．試料数は，排水過程で 11 個，吸水過程で 10 個である．
次に，排水過程の場合，試料の中心に対して水頭差を−2.0 から −8.5 kPa まで段階的に大きくしていき，水分飽和状態から排水した．一段階の水頭差の変化分は 0.2
kPa ∼ 1 kPa であり，一つの試料につき，7 ∼ 9 回の段階を設けた（水頭差の例：−2.9，−3.4，−3.7，−3.9，−4.2，−4.44，−4.9，−5.4 kPa）．排水開始から 12 ∼ 24 時間
後，排水量の測定と音響測定を行った．吸水過程の場合
は，試料の中心に対して水頭差を −4.0 から 0 kPa まで
段階的に小さくしていき，空気飽和状態から水分を増加させた．一段階の水頭差の変化分は 0.2 kPa ∼ 0.5 kPa であり，一つの試料につき，6 ∼ 8 回の段階を設けた（水頭差の例：−3.9，−2.9，−2.4，−1.9，−1.4，−0.9，−0.4kPa）．吸水開始から 24 時間後，吸水量の測定と音響測定を行った．
最終段階の測定後，試料を炉乾燥した．試料の炉乾燥
質量と排水量あるいは吸水量から，各段階における試料

Fig. 1 全気相率と連続気相率の関係．
Relationship between total air content and continuous aircontent.

の全気相率を求めた（従来法）．また，連続気相率と通気係数については，深田ら（2010）の音響測定法によった．
音響測定法は連続空気を集中定数系で近似している（深田ら, 2010）．そのため，近似が成立しない場合は，連続気相率が真値より過小評価される．過小評価の生じる条件や大きさは限定的であるが，封入空気の影響と過小
評価のどちらも，連続気相率を全気相率より小さくする
ため，2 つを区別するのは難しい．本研究では，全気相率と連続気相率が良く一致する結果をもとに，全体の傾向から，過小評価した可能性のある点を示し，封入空気の影響と分けて考察した．

3. 実験結果と考察
3.1 全気相率と連続気相率の関係
Fig. 1 は従来法による全気相率と音響測定法による連続気相率の関係を示したものである．排水過程では，全気相率 3 % 程度からスタートし，排水とともに 33 % 程度まで増加した．連続気相率と全気相率は，全気相率が13 ∼ 18 % の範囲を除けばほぼ等しい．この結果から，Fig. 2 鳥取砂丘砂の水分特性曲線．
Soil-water characteristic curve for Tottori Dune sand.

論文：音響測定法に基づいた砂質土壌の連続気相率と通気係数の関係

7の起きやすい状況にあった可能性を示している．排水過次に全気相率 15 % 以上に注目する．Fig. 1 よりこ程の全気相率 13 ∼ 18 %（体積含水率 19 ∼ 24 %）では，の範囲で封入空気は生じていない．したがって，Fig. 3

マトリックポテンシャルの変化に対する全気相率の変化（a）と（b）のどちらにおいても，吸水過程と排水過程が最も大きい．つまりこの全気相率範囲は，排水が急速で通気に寄与する量が等しいにもかかわらず通気係数に進み，気相が試料全体に広がる段階である．このとき，が異なるという状況が表れている．封入空気に関係なく比較的細長い連続気相が試料全体を貫くような状況が実生じるヒステリシスの原因は連続性，すなわち，形成さ現し，集中定数近似が成り立たなかった可能性がある．

れる通気経路の形状が吸水過程と排水過程で異なる（神これらの測定点と通気係数との関係については次節で述

谷ら, 2006b）ことによる．その定量的な指標としては，べる．
吸水過程の結果を見てみると，全気相率は 37 % 程度
からスタートし，吸水とともに 10 % 程度まで減少した．
終了時の水頭はほぼ 0 kPa であり，試料はこれ以上吸水しなかった．吸水の停止は，気相が試料外へ移動しなかったことを示す．つまり，はじめは大気と連続していた気相が水分によって封入されたと推測できる．連続気
相率は全気相率 37 ∼ 15 % で全気相率に等しく，全気相率が 15 % から 10 % まで減少するのにともない，15% から 3 % まで減少した．全気相率 10 % における排水過程の結果との明確な違いにより，封入空気が吸水とともに全気相率 15 % あたりで発生し，7 % 程度まで増加したと推測した．

3.2 連続気相率と通気係数の関係
Fig. 3（a）は従来法の全気相率と音響測定の通気係数の関係を示したものである．排水過程では，通気係数はゼロに近い状態からスタートし，排水とともに 1 cm s−1程度まで増加した．吸水過程では，1.4 cm s−1 程度からスタートし，吸水とともにゼロまで減少した．通気係数は全気相率 15 % より大きい範囲で吸水過程の方が大きい．15 % 以下で大小関係が逆転し排水過程の方が大きくなったように見える．そして，10 % 以下では吸水過程の点が存在しないため，比較できない．

Fig. 1 から得た推測を踏まえると，全気相率 10 ∼ 15
% の範囲では吸水過程で封入空気が生じているため，全気相率は同じでも通気に寄与する量は吸水過程の方が小さい．このことが，全気相率が 15 % を下回ると吸水過程の通気係数の方が小さくなったように見える現象をもたらしたと考えられる．そこで，Fig. 3（a）の横軸を音響測定による連続気相率としたものを Fig. 3（b）に示す．排水過程の分布には大きな変化はないが，吸水過程の点は連続気相率 15 % 以下の範囲で左側に移動している．その結果，連続気相率 3 ∼ 15 % ではヒステリシスが認められなくなった．
ここで，連続気相率を過小評価した可能性のある排水過程の結果（Fig. 1 の矢印付き●）について見る．他の測定点と同じ操作により，Fig. 3（a）から（b）の変化に対して，測定点は全気相率 13 ∼ 18 % から連続気相率 8∼ 15 % へと移動した．これを，本来全気相率と連続気相率が等しかったはずと考えて測定点を移動させなかったとしても，連続気相率 3 ∼ 15 % ではヒステリシスが認められなくなったという結論は変わらない．その理由は，注目しているのが，主に吸水過程のグラフ上における変化であることによる．

Fig. 3 気相率と通気係数の関係 (a) 従来法による全気相率を用いた場合．(b) 音響測定による連続気相率を用いた場合．
Relationship between air conductivity and (a) total air content
obtained using the conventional method; and (b) continuous
air content obtained using the acoustic method.

土壌の物理性

8

第 133 号

Millington and Quirk（1961）が間隙の相互作用として評(2016)

深田耕太郎, 三野 徹, 中村公人 (2010): 音波の共鳴現象を利用

価した effective flow area や，屈曲度（Jury and Horton,

した砂の連続空気量と通気係数の測定. 土壌の物理性, 115:

2006）などが考えられる．

3–13.

以上をまとめると，封入空気が生じている気相率範囲

Geffen, T.M., Owens, W.W., Parrish, D.R. and Morse, R.A.

では，通気係数は主に通気に寄与する量だけで決まり，(1951): Experimental investigation of factors affecting labora-

封入空気が生じていない気相率範囲では，通気係数は連tory relative permeability measurements. Pet. Trans., AIME,

続性の違いによるヒステリシスを示すということが明らかとなった．この結論の後半部分は 1 章で紹介した

Stonestrom and Rubin（1989）の結果と同じである．前半部分は，おそらく本研究で初めて示されたものである．
今後の課題は，この結論が一般的なものかどうかを，他の土壌を用いて確認することである．

192: 99–110.
Jury, W.A. and Horton, R. (2006): 土壌物理学 — 土中の水 · 熱 ·ガス · 化学物質移動の基礎と応用 — （取出伸夫監訳: 井上光弘 · 長 裕幸 · 西村 拓 · 諸泉利嗣 · 渡辺晋生訳）, p. 207. 築地書館, 東京.
神谷浩二, Bakrie, R., 井上光弘 (2006a): 鳥取砂丘砂の透気係数と飽和度の関係. 日本砂丘学会誌. 53: 11–18.
神谷浩二，Bakrie, R., 本城勇介 (2006b): 保水性を制御した不飽

4. 結論

和土の透気係数の測定. 土木学会論文集 C, 62: 679–688.
神谷浩二, 井上光弘 (2008): 水分特性曲線を用いて不飽和土の透音響測定法に基づき評価された連続気相率を用いることで，通気性のヒステリシスを封入空気によるものと他

気係数と飽和度の関係を推定する関数モデルの考察. 土木学会論文集 C, 64: 650–661.

の原因とに分けた．鳥取砂丘砂の場合，封入空気は吸水Land, C.S. (1971): Comparison of calculated with experimental

過程の全気相率 10 ∼ 15 % の範囲で生じる．そして，封

imbibition relative permeability. Soc. Pet. Eng. J., 11: 419–

入空気が生じている全気相率範囲において，通気係数は
主に連続気相率だけで決まる．全気相率 15 % 以上では，
空気の連続性を主要因とするヒステリシスが存在する．

425.
Millington, R.J. and Quirk, J.P. (1961): Permeability of porous
solids. Trans. Faraday Soc., 57: 1200–1207.
Moldrup, P., Poulsen, T.G., Schjønning, P., Olesen, T. and Yam-

謝辞

aguchi, T. (1998): Gas permeability in undisturbed soils: measurements and predictive models. Soil Sci., 163: 180–189.
Naar, J., Wygal, R.J. and Henderson, J.H. (1962): Imbibition rel-

本研究は JSPS 科研費 26850153 の助成を受けたものです．また，編集長，編集委員，閲読者の皆様に多くの助言を賜りましたことをここに記し，感謝いたします．

ative permeability in unconsolidated porous media. Soc. Pet.
Eng. J., 2: 13–17.
Osoba, J.S., Richardson, J.G., Kerver, J.K., Hafford, J.A. andBlair, P.M. (1951): Laboratory measurements of relative per-

引用文献

meability. Pet. Trans. AIME, 192: 47–56.
Pavlakis, G. and Barden, L. (1972): Hysteresis in the moisturecharacteristics of clay soil. J. Soil. Sci., 23: 350–361.

Bang, H.W. (1984): Simulatioin study shows hysteresis effect on

Rouf, M.A., Hamamoto, S., Kawamoto, K., Sakaki, T., Komatsu,

oil recovery during a cyclic steam process. Oil Gas J., 82: 83–

T. and Moldrup, P. (2012): Unified measurement system with86.

suction control for measuring hysteresis in soil–gas transport

Colonna, J., Brissaud, F. and Millet, J.L. (1972): Evolution ofcapillarity and relative permeability hysteresis. Soc. Pet. Eng.
J., 12: 28–38.

parameters. Water Resour. Res., 48: W02506.
Stonestrom, D.A. and Rubin, J. (1989): Air permeability andtrapped-air content in two soils. Water Resour. Res., 25: 1959–1969.

論文：音響測定法に基づいた砂質土壌の連続気相率と通気係数の関係

要旨

土壌の気相率と通気係数の関係はヒステリシスを示すことが知られており，封入空気が原因の一つと考えられている．しかし，封入空気の影響の特定には至っていない．過去に提案された音響測定法によって，全気相率と連続気相率の関係を求め，封入空気量を評価することが可能となった．本研究では，連続気相率と通気係数の関係を明らかにし，通気性のヒステリシスにおける封入空気の影響を特定することを目的とした．鳥取砂丘砂を 50 cm3 円筒容器に充填し，排水過程と吸水過程において段階的に音響測定を行った．その結果，封入空気は吸水過程の全気相率 10 ∼ 15 % の範囲で生じ，この全気相率範囲
において，通気係数は主に連続気相率だけで決まることが分かった．また，全気相率 15 % 以上では，
封入空気は存在しないため，空気の連続性がヒステリシスの主要因と考えられる．
キーワード：鳥取砂丘砂，土壌空気，封入空気，通気係数，ヒステリシス

9true TDR 土壌水分センサー
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CACC-TDR-315

仕様

要素

体積含水率

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%

-

-

-

EC 安定性 0-5ds/m

±2%

-

-

-

誘電率

CACC-SEN-SDI

導電率

温度

誘電率

仕様

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温度

測定範囲

0～100%

0～5.0 dS/m

-10℃～+50℃

精度±2%±0.2 dS/m±0.5℃(1-50℃)±1% FS

分解能

0.1%

-

-

-

温度安定性 1-50℃

±1%

-

-

-

-

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EC 安定性 0-5ds/m±1%
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J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 133, p.11 ∼ 18 (2016)岡山県南部地域の乾田直播少量播種栽培における貫入式土壌硬度計による苗立ち予測法の開発
望月秀俊 1 · 藤本 寛 1 · 清水裕太 1 · 髙橋英博 1 · 松森堅治 1

Development of prediction formula on rice establishment with corn penetrometer measurements
for dry-seeding of rice with lower sowing rate in southern part of Okayama Prefecture
Hidetoshi MOCHIZUKI1 , Hiroshi FUJIMOTO1 , Yuta SHIMIZU1 , Hidehiro TAKAHASHI1 and Kenji MATSUMORI1

Abstract: Because farming fields have recently been getting consolidated and farmers land also have been getting
large-scale, dry-seeding of rice is widely introduced by thefarmers. Our objective of this paper was to clarify whether
the penetration resistance distribution measured using acorn penetrometer (SR-II) can be used to diagnose soillayers affecting rice establishment rate and to develop aformula to predict the averaged establishment rate level ofrice based on the results of diagnoses. We measured thepenetration resistance distribution using a corn penetrometer and evaluated the establishment rate of rice at 52 dryseeding paddy fields with lower sowing rate in southernpart of Okayama prefecture. We analyzed the trend of measured penetration resistance distributions for each level ofthe establishment rate. We proposed 5 sets of the diagnose
index and criterion based on the trends of penetration resistance distribution, and the previous cultivation guidelines
for rice. By using these sets of index and criterion, we gavescores to all the fields, and calculated the averaged level of
establishment rate for each field-score. There was a highcorrelation between the given field-score and the averaged
levels of establishment rate. We concluded that the penetration resistance distribution can be used for the diagnosis
on the soil-layers of paddy fields, and we developed a formula to predict the averaged establishment rate level of riceby using the field-score according to the indices and criteria.
Key Words : corn penetrometer, establishment, dryseeding of rice, classification index, drainage property

難である．これは，育苗 · 田植え等の春作業と収穫等の秋作業における労働ピークの押し上げが顕著なためである．そこで，多くの大規模生産者が，育苗 · 田植え作業の省略による春作業の軽減と，生育ステージのズレによる労働ピークの分散が可能な水稲直播栽培技術を導入しはじめている．（農林水産省生産局生産支援課, 2010）．農林水産省（2015）によると，2013 年には，全国で 25,889ha（前年比 109 %）に水稲直播栽培技術が導入されている．水稲作付面積全体に占める割合は 1.6 % であるが，今後一層の増加が見込まれる．
水稲直播栽培は，大きく湛水直播と乾田直播の 2 つに分類される．湛水直播は播種前に湛水する播種様式であり，乾田直播は播種前の湛水を伴わない播種様式である（農林水産省農業研究センター, 1997）．湛水直播に較べて，乾田直播は，播種時期を大幅に前倒しできるため，
労働ピークを分散させる効果が大きい．今後，地域農業の担い手に農地が集積していくことを併せて考えると，大規模な圃場を有する担い手にとっては乾田直播栽培技術の導入が不可欠であると考えられる．
乾田直播の播種前圃場準備において，これまでのロー
タリ耕に代わってプラウ耕 – レーザー均平 – 鎮圧の機械
作業体系が大規模生産者を中心に導入され始めている．
本作業体系を導入すると，後述の通り，圃場が余剰水分を保持することがないため，苗立ち率が向上する．その結果，出芽 · 苗立ちに対して，過度の神経を使う必要がなくなった．そこで現在では，苗立ち不良のリスクを回避

1. はじめに近年の水稲作では，農地の集約化が進み，生産体系の大規模化が進行している．一方で，現行の移植（田植え）による水稲栽培様式を前提としたさらなる規模拡大は，生産者が所有する農業機械数やオペレータ数からも困
1 NARO

Western Region Agricultural Research Center, 6-12-1
Nishifukatsu-cho, Fukuyama, Hiroshima 721-8514, Japan, Corresponding author:望月秀俊，農研機構 西日本農業研究センター
2016 年 1 月 13 日受稿 2016 年 6 月 14 日受理できるように播種量を多めに設定するのではなく，余剰水分を含まない播種床作りで苗立ち不良を回避すること
で，播種量を慣行量から著しく削減した様式（少量播種）によって，一層の低コスト化を図る方向の技術開発が生産者と共同で進められている．特に熱心な篤農家の一部
では，播種量を極限まで削減した 1 粒点播，3 粒点播等に挑戦している（日本農業新聞, 2012）．播種量は 1 粒点
播では 0.4 kg/10a，3 粒点播では 1.2 kg/10a となり，推奨されている播種量 3.5 – 4.0 kg/10a（農林水産省農業研究センター, 1997）と比較すると，7 ∼ 9 割の播種量の削12土壌の物理性第 133 号

(2016)いる．

減になる．
とはいえ，水稲直播栽培の最大のリスクが，出芽 · 苗立

現在までのところ，数十筆の圃場を有する生産者自身

ち不良や，倒伏 · 鳥等による食害等に起因する収量の不が現地で土壌層としての排水性を調査できる手法は確立

安定性にあることに変わりはない．この収量の不安定性

されていない．一方で，簡易かつ迅速に土壌層の情報をを回避するには，まずは高い苗立ち率を安定して得る必集められるツールとしては，貫入抵抗を測定する貫入式要がある．そのため，乾田直播の苗立ちに影響を与える

土壌硬度計（コーンペネトロメータ（以下，コンペネと要因に関する研究が進められ，高い苗立ち率を得るため呼ぶ）：SR-II 型）が挙げられる．コンペネは，土壌断面に最も重要な要因は，「好適な土壌水分条件を安定して維調査用のピットを掘らずに，土壌に垂直に挿入すること持することである」とも提言されている（大野ら, 1998）．

で，深度ごとの貫入抵抗が記録される装置であり，その干ばつ年には走水等を用いて，出芽 · 苗立ちを促進でき簡便性から機械走行性に関連する地耐力調査等に使用さるため，多雨年の湿害対策がより重要であり，好適な土れている（土壌環境分析法編集委員会, 1997）．一般に，壌水分条件の安定維持には圃場が良好な排水性を有する

同じ土壌でも貫入抵抗は，充填密度（乾燥密度）が高いほ必要がある（藤本ら, 2011）．ただし，ここでいう排水性

ど，水分量が低いほど，また団粒構造が発達していないとは，水稲栽培における有効土層厚として推奨される 50ほど，高くなる（山崎, 1971）．一方，圃場の排水性を支cm 深までの土壌層としての排水性のことを意味する．

配する透水係数は，乾燥密度が高いほど，水分量が低い

現在の大規模生産者の多くは，生産者自身の所有するほど，団粒構造が発達していないほど，小さくなる（中圃場のみで大規模化したのではなく，周辺の生産者等か野ら, 1995；農業土木学会土の理工学性実験ガイド編集

ら農作業を請け負う等で規模が拡大した．すなわち，多委員会, 1983）．このように貫入抵抗と透水性が正反対のくの場合，栽培暦や圃場の特性等を熟知した圃場で水傾向を示すため，この特性を圃場の排水性の簡易診断に稲栽培を行っているのではなく，離散した圃場で水稲栽利用することを考え，本研究では，少量播種技術を導入

培を行っている．このため，各圃場の特性を充分に把握した乾田直播栽培圃場におけるコンペネによる測定結果した上で，圃場毎に適した栽培様式（移植栽培や乾田直（以下，コンペネデータ）と苗立ちの良否の関係を調査

播栽培等）を決定することが困難である．栽培様式を決し，コンペネによる測定が土壌層診断技術となり得るこ

定するためには，管理する各圃場の特性（ここでは，排とを検証した後，コンペネデータに基づく診断結果から，

水性）を把握する必要があり、簡便な手法が求められて苗立ちを予測する式を提案することを目的とした．

Fig. 1 苗立ち評価の階級に基づいて分類したコンペネデータ（左から II，III，IV, V）.
Corn-penetrometer measurement profiles for each rice establishment classification (From left: II, III, IV, V).

論文：岡山県南部地域の乾田直播少量播種栽培における貫入式土壌硬度計による苗立ち予測法の開発

13

合計（476 mm）は温暖少雨な瀬戸内式気候のため，経度の近い日本海岸式気候の鳥取市（533 mm）よりも少

2. 材料と方法ない．また，太平洋岸式気候の高知市（1,073 mm）と比

2.1 調査地

較すると，圧倒的に少ない．ただし，本研究を実施した

本研究では，岡山県南部に位置する岡山市 · 瀬戸内市の乾田直播少量播種（3 粒点播）圃場 52 圃場（品種：ア2011 年は播種作業（5 月 17 – 21 日）後の 5 月下旬の降雨量が 192.0 mm と平年値 37.2 mm（1981 – 2010 年）をケボノ、ヒヨクモチ、きぬむすめ、吟のさと等）で測定

大幅に上回る多雨年であった．

を実施した．この中から前作や播種日の異なる圃場を除

2.2 測定方法

いた 49 圃場を解析の対象とした．本研究では、前年の貫入抵抗分布の測定は，大起理化社製貫入式土壌硬度

水稲作以来、冬作の作付けを行っていない圃場を選んだ．

計（DIK-5521）に 60 cm のシャフトを付けて，枕地を外

対象圃場は，10a 未満の 12 圃場，10 – 20a の 26 圃場，した圃場中央付近において実施した．なお，測定を簡便

20 – 30a の 10 圃場，30a 以上の 1 圃場で構成され，平均圃場面積は 14.9a であり，標準区画（30a）と較べて決しにし，より多くの圃場を測定の対象とするため，1 筆にて大きな圃場ではない．また，対象圃場の土壌は，中粗つき 1 地点で測定した（以下，コンペネ測定と呼ぶ．）
また同時に，作物栽培分野の研究で用いられる達観評

粒 ∼ 細粒グライ土に分類される（農業環境技術研究所,

価法によって、苗立ちを目視によって，ほぼ無し（I）（苗2010）．

立ち率の目安：0 – 15%）
，不良（II）（同：15 – 30 %），並

乾田直播技術導入の際に，本研究の対象圃場のうち合（III）（同：30 – 50 %），やや良（IV）（同：50 – 70 %），筆した圃場などの比較的大きな圃場は，前述のプラウ耕良好（V）（同：70 % 以上）の 5 階級で評価した（以下，– レーザー均平 – 鎮圧を施して播種床を作ったが、小さ苗立ち評価と呼ぶ．
）なお，本研究で測定対象とした水稲な圃場ではプラウの導入やレーザーレベラによる精密なの苗立ちは，一般に播種床や土壌水分量の影響が圧倒的

均平が困難であるため，ロータリ等で耕起後，バーチカに大きく、品種間差異はないと考えられる．コンペネ測

ルハローシーダで播種床を作りつつ播種を行っている．

定は 2011 年 6 月 20，21 日に、苗立ち評価は 2011 年 7

また，プラウ耕 – レーザー均平は毎年実施するのではな

月 28 日に、それぞれ実施した．

く，圃場面の凹凸が目立つようになった場合にのみ実施

2.3 解析

している．少量播種は，全ての対象圃場において，同一

コンペネの記録紙をスキャナーで読み込み，画像処理のバーチカルハローシーダを用いて，1.0 – 1.2 kg/10a のソフトで傾き補正およびノイズ除去を施した後，デジタ

播種量で播種深度を 1 cm 程度に設定し実施した．冬期

ル画像として保存した．つづいて，グラフ画像数値化ソの圃場作業については，雑草の生育量を見つつ，草抑え

フト（Graphcel）を用いて，1 cm 深度毎の貫入抵抗を数のためのロータリ耕を 0 – 2 回施した．

値化し，表計算ソフト（Microsoft 社製 Excel 2010）によ岡山県南部地域は 5 月中旬から 6 月上旬の播種期に降りゼロ点補正を施した．

雨が少なく，乾田直播栽培に適している（菅原, 1970）．

数値化されたコンペネデータを，苗立ち評価の階級（I

当地域では，手植えから田植機による田植えを経ること∼ V）毎に図示し（Fig. 1），各階級のコンペネデータのなく乾田直播栽培が普及するという，全国的に見ても珍傾向を分析した．また分析結果と併せて，栽培指針等のしい乾田直播栽培の歴史を重ねてきたが（昭和農業技術

既存の評価項目と目標値等から，①作土層の厚さ，②鋤

発達史編纂委員会, 1993；山本ら, 2000；牧山, 2003），現

床層の貫入抵抗，③有効土層の厚さ，④難透水層の発達

在も岡山県では，直播栽培技術導入面積に占める乾田直

程度，⑤下層土の透水性，の 5 つの評価項目を設定した播栽培技術導入面積が，湛水直播技術栽培導入面積より（Table 1）．各評価項目に対して，コンペネデータから抽も圧倒的に多い（山本ら, 2000）．春作業から移植作業の出できる評価指標と閾値を以下のように設定した（Table

時期にあたる 3 – 6 月の岡山市の月間降雨量の平年値の1）．

Table 1 コンペネデータの評価指標と閾値．
Evaluation criteria, index and thresholds for corn-penetrometer measurements.
閾値
番号

項目

得点

指標

①

作土層の厚さ

貫入抵抗が初めて 244 kPa を超える深度（cm）②

鋤床層の貫入抵抗

作土下端から 20 cm 深までの貫入抵抗の最大値（kPa）③

有効土層の厚さ

貫入抵抗が初めて 4,500 kPa を超える深度（cm）④

難透水層の発達程度

最大貫入抵抗（kPa）⑤

下層土の透水性20 – 40 cm 層の平均貫入抵抗（kPa）

2

1

0

20 <
< 1, 700
50 << 1, 700< 1, 700

10 – 201,700 – 2,550
25 – 501.700 – 3,400
1,700 – 2,550< 10
2, 550 << 25
3, 400 <2, 550 <土壌の物理性

14

第 133 号

(2016)

理性 · 化学性の両面から掲げている．その中で土壌層を④難透水層の発達程度については，その指標を土壌の有効土層として推奨される 50 cm までの層の貫入抵抗の対象とした項目は，1）作土層の厚さ：13 – 20 cm と 2）最大値とした．これは，透水性を支配する一要因と考え

山中式硬度計による鋤床層の硬さ：15 – 20 mm，3）有効られる乾燥密度が高いと貫入抵抗が高い値を示すため，

土層の厚さ：50 cm 以上，の 3 つである．長野間（1993）

貫入抵抗の最大値が大きいほど，土壌層内に難透水層がは，有効土層とは作物の根が自由に伸長して正常に養水発達していることが推察されるからである．また，⑤下分を吸収できる物理的 · 化学的性質をもった土層と定義

層土の透水性については，20 – 40 cm 層の貫入抵抗の平している．また，藤原ら（1996）は，作土層の硬さは山中

均値を指標として評価した．対象を 40 cm 深までとし式硬度計で 3 – 10 mm を目標とすることとしており，硬たのは，40 cm 以深では測定限界（4,500 kPa）を超えてくて根が入らないのは 25 mm 以上としている．これらいると考えられるコンペネデータが増えているからであの土壌条件は山中式硬度計の値で示されているため，コる．以上を踏まえ，上記 1,700 kPa の 1.5, 2.0, 2.5 倍値とンペネデータに反映させるためには，土壌硬度を貫入抵した場合の平均苗立ち評価を解析し，④難透水層の発達

抗に変換する必要がある．在原（1997）は，水田土壌に程度の閾値を 1,700，3,400 kPa，⑤下層土の透水性の閾

おける山中式硬度計の値とコンペネデータの変換式（Eq.

値を 1,700, 2,550 kPa とした．平均苗立ち評価の解析結（1））を提示している．

果の詳細については後述する．

藤原ら（1996）は，水稲栽培に望ましい土壌条件を物

これらの分類指標と閾値を用いて，コンペネデータにY = −18.4 + 11.9 log X(1)

基づいて、苗立ちへの貢献度を数値化して評価する得点を各項目最大 2 点，最低 0 点として得点をつけ，5 項目のここで，Y は山中式硬度計の読み（mm），X はコンペネ

合計点（0 – 10 点）をコンペネデータに基づく得点としデータの値（kPa）である．

た．また，圃場の苗立ち評価およびコンペネデータに基藤原ら（1996）の示した水稲栽培に望ましい 3 つの指づく得点を 2 次元ヒストグラムに落とし，コンペネデー

標を，Eq.（1）を用いて貫入抵抗に変換すると，1）貫入タに基づく得点毎に，分類された圃場の苗立ち評価の階抵抗が 63 – 244 kPa である作土層の厚さ：13 – 20 cm，級 I – V をそれぞれ 1 – 5 に数値化し，その平均値を算出

2）鋤床層の貫入抵抗：641 – 1,686 kPa，3）貫入抵抗が< 4, 437 kPa となる有効土層の厚さ：50 cm 以上，となる．

した．

3. 結果と考察

以上を踏まえ，初めて 244 kPa を超える深度までの土層を作土層と考え，①作土層の厚さに対する指標を，貫入抵抗値が初めて 244 kPa を超える深度とし，苗立ちへの貢献度を数値化して評価する得点（0, 1, 2 点）について，作土層の厚さが 10 cm 未満の場合は 0 点，10 – 20cm の場合を 1 点，20 cm 以上の場合を 2 点とした．

②鋤床層の貫入抵抗に対しては，鋤床形成位置（作土層下 5 – 10 cm：藤原ら, 1996）と鋤床層の厚さを考慮して，鋤床層に相当する対象深度を作土下端から 20 cm と仮定して，作土下端から 20 cm 深までの貫入抵抗の最大値を指標とし，藤原ら（1996）の鋤床層の山中式土壌
硬度計で表した土壌硬度を貫入抵抗に変換した値を参考に，当該層の最大値が 1,700 kPa 以下である場合は 2 点とした．また基準となる 1,700 kPa の 1.5 倍の 2,550 kPa
を次の閾値に採用し，1,700 – 2,550 kPa の場合を 1 点，
2,550 kPa 以上の場合を 0 点とした．
③有効土層の厚さについては，貫入抵抗が 4,500 kPaを超える深度を指標とし，4,500 kPa を超える深度が 50
cm 以深である場合は 2 点とした．また，基準となる 50
cm の半分の 25 cm を次の閾値に採用し，25 – 50 cm 深の場合は 1 点，25 cm よりも浅い場合には 0 点とした．
上記 3 つの指標は，藤原ら（1996）で示された既存の評価基準をもとにした指標である．これらに加えて，本研究では，土壌層の排水性を大きく左右すると考えられ
る④難透水層の発達程度と⑤下層土の透水性の 2 つの項目を設けた．

3.1 苗立ち評価
49 対象圃場の苗立ち評価の結果を Table 2 に示した．
苗立ち評価では，不良（II）と並（III）に分類されたものが多く，ほぼ無し（I），やや良（IV），良好（V）は少な
かった．階級 I – V をそれぞれ 1 – 5 に数値化して求めた全体の平均苗立ち評価は 2.71 であった．なお，苗立ち評
価 I に分類された 2 圃場については，周囲を宅地に囲まれている，もしくは標高が周囲の圃場よりも低いため，周辺に降った雨が圃場に流れ込んでいた．そのため，対象地域における一般的な圃場とは著しく条件が異なっていたため，以後の解析から外すこととした．当該圃場を外した後の 47 圃場の平均苗立ち評価は 2.79 であった．
Table 2 苗立ち評価の圃場数．
The number of fields for the riceestablishment classification.
苗立ち評価

圃場数

I
II
III
IV
V

2
19
20
7
1

合計

49

論文：岡山県南部地域の乾田直播少量播種栽培における貫入式土壌硬度計による苗立ち予測法の開発

15

前述の通り，当該年は異常な多雨年であったため，降雨

切な評価項目とは言い切れない．一方で，今後様々な乾量が平年並みの年であれば，より高い平均苗立ち評価が田直播水田におけるデータを蓄積することで，有効な評得られると推察される．

価項目となる可能性も否定しきれないため，本研究では3.2 コンペネデータの傾向

1 つの評価項目として残すこととした．

コンペネデータを苗立ち評価の階級に基づいて，Fig.

これらの指標と閾値を，平均苗立ち評価をもとに検証

1 に示した．各階級に分類されたコンペネデータは，③した（Table 4）．すべての評価項目について，高得点を有効土層の厚さについては，II に分類された 3 圃場を除獲得した圃場ほど，平均苗立ち評価が高く，評価指標といて，50 cm 以上であった．これは，全ての対象圃場がして使用できると判断された．

吉井川と千町川に挟まれた地下水位の高い地域に位置す

3.4 コンペネデータに基づく対象圃場の得点

るため，下層の土壌水分量も高く，下層土の貫入抵抗が本研究では，Table 1 の 5 つの項目の得点の和を当該圃小さいためである．その他，①作土層の厚さや②鋤床層

場の得点とした．その結果，6 点を獲得した圃場が 17 圃の貫入抵抗，⑤下層土の透水性（貫入抵抗）については，場と最も多く， 10 圃場が 4 点を獲得し，これに続いた．

明確な傾向を見いだせなかった．

最高得点は 9 点（3 圃場），最低得点は 1 点（1 圃場）でそこで，コンペネデータの傾向を明確にするため，Vあり，47 圃場の平均値は 5.02 点であった．

を除いた各階級の深さごとのコンペネデータの平均値を

コンペネデータに基づく得点と苗立ち評価の関係をFig. 2 に示した．各階級の平均値を比較すると，①作土層の厚さについては，II，III，IV については，階級間の内に示した．得点が低いほど，低い苗立ち評価の階級の明白な差は確認されなかった．これは，作業体系の中で割合が高く，得点が高いほど，高い苗立ち評価の階級の目標とされる耕深（ロータリ耕 12 cm，プラウ耕 22 – 25

割合が高くなる傾向が示され，本研究で提案した手法に

cm，スタブルカルチ 18 cm）に大きな差がなかったためであると考えられた．また，②鋤床層と思われる 20 cm

よって，苗立ちに影響を与える土壌層の診断が可能であFig. 3 に示した．また，各得点に該当する圃場数を括弧ることが示された．

深周辺の貫入抵抗は，高い階級ほど小さい値を示した．

⑤ 20 – 40 cm 層の貫入抵抗は階級値が高いほど小さかった．また，40 cm 以深の貫入抵抗は，コンペネの測定限界を超えていたものがあったが，II が他の階級よりも高い値を示した．

3.3 評価指標の閾値の設定と検証
コンペネデータに基づく圃場の得点を計算するため，

Table 1 に示した 5 つの項目について，指標と閾値を設定した．①作土層の厚さや②鋤床層の貫入抵抗，③有効土層の厚さについては，既存の基準値を貫入抵抗に変換して用いた（Table 1）．また，④難透水層の発達程度と⑤下層土の透水性の閾値については，既存の基準値と，Table 3 に示した閾値の候補となる数値を設定して，苗立
ち評価との関係（例えば、④難透水層の発達程度については，2 点と 1 点の間の閾値を 2,550 kPa とすると，2 点に分類される圃場は 16 筆となり，これらの圃場の平均
苗立ち評価は 2.81 になる．）を解析して決定した．2 点と 1 点の間の閾値については，②鋤床層の貫入抵抗と同様に，1,700 kPa とした．これは，下層土を対象とした④難透水層の発達程度と⑤下層土の透水性についても，②
鋤床層の貫入抵抗と同様の貫入抵抗であれば，水稲の苗
立ちに悪影響を及ぼすような排水不良を起こすことはないと考えたためである．また，1 点と 0 点の間の閾値については，1,700 kPa の 1.5, 2.0, 2.5 倍値を閾値とした場
合の 0, 1 点にそれぞれ区分される圃場数が過度に偏らないことと，区分された圃場の平均苗立ち評価が全体の苗立ち評価よりも明確に低くなりはじめることを基準に，④難透水層の発達程度については 3,400 kPa，⑤下層土の透水性については 2,550 kPa を閾値として選んだ．
なお，③有効土層の厚さについては，本研究の対象圃
場では，ほとんどの圃場で 50 cm 以上となったため，適Fig. 2 苗立ち評価の階級ごとのコンペネデータの平均値．
Averaged corn-penetrometer measurement profiles for therice establishment classification of II to IV.

土壌の物理性

16

第 133 号

(2016)

Table 3 閾値に対する平均苗立ち評価と圃場数の変化．
Changes in average rice establishment evaluation and the number of fields to thresholds of criterion.
番号

閾値

項目

平均苗立ち評価（圃場数）2 点と 1 点の間の閾値：2 点となる圃場数
①

作土層の厚さ（cm）

5
2.76 （46）10
2.86 （35）15
3.33 （6）20
4.00 （1）25
4.00 （1）②鋤床層の貫入抵抗（kPa）

4,250
2.80 （46）3,400
2.82 （39）2,5502.83 （29）1,700
3.75 （4）850
4.00 （1）③有効土層の厚さ（cm）

12.5
2.79 （49）25
2.80 （46）37.5
2.82 （45）50
2.84 （44）62.5
3.00 （1）④

難透水層の発達程度（kPa）

4,250
2.83 （42）3,400
2.88 （33）2,550
2.81 （16）1,700
3.67 （3）

850
− （0）

⑤

下層土の透水性（kPa）

4,250
2.80 （46）3,400
2.82 （45）2,5502.86 （35）1,700
3.33 （6）850
4.00 （1）1 点と 0 点の間の閾値：0 点となる圃場数
①

作土層の厚さ（cm）

5
4.00 （1）10
2.62 （13）15
2.71 （41）20
2.76 （46）25
2.76 （46）②鋤床層の貫入抵抗（kPa）

4,250
2.00 （1）3,400
2.63 （8）2,5502.72 （18）1,700
2.70 （43）850
2.76 （46）③有効土層の厚さ（cm）

12.5
− （0）

25
2.00 （1）37.5
2.00 （2）50
2.00 （3）62.5
2.78 （46）④

難透水層の発達程度（kPa）

4,250
2.40 （5）3,400
2.57 （14）2,5502.77 （31）1,700
2.73 （44）850
2.79 （47）⑤

下層土の透水性（kPa）

4,250
2.00 （1）3,400
2.00 （2）2,550
2.58 （12）1,7002.71 （41）850
2.76 （46）

塗りつぶしたセルは、本研究で採用した閾値

3.5 コンペネデータに基づく得点による苗立ち予測部の乾田直播少量播種圃場に限定される．また，当該予

モデル

測式は，得点が 0 点でも 1.80 の平均苗立ち評価，10 点

本研究で提案した評価指標と閾値から，コンペネデー（満点）でも 4.03 の平均苗立ち評価となり，苗立ちが極タに基づいた圃場の得点と圃場の苗立ち評価の関係が示

端に悪い圃場と良い圃場を評価できないことが，本モデされた．そこで，苗立ち評価の階級を数値化し，コンペルの限界である．しかしながら，経営上問題ない苗立ち

ネデータに基づいた圃場の得点ごとの平均苗立ち評価を（苗立ち評価 III 相当）以上を得るためには，5 点以上の算出し，Fig. 3 に示した．この平均苗立ち評価と圃場の得点が得られるように土壌層を改良する必要があり，8

得点との相関係数は 0.935 （ p < 0.001）であり，相関が点以上の得点が得られた圃場では旺盛な苗立ち（苗立ち高かったため，直線回帰で導かれた式を，コンペネデー

評価 IV 相当）が期待できる，といった形であれば，現タに基づいた圃場の得点から平均苗立ち評価を予測する

時点でも利用可能である．一方で，特に有効土層の厚さ式とした（Eq.（2））．

等，今後もデータ蓄積を継続し，各項目の重み付けや項目の加除等によって，予測式を精緻化 · 汎用化を試みる

y = 0.223x + 1.802(R2 = 0.8750, p < 0.001) (2)

ここで，x はコンペネデータに基づいた圃場の得点，y は必要がある．

4. おわりに

平均苗立ち評価である．この式を用いることで，コンペネデータに基づく得点から苗立ち評価をある程度予測することが可能になった．
ただし，現時点では当該予測式の適用範囲は岡山県南岡山県南部における乾田直播少量播種圃場の苗立ち評
価とコンペネデータを併せて解析し，既存の栽培指針等も参考にして，コンペネに基づく得点を算出する 5 つの

論文：岡山県南部地域の乾田直播少量播種栽培における貫入式土壌硬度計による苗立ち予測法の開発

17

謝辞

Table 4 評価項目ごとの平均苗立ち評価．
Average rice establishment evaluation for each criterion.

本研究に関わる調査の実施にあたっては，株式会社
平均苗立ち評価（圃場数）
番号

項目

得点

2
①
②
③
④
⑤

作土層の厚さ4.00 (1)鋤床層の貫入抵抗3.75 (4)有効土層の厚さ2.84 (44)
難透水層の発達程度 3.67 (3)下層土の透水性3.33 (6)歓喜ファーム

嘉数末弘氏，株式会社

夢ファーム

奥

山孝明氏から多大なご協力を戴いた．また，現地調査に

102.82 (34)2.68 (25)2.00 (2)2.80 (30)
2.76 (29)2.58 (12)2.72 (18)2.00 (1)2.57 (14)2.58 (12)

おいては，農研機構西日本農業センター業務第 1 科員の協力を得た．記して，謝意を表します．

引用文献
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土壌環境分析法編集委員会 (1997): 土壌環境分析法, pp. 36–38.
博友社, 東京.
藤本 寛, 佐藤達也, 森 伸介, 高橋仁康, 窪田 潤 (2011): 水稲乾田
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14 面.
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Fig. 3 コンペネデータに基づく得点と苗立ち評価相対分布の関係．

Relative rice establishment evaluation vs. points based oncorn-penetrometer measurements.

農 業 環 境 技 術 研 究 所 (2010): 土 壌 情 報 閲 覧 シ ス テ ム http://

agrimesh.dc.affrc.go.jp/soil db/（2016 年 1 月 12 日）
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zyoukyou 25.pdf（2016 年 1 月 12 日）
農林水産省農業研究センター (1997): 日本型直播稲作導入指針,

指標と閾値を策定した．策定した指標と閾値によって算

p. 2, pp. 4–5, pp. 75–77.

出したコンペネデータに基づく圃場の得点は，平均苗立

農林水産省生産局生産支援課 (2010): 水稲直播栽培技術の普及

ち評価と相関が高く，コンペネデータは土壌層の診断技

状況（プレスリリース）http://www.maff.go.jp/j/press/seisan/

術となり得ることが示された．そして，これらの関係を

sien/100611 1.html（2016 年 1 月 12 日）

もとに，コンペネデータに基づいた得点から，平均苗立

大野智史, 小野信一, 高橋 茂, 野々山芳夫, 住田弘一 (1998): 耕う

ち評価を予測する式を提案した．ただし，本研究で導出

ん処理及び土壌水分条件が乾田直播水稲の出芽に及ぼす影された苗立ち評価予測式の適用範囲は，岡山県南部の乾田直播少量播種圃場にとどまり，かつ極端に良好 · 劣悪な圃場の評価には不向きである．このため，今後は他地域での検証を加え，予測式の汎用化に向けたデータの蓄積と改良が必要である．

響. 土壌の物理性, 79: 35–39.
昭和農業技術発達史編纂委員会 (1993): 昭和農業技術発達史
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18

土壌の物理性要第 133 号

(2016)

旨

近年，農地の集約化と生産体系の大規模化が進み，乾田直播水稲栽培技術の導入が進んでいる．本研究では，貫入式土壌硬度計（SR-II）による貫入抵抗分布が，乾田直播水稲の苗立ちに影響を与える土壌層の診断技術となり得るかを検証した後，貫入抵抗分布に基づく診断結果から苗立ちを予測するモデル式を提案することを目的として，岡山県南部の 52 筆の乾田直播少量播種圃場における貫入抵抗分布と苗立ち評価の関係を調査し，苗立ち評価の階級ごとに貫入抵抗分布の傾向を分析した．得られた傾向と既
往の栽培指針等から 5 つの評価指標と閾値を策定し，圃場に得点をつけた．得点と苗立ち評価の階級の平均値の間には強い相関が見られ，貫入式土壌硬度計による測定が土壌層の診断技術になることが示された．また，圃場の得点から平均的な苗立ち評価の階級を予測する式を提案した．
キーワード：コーンペネトロメータ，苗立ち，乾田直播，評価指標，排水性

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 133, p.19 ∼ 27 (2016)

フィールドルータを用いたセンサネットシステムによる畑表層の多点土壌水分測定
小島悠揮 1 · 山下彩香 2 · 伊藤 哲 3 · 三石正一 4 · 溝口 勝 5

Multipoint soil moisture measurements in an agricultural field with a sensor network systemusing a FieldRouter
Yuki KOJIMA1 , Ayaka YAMASHITA2 , Tetsu ITO3 , Shoichi MITSUISHI4 and Masaru MIZOGUCHI5

Abstract: A FieldRouter (FR) is equipment which wirelessly connects a variety of sensors and dataloggers, collects measured data, and transfers the data to a webserver
via mobile telephone communication. The FR has an advantage of having a small power requirement so that it canwork stably in harsh environments. The FR and adequate
multiple soil moisture sensors work as a sensor network
system to measure multipoint soil moisture in a small farm
field. In this study, multipoint soil moisture in a cold upland cabbage field during winter season were measured
with a sensor network system using the FR that included
eight dataloggers and thirty soil moisture sensors. The effectiveness of the system was evaluated. Dynamic changes
in soil moisture due to soil freezing and thawing, and different trends of soil moisture at each point due to different freezing and thawing rates were observed with the sensor network system using FR. The overall data collection
rate was 86 % since some data were lost because of power
supply problem of the datalogger and the network adapter.
The FR sensor network system was found to be enough effective for multiple soil moisture monitoring, however, theimprovement is in progress for precise water managementin small scale farmlands.
Key Words : soil moisture, sensor network system, FieldRouter, soil freezing and thawing

1. はじめになセンサによって作物の生育状況や圃場の環境状況が測定され，それらの面的なばらつきが把握される．そして得られたばらつきの情報に基づいて局所的な作物の生長不良の予測とそれへの対応が行われる．ここで圃場の環
境とは，気温や湿度などの気象環境や，土壌水分量や地温，肥料濃度などの土壌環境である．特に土壌水分量は
作物成長の制御因子であるため重要である．
日本の圃場は，1 ha 未満の小規模なものが大勢を占める（Shibusawa, 2003）．このような小規模圃場内でも土壌水分量にばらつきが生じることが報告されている（砂田ら, 1995）．土壌水分量のばらつきの把握に対して，平
均 450 ha の大規模な圃場が多いアメリカ（MacDonald

et al., 2013）などでは，人工衛星による圃場内の水分分
布測定が進められている（Entekhabi et al., 2010）．しかし，人工衛星で土壌水分量を精度よく推定するためには，その分解能は 1 km より粗くなる（Fang et al., 2013）．このような分解能は，日本の小規模圃場群に適応するには粗すぎる．細かいスケールでの土壌水分量のばらつきを把握するためには，土壌水分センサを多数圃場内に設置する多点測定が有効である．
このような多点土壌水分測定では，無線技術を利用したセンサネットシステムの活用が注目されている．センサネットシステムは対象範囲の圃場にセンサを散布
し，センサあるいはロガーに通信機能を持たせること
で，多点測定データの取得を効率的に行う技術である

近年の情報技術の発達に伴い，日本の農業は精密農業へと移行しつつある．精密農業の要素の一つに圃場内の各種ばらつきへの対策が挙げられる（渋沢, 2003）．様々
1 Faculty of Engineering, Gifu University, 1-1 Yanagido, Gifu city, Gifu,
501-1193, Japan, Corresponding author:小島悠揮, 岐阜大学工学部.
2 EDAYA ARTS CORDILLERA Corp., Tuding proper, Tuding, Itogon,
Benguet 2604, Philippines.
3 X-ability Co., Ltd., 4-1-5 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-0033, Japan.
4 AINEX Co., Ltd., 2-16-1 Minamikamata, Ota-ku, Tokyo, 144-0035,
Japan.
5 Graduate school of Agricultural and Life Sciences, The University ofTokyo, 1-1-1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-8657, Japan.
2016 年 2 月 4 日受稿 2016 年 6 月 20 日受理（Delin et al., 2005; Pierce and Elliott, 2008; Vellidis et al.,2008）．溝口（2012a, b）は 2009 年頃からフィールドルー
タ（FR）（株式会社クロスアビリティ，東京）とそれを用いた遠隔地の圃場における気象 · 土壌情報モニタリン
グシステム開発を続けている．FR は 6W 程度の太陽電池パネルで稼働するインターネット通信装置である．FRは Bluetooth などの通信機能を付随した複数のデータロ
ガーにアクセスし，データロガーに蓄積されたデータを現地画像とともにインターネットサーバ上に 1 日 1 回転
送 · 保存する．FR を用いれば，土壌水分センサを接続したデータロガーを圃場に多点設置することでセンサネッ

土壌の物理性

20

第 133 号トシステムとして多点土壌水分量の準リアルタイムモニ(2016)

約 257 m × 55 m の長方形で，南方向に緩く傾斜し（傾タリングが可能になる．

斜角 1.5◦ ），北西側長辺は道路に接し，その他の辺は切FR と似た機能を持つ装置として，溝口ら（2003）はSoil Information Monitoring System using Cellular Phone（SIMS-CP）を，Fukatsu and Hirafuji（2005）はフィール
ドサーバ（FS）を開発した．特に FS は現地画像と各種土された法面になっている（Fig. 1（a））．また対象圃場

気象および土壌データを，インターネット回線を通じて密度を測定した．また同箇所で土壌水分センサの校正用

リアルタイムでサーバ上に転送するといった FR とほぼ土壌も採取した．このとき，圃場中心部の土壌特性が圃

同じ機能を持っている．小島ら（2015）は，2008 年に場全体の土壌特性を代表すると仮定した．対象圃場の土は 2009 年秋のキャベツ収穫後，11 月に耕起後整地されていた．実験開始前に対象圃場の中央（Fig. 1（a）の FR
設置箇所）付近で土壌を採取し，土性，強熱減量，乾燥FS を用いた高冷地キャベツ畑における気象環境と，あ壌は，黒ボク土（砂質ローム；砂 69 %，シルト 22 %，粘る一地点の土壌環境（土壌水分量，地温，土壌電気伝導

土 9 %，有機物含量 0.26 kg kg−1 ）で，乾燥密度は 0.59度）のモニタリングを行い，現地画像が数値データに付

Mg m−3 であった．

与されることの有益性とリアルタイムモニタリングの利便性を実証している．一方で，FS は消費電力が大きい

2.2 センサネットシステム

め，現地にインターネット回線を引く必要があることがFig. 2 に本研究で用いたセンサネットシステムの概要を示す．FR は小型 PC（Linux），USB モデム，USB
Bluetooth ドングル，小型バッテリ，チャージコントロー

問題であった．小島ら（2015）も FS へ安定した電源供

ラー，太陽電池パネル，タイマー，ステータスランプ，

給ができず，機能停止に陥りデータが欠損したことを述Bluetooth カメラで構成されている．FR には結露対策

べている．FS および SIMS-CP と比較して，FR は消費としてフィルター付き換気口が取り付けられていた．

電力が少ないため太陽電池パネルで安定して稼働できる

土壌水分センサとデータロガーは Decagon Devices Inc.

こと，またデータ通信にインターネット回線を用いるた

点，様々なデータロガーに接続可能である点，システムのセットアップが簡単である点，携帯電話回線を用いる
ため現地にインターネット回線を引く必要がない点などの特徴があり，海外を含む遠隔地での設置 · 運用に適していると考えられる．

FR を用いたセンサネットシステムを用いれば，適切な土壌センサにより圃場内の地温，土壌水分や肥料濃度のばらつきなどが準リアルタイムで把握でき，局所的な作物の生長不良の予測やそれへの対応が可能となると思われる．また撮影される現地画像により，作物の生長や地表面状態などの圃場環境をより詳細に把握できると考えられる（小島ら, 2015）．しかしながら，これまで FRを用いたセンサネットシステムの多点土壌水分量測定のデータの質や，問題点についての議論はされてこなかった．そのため，FR を用いたセンサネットシステムの有効性を，実際の測定結果に基づいて検証する必要がある．
そこで本研究では，2009 年に冬季の高冷地キャベツ圃場において行った実証実験を事例とし，FR を用いたセン
サネットシステムの有効性および問題点を検証することにした．特に FR を用いたセンサネットシステムが，多地点における土壌水分動態を把握するのに十分なデータの質とデータ回収率を保持しているか，という点に注目して検証を行った．

2. 実験方法
2.1 試験地
2009 年 12 月 4 日に群馬県吾妻群嬬恋村のキャベツ畑（N: 36◦ 30’49.42”, E: 138◦ 27’36.71”）に FR を用いたセンサネットシステムを導入した．2009 年 12 月 5 日からキャベツ播種前の 2010 年 4 月 24 日まで，FR を用いた
センサネットシステムの実証試験を行った．対象圃場はFig. 1 （a）圃場内の各機器設置箇所（Google Earth に加筆），（b）Em5b と EC-5 の位置関係. A，B，C，F，G，H 地点の
Em5b には 4 本の EC-5 を，D と E 地点の Em5b には 3 本のEC-5 を用いた．
(a) Locations of equipment in the experimental field (information
added on Google Earth), and (b) locations of EM5b and EC-5 ateach site. Four sensors were used at sites A, B, C, F, G, and H,
and three sensors were used at sites D and E.

論文：フィールドルータを用いたセンサネットシステムによる畑表層の多点土壌水分測定

21

Fig. 2 本研究で使用したフィールドルータを用いたセンサネットシステム. 破線は無線通信を表す．
The sensor network system with the FieldRouter applied in this study. The broken lines indicate wireless communication.

（Pullman, WA, USA）の EC-5（プローブ長 5 cm）と Em5b

タロガー Em5b のバッテリー残量が記録された．

を採用した．対象圃場の形状とセンサネットシステム設

ここで，FR によるデータ回収方法の詳細を説明する．

置個所 8 地点（A，B，C，D，E，F，G，H）を Fig. 1（a）に示す．圃場の中央に FR を設置し，そこを中心に

FR は，毎日正午から 30 分間のみ電源が入るようにタイマーで設定されている．電源が入った FR は，圃場内

長辺方向に 50 m 間隔で 4 台，FR から 10 m の位置に 4のネットワークアダプタの信号を探索し，発見したデー台の計 8 台の Em5b を設置した．それぞれの Em5b にはタロガーと Bluetooth カメラの中から，前回のデータ転Bluetooth を搭載したネットワークアダプタ（株式会社
クロスアビリティ，東京）が接続されており，FR と無線通信ができる．FR とネットワークアダプタは見通し
300 m まで通信可能である．ネットワークアダプタには送日時が古いものから順番にインターネット上へ転送

小型バッテリーと太陽電池パネルによって電源が供給されば安定して各データロガーのデータを回収できる．まれる．Fig. 1（a）の A，B，C，F，G，H 地点の Em5b

た，FR を用いたセンサネットシステムでは，通信によるには 4 本の，D と E 地点の Em5b には 3 本の EC-5 を接

データの回収に失敗した場合でも，データロガー内に測続した．Em5b を中心に 4 m 離れた，北の方角から 45◦ ，

定データが残るため，後日フィールドにてデータロガー

135◦ ，225◦ ，315◦ の位置を EC-5 の設置場所とした（Fig.

から直接データを回収することが可能である．

1（b））．それぞれの EC-5 は，プローブ部分が地表面か
ら 4 cm から 9 cm の深さに設置されるように鉛直方向に挿入された．EC-5 では出力値 RAW が 1 時間ごとに測定され，Em5b に記録される．Em5b と同様にネット
ワークアダプタを接続した気象計，Cabled Vantage Pro2
with Standard Radiation Shield（Davis Instruments Corp.,
Hayward, CA, USA, 以降 Davis 気象計）を圃場南西脇に設置し，気象データ（気温，湿度，降水量，気圧，風速，風向）を 1 時間ごとに測定した．Davis 気象計設置箇所にはネットワークアダプタを接続した Bluetooth カメラ

する．このとき，各データロガー内に蓄えられた全デー
タを転送するように設定されている．これにより 30 分
以内に全データを回収できない場合でも，数日単位で見FR によって回収された EC-5 の出力値 RAW は，次の校正式によって体積含水率 θ に換算した．

θ = 0.0008RAW − 0.2426(1)

この校正式は，圃場で採取した攪乱土壌を 2 mm 篩
を通過させ，乾燥密度 0.59 Mg m−3 ，体積含水率 θ =0.16 ∼ 0.71 m3 m−3 に調整して容積 160 cm3 の円筒容器（内径 4.9 cm，高さ 8.5 cm）に充填し，その上から EC-5を鉛直に挿入して RAW を測定することで得た．

（Optieyes, FD Digital Pte. Ltd., Singapore）を設置し，毎日正午に圃場を撮影するように設定した．また，FR のBluetooth カメラも毎日正午に圃場を撮影した．Optieyes
は北東方向を，FR 内蔵のカメラは南西の方向をそれぞれ撮影した．これらの圃場画像と土壌水分のデータは 1 日
1 回 FR によって回収され，CSV 形式でインターネット
上に保存された．また，FR によるデータ回収時に，デー

3. 結果と考察
3.1 センサネットシステムにより観測された気象条件と土壌水分の経時変化
各地点の土壌体積含水率を気温，日射量，降水量とともに Fig. 3 に示す．Fig. 3 の日射量は，Davis 気象計に

22

土壌の物理性第 133 号

(2016)

Fig. 3 （a）∼（h）それぞれ地点 A から H の体積含水率（VWC），（i）アメダスデータから推定した日積算日射量，（j）Davis 気
象計によって測定された気温と日平均気温，（k）降水量（アメダスデータ）．
(a-h) volumetric water contents (VWC) at site A–H, (i) Daily cumulative solar radiation estimated from sunshine duration provided by
the AMeDAS, (j) air temperature measured with a Davis weather station , and daily mean air temperature, and (k) daily precipitation(AMeDAS).

搭載された日射量センサが測定期間を通して故障してい少存在するため（Watanabe and Wake, 2009），式（1）をることが見つかったため，圃場近くに位置するアメダス

適用すると，液状水量は若干過大評価されると考えられ

田代気象観測代の日照時間から，Allen et al. (1998) にるが，今回は観測期間全てに式（1）を適用した．これ以従い推定した．また，降水量も Davis 気象計のデータで降，体積含水率は単位体積当たりの液状水量を意味するはなくアメダス田代気象台のデータを用いた．これは，Davis 気象計には融雪用のヒーターが内装されておらず，こととして議論を進める．
ほとんどの地点で共通して測定開始後 2 週間から 3 週

降雪量および降雪時期を正確に測定できなかったためで間ほどで体積含水率は 0.10 m3 m−3 付近まで落ち込み，ある．測定期間中，気温が 0 ℃を下回ったため，土壌凍2001）．そのため，土壌が凍結すると，土壌の比誘電率

A 地点と H 地点では 2010 年 1 月 20 日を境に，それ以外の地点では 2010 年 2 月 23 日を境に激しい増減を示した．その後，2010 年 4 月 8 日以降，全地点で高い体積含水率を維持した．測定開始 2 ∼ 3 週間後の体積含水率のは小さくなる．凍土中にもわずかに液状水が存在するた

急激な低下は，土壌凍結によるものと思われる．

結が起こっていたと考えられる．氷の比誘電率は 3 で，液状水の比誘電率 80 に対して極めて小さい（Noborio,

め，土壌が凍結した場合 EC-5 が測定する体積含水率は詳細にみると，測定開始直後から気温は 0 ◦ C 付近で体積当たりの液状水量となる．氷の比誘電率の影響も多停滞し，夜間には −5◦ C 近くまで下がっていたため，多論文：フィールドルータを用いたセンサネットシステムによる畑表層の多点土壌水分測定

23

昇が起こっていたものと思われる．このことから，各地
点で 1 月もしくは 2 月から見られた激しい体積含水率の増減は，溝口 · 矢吹（2002）の解釈と同様，地温の日変動に伴う土壌水の凍結 · 融解の連続および融雪水の浸潤によるものと判断した．
最後に，2010 年 4 月 8 日以降の急激な体積含水率の上昇は，日射量の上昇に伴って日平均気温が正の値を維持しはじめたことにより土壌融解が一気に進行したためと思われる．土壌凍結期間中，土壌は凍結によって透水性が低くなり（McCauely et al., 2002），またマ
トリックポテンシャルが低下することから凍結層付近に液状水が移動する（Gieselman et al., 2008）．そのため，土壌融解時にはどの地点でも高い体積含水率が見られたと考えられる．FR の Bluetooth カメラにより撮影
Fig. 4 2010 年 1 月 29 日から 2 月 1 日までの気温と地点 A の体積含水率（VWC）変化．
Air temperature and volumetric water content (VWC)
at site A from 1/29/2010 to 2/1/2010.

された地表面画像も，2010 年 2 月まではほとんどの期
間圃場は積雪で覆われていたのに対して，3 月以降は圃
場全体が積雪に覆われた状態と融雪により土壌が露出した状態が交互に繰り返されていたことを示しており（Fig. 5（b–e）），土壌の融解が 3 月から 4 月初旬にかけ

くの地点で部分的な土壌凍結による体積含水率の落ち込て進んだことを裏付けている．なお，今回 FR を用いた
センサネットシステムで測定された全データはインターみが生じたと考えられる．また、日平均気温が負の値に

ネット上で閲覧可能である（http://data01.x-ability.jp/cgi-

なる 2009 年 12 月 13 日以降は、土壌凍結に起因する体bin/FieldRouter/FRReport.cgi?dir=/FieldRouter/vbox0005/）．

積含水率の落ち込みが一気に進行した．しかし体積含水

このように，各測定地点，さらには数メートル離れた率の落ち込みの進行具合は各地点，各センサ埋設位置にセンサ間であっても，体積含水率とその変化傾向は大きよって異なり，例えば A 地点では A2，A3 が 12 月 15 日

く異なることがわかった．また，土壌凍結 · 融解によるに体積含水率が 0.1 付近まで低下したのに対し，A4 は体積含水率の落ち込み時期や落ち込みの進行具合も地点

によって大きく異なることが示された．FR の Bluetooth
12 月 30 日まで，A1 では 2010 年 1 月 11 日まで体積含
カメラによって撮影された 2010 年 3 月 27 日から 4 月
水率 0.1 付近への低下が見られなかった．一方、B 地点
3 日までの圃場の地表面画像からも，積雪が 4 月 3 日
では A 地点よりも全体的に体積含水率の落ち込みの進行に向かってパッチ状に徐々に融解する様子が確認できたが速いが、B3 では 12 月 30 日頃まで体積含水率 0.1 付
近への低下が見られなかった。このように A1、A4、B3 （Fig. 5（e–h））．各地点の位置関係を基に体積含水率を整理すると，圃場中央付近にある D3，E1，F1 などにおのセンサで体積含水率が 0.2 ∼ 0.3 付近の値で停滞した
いて，他地点と比べて高い含水率が観測されていたことのは、凍結前線が 3 月後半まで鉛直に挿入した EC-5 のがわかる．この原因として，センサ設置作業による土壌センシング部の深度（4–9 cm）内で停滞したことが原因の圧縮が挙げられる．センサ設置時，圃場中央に集中しと考えられる．また，D3 や E1 では，体積含水率の急激な落ち込みは 2010 年の 3 月後半まで見られなかった． て多くのセンサを設置したため，中央付近の往来頻度が高くなり，このことで土壌が圧縮されたと考えられる．
このことから，これらの地点では凍結前線が EC-5 のプ
土壌は圧縮されると熱伝導率が高くなる．このため，圃
ローブ設置深度である 4 cm まで達していなかったと考えらえる．

場中央付近では地中の熱が地表面近くに伝わりやすくな

A，H 地点の 2010 年 1 月 20 日以降，および B，C，D，E，F，G 地点の 2010 年 2 月 23 日以降の体積含水率のり，土壌凍結が軽減されたと考えられる．

3.2 システムの稼働状況とデータ欠損の原因

激しい増減は，日中の地温上昇に伴う土壌融解と夜間のFR は測定期間を通して比較的安定して稼働していた再凍結の繰り返しによるものと思われる．Fig. 4 に 2010

が，データの欠損，カメラ撮影の不具合などがしばしば

年 1 月 29 日から 2 月 1 日までの A 地点の体積含水率発生した．体積含水率のデータでは最小で 1 時間分のを気温と共に示す．この 3 日間の気温は，夜間は氷点下

データ欠損から，最大で丸一日ほどのデータ欠損までがだったが，昼間は 0 ◦ C を超えていた．また，降雪はほ見られた．FR を用いたセンサネットシステムでは，デー

とんどなく，ポテンシャル日射量に近い 10 MJ m−2 d−1

タの回収に失敗した場合でも，翌日以降のデータ回収時

程の日射が毎日あった（Fig. 3（i））．降雪はなかったもに再度全データが回収されるよう設定されている．よっのの，Davis 気象計設置箇所にある Bluetooth カメラ画て頻繁に見られたデータ欠損は，通信エラーによるもの

像では，積雪があったことが確認できた（Fig. 5（a））．

ではないと考えられる．FR を用いたセンサネットシス

よって，雪面に十分に日射が与えられ，融雪と地温の上テムでは，データ回収時に Em5b のバッテリー残量も

土壌の物理性

24

第 133 号

(2016)(a) 䠍/30/2010(b) 3/6/2010(c) 3/9/2010(d) 3/16/2010(e) 3/27/2010(f) 3/28/2010(g) 3/31/2010(h) 4/3/2010

Fig. 5 FR を用いたセンサネットシステムによって撮影された現地画像．（a）は Davis 気象計設置付近にある Bluetooth
カメラで撮影した圃場，（b）∼（h）は FR の Bluetooth カメラで撮影した地表面．白色は雪面，黒色は露出土壌．
Selected images of the (a) field and (b–h) soil surface captured with the sensor network system using the FieldRouter.
The image (a) was taken with the Bluetooth camera with the Davis weather station, and the others were taken with theBluetooth camera with the FR.

記録される．各 Em5b のバッテリー残量を確認したとこ

電になると，再度太陽電池パネルによる発電が行われた

ろ，どの Em5b も十分な残量を示していたため，バッテとしても，内部バッテリーが充電されなくなる．Em5b

リーの消耗による欠損ではないことがわかった．C 地点のネットワークアダプタには，FR に搭載されていたよの Em5b では 1 週間から 3 週間程度（2009 年 12 月 6 日

うなチャージコントローラーが入っていなかったため，∼ 12 月 14 日，12 月 16 日 ∼ 2010 年 1 月 11 日，4 月
8 日 ∼ 4 月 9 日など）の，他地点と比較して長期間のデータ欠損が高い頻度で見られた．C 地点の Em5b では
乾電池と測定回路の接触不良が発見されたため，Em5b

この過放電が発生したと思われる．

への電力供給が不安定になっていたと思われる．よって

太陽電池パネルの発電量不足に由来する FR の電力不足

同様に他の地点の欠測部分でも乾電池による電力供給がもしくは Bluetooth カメラのネットワークアダプタの電一時的に不安定になったため欠測したと考えられる．接力不足の 2 つが考えられる。データを詳しく見ると、こ触不良の主な原因は，Em5b の電池ボックスの腐食の可の画像欠損には画像損失のみが単独で発生している場合能性が高い．一方で，D 地点では 2010 年 4 月 20 日以と FR によるデータの未回収も同時に発生している場合

降，G 地点では 2010 年 3 月 14 日以降，そして H 地点での双方が確認できた。前者は Bluetooth カメラのネット

は 2010 年 2 月 23 日以降データが欠損した．実験終了日

ワークアダプタの電力不足、後者は FR の電力不足であまでデータが再度回収されることがなかったため，このると思われる。また、FR に搭載された Bluetooth カメラ

2 地点ではネットワークアダプタに問題が生じたと思わは FR 起動時に FR と同期して起動するようになっていれる．可能性として，太陽電池パネル上の積雪などによるが、その起動が不安定であったことが分かった。よっり，ネットワークアダプタのバッテリーが長期間の無充て，FR の Bluetooth カメラの画像欠損は起動の失敗もし電状態に陥り，過放電となったことが挙げられる．過放

くは FR の電力不足によるものであると思われる．Davis

二つの Bluetooth カメラで撮影した現地画像も，時折 1
日から数日単位での欠損が見られた．Davis 気象計設置箇所にある Bluetooth カメラの画像欠損の理由としては，

論文：フィールドルータを用いたセンサネットシステムによる畑表層の多点土壌水分測定25

気象計は測定期間を通してデータが欠損することはな

システムを FR に搭載予定である．さらに，今回のようかった．

な積雪地帯での冬季測定には，太陽電池パネルの発電量

Table 1 に実験期間中のデータ取得率と，原因別のデー
タ欠損率についてまとめた．Bluetooth カメラはデータが小さくなる問題が挙げられる．これに対しては，より送信ができなかった場合に画像データを保存するシステ

大きな太陽電池パネルを使用する，太陽電池パネルを二ムが搭載されていなかったため，50 % 付近の低い取得

枚付けにする，また積雪対策で雪面に向けた太陽電池パ率となった．FR に搭載された Bluetooth カメラは，全欠

ネルを併設するなどの対策が可能である．乾電池による損が FR に由来していた．一方で Davis 気象計と同箇所

電力供給が原因で Em5b の欠測が生じた問題に対してに設置した Bluetooth カメラ（Optieyes）は，欠損データ

は，Em5b の上位互換にあたる Em50 を使用することでの約半分に当たる 28 % がネットワークアダプタの電力不足に由来し，残り半分に当たる 23 % が FR に由来し回避することが可能である．Em5b と Em50 では，電池ていた．一方で，Em5b データロガーのデータ取得率おボックスの構造に違いがあり，Em5b ではコイルばねを，よび欠損原因は，個体差が大きく出る結果となった．A，

Em50 では板ばねを電池接点用に使用している．板ばね

B，D，E，F 地点のデータロガーでは乾電池の電力供給に由来するデータの欠損が 1 % 未満の割合で起きていたが，期間中のほぼ全てのデータを回収できた．また，Gと H 地点でもそれぞれ 3 % と 2 % の小さな割合でデーはコイルばねと比較して接触抵抗が低く腐食に強い．同様のシステムで Em50 を使用した場合では，このような現象は見られていない．

タロガー由来の欠損が起きていた．一方で，乾電池と回

4. おわりに路の接触不良が見つかった C 地点では，31 ％と大きな割合で，データロガー由来の欠損が見られた．また，ネッ
トワークアダプタが過放電によって機能停止したと思わ本研究では，FR を用いたセンサネットシステムの有れる D，G，H 地点では，ネットワークアダプタ由来の効性と問題点を検討するために，2009 年冬季に裸地圃場

データ欠損がそれぞれ 3 %，29 %，43 % となった．このことから乾電池の接触とネットワークアダプタの安定稼働が FR を用いたセンサネットシステムには重要であにて行われた実証試験を事例に分析を行った．FR を用いたセンサネットシステムによって，冬季の多点の土壌
水分量の変動を捉えることができていた．特に土壌の凍ると考えられる．

結 · 融解による土壌水分量の変化は圃場内において，土3.3 システムの信頼性向上に向けた今後の対策
3.2 で明らかになった問題点を基に，フィールドルー
タの改良が進められている．今回ネットワークアダプタ

壌特性と地表面特性の影響によって非常に複雑になることが明らかとなった．

が機能停止に陥った過放電対策に，チャージコントロー

FR を用いたセンサネットシステムでは，データロガー

ラーの搭載を進めている．本研究ではデータロガーのの乾電池による電力供給が不安定になった際に欠測がバッテリー残量のみをモニターしていたが，ネットワー

起こること，またネットワークアダプタがバッテリーのクアダプタと FR のバッテリー残量もインターネット上

過放電によって機能停止すること，の二つの要因でデーで知ることができるようシステムを変更中である．まタ欠損が起きることが分かった．データの回収率は二つ

た，ネットワークアダプタの機能停止をいち早く検出すの Bluetooth カメラ，また Em5b データロガーの各個体るために，数日間通信が途絶えた場合に，警告を発するによって異なったが，平均すると Bluetooth カメラで 53

Table 1 FR を用いたセンサネットシステムの機器毎のデータ収集率と各要因による欠損率．
ハイフンは該当項目が存在しないことを意味する．

Percentages of data collection and missing of each equipment in the sensor network system using the FieldRouter.
The missing rates are listed with the causes. Hyphens indicate that there is no corresponding content.
Bluetooth camera
FR
Optieyes

A

B

Soil moisture logger（Em5b）
C
D
E
F
G

H

%
Collection ratemissing due to datalogger
missing due to Network Adapter
missing due to FieldRouter

55
45

49
28
23

99
1
0
-

99
1
0
-

69
31
0
-

96
1
3
-

100
0
0
-

99
1
0
-

68
3
29
-

55
2
43
-

土壌の物理性

26

第 133 号

(2016)%，データロガーで 86 % だった．FR を用いたセンサ

Fukatsu, T. and Hirafuji, M. (2005): Field monitoring using

ネットシステムは，今回明らかになった問題点を基に改

sensor-nodes with a web server. J. Rob. Mechatron., 17: 164–

良が進められている．なお，今回は寒冷地で実験を行ったため，バッテリーの速い消耗や，積雪による太陽電池
パネル発電量の減少などの障害が生じやすかったと考えられる．よって，夏季や平野部ではより安定した測定が172.
Gieselman, H., Heitman, J.L. and Horton, R. (2008): Effect ofhydrophobic layer on the upward movement of water undersurface freezing conditions. Soil Sci., 173: 297–305.
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地キャベツ畑における解析事例. 土壌の物理性, 131: 5–13.

FR を用いたセンサネットは本研究の成果に基づいて現在フィールドモニタリングシステム（FMS；溝口 · 伊藤, 2015）として，日本各地や海外に展開中である．今後、圃場の精密水分管理手法として大いに役立つと期待される．

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謝辞

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本研究は科学研究費補助金 基盤研究 B（8380140）およびデータ統合 · 解析システム DIAS（文部科学省）の補助を受けた．

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論文：フィールドルータを用いたセンサネットシステムによる畑表層の多点土壌水分測定

要

27

旨

多点土壌水分測定法として，フィールドルータ（FR）を用いた土壌水分センサネットシステムが注目されている．FR は，消費電力が少なく，携帯電話回線を使って安定稼働し，多様な機器 · センサに接続できる．本研究では群馬県嬬恋村キャベツ圃場で FR センサネットシステムの実証試験を行い，その有効性を検討した．2009 – 2010 年の冬季に，圃場内に FR，データロガーを 8 カ所，土壌水分センサを 30
カ所に設置し，土壌水分を測定した．その結果 FR を用いたセンサネットシステムにより，凍結と融解によって体積含水率が激しく変化する様子が確認できた．また，凍結融解速度の違いによって小規模圃
場内においても体積含水率のばらつきが生じることが把握できた．FR を用いたセンサネットシステム
では，乾電池の不安定な電力供給に起因したデータロガー由来の欠測とネットワークアダプタの機能停止に由来する欠測が見られたが，土壌水分量測定では 86 % のデータを回収でき，システムの有効性をある程度実証できた．本研究の結果を基に FR の改良が進められており，圃場の精密水分管理に向けた利用が期待される．
キーワード：土壌水分，センサネットシステム，フィールドルータ，土壌凍結融解

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. 133, p.29 ∼ 36 (2016)

福島県飯舘村における水田土壌の物理性
勝田洋平 1 · 木村叡人 1 · 市田知子 2 · 森也寸志 3 · 登尾浩助 2

Physical properties of paddy soils in Iitate Village, Fukushima Prefecture
Yohei KATSUTA1 , Eito KIMURA1 , Tomoko ICHIDA2 , Yasushi MORI3 and Kosuke NOBORIO2

Abstract: Transport of 137 Cs in soil may be important toestablish a decontamination scheme for contaminated areas. As a monovalent cation 137 Cs is supposed to be transported by diffusion and convection processes like otheraqueous cations, soil hydraulic properties rule the transport. To provide a simulation model with basic physical properties, we investigated clay minerals and hydraulicproperties of soils collected from the rice paddies of 15
locations in Iitate Village. Because all the soil samples
mostly contained Al-vermiculite, illite, and chlorite that
tended to fix 137 Cs in their structures, 137 Cs might stay near
the surface layer for a long time but might not contaminate
groundwater.
Key Words : Bruce and Klute method, clay minerals, soil
water characteristic curve, hydraulic conductivity, soil water diffusivityの 137 Cs 分布を表すことができない（Shand et al., 2013）
ことから，土壌の水理特性と粘土鉱物種の両方を調査する必要がある．
本研究では，土壌中における 137 Cs の移動予測に資するために，飯舘村 15 箇所の水田から採取した土壌の水理特性の測定と粘土鉱物の同定を行った．

2. 実験方法
2.1 試料
飯舘村 20 行政区の内の 15 行政区に代表水田を 1 箇所ずつ選定し，各水田において深さ 0 ∼ 10 cm の表層土壌を採取した（Photo 1）．土壌乾燥密度は，定容積サンプ
ラー法または土塊をパラフィンでコーティングして測定した（Blake and Hartge, 1986）．各採取土壌を風乾後に 2

1. はじめに
福島第一原発から放出された主要な放射性物質は 131 I

mm ふるいを通過させ，試料として使用した．土粒子密度はピクノメータ法で決定した（地盤工学会, 1991）．間隙率 n（cm3 cm−3 ）を式（1）で計算した（宮﨑ら, 2005）．

（半減期約 8 日）
，134 Cs（半減期約 2 年）
，137 Cs（半減期約30 年）である（芝田ら, 2012）．半減期が最も長い 137 Cs
は今後の長期的な除染計画を立てていく上で重要な物質であると考えられる．土壌中に侵入した 137 Cs の一部は粘土鉱物に吸着されるが，吸着の様態は粘土鉱物によって異なる（津村ら, 1984）．土壌表面に降下した 137 Cs の75 ∼ 90 % は土壌中の粘土鉱物の層間に捕捉（固定）され，残りの 10 ∼ 25 % が交換態陽イオンとして土壌水中を可動すると考えられる（Vidal et al., 1995）．水溶性
で 1 価の陽イオンである 137 Cs は，雨水と共に土壌中に侵入すると考えられるので，土壌中の 137 Cs 移動を予測する際には土壌水理特性の把握が必要不可欠である．同
じ放射性陽イオンであっても 137 Cs と 90 Sr では土壌中での移動速度に 4 倍程度の差があることが報告されている（Mahara, 1993）．また，粘土鉱物種のみでは土壌断面中
1 Formerly School of Agriculture, Meiji University, 1-1-1 Higashimita,
Tama-ku, Kanagawa, 214-8571, Japan.
2 School of Agriculture, Meiji University, 1-1-1 Higashimita, Tama-ku,
Kanagawa, 214-8571, Japan. Corresponding author: 登尾浩助, 明治大学
農学部.
3 Graduate School of Environmental and Life Science, Okayama University, 3-1-1 Tsu-shima-naka, Kita-ku, Okayama, 700-8530, Japan.
2014 年 12 月 28 日受稿 2016 年 6 月 16 日受理

福島県相馬郡飯舘村における土壌試料採取地点と採取地点が属する行政区の名前．

Photo 1

Soil collection sites in Iitate Village, Fukushima Prefecture.

土壌の物理性30

n = 1−
ここで，ρb

第 133 号

（2016)

了時に，試料の沈降深をノギスで測定した．測定した沈

ρb
ρp

(1)

降深から r1 を計算し直し，実際のポテンシャルを算出した．

は土壌乾燥密度（g cm−3 ），ρ

p は土粒子密度（g cm−3 ）である．封入空気が無ければ，間隙率 n は飽

2.2.3 サイクロメーター法
測 定 に は ，Decagon 社 製 の WP4-T を 使 用 し た

和体積含水率 θs に等しい．さらに，各土壌試料の粒度分（Decagon Devices, Inc., 2007）．各試料の遠心法による布を比重計法で測定し，粘土（0.002 mm 未満），シルト

pF = 4.0 に対応する体積含水率から風乾状態までのマト（0.002 ∼ 0.02 mm），砂（0.02 ∼ 2.0 mm）の質量百分率

リックポテンシャルの測定を行った．水分を少しずつ蒸を求めた（地盤工学会, 1991）．

発させて，試料の質量とマトリックポテンシャルを測定した．

2.2 土壌水分特性曲線
マトリックポテンシャル ψm と体積含水率 θ の関係

2.3 水平浸潤実験である土壌水分特性曲線を 3 種類の方法で測定した．

土壌の水分拡散係数を得るために Bruce and Klute0 ≥ ψm ≥ −100 cmH2 O（0 ≤ pF ≤ 2.0）では吸引法， （1956）に倣って水平浸潤実験を行った．内壁にシリコ−100 ＞ψm ≥ −10000 cmH2 O（2.0 < pF ≤ 4.0）では遠ングリスを塗布した 41 個の透明アクリル製リング（内心法，ψm < −10000 cmH2 O（pF > 4.0）ではサイクロ
径 2.4 cm，幅 1.0 cm）をセロハンテープで接続したカラメーター法を採用した．サイクロメーター法は，大久保ムを使用した．カラムに所定の乾燥密度になるように試

外内，松塚，柳沢，比曽，蕨平，佐須の土壌試料に対し料を徐々に充填した．ステンレス製のレール上に水平にては適用しなかった．

なるようにカラムを乗せ，マリオット管と接続した．マ

2.2.1 吸引法

リオット管の空気孔の高さはカラム直径の中心位置と同吸引法（水頭法）では，多孔質板付きホルダーと脱気

じ高さとした．マリオット管とカラムをつなぐ三方コッ

水を入れたマリオット管をチューブで繋ぎ，チューブ内

クを開き，蒸留水が試料を浸潤し始めた時から時間測定に気泡が入っていないことを確認した後，マリオット管を開始した．浸潤前線が 35 ∼ 40 cm の距離に達した時の水位を上げて多孔質板を脱気水で飽和させた（地盤工に給水を止め，この時の浸潤時間 t を測定した．その後，

学会, 1991）．また，100 cm3 土壌サンプラーに所定の乾直ちに乾燥側からカラムを分解して各リング内土壌の質

燥密度で試料を詰めた後，バットに水を張り試料を充填量を測定し，105 ◦ C で 24 時間炉乾燥後に体積含水率をしたサンプラーを 24 時間以上放置して毛管飽和させた．

決定した．

その後，サンプラーを多孔質板上に設置して，マリオッ

体積含水率と吸水口からの距離の関係を近似する水分ト管の水頭がサンプラーの中心の高さになるように合わ

分布曲線を目視で求めた（Fig. 1）．水分拡散係数は（3）せ，24 時間以上放置した．マリオット管は，排水量測定

式によって求めた（Bruce and Klute, 1956）．

器としても使用した．所定の pF になるようにマリオッ
ト管の高さ（サンプラー中心から高さ −5，−10，−20，

D（θx ) = −−30，−50，−70 及び −100 cm）を調節し，平衡に達す
るまで放置した．試料の質量は全ての高さでの測定が終了した時点で測定し，各高さの排水量から各高さにおける体積含水率を算出した．

1
2t

(

dx
dθ

) ∫θ
x
θx θ ixd θ(3)

ここで，θx は吸水口から x cm の距離における体積含水率（cm3 cm−3 ），θi は初期体積含水率（cm3 cm−3 ），D（

2.2.2 遠心法

θx ) は θx における水分拡散係数（cm2 s−1 ），t は浸潤時
間（s）
，x は吸水口から各カラム中心までの距離（cm）で試料の飽和は吸引法と同様にして行った．遠心容器内ある．

で対面する試料重の差が ±1.0 g 以内になるように重りを入れ調整した後，遠心容器を遠心分離機（K-1400 pF，

Kokusan 社）にセットした．所定の pF に相当する回転数でそれぞれの pF について 60 分間の遠心脱水を行った．設定した pF は 2.0，2.25，2.5，2.75，3.0，3.25，3.5，
3.75，4.0 で，設定 pF に対する遠心機の回転数は（2）式によって決定した（地盤工学会, 1991）．

pF = 2log10 n + log10 (r0 − r1 ) + log10

r0 + r
− 4.95 (2)2

ここで，n は 1 分間当たりの回転数（r.p.m.），r0 は試料
下端から回転中心までの距離（cm），r1 は試料中心から
回転中心までの距離（cm）を表す．本実験では，r0 ＝ 9.4

cm，r1 ＝ 7.0 cm であった．また，各回転数での遠心終土壌リング中心位置から吸水口までの距離を xi ，x1 ，
x2 ，· · · ，xn とした（Fig. 1）．吸水口から最初の土壌リン
グ中心位置までの距離は xn = 0.5 cm であった．xi は初期体積含水率 θi のままの土壌リング，即ち，浸潤前線先端の直後までの距離とした．また，x1 は浸潤前線先端の土壌リングまでの距離，x2 は x1 の一つ手前の土壌リン
グまでの距離とした．それぞれの土壌リングまでの距離

xi ，x1 ，x2 ，… ，xn に対応する目視で求めた水分分布曲線の体積含水率を θi ，θx1 ，θx2 ，… ，θxn とした．
D(θx ) の計算は，目視で求めた水分分布曲線の θx1 から θxn に向けて順番に次のように行った．先ず，D(θx1 )の計算に必要な (dx/d θ )θx1 は，対象とする θx1 の両側の土壌リングの距離差 (xi − x2 ) を対応する体積含水率差(θi − θx2 ) で除して，(xi − x2 )/(θi − θx2 ) と計算した（Fig.
1）．Fig. 1 の例では，θi = 0.009 m3 m−3 であった．次資料：福島県飯舘村における水田土壌の物理性

31

Fig. 1 水平浸潤実験の結果と Bruce and Klute 法による水分拡散係数の計算手順．
xi は浸潤終了時の浸潤前線の一つ先のカラム中心までの距離，θi はそのカラムの体積含水率を表す．
（dx/d θ )θ x1 は θx1 における微分を表し，①と②はそれぞれの水分量間の積分面積を表す．
（3）式参照のこと．
The results of horizontal water infiltration and the Bruce and Klute procedure for calculatingwater diffusivity. Refer to Eq. (3). xi is the distance between the water inlet and the center ofnext column of the end of the infiltrating front. θi is the volumetric water content of that column.
① and ② are the integrating areas between corresponding volumetric water contents.

に,（3）式右辺の θi から θx1 までの定積分は，Fig. 1 の（赤井ら, 1998）．

①部の台形面積として 0.5(xi + x1 )(θx1 − θi ) と計算した．
これらを（3）式に代入して D(θx1 ) を計算した．D(θx2 )の計算も D(θx1 ) とほぼ同様の手順で行った．θi から θx2までの定積分の計算は，Fig. 1 の②部の台形面積として0.5(x1 + x2 )(θx2 − θx1 ) を計算し，先に計算した①部の台形面積と合計して求めた．同様の手順を θxn まで繰り返
して，D(θ ) を求めた．

Ks =

h1
2.3aL
log10
At
h2

(6)

，a は立ち上がり管
ここで，Ks は飽和透水係数（cm s−1 ）の断面積（cm2 ），L はサンプラーの長さ（cm），A はサン
プラーの断面積（cm2 ），t は立ち上がり管内水位が h1 から h2 に到達するまでの時間（s），h1 は流出面から測定

2.4 不飽和透水係数

した初期の管内水面の高さ（cm），h2 は測定終了時にお水平浸潤実験によって得られた水分拡散係数 D(θ ) か

ける流出面から測定した管内水面の高さ（cm）である．

ら飽和透水係数 K(θ )（cm s−1 ）を定義によって求めた（宮﨑ら, 2005）．

2.6 粘土鉱物同定
土壌試料の粘土画分を使って粘土鉱物の同定を行っ

K(θ ) = C(θ ) × D(θ )た．同定には X 線回折法を使った（Olson et al., 2000）．

(4)

ここで，C(θ ) は水分特性曲線上の任意の点における傾きである比水分容量（cm−1 ）で，（5）式で表される．

C (θ ) =dθd ψm

3. 結果及び考察
各土壌試料の採取地区名，採取地点の緯度経度及び土壌の物理的性質を Table 1 に示す．乾燥密度，土粒子密(5)

2.5 飽和透水試験

度および飽和透水係数は採取場所によって変動した．乾燥密度は 0.81 g cm−3（八木沢）から 1.45 g cm−3（前田字豊栄）まで変化して，平均値 ±1 標準偏差は 1.10 ± 0.19

ラーをセットし，測定を開始した．各試料において 5 回

g cm−3 であった．土粒子密度は 2.14 g cm−3 （大久保外内）から 2.87 g cm−3 （宮内）の範囲で変動し，平均値
は 2.49 ± 0.21 g cm−3 であった．飽和透水係数は 3.8 ×
10−6 cm s−1 （大久保外内）から 2.7 × 10−4 cm s−1 （大の測定を行い，平均の測定時間を（6）式に代入し求めた倉）まで変動した．土壌の性質のうち，飽和透水係数は

飽和透水係数の測定は変水位法により行った．測定器には，サンケイ理化社製の SK-7201-3-K を使った．土壌試料を毛管飽和させた後，土壌試料を充填したサンプ

土壌の物理性

32

第 133 号

（2016)

Table 1 飯舘村土壌採取行政区名と採取地点座標及び採取土壌試料の土壌乾燥密度，土粒子密度，間隙率（n）と飽和透水係数（Ks ）．
The location names and global coordinates of soil collecting sites, dry bulk and particle densities, void ratio, n, and saturated
hydraulic conductivity, Ks , of collected soil samples in Iitate Village.
location
大倉
上飯樋宮仲
前田字豊栄
二枚橋
関沢
草野
飯樋町
深谷
宮内
大久保外内
松塚
八木沢
比曽
蕨平
佐須

latitudeNorth

longitude
East

dry bulk density（g cm−3 ）particle density（g cm−3 ）nKs（cm3 cm−3 ）（cm s−1 ）37◦ 44’33.30”
37◦ 39’51.77”
37◦ 43’47.40”
37◦ 41’39.80”
37◦ 40’52.32”
37◦ 41’33.10”
37◦ 39’44.90”
37◦ 41’53.76”
37◦ 42’43.90”
37◦ 39’51.83”
37◦ 41’23.51”
37◦ 41’28.71”
37◦ 37’10.1”
37◦ 36’54.34”
37◦ 44’08.65”

140◦ 47’58.20”
140◦ 42’40.37”140◦ 40’35.93”
140◦ 40’31.50”
140◦ 45’06.20”
140◦ 45’51.90”
140◦ 43’04.59”
140◦ 44’09.42”
140◦ 44’58.70”
140◦ 43’47.53”
140◦ 43’21.72”
140◦ 48’28.70”
140◦ 41’47.61”
140◦ 48’00.37”140◦ 42’18.92”

1.34
1.10
1.45
1.23
1.15
1.13
1.27
1.08
1.30
0.93
0.97
0.81
0.88
0.95
0.86

2.54
2.61
2.51
2.32
2.63
2.69
2.73
2.43
2.87
2.14
2.61
2.41
2.30
2.40
2.18

0.47
0.58
0.42
0.47
0.56
0.58
0.53
0.56
0.55
0.57
0.63
0.66
0.62
0.60
0.61

2.7× 10−4
1.3× 10−4
1.5× 10−4
9.6× 10−5
1.9× 10−4
7.8× 10−5
1.0× 10−4
1.9× 10−4
1.4× 10−4
3.8× 10−6
8.2× 10−6
2.8× 10−5
2.7× 10−5
6.8× 10−5
1.9× 10−5

Table 2 各採取地点における土壌試料中の粘土，シルト，
砂の質量配分．

Mass basis clay, silt, and sand contents of soils collected
at each sampling site.
location
大倉
上飯樋宮仲
前田字豊栄
二枚橋
関沢
草野
飯樋町
深谷
宮内
大久保外内
松塚
八木沢
比曽
蕨平
佐須

clay（%）

silt（%）

sand（%）

13
9
13
10
8
12
12
10
9
13
10
9
20
14
8

8
10
7
12
10
19
11
9
4
13
18
12
10
3
3

79
81
80
78
82
69
77
81
87
74
72
79
70
83
89

特に空間変動が大きいことが知られており（Nielsen etal., 1973），Nishiwaki et al.（2016）は飯舘村佐須に位置する別の水田一筆内において 10−2 から 10−5 cm s−1 まで変動したことを報告している．
比重計法による粘土，シルト，砂の質量百分率を Table
2 に示す．これらの比率から決定した土性は，砂質埴壌土（比曽），壌質砂土（宮内と佐須），砂質壌土（その他の地区）であった．調査地点の全てにおいて比較的砂分の多い土壌であることが分かった．飯舘村が位置する阿武隈山地では，前期白亜紀（約 1 億 4600 万年 ∼ 1 億年前）に貫入した花コウ岩が主に分布している（藪崎 · 島
野, 2015）．従って，飯舘村の土壌は花コウ岩起源と考えられ，長石と石英を主成分とした砂分が多いと推察される．

Table 3 に各地区における粘土鉱物同定の結果を示す．
大半の試料に層状珪酸塩であるイライト，Al-バーミキュ
ライトが含まれていた．また複数の地区でクロライトの存在が確認された．砂分と同様に花コウ岩起源の風化物である粘土鉱物が同定された（Fig. 2）．クロライトは Cs

Fig. 2 風化の度合いと生成される粘土鉱物の関係（Jackson, 1959; Tardy et al., 1973 を改変)．
Relationship between weathering degrees and clay minerals produced (modified from Jackson, 1959; Tardy et al., 1973).

資料：福島県飯舘村における水田土壌の物理性

33

Table 3 各採取地点における土壌試料中の粘土鉱物同定結果．
Clay minerals identified for soil samples collected at each sampling site.
地区名

カオリナイト ハロイサイト イライト モンモリロナイト Al - バーミキュライト クロライト

大倉

⃝

–

⃝

–

⃝

△

上飯樋宮仲

⃝

–

⃝

–

⃝

⃝

前田字豊栄

⃝

–

⃝

–

⃝

△

二枚橋

⃝

–

⃝

–

⃝

△

関沢

⃝

–

⃝

–

⃝

–

草野

⃝

–

⃝

–

⃝

–

飯樋町

⃝

–

⃝

–

⃝

–

深谷

⃝

–

⃝

–

⃝

–

宮内

⃝

–

⃝

–

⃝

⃝

大久保外内

–

–

△

–

⃝

⃝

松塚

–

–

⃝

⃝

⃝

⃝

八木沢

–

–

⃝

–

⃝

⃝

比曽

–

–

⃝

–

–

⃝

蕨平

–

–

⃝

–

⃝

⃝

佐須

△

–

⃝

–

–

⃝

（⃝ はその粘土鉱物が含まれていることを，△ は含まれている可能性があることを，–は含まれていないことをそれぞれ示す．
）

Fig. 3 各採取地点における土壌試料の土壌水分特性曲線．
Soil water characteristic curves for soil samples collected at each sampling site.

34

土壌の物理性第 133 号

（2016)

Fig. 4 各採取地点における土壌試料の土壌水分拡散係数（3 式 ）．
Soil water diffusivities for soil samples collected at each sampling site (Eq. 3).

を固定することが（Vrdoljak and Henderson, 1994），まFig. 4 に各試料の水分拡散係数の測定結果を示す．水

た我が国の水田土壌に多く含まれるイライトも 137 Cs を

分拡散係数は不飽和水分条件下での水分の移動のし易さ

固定することが報告されている（石川ら, 2007）．さらを示す指標である．いずれの土壌の場合も空気侵入圧付に，飯舘村の水田土壌は，様々な風化過程の層状ケイ酸

近（Fig. 3 参照）に変曲点があり，拡散係数の変化の仕塩鉱物を含んでおり，複数の研究者によって雲母と Al-方がこの変曲点を境に変化している．

バーミキュライトは層状ケイ酸塩鉱物の層間に Cs を固各試料の不飽和透水係数とマトリックポテンシャルの定することが報告されていることから，モンモリロナイ

関係を Fig. 5 に示す．水分拡散係数と同様に，多くの調

トとカオリナイトを除いた飯舘村の土壌に含まれる粘土

査地点のデータで空気侵入圧付近に変曲点が見られる．

鉱物は Cs を強く固定する性質がある（山口ら, 2012）．

特に，二枚橋と飯樋町ではマトリックポテンシャルが −1

一方で田村ら（2013）は，バッチ試験の結果から，山口ら（2012）が Cs 固定を認めなかったカオリナイトとモ

cm から −102 cm まで，また比曽では −1 cm から −10
cm までほぼ一定の透水係数で，更にマトリックポテン

ンモリロナイトも Cs を固定したと報告している．

シャルが減少すると急激に透水係数が小さくなる様子

Fig. 3 に各試料の土壌水分特性曲線を示す．土壌中の水分は圃場容水量 ∼ 生長阻害水分点に相当する水分量までの範囲内で変化することが多く，pF2.0（−100
cmH2 O）と pF3.0（−1, 000 cmH2 O）に相当する体積含水率の差（∆θ ）を保水性の指標と考えることができる（田中, 1993）．宮内，大久保外内，八木沢，蕨平，佐須では ∆θ が小さく，大久保外内以外では圃場容水量が小さが示された．Fig. 3 の土壌水分特性曲線でも空気侵入圧かった．大倉，上飯樋宮仲，前田字豊栄，二枚橋，沢では ∆θ が大きく，前田字豊栄以外では圃場容水量が大きかった．草野，飯樋町，深谷，松塚，比曽での ∆θ は中程度であった．

付近までは体積含水率の変化が極めて小さいことから，

Richards の発見通りに透水係数は水の通り道の有効断面積に依存することが容易に想像出来る（登尾, 2008）．土壌水分特性曲線との比較で透水係数の測定値の妥当性が判断できるのではないかと思われる．
更に水平浸潤実験から導出した飽和透水係数（10−3 ∼10−4 cm s−1 ）が，変水位法で測定した飽和透水係数（10−4 ∼ 10−6 cm s−1 ）（Table 1）より大きくなる傾向が見られた．異なる原理の実験結果が一致しないことについての考察は今後の課題である．

資料：福島県飯舘村における水田土壌の物理性

35

Fig. 5 各採取地点における土壌試料の不飽和透水係数とマトリックポテンシャルの関係（4 式をマトリックポテン
シャルの関数として記載）．
Unsaturated water conductivities as a function of matric potential for soil samples collected at each sampling site
（Eq. 4 modified for matric potential).

90 Sr（半減期約 29 年）が 137 Cs の 4.2 倍の速度（4.2 mm

4. まとめ本研究では，福島県飯舘村における 15 箇所の水田土
壌の水理特性と含有粘土鉱物の調査を行った．土壌の透水性が高いと，交換態陽イオンとして土壌中に存在する
137 Cs の移動速度が速くなると予想される．しかし，粘土

鉱物の中でも特に 137 Cs を固定しやすい Al-バーミキュ
ライト，イライト，クロライトが含まれていたので，これら粘土鉱物によって固定された多くの 137 Cs が土壌表層部分にとどまる可能性がある．原爆投下後 40 年が経過した爆心地から東 2 km に位置する長崎市西山地区のy−1 ）で下方に移動して，ところによっては少量ではあるが地下水中で測定されている（Mahara, 1993）．地下水位
が比較的高く地表への 90 Sr 降下が認められる所では注意が必要であろう．土壌断面における粘土鉱物種の分布と137 Cs の濃度分布に関連がないことが報告されているので（Shand et al., 2013），粘土鉱物の同定のみでは 137 Csの固定量を定量的に評価することができない．今後は土壌中の各種粘土鉱物の含有量を把握し，それらを溶質移動モデルパラメータへ関連付けることが必要である．

5. 謝辞

土壌（少々のクロライトと Cs を固定しないハロイサイ
トが主な粘土鉱物，馬原（1992））では，表層 10 cm 以

本研究を進めるにあたり，特定 NPO 法人ふくしま再内に 95 % 以上の 137 Cs が存在して 40 cm 以深及び地下生の会の皆様，飯舘村農業委員会の皆様，飯舘村農業委

水では観察しなかったことから（Mahara, 1993），飯舘村員会委員長の菅野宗夫氏，茨城大学農学部の西脇淳子助

においても長期間にわたって表層に留まることが予想さ

教に飯舘村での土壌採取にご協力頂いた．明治大学農学れる．一方でこのことは地下水の汚染をほぼ引き起こさ

部土壌圏化学研究室の竹迫紘教授，三浦玄太氏及び同研ないと考えられるので，飲料水が 137 Cs で汚染されるこ究室の方々に粘土鉱物分析のご指導を頂いた．明治大学とによって帰村の道が絶たれる心配はなさそうである．
しかし，長崎市西山地区では年降水量 2,400 mm の中で大学院藤田紀之氏には地図作成にご協力を頂いた．また
本研究の一部は，2011 年明治大学震災復興 · 防災プロ

土壌の物理性

36

第 133 号

（2016)

ジェクト（代表：登尾浩助），科研費挑戦的萌芽研究（研Noborio, K. (2016): Effect of added organic matter on soil

究課題番号：26550067，代表：森也寸志），2014 年度明fertility after stripping off Cs-contaminated top soil at Iitate

治大学大学院研究科間共同研究（代表：市田知子）の助

village in Fukushima Prefecture. Paddy and Water Environ-

成により行った．ここに記して謝意を表します．

ment, DOI 10.1007/s10333-016-0524-4.
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要旨

土壌に降下した放射性物質のうち半減期が比較的長い 137 Cs は今後の除染計画を立てる上で重要だと考えられており，137 Cs の土壌中での移動予測に資するために土壌調査を実施した．本報告では，福島
県相馬郡飯舘村における 15 箇所の水田土壌の水理特性及び含有粘土鉱物種を明らかにした．ほぼ全ての土壌試料には，137 Cs を固定する Al-バーミキュライト，イライト，クロライトが含まれていたので，
137 Cs は地表面付近に長期間留まり，地下水汚染は引き起こさないと考えられる．

キーワード：Bruce and Klute 法，粘土鉱物，水分特性曲線，透水係数，水分拡散係数

㈨ࠉᩱ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性

Miscellaneous

No. 133, p.37 ∼ 40 (2016)「高分子と水 · 分離に関する研究会

2015 年度界面動電現象研究会」の開催報告
および組織としての界面動電現象研究会の紹介
山口敦史 1

Report of the seminar on electrokinetic phenomena
and introduction of the electrokinetic society of Japan
Atsushi YAMAGUCHI1

ら, 2014）．論文中で Reuss は，電場にさらされた石英砂

1. はじめに中を純水が移動すること，粘土懸濁液が電場にさらされると粘土が移動することを報告している．これは，現在

本稿では，まず，歴史的な背景を踏まえながら界面動

でいうところの電気浸透と電気泳動の発見であり，界面電現象と土壌物理の関係について述べる．その後，2016

動電現象の科学的な起源である．つまり，界面動電現象

年 3 月 11 日に開催された「高分子と水 · 分離に関する研の研究は土を対象として始まったと言える．

究会および 2015 年度界面動電現象研究会 ∼ 不均一な高さらにイオン交換現象の発見も土壌学の分野で行われ分子 · コロイド界面の物性と凝集 ∼ 」の概要と当日の様た．1850 年，イギリスの農場主の Thompson は，硫酸子について報告する．さらに，もう 1 つのトピックとし

アンモニウム水溶液が土を通過すると硫酸カルシウムて，本研究会の共催団体のひとつである界面動電現象研が含まれるようになることを発見した（足立 · 岩田編,

究会について紹介する．研究会の発足の経緯や活動はユニークであり，研究会運営の 1 つの事例として紹介する

2003）．Graham の弟子で化学相談員をしていた Way は，Thompson からこの話を聞き，追加の実験を行った．そ価値があると思われる．本稿では，大学院生（筑波大学

こで，アンモニウムだけでなくナトリウムやカリウムも大学院修士課程）である筆者の視点を織り交ぜながら，カルシウムに交換されることを突き止め，論文として報以上の内容についてまとめる．

告した．これがイオン交換現象の発見であり，1935 年にイオン交換樹脂が開発される以前から土の科学者の間

2. 界面動電現象と土壌物理
界面動電現象は，電荷をもつ表面近くの流体運動に伴う現象，と緩く表現される（Wall, 2010）．界面動電現象を測定 · 解析することで，実用上重要な物質の表面近傍の電位を表すゼータ電位が求められる．そのため，界面動電現象は，コロイド粒子の凝集分散や界面への物質の吸着を予測 · 評価する際に用いられ，環境，食品，製薬，
塗料など多岐に渡る分野に応用されている．
コロイド化学と結びついて発展を遂げた界面動電現象の研究であるが，その歴史は古く，発見は 200 年以上前に遡る．1809 年ドイツ出身でロシアのモスクワ大学で研究していた Reuss は，1798 年に開発されたばかりのボルタ電堆を用いた 2 つの実験を論文にまとめた（小林では研究されてきた．イオンの電離の概念が 1884 年にArrhenius によって提唱され，1886 年に van’t Hoff の実
験により確かめられたことや，変異荷電の概念が 1920
年代になって Anderson と Mattson によって示された時代背景を鑑みると，当時 Way らの結果に懐疑的な姿勢を示す人がいたことも頷ける．ところで，Way の師匠である Graham は膜を用いた透析のパイオニアでありコロイ
ド化学の創始者と言われる化学者である．界面科学に関わる重要な 2 つの概念が同じルーツであることは興味深い．このように歴史的な背景をたどれば，土壌学，コロ
イド化学，膜分離は深いつながりがあり，互いに影響を与えながら発展してきたことがわかる．
現在，土壌物理の分野においても界面動電現象が用いられている．最近，筆者の所属する研究室では，不飽
和砂中のコロイド輸送をゼータ電位と結びつけた研究

1 Graduate School of Life and Environmental Sciences, University of（Fujita and Kobayashi, 2016）や，土壌の透水性の変化と

Tsukuba,, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8572, Japan. Corresponding author : 山口敦史，筑波大学 生命環境科学研究科
2016 年 6 月 7 日受稿 2016 年 6 月 10 日受理

土のゼータ電位を結びつけた研究（山田ら, 2015）を報告している．また, 2015 年の界面動電現象研究会では「不均一」がキーワードであったが，土壌はまさに不均一で土壌の物理性

38

Photo 1

第 133 号

講演中の会場の様子．

Photo 2

(2016)

小林先生の講演の様子．

ある．土壌中の粘土と腐植などの複合体はもちろん，粘内容や応用に関する発表が主であった．とくに最初の 3

土や腐植単体であっても異種の荷電を有し，溶媒への親名の講演は研究発表の色が濃く，感温性高分子の帯電メ和性も異なる不均一な表面を持つ．したがって，界面動カニズムや，ポリイオンコンプレックスの凝集分散，水電現象を通して不均一な表面の電気的な性質を評価する

和水とレオロジーといった重要かつ面白いテーマが並んことは，土壌中の物質移動の予測 · 制御につながるため，でいた．最後の講演者であった武田真一先生は企業側か土壌物理においても重要であろう．

らの視点をとり入れ，コロイドの凝集分散や測定機器について実用的な話をされた．午後の講演では，研究の主

3. 界面動電現象研究会（2015 年度）の題も背景も異なる 4 名の講演の中に，「水和水の評価」な

開催報告

ど共通の話題がところどころに現れたことはこの分野の課題を浮き彫りにしているように思われ，今後研究が発3.1 研究会の概要

展していく予感がした．

「高分子と水 · 分離に関する研究会 2015 年度界面動電

話は少し逸れるが，1 人目の講演者はもともと東京理科現象研究会」は 2016 年 3 月 11 日に筑波大学 東京キャン

大学名誉教授の大島広行先生の予定であった．しかし，

パスにて開催された（Photo 1，Photo 2）．研究会の目的

大島先生が Khwarizmi International Award を受賞し，そは，高分子やコロイド粒子の界面の物性や凝集というミの授賞式へ参加することになったため，急遽足立泰久先

クロな現象の視点から，環境や生体などマクロな現象を生が代わりを務めることになった．筆者は，有難いこと

把握 · 理解することである．6 人の講演者を迎えて開催に研究会の直前に大島先生の集中講義を受けており，大された研究会には，アカデミック · 企業の研究者，学生

島先生と足立先生の両方の話を聞くことができた．同じを合わせて約 90 名が参加した．研究会の主催は高分子

スライドを用いたプレゼンであるにも関わらず，理論の学会 高分子と水 · 分離に関する研究会であり，土壌物理

話が中心な大島先生と実験的な研究を踏まえた足立先生

学会，界面動電現象研究会，筑波大学，筑波大学リサーの講演はそれぞれに特徴があり，2 人の研究の過程や同チユニット生物資源コロイド工学が共催している．

一の対象への視点の違いが実感を持って感じられた．

2015 年度の主題は「不均一な高分子 · コロイド界面の物性と凝集」であった．前年度（2014 年度）の主題が3.3 最近の研究会の流れと将来の展望

Table 1 に講演者と講演題目をまとめた．午前中はコ2013 年度まで界面動電現象研究会は同名の界面動電現象研究会が主催で行われてきた．2014 年度から高分
子学会 高分子と水 · 分離に関する研究会が主催するようになり，この 2 年間は参加者の数が急激に増加している．筆者の覚えている限りでは 2013 年度は参加者が 30人に満たず，会場も小さかった．その後，2014 年度には50 人を超え，2015 年度には 90 人近くが参加した．とくに，2015 年度には企業からの参加者が増加したことが特

ロイド化学の基礎的な内容から始まり，最新の研究動向徴的であった．この人数の増加には，参加費の安さなどへの橋渡しが行われた．具体的には，コロイド粒子の凝様々な要因が考えられるが，講演内容の変化の影響が大集分散を記述する基礎的な理論である DLVO 理論の導きいように思われる．2013 年度には研究成果の発表が出から始まり，DLVO 理論の成功と限界について解説が主であり，研究に関する議論が行われていた．それに対なされた．さらに，本来 DLVO 理論が対象としない不均し，2015 年度には基礎的な内容から始まり最新の研究

一な表面をもつコロイド粒子の凝集分散について，最新や応用に至るまで扱うようになり，バランスよく勉強での研究が紹介された．午後の講演は講演者の最近の研究

きるようになった．加えて，実用的に重要な不均一な界「不均一なコロイド界面の物性と移動現象」であったことを考えると，ここ 2 年間は「不均一」な界面をテーマにしている．研究会では，コロイド化学の基礎の解説から始まり，不均一な界面に対する最新の研究成果の紹介と実用的な応用例が示された．

3.2 講演内容資料：「高分子と水 · 分離に関する研究会」の開催報告および組織としての界面動電現象研究会の紹介

39

Table 1 講演者と講演題目．
題目

演者

所属

DLVO 理論とその発展：ハード界面からソフト界面へ大島広行

東京理科大名誉教授

ゼータ電位からコロイドの凝集分散を考える：有効性と限界

小林幹佳

筑波大

佐藤

東京工業大

感温性高分子の相分離に伴うゼータ電位発生と親水性高分子添
加効果

満

ポリイオンコンプレックスの凝集

小川 和義

筑波大

誘電緩和法による水溶性高分子が示す水和数の温度依存性

四方俊幸

東京農工大

武田真一

武田コロイドテクノコンサルティング

セラミックス粒子濃厚分散系における高分子および溶媒分子の動的挙動とコロイド振動電流（CVI）

面について 2 年連続で扱ったことも参加者の増加につな「5th International Conference Interfaces Against Pollution

がったものと考えられる．今後は学生の参加者，とくに(IAP) 2008」が開催され，界面動電現象に関わる多くの筑波大学以外の学生の参加者の増加にも期待したい．

研究者が集まった．しかし，学会終了後には互いの交流2015 年度の研究会において印象的であったこととしが希薄になってしまった．このことをもったいないと考て，武田先生が講演中に，アカデミックな研究者の方にえた参加者がいたことが挙げられる．これらの背景のもは濃厚コロイド分散系の界面動電現象に関する研究例をと，ELKIN 終了後も界面動電現象に関わる研究者の交増やしてほしい，という内容を述べていたことである．

流を維持し，研究を促進する目的で界面動電現象研究会

筆者にとっては，企業の方からアカデミックの研究者にが発足した．

向けて，応用につなげるために必要な基礎研究を要請し発足後の界面動電現象研究会の主な活動は，毎年 3 月ているのは新鮮であった．学生の立場ではなかなか企業に開かれる「界面動電現象研究会」と，7 月末頃に開かの方の話を聞く機会が得られない．今回の界面動電現象

れる「サマースクール」の企画 · 開催である．サマース

研究会では，アカデミックと企業どちらからも話が聞け

クールについては筑波大の足立研が主催していた頃からたことは有意義だった．今後も，企業や社会的な要請の合わせて 10 回，界面動電現象研究会については研究会が立場から見た，いま必要とされている研究についての話

発足してから毎年続けられてきたことは驚くべきことでが聞けたら参考になる．

ある．研究室の先輩方の苦労がしのばれる．このほかに
界面動電現象研究会の活動として，不定期に学術雑誌の4. 組織としての界面動電現象研究会

出版も行っている．昨年には界面動電現象研究会の会員が中心となり，Advances in Colloid and Interface Science

4.1 研究会の概要と発足からこれまでの活動（Elsevier）に特別号が出版された．普段の活動は，年に界面動電現象研究会は，コロイド粒子の電気泳動や凝数回，メーリングリストにて研究会などに関する情報提集分散，高分子の物性や吸着などの界面動電現象に関わ供を行う緩やかな繋がりである．しかし，セミナーなど

る様々な現象を研究することで，土壌保全，海洋の物質には毎回研究会から 10 人程度の研究者が参加している．

循環の予測，生体膜の機能の解明など，多岐に渡る分野

4.2 これからの活動への応用を目指す研究会である．会長は大島広行先生がこれからの界面動電現象研究会の活動の主軸は，これ務め，アカデミックと企業の研究者を合わせて 100 人以までの活動を踏襲し，毎年 2 回のセミナー · シンポジウ

上の研究者が所属している．

ムを継続して開催することだと思われる．ところで，サ界面動電現象研究会発足の端緒は 2009 年 3 月に筑マースクールは毎年 7 月末頃に開催されるシンポジウム

波大学にて開催されたシンポジウム「Electrokinetics for

であり，海外の研究者の依頼講演なども行っている．例

Nano, Bio, and Environmental Science」である．このシンポジウムは 2012 年に筑波での開催が予定されていた「The 10th International Symposium on Electrokinetic
Phenomena（ELKIN）」の Pre-seminar として位置づけら

年，筑波大学リサーチユニット生物資源コロイド工学とれる．このときの総合討論での議論を基にして界面動電わっている．これは，サマースクールのひとつの試みで現象研究会（The Electrokinetic Society of Japan）が発足

あり，学生の立場からすると慣れない作業に大変なことした．その背景には以下の 2 つの要因があったようでもある反面，シンポジウムの運営を知る貴重な機会にもある．1 つ目の要因として，界面動電現象を扱う研究会なっている．

共催している．講演内容は研究発表の割合が大きく，一般講演として毎年数名の学生が発表している．また，年によって貢献の度合いは異なるが，毎年学生も運営に携として世界には ELKIN があるのに対して，当時の日本直近の内容だけ見れば，基礎から応用まで扱いバランには対応する研究会が存在しなかったことが挙げられスのとれた界面動電現象研究会に対して，サマースクー

る．2 つ目の要因としては，2008 年に京都にて国際学会

ルの方が研究発表の側面が強い．今後この傾向が続いて

土壌の物理性

40

第 133 号

(2016)

いくかどうかはわからないが，毎年特徴の異なる研究会

るだけの場ではなく，様々な分野の研究者の方と交流しが開催されることは，界面動電現象を様々なレベルで理たり，企画や運営の進め方を学ぶ場になっている．今後

解し，周辺分野へと興味を広げる機会を与えてくれる．

も，多くの方が界面動電現象研究会に参加し，界面動電

今後は，講演後の質疑応答としてだけではなく，参加者

現象に関わる現象の理解や，研究者間の交流が促進され同士の情報交換がより活発に行われるようになることをることを期待している．

期待したい．

最後に，大学院生でありながらこのような場に報文を

宣 伝 に な る が ，2016 年 7 月 29 日（ 日 ）に「 界 面

書く機会を与えてくださった土壌物理学会，足立泰久教

動電現象研究会 2016 年サマースクール」が筑波大学授，ならびに指導教員である小林幹佳准教授に厚く御礼で 開 催 さ れ る ．今 年 は 微 生 物 な ど バ イ オ コ ロ イ ド に申し上げます．

着 目 し て お り ，キ ー ワ ー ド は 界 面 動 電 現 象 、マ イ ク
ロ フ ル ー デ ィ ク ス 、バ イ オ コ ロ イ ド 、フ ロ キ ュ レ ー

引用文献

ション、コロイド物理学となっている．執筆時にはまだ 開 設 さ れ て い な い が ，詳 細 は 界 面 動 電 現 象 研 究 会（http://www.envr.tsukuba.ac.jp/˜colloid/ELKIN.html）もしくは筑波大学リサーチユニット 生物資源コロイド工

足立泰久, 岩田進午編 (2003): 土のコロイド現象, pp. 1–14. 学会
出版センター, 東京．

学（http://www.agbi.tsukuba.ac.jp/˜colloid/research-unit/

Wall, S. (2010): The history of electrokinetic phenomena.

seminar.html）のホームページにて確認できるようにな

Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 15: 119–124. doi:10.1016/

る予定である．

j.cocis.2009.12.005.
小林幹佳, 杉本卓也, 山田健太, チエン, ダックパム, 本荘雄太

5. おわりに(2014): 土壌と界面電気現象 3. 界面動電現象とその利用. 日

界面動電現象研究会では，様々な背景を持つ研究者がFujita, Y. and Kobayashi, M. (2016): Transport of colloidal

集まり，界面動電現象を中心として多岐に渡る分野に

silica in unsaturated sand: Effect of charging propertiesof sand and silica particles. Chemosphere, 154:179–186.

ついて議論がなされている．この研究会に参加することは，ともすると自分の研究のみにしか目が行かなくな
りがちなときに，界面動電現象の可能性を再確認させ，
様々な分野へと目を向ける機会を与えてくれている．また，組織としての界面動電現象研究会が関わるサマース
クールと界面動電現象研究会は，研究発表を聞き勉強す

本土壌肥料学雑誌, 85: 251–258.

doi:10.1016/j.chemosphere.2016.03.105.
山田健太, 小林幹佳, 藤巻晴行 (2015): 土壌コロイドの界面化学特性が表面流出に及ぼす影響. 平成 27 年度 農業農村工学会
大会 講演要旨集, pp. 494–495.

᭩ࠉホ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性Book review

No. 133, p.41 (2016)

地域環境水文学
田中丸治哉 · 大槻恭一 · 近森秀高 · 諸泉利嗣

著

朝倉書店 2016 年 3 月 20 日第 1 刷発行

A5 版 224 頁 ISBN978-4-254-44501-5 C3361 定価本体 3,700 円 + 税

今年の春先に標記の書籍が出版された．陸域におけるい．この話題は幾分取っつきにくく，私は，学生時代，

降水，蒸発散，浸入，流出などの水循環を扱う水文学といかろうじて単位を取ったくらいでしかないのだが，もうう広い学問領域のうち，特に地域を対象として，流域レ

一度丁寧に学べば深くわかるような気がした．

ベルで起こる諸現象に焦点を当てて解説する書である．

本書はもちろん専門分野にいる学生が読んでも良い

地球規模の大循環を扱うものではないが，我々が日常でが，記憶が定かでなくなった（私のような）者が再学習観察する多くの水文現象を扱っており，土木，農業土木，のつもりで学んでも良いと思う．降水量と蒸発散の具体

森林水文分野からは学びやすい．

的数値や，降雨強度が浸透能を上回るホートン型表面流

ざっと目次を紹介すると，水循環と水収支，降水，蒸の発生など，土壌中の水 · 物質移動に関わる諸現象をマ

発散，地表水，土壌水と地下水，流出解析，極端現象の水クロな視点から確認するために大いに役立つ．もしかす

文統計解析となっている．続いて，土壌浸透シミュレー

ると土壌科学にあっては，水文現象は関係が薄いように

ション，豪雨の増加についての考察など，最近の話題を思っている方がおられるかも知れないが，特に地球科学取り扱った付録が加えられている．純粋理論と異なり，の中にあっては土壌の物理性は水文学プログラムの中に応用学問では解析の内容が場面に応じて変化しながら展組み込まれていることが多く，土壌中の物質移動は水文

開していく（例えば，雨が降る，浸透する，貯留される，現象の素過程として関係が深い．

流出する，など）ため，理解を深めるためには自分で手

我々が学生の頃は，欲しい情報を取るためには論文にを動かして演習課題を解いてみることが必須である．本まで遡らなくてはならないことが多く，書籍を通じてシ

書は演習問題が豊富であり，解説も非常に丁寧であるとステマチックに学習できる機会は限られていたように思いう印象を受けた．ひととおりの基礎学問を学んだ大学

う．ただそれでは挫折者や我流の研究者ができあがって院生ならば自分で読み進められるだろうし，授業というしまうことがあり，分野としては得策ではない．優れた

解説付きであれば，学部学生の講義にも向くと思われる．

研究者の育成には優れた訓練が必要であり，本書はこれ演習を中心とした研究室ゼミでも良いかも知れない．特を満たした良書の一つと感じる．

に強雨が増加傾向にあるといわれる近年にあって，極端現象の水文統計解析を章として丁寧に紹介しており心強2016 年 5 月 13 日受稿

2016 年 5 月 20 日受理

森也寸志（岡山大学大学院環境生命科学研究科）

バイアル瓶脱気装置セット（アクリル製）
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土壌の物理性No. 133, p.43 ∼ 44 (2016)

学部生向け土壌物理実験における試行錯誤
坂口

敦1

山口の坂口です．山口大学 · 大学院創成科学研究科

電磁弁を取り付けてから，電磁弁にリレーを接続します．

（≒農学研究科）の助教に着任して 2 年弱が経過いたし

Arduino からの出力では電磁弁を作動させるだけの電力ました．今回は，私が学部で担当している 3 講義の中のを供給できないのでリレーを挟みます．ここまでは講義

1 つである学部 3 年生向け土壌物理実験における私の試前に用意しておいて，講義開始時に学生達に配布します．

行錯誤を紹介させて頂きます．尚，本学では農地環境工

学生は，まず自身のノート PC（山口大学では全学生が学実験と称しております．本学では作物学，園芸学，昆

ノート PC を所有しなければならない）に Arduino IDE

虫学などのいわゆる農学分野の研究室から構成される生（C 言語で書かれたプログラムをコンパイルして USB

物生産学科の中に，孤島のように農業土木分野の農地環ケーブル経由で Arduino に送信するためのソフトウエ

境工学研究室が存在しています．学生は生物学に関心をア）をインストールします．そして，私が書いた 10 秒

持っており，物理学や数学は最も嫌がられております．

おきに電磁弁の開栓と閉栓を繰り返すスケッチ（= プロ

この状況において，土壌物理学は全くのアウエー戦を強グラム）を Arduino に送信させます．あとは私の指示通いられます．そこで，私は学生に畑地における作物栽培

りにリレーと Arduino 間をジャンプワイヤで配線すればの実験と思わせておいて，いつの間にか物理学や数学を

マイクロエミッターからの間断灌水が始まるのですが，使わせる戦法をとっています．

次に学生は練習問題として間断間隔を 20 秒に変更せね

まず，土壌の pF 値ですが，テンシオメータで計測すばなりません．この練習問題を達成できた学生は，間断るだけでは生物学サポーター達の関心を引くことはでき

灌水スケッチを pF 値に応じて自動灌水するスケッチにません．そこで，pF 値に応じた自動灌水システムを学生書き換え，スケッチ内で自身が指定した Arduino 端子と達自身に作らせて，乾燥したビニールハウス内で自動灌負圧センサおよびリレー間をジャンプワイヤで配線しま

水システムによる小松菜栽培を体験してもらうことにいす．Arduino のどの端子を何の役割に使用するかは自由

たしました．自動灌水開始 · 停止の閾値とする pF 値はです．選択の幅が広いと学生は面白がります．実際，学学生に自由に考えてもらうのですが，pF 1.1 を閾値とし生ごとに使用した端子はバラバラでした．最後に自動灌た学生の小松菜は常に湿地状態にあり，苗を植えて 1 週

水のスケッチおよび配線が正しいかを動作確認によって間後に状況を観察した際には pF 1.5 ∼ 1.8 を閾値とした

確かめるのですが，水没させておいたテンシオメータの学生の小松菜の半分程度の LAI（葉面積指数）しかあり

素焼管部分を乾いた雑巾で覆って，ノート PC のシリアませんでした．同様に pF 2.0 を閾値とした学生の小松菜

ルモニターで 10 秒ごとに pF 値が刻々と大きくなってゆの LAI も半分程度でした．この体験により，pF 値を灌く様を見ながら，自身が指定した pF 値に達したところ

水の指標として使うことができることを実感してもらいで灌水が始まり，また水没させるとモニターの pF 値はました．先に pF 値という作物栽培上の指標に関心を持低下し灌水も停止すれば完成です．農学部でもプログラ

たせることで，なぜ体積含水率を指標とすることができ

ミングの講義はありますが，PC モニター内で自身が書ないのかと問うた時には，学生は自ら吸引圧という物理いたプログラムが走っても物理 · 数学嫌いの本学科の学

学上の理論を用いて議論しておりました．

生はたいして興味を持ってくれません．しかし，自身がでは，講義内容を説明します．通常のテンシオメー

書いたプログラムが現実世界で動くと（灌水の開始 · 停

タにセンシズ社製の負圧センサ（入力 3.0 – 5.0V，出力止），さすがに面白がってくれました．完成した自動灌

0.1 – 1.1V）を取り付けます．自動制御用のマイコンに水システムをビニールハウス内に設置して小松菜の苗をは Arduino Rev. 3 を用意します．あとは灌水用のマイク

植えれば終了ですが，設置後，すぐに灌水が始まると歓ロエミッター（小型スプリンクラー）のホースの途中に声が沸くので，ビニールハウス内の土壌をなるべく乾燥させておくようにしています．

1 山口大学

大学院創成科学研究科
2016 年 5 月 13 日受稿 2016 年 5 月 20 日受理

もう一つ紹介させて頂きたいのが，HYDRUS による44

土壌の物理性第 133 号

(2016)

コンピュータシミュレーションです．シミュレーション

が，凄く頭の良い事をしている気がするとの感想でした

もコンピュータという道具を用いた実験ですので，土壌（今では昔とは逆に DOS 画面がカッコイイらしい）．次

物理実験に組み入れております．FEM（有限要素法）やに，上記のシナリオに作物生育を追加してもらいます．

解法は学部 3 年生には難しすぎるので説明していません

根の吸水モデルには Feddes モデルを指定していますが，が，van Genuchten 式や計算の初期条件などは説明して

作物は Feddes モデルのデータベースから自由に選んでおり，議論をすると学生が理解できている事が伺えましもらいます．LAI と根長を設定する必要もありますが，た．van Genuchten 式については，「人間は水分特性曲線

学生がどの作物を選んでも対応できるように多くの作物を目で見る事ができるけど，コンピュータは目が無いかの LAI と根長の一覧表を配布しています．そして，再度ら見る事ができない．どうすれば土壌水移動の計算に必

シミュレーションを実行してもらい，根の吸水量 = 蒸

要な水分特性曲線の形をコンピュータに伝える事ができ

散量の経時変化と根圏の pF 値の経時変化（エクセルでるだろうか」と問うて，まずは van Genuchten 式の必要吸引圧から算出）を見てもらいます．そして，エクセル性を理解してもらっています．しかし，やはり生物学的のフィルタ機能で 2011 年から 2015 年の 5 年間で湿害要素を持たせないと飽きられてしまうので，自由に作物と干ばつ害が生じた日数をカウントしてもらいます．こを選んでシミュレーション内で栽培してもらうようにしれで学生は根圏の pF 値の経時変化や表面流出水の有無，ています．実際に，学生が一番楽しそうなのは自身が栽

湿害や干ばつ害の程度を推定できるようになり，気候変培する作物を選ぶ時です．男子学生は風変わりな作物を選ぶ傾向があり，女子学生はイチゴを植えたがる傾向が動影響を評価する準備が整いました．さて，本題の気候
変動影響予測ですが，本題は宿題とし，ELPIS-JP の山口あります．また，2091 年までの日本各地の日単位気象

気象台の気象データ（あらかじめ Penman-Monteith 式にシナリオである ELPIS-JP（Iizumi T. et al. (2012): Phil.

より基準蒸発散量に変換しておく）を配布して，2086 年

Trans. R. Soc. A, 370: 1121–1139）を用いて，身近な山から 2090 年の 5 年間のシミュレーションを自宅で行っ

口県の農地に気候変動がどのような影響を及ぼすかを予てもらっています．そして，2011 年から 2015 年の 5 年測する事を最終目標にしています．論文発表をする訳で間のシミュレーション結果と比較する事で，季節別の根はないので予測精度は不十分でも構わないし，HYDRUS

圏 pF 値，表面流出，湿害，干ばつ害にどのような変化がを用いてできる事で一番学生の興味を引けるテーマでは起きたかをレポートとして提出してもらっています．こないでしょうか．

の作業を通じて HYDRUS に興味を持ってもらう事と，では，講義内容を説明します．学生は，まず自身のノー難しそうだが実は自分でも使えるという自信を持ってもト PC に HYDRUS-1D をインストールします．そして，らう事をねらいとしています．講義中に勝手に栽培時期

あらかじめ配信しておいた現在の山口気象台の気象デーを少しずつずらして，土壌水分上の栽培適期を探っていタ（降水量と基準蒸発散量）を用いて現在の山口市の裸る学生がいましたが，既に HYDRUS に嵌っている様子

地を対象としたシミュレーションを行ってもらい，降雨でした．

日や晴天が続いた期間に土壌水分がどのように変化し

紙面の都合上，2 例しか紹介できませんでしたが，上たか，また表面流出水が発生したかを見てもらいます．

述のような創意工夫で物理 · 数学嫌いの生物生産学科のDOS 画面に切り替わり計算が始まると歓声が沸きます

学生をこっちの世界に引き込んでいます．

会 務 報 告I. 2015（H27）年度 第 5 回評議員会
日時：討議期間 2016 年 2 月 26 日 ∼ 3 月 4 日
採決期間 2016 年 3 月 5 日 ∼ 3 月 12 日

III. 2016（H28）年度 第 1 回評議員会
日時：討議期間 2016 年 5 月 16 日 ∼ 22 日
採決期間 2016 年 5 月 23 日 ∼ 30 日

開催形式：メール会議

開催形式：メール会議

出席委員：中辻敏朗，塚本康貴，安中武幸，千葉克己，加藤英孝，西村川

出席委員：中辻敏朗，塚本康貴，安中武幸，千葉克

拓，宮本輝仁，北己，加藤英孝，西村 拓，原口暢朗，宮本輝仁，北川 巌，渡辺晋生，小杉賢一

巌，渡辺晋生，小杉賢一朗，諸泉利

嗣，森朗，諸泉利嗣，森也寸志，望月秀俊，宮本英揮，也寸志，望月秀俊，

伊藤祐二，武藤由子，吉川省子

宮本英揮，伊藤祐二，武藤由子，吉川省（委員 18 名中 17 名参加：成立）子（委員 18 名中 18 名参加：成立）

審議事項

1. シニア会員への変更

審議事項

1. 2016 年大会の企画について承認された（133 号会

シニア会員としての登録変更が一件承認された．

告にて会員に周知）

2. 講演要旨集の著作権の取り扱い周知会告案について承認された（133 号会告にて会員に周知）

II. 2016（H28）年度 第 1 回事務局会議（事前討議：3 月 23 日 ∼ 30 日，メール会議，
全事務局メンバー）日

時：2016 年 3 月 31 日

IV. 2016（H28）年度 第 1 回編集委員会

場

所：佐賀大学（三重大学との間は通信会議）

開催形式：メール会議

出席委員：長（会長），取出（編集委員長），渡辺（編日時：質疑応答 · 討論

集幹事）
，中野（庶務幹事），宮本（庶務幹事），

2016 年 6 月 17 日 ∼ 6 月 26 日

近藤（会計幹事），徳本（会計監査）

採決

1. 2016 年度大会について（日程，テーマ，運営方
針等）

2. 会計報告（大会中心）
3. 土壌の物理性の編集，発行計画
4. 評議員会報告（共催 · 後援等の要件，シニア会員）
5. Web 広告について
6. 大会講演要旨集の著作権の確認について
7. 学会賞（論文賞，ポスター賞）選考とスケジュー
ルについて

8. 評議員選出選挙について
9. その他（事務局会議への参加形態，今後の事業計
画案等）

2016 年 6 月 27 日 ∼ 6 月 29 日
出席委員：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（委員 11 名中 11 名参加：成立）
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
133 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．

土壌の物理性

46

V. 会員消息（2016 年 6 月 20 日まで，敬称略）
入会 正 会 員

阿南

光政

シニア会員 榊原正典

退会 正 会 員

木村園子ドロテア

正 会 員

須甲

武志

正 会 員

鈴木

創三

正 会 員

岡崎

正規

正 会 員

島田

清

正 会 員

瀬川

孝夫

正 会 員

田中

樹

正 会 員

谷

誠

正 会 員

鳥山

和伸

正 会 員

三浦

憲蔵

シニア会員 松本泰彦

シニア会員 相馬尅之

シニア会員 古賀潔

第 133 号

(2016)
学生会員

太田

直樹

学生会員

釘﨑

佑樹

学生会員

鶴巻

尚斗

学生会員

光岡

伸子

賛助会員

ナモト貿易（株）計測器事業部

現在会員数（2016 年 6 月 20 日現在）
正会員（国内）：257

正会員（海外）

：

シニア会員

： 16

学生会員（国内）： 40

学生会員（海外）

：

2

0
賛助
： 8
—————————————小 計
：323
購読会員数
： 37
—————————————合 計
：360

47

—編 集 後 記—
今号は通気，出芽といったトピックが取り上げられた

田は，あえて水をためて稲を栽培するので，水が溜まる

号となっています．土壌物理は，これらの問題に古くかことがいつも土壌環境として悪いわけではありません．

ら関わってきたのですが，残念ながら最近ではそれほど

しかし，畑作や稲の直播を行う場合には「水毒」は著し土壌物理の中心的なトピックとはなっていないようにみい悪影響を及ぼします．このような水が過剰にある土壌

えます（農学としては広く研究されていますが）．降水を扱う論文については，水田に関する研究蓄積も豊富な量の多いわが国においては，水不足の解消（かんがい） 「日本の土壌物理の専門誌」である本誌に投稿して頂けと同程度に水過剰による通気阻害の回避（排水）が重要れば幸いです．身近なところに転がっている難問を感覚となる場面が非常に多くなっています．東洋医学では，の近い研究者と共有できるメリットが大いにあると思い水が体に過剰に溜まり害を及ぼしている状況を「水毒」

ます．最後になりますが，想定以上に厳しい本誌の査読と呼ぶようです．花粉症のようなアレルギーも水毒によプロセスに対し，その趣旨をご理解いただき，長い期間る病気の一つのようです．水は体を巡り必要な物質を届

忍耐強くお付き合いいただいた執筆者各位に対して，敬け，不要なものを排出する役割を持っていますので，水意を表し，お礼申し上げます．

が停滞すると，全身に悪影響を及ぼすというのです．水吉田修一郎（編集委員）

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）

型番

HSC-20⼟壌の物理性（三相分布）の測定は、感覚的な⼟づくりをより科学的に⾏う目安を与えてくれます。
従来から用いられてきた100mlの⼟壌採取用コアを4個使用し表層から20cmまでの⼟壌を採取出来るように改良したものです。
簡便で精度の⾼い試料採取を⾏い定期的な⼟壌の物理性モニタリングを⾏うことで、保⽔性、通気性のバランスが取れた⼟づくりを⾏うことができます。

※本製品は（独）農業環境技術研究所との共同研究による成果です。

製造販売元
本

営業部

－ 弊社ホームページ www.fujiwara-sc.co.jp

社 〒114114-0024 東京都北区⻄ケ原1
東京都北区⻄ケ原1-4646-16

TEL 0303-39183918-8111 FAX 0303-39183918-8119

千葉 営業所 TEL 04380438-6464-0800 FAX 04380438-6464-0820
つくば営業所 TEL 029029-840840-1250 FAX 029029-840840-1255

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）

原 稿 送 り 状
受付番号（本会で記入）：
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年

区 分

論文

月

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研究ノート

受付年月日（本会で記入）
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

本会

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 ∗

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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 ∗

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本会

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土壌の物理性 第 133 号（会員配布）
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2016 年 7 月 20 日発行

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郵便振替
口座番号：01350-2-40943
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E-mail印

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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. 133

July, 2016

Contents
M. TANI...

1

K. FUKADA and Y. KIHARA

...

5

...

11

...

19

...

29

...

37

Y. MORI...

41

A. SAKAGUCHI

...

43

Announcements................................................................................................

45

Editor’s Postscript................................................................................................

47

Foreword...............................................................................

Original Papers
Relationship between continuous air content and air conductivity in a sandy soil based on
acoustic measurements............................................................

Development of prediction formula on rice establishment with corn penetrometer measurements
for dry-seeding of rice with lower sowing rate in southern part of Okayama Prefecture......

H. MOCHIZUKI, H. FUJIMOTO, Y. SHIMIZU, H. TAKAHASHI and K. MATSUMORI

Multipoint soil moisture measurements in an agricultural field with a sensor network systemusing a FieldRouter................

Y. KOJIMA, A. YAMASHITA, T. ITO, S. MITSUISHI and M. MIZOGUCHI

Miscellaneous
Physical properties of paddy soils in Iitate Village, Fukushima Prefecture........................

Y. KATSUTA, E. KIMURA, T. ICHIDA, Y. MORI and K. NOBORIO

Report of the seminar on electrokinetic phenomena and introduction of the electrokinetic society of Japan......................................................................

A. YAMAGUCHIBook review..............................................................................
Readers’ Column.......................................................................

Published by

Japanese Society of Soil Physics
NARO Kyushu Okinawa Agricultural Research Center
Izumi 496, Chikugo, Fukuoka 833-0041 Japan

http://js-soilphysics.com/