土壌の物理性 第 130 号 平成 27 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 130 号2015 年 7 月

土壌物理学会Japanese Society of Soil Physics

土壌の物理性
第 130 号

目

2015 年 7 月

次

巻頭言

裕幸

...

1

for two co-occurring grass species in Mongolia
A. YANAGAWA, H. FUJIMAKI, T. OKURO, U. JAMSRAN and K. TAKEUCHI

...

3

...

11

奨

...

13

勝

...

19

勝 · 取出伸夫 · 坂本佑樹

...

27

...

33

勝

...

35

波多野隆介

...

39

FAO / IAEA 国際共同研究から始まった原位置試験

井上光弘

...

43

余は如何にして土壌学者となりし乎

橋本洋平

...

45

吉川省子

...

49

会務報告

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

51

編集後記

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

53

論

長

文
Comparison of drought tolerances in a root water uptake model

センサー特集研究ノート
ECH2 O 5TE による土壌含水率出力への電気伝導度と温度の影響
安中武幸 · 花山
一次補正式を用いた静電容量型 GS3 土壌水分センサーが測定した
体積含水率の補正

資

三石正一 · 溝口料

プロファイルプローブ Drill & Drop Probe の埋設方法と簡易補正の検討
坂井国際土壌年特集
土粒子
私の土壌物理履歴書「なぜ土壌物理の道に足を踏み入れたのか？」

書

溝口

評

世界の土 · 日本の土は今 地球環境 · 異常気象 · 食料問題を土からみると
日本土壌肥料学会 [編]表紙写真の説明

Sentek 社が販売しているアクセスチューブ一体型プロファイルプローブ「Drill & Drop Probe」．10 cm 毎の各測定深さからコアサンプリングを行い，体積含水率測定値の簡易補正を行った．今号のセンサー特集に掲載の坂井らの資料「プロファイルプローブ Drill & Drop Probe の埋設方法と簡易補正の検討」をご参照下さい．
国際土壌年
国際土壌年の応援に表紙にロゴを掲載しました．今号掲載の国際土壌年特集をご参照下さい．

第 13 回（ 2015 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：2014（平成 26）年度に「土壌の物理性」（第 127，128，129 号）に掲載された論文（original paper）
推 薦 期 限：2015（平成 27）年 8 月 28 日（金）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：2015（平成 27）年 10 月 24 日（土）2015 年度大会にて

2015 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 24 日（土） 9:30 ∼ 16:30（予定）場

所：佐賀大学本庄キャンパス 理工学部 6 号館（DC 棟）1 階 大講義室

（佐賀大学キャンパスマップ「http://www.saga-u.ac.jp/gaiyo1/campusmap/index.html」の 29 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 24 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 57 回シンポジウム
テーマ 「進化する土壌水分計測」

座長：西村 拓 （東京大学大学院）⃝ 基調講演Land-surface hydrology with cosmic-ray neutrons: principles and applications
アリゾナ大学

Marek G. Zreda⃝ 一般講演1） Decagon 社の土壌水分センサーを上手に使うには
アイネクス

三石 正一

佐賀大学

宮本 英揮

2） デジタル TDT センサー実践活用

3） ユーザーから見た市販マルチセンサー（水分‐塩分‐温度）の評価
鳥取大学乾燥地研究センター⃝ 総合討論井上 光弘

2. ポスター · セッション「土壌物理研究の最前線」
場 所：佐賀大学本庄キャンパス 理工学部 6 号館 2 階 多目的セミナー室
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 24 日受付開始，9 月 25 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．

3. 企業展示場

所：佐賀大学本庄キャンパス 理工学部 6 号館 2 階 多目的セミナー室

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 佐賀大学かささぎホール 2F （会費：4,000 円程度を予定）
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
佐賀駅バスセンターから，市営バスで約 15 分．バス停「佐大前」で下車し，徒歩で約 5 分．

4 番 – 佐賀女子短大・高校線（中央大通り・佐大前経由）
11 番 – 佐賀大学・西与賀線
12 番 – 佐賀大学・東与賀線
63 番 – 佐賀女子短大・高校線（紡績通り・佐大前経由）

7. その他
10 月 25 日（日）に，佐賀大学本庄キャンパス 理工学部 6 号館 1 階大講義室において，農業農村工学会土壌物理部会を開催予定です．

詳細については学会ホームページをご覧下さい．

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

「土壌の物理性」閲読者氏名の公表とご協力へのお礼
土壌物理学会編集委員会
学会誌「土壌の物理性」は，1959 年（昭和 34 年）の創刊以来，今号で 130 号を迎えます．
「土壌の物理性」の編集 · 発行に際しては，とりわけ閲読者の方に多大なご協力をいただいています．
土壌物理学会編集委員会では，閲読者への謝意を表すべく，ここに 2013∼2014 年度（平成 25∼26
年度）に閲読をお引き受けいただいた方の氏名を公表（五十音順 · 敬称略）致します．
今後とも，編集業務へのご支援，ご協力を賜りますよう，お願い申し上げます．

粟生田忠雄

赤江

剛夫

浅野

眞希

飯田

俊彰

飯山

一平

石黒

宗秀

伊藤

祐二

岩田

幸良

岩間

憲治

臼井

靖浩

江種

伸之

江口

定夫

小野

圭介

加藤

千尋

亀山

幸司

木方

展治

久保田富次郎

小杉賢一朗

小林

政広

小林

幹佳

齊藤

忠臣

坂井

勝

千葉

克己

塚本

康貴

釣田

竜也

常田

岳志

取出

伸夫

中川

啓

中野

恵子

中村

公人

橋本

洋平

林

健太郎

原口

暢朗

藤巻

晴行

宮本

輝仁

宮本

英揮

望月

秀俊

諸泉

利嗣

吉川

省子

吉田修一郎

渡辺

晋生

注） 投稿原稿と依頼原稿を対象とする．但し，「土粒子」「書評」およびシンポジウム
総合討論の紹介原稿は除く．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.1 (2015)「絶対的？」なもの
長裕幸 1

この度，2015 年 4 月より新しく土壌物理学会の会長に就任致しました，長 裕幸です．溝口前会長が頑張って推進されてきた路線を，今後とも発展させていきたいと思っております．特に，学会活動の IT 化に関しては，学会の目玉として充実させていきたいと思っておりますのでどうぞ宜しくお願い申しあげます．
前回，この巻頭言を書かせていただいたのは 2009 年で，事務局の庶務幹事として，現在のような「土壌の物理性」の A4 版化と装丁の一新を行ったご褒美として，最初の号の表紙にフィンガリングの写真も一緒に載せていただきました．当時は，目先の問題を解決することだけを考えていて，この 6 年後のことなど想像だにしていませんでした．
ただ，ちょうど新公益法人法が施行され，全国 1700 学協会が，その団体区分によりランク分けされ，統廃合されていくのでは，という危機感はありました．現状はというと，税金の納付が厳密になったのは確かですが，外圧ではなく，
むしろ学会員の減少という内圧の方がはるかに大きな問題になっています．これは，団塊の世代の退職に伴い，ほとんどの学会も同様で，本学会に限った問題ではないかもしれませんが，解決して行かないと学会の未来はありません．
やはり，若い世代に支持されるような学会に生まれ変わっていく努力が必要不可欠だと思われます．
米国土壌科学学会に入っていると毎月 CSA news という雑誌が送られてきます．いつも斜め読みしているのですが，5 月号の後ろの方に，博士課程に入ったばかりの女子学生が「大学院生活のバランスを保つうまいやり方」という寄稿をしていました．学校で研究室に閉じこもっていないで，いろいろな人とふれあって，経験を高めていくと研究もはかどりますよと言っていますが，具体的に次の五つの方法を提案しているのは印象的でした．

1. 心と身体をリフレッシュさせよう
2. 多くの友人関係を築こう
3. 校内の居心地のいい場所から外に出てみよう
4. 自分が情熱を持てるものを追っかけよう
5. いろいろな研究仲間を作ろう
まさに，今の自分にも，ぴったり当てはまる内容で，寄稿する勇気に感心すると同時に，自分が博士課程に入ったばかりの頃を振り返らずにはいられませんでした．
今年は，国際土壌年で，土壌物理学会としても，若い人たちへの企画の一つとして，「何故自分は今の道に入ったのか」という寄稿を募集しました．発起人の一人として自分の経験を述べさせてもらいますと，学会長としては，あまりふさわしくないかもしれませんが，私の博士論文の題名は，「干拓貯水池の淡水化過程に関する研究」で，底面から絶えず塩水が浸入してくる干拓貯水池において，淡水の利用を目的とした，淡塩水密度界面の安定化が主なテーマ
でした．底泥からの塩分の溶出を扱った部分は土壌物理的だったかもしれませんが，ほとんどは水理学的な内容でした．土壌物理学に接したのは，1989 年に文科省の在外研究でアメリカに滞在していた折に，2 週間ほど，父の友人であったマサチューセッツ州立大の Hillel 博士を訪問した時がきっかけだったと思います．忙しい合間を縫って，当時やっていたフィンガリングに関する室内や野外の実験，書いたばかりの論文の内容について，情熱的に説明していた
だいたことを記憶しています．フィンガー流という現象については，それ以前に，土木学会の水理講演会等で東工大の日野先生や東大の玉井先生がモデルを提示されたのを知っていましたので，むしろ水理学的な現象のイメージでした．Hillel 博士の話を聞いてもすぐにはピンと来なかったのですが，その後，オランダやイスラエルを訪問する機会があり，Hillel 博士がやっている研究の話をしたときの研究者達の反応の大きさに接して，非常に興味をおぼえたのは確かです．帰国して，ためしに実験を始めたのですが，簡単につくれると思ったはずのフィンガー流が意外に難し
く，なかなか作れず，どうしたらできるのだろうかと取り組み始めたのがスタートだと思います．当時は助手でしたので，好きな時間を全て研究に費やすことができ，土壌物理学の勉強を一から始め，のめり込んでいきました．今振り返ると，本当に貴重な時間であったのだと思います．
今でもそうかもしれませんが，若いときには，何が本質で，絶対なのかということがいつも気になっていました．
全ての事において回り道をすることに対する恐怖心に由来していたのかもしれません．時間は有限で，早い者が勝者
1 佐賀大学農学部

2

土壌の物理性第 130 号(2015)という論理は絶対であったように思います．養老孟司の「バカの壁」では，このことについて，自分が不変で，周囲が変わるという思い込みから来ていると言っています．日々変わっていくのは，実は人間である自分で，絶対なのは情報だと言っています．一度記録された情報は，記した本人が死んでも残っているし，時が変わっても内容は変わらないということです．逆に自分の中身は，生物学的にも常に変わっており，一時として同じ自分は存在し得ないと言っています．自分は，年を取れば必ず経験を積んで，今と違う自分がそこに存在しているのだというという事実を認識すれば，絶対なのは自分が残した記録だけなのかもしれません．幸いにも，多くの読者は，論文という形で，良かれ悪しかれ記録を残す事ができる環境にいるわけです．論文が，自分がその時に存在した証として考えれば，将来の自分に対して絶対的な存在になるはずです．つまり，自分が頼れる絶対的なもの，これは思い込みでしかないのですが，これを追い続け，しがみつくのではなく，現在の自分をその都度，何らかの形で情報として記録に残していくことが大切なことではないでしょうか．土壌物理学会は，会員の皆様が，論文をはじめとして，現在の自分を情報として残していけるようないろいろな方法を提供していける場でありたいと思っています．
「若い世代に支持される学会」というのは，非常に重い課題ですが，楽しい課題でもあります．今後，会員の皆様とともに，生まれ変わっていきたいと思いますので，ご協力の程，宜しくお願い申しあげます．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.3 ∼ 10 (2015)

Comparison of drought tolerances in a root water uptake modelfor two co-occurring grass species in Mongolia
Aki YANAGAWA1 , Haruyuki FUJIMAKI2 , Toshiya OKURO3 , Undarmaa JAMSRAN4
and Kazuhiko TAKEUCHI5

Abstract: Drought stress due to sparse rainfall is one of
the main factors determining plant species composition
in semi-arid ecosystems. The tolerance of two dominant
perennial grasses of northeastern Asia, Leymus chinensis
and Stipa krylovii, to continuously changing drought stress
was compared. Their responses to the stress were evaluated in terms of the parameter values in Feddes model.
The results indicated that transpiration in S. krylovii began
to decrease at a higher matric potential (−102 cm) than in
L. chinensis. L. chinensis has higher performance in transpiration rate at a higher matric potential. In contrast, it
seemed that greater tolerance of L. chinensis for drought
stress is inconsistent at lower matric potentials (−104 cm).
Thus, the tolerance for drought stress was ambiguous but
depended on the degree of stress. Furthermore, S. krylovii
maintained a low transpiration rate under a lower matric potential, implying that this species is well-adapted todrought stress because it can continue transpiration, evenunder severe drought stress conditions. Notably, the estimated values for root water uptake according to Feddes
revealed strategic responses in both plants for survival insemi-arid regions.
Key Words : Stipa krylovii; Leymus chinensis, root water
uptake, drought stress, Feddes model

1. Introduction
Drought stress is a critical inhibitor of plant growth insemi-arid ecosystems and results from sparse and irregular
rainfall. As typical semi-arid grassland, Hustai National
Park in Mongolia is characterized by sparse and irregular rainfall. Leymus chinensis and Stipa krylovii are the1 Department of Civil and Environmental Engineering, Tokyo Instituteof Technology, 2-12-1-M1-6 Ookayama, Meguro-ku, Tokyo 152-8552,
Japan. Corresponding author : 柳川 亜季，東京工業大学大学院理工学研

究科
2 Arid Land Research Center, Tottori University, 1390 Hamasaka, Tottori,

680-0001, Japan.
3 Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University ofTokyo, 1-1-1, Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-8657, Japan.
4 Center for Ecosystem Study, Mongolian State University of Agriculture,210153 Ulaanbaatar, Mongolia.
5 Integrated Research System for Sustainability Science, The Universityof Tokyo, 7-3-1, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8654, Japan.
2013 年 11 月 13 日受稿 2015 年 6 月 5 日受理

dominant perennial grasses in this area (Yuan et al., 2005;
van Staalduinen and Anten, 2005). L. chinensis predominates in habitats with relatively abundant water (Chen etal., 2005). S. krylovii is a more abundant and important
species in drier areas (Chen et al., 2005) such as the typical moderately grazed grasslands in Mongolia (van Staalduinen and Anten, 2005; Hoshino et al., 2009). With overgrazing, S. krylovii tends to be replaced by L. chinensis(Hilbig, 1995; Hoshino et al., 2009; van Staalduinen etal., 2007). Therefore, previous studies have suggested thatthese plants may be useful key indicators of grazing intensity; however, there is insufficient quantitative knowledge of their stress-response characteristics. Some studies have indicated that the two species have distinct differences in morphology, compensatory growth, and tolerance
to drought stress (van Staalduinen and Anten, 2005; Shinoda et al., 2010), but little is known about their differencesin real-time responses to drought stress and how these differences contribute to the distribution of the species.
Evaluation of the tolerances of these key plants todrought stress should help elucidate and predict the dynamics of species composition and net primary production
in response to climate change and human activity in semiarid ecosystems. Previous evaluations of drought stress onplants have been based on the assessment of dry matterproduction and dry matter content in various tissues at different inputs, such as under continuous wet or dry conditions (Wang, 2004; Chen et al., 2005; van Staalduinen andAnten, 2005; Yuan et al., 2005). Without understanding
how a plant dynamically responds to stresses, predictinghydrological processes, vegetation growth, and shifts insuch ecosystems is difficult. Macroscopic root water uptake (RWU) models, such as Feddes model (Feddes et al.,1978), deal with the nonuniform distribution of the matricpotential by discretizing the soil and root profiles. Therefore, reliable evaluation of stress tolerance should be possible if such a model is used. Feddes model, which is basedon stress-response functions and the active root distribution, is widely employed in user-friendly hydraulic sim-

土壌の物理性

4

ulation models of soil-plant-atmosphere systems, such as
HYDRUS (Šimůnek et al., 2006) and SWAP (van Dam etal., 1997). Notably, the plant-specific parameter values in
Feddes model can be universal indices of the tolerance ofplants to stress because they are assumed to be independentof the experimental conditions.
The objective of this study is to compare the tolerancesof S. krylovii and L. chinensis to sequential changes indrought stress. Because net primary production is strongly
related to transpiration and the prediction of transpiration
rates under drought conditions is hydrologically important,
the transpiration rate was the focus of the evaluation of tolerance to drought stress in this study.

第 130 号(2015)

Tcal = ∫Tp
ρr (z) dz∫

αρr (z) dz(5)

In this study, numerical integration was performed with the
Riemann sums at a spatial increment of 0.5 cm.
This model does not consider compensated water uptake, which describes the compensation for root water uptake reduction in dry layers by enhanced uptake in wet layers. However, since the magnitude of the compensated water uptake was assumed to be not so significant in our previous studies, we assume the simple root water uptake modelis accurate enough if appropriate parameter values are used(Fujimaki et al., 2008; Fujimaki and Kikuchi, 2010; Yana-

2. Theory

gawa and Fujimaki, 2013).
In Feddes model, the rate of water uptake, S (day−1 ) asa function of depth z (cm), which is a sink term in the continuity equation, is obtained by multiplying the RWU reduction coefficient α by the potential water uptake rate Sp(day−1 ) (Feddes and Raats, 2004; Feddes et al., 1978):

3. Materials and methods
3.1 Experimental plants
Tillers of five S. krylovii and five L. chinensis plants

S (z) = α Sp (z)(1)

were taken from Mongolia (lat. 47◦ 46’48” N, long. 105◦
54’56” E, mean elevation 1378 m a.s.l.), where the cli-

To express the reduction in the water uptake rate in response to drought stress, the following equation was employed:
1
( )p
α=
(2)
1 + hh50

mate is semi-arid and continental (mean annual temperature +1◦ C) with a short growing season in summer (fromJune to August), during which time more than half ofthe precipitation is recorded (mean annual precipitation
232 mm, CV 31 %). These climatic data were obtained

Sp (z) = β (z) Tp(3)from the Hustai National Park climatic station for the years
1999–2005.

hh

where h is the matric potential, and h50 and p are fitting parameters (van Genuchten, 1987). Note that h50 is the matric potential when the water uptake is 50 % of its potential
rate; these parameters, therefore, represent simple indicesof the stress tolerance of the plants. The potential water
uptake (Sp ) rate is proportional to both the normalized root
density and root activity β (cm−1 ) and the potential transpiration rate Tp (cm day−1 ):The normalized root density β is defined as the density ofactive roots as a function of depth z that is normalized suchthat integrating over the root zone yields unity:

β (z) = ∫ρr (z)
ρr (z) dz(4)

where ρr is the density of the active roots, often represented
by the root length density (cm−2 ). Because the transpiration rate Tcal is the integral of S over the root zone, Tcal iscalculated as follows:

Fig. 1 Drying and wetting soil water retention curves for Kantoloam.

論文：Comparison of drought tolerances in a root water uptake model for two to-occurring grass species

5Fig. 3 Photos of Stipa krylovii (left) and Leymus chinensis(right).

Fig. 2 Schematic of the experimental setup.

Table 1 Experimental treatment and type of sensor for each column.
Plant
ColumnTreatment
SensorStipa krylovii
S1

S2

S3

Drought stress
Soil moisture and temperature

Leymus chinensis
SR1

SR2

No stress
No sensors

3.2 Experimental setup

L1

L2

Drought stress
Soil moisture and temperature

LR1

LR2

No stress
No sensors

the column at the bottom (Fig. 2).

The experiment was conducted in a greenhouse locatedTo monitor the hourly volumetric water content, θ , andin the Biotron Laboratory at the University of Tokyo.

temperature in the soil, three dielectric moisture probes

The internal temperature was maintained at approximately(10HS, Decagon Devices, Inc. Pullman, WA) were in-25 ◦ C during the day (06:00–18:00) and 20 ◦ C at night

serted horizontally into three columns for each species: S1,(18:00–06:00), and the average humidity was 59 %. The

S2, and S3 for S. krylovii and L1 and L2, for L. chinensis

day length was set at 15 h (05:00–20:00) by supplementing(Table 1, Fig. 3). Insertion was performed such that thenatural light with mercury-vapor lamps.

centers of the rods (there were three rods for each sensor)

Ten columns (25 cm i.d. and 30 cm high) were placed inwere located at depths of 5, 15, and 25 cm, respectively

the greenhouse. Table 1 shows the experimental treatment(Fig. 2). In addition, each type of moisture probe was cal-and type of sensor for each column. Air-dried Kanto loam

ibrated at three points: the water content of the soil was(sand 50 %, silt 44 %) was packed into the columns to ameasured for the air-dried soil, the saturated soil, and thebulk density of 0.82 g cm−3 . The water-retention curve forsoil at the end of the experiment.

the Kanto loam obtained using the evaporation method for

Four reference columns, two (SR1 and SR2) for S.

the drying curve and the hanging water method for the wet-krylovii and two (LR1 and LR2) for L. chinensis, wereting curve, which was used to estimate the matric potential

used to measure the potential transpiration under contin-

from the soil moisture content, is shown in Fig. 1. To min-ued irrigation with tap water for growth and 2000-fold di-imize nonuniformity during packing, the mass of every 5

luted liquid fertilizer (N-P-K = 6-10-5, Hyponex Japan,

cm of packed soil was measured before the next soil incre-

Osaka, Japan) but were not equipped with soil moisture

ment was added. The soil surface was covered with white 1

and EC probes. The water containing the liquid fertilizer

cm-thick styrene foam to prevent evaporation, thus allow-

was added to the reference columns using a sprinkling can

ing only transpiration (Fig. 2). Cotton-filled glass pipes (1within a few minutes, but without causing ponding, in or-

cm o.d. and 15 cm long) were placed at the bottom of eachder to replace the amount of water, that was taken up dur-column to allow gravity drainage through a hole in side ofing the previous day (determined based on the decrease inweight).

土壌の物理性

6

第 130 号(2015)

to Tri during the non-stress period (m − n + 1). During thestress period, Tp was estimated by multiplying η byTri , assuming that the growth correction factor is invariant overthe stress period.
One S. krylovii or L. chinensis tiller was transplanted
into each column on October 7, 2008. The stress period
was initiated after healthy plants were grown using irrigation with tap water (EC < 0.01 dS m−1 ) and 2000-folddiluted liquid fertilizer (1 dS m−1 ). Because there were
cotton-filled glass pipes for gravity drainage at the bottoms of the columns, the lack of oxygen supply shouldhave been minimized. The water supply was completely
stopped in order to initiate the drought stress period. The
Fig. 4 Profiles of root length density at the end of experiment.

drought stress period was terminated when the relativetranspiration (i.e., the actual transpiration rate divided by

3.3 Experimental scheme

the potential transpiration rate) dropped to less than 75 %.

The method presented by Yanagawa and Fujimaki

At the end of the experiment, soil samples were taken(2013) was followed. Although the drought stress period

from each 5 cm layer. The roots were cut at the bound-

was the end of December, the experiment finished at thearies of each of the 5 cm layers using a pair of scissors

end of March. Consequently, it was possible that the root

and a sharp knife. The roots were then separated fromdensity at the end of the experiment was different from thatthe soil by sieving the air-dried soil samples through a 0.8of the drought stress period. Since the end of drought stressmm screen. The segments of the roots were scanned atperiod is almost half of the whole experimental period, the600 dpi to obtain digital images, and the total length ofdata for the drought stress period was also inversely an-

the root segments in each layer was automatically calcu-

alyzed assuming half of the root depth at the end of thelated using the SimpleDigitizer program (www.alrc.tottori-

experiment while keeping the shape of the root density at

u.ac.jp/fujimaki/download/SimpleDigitizer) using the in-the end of the experiment.

tersection method (Newman, 1966). The total root length

The daily transpiration rate was measured by manuallyweighing each column every night at 8 p.m. The poten-

density distribution for each column was then plotted (Fig.
4).

tial transpiration was calculated by multiplying the mean

Consequently, the normalized root density, daily po-

value of the potential transpiration rate for the reference

tential transpiration rate, and actual daily transpiration

columns (SR1, SR2, LR1, and LR2) by correction factors

rate as well as hourly soil moisture and hourly ma-

for the individual differences in growth. Because Tp in-tric potential values calculated based on the soil mois-

evitably differs from plant to plant due to nonuniformity inture content of the Kanto loam (Fig. 1) were used tomicrometeorological conditions and genetic differences, acalculate the parameter values for the RWU reduction

growth correction factor, η , was introduced for each plant:

coefficient for each column. The program PERF, which

)
m (
1
Ti
η=
∑ Tri
m − n + 1 i=n

is available at http://www.alrc.tottori-u.ac.jp/fujimaki(6)/download/windows.html, was used to estimate the parameter values in the stress response function based on thewhere Tri is the average transpiration for the two reference
columns , and m and n are the final and first day of analysis
period, respectively. Thus, the value for η is the averagevalue for the ratio of the transpiration on the ith day, Ti ,Levenberg-Marquardt maximum neighborhood method(Marquardt, 1963) to minimize the sum of the root meansquare error (RMSE) between the measured and calculated
daily transpiration.

論文：Comparison of drought tolerances in a root water uptake model for two to-occurring grass species

7

Table 2 Optimized parameter values and observed and calculated total amount of transpiration.
Stipa krylovii
S1

S2

Leymus chinensis

ColumnRoot Depth

Full

h50
p
RMSE

−2021 −2389 −1580 −1561 −1424 −1410 −1675 −1787
1.49
1.89
1.98
1.43
1.43
1.56
1.63
1.36
0.07
0.08
0.09
0.08
0.05
0.04

Half

Period12/4 –/27
Total transpiration
Observed
17.48
Calculated 17.04 17.01

Full

S3
Half

Full

Half

12/4 –/26

12/4 –/25

21.94
21.67 21.75

13.39
12.96 13.39

Stipa krylovii

Average
Full
Half

L1
Full

L2
Half

Half

Average
Full
Half−1200 −1337 −765 −683 −983 −1010
4.18
3.28
3.90 3.78 4.04
3.53
0.13
0.12
0.10 0.13
12/4 –/23

17.60
17.22 17.38

Full

39.74
38.92 38.76

12/4 –/24
22.85
31.30
20.97 21.70 29.95 30.23

Leymus chinensis

Fig. 5 Time series of volumetric water content (VWC) and ratio of actual to potential transpiration:(a) Stipa krylovii (S1) and (b) Leymus chinensis (L1).

sidered to be reliable. The total transpiration for L.chiensis

4. Results

was higher than that of S. krylovii during the analysis period (Table 2).

The time series for the volumetric water content andFig. 6 compares the measured and calculated ratios ofratio of the actual to potential transpiration are shown in

the actual to potential daily transpiration for full and half

Fig. 5. The ratio of actual to potential transpiration started

root depths. The actual and potential transpiration were

to decrease less than unity clearly when volumetric water

daily measured according to the weight of the column

content at the depth of 15 cm became less than 0.4. Ta-

under stress and no-stress (reference) conditions, respec-ble 2 lists the optimized parameter values and measured

tively. The calculated transpiration ratios were derived ac-and calculated transpiration results for S. krylovii and L.

cording to Eq. (5) based on the optimum sets of parameterchinensis after being subjected to drought stress assuming

values for h50 and p (Table 2). Large discrepancies be-

full and half root depths (Full and Half in Table 2) based on

tween the measured and calculated values occurred when

the root distribution at the end of the experiment (Fig. 4).

the potential transpiration was either very low or high. Ex-

The parameter values for drought stress and the total cal-

cept for such data, however, most of the calculated values

culated transpiration results did not vary so much during

were similar to the corresponding experimental results.

the growing period regardless of the root depth. Therefore,

Since the parameter values for drought stress did not

the parameter values for drought stress (h50 , p) were con-vary so much even if using the half root depth, the RWU

土壌の物理性

8

第 130 号(2015)

Fig. 6 Comparison of measured and calculated ratios of actual to potential daily transpiration:(a) full root length and (b) half root length.

reduction coefficient α according to equation 2 using ob-

The values for p were substantially greater for L.

tained parameter values are shown only for the full rootchinensis than S. krylovii (Table 2). The difference in thelength condition in Fig. 7. Bold lines show the matric po-p values represents the difference in the sharpness of thetential range of experiment. Each two or three columns

reduction in the RWU beyond the threshold value for thewere a set of replicates. As can be observed in this fig-

two species. A low p value indicates a low sensitivity ofure, the tolerance for drought stress varied with the degree

the RWU to drought stress. In addition, the transpirationof drought stress with the both condition of full and half

rate for S. krylovii decreased more gradually than that ofroot length. In addition, it was found that transpiration for

L. chinensis (Fig. 7).

S. krylovii began to decrease earlier than for L. chinensis

5. Discussion

under drying process.

Although the tolerance to drought stress of S. krylovii
and L. chinensis has been reported (e.g., S. krylovii is considered more drought tolerant than L. chinensis; Chen etal., 2005), the results of the present study indicated thattranspiration for S. krylovii began to decrease at a higher
matric potential (−102 cm) than for L. chinensiss. If thepresent results fully supported those of previous studies(Chen et al., 2005; van Staalduinen and Anten, 2005),
then the S-shaped curve for drought stress in S. krylovii
would have always appeared to the right of the curve for
L. chinensis. However, the results of the present study
indicate that the relationship between the drought stresshresponses of the two species changes with the degree ofdrought stress. A previous study implied a higher sen-Fig. 7 Drought stress response functions for Leymus chinensis(L1 and L2) and Stipa krylovii (S1, S2, and S3).

sitivity of L. chinensis to drought stress (Wang, 2004).
This sensitivity would correspond to the higher value of

論文：Comparison of drought tolerances in a root water uptake model for two to-occurring grass species

9

Aknowledgements

p in L. chinensis. Unfortunately, the response at approximately −104 cm could not be observed directly, and thus
remains to be investigated (bold lines in Fig. 7 show theWe thank S. Okubo (National Institute for Agro-matric potential range in the experiment). However, it

Environmental Sciences) and T. Okayasu for their helpful

can be concluded that because transpiration was greatercomments. We also thank T. Watanabe (Biotron Labora-

for L. chinensis, S. krylovii is more suited to surviving

tory, Graduate School of Agricultural and Life Sciences,drought conditions from the viewpoint of saving soil wa-

The University of Tokyo) for his technical assistance withter. It means S. krylovii has a competitive advantage under

the greenhouse experiment. The helpful comments on thecontinuously water limited condition such as in grassland.

manuscript by N. Toride, K. Kosugi and two anonymous

Since L. chinensis can use water more quickly, it seems

referees are also appreciated. This study was performedthat L. chinensis has a competitive advantage in plant com-under the Global Environmental Research Fund of Japan’s

munities with low density such as degraded bare grassland

Ministry of the Environment (“Desertification control andor river bank.

restoration of ecosystem services in the grassland regions

In addition, the results of the present study suggest thatof North-East Asia”; no. G-071), with additional support

evaluation of stress responses using the parameters forfrom Japan Society for the Promotion of Science Research

Feddes model may provide more detail than previous stud-

Fellowships for Young Scientists, awarded to A. Hoshino

ies when investigating continuous changes in the matric(no. 20-7002) and A. Yanagawa (no. 24-7604).

stress conditions for these two main species in Mongolia.

References

Although the stress tolerances of these species were only
qualitatively evaluated under continuous wet or dry con-Chen, S., Bai Y., Zhang, L. and Han. X. (2005): Comparing phys-

ditions so far (Wang, 2004; Chen et al., 2005; van Staal-

iological responses of two dominant grass species to nitrogenduinen and Anten, 2005; Yuan et al., 2005), it is clear fromaddition in Xilin River Basin of China. Environmental and Ex-

the results that L. chinensis has a higher tolerance than S.

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krylovii only for drought stress conditions near −102 cm.

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present study also demonstrates how soil physics can beapplied to plant ecology.

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6. Conclusion

Fujimaki, H., Ando, Y., Cui, Y. and Inoue M. (2008): Parameter
estimation of a root water uptake model under salinity stress.

We compared the tolerances of S. krylovii and L.
chinensis to sequential changes in drought stress using aroot water uptake model, Feddes model. Notably, transpi-

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tion changes along grazing gradients with different numbers

In addition, transpira-tion in S. krylovii was less than that in L. chinensis during
the analysis period. Thus, S. krylovii appears to be more
adapted and thus may be more likely to survive drought
conditions than L. chinensis.

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土壌の物理性

10

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第 130 号(2015)

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lute movement in and below the root zone. U.S. Salinity Lab-要

旨乾燥ストレスは，半乾燥地域の植物生態系において重要な要素である．北東アジア地域の主要な草本である Leymus chinensis と Stipa krylovii について，乾燥条件を連続的に変化させ，乾燥耐性を調べた．
ストレス応答パラメーターの推定には Feddes の吸水モデルを用いた．乾燥ストレスが低いときは，L.

chinensis の耐乾性が高く，S. krylovii は乾燥ストレスが高いときにより高い耐性を示した．S. krylovii
は，高い乾燥条件下でも蒸散速度を維持できるため，乾燥に適応した種であると考えられた．吸水モデ
ルに基づくパラメーター推定によって，半乾燥地域において生き延びるための戦略的応答を評価することができた．
キーワード：Stipa krylovii，Leymus chinensis，根による吸水，乾燥ストレス，Feddes の吸水モデル

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.11 (2015)「センサー特集」をはじめるにあたって
編集委員長

取出伸夫

土中の物質移動を対象とする土壌物理においては，土中の水分量，圧力，電気伝導度などを測定するセンサーは最大の関心事であり，測定精度を向上させるための研究が長年行われてきた．「土壌の物理性」における過去の論文を振り返っても，センサーに関するものは多い．最近は，市販のセンサーの特性や測定精度を上げるためのキャリブレー
ション方法の提案などの研究が増加する傾向である．この背景には，比較的容易に精度良く測れる各種センサーが多く市販されるようになったこと，土中の水分量などのモニタリングが土壌物理以外の分野においても広く注目されるようになったことがある．

2010 年の 114 号では，開催されたセミナーの話題提供者が中心になって「土壌センサーの現状と未来」と題した研究ノート特集を行った．そこでは，良い製品開発のためには，ユーザーと開発者の二人三脚の情報交換の重要性が認識された．また，センサーの設置方法，測定レンジの拡張，出力データの補正方法など，ユーザーレベルの工夫をより広く共有し，情報を蓄積していくことも大切である．しかし，こうした情報の中には，有益であっても「論文」や「研究ノート」としての基準を満たすことが難しい情報や速報性が期待される情報も多い．また，研究発表の場である学会誌において，特定企業の製品を対象とすることが難しい場合もある．そこで，「土壌の物理性」の編集委員会では，会員相互の情報交換や，農業現場や周辺分野への情報発信の場になるために，「センサー特集」として，広く，継続的に投稿を募ることが有効と考えた．特にユーザーレベルで有用な情報は，「資料」として積極的に掲載していきたい．
本号では，温度や電気伝導度が不均一な現場，また農業用培地に対する水分センサーの適用に関する研究ノート 2
報，また，最近市販されたプロファイルプローブに関する資料 1 報を掲載した．今後も，様々な対象に対する各種センサーの適用に関する有用な情報について，「センサー特集」として掲載を続けていく予定である．もちろん，新たな測定手法のための基礎的な研究も，我が国におけるセンサー開発のために必要不可欠なことは言うまでもない．息の長いシリーズを目指して，皆様から幅広い投稿をお寄せ頂ければ幸いである．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.13 ∼ 18 (2015)

ECH2O 5TE による土壌含水率出力への電気伝導度と温度の影響
安中武幸 1 · 花山

奨1

Effects of the electrical conductivity and the temperatureon the soil water content outputs obtained using ECH2 O 5TE
Takeyuki ANNAKA1 and Susumu HANAYAMA1

Abstract: ECH2 O 5TE is an useful dielectric soil moisture sensor for a field soil. However, it is reported that thesensor outputs are affected by the electrical conductivity(EC) of the soil and the soil temperature (T ). The objective of this study was to evaluate effects of the EC and T
on the sensor outputs based on a laboratory EC calibration and a temperature calibration according to field datameasured in a sand dune field. Result of the laboratory experiment showed that a single calibration equation could
be adapted to the data for the soil water EC (ECw ) < 10
dS m−1 with the soil bulk EC (ECb ) < 0.50 dS m−1 . Assuming a linear relation between the sensor output change(∆RAW ) and the temperature change (∆T ) under a constantsoil moisture condition as α = ∆RAW /∆T , α values were
estimated based on the field data. Whereas estimated α
was 0.8 ◦ C−1 ∼ 1.2◦ C−1 for ECw ∼ 0.1 dS m−1 , it significantly increased from 1.0 ◦ C−1 to 2.2 ◦ C−1 for ECw > 2.5
dS m−1 .
Key Words : sand dune field, ECH2 O 5TE, temperatureand electrical conductivity effects on the sensor outputs

1. はじめに

実態とメカニズムの把握が必要である．

ECH2 O 5TE（Decagon Devices, Pullman, WA）（以下，5TE）は土壌の誘電率測定を原理とした土壌水分セン
サー（誘電式センサー）の 1 つであり，キャパシタンス測定を通じて土壌の誘電率を求め，含水率を推定するものである．5TE は TDR（Time Domain Rflectometry）と比較して相対的に安価であり操作がしやすい上，体積含水率（以下，含水率）· 地温 · 土壌のバルク電気伝導度（以下，ECb ）の同時測定が可能となっている（Kizito et al.,2008; Parsons and Bandaranayake, 2009）．また，先行した EH2 O センサー（EC-20 や EC-10）で問題となっていた含水率出力の ECb および（あるいは）土壌溶液の電気伝導度（以下，ECw ）に対する依存性が，5TE では作動
周波数を 5MHz から 70 MHz に上げることによって改善された（例えば，齊藤ら, 2008; Saito et al., 2009）．
本センサーを用いて畑地表層土の水分変動を測定する
際には，含水率出力に対する温度の影響を知っておく必要がある．一般に，5TE を含む誘電式センサーの含水率
出力の温度依存性は，「センサー自体の温度応答」と「土壌の誘電率の温度による変化」の重ね合わせであると考えられる．センサー自体の応答性については，誘電率既

砂は保水力と保肥力が小さいため，砂丘農地におけるかん水と施肥には合理的な管理が不可欠である．かんがい施設が整備されていなければ，干ばつ被害のリスクは高く栽培可能な作物が限定される．一方で，降雨浸透による肥料成分流亡が問題となる．この点では，かんがい施設を備えたハウスやトンネル内での栽培が，雨除けによる肥料成分流亡防止に効果を発揮している（安中 · 花
山, 2014）．これらの栽培条件下では土壌水分の制御はもっぱらかん水に依ることとなるため，作物が必要とす
る水を土壌に供給し，かつ肥料成分を流亡させないかん水操作が求められる．この様なかん水操作を実現するた
めには，作物栽培下の土壌水分日変動，すなわち，かん水による浸潤 · 再分布と根の吸水に伴う土壌水分移動の1 Faculty of Agriculture, Yamagata University, 1-23, Wakaba-machi, Tsu-ruoka 997-8555, Japan. Corresponding author : 安中武幸，山形大学農学部．
2014 年 11 月 18 日受稿

2015 年 5 月 25 日受理

知の基準溶液を用いた検定により，「20 ◦ C より低温側で過小評価し高温側で過大評価する」こと，および電気伝導度の影響として「0 ∼ 2.5 dS m−1 で過小評価しそれ以上で過大評価する」ことが報告されている（Bogena

et al., 2007; Rosenbaum et al., 2011）．一方，土壌の誘電率に温度依存性をもたらす要因として，土壌水の誘電率と電気伝導度（ECw ）が示す温度依存性，粘土粒子表面
結合水の温度上昇に伴う自由化（Or and Wraith, 1999），

Maxwell-Wagner 効果の温度依存性（Chen and Or, 2006;
Seyfried and Grant, 2007）が指摘されている．MaxwellWagner 効果とは，電気伝導度と誘電率が異なる複数の物質から成る混合物において，その界面に分極を生じ混合物の誘電率を増大させる効果であり，気液界面が卓越する不飽和土壌では顕著な影響をもたらす可能性がある．

Chen and Or（2006）は，作動周波数 100 MHz 以下のセンサーでこの効果が温度依存性の原因となる可能性を指土壌の物理性

14

第 130 号(2015)

摘しており，70 MHz で作動する 5TE では考慮されるべ象とした．RAW は誘電率 ε と RAW ＝ 50 ε で関係づけ

き効果である．

られた量である（Decagon Devices, 2010）．本研究では，

一方で，実用性を重視した，現地データを用いた含水率測定値の温度校正方法が提案されている（Cobos andRAW を含水率 θ と温度 T の関数と仮定し，その温度依存性を次式でモデル化した．

Campbell, 2007; Saito et al., 2013）．Saito et al.（2013）
は，5TE を含む種々の誘電式センサーについて，含水率

RAW (θ , T ) = RAW (θ , Tr ) + α (T − Tr )(1)

測定に関わる温度依存誤差を時系列測定値に基づき校正する方法を提案し，現地での時系列測定値を用いて推定された比例係数（含水率の関数）が室内実験の結果と一

ここに，Tr は含水率キャリブレーション式が得られた温度（◦ C ），T は測定温度，RAW（θ , Tr ）, RAW（θ , T ）はそ

致することを示した．しかし，彼らは電気伝導度の比例

れぞれの温度における含水率出力である．α （◦ C−1 ）は係数への影響については触れていない．

水分量が一定の時の RAW の T に対する変化率である．

本研究の目的は，5TE による含水率出力への電気伝導度（ECb および ECw ）と温度の影響評価を試みることである．最初に，室内でのキャリブレーション実験により，電気伝導度の影響を確認して，含水率キャリブレー

なお，水の密度が温度に依存するため θ は T の関数となるが，その影響は小さいので無視できると仮定した．

α 値は，1 日ごとの時系列出力データを用いて次式により推定される．

ション式を作成した．次に，砂丘畑における測定値を用α=

いて，水分量一定時のセンサー出力変化量 ∆RAW と温度
変化量 ∆T の比 α （= ∆RAW /∆T ）によって温度依存性(RAWmax − RAWmin )
∆RAW
=
∆T
(Tmax − Tmin )(2)

ここに，RAWmax , RAWmin は当該日の RAW の最高値およの評価を試みた．

2. 含水率出力の電気伝導度 · 温度依存性
評価方法
2.1 対象土壌に対する含水率キャリブレーション
5TE を用いた土壌水分変動の測定は，山形県庄内総合支庁産地研究室（山形県酒田市浜中字八窪：N38◦ 48’
14”, E139◦ 46’ 33”）のメロン畑において実施された．圃
場と栽培の概要およびセンサー設置等測定方法について
は，既報の通りである（安中 · 花山, 2014）．
産地研究室メロン畑の表層土（0 m ∼ 0.15 m）を対象に，蒸留水および ECw が 1.3, 5.4, 10, 79 dS m−1 の NaCl

び最低値であり，Tmax , Tmin は最高地温および最低地温である．α 値は水分量一定のもとで決定しなければならないが，この様な条件は実験室内では設定できても現地圃場では困難である．そこで，α 値推定に先だって，用いるべき時系列出力データを選定するために，RAW と Tの関係を検討することとした．
また，α は含水率の関数である（Saito et al., 2013）とともに，ECb や ECw の関数である可能性もある（例えば，Chen and Or, 2006）．α の ECw に対する依存性を検討するため，測定値としては得られない ECw を Hilhorstの変換式（Hilhorst, 2000）を用い推定した．

溶液を用いた水分調整を行い，含水率とセンサー出力の関係を得た．まず，含水比を 0.05 kg kg−1 に調整した試料を乾燥密度が 1.35 Mg m−3（含水率 0.068 m3 m−3 ）となる様にアクリル容器（0.070 m × 0.19 m × 0.080 m）に充填（充填層厚さ 0.040 m）しながらセンサーを水平方向

ECw =

して

εp = 80.3 − 0.37(T − 20)

Pullman, WA）を用い，出力値が一定となったところで，状態から霧吹きで所定量給水することによって含水率を0.14 , 0.20, 0.27, 0.34 m3 m−3 に変化させ，その都度出力値が一定になったところで値を読み取った．風乾試料に対しては，これとは別に充填して出力値を得た（含水率は 0.007 m3 m−3 ）．キャリブレーションは 3 反復行った．
含水率出力値を読み取った時の地温には 16 ◦ C ∼ 21 ◦ Cの幅があったが，その多くは 17 ◦ C ∼ 19 ◦ C であり，平(3)

ここに，εp は土壌水の誘電率であり，温度 T の関数とに埋設した．データロガーには Em50（Decagon Devices,
その値を設定した含水率に対応する出力値とした．このεp × ECbεb − ε0(4)で与えられる．εb は土壌の誘電率であり εb = RAW /50，

ε0 は ECb = 0 の時の εb の値である（Decagon Devices,
2010）．安中 · 花山（2014）は庄内砂丘砂について ε0 = 4.7を与えている．なお，電気伝導度は温度に依存するため
基準温度 25 ◦ C での値が用いられるが，5TE の ECb 測
定値は 25 ◦ C での値に内部補正されている（Kizito et al.,2008）．

均は 18 ◦ C であった．

3. 結果と考察

2.2 含水率出力の温度依存性の評価方法
Saito et al.（2013）は，基準温度と測定温度の時の含水率測定値には温度差に比例する誤差が含まれると仮定し3.1 含水率キャリブレーション式とそれへの電気伝導た．そして，その比例係数を測定日の含水率（一定と仮度の影響定）の関数として求めた．本研究では，原理的には彼らと同じことになるが，5TE の含水率出力 RAW を直接対Fig. 1（a）は，含水率 θ（m3 m−3 ）とセンサー出力 RAWの関係を，試料の水分調整に用いた NaCl 溶液の ECw ごセンサー特集

研究ノート：ECH2 O 5TE による土壌含水率出力への電気伝導度と温度の影響

15

放物線に近い曲線で示されており，0 から 1 dS m−1 くらいにかけては影響が大きくなりそれを超えると小さくなる．本研究では ECb が 0.50 dS m−1 までは含水率出力に影響が認められない結果が得られた（Fig. 1（b））．これ
は，「過小評価する」報告とは明らかに食い違っている．

5TE が ECb の影響で誘電率を過小評価するのであれば，測定対象の誘電率がそれを相殺する分だけ増大しない限
り一定の出力とはならない．この様な誘電率増大をもたらす要因となり得るのが Maxwell-Wagner 効果だと考えられる．本研究で得られた含水率キャリブレーション式
は，ECw よる誘電率の増大効果と ECb による過小評価が相殺した結果と解釈することができると考える．

3.2 α 値推定に用いるべき時系列出力の選定と処理
α 値推定に用いるべき時系列出力を選定するため，1
日を通じた RAW と T の関係をプロットした（Fig. 2）．
Fig. 2（a）はトンネル内中央 0.05 m 深における 5 月 18
日 ∼19 日のものである．両者の関係は地温上昇過程と下降過程で異なる経路をたどりヒステリシスを示すが，地温が最低を示した午前 6 時の RAW および T の値は両日ともほぼ同じであり，そのループは閉じている．RAWが θ と T の関数であり，かつ α ＝∆RAW /∆T が当該日については一定であると仮定すれば，同一の T に対してRAW が異なるのは θ が異なっているため，すなわち水分変動があったためと考えられる．次に，同じ日の 0.15m 深のプロット（Fig. 2（b））を見ると．0.05 m 深に比べて地温の日較差は小さく，RAW と T の変動は極めて良く同期し，ヒステリシスは示さない．この結果を上記と同様に考えれば，1 日を通じて水分変動がほとんど
Fig. 1

庄内砂丘農地土壌に対する ECH2 O 5TE のキャリ
ブレーション結果：（a） 溶液 EC（ECw ）ごと，（b） 土壌バ
ルク EC（ECb ）ごと．

なかったと考えられる．これに対して，トンネル外裸地

Volumetric water content θ and RAW of ECH2 O 5TE for
the Shonai sand dune field soil in relation to（a） the solution
EC（ECw ） and（b） the bulk soil EC（ECb ）.

0.05 m 深における関係は異なる様相を示していた（Fig.
2（c））．午前 6 時の地温については両日でほぼ同じであるが，RAW は 24 時間で 15 程度（（5）式によると，含水率で 0.010 m3 m−3 に相当）低下しており，排水過程にあることを示している．このため，RAW と T の関係はとにマークを変えて示したものである．ECw が 10 dS

ヒステリシスを示すのみならず，そのループは閉じていない．

m−1 までは一本の直線上に分布しているが，79 dS m−1
では明らかに異なる関係を示した．図中の直線は ECw
が 10 dS m−1 までのデータを用いて作成したキャリブ

は，1 日を通じて水分変動がなかったと想定できるトン

レーション式であり，次式で表される．

ネル中央 0.15 m 深のものである．しかし，ここでは水分α 値推定のために用いる出力として最も適しているの状態や ECb および ECw と α との関連を検討するため，

θ = 0.00060 × RAW (θ , Tr ) − 0.085(5)Fig. 1（b）は，ECw が 10 dS m−1 以下のデータに対して，ECb 値によってマークを変えて示したものである．
ECw と ECb は独立ではなく，ECw が 10 dS m−1 以下では ECb は 0.50 dS m−1 以下であった．ECw が 10 dS m−1
以下で ECb が 0.50 dS m−1 以下であれば，電気伝導度の含水率測定への影響は無視できるものと判断された．

トンネル中央 0.05 m 深とトンネル外裸地 0.05 m 深の出力も推定に用いた．具体的には，トンネル中央（0.05 m ·0.15 m 深：5 月 11 ∼ 31 日）およびトンネル外裸地（0.05m 深：5 月 15 ∼ 20 日および 6 月 7 ∼ 10 日）のうち，日較差が 5 ◦ C 以上のものを用いた．その際，トンネル外
裸地 0.05 m 深では，排水過程進行による RAW の低下を補正した．これは，RAW の低下を線形と仮定し，時刻ごとにそれまでの低下分（推定値）を加えることによっ基準溶液を用いて本センサーの電気伝導度（ECb に相て，含水率一定の条件に近づけるためである（Cobos and当）に対する応答性を検討した Bogena et al.（2007）やCampbell, 2007）．また，ほとんどの場合時系列出力の最小値 RAWmin と Tmin 時の RAW （Tmin ）値は一致していたが，RAWmax と RAW （Tmax ）については一致しない日がRosenbaum et al.（2011）は 0 ∼ 2.5 dS m−1 の範囲で誘電率を過小評価すると報告している．過小評価の程度は

16

土壌の物理性第 130 号(2015)

多かった．この食い違いの原因は日中に生じた水分変動にあると仮定し，Tmax 時の RAW 値ではなく時系列出力の最大値 RAWmax を ∆T の計算に用いた．

3.3 推定された α 値とその特徴
Fig. 3 に，推定された α 値と θ ，ECb および ECw と）においては，トの関係を示す．θ との関係（Fig. 3（a）
ンネル外裸地 0.05 m 深を除いて相関が認められない．
トンネル中央の両深度の θ は 5 月中はほぼ一定であり，0.15 m 深で 0.18 m3 m−3 程度，0.05 m 深で 0.12 m3 m−3程度であった．この様にほぼ一定の θ にも関わらず，αは大きな変動を示した．ECb との関係（Fig. 3（b）
）を見ると，中央 0.05 m 深および 0.15 m 深の測定値から推定された α 値はそれぞれ直線的な関係を示すが，異なる直線上に分布している．すなわち，α と ECb は 1 対 1 の対応関係を示さない．裸地 0.05 m 深の測定値から推定された α 値は，ECb が 0.01 dS m−1 とほぼ一定の条件であったが，0.8 ◦ C−1 ∼ 1.2 ◦ C−1 の変動を示した．この期
間の θ は 0.16 m3 m−3 ∼ 0.22 m3 m−3 であり，α は θ が高くなるにつれて小さくなった（Fig. 3（a））．次に，αを ECw との関係（Fig. 3（c）
）で見ると，中央 0.05 m 深と 0.15 m 深のプロットが 1 つの領域にまとまっている
ことが分かる．α 値は ECw が 0.1 dS m−1 程度の時 0.8◦ C−1 ∼ 1.2 ◦ C−1 の変動を示し，2.5 dS m−1 を超えるとその上昇に伴って 1.0 ◦ C−1 から 2.2 ◦ C−1 まで増大した．
なお，0.1 dS m−1 ∼ 2.5 dS m−1 の時の α 値が得られなかったのは，ECw がこの範囲にある測定データが無かったためである．

5TE による含水率出力の温度依存性は，2 つの要因，
すなわち，センサー自体の T および ECb への応答性（Bogena et al., 2007; Rosenbaum et al., 2011），および土壌
の誘電率の温度依存性，主に水の誘電率および Maxwell-

Wagner 効果（Chen and Or, 2006）の温度依存性の重ね合わせと考えられる．なお，本研究で対象とした砂丘土壌
では，粘土粒子表面に卓越する結合水自由化の影響（Orand Wraith, 1999）は無視できると考えられる．ECw が0.1 dS m−1 程度と低い時の α 値は平均的にはほぼ 1.0◦ C−1 であった．この場合には EC による過小評価はほb
とんどないと考えられるので，この値は主にセンサーの温度応答性によるものと考えられる．一方，土壌の誘電率について考えると，温度上昇に伴って低下する水の誘電率の影響があるはずである．確かに，ECw が 0.1 dS
Fig. 2 1 日を通じた地温 T と含水率出力 RAW の関係：
（a）トンネル中央 5 cm 深（5 月 18 ∼ 19 日）,（b）トンネル
中央 15cm 深（5 月 18 ∼ 19 日）,（c） トンネル外裸地 5 cm
深（6 月 8 ∼ 9 日）．
Diurnal variation of the soil temperature（T ） and the output
for the soil water content（RAW ） for（a） 5 cm depth at thecenter of the plastic tunnel（18th May ∼ 19th May）,（b） 15
cm depth at the center of the plastic tunnel（18th May ∼19th May）, and（c） 5 cm depth at the outside of the plastic
tunnel（8th June ∼ 9th June）.

m−1 でほぼ一定の裸地 5 cm 深データから得られた α値については，θ の増加に対して低下傾向が認められた（Fig. 3（a））．しかし，本研究では θ が比較的に低い砂層が対象であったため，その影響は小さかったものと考えられる．2.5 dS m−1 を超える ECw に対して，α 値はECw の上昇に伴って増大した．この顕著な傾向も土壌の誘電率変化とセンサーの T と ECb に対する応答性の重ね合わせと考えられるが，その詳細については今後の課題となった．

センサー特集

研究ノート：ECH2 O 5TE による土壌含水率出力への電気伝導度と温度の影響

17

4. まとめ本研究では，ECH2 O 5TE の含水率出力（RAW ）に対す
る土壌の電気伝導度（EC）と温度（T ）の影響を，室内での EC キャリブレーション実験と砂丘畑における測定値を用いた温度キャリブレーションによって評価した．室内キャリブレーション実験の結果，土壌水の EC（ECw ）が 10 dS m−1 より低く，かつ土壌のバルク EC（ECb ）が0.50 dS m−1 より低ければ，単一の含水率キャリブレー
ション式が適合できることが示された．水分量が一定の時のセンサー出力変化量 ∆RAW と温度の変化量 ∆T に
α = ∆RAW /∆T という比例関係を仮定し，砂丘畑における測定値を用いて α 値を推定した．得られた α 値は，ECw が 0.1 dS m−1 程度の時には 0.8 ◦ C−1 ∼ 1.2 ◦ C−1 であり，ECw が 2.5 dS m−1 を超えるとその上昇に伴って1.0 ◦ C−1 から 2.2 ◦ C−1 まで増大した．

謝辞
調査圃場および栽培記録等の提供等の便宜を図っていただいた山形県庄内総合支庁産地研究室の伊藤聡子氏と古野伸典氏，また修士論文研究として圃場調査の実施からデータの取りまとめをしてくれた湯川由菜さん（現（株）小林製薬）に感謝の意を表します．

引用文献
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における土壌水分 · 溶質量変動の 5TE センサーを用いた測定. 日本砂丘学会誌, 61(1): 1–9.

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Fig. 3 推定された α 値と（a）含水率（θ ），（b）バルク EC（ECb ）および（c）溶液 EC（ECw ）との関係．
Relationships between estimated α values and（a） the watercontent（θ ）,（b） the soil bulk EC（ECb ） and（c） the soil
solution EC（ECw ） .

Hilhorst, M.A. (2000): A pore water conductivity sensor, Soil Sci.
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Kizito, F., Campbell, C.S., Campbell, G.S., Cobos, D.R., Teare,
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土壌の物理性

18

第 130 号(2015)

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要旨ECH2 O 5TE は土壌の誘電率測定を原理とする土壌水分センサーの 1 つであり，圃場における土壌水分変動測定に有効なツールである．しかし，その含水率出力は土壌の電気伝導度（EC）や地温（T ）に依存することが指摘されている．本研究の目的は，本センサーの含水率出力に対する EC と T の影響を，
室内での EC キャリブレーション実験と砂丘畑における測定値を用いた温度キャリブレーションによって評価することである．室内キャリブレーション実験の結果，土壌水の EC（ECw ）が 10 dS m−1 より低く，かつ土壌のバルク EC（ECb ）が 0.50 dS m−1 より低ければ，単一の含水率キャリブレーション式が適合できることが示された．水分量が一定の時，センサー出力の変化量 ∆RAW と温度の変化量 ∆T に
α = ∆RAW /∆T という比例関係を仮定し，砂丘畑における測定値を用いて α 値を推定した．得られた
α 値は，ECw が 0.1 dS m−1 程度の時には 0.8 ◦ C−1 ∼ 1.2 ◦ C−1 であり，ECw が 2.5 dS m−1 を超えるとその上昇に伴って 1.0 ◦ C−1 から 2.2 ◦ C−1 まで増大した．
キーワード：砂丘畑，ECH2 O 5TE，含水率出力への温度 · 電気伝導度の影響

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.19 ∼ 25 (2015)

一次補正式を用いた静電容量型 GS3 土壌水分センサーが測定した体積含水率の補正
三石正一 1 · 溝口勝2

A liner offset equation of the volumetric water content that capacitance type GS3
soil moisture sensor measured
Shoichi MITSUISHI1 and Masaru MIZOGUCHI2

Abstract: The ECH2 O GS3 soil moisture sensor (GS3,
Decagon Devices, Inc.,) is suitable for measuring volumetric water content (θ ), temperature, and bulk EC for agricultural materials. Two types of calibration equations are provided for the GS3 water content measurements: a standard
equation (θST ) and an agricultural material equation (θAM ).
In this study, these two equations were evaluated based on
the dry weight method θ (θM ) for agricultural materials(Rock wool, Vermiculite, Peat moss, and Strawberry soil)
and soils (Toyoura sand, Andisol and Kanto loam). The
relative error of θST was 10 % – 14 % for agricultural materials, 3 % for the sand, and 14 % for the Andisol andKanto loam. The θST prediction was reasonably accurate
for Toyoura sand, but practically not applicable for agricultural materials, Andisol, and Kanto loam. The relative
error of θAM was 8 % – 10 %. The accuracy of θAM wasslightly higher than for θST regardless of samples. The
θST was corrected based on the linear regression line forthe θM and θST relationship. The relative error for the corrected θST became 1 % – 5 % for all samples. Furthermore,
the linear regression line was made according to three saturated, intermediate, and dried samples (3-point method).
The relative error for the θST corrected with the 3-point
method was 2 % – 6 %, which was much smaller than forthe original θST . In conclusion, we recommend using the
3-point method to correct θST for the GS2 measurements
for soils snf agricultural materials.
Key Words : ECH2 O GS3 soil moisture sensor, agricultural material, soil, liner regression equation

使用する農業用培地の水分量，電気伝導度，温度測定用に開発された農業用培地用の土壌水分センサーである．

GS3 とデータロガー Em50（Decagon Devices, Inc.）を併用すると，体積含水率 θ ，バルク電気伝導率 EC，温度 T を同時に測定できる．GS3 が測定した θ は，土壌の水分量に対応した出力値を比誘電率 ε に変換し，得たε を Decagon 独自の土壌水分量計算式に入力して求めた値である．しかし，ECH2 O 土壌水分センサーが求めたθ は，特に我が国の土壌では炉乾法で測定した θ と一致しないため，精度の高い測定のためには測定対象土壌を用いてキャリブレーション作業を行って，土壌水分量計
算式を作成する必要がある（三石 · 溝口, 2014）．そのため，GS3 についても同様に土壌水分量計算式について精査する必要がある．
本報告は，4 種類の農業用培地と 3 種類の土壌の実際の体積含水率と GS3 が計算した体積含水率を比較して，GS3 の土壌水分量計算式の正確度について報告する．そして，GS3 が求めた水分量に対する簡便な一次補正式を提案した．

2. 実験と方法
2.1 GS3 土壌水分センサーと試料
2.1.1 データロガーと供試センサー
使用したデータロガーは Em50 である．Em50 の設定および記録された GS3 の測定値のダウンロードは，

1. はじめに
近年，植物工場などで農業用培地の水分量を測定する
ニーズが高まっている．静電容量型土壌水分計 ECH2 O

GS3（Decagon Devices, Inc.，以下 GS3）は，施設園芸で
1 AINEX. Co., LTD. Minami Kamata 2-16-1, Ohta-ku, Tokyo, 144-0035,

Japan. Corresponding author：三石正一，アイネクス株式会社
2 Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University ofTokyo, 1-1-1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657, Japan.
2013 年 10 月 30 日受稿 2015 年 6 月 16 日受理

Decagon 社 が 開 発 し た Em50 専 用 制 御 ソ フ ト ウ ェ ア
ECH2 O Utility（Ver. 1.65）で行った．使用した GS3 土壌水分センサーの形状は，3 本の金属ロッドを有する櫛，バルク電気形であり（Fig. 1），体積含水率 θ（m3 m−3 ）伝導率 EC（dS m−1 ），温度 T （◦ C）を同時に測定する．
Em50 から得られるデータファイルには，土壌水分量計
算式で求めた θ と GS3 が静電容量法で測定した Raw 値が出力される．マニュアルによると Raw 値と ε の関係は以下の式で表される．

ε = Raw/50(1)土壌の物理性

20

第 130 号(2015)

Table 1 供試試料の強熱減量と乾燥密度．
Ignition loss and dry bulk density of agricultural materials
and soil samples.
SampleIgnition loss（%）

Dry bulk density（Mg m−3 ）Rock wool
Vermiculite
Peat moss
Strawberry soil
Sand
Andisol
Kanto loam

0.7
0.6
38.0
39.0
–
18.5
12.5

0.13
0.40
0.13
0.21
1.50
0.55 ∼ 0.79
0.40 ∼ 0.81

Fig. 1 実験装置図．
Experimental apparatus.

GS3 の θ は，上式により Raw 値を変換した ε を土壌水分量計算式に代入して θ を算出している．

加熱して求めた．黒ボク土とローム土の乾燥密度に幅がGS3 のマニュアルには，2 種類の土壌水分量計算式が記載されている．第 1 の計算式は，Em50 から出力される θ に用いられている鉱質土壌用の土壌水分量計算式変化したためである．乾燥密度は風乾法と湿潤法で作成+3.67 × 10−2 × ε − 7.53 × 10−2
ここで，θSTなった（三石 · 溝口，2014）．
の含水比と乾燥密度から以下の式で求めた（Topp and(2)Ferre, 2002）．

θM = ω × ρd /ρw：標準式で求めた体積含水率（m3 m−3 ）である．Topp 式（Topp et al., 1980）と同様に ε の 3 次式
であるが係数は異なる式である．
第 2 の式は，鉢植え土壌やピートモスなどの農業用培
地用水分量計算式（以下，培地式）である．

√
θAM = 0.118 ε − 0.117

した試料で異なり，風乾法の乾燥密度は湿潤法より高くロックウール以外の試料の θ の測定値 θM は，試料

（以下，標準式）である．

θST = 5.89 × 10−6 × ε 3 − 7.62 × 10−4 × ε 2あるのは，水分条件によって土壌が収縮し，その体積が(4)

ここで，θM ：重量測定に基づく体積含水率（m3 m−3 ），ω ：含水比（kg kg−1 ），ρd ：乾燥密度（Mg m−3 ），ρw ：
水の密度（Mg m−3 ）である．
ロックウールの θM は，加えた水分量をロックウールの体積で除して求めた．

(3)

2.2 農業用培地および土壌の水分量測定
2.2.1 供試試料の水分調節方法：培地式で求めた体積含水率（m3 m−3 ）でロックウール，バーミキュライト，ピートモス，イチある．θAM は，出力される Raw 値から（1）式より求め

ゴの土，砂は 105 ◦ C で炉乾して試料中の水分を除去した ε を（3）式に代入して得られる．本報告では，GS3 のた．ロックウールの水分量は，チャック付ポリ袋中に入標準式と培地式の正確度を評価した．

れたブロック形状ロックウールに所定量の蒸留水を吸水

ここで，θAM

バルク EC は 2 電極法で測定される．2 電極法とは，2させて調節した．吸水後，2 時間静置した．バーミキュ

本の電極に流れた電流の抵抗を計測し，この抵抗の逆数

ライト，ピートモス，イチゴの土，砂の水分量は，水分にセル定数（領域間にある電極の距離の比）をかけて導添加法で調節した．黒ボク土と関東ローム土の水分量の出する方法である．温度 T はセンサーヘッドに内蔵され調整には，初期含水比を炉乾法（105 ◦ C，24 時間）で測たサーミスタで測定される．

定した後，試料を蒸発させながら水分調整する風乾法と2.1.2 供試試料

所定の水分を浸潤させて水分量を調整する浸潤法を用い農業用培地試料として，ロックウール（商品名：ロッ

た．水分添加法，風乾法，浸潤法については三石 · 溝口

クウールブロック，有限会社所沢植木鉢センター，寸法（2014）を参照されたい．ロックウールの飽和体積含水10 × 10 × 10 cm），バーミキュライト（商品名：バーミ

率 θS 試料は，ポリ袋中のロックウールに蒸留水を吸水

キュライト，株式会社井手商会），ピートモス（商品名：

させ，吸水が停止した時の水分量を θS とした．その他

ピートモス，株式会社井手商会），イチゴ栽培用の土（商の試料の θS は，試料を充填したアクリルケースを深型

品名：イチゴの土，株式会社プロトリーフ）を使用した．

角バットに入れて周りに蒸留水を注ぎ，下方から毛管飽

土壌試料は，三石 · 溝口（2014）が用いた豊浦砂（以後和させて作成した．

砂，豊浦硅石鉱業株式会社），黒ボク土（採取地：群馬県

2.2.2 GS3 による水分量測定方法嬬恋村），関東ローム土（採取地：東京都西東京市）でロックウールでは，ポリ袋中のロックウールの側面にある．供試試料の強熱減量と乾燥密度を Table 1 に示す．

対角線上にロッドを挿入して測定した．その他の試料で強熱減量は，電気マッフル炉を用いて 800 度で 6 時間

は，給排水用に底に 1 mm の穴を 10 個平行に開けた長センサー特集

研究ノート：一次補正式を用いた GS3 土壌水分センサーが測定した体積含水率の補正

214 種類の農業用培地の GS3 の標準式で求めた θST と重量測定に基づく θM の関係（●）．
実線は θST の 1：1 直線．破線は θST と θM の一次回帰直線．二点鎖線は 3 点（乾燥：□，
中間：△，飽和：◇）の θST と θM から求めた一次回帰直線．
Fig. 2

The relationship between volumetric water content θST based on the standard equation and gravimetricallymeasured θM for four type of agricultural materials. The solid line shows 1:1 relationship and the broken
line is a regression line between θST and θM . The two-dot chain line is a regression line for three watercontent samples (dried, intermediate, and saturated).

方形のアクリルケース（11 （L） × 5 （W） × 8 （H）,

cm）に GS3 を縦に設置し（Fig. 1），水分量を調節した
供試試料を均一に充填して，1 分間隔で 20 分間連続測定
した．測定値の平均値を代表値とした．

4.1 農業用培地の θM と θST の関係
標準式で求めた θST に対する農業用培地の θM の関係

3. GS3 による水分量測定の正確度の評価

を Fig. 2 に示す．横軸は θST ，縦軸は θM ，実線は 1：

試料の θM に対する GS3 の標準式と培地式の正確度を
次式の平均二乗誤差の平方根（RMSE ）で評価した（Luet al., 2004）．
√
RMSE =(θM − θGS3 )2
n
i=1
n

∑

(5)

ここで，θGS3 ：GS3 の標準式または培地式から求めた θ（θST ，θAM ）（m3 m−3 ），n：データ数である．また，それぞれの測定における θM に対する θST と θAM の正確度
を相対誤差で評価した．

Relative Error(%) =|θGS3 − θM |
× 100
θM

4. 結果と考察(6)

1 直線，黒丸プロットは測定値である．農業用培地の全ての水分量で θST は θM より小さかった．また，θM が増加すると θM と θST の差は広がった．ロックウールはθM < 0.10 m3 m−3 のとき，バーミキュライトとピートモスは θM = 0 m3 m−3 のとき θST がマイナス値となった．
これらの結果から，GS3 の標準式は農業用培地の θM を過小評価することがわかった．農業用培地の θM に対する標準式の RMSE を Table 2 に示す．ロックウールは0.138 m3 m−3 ，バーミキュライトは 0.105 m3 m−3 ，ピー
トモスは 0.131 m3 m−3 ，イチゴの土は 0.098 m3 m−3 で，農業用培地の θM に対する標準式の相対誤差は 10 ∼ 14
% の範囲だった．

土壌の物理性

22

第 130 号(2015)

Fig. 3 4 種類の農業用培地の GS3 の培地式で求めた θAM と重量測定に基づく θM の関係．
実線は θAM の 1：1 直線．破線は θAM と θM の一次回帰直線．

The relationship between volumetric water content θAM based on the agricultural material equationand gravimetrically measured θM for four type of agricultural materials. The solid line shows 1:1
relationship and the broken line is a regression line between θAM and θM .

4.2 農業用培地の θM と θAM の関係低いことや乾燥密度が小さいことが原因と考えられて培地式で求めた θAM に対する農業用培地の θM の関いる（Miyamoto et al., 2003）．各土壌に対する標準式の係を Fig. 3 に示す．図中のグラフ軸やプロット，実線はFig. 2 と同様である．θAM は，ロックウールの θM より小さかった．その他の試料は，θM > 0.10 m3 m−3 では

θAM が小さく，θM < 0.10 m3 m−3 では θAM が大きかった．農業用培地の θM に対する培地式の RMSE （Table2）は，ロックウールは 0.104 m3 m−3 ，バーミキュライ
トは 0.079 m3 m−3 ，ピートモスは 0.104 m3 m−3 ，イチ
ゴの土は 0.075 m3 m−3 で，農業用培地の θM に対する培地式の相対誤差は 8 ∼ 10 % の範囲だった．農業用培地における GS3 の土壌水分量計算式の正確度は，標準式RMSE （Table 2）は，砂は 0.033 m3 m−3 ，黒ボク土は0.143 m3 m−3 ，関東ローム土は 0.130 m3 m−3 だった．
土壌の θM に対する標準式の相対誤差は，砂は 3 % と小さかったが，黒ボク土と関東ローム土は約 14 % で大きかった．
Table 2 全試料の θM に対する標準式と培地式，一次式と 3
点式の正確度（RMSE ）．Accuracy (RMSE) of volumetric watercontent θM for all samples calculated by the standard, agricultural
material, linear regression, and 3P regression equations.

より培地式が高かった．

4.3 土壌の θM と θST の関係

θST に対する 3 種類の土壌の θM の関係を Fig. 2，3 と同様に Fig. 4 に示す．砂の θST は θM より大きかった．
黒ボク土と関東ローム土の場合，θM < 0.10 m3 m−3 では θST とほぼ一致したが，θM が高くなるにつれて θSTより小さくなり，その差は拡大した．標準式が火山灰
土壌の水分量を過小評価したのは，黒ボク土を測定した Miyamoto et al.（2003）の結果と同じで，その原因は団粒内間隙に保持された水の比誘電率が自由水より

SampleStandard
Eq.

Rock wool
Vermiculite
Peat moss
Strawberry soil
Sand
Andisol
Loam

0.138
0.105
0.131
0.098
0.033
0.143
0.130

RMSE (m3 m−3 )Agricultural Linear
3P
medium regression regression
Eq.
Eq.
Eq.
0.104
0.079
0.104
0.075
–
–
–

0.031
0.025
0.034
0.021
0.012
0.035
0.045

0.060
0.037
0.068
0.027
0.020
0.050
0.063

センサー特集

研究ノート：一次補正式を用いた GS3 土壌水分センサーが測定した体積含水率の補正

234.4 θM に基づく一次補正式
それぞれの試料の GS3 の θST と θAM に対する θM の関係に対して一次回帰式（以下，一次補正式）を求め，Fig. 2，Fig. 3，Fig. 4 中に破線で示した．一次補正式の係数と決定係数（R2 ）は Table 3 に示す．いずれの一次補正式の決定係数は 0.94 以上と高く，θST と θAM は θMに対して強い線形関係があることがわかる．すなわち，GS3 の θST と θAM の計算値に一次補正式を用いると計算値の補正が可能である．
一次補正式を用いた θST の補正値を GS3 の測定値としたときの RMSE （Table 2）は，ロックウールは 0.031

m3 m−3 ，バーミキュライトは 0.025 m3 m−3 ，ピートモスは 0.034 m3 m−3 ，イチゴの土は 0.021 m3 m−3 ，砂は0.012 m3 m−3 ，黒ボク土は 0.035 m3 m−3 ，関東ローム土は 0.045 m3 m−3 となった．これらの値は，いずれの標
準式の RMSE の 20 ∼ 40 % 程度である．また，それぞれの θM に対する補正値の相対誤差は 1 ∼ 5 % まで低下
し，一次補正式を用いることで GS3 による水分量の測定
精度は格段に向上することが明らかになった．

4.5

3 点水分量から求めた一次補正式

一次補正式を用いた補正は有効であるが，一次補正式を得るために，複数の水分量を調節した試料を作成するのは手間と時間がかかる作業である．しかし，GS3 の

θST と θM の強い正の線形関係に注目すれば，この作業の大幅な省力化が可能であると考えられる．そこで 3 点の水分量試料（乾燥，中間，飽和）の θST と θM の関係（以下，3 点法）から一次補正式（以下，3 点式）を求めた．
3 点式を Fig. 2，Fig. 3，Fig. 4 中に二点鎖線で示し，3点式の係数と決定係数（R2 ）を Table 3 に示す．3 点式のRMSE（Table 2）は，ロックウールは 0.06 m3 m−3 ，バー
ミキュライトは 0.037 m3 m−3 ，ピートモスは 0.068 m3
m−3 ，イチゴの土は 0.027 m3 m−3 ，砂は 0.02 m3 m−3 ，黒ボク土は 0.05 m3 m−3 ，関東ローム土は 0.063 m3 m−3となった．θM に対する 3 点式の相対誤差は 2 ∼ 6 % で一次補正式よりやや大きかったが，標準式に比べて相対誤差を大きく減少させることができた．

5. おわりに
3 種類の土壌の GS3 の標準式で求めた θST と重量測定に基づく θM の関係（●）．実線は θST の 1：1
直線．破線は θST と θM の一次回帰直線．二点鎖線は3 点（乾燥：□，中間：△，飽和：◇）の θST と θMから求めた一次回帰直線．黒ボク土とローム土の図中の印は，上下で土壌の水分調節方法（上：浸潤法，下：風乾法）の水分領域を示す．
Fig. 4

The relationship between volumetric water content θST basedon the standard equation and gravimetrically measured θMfor three type of soils. The solid line shows 1:1 relationshipand the broken line is a regression line between θST and θM .
The two-dot chain line is a regression line for three watercontent samples (dried, intermediate, and saturated). The
arrow for Loam and Andisol indicates the infiltration
method for higher water contents and the air dry method
for lower water contents to adjust water contents.

農業用培地（ロックウール，バーミキュライト，ピー
トモス，イチゴ栽培用の土）と土壌（砂，黒ボク土，関東ローム土）の水分量（θM ）に対する GS3 土壌水分セ
ンサーの土壌水分量計算式（標準式，培地式）の正確度を評価した．

Decagon 社の標準式，培地式の正確度は低く，土壌水分量測定にこれらの式をそのまま使用できなかった．特に標準式の正確度は，農業用培地では低かった．土壌の場合，標準式の正確度は，砂は全水分量域で高かった．
黒ボク土，関東ローム土は θM < 0.10 m3 m−3 以下では高かったが，水分量が増加すると標準式は水分量を過小評価した．標準式の相対誤差は，農業用培地では 10 ∼

土壌の物理性

24

第 130 号(2015)

Table 3 農業用培地と土壌の 3 種類の 1 次回帰直線の係数．（1）全試料の θST と θM ，（2）全試料の θAM と
θM ，（3） 3 点（乾燥，中間，飽和）の θST と θM .
Coefficients of three linear regression lines for agricultural materials and soil samples: (1) θST vs. θM , (2) θAMvs. θM for all samples, and (3) θST vs. θM for three water content samples (dried, intermediate, and saturated).
Liner regression (θST )Liner regression (θAM )3 points regression

θ = a× θST + b

θ = a× θAM + b

θ = a× θST + b

SampleRock wool
Vermiculite
Peat moss
Strawberry soil
Sand
Andisol
Loam

a

b

R2

1.099
1.170
1.321
1.254
1.033
1.327
1.219

0.112
0.051
0.014
0.016
0.036
0.026
0.031

0.945
0.973
0.972
0.992
0.985
0.971
0.973

a
1.178
1.237
1.373
1.324
–
–
–

b

R2

a

b

R2

0.05
0.015
0.053
0.054
–
–
–

0.945
0.963
0.983
0.991
–
–
–

1.115
1.207
1.445
1.342
1.004
1.493
1.313

0.072
0.037
0.027
0.015
0.038
0.007
0.035

0.970
0.981
0.996
0.999
0.999
0.996
0.999

14 %，砂は 3 % ，黒ボク土，関東ローム土は 14 % だっ
た．培地式の正確度は，ロックウールとバーミキュライ

引用文献

ト、イチゴの土では低かった．ピートモスは θM < 0.20

m3 m−3 以下では高かったが，水分量が増加すると培地
式は水分量を過小評価した．培地式の相対誤差は 8 ∼ 10
% であり，培地式の正確度は標準式に比べて高かった．
得られた θM と θST および θM と θAM の関係は直線性が高く，決定係数が 0.94 以上の一次回帰式が得られた．この関係を一次補正式として θST を補正すると，相対誤差
は 1 ∼ 5 % まで低下した．さらに，θST と θM の強い線

Lu, D., Shao, M., Horton, R. and Liu, C. (2004): Effect of chang-形関係に注目して，省力化を目的として乾燥，中間，飽

sured by time domain reflectmetry. Vadose Zone Journal, 2:

和の 3 点水分量試料で一次補正式（3 点式）を求めた．3
点式の相対誤差は 2 ∼ 6 % で，3 点式による補正で標準式より正確度を大きく向上することができた．この結果
は，GS3 で農業用培地や土壌の水分量を測定場合，3 点の測定値による θST の一次補正を行うだけで，実用的で十分に正確度の高い土壌水分量測定が可能なことを意味する．GS3 を使用する場合は，3 点法による補正が強く推奨される．

ing bulk density during water desorption measurement on soil
hydraulic properties. Soil Science, 169: 319–329.
三石正一, 溝口勝 (2014): 静電容量型 ECH2 O 土壌水分セン

サーのキャリブレーション. 土壌の物理性, 126: 63–70.

Miyamoto T., Annaka T. and Chikushi J. (2003): Soil Aggregate
structure effects on dielectric permittivity of an Andisol mea90–97.
Topp, G.C., Davis, J.L. and Annan, A.P. (1980): Electromagnetic
determination of soil water content: Measurements in coaxial
transmission lines. Water Resour. Res., 16: 574–582
Topp, G.C. and Ferre, P.A. (TY) (2002): 3.1 Water content: General information. Method of Soil Analysis. Part4. Physical
Methods. p.417, Soil Science Society of America, Madison,
WI.

センサー特集

研究ノート：一次補正式を用いた GS3 土壌水分センサーが測定した体積含水率の補正

要旨

Decagon 社が販売している ECH2 O GS3 土壌水分センサー（GS3）は，農業用培地の土壌水分量，温度と電気伝導度を同時に測定する．農業用培地（ロックウール，バーミキュライト，ピートモス，イチゴ
栽培用の土）と土壌（豊浦砂，黒ボク土，関東ローム土）の θM に対する GS3 の土壌水分量計算式（標準式，培地式）の正確度を評価した．

Decagon 社の標準式，培地式の正確度は低く，土壌水分量測定にこれらの式をそのまま使用できな
かった．標準式の正確度は，農業用培地では低かった．土壌では砂は全水分量域で高かった．黒ボク
土，関東ローム土は θM < 0.10 m3 m−3 以下では高かったが，水分量が増加すると標準式は θM を過小評価して正確度は低かった．標準式の相対誤差は，農業用培地では 10 ∼ 14 % ，砂は 3 %，黒ボク土，
関東ローム土は 14 % だった．培地式の正確度は，ロックウールとバーミキュライト、イチゴの土では低かった．ピートモスは θM < 0.20 m3 m−3 以下では高かったが，水分量が増加すると培地式は θM を過小評価して正確度は低くなった．培地式の相対誤差は 8 ∼ 10 % だった．標準式と培地式の正確度は，培地式が高かった．全試料の θM と標準式から求めた θST ，培地式から求めた θAM を回帰すると，決定係数が 0.94 以上の精度の高い一次補正式が得られた．この一次補正式を使用すると相対誤差は 1 ∼ 5% まで低下した．また，θST と θM には強い線形関係があった．そこで，省力化を目的として乾燥，中間，飽和の 3 点水分量試料で一次補正式（3 点式）を求めた．3 点式の相対誤差は 2 ∼ 6 % で，水分量が異なる試料が少なくても 3 点式の正確度は標準式より高かった．この結果は，GS3 で農業用培地や土壌の水分量を測定する前に，3 点法で θM と θST の関係を確認するだけで実用的で十分に正確度の高い
土壌水分量計算式が得られることを意味する．GS3 を使用する場合は，3 点法を行うことを推奨する．
キーワード：ECH2 O GS3 土壌水分センサー, 農業用培地，土壌，一次補正式

25

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。

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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

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J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.27 ∼ 32 (2015)

プロファイルプローブ Drill & Drop Probe の埋設方法と簡易補正の検討
坂井

勝 1 · 取出伸夫 1 · 坂本祐樹 2

Installation and simple correction method for a profile probe “Drill & Drop Probe”
Masaru SAKAI1 , Nobuo TORIDE1 and Yuki SAKAMOTO2

Abstract: The Drill & Drop Probe (DDP) newly developed by Sentek Pty. Ltd. is easy to install directly into asoil without using an access tube because the tapered probe
matches auger well. The DDP is suited to situations wherea monitoring probe may need to be moved in short term. In
this study, a 120 cm length DDP was installed in a loamy
field to confirm the installation procedures and propose a
simple in-situ correction method for the volumetric watercontent, θ , measurement. Excavating a smaller diameterhole before using a tapered auger could reduce gaps between the probe and surrounding soil. The DDP overestimated θ by about 0.057 m3 m−3 relative to gravimetrically determined θ at the end of measurements for θ ranging from 0.26 to 0.37 m3 m−3 . Subtracting the averaged
error for stable eight data in ten measurements from the
DDP measured value could improve the θ measurement.
Since the observed frequency is normalized using air andwater frequencies to minimize the sensor difference, thissimple correction method can improve the θ measurement
for a uniform textured soil. Judging from the continuous
monitoring data, there were two types of erroneous measurements depending on the connection between the probe
and soil: stable but constant error and fluctuating error.
It would be possible to interpolate these data using adjacent data sets in case of the DDP measurement at multiple
depths in a soil profile.
Key Words : Drill & Drop Probe, profile probe, soil watercontent, correction

1. はじめに1987; Starr and Paltineanu, 2002）．また，プロファイル
プローブでの正確な水分量測定のためには，現場測定に基づいた検量や測定値の補正が必要である（Morgan etal., 1999；井本ら, 2006；諸泉ら, 2008）．
Drill & Drop Probe（DDP）は，Sentek 社が 2014 年か
ら販売しているプロファイルプローブである．これまでに，Sentek 社の EnviroSCAN Probe や EasyAG Probe，Delta-T 社の PR1 や PR2 等の様々なプロファイルプロー
ブが開発されているが，DDP の大きな特長はアクセス
チューブと一体型のプローブであり，設置が比較的容易であるため，短期間で複数地点の測定が可能なことである．そこで本研究では，まず DDP の概要と設置方法について示す．そして，DDP の水分測定値とコアサンプリ
ングによる実測水分量の比較を行い，水分量測定の現場レベルで可能な簡易的な補正を検討した．

2. Drill & Drop Probe の概要
1 対の金属リングから成る静電容量測定型センサーの開発は古くから行われている（Dean et al., 1987）．Sentek
社はこのセンサーを用い（Fig. 1），プロファイルプロー
ブを開発している．従来のプロファイルプローブと同様に，DDP にもこのセンサーが 10 cm 間隔で内蔵されており，体積含水率，温度が測定される．また購入時のオプションで，電気伝導度に関連した見かけの溶液濃度を示す体積イオン含量（Volumetric Ion Content, VIC）の測定が可能である．プローブ長は目的に応じて 60 cm 長

プロファイルプローブは同時に多深度の水分量測定が（Fig. 2，測定深さ 5，15，25，35，45，55 cm）と 120 cm可能であり，地表面から鉛直方向に土に埋設するため土長（測定深さ 5，15，25，35，45，55，65，75，85，95，の撹乱が少なく，畑地土中の水分測定のために有用であ

105，115 cm）の 2 種類がある．

る（井本ら, 2006）．一方，アクセスチューブと土の接触

従来のプロファイルプローブに対する DDP の最大のは測定の正確さに影響を与え，隙間に空気があると土の特長は，アクセスチューブと一体型のプローブになって水分量を過小評価することが知られている（Bell et al.,おり，事前のチューブ設置が不要な点である．通常，アクセスチューブの設置には，土との接触をよくするため

1 Graduate

School of Bioresources, Mie University, 1577 KurimaMachiya, Tsu 514-8507. Corresponding author : 坂井 勝，三重大学にカオリナイト混合液等を隙間に流し込む等の工夫が必大学院生物資源学研究科．

要であり，設置の手間や測定値への影響が懸念される．

2 Taiyo Keiki Co., Ltd., 1-12-3 Nakajujo, Kita-ku, Tokyo 114-0032.

2015 年 6 月 8 日受稿

2015 年 6 月 28 日受理

DDP は頭頂部が外径 30 mm，先端部が 60 cm 長は外径

28

土壌の物理性第 130 号(2015)がないことから，作物の栽培スケジュールに合わせて設
置場所を移動する必要がある場合等に有効であると考えられる．
静電容量センサーは比誘電率に関連づけられる測定周波数から体積含水率を推定する（Starr and Paltineanu,

2002）．静電容量センサーで測定される周波数 F とセンサー周辺の土の静電容量 Ca および比誘電率 εr の関係は次式となる．

F=
Fig. 1 Sentek 社の静電容量型水分センサー．
Capacitance based soil moisture sensor usedby Sentek Pty. Ltd.

1
1
√
= √
2π Lgεr
2π LCa(1)

ここで，L は回路のインダクタンス，g はセンサーの形
状に依存する係数である．測定される周波数 F はアクセ
スチューブの影響を受けるため，アクセスチューブに挿入後の空気と水の測定値を用いて，土中での測定値を正
規化する．

SF =

FA − FS
FA − FW(2)

ここで，SF は正規化された周波数，FA ，FW ，FS はそれぞれ空気，水，土中での周波数である．この正規化によって，各センサーの出力値は 0 から 1 の値となるため，センサー間の個体差を最小にすることができる（Starr andFig. 2 60cm 長の Drill & Drop Probe．
60 cm length Drill & Drop Probe.

Paltineanu, 2002）．砂質土，ローム，粘土質ロームにおける SF と体積含水率の測定値に基づき，Sentek 社では以下の式が用いられる．

(

θ=

SF −C
A

)1

B

(3)

，A，B，C は検量で求まる
ここで，θ は体積含水率（%）
係数であり，0.1957，0.404，0.02852 が提案されている．

Fig. 3 は，Sentek 社の示す SF と体積含水率の測定値と（3）式の DDP で用いられる検量線である．DDP では，出荷時の FA と FW を用いて内部で（2）式の正規化を行い，（3）式と Sentek 社が用いているパラメータで求めた
θ を出力する．

3. 実験と方法
3.1 DDP の設置
2014 年 12 月 11 日に三重大学附属農場内の圃場に，
120 cm 長の DDP を設置した．圃場はダイズ収穫後に耕Fig. 3 SF と体積含水率の関係（⃝）と DDP で用いられる検量線（（3）式），および実験終了時の実測値（×，▲）．
Volumetric water content as a function of Scaled Frequency
SF (⃝), default calibration curve used in DDP (Eq. (3)),
and a dataset observed in the end of field experiment (×, ▲).

起した畑である．畑は全層ローム質土で，地表面付近を除いて乾燥密度が 1.50 ∼ 1.55 g cm−3 と非常に高く，飽

和透水係数は 10−5 cm s−1 以下と低い透水性を持つ．また，50 cm 以深には直径 10 ∼ 15 cm 程度のシルト質の土塊が点在した．

27.5 mm，120 cm 長は外径 24 mm という精巧なテーパ設置は，①オーガー補助用三脚の設置，②ハンドオーガーによる仮坑の掘削，③ DDP 専用オーガーによる掘構造で作成されており，同様な形状の専用オーガーで土削，④ DDP の挿入，の手順で行った．作業の写真を Fig.

に穴を開けることで，プローブと土がよく接触した状態

4 に示す．まず，地表面を平らに成形後，オーガー補助用の三脚を水平に地表面に設置した．次に，DDP よりもで設置することができる．アクセスチューブ設置の手間

センサー特集

資料：プロファイルプローブ Drill & Drop Probe の埋設方法と簡易補正の検討

29

同様に水を散水してプローブと土の密着を確認した．
測定は 2014 年 12 月 11 日から 2015 年 4 月 27 日まで行い，CR1000 を用いて，体積含水率，地温，体積イオ
ン含量の測定値を 15 分間隔で保存した．本報では，含水率および地温の測定に焦点を当てる．

3.2 DDP 測定値の補正
誘電率と体積含水率の関係に一般的に用いられる Topp
式が，日本の土の含水率を過小評価するように（宮本 ·安中, 1998；三石 · 溝口, 2014；武藤ら, 2015），DDP で用いられる（3）式も日本の土に適用した場合には補正が必要と考えられる．そこで測定終了時の 4 月 27 日に，各測定深さから土のサンプリングを行った．まず埋設した

DDP から約 20 cm 離れた場所に深さ 130 cm 程度の土壌断面を掘った．DDP の各測定深さにおいて，100 cm3 コ
アサンプラーを鉛直方向に打ち込み採土した。サンプリ
ングは DDP から水平距離約 10 cm の位置から各深度 3点ずつ行い，炉乾法で体積含水率を求めた．炉乾法で求めた実含水率と DDP 測定値の誤差を求め，DDP 測定値の補正について検討した．

4. 結果と考察
4.1 設置について
仮坑の掘削（手順②）を行わずに DDP を設置した場
合，データロガーに接続した PC 画面上で地表面からの散水後の含水率変化を確認したところ，下層の測定値
が上層の測定値と同時に上昇する結果となった．これはプローブと土に隙間ができ，プローブをつたって水が瞬間的に下層に到達したためだと考えられる．一方，手順②を加えることで，歪みの少ない設置坑を作成でき，プ
ローブと土を接触よく設置することができた．手順②を入れても全行程にかかった時間は 40 分程度と，比較的短時間で設置することができた．

4.2 測定値の補正
Fig. 5 に DDP と炉乾法で測定した体積含水率の比較
Fig. 4 DDP 設置坑作成の手順① ∼ ③．
Pictures of drilling a DDP installation hole.

を示す．35 cm と 105 cm の測定値を除いて，0.26 からめて掘削した土を取り出す作業を繰り返すことで，穴の0.37 m3 m−3 を示した炉乾法の含水率を DDP はほぼ均一に過大評価した．一方で，2 点の以外の測定値は，地表面の乾燥と 15 cm 以深の均一な水分分布の形状を適正に測定していることがわかる．Fig. 3 には，今回の DDPの含水率から（3）式を用いて求めた SF 値と炉乾法の含水率の関係も併記した．なお，35 cm と 105 cm の測定

歪みが極力小さくなるよう心掛けた．最後に，摩擦を減値は区別してプロットした．今回の実測値は検量線を求らすために DDP を霧吹きで湿らせて挿入した．DDP 設

める際に使われたデータのばらつきの範囲内に収まるも置後にプローブと土の密着を確認するために，センサーのの，検量線は 35 cm と 105 cm の 2 点を除く実測の含上端から水を散水し，含水率の測定値の変化をデータロ

水率をほぼ同程度に過大評価した．日本の土は有機物含

ガー CR1000（Cambell Sci.）に接続した PC でモニター

有量の少ない土に比べ，同じ含水率で小さい比誘電率をした．Sentek 社のホームページ（Sentek Pty. Ltd., 2014）示すことが報告されている（宮本 · 安中, 1998; 三石 · 溝に公開されている設置マニュアルの動画では，細いハン口, 2014）．SF は比誘電率の逆数の関数であることから，細い 22 mm のハンドオーガーを用いて，深さ 100 cm 程度の仮坑を掘削した．続いて，DDP 専用オーガーを用いて深さ 120 cm の穴を作成した．この時，約 5 cm 掘り進

ドオーガーを使った仮坑の掘削（手順 ② ）を行わずに，

Fig. 3 の誤差は他の誘電率型水分センサーと同様な傾向

DDP 専用オーガーで直接穴を開けている．そこで比較検討のため手順②を省略した方法でも DDP 設置を行い，を示していると考えられる．

DDP の静電容量センサーは，各深さでおよそ一定の誤土壌の物理性30

第 130 号(2015)

差を示したため，35 cm と 105 cm を除く 8 点の誤差のと土の接触が一部悪いこと，105 cm についてはシルト

平均値を差し引くことで，簡易的な補正を行った．

質の土塊の影響が原因として挙げられる．細心の注意を払って DDP を設置した場合でも，測定誤差の大きな点

θCalib = θDDP − θ̄Err(4)，θDDP はここで，θCalib は補正後の体積含水率（m3 m−3 ）DDP の測定値（m3 m−3 ），θ̄Err は各深さの θDDP と炉乾法の測定値（θOven ）の差の平均値である．35 cm と 105
cm を除いた θ̄Err は 0.057 m3 m−3 であった．θCalib は 35
cm と 105 cm を除く全層で θOven とよく一致した（Fig.
5）．各深さの測定値は，（2）式によって個体差が小さくが生じる可能性は常にあると考えられる．各深さの測定
値の正確さは，Fig. 5 に示す実測含水率分布との比較に加えて，中 · 長期的な測定値の変動を近隣の測定値の変動と比較し，その妥当性から判断する必要がある．

なるよう正規化されており，また圃場は全層がおよそ一様な土性であったため，全層で一定の誤差を示したと考えられる．今回の方法で，実測の含水率の範囲（0.26 –0.37 m3 m−3 ）で簡易的な補正ができたと言える．以降の測定値には，（4）式で補正した値を示す．
4.3 誤差の大きい測定値
今回の測定では，35 cm と 105 cm の測定誤差が，他の深さと比べて大きく異なった（Fig. 5）．Fig. 6a に 35 cmの，Fig. 6b に 105 cm の含水率の経時変化を，それぞれ隣接する 25 cm と 95 cm の経時変化とともに示す．この測定期間は，降雨が断続的に生じた期間であり（Fig.

6a），上層部では小刻みな増減を繰り返しながら 0.06 m3
m−3 程度含水率が増加し，下層部では 0.02 m3 m−3 程度の滑らかな増加を示した．105 cm の測定値は 95 cm と同様の増加傾向を示したが，常に 0.07 m3 m−3 程度低い値を示した．一方，35 cm は 25 cm とほぼ同じタイミン
グで水分の増減を示すが，25 cm より含水率が高い期間と低い期間が生じた．2 つの深さの測定値の誤差は，異なるパターンの誤差の変動を示した．どちらもセンサー

Fig. 5 炉乾法（△）と DDP（検量前：●，検量後：×）で測定した水分分布．
．

Water content profiles measured with the gravimetricmethod (△) and a 120 cm length DDP without (●) andwith calibration (×)．

Fig. 6 誤差の大きい測定点の体積含水率の経時変化と日降水量．（a）25 cm と 35 cmの比較，（b）95 cm と 105 cm の比較．
Soil water content changes at depths showing larger errors with daily precipitation.
(a) Comparison between 25 and 35 cm, and (b) 95 and 105 cm．

センサー特集

資料：プロファイルプローブ Drill & Drop Probe の埋設方法と簡易補正の検討

31が生じた場合でも，計測範囲の土層の水分分布の形状を得ることができることは，プロファイルプローブの利点であると言える．また 35 cm と 105 cm は異なる誤差のパターンを示したが，土性が均一な本実験圃場について
は，いずれの場合も上下の深さの測定値から含水率をおおよそ補間することが可能であると考えられる．

Fig. 8 は，水分分布と同時に得られる地温分布の日変化の測定例である．接触不良で含水率測定で誤差を示し
た 35 cm と 105 cm についても，温度の測定に問題は生じていない．センサーと土の間に隙間が存在した場合，含水率の測定は空気の影響を大きく受けるが，隙間の温度は周辺とおおよそ平衡した温度を示すためである．地
表面で最も変動が大きく下層はほとんど変化しない地温の日変動を全層で精度よく測定することができた．

5. おわりに
Sentek 社のプロファイルプローブ DDP について，設
置法と体積含水率測定の補正法について検討した．ア
クセスチューブを必要としない一体型のプロファイル
Fig. 7 浸潤にともなう水分分布の変化．．
Soil water content profiles in an infiltration process．

プローブであるため，従来のプローブに比べ比較的短時間で容易に設置が可能であった．DDP と同形状の専用オーガーを使う前に，細めのオーガーで仮坑を掘削しておくことで，歪みの小さい設置坑を作成でき，プローブと土の接触が向上した．

DDP 測定含水率は，コアサンプリングと炉乾法で測定した実含水率を各深さでほぼ均一に過大評価した．検量式の SF – 含水率関係と実測値の SF – 含水率関係は一定の差を示すことから，各深さの DDP 測定含水率と実含水率の差の平均値を差し引く補正法を提案した．各深さのセンサー出力値は事前の正規化で個体差が小さいため，対象圃場がおよそ均一な土性の場合は，この簡易的な補正法で測定の正確さを向上できると考えられる．今後，黒ボク土など様々な他の土性の畑土に対しても DDPを適用して測定誤差の情報を蓄積することにより，さらに簡便な補正法が確立できると考える．
細心の注意のもとで DDP を設置したとしても，プロー
ブと土の接触不良による測定不備が生じる可能性は常にある．測定含水率の経時変化を検討した結果，時間変動を示す誤差と一定な誤差の 2 パターンが見られた．利用
可能な測定値かどうかは，コアサンプリングとの比較のみではなく，測定含水率の経時変化も含めて不安定な測定値の要因を検討する必要があると言える．一方，プロ
ファイルプローブは多深度を同時に測定できるため，多Fig. 8 地温分布の日変化．
Daily soil temperature profiles．

Fig. 7 に 3/29 以降の断続的な降雨に対する水分分布の変化を示す．ここでは，35 cm と 105 cm の測定値は除外した．2 点の測定不備があったとしても，残りの 10
点で浸潤過程の水分分布の特徴を捉えることができた．

12 点で同時に測定することで，安定した計測が不能な点

少の測定不能点が生じたとしても，土層内の水分分布の形状を捉えることができる．また，隣接する測定値から含水率を補間することも可能であると考えられる．
DDP は，ほぼ不撹乱で多深度の含水率 · 地温を測定できるため，降雨時の浸潤，植物根の吸水を含む蒸発散等の水循環の定量的評価や，水分 · 熱同時移動の測定と解析（斎藤ら, 2007）への適用が期待される．

土壌の物理性

32

第 130 号(2015)

三石正一, 溝口勝 (2014): 静電容量型 ECH2 O 土壌水分セン

サーのキャリブレーション. 土壌の物理性, 126: 63–70．

謝辞宮本輝仁, 安中武幸 (1998): 関東ローム表土の体積含水率 – 比誘電率関係の特徴. 農業土木学会論文集, 194: 165–166．

三重大学附帯施設農場の長菅輝義准教授と宮崎洋介技

Morgan, K.T., Parsons, L.R., Wheaton, T.A., Pitts, D.J. and

術職員には測定と土壌サンプリングに際し，大変お世話

Obreza, T.A. (1999): Field calibration of a capacitance wa-になりました．ここに感謝の意を記します．

ter content probe in fine sand soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 63:
987–989.

引用文献

諸泉利嗣, 池本賢弘, 濱田浩正, Sukchan, S. (2008): Profile Probe
による原位置キャリブレーションと土壌水分測定 — 東北

Bell, J.P., Dean, T.J. and Hodnett, M.G. (1987): Soil moisturemeasurement by an improved capacitance technique, part II.
Field techniques, evaluation and calibration. J. Hydrol., 93:
79–90.
Dean, T.J., Bell, J.P. and Baty, A.J.B. (1987): Soil moisture measurement by an improved capacitance technique, part I. sensor
design and performance. J. Hydrol., 93: 67–78.
井本博美, 鴨下顕彦, 加藤洋一郎, 常田岳志, 宮 﨑

毅 (2006):

Profile Probe による黒ボク土と立川ロームの土壌水分測定―室内キャリブレーションと現場測定―. 土壌の物理性, 104:

51–60.

タイ天水圃場における事例 —. 水文 · 水資源学会誌, 21 (5):361–367.
武藤由子, 渡辺晋生, 山本清仁, 倉島栄一 (2015): 5TE センサーで測定した土壌水分量の簡易補正と電気伝導率の検証. 農業
農村工学会論文集, 296: I9–I17．
斎藤広隆, Šimůnek, J., 取出伸夫 (2007): 裸地土中の水分 · 温度
長期変動予測 — 近似した気象データによる表面境界条件の設定 —. 土壌の物理性, 107: 79–96．

Sentek Pty. Ltd. (2014): Install tapered probe. http://www.
sentek.com.au/products/enviro-scan-probe.asp#drilldrop.
(2015 年 5 月 27 日)
Starr, J.L. and Paltineanu, I.C. (2002):Capacitance devices. In
Dane, J.H. and Topp, G.C., (ed.) Methods of soil analysis. part
4. pp. 463–474, SSSA Book Ser. 5, Madison.

要

旨Sentek 社のアクセスチューブ一体型プロファイルプローブ Drill & Drop Probe（DDP）について，設置法と現場レベルの補正法について検討した．DDP と同形状の専用オーガーを使う前に，細めのオーガーで仮坑を掘削することで，歪みの小さい設置坑を作成でき，プローブと土の接触が向上した．DDP 測定
含水率を炉乾法の実含水率と比較した結果，各深さで約 0.057 cm3 cm−3 均一に過大評価した．そこで，各深さの DDP 測定含水率と実含水率の差の平均値を差し引く補正法を提案した．各深さの出力値は正規化され個体差が小さいため，均一な土層の場合は，この簡易的な補正法で測定の正確さを向上できると考えられる．また測定値の経時変化から，一定と変動の 2 パターンの測定誤差が見られた．プロファ
イルプローブは多深度を同時に測定するため，隣接する測定値から補間が可能な場合も多いと考えられる．
キーワード：Drill & Drop Probe, プロファイルプローブ, 含水率, 補正

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.33 (2015)

国際土壌年特集「なぜ土壌物理の道に足を踏み入れたのか？」
土壌物理学会事務局

今年 2015 年は国際土壌年です．

2013 年 12 月に行われた国際連合総会において，12 月 5 日を世界土壌デー，2015 年を国際土壌年とする決議文が国連食糧農業機関（FAO）に事務局を置く地球土壌パートナーシップ（GSP）主導のもと採択されました（http://www.fao.org/globalsoilpartnership/iys-2015/en/）．決議文には「土壌は農業開発，生態系の基本的機能および食
糧安全保障の基盤であることから，地球上の生命を維持する要である．土壌には，経済成長，生物多様性，持続可能な
農業と食糧の安全保障，貧困撲滅，女性の地位向上，気候変動への対応，水利用の改善など，様々な問題を解決する可能性が秘められている．この土壌を正しく認識し，適切に管理し，守っていくことこそが “我々の望む未来” の実現に大きく貢献する．限りある土壌資源を見つめ直し，その持続性を増進すること．それが今まさに求められている．国際土壌年と世界土壌デーが同時に宣言されたのは，前例のないことであり，その意味を心にとどめ，全加盟国も，国連機関も国際組織も地域機関も，市民組織も非政府組織も，そしてあなた自身でも，その日その年を慶祝しましょう．
その慶祝に，自発的に貢献しましょう．」と記されており（http://pedologyjp.sakura.ne.jp/iys2015/iys），土壌の担う役
割の社会的認識の向上や土壌資源の持続的管理や保護のための行動の促進が私たち一人一人に求められています．
そこで，土壌物理学会でも国際土壌年の応援企画として土壌の物理性（2015 年発刊の 130 号と 131 号）の表紙に
国際土壌年のロゴを掲載するとともに，小特集を組むことにしました．とはいえ肩肘の張った特集ではなく，この分
野に入り込んだ “本当の” 理由を研究者の方々に明かしていただきます．今号では，土壌物理の分野でも活躍顕著な 4名の会員からのエピソードを紹介しました．こうしたエピ
ソードが，若い研究者や学生会員の励みや今後の土壌との関わりに対するモチベーションへの刺激となり，今後の土壌物理学会の活性化にもつながることを期待しています．
また，会員の皆さんからの 131 号への投稿もお待ちしています．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.35 ∼ 37 (2015)

私の土壌物理履歴書
溝口

なぜ土壌物理の道に足を踏み入れたのか？
私は栃木の田舎の水田農家の二男として生まれ育っ勝1が光っていた．霜柱だった．土が凍りはじめる瞬間だった．この出会いですんなりと大学院での研究テーマが土

た．昔から数学や物理が好きだったが，農家の倅が農学の凍結に決まった．

部に行かなくて良いのかという使命感もあって大学１年修士課程時代に身につけた科学哲学と土壌物理の基礎

生の時に農業工学の先生が担当する教養の講義を受講し大学院では講義らしい講義がほとんどなかった．そんた．しかし，その講義が余りに現実の農業とはかけ離れな中，研究室の先輩が私に修士 1 年の時代に科学哲学のた理想論に思え，大学の専門ってこんなものなのという本を読むように薦めてくれた．ちょうどこの年，農学部

疑問をもったまま，脳ミソが筋肉になるくらい陸上部の食堂が改修中だったので生協で買った弁当を食べながら活動に精を出していた．農学部に進学し，卒論テーマを先輩や若手助手と科学や研究の哲学について議論した．

選ぶ時に，どうせ理想論をやるのだったら一番現実離れ

また，毎週木曜日の朝一の電車で筑波の研究所に通い土したものにしてみよう，と思い数学を得意とする教授に壌物理や熱力学のゼミでプロの研究者とも議論した．こついた．熱電対で地温を測り，フーリエ解析で土の熱拡うした基礎勉強と議論を通して，筋肉になっていた私の散係数を算定するテーマだった．真夏に地温を測定すれ脳ミソが次第に柔らかくなっていった．修士１年の冬にば解析しやすいデータが得られるが，私は秋まで部活動「実際の凍土も見ずに凍土研究はできない」と助教授ににうつつを抜かしていたのでデータを取りはじめたのが直訴し，助手と技官と一緒に上野発の夜行列車で北海道

真冬になってしまった．

に行かせてもらった． この時はじめて現場の自然凍土とちょうどクリスマスイブの朝，ある事件が起こった．

自分の凍結実験が結びついた．凍土研究の最前線に触れ忘年会からの朝帰りの明け方近くに観測小屋に立ち寄るために日本雪氷学会の凍土研究分科会に入った．研究り，打点式記録計の値をぼんやりと眺めていた．そのとがますます面白くなり迷わず博士課程に進学した．しかきマイナス 1 ◦ C あたりまで下がっていた地表面温度が，し，博士課程わずか 8 か月で助手として三重大学に赴任

突然 0 ◦ C になった．「えっ，温度計が壊れた？」．恐るすることになった．

恐る懐中電灯を手に現場に行き地面を照らすと，なにか

アメリカと日本の研究基盤の違い
実学を重視する三重大学では「温暖な地でなぜ土の凍結を研究するのか」と多くの人に質問された．しかし修士時代に訓練した議論のおかげで，逆にそうした質問が自分の研究を位置づけるのに役立った．雪氷学会で知り合った企業の凍土研究者にお願いして毎年卒論生と一緒に大阪の地下鉄工事で使われる地盤凍結工法を見せてもらった．こうして凍土研究を継続するモチベーションを維持し，丹念な室内実験とシミュレーションモデルで学位論文をまとめた．その後，凍土中に存在する不凍水を理論的に計算したいと思い，アメリカのパデュー大学のFig. 1 霜柱ができる瞬間の地温変化．東京大学農学部
弥生キャンパス内圃場（1981 年 12 月 24 日）．地表面の温度が 5:00 頃に不連続に変化している（著者の卒業論
文より）．

て粘土中の氷の量を測定した．
渡米前には PC9801 の BASIC でデータをプロットし，

1 東京大学大学院農学生命科学研究科

2015 年 7 月 1 日受稿

Philip F. Low 博士のところに押しかけた．ここで粘土科学の基礎を学んだ．FT-IR という赤外分光光度計を使っ2015 年 7 月 2 日受理

任意関数の近似曲線をグラフ表示するプログラムを書いて得意になっていたが，アメリカの大学院生が SigmaPlot

36

土壌の物理性第 130 号(2015)というソフトで同じことを簡単に実行しているのを見てしかし，一年後にそのデータを回収に行くとデータロ

プログラマーを辞めた．また，80 年後半にパソコン通

ガーは 3 日間のデータだけを記録して 362 日間停止して

信で学生と電子メールのやり取りをして遊んでいたが，いた．私は愕然とした．この時に初めてフィールドからMS-DOS も知らないアメリカの学生が普通に電子メー

データを取ることの難しさを実感した．せめて 1 週間にルを使っているのを見て驚いた．アメリカでは自分の仕一回で良いから日本からデータをチェックできれば . . . ．

事だけに集中できるようになっているのか！日本の研究

それを可能にする技術があれば世界中のフィールド科学

インフラ整備の必要性を実感した．帰国後すぐに，大学研究の役に立つに違いない．これがフィールドモニタリの大型計算機センターに通って電子メールを使えるよう

ングシステム 4) （FMS）のアイディアの原点である．そにした．それがきっかけでインターネットの世界にのめして，これまで私が経験したセンシング技術とフィールり込んだ．95 年頃には Linux を使ってインタラクティ

ドの科学，そしてインターネットを束ねた土壌情報科学

ブな Web ページを作りまくった 1) ．そのついでに 96 年

を始めるようになった．

に博士論文で作成した土の凍結過程における土壌水分と熱移動シミュレーション用のインターフェイスを開発しインターネット上に公開した．これは土壌物理分野における Web システム第 1 号 2) だったと思う．

Fig. 3 シベリアのツンドラに設置された観測機器（1997 年 8 月: 著者撮影）．

役人として見た農学と土壌物理
私は型にはまった “役人的な” ことが大嫌いだった．
小学校の通知表には「創造性を発揮し過ぎて学習目標から外れることがあります」と書かれるような子供だった．
Fig. 2 Web システムを利用した土の凍結過程の熱 · 水分 ·それなのに 2003 年から 2 年間，内閣府で役人を経験す

溶質移動計算のパラメータ入力画面 2) ．

ることになった．しかし，いざ役人の真似事をやってみると自分が食わず嫌いだったことを発見し，役人に対す

地球環境と土壌物理る見方が 180 度変化した．日本の科学技術政策の中で農自分の凍土研究に関して，現実のフィールドを持って学とか土壌学というのは認知度が低いこと，その理由がいない弱点や異分野の研究者との議論の必要性を感じ

農学研究者のアウトリーチ活動不足に起因していることていたので，97 年にシベリアでの気象 · 水文の観測にに気づいた．内閣府で気候変動や水循環，生物多様性の加わった 3) ．地球温暖化のセンサーとして広大なシベリ分野に関わったこともあり，大学に戻ってからは，土壌

アの永久凍土は新鮮で，面白い現象の宝庫だった．しかを寒冷地域のみならず熱帯地域も含む地球規模でとらえし実際に現地に行ってまず感じたのは，フィールドの不る必要性を感じ，長年住み慣れた土壌物理の研究室から均一性の問題だった．実験室では理想的な実験条件を予

国際農業の研究室に移籍した．シベリアとは異なるタイ

め設定し，そこで生じる現象を記述し，その現象を説明

やインドネシアの熱帯土壌を見る機会が増えたことで，するモデルを作ることができる．しかし現実のフィール

土壌の多様性を認識した．また，その地域ごとに土壌のドでは，異なる植生の凸凹な地表面をどのように表現す

特性や生活の知恵を活かした農業形態や文化があること

べきか，場所によって組成の異なる土をどう近似すべきを知った．しかし，その一方で土壌中に起こっている現か，このとき自分がやってきた土壌物理がコップの世界

象をシンプルに理解する上での土壌物理の重要性も再認であったことに気がついた．事象を細分化し，その系で識できた．

の現象を解明し，それを再統合することで全体の現象を

東日本大震災で研究人生が変わった — 復興農学

解明できたとする還元主義的な土壌物理が見落としてい2011 年 3 月 11 日に東北地方太平洋沖で大地震が発生た問題だった．

した．津波により多くの方が命を失い，多くの農地が海フィールドの土壌情報科学

水に浸かった．また，原発事故により農地や山林が放射シベリアでは広大なツンドラに観測機器を設置した．

性物質で汚染された．土壌物理学的には，土壌と一価の国際土壌年特集

土粒子：私の土壌物理履歴書

37

陽イオン（海水に浸かった土壌ではナトリウム，放射性私がいま 20 歳だったらやってみたいことに「土で遊物質が降下した土壌ではセシウム）の吸着と移動現象のぶゲーム」作りがある．スマホを使って生きた土を扱う問題であった．しかし，世間的には不思議なくらいに土ゲームを作ってみたい．地域の気象情報や水文情報をリ

壌物理の存在感が薄かった．マスコミを含めた一般の人

アルタイムで取り込み，土壌情報と融合させて究極の野に「土壌物理学」は全く知られていなかったのである 5) ．

菜を育て，世界のマーケットを相手にそれを売りさばく

これは私の世代の責任でもありその上の世代の責任でもゲーム．おそらく究極の野菜の違いは「土」に依存するあろう．

ことになる．その土をいかに作るか．その情報を世界中

私のやってきた土壌物理は農業には全く役に立たなの子供たちと共有する．世界の子供たちを集めてロボコ

かった．農家育ちのくせに，凍土だ，粘土だ，情報だとンならぬ土コン（土コンテスト）や土オリンピックを開農業のための土壌物理から逃げまくっていた．しかし福催し，オタクな Soil Scientist の卵を育てたい．

島の放射性セシウムの問題で全てが繋がった．なぜセシ

いまの科学者は先端研究に引きずられ過ぎているよう

ウムは地表面に留まるのか．放射性物質で汚染された地に思う．それが科学の宿命なのかも知れないが，原発事

表面をなぜ除染をしないといけないのか，どうやって除故時に即座に行動できなかったような科学技術であって染するのか，いまこそ土壌物理の専門家が必要されていはならない．大切なのは人づくりだと思う．土壌物理をると思った．

志す理由は人それぞれだろうが，最初から「土壌物理」

震災直後の冬に飯舘村の水田で凍土剥ぎ取り法を思いの存在を知っていた研究者はいない．みな子供の頃の泥ついたのは自分が凍土をやっていたからだった．このとんこ遊びや砂遊びの経験を踏み台にして，ちょっとしたき「神様はこの問題を解決させるために今まで僕に関係何かのきっかけで土壌物理の世界に入ってきたのではな

ないことをさせていたんじゃないか」と思えて体が震えかろうか．いま何をやろうかと悩んでいる大学生もいずた．放射性セシウムの問題は一人の研究者で解決できる

れは親になって自分の子供に接することになるだろう．

話ではない．私の任務は，多くの土壌物理研究者を巻きその時に土壌を学んだ人間が「土はバっちい」といわず込みながらこの問題解決にあたることだ，と思った．

に，土の面白さや大切さを自分の子供に伝えられるようになってほしいものである．
この記事は国連の国際土壌年の企画インタビュー 6) に基づいて書いた，そのため昔を懐かしむ老害的な文章になってしまったかも知れない．しかし私自身は次世代の応援団として土壌物理研究の環境改善のために日々努力しているつもりである．若者の視点でインタビューしてくれた名倉理紗さん（元明治大学大学院生）に感謝する．

参考資料
Fig. 4 放射性セシウムを含む凍土の剥ぎ取り実験（2012 年 1 月 8 日）．
1) 溝 口

いま現場では農地の排水不良の問題に直面している．

勝: イ ン タ ー ネ ッ ト 応 用 作 品 集, http://soil.en.a.u-

tokyo.ac.jp/ mizo/inetworks.html

汚染表土の削り取りのために重機で踏み固められた上に

2) M. Mizoguchi: Development of internet tools for calculation

山砂を客土されているために雨水が浸透できずに，山砂and prediction of soil hydraulic properties, Proceedings ofが侵食される．コンペネで地耐力を測定したり，ディス

the InternationalWorkshop on Characterization and Measure-

クパーミアメータで土層ごとの透水性を測定したり，地中レーダで客土層厚の平面分布を調べたり，除染後の農地では土壌物理の測定機器が不可欠である．
今後の土壌物理学の展望 — 土壌教育
私の土壌物理は現実離れから始まった．いまは現実の福島問題に対峙しているが，若い学生までが一緒に深刻になる必要はない．学生には若者の感覚を大切にしながら興味あることをストレートに追及してほしい．それが将来の想定外の問題に対して柔軟に対応するための秘訣
だと思う．

ment of the Hydraulic Properties of Unsaturated Porous Media, Edited by M. Th. van Genuchten and F. J. Leij, 341–347(1997)
3) 溝口 勝: 土は地球の皮膚，農学 · 21 世紀への挑戦 ∼ 地球を救う 50 の提案 ∼ , 182–183, 世界文化社 (2000)

4) 溝口 勝 · 伊藤 哲: 農業 · 農村を変えるフィールドモニタ
リング技術, 水土の知, 83 (2), 3–6 (2015)5) 溝口 勝: 震災復興の土壌物理学, 土壌の物理性, 124, 53–54(2013)
6) 国 際 土 壌 年 の 企 画 イ ン タ ビ ュ ー: http://www.iai.ga.a.utokyo.ac.jp/pocket/IYS/interview Masaru%20Mizoguchi.mp4

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.39 ∼ 41 (2015)「なぜ土壌物理の道に足を踏み入れたのか？」
波多野隆介 1

私は私なりに土壌物理学は，土壌現象を定量化するた害が出るほどに化学肥料が施与されていました．株間かめの現地調査，モニタリング，数値モデルを研究する学

ら畝間にかけて幅 10 cm ごとに 50 cm から 100 cm，深問と認識しています．土壌現象は単純に言えば物理，化

さ 5 cm から 10 cm ごとに深さ 50 cm までの土壌を採学，生物的現象ですが，その現象を通して，土そのものが取しました．ただし，大きな穴を掘ることが出来ないの作られたり，消耗したりするとともに，土が極めて不均で，底面 10 cm × 10 cm 高さ 60 cm の角柱の採土器をか一な無機物，有機物からできていることから，個々の土

けやで打ち込んで土を取りました．採土器は側面の 1 つの理解には，現地での調査，モニタリングが不可欠です．

が取り外せるようになっており，また上部に穴が開いて

ただし，その知見は別の土の理解に応用できるものであいて，そこに鉄棒を差し込んで引き抜くというものでしり，知見の集積場所として数値モデルがあります．した

た．白く塩を吹いた表層 1 cm は別に採取しました．根

がって，数値モデルの開発と利用につなげることを念頭の分布と，土壌水分，pH，交換酸度，1：5 水抽出液溶存に調査，モニタリングを行っていくことが大事です．そイオン，交換性塩基，交換性アンモニウム，有効態リン，のように言うに至る過程を，私が学生のころ何をやって

CEC を測定しました．1 箇所 50 点近いサンプルを分析きたのかを見ていただくことで，理解していただければするのに明け暮れました．表層の 1 cm では，硝酸イオ

有りがたく思います．なお，土と言ったり，土壌と言っ

ンのみならずすべての栄養塩類が高濃度に集積していまたり，人と言ったり，人間といったりしますが，お許しした．水が下層から栄養塩類を運び表層に集積させてい下さい．

ることが良く見て取れました．そればかりでなく，表層

私は，三重県立四日市高校から，1974 年に当時は理類

1 cm の土壌水分は常に萎凋点水分以下となっていて，植という一括募集で北大に入りました．ちょうどレイチェ

物が養分吸収できないことが表層に塩類を多量に集積さル · カーソンの「沈黙の春」が出版されたころです．当せる原因になっています．もったいないと思ったり，こ時は土壌学という学問があることも知らずに，農芸化学

れらが除塩で流されると汚染源になるのじゃないかと心科に移行し，そこで当時北大土壌を担当されていた岡島

配していました．

秀夫先生，佐久間敏雄先生に出会いました．岡島先生の1978 年からの修士課程では畑土壌を対象に研究しま

お話は，土の植物への養分供給の能力を土の肥沃度としした．十勝農試に出かけて行って，芽室周辺の乾性火山て，土壌の三相から始まり，施肥，固液平衡，土壌溶液

性土，湿性火山性土，沖積土のトウモロコシ畑で，ハウへと展開したと記憶しています．佐久間先生は土壌生成

ス土壌と同様の方法で土を採取しました．ただし，今度に関わる土壌現象，特に物質の移動と集積現象とその影は時期別に播種直後から収穫期までサンプルを取りまし

響因子についてお話しされました．しかし，人の活動はた．播種直後，筋蒔きされた化学肥料から，硝化に伴い公害を起こすと信じてやまない私は，農業は水を汚す，

硝酸イオンが拡散し，トウモロコシの生育とともに濃度

大気を汚す，生き物を殺してしまうととても心配してい低下が起こることが良く分かりました．塩類は表層に集ました．私は，そのことをどうしても研究したいと思っ積すること無く，植物の養分吸収が土壌中の栄養塩類のていました．

消長を最も規定しているのだということが良く分かりま1977 年に土壌学研究室に入れていただいたころは，化した．根の分布が深く，密度が大きいほど，養分濃度の学分析のテクニックを覚えるのに一生懸命でした．卒業低下の程度が大きいように思いました．しかし，収量は

論文はハウス土壌における施肥成分の分布というもので沖積土が一番良く，湿性火山性土が次で，乾性火山性土した．当時，道内でもハウス栽培が盛んになり，濃度障はあまり良くありませんでした．なぜだろうかと思っていました．土壌物理研究会が刊行した，「土壌の物理性

1 北海道大学大学院農学研究院

2015 年 7 月 15 日受稿

2015 年 7 月 15 日受理と作物生育」を何度も何度も読みました．土壌調査の際の根の密度を規定する土の硬さや，地下水位の位置が有40

土壌の物理性第 130 号(2015)

効土層を規定していることを実感していました．乾性火を経時的に測定しました．教科書で見るような浸潤前線

山性土は根の張りはとてもよく，湿性火山性土は下層がが現れることを期待していましたが，潅水直後に表層が湿っており根張りが止まっていました．沖積土は作土直

湿り，ついでむしろ深い層が湿り，下層土上部が湿らな下がやや硬くて，下層の根は極端に少なくなっているよいという不均一なマトリックポテンシャルが観測され，うに見受けられました．しかし，収量は沖積土が一番良定量的にするつもりがかえって，難しいことになったと

い．どうしてなのかなと思っていました．

感じました．

1980 年からの博士課程では，重粘土をやりました．当それでも気を取り直して断面内のマトリックポテン

時は水田転作が本格化しだした頃です．士別の水田転換

シャルの等値線を書くと，一部の下層土が浸潤から取ダイズ畑で調査していました．乾いた重粘土は硬くて掘り残されている分布となり，粗孔隙を通して水が先にるのにとても苦労しますが，砕土器を打ち込むことには下層に輸送されるために深い層が先に湿ることになるあまりにも硬すぎました．そこで，農家にお願いして穴のだろうと思いました．このような水分動態は現在はを掘らせて頂いていました．しかし，水分が多いとべた選択流と呼ばれますが，当時はどのような用語を使え

べたで，乾燥するとかちかちで，どうにも調査適期などばよいかよくわかりませんでした．とりあえず，水が確ありませんでした．はじめは均一に見えた畑だったのでかに割れ目状粗孔隙を流れていることを示しておく事

すが，雨が降ると畑の一部に水たまりができました．そが大事だろうと考え，メチレンブルーで染色することしてそのような場所では，ダイズはほとんど育ちませんにしました．この染色剤をどうするかということで，文でした．そのため，生育は不揃いで，その違いをどう表

献を調査しました．インターネットなど無いので，文献現するのか，ともかくあちらこちらを掘らねばならいよ調査はともかく動くしかありません．なかなか見つからうな気分になって，困ったなと思っていました．それでずペンキかなと思っていたときに，当時の土質改善学講も，出来の悪いところを掘りますと，雨の後だとすぐに座が購読していた Geoderma 誌に，「Bouma, J., Dekker,

水が湧いてくる．水がつくために根が伸びず，その後乾

L.W., 1978. A case study on infiltration into dry clay soil:

燥してかちかちになり，また根が伸びないという具合で

1. Morphological observations. Geoderma 20, 27–40」をした．一方，雨がふると，一斉に暗渠から水が流れだす

見つけました．メチレンブルーが染色した面積を水が土ことを何度もみました．畑のなかでもダイズがとても良塊に接触した面積として定量化していました．文献を読く生育している場所では，降雨時でも水がつかず，暗渠

んでとても感心しました．その後，Bouma 先生は，粗孔が効いていると言う言葉を実感しました．そのようなと隙の Bypass 効果，Internal Catchment などの機能をまところを調査しますと，根は下層では 5 cm から 10 cm ほめていかれますが，その最初の論文だったと思います．

どの大きな粒団と粒団の間の割れ目状の粗孔隙を伸び私は，この論文により，メチレンブルーを用いて粗孔隙ておりました．そこには空気もよく通っていることが，を染色し，接触面積を求めました．そして，下層の粗孔

土の斑紋の状態からも見て取れました．粒団の内部には隙への選択流を作土からの流速と下層のマトリックス

鉄が還元した灰白色の斑紋があり，割れ目状粗孔隙には流の差とし，接触面積から土塊内部へ水が吸収されると赤い鉄の斑紋があり，粒団内部に水が保持され還元的に仮定した数値モデルをたてて，計算したところ，実測しなっていること，外側には酸素が供給さて酸化的である

た水分動態を再現することができました．あの論文がなことがわかりました．この割れ目状粗孔隙が重粘土にはかったら多分なにも無かったと思います．根はりの話は大事なんだ！と直感しました．まあ今になって思えば，

長谷川先生が亀裂に侵入した根の水吸収モデルを発表さ修士のときの沖積土も粗孔隙に根がよく伸びていたかられ，粗孔隙が根の通り道として重要であることが明らか

収量は良かったのだと思います．採土器などで最初にやにされたと思っております．

るから根の観察が疎かになったということなのだと思い学位を取ってからは，粗孔隙と土壌粒団中の細孔隙のます（しかし，畑ではなかなか大きな穴は掘れません）．

2 相系モデルでの物質動態を解釈しようとしていました

さて，この割れ目状の粗孔隙の効果をどう定量的に評が，現場でのデータがうまくとれずにいました．しかし，価するかが問題になりました．いずれにしても，水の動

メチレンブルーでの染色域がフラクタル構造になっていきは大事ではないかということで，潅水実験を行いましることから，粗孔隙の物質移動への効果は拡散分散現象た．しかし，テンシオメータのポーラスカップは直径がに入れておいてもいいのかなと思うようになりました．

2 cm，高さが 5 cm 程度あるので，こんなものを埋めてみ

土壌学研究室を担当してからは，流域における栄養元素ても割れ目状粗孔隙の効果を見ることはできないだろうの河川流出や温室効果ガス排出，永久凍土の融解によると思っていました．それでも沢山埋めればなにか傾向が

メタン排出，熱帯泥炭の分解による CO2 や N2 O 排出のあるかもしれないということで，テンシオメータを断面仕事に従事してきました．時に調査が不十分でモニタリ

内に 10 cm グリッドでセットしました．そして，集中豪ングも思うようにまかせないような少し駆け足だなと

雨なみの時間 30 mm の潅水し，マトリックポテンシャル

思う場合もありますが，現在の問題を可及的速やかに実国際土壌年特集

土粒子：「なぜ土壌物理の道に足を踏み入れたのか？」

41

態把握することの重要性も学びました．最近は，汎用性を定量化するために，調査，モニタリングとその結果にの高いモデルも出されており，これをどう使うかは現地基づくモデルによるアプローチが有効であると思ったこ

調査，モニタリングとの両立が必要ですが，昨今の学生と，それを土壌物理学だと思っていることを少しでもごさんたちの能力の高さには驚かされるものがありますの理解いただけたら有りがたく思います．そして，皆様ので，近々に面白いことが発見されると思います．

ご研究の益々の発展に，この寄稿が少しでもヒントにな

さて，いろいろ述べてまいりましたが，私が土壌現象

れば嬉しく思います．

HYPROP ⽔水分特性曲線・不飽和透⽔水係数測定装置
HYPROPは蒸発法で試料中の２点のサクションを計測して⽔水分特性曲線と不飽和透⽔水係数を決定する装置です．サン
プリングした試料をセンサーヘッドにはめ込み，天秤に載せてPCと接続すれば数⽇日間で⽔水分特性曲線と不飽和透⽔水係数が求められます．
■ 技術仕様
測定範囲	

20	
  ~−	
  1200	
  hPa/−	
  2500	
  hPa	

分 解 能	

0.01	  hPa	  	精1.5	  hPa	  (0~800	
  hPa)	

度	

電子天秤	

0	
  ~2.2	
  kg	

分 解 能	

0.01	
  g	

精

0.1	
  g	

度	

● データ解析ソフトHYPROP Fitが付属しています．

T5,T5x テンシオメータ
T5テンシオメータのセラ
ミックチップの直径は5mm，表⾯面積は0.5m2です．⼟土壌の攪乱を最⼩小限に抑えるため微⼩小領域の測定に適してます．
■ 技術仕様
測定範囲	

+100	
  ~−	
  85	
  kPa	  
	  (T5x:	
  ~−	
  200	
  kPa)	

出力信号	

+100	
  ~−	
  85	
  mV	
  	

精

±	
  0.5	
  kPa	

度	

供給電圧	

10.6	
  VDC/	
  1.3	  mA	KSAT 飽和透⽔水係数測定装置
KSATは低⽔水位法および変⽔水位⽅方で250cm3⼟土壌サンプル（HYPROP兼⽤用）の飽和透⽔水係数を測定する装置です．
● 透⽔水係数の測定範囲は10000cm/ 　 dから0.1cm/d● 完全⾃自動測定● GUIソフトウェアKSAT VIEW1.0 　 がデータの可視化と飽和透⽔水係数 　 を迅速に計算● リアルタイムでデータの可視化， 　 評価と保存が可能● ⽔水の粘性の温度依存性を考慮して 　 基準温度のKsに再計算

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

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.43 ∼ 44 (2015)

FAO / IAEA 国際共同研究から始まった原位置試験
井上光弘 1

学会の編集委員長から，今年は国際土壌年で，「なぜ土

この時が土壌物理に足を踏み入れた最初であろう．

壌物理の道に足を踏み入れたのか？」というテーマで何

当時の内部排水法による原位置試験では，土壌水分量

か書いてほしいという内容のメールが入った．井の中のを中性子水分計で測定し，土壌水分圧力水頭（マトリッ蛙というか，蛙の子は蛙で鳥取大学という社会から一歩

クポテンシャル）を水銀マノメータ付テンシオメータでもはみ出すことがなく過ごしてきて，このテーマに自分測定した．中性子水分計の線源は 50 mCi の 241 Am-Be

史で振り返ることにした．

で厳重な放射線取扱管理下で使用できた．砂地圃場に降大学を選んだのも自宅から通えること，将来の道も漠

雨遮断のためのテントを張り，当時は自動計測ができな然とした中でどの道でも選択できるという安易さから，いので何回も徹夜をして 14 日間の集中観測を行った．

九州大学農学部に入学した．理１９クラスという教養部

表面付近の土壌水分測定の精度を向上させるために，挿時代に，食品関係などいくつかの選択肢があった中で農入型中性子水分計（井上ら, 1981）に加えて表面型中性業土木を選択した．その頃，今世紀の食糧安定生産のた子水分計（井上ら, 1983）を導入して校正試験を行い，根めに基盤づくりが大切で，「農業土木は地球の外科医だ」

群域内の水分貯留量の経時変化を挿入型と表面型中性子と主張された某先生の言葉が印象に残った．東京湾に注

水分計で測定した．

いでいた利根川を銚子方面に変えた東遷事業，知多半島

一方，根群域からの下方浸透速度は，ダルシー則に基まで幹線水路が伸びる愛知用水，乾燥地を潤すフーバー

づいて，全水頭勾配と不飽和透水係数の積で求まる．全

ダムやアスワンハイダムなどの用水事業に興味があっ水頭勾配はテンシオメータで測定できるが，不飽和透水て，灌漑利水工学講座を専攻した．

係数は土壌水分量あるいは土壌水分圧力水頭の関数であ

鳥取大学農業水利学講座に就職した直後も，科研（奨り，容易に求まらない．この不飽和透水係数という水分励研究）の支援を得て，農業用管路内で計画用水量を送移動特性値を原位置で測定する研究が始まった．原位置

水できない問題「送水管路内の空気の影響」について研の不飽和透水係数を実験で決定する目的は，砂地圃場の究を継続した．特に下降傾斜管路内で発生するエアポ

下方への浸透水量を推定し，圃場からの蒸発散量（Inoue

ケットと跳水による損失水頭の推定法を提案し，ある条

et al., 1978）を計算することで，砂地圃場の水管理に関件下で多連跳水現象が発生することを明らかにした（井する基礎資料を得ることであった．

上, 1977）．この頃までは土壌物理学とは無縁で，研究分
野は灌漑利水工学，水理学，農業水利学であった．

当時，農業土木の教官が土壌水分に関するセミナーを
月 1 回の割合で開催した．自分が担当した土壌水分移動

灌漑用水路の断面を決定するためには，作物の消費水特性値に関する研究で，土壌水分特性曲線から不飽和透量，つまり蒸発散量を現地圃場で求めることが必要で水係数を計算する種々の方法を砂丘砂に対して検討し，あった．蒸発散量は水収支式から求める．この時，降水「土壌の物理性」にまとめた（井上ら, 1982）．これが学量と灌漑水量の測定は簡単であるが，根群域内の水分貯会誌「土壌の物理性」との最初の出会いであった．

留量変化と根群域からの下方浸透量を評価することはその後，1995 年 2 月から 10 ヶ月間，文部省の在外研

容易ではない．その当時，鳥取大学農学部附属砂丘利用究員として，California 大学 Davis 校に滞在する機会を得研究施設に滞在していた D. Hillel 博士から内部排水法

た．当時の研究アドバイザーの D. Nielsen 博士は，1976（Hillel et al., 1972）を学んだ．その後，国際連合食糧農

年来の友人で，私に何ができるかを聞き，圃場実験を勧業機関（FAO）と国際原子力機関（IAEA）の両機関にめた．そこで，当時 20 年前に実験した中性子水分計とテ支援された国際共同研究に参加し，IAEA の本部がある

ンシオメータによる内部排水法で，原位置試験を行った．

ウィーンで研究発表（Cho et al., 1976）する機会を得た．

ところが，土壌がロームで，砂のように排水してくれな

1 鳥取大学乾燥地研究センター

2015 年 6 月 24 日受稿

2015 年 6 月 27 日受理

い．まともに不飽和透水係数を測定するには，2 ∼ 3 ヶ月も実験を継続する必要があった．当時，室内実験であ44

土壌の物理性第 130 号(2015)

るが，不撹乱土壌を採集して不飽和透水係数を求めるマ

現在も続いている．また，数値シミュレーションの入力

ルチステップ法が脚光を浴びていた．この逆解析を用い値となる水分移動特性値や溶質移動特性値の原位置試験

たマルチステップ法を原位置試験に応用して，考案した法の開発も重要である．

のがマルチステップ吸引抽出法（Inoue et al., 1998）であ問題解決のために，土壌物理学を基礎とした様々な現る．ローム質土壌の原位置試験で，わずか 5 日間のデー象に対して，海外の研究者との交流を継続し，社会に貢タから不飽和透水係数を決定した．当時は，Windows95

献したいと心がけている．最後に，若い研究者のさらなの時代でパソコンを用いて 1 日以上もひとつの逆解析計

る研究の発展を祈願して筆を置く．

算に時間を要した．実は，この圃場実験で気温の影響を引用文献受けにくい埋設型土壌水分感圧センサー（井上, 1994）を米国に持ち込んで，土壌断面の下部境界条件として，土壌水分圧力水頭の自動測定に使用した．そして，米国で普及していたテンシメータよりも温度の影響は少なく，精度も高いことを確認した．この経験を生かして，帰国
後，この埋設型土壌水分感圧センサーを施設園芸の自動
灌漑装置の土壌水分センサーに応用した（Nishihara etal., 2001）．このセンサーは，後に 2 連式埋設型感圧センサーとして応用され，埋設深の差の精度を高めるのに貢献し，原位置の不飽和透水係数測定法に採用された（井上ら, 2004）．
農業土木分野で直面する斜面の降雨浸透予測，根群域の水分移動ならびに毛管補給水量を考慮した作物の水分消費機構などを解明するためには，フィールドにおける土壌の保水性，透水性に関する物理特性を明らかにする必要がある．実務的な方法で，簡易で市販品を使用した
原位置試験法について，フィールド計測技術の講座で，土壌の水理特性計測技術を紹介する機会があった（井上, 2004）．この講座においても内部排水法を紹介した．
加えて，乾燥地研究センターの客員教授であった D. E.

Elrick 博士から学んだプレッシャーインフィルトロメー
タ法についても，具体的な方法を紹介した．この方法の我が国土壌への適用と問題点の解決についても，科学研究費補助金の支援を受けて共同研究の成果を得た（森井ら, 1999）．

1995 年以来，2 ∼ 3 年に 1 回は，欧州地球科学連合（EGU）や米国土壌科学学会（SSSA）の国際年次大会に参加し研究成果を発表してきた．それらの会議の中で多くの著名な研究者と交流した．その成果として，例えば，

van Genuchten 博士から 1999 年度乾燥地研究センター
客員教授候補者として紹介してもらった C. Dirksen 博士
は，土壌物理学実験の本（Dirksen, 1999）を著したオランダの研究者で，彼から原位置の下方浸透流を測定する技術を学んだ．そのアイデアは後に，下方浸透水採取装置の開発へと繋がった（東ら, 2005）．また，米国土壌科学学会の展示会で見た新しい水分センサーを購入して，塩分依存性などの水分計の評価に関する研究（Inoue etal., 2008）を行った．

Cho, T., Nomura, Y., Yano, T. Shikasho, S. and Inoue, M. (1976):
The use of neutron moisture meter in studies of soil water
regimes, — Water management in a sand dune area —. Report
for Co-ordinated Res. Programme. p. 48, FAO/IAEA, Vienna.
Dirksen, C. (1999): Soil physics measurements. p.154. GeoEcology paperback, CATENA, Germany.
東 直子, 森也寸志, 井上光弘 (2005): 自動サクション制御による不飽和砂質土壌中の下方浸透水採取装置の開発. 土壌の物
理性, 101: 27–35.
Hillel, D., Krentos, V.D. and Stylianou, Y. (1972): Procedureand test of an internal drainage method for measuring soil hydraulic characteristics in-situ. Soil. Sci., 114: 395–400.
井上光弘 (1977): 下降傾斜管路内に発生する多連跳水現象について. 農土論集, 69: 42–48.
Inoue, M., Yano, T., Nomura, Y. and Cho, T. (1978): Applicationof Neutron moisture meter for evaluation of evapotranspiration
in a sand dune field. Report for Co-ordinated Res. Programme.
p. 77, FAO/IAEA, Gent.
井上光弘, 野村安治, 矢野友久, 長 智男 (1981): 砂地圃場における挿入型中性子水分計の校正曲線. 農土論集，95: 11–18.
井上光弘, 矢野友久, 吉田 勲, 山本太平, 筑紫二郎 (1982): 土壌
水分特性曲線に基づく不飽和透水係数の計算. 土壌の物理性,
46: 21–29.
井上光弘, 野村安治, 長 智男 (1983): 砂地圃場における表面型中性子水分計の特性と校正曲線. 農土論集, 105: 19–26.
Inoue, M., Šimůnek, J., Hopmans, J.W. and Clausnitzer, V. (1998):
In situ estimation of soil hydraulic functions using a multistep
soil – water extraction technique. Water Resour. Res., 34(5):1035–1050.
井上光弘 (1994): 埋設型土壌感圧水分センサー. 日本砂丘学会
誌，41(2): 74–79.
井上光弘 (2004): 講座 · 農業土木分野におけるフィールド計測技術（その 7） —土壌の水理特性計測技術—. 農土誌, 72(2):127–132.
井上光弘, 森井俊広, 西村 拓, 藤巻晴行 (2004): プロファイル
水分計を用いた不飽和透水係数の原位置試験法. 農土論集,
231: 39–45.
Inoue, M., Ould Ahmed, B.A., Saito, T. and Irshad, M.(2008):
Comparison of twelve dielectric moisture probes for soil water management under saline conditions. Am. J. Environ. Sci.,
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Nishihara, E., Inoue, M., Kondo, K., Takahashi K. and Nakata,N. (2001): Spinach yield and nutritional quality affected bycontrolled soil water matric head. Agric. Water Manage., 51:
217–229.

「土壌物理の道へ」を考えてみると，FAO / IAEA 国際

森井俊広, 井上光弘, 竹下祐二 (1999): プレッシャーインフィ

共同研究から始まったと思う．そして，塩分の影響，温ルトロメータ法を用いた土の原位置透水試験法. 農土論集,

度の影響など土壌水分量を正確に測定する技術の発展は204: 149–158.

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 130, p.45 ∼ 47 (2015)

余は如何にして土壌学者となりし乎橋本洋平 1

はじめに ∼ 将来の夢がなくて苦悩した過去 ∼著の Environmental Soil Physics（岩田ら監訳，環境土壌

世界的に有名なアイルランド出身のミュージシャン

物理学）の導入部を読んで，聖書に登場するアダムが土に，U2 というバンドグループがいます．私は彼らの “Iを意味するヘブライ語から派生していることや，アダム

Still Haven’t Found What I’m Looking For”（作詞 Bono，と対のイブが生存を意味することを知ったときに，土壌作曲 U2）が好きです．私がやりたいことが分からず，に対して深淵さや神秘性を感じたことが今でも強く記憶

日々悶々としていた大学生のころ，たまたまこの曲を聴に残っています．思い返せば，私の原体験も土との関わく機会がありました．それ以来，この曲との付き合いがりが深いことに気づきました．私の育ったところは，小始まりました．ちなみに，日本語の曲目は「終りなき旅」

学校まで片道徒歩で 1 時間をかけて通学するくらいのドとなっているようですが，これは曲の主題が旅に限定さ

田舎で，幼いころから土に接する機会が多く，それが土れてしまうようで味気ないです．この歌詞の前半部分で壌への潜在的な関心を植え付けていた気がします．子どは，どんなに好きな人といても心は満たされず，何かをもの頃世話をしてくれた祖父母が，果樹や野菜栽培をし求めて探し続けている自分を歌っています．私は大学のていましたので，草刈や耕うん作業の手伝いをすること

学部生のころに，同じような心境を経験し，将来何をしも多かったです．そういえば，遊びの一環で落とし穴をて如何にして生きたいのかについて悩んだ時期がありまよく作っていました．自戒を込めて告白しますが，弟とす．何でもよいから好きなことや，熱中できることが欲

ふざけて庭に掘った落とし穴に，友達だけでなく母親ましかったのでしょう．この頃，土を勉強することに興味で落としたこともあります（すみませんでした）．このをもちはじめ，将来就きたい職業を考えた結果，米国のような私の生い立ちを顧みると，子どものころから土と大学院に留学して勉強する決意をしました．苦悩しながの関わりはそれなりに深かったといえます．

らも，何か人生の目標となるものが漠然と見えてきたの大学生になってから，私は夢もなく将来何になりたい

かもしれません．その後博士の学位を取得する頃まで，のかがよくわからず，如何にして生きたいのかが見いこの楽曲の主題に似た心境で，自分の目指す方向を模索

だせない苦悩の日々が続きました．このころよく聴いてしていました．

いたのが，例の U2 の曲でした．漠然としながらも何か

土壌学への興味と米国留学が見えてきたのが，学部 3 年の半ばころでした．当時博士号を取得している研究者には，まさに研究者とし（2000 年ころ）は，日本の政府開発援助（ODA）の支出てふさわしく，羨ましいほどしっかりとした動機があっ額が，世界最大となっていた時代で，発展途上国の開発て，研究の道に進んだ人が多いと感じます．土壌学分野

援助における日本の存在が際立っていました．このようでいえば，例えば「学部の研究で取り組んだ土壌のイオな社会背景や，留学生の友人が多かったことも影響して，

ン吸着 · 脱着過程のヒステリシスが不思議で没頭した」

私は海外の国々で農業支援を生業とする開発コンサルというようなものでしょうか．恥ずかしながら，土壌へ

タント，あわよくば国連食糧農業機関（FAO）などの国の熱烈な探究心や興味が，私の土壌学研究を志すうえで際機関で活躍する夢をもち始めました．そこで，「国際」の最初の動機ではありませんでした．しかし，あるときイコール「留学」という，今思うと不可解で短絡的な発土が私たちの命をつなぎとめている根源的な要素である想なのですが，好きなことには一途になる猪突猛進型のこと，人生で同じ一日が存在しないように，全く同じ土性格の私は，留学して土壌学を基軸とした農学を勉強しが地球上に存在し得ないことに気づきだしてからは，土ようと思い立ちました．留学先は迷わず米国を選びまし壌に対して特別な興味を抱き始めました．Daniel Hillel

た．その決定的な理由となったものが何かは覚えていませんが，とにかく行き先は米国しか頭にありませんでし

1 東京農工大学生物システム応用科学府

2015 年 7 月 3 日受稿

2015 年 7 月 4 日受理

た．おそらく，「大草原の小さな家」あるいは「Back to46

土壌の物理性第 130 号

the Future 3」で観たような，広大な草原や砂漠，あるい(2015)

は大規模潅がいのセンターピボットの風景が印象に強く

染土壌の修復に関する環境化学の要素が強い研究をしていたので，博士課程では作物の生育改善のための土壌改残っていて，日本にはない米国への憧れがあったのかも良に関する農学的要素を基軸にした研究をしたいと思っしれません．嘘でもいいから，当時世界の最先端であったからです．将来の開発コンサルタントの職業のためにた米国の精密農業や保全耕うんの技術を勉強して，将来は，食糧生産を目的とした土壌管理法について学ぶことの日本の農業研究に生かしたいとでも言えれば，目的意が必要であるとの考えです．しかし，当時は開発コンサ

識の高い研究者の鏡のようで格好よいのですが，重ね重ルタントを目指すのか，あるいは大学 · 研究機関の研究

ね恥ずかしながら，そのような理由で留学を決意した覚

職を目指すのかで，例の U2 の曲目のような心境でいた

えはありません．また，研究職として土壌学を志すことようです．私が博士課程の進学先に出願する際に提出しはおろか，博士課程まで進学することも考えていません

たエッセイ（Statement of objectives）を見つけましたのでした．

で，これに書かれている最後の 2 文を抜粋してみます．

学部卒業後から半年後に，修士課程の留学先に入学し，土壌化学を専門とする教授の研究室に所属しました．今
思えば，研究よりも講義によって得られたことの方が多かったと感じます．それもそのはずで，修士課程の 6 割
は授業と定期試験の勉強に費やしていました．大学院の. . . My long-term goal is to seek a professor status at aJapanese university. As a professor, I would like to engage
in teaching students and researching a problem involving
practical soil management techniques that I am going toobtain in my consulting carrier.

教育課程では，土壌学の基幹 5 科目として，土壌物理学

今読みかえしてみると拙い文章だと感じるのですが，（physics）· 化学（chemistry）· 微生物学（microbiology）· 肥

当時の素直な気持ちが表れていて，私も若かったのだな沃度学（fertility）· 生成分類学（genesis and classification）と懐かしくなります．このころから，将来の職業としてが必修となっており，通常 50 分の講義が週 3 回行われいつかは大学教員として土壌学を研究することを意識しました．多くの科目は週 1 回の LAB（実験実習）が付随ていたようです．

しています．どの科目も教科書に沿って進められ，定期

博士課程に進学してからも，授業と研究の割合は半分

試験が数回ありました．印象に残っているのが，土壌生ずつで，本格的に研究実験を始めたのは，入学から 1 年

成分類学の試験と実習です．試験のために，教科書に記

半が経過してからでした．土壌学のいくつかの基幹科目

載されている USDA の土壌分類体系を，大学受験のようも再び履修しましたが，土壌化学を専門とするために，な勢いでひたすら暗記しました．実習では，大学が米国

土壌化学の授業を再び受講しつつ，粘土鉱物学や溶液化の南西部に位置していたことから，近所の砂漠で毎週の学の授業も履修して基礎固めをしました．博士論文研究

ように土壌断面の観察を行いました．この実習で土壌断は，土壌溶液中のアルミニウム化学種と植物根の応答に面に炭酸塩が集積したぶ厚い層（K horizon と定義され関する内容に取り組んだということもあり，新たに園芸る）を目の当たりにしたことや，砂漠に突如として現れ学を副専攻として選択し，植物生理 · 栄養 · 分類学や生たどこまでもつづく desert pavement（小石が連結して舗化学なども 10 科目履修しました（今はすっかり忘れてし

装されている地表面）の上に立ったときの感動は忘れらまいました）．私には講義を履修して基礎を固めて，研究れません．このような日々の勉強を通じて，土壌を研究に応用するという米国の大学院教育の仕組みが性に合っ対象として意識し始めるとともに，いつかは土壌の研究ていたようで，授業や試験で研究実験の時間が確保できをしたいという気持ちが強くなってきた気がします．こないことを嘆くことはありませんでした．むしろ，博士のときに土壌学の基礎をきちんと学んだことが，現在大論文研究で取り組んだ土壌溶液中のアルミニウムの化学学の研究および教育指導で生かされていると感じます．

種を，溶液化学および熱力学平衡計算を導入した化学理

当時の試験問題を，今も大学の講義で存分に活用してい論で説明し，現象の根本的な理解に迫る手法に非常に興ることは，ここだけの秘密にしておいてください．

味をもちました．

大学教職への憧れ

このころから，私の現在の研究の基盤となっている，

留学当初は，修士課程を終えたら国連等の国際機関の

原子 · 分子レベルの化学種分析に基づいた土壌の元素の検定試験を受けて，開発コンサルタントの職に就き，世研究を志すことを意識していた気がします．博士課程終界各国に駐在するという夢を抱いていました．しかし，了後の職業を研究職に決めたのも，博士論文研究が本格

米国の大学院で綿密に体系化された土壌学および統計化した 2 年目ころからだったと思います．これは幸運な

学関係の講義を履修することによって，ますます知識欲

ことかもしれませんが，私は論文を執筆することが好きが強くなり，土壌学の研究を博士課程で続けることを決でした．このころに最初の論文が出版されたのですが，意しました．博士課程の進学先として，米国内の別の大実験結果をまとめて世に出すことに達成感を覚えまし

学を選びました．その理由は，修士課程では有害物質汚た．論文が一報受理されるたびに，自分の実力が向上し

国際土壌年特集

土粒子：余は如何にして土壌学者となりし乎ていくのが実感できました．年齢のせいで鈍感になった

47

おわりに

のかはわかりませんが，最近こういう実感はほとんどな

表題「余は如何にして土壌学者となりし乎」は，内村いのが残念です．また，このころから，漠然としながら鑑三が著した「余は如何にして基督信徒となりし乎」をも目指すべき土壌学研究の方向性が見えてきたようで，真似しました．米国に留学した内村が，「何故」ではな

抜群に切り替えの早い私は，それまで好きだった U2 のく「如何」にしてキリスト教に帰依したのかを著したよ曲から，古今亭志ん生の古典落語を聴くことに傾倒してうに，私も如何にして土壌学の研究を志すようになった

いきました．

のかについて，上品で洗練された動機ではありませんで大学院博士課程に出願したときのエッセイにも記されしたが，本当の理由を書き綴ってみました．内村は留学ていましたが，いつかは土壌学の研究と講義の両方がでの目的を，「第一に人となること，次に愛国者となるこきる大学の教職に就くことを望んでいました．それは，と」と述べています（内村鑑三，余は如何にして基督信講義が分かりやすく，学生の興味を引き付けることが上徒となりし乎，岩波文庫）．内村と目指す方向は違うか

手な教員と多く出会い，彼らに憧れたことが理由です．

もしれませんが，米国留学によって自らの人生の目的を

私もそう思われたいものです．興味や内容の理解を促す

見い出そうとした点においては，内村も私も本質的に同ための工夫は，多くの講義で随所にみられました．例えば私が受講した土壌化学の講義では，様々な土壌コロイ

じような意志をもって自らの 20 歳代を生きようとしていた気がしています．むしろ，冒頭で紹介した U2 の「I

ドの電子顕微鏡写真を， 2 台のプロジェクターで投影しStill. . . 」の曲のように人生で熱中できる何かを見つけらて，専用の 3D メガネを掛けて立体構造を観察するデモ

れずに，苦悩し悶々としていた時期が結構長かったようンストレーションを取り入れたりしていました．これらな気がします．「苦悩を突き抜けて歓喜にいたれ」は作曲の 3D 写真を見たときは，その迫力に感動しましたが，家のベートーベンの言葉ですが，目指すべき道を見いだ

それ以上に分かりやすく説明する努力や工夫を怠らないすことができたとき，学位取得の最終試験を合格したと教育を実践している教員に対して熱意を感じました．まき，ならびにその後大学の教職に就くことが決まったとた，この講義の最終試験は，5 人程度のグループに分か

きの私の心境でもあります．近頃は，大学の博士課程へれて，教科書の全範囲から出題される教授の質問に対しの進学者数が，以前よりもかなり減少していることが残て，口頭で答えるという方式で行われました．受講生は念です．すんなり博士号を取得できた人は稀で，苦悩し25 人ほどでしたが，その教員は 1 グループにつき 3 時間ながら歩んできた人の方が圧倒的に多いと思います．月くらいの時間を費やして対応していました．なかなかで並みな言い方になりますが，それでも私たちが土壌学をきることではないと思います．こうした姿に尊敬や憧れ追究しつづけたのは，土への興味や研究への情熱が苦悩の念を抱いたことが，土壌学の道を大学の教員として研よりも勝っていたからです．若い学生に土壌学研究の面

究と講義を両立しながら志すことの決定的な動機になり白さを伝えつつ，あわよくば大学教職への夢をもって博ました．その後，何とか博士の学位を取得し，大学で土士号の取得に邁進してもらえたら本当に幸せです．おわ壌学の研究教育に携わることができました．

りになりましたが，本稿の執筆の機会を与えて頂きました，渡辺晋生先生と取出伸夫先生（三重大学）に感謝の意を表します．

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土壌の物理性Book review

No. 130, p.49 ∼ 50 (2015)

世界の土 · 日本の土は今
地球環境 · 異常気象 · 食料問題を土からみると
一般社団法人日本土壌肥料学会 [編]農文協 2015 年 5 月 15 日第 1 刷発行

A5 版 126 頁 ISBN978-4-540-14260-4 定価本体 1,000 円 + 税

国際連合は，今年，2015 年を「国際土壌年」と宣言しザフスタン · シルダリア川下流域，メキシコ · カリフォ

た．土壌に対する認識の向上と適切な管理を支援するた

ルニア半島および中国陝西省洛恵渠灌漑区における調査

めの社会意識の醸成のためである．その背景には，世界事例を紹介している．持続性の高い灌漑農業を可能とすで爆発的に生じる人口増加，生活習慣の向上により，森る方法を挙げているが，同時にこれらの地域の厳しい生林伐採や家畜の過放牧に伴う土壌侵食，塩類集積，砂漠

活環境，貧困問題が問題の解決を困難なものにしている化など，土壌の荒廃が深刻に進行している現状がある．

と述べている．4 節「有機物減耗」では，世界の穀倉地「社稷を思う」という表現がある．社稷とは国家と解帯として有名なユーラシア · ステップ，北米プレーリー，

されることが多いが，本来，私たちの生存の基盤となる

南米パンパの気候下において分布するチェルノーゼムや「土地（社）」と「五穀（しょく）」であり，古来，王がそ

カスタノーゼム地帯において，長年にわたって蓄積されれらの神を祀ることにより，国や民の平安と発展を祈願てきた土壌有機物が開墾後 50 年の農業活動によりそのした（はじめに，より）．
この本は，日本土壌肥料学会会長（編集当時）の小﨑

2 ∼ 3 割が失われたこと，および，詳細な研究結果から，5 年間で 8 % の有機炭素の減耗が生じたことを紹介し隆先生が中心となり，当学会の「社稷を思う心を一にすている．土壌有機物の減耗を低減することが知られている志士たちの愚直なまでの，しかし，着実な研究に裏付る不耕起栽培や省耕起栽培の導入が期待されているとい

けられた熱きメッセージ」がまとめられている．

う．5 節「土壌劣化のメカニズム」では，土壌劣化 → 土

内容は 5 部（part）構成で，それぞれを構成する節が分担で執筆されている．以下に内容を紹介する．

地劣化 → 土地退化のメカニズムの深刻さを訴えている．
土壌劣化は，社会的，文化的，経済的，政治的な要因にPart 1「土のことを考えてみよう」では，植物の生産をも強く影響を受け，貧困と農業保護政策が主要因である

起点にして植物連鎖によりすべての陸域生物を養っていと言われている．また，土壌劣化を物理的土壌劣化と化る土壌が，人口の増加とともに活発化した経済活動によ

学的土壌劣化に分け，前者の侵食，土壌が固結するクラり負荷を受け，質の低下を招いていると警告している．

ストや踏圧，後者の塩類化，アルカリ化，酸性化のメカ

Part 2「なぜ土壌は劣化するのか」の 1 節「砂漠化とニズムについてより詳しくわかりやすく解説している．

風食」では，広義の「砂漠化」は非常に広い概念である

Part 3「世界の土壌 日本の土壌」の 1 節「地球に生まため，その原因も地域によって多様であると説明していれた個性的な土壌たち」では，地球は太陽系で唯一土壌る．そして，世界でもっとも砂漠化の危険性が高いとさが存在する惑星であり，その土壌が「無生物界（大気圏 ·れているアフリカ · サヘル地域の事例と，それに対する

水圏 · 岩石圏）と生物界（生物圏）を結ぶ大きな架け橋」

我が国の取り組み例を紹介している．2 節「水食」では，として地球上の陸上生態系を支えていることを述べてい東南アジアの傾斜地において，持続的な生産を可能にしる．土壌は地球表面に均等に広げるとその厚さはわずかていた伝統的焼畑が，集約化により土壌と植物の微妙な約 18 cm であり，その “地球の皮膚” といえる土壌を利バランスが崩れ，水食が加速している現状に焦点を当て用して，人類は今日まで文明を開化させ，今日まで目覚ている．水食を防ぐための取り組みとしてアグロフォレ

ましい発展をしてきた．土壌は気候，生物，母材 · 母岩，

スリーとテラス造成を紹介している．3 節「土壌塩類化」

地形，時間，人為の 6 変数の影響を受け，さまざまな土

では，世界の灌漑農地の 20 % で土壌塩類化の影響が進壌が地球上に存在する．その個性的な土壌を紹介してい行していて，乾燥地では安定的に作物を栽培するためにる．2 節「豊かで多様な日本の土壌」では，私たちの暮ら

は灌漑が必須であるが，不適切な灌漑が塩類集積土壌としを支える生態系が提供する恩恵（生態系サービス）はソーダ質土壌という二つの塩類化を引き起こすとし，カすべて土壌と密接に関わっていることを述べている．日
本の土壌は，土壌生成因子の中身が非常に多様であり，

2015 年 6 月 26 日受稿

2015 年 6 月 27 日受理᭩ࠉホJ. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性Book review

No. 130, p.49 ∼ 50 (2015)

世界の土 · 日本の土は今
地球環境 · 異常気象 · 食料問題を土からみると
一般社団法人日本土壌肥料学会 [編]農文協 2015 年 5 月 15 日第 1 刷発行

A5 版 126 頁 ISBN978-4-540-14260-4 定価本体 1,000 円 + 税

国際連合は，今年，2015 年を「国際土壌年」と宣言しソーダ質土壌という二つの塩類化を引き起こすとし，カた．土壌に対する認識の向上と適切な管理を支援するた

ザフスタン · シルダリア川下流域，メキシコ · カリフォ

めの社会意識の醸成のためである．その背景には，世界

ルニア半島および中国陝西省洛恵渠灌漑区における調査で爆発的に生じる人口増加，生活習慣の向上により，森事例を紹介している．持続性の高い灌漑農業を可能とす

林伐採や家畜の過放牧に伴う土壌侵食，塩類集積，砂漠る方法を挙げているが，同時にこれらの地域の厳しい生化など，土壌の荒廃が深刻に進行している現状がある．

活環境，貧困問題が問題の解決を困難なものにしている「社稷を思う」という表現がある．社稷とは国家と解と述べている．4 節「有機物減耗」では，世界の穀倉地されることが多いが，本来，私たちの生存の基盤となる帯として有名なユーラシア · ステップ，北米プレーリー，「土地（社）」と「五穀（しょく）」であり，古来，王がそ

南米パンパの気候下において分布するチェルノーゼムやれらの神を祀ることにより，国や民の平安と発展を祈願

カスタノーゼム地帯において，長年にわたって蓄積されした（はじめに，より）．

てきた土壌有機物が開墾後 50 年の農業活動によりその隆先生が中心となり，当学会の「社稷を思う心を一にす

2 ∼ 3 割が失われたこと，および，詳細な研究結果から，5 年間で 8 % の有機炭素の減耗が生じたことを紹介しる志士たちの愚直なまでの，しかし，着実な研究に裏付ている．土壌有機物の減耗を低減することが知られていけられた熱きメッセージ」がまとめられている．

る不耕起栽培や省耕起栽培の導入が期待されているといこの本は，日本土壌肥料学会会長（編集当時）の小﨑

内容は 5 部（part）構成で，それぞれを構成する節が分担で執筆されている．以下に内容を紹介する．

う．5 節「土壌劣化のメカニズム」では，土壌劣化 → 土
地劣化 → 土地退化のメカニズムの深刻さを訴えている．

Part 1「土のことを考えてみよう」では，植物の生産を

土壌劣化は，社会的，文化的，経済的，政治的な要因に起点にして植物連鎖によりすべての陸域生物を養っていも強く影響を受け，貧困と農業保護政策が主要因であるる土壌が，人口の増加とともに活発化した経済活動によと言われている．また，土壌劣化を物理的土壌劣化と化

り負荷を受け，質の低下を招いていると警告している．

学的土壌劣化に分け，前者の侵食，土壌が固結するクラPart 2「なぜ土壌は劣化するのか」の 1 節「砂漠化とストや踏圧，後者の塩類化，アルカリ化，酸性化のメカ

風食」では，広義の「砂漠化」は非常に広い概念である

ニズムについてより詳しくわかりやすく解説している．

ため，その原因も地域によって多様であると説明していPart 3「世界の土壌 日本の土壌」の 1 節「地球に生まる．そして，世界でもっとも砂漠化の危険性が高いとされた個性的な土壌たち」では，地球は太陽系で唯一土壌れているアフリカ · サヘル地域の事例と，それに対するが存在する惑星であり，その土壌が「無生物界（大気圏 ·我が国の取り組み例を紹介している．2 節「水食」では，

水圏 · 岩石圏）と生物界（生物圏）を結ぶ大きな架け橋」

東南アジアの傾斜地において，持続的な生産を可能にしとして地球上の陸上生態系を支えていることを述べていていた伝統的焼畑が，集約化により土壌と植物の微妙なる．土壌は地球表面に均等に広げるとその厚さはわずか

バランスが崩れ，水食が加速している現状に焦点を当て

約 18 cm であり，その “地球の皮膚” といえる土壌を利ている．水食を防ぐための取り組みとしてアグロフォレ

用して，人類は今日まで文明を開化させ，今日まで目覚スリーとテラス造成を紹介している．3 節「土壌塩類化」

ましい発展をしてきた．土壌は気候，生物，母材 · 母岩，

では，世界の灌漑農地の 20 % で土壌塩類化の影響が進

地形，時間，人為の 6 変数の影響を受け，さまざまな土

行していて，乾燥地では安定的に作物を栽培するために壌が地球上に存在する．その個性的な土壌を紹介していは灌漑が必須であるが，不適切な灌漑が塩類集積土壌とる．2 節「豊かで多様な日本の土壌」では，私たちの暮らしを支える生態系が提供する恩恵（生態系サービス）は2015 年 6 月 26 日受稿

2015 年 6 月 27 日受理

すべて土壌と密接に関わっていることを述べている．日50

土壌の物理性第 130 号(2015)

本の土壌は，土壌生成因子の中身が非常に多様であり，てはならない．2 章「豊かな日本の土を活かし維持しつ

多様な土壌が存在する．これらの特徴と利用について解づけるために」では，人類の世紀といわれる「人新世（ア説している．しかしながら，近年は化学肥料や土壌改良資材等の多量施用により，農地の多くが富栄養的な環境

ンソロポセン）」においては，食糧とエネルギー · 人口
· 環境を巡る問題として農業生産の停滞があり，農業のに変化し，生態系サービスが脆弱なものとなってしまっ

持続性の喪失をもたらす土壌の荒廃を食い止め克服してた結果，本来の土壌環境およびそれに対応した生物多様いくことが将来への責務となっていることを強調してい性が喪失の危機に直面していると警告している．

る．日本では戦後，耕土培養法や地力増進法を通して，Part 4「田んぼの土を考える」の 1 節「田んぼと水田土

農業者が適正な土壌管理を行うのを支援する枠組みが整壌が支えてくれた「もの」と「こと」」では，日本人と水えられた．しかし，1970 年前後を境として，欧米等の先稲の深い関わりについて科学的に説明している．田んぼ

進諸国では多投入 · 集約的，化学資材依存型農業への変は，水をはることにより，個性あふれる横顔（酸化層 →化によって環境への負荷が増大し，一方，発展途上国で還元層 → すき床層 → 酸化的下層の断面）を持った，永は，輸出偏重型へ傾斜して農地や水資源の劣化問題が発続的に安定生産を保証するすぐれた農地であった．それ

生した．日本でも土づくりを基本とした環境保全型農業

は，土壌の pH が中性に近づく，リン酸が利用されやすの推進が重点課題とされたが，農業労働力の減少 · 高齢

くなる，有機物が分解されにくく蓄積しやすくなる，灌化，耕種と畜産の分離等を背景に，土壌中の有機物含量

漑水から養分が供給される，連作障害が出ないなど水をの低下傾向，および，養分過剰やバランスの悪化など，はることの恩恵である．また，田んぼは米ばかりでなく，地力の低下が顕在化してきた．そのため農地土壌の 5 つドジョウ，フナ，カモ，ガン，イナゴ，アゼマメ，セリの公益的機能（作物生産機能，炭素貯留機能，物質循環などの狩りの場，採集の場，畑でもあった．さらに，田機能，水 · 大気の浄化機能，生物多様性の保全機能）の維

んぼは貯水機能，洪水防止機能，土壌侵食防止機能，地持 · 向上に高い効果が認められる営農活動を推進するた

下水涵養機能，水質浄化機能，生物多様性機能，やすらめに，地力増進基本指針や土壌診断基準の改定，減肥基

ぎ機能を持っている．2 節「田んぼの土に現れ始めた異準の策定，簡易な土壌診断法の開発が進められている．

変」では，減反政策を機に普及した田畑輪換による水田

以上，私の頭の中の整理を兼ねて，本書の内容をまとの異変に焦点を当てている．田畑輪換により，40 年足らめた．この書は，土壌劣化に焦点を当てて，土壌の適切ずの間に，転作ダイズの収量の低下が明らかになってきな管理の大切さを訴えている．しかし，私は何より，土た．ダイズ作による窒素成分の収奪と，有機物分解促進

壌を研究する私たちに「しっかり任務を果たしなさい．」

による地力低下が原因と考えられている．低コスト生産という厳しいメッセージと受け取った．農学栄えて農業をすすめ，畑作との組み合わせによって需給の調整を図

が廃れてはいけない．そのために，何ができるだろうか．

ろうとした近年，今まで持続性を疑わなかった水田シス

輸入食料よりも地場産の食料を選ぶこと，食べ残しをテムではじめて地力の維持が大きな問題となった．カコ

なくすこと，化石燃料使用量を減らすこと，土壌関連学

ミ記事「日本の農地土壌の変化を追う」では，各都道府会がすでに取り組んでいるが，学校教育に土壌教育を加県によって世界にも例がない，全国 2 万点の土壌の長期える働きかけをさらに広めること．土壌関連の論文の要(1979 ∼ 1998 年) 定点調査の集計結果が示されている．

約，あるいは土壌学研究者として皆に知って欲しいこと

Part 5「食と農業から土壌と環境を考える」の 1 節「私を，平易な文章で誰でも目に留める HP に掲載するなどたちの食が日本の土壌と環境を壊している」では，食糧は取り組めるように思う．また，望ましい農業技術を都

自給率がわずか 40 % （カロリーベース）の日本は海外か

道府県，国，農家と協力して普及すること，国内外の農ら多量の食飼料を輸入してきた結果，富栄養化による環業支援活動を行うこと，さらには自ら農業を始めること．

境汚染を引き起こしている一方，生産国での養分 · 水のまた，手間暇かけて土作りをした農地が一瞬にして使え収奪につながっている現状を訴えている．日本の食飼料

なくなるような事態，たとえば原発事故，あるいは戦争

供給システムのモデルを作成し，国全体の窒素フローをなどを起こさせない活動も個人的には大切だと思う．

求めた結果，自給率が現在とほぼ等しい 40 % まで低下

最後に，本書からの文章を以下に抜粋する．

した 1997 年では，輸入食飼料の窒素は，望ましい循環系「私たちは足下に広がる土壌を，かけがえのない地球（農地−国内生産−穀物保管−食生活−農地）の窒素量の天然資源として再認識する必要はないだろうか．国際の 2.4 倍にも達した．環境 · 農地への窒素負荷は，自給

土壌年 2015 年を迎えた今こそ，土壌と人類が共存する

率が 78 % であった 1960 年の 2 倍以上に高まっていた．

道への岐路に私たちは立たされている．今，一人ひとり

この莫大な環境 · 農地への窒素負荷を減らすには，大きがしなければならないことは，どのような犠牲を払うかくなった食飼料要求量を国内生産で賄うための農地の確を考え，そのために必要なアクションを起こすことであ保と効率的な利用に加え，化学肥料施用量を抑え，多量る．その方法は十人十色であっていい．すべては，私たに出る廃棄物を効率的に利用することが必要である．日

ちの子供や孫たちを生贄に差し出すことをしなくてもよ

本は輸入食飼料に大きく頼っているが，食飼料の輸出国

い未来を創造するために．」では農地からの窒素の収奪による地力低下や化学肥料多吉川省子

量施用による環境負荷問題を生じさせていることを忘れ（農業環境技術研究所）

土壌の物理性

52

第 130 号(2015)

議事内容

議事内容

1. 議題
（1）各編集委員より，自己紹介を行った．
（2）編集委員長より編集方針が示され，承認され

1. 議題（1）編集委員長より提案のあった「土壌の物理性
130 号」の発行計画が全会一致で承認された．
（2）編集委員長より提案のあった 2015 年度の「土た．また，各編集委員に周囲への投稿の呼びかけが依頼された．
（3）編集委員長より閲読作業手順が示された．
（4）編集委員長より，平成 27 · 28 年度の「土壌の物理性」刊行計画が提案され，全会一致で承認された．
（5）編集委員長より，平成 27 · 28 年度の「土壌の物理性」で企画する特集について説明がなさ

壌の物理性」表紙への国際土壌年のロゴの掲
載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について報告がなされた．
（2）編集委員より，各特集の進捗状況が報告された．

れた．
（6）編集委員長より巻頭言 · 土粒子 · 編集後記の執筆者（案）が提示され，承認された．
（7）編集委員長より投稿区分の新設について提案があり承認された．
（8）編集委員長より閲読関係書類の一部訂正について説明がなされた．

2. 報告（1）編集幹事より，現在の閲読の進行状況の報告がなされた．
（2）編集幹事より，現在の各種企画（講座 · 特集）の進捗状況が報告された．

V. 2015（H27）年度 第 2 回事務局会議
日時：2015 年 5 月 27 日
場

所：佐賀大学（三重大学との間は通信会議）

出席委員：長（会長），取出（編集委員長），渡辺（編集幹事），中野，宮本（庶務幹事），
近藤（会計幹事）議題：

1. 2015 年度土壌物理学会大会内容等について
2. Web（オープンアクセス権等）について
3. 学会誌（130 号発行計画等）について
4. 国際土壌年について
5. 著作権管理委託（電子コピー）について
6. 学生会員の消息確認について

VI. 2015（H27）年度 第 2 回編集委員会
開催形式：電子会議
日時：質疑応答 · 討論2015 年 6 月 22 日 ∼ 6 月 29 日
採決

2015 年 6 月 20 日 ∼ 7 月 2 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）

VII. 会員消息（2015 年 7 月 3 日まで，敬称略）
入会 正 会 員

樋口

俊輔

学生会員

荒生

秀紀

退会 正 会 員

井手 淳一郎

正 会 員

石坂

信吉

正 会 員

石田

朋靖

正 会 員

佐藤

照男

正 会 員

中本

洋

正 会 員

松本

康夫

正 会 員

森本

聡

学生会員

阿部

森也

学生会員

石川

聡子

学生会員

柄崎

仁志

学生会員

長田 友里恵学生会員

片野 健太郎

学生会員

北原

学生会員

佐々木美奈子

学生会員

鈴木

心也

学生会員

竹内

萌実

学生会員

土井

俊弘

学生会員

槙野

良介

学生会員

三木

真隆

学生会員

村上

佳織

学生会員

Priwoco Hari Kuncoro
Dr Peter CullICT International Pty Ltd

購読会員

雅俊

現在会員数（2015 年 7 月 3 日現在）
正会員（国内）： 268

正会員（海外）

：

5
シニア会員
： 16
学生会員（国内） ： 30
学生会員（海外） ： 0
賛助： 8—————————————小 計
： 327
購読会員数
： 38
—————————————合 計
： 365

53

—編 集 後 記—
土壌の物理性 130 号をお届けします．今号は，センへの議論は尽きません．今号のコンテンツやこうした議

サーと国際土壌年に関する二つの小特集を掲載しまし論に，ご意見やアイデアをお寄せいただければ幸いです．

た．有益な原稿や刺激的な原稿を多く集めることがでさて，今号より事務局の改編にあわせ編集委員会も新き，勢いのある号になったと思います．いかがでしたで体制となりました．半数の委員に継続いただき，新たにしょうか．

委員長経験者をも迎えた強力体制です．今回の二つの特会員数や投稿数の減少傾向に対し，土壌の物理性では，集に続き，次号以降も魅力のある企画が発信されること時々の編集長や編集委員会の努力により，内容や企画のと期待しています．私も編集幹事に留任ということです

充実，質の向上，情報誌としての側面の模索など魅力あので，及ばずながら委員長や編集委員のお手伝いに尽力

る誌面作りが図られてきました．様相についても，A4

し，良い誌面作りに貢献したいと思います．とはいえ，学化，ロゴの作成と表紙への掲載，TeX 化，電子化などコ

会誌は会員の皆様からの論文や情報の投稿によってこそストの軽減や時代の流れに合わせ，その刷新が進んでい

活気づきます．国際土壌年でもある今年，皆様からのバます．A4 化や TeX 化に関連して私もこの何期か編集作

ラエティに富んだ多くのご投稿をお待ちしております．

業に関わって参りましたが，動画などのサプリメントの付加やオープンアクセス，区分の新設など，更なる発展

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
洋平
橋本
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）（農業 · 食品産業技術総合研究機構）（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）（北海道立総合研究機構）（東京農工大学）（岡山大学）（農業 · 食品産業技術総合研究機構）（農業 · 食品産業技術総合研究機構）（東京大学）

渡辺晋生（編集幹事）

多機能マルチレンジデータロガー ＦＴシリーズ
ＦＴシリーズは、各チャネルに２４ビットΔΣ (デルタシグマ)型Ａ／Ｄコンバータを採用し、全チャネル同時サンプリングによる高精度測定を実現したデータロガーです。
各チャネルは、設定によりアナログ／パルス／接点などに切り替えて使用でき、各種センサを変換器なしにダイレクトに接続できます。
接続可能なセンサは、温度(Pt100／Ｔ型熱電対／Ｋ型熱電対／サーミスタ)、湿度、日射、日照、
アルベド、放射収支、気圧、風向風速、雨量、土壌水分、土壌酸素、ＥＣ、ｐＨ、ＰＦ、水位、ひずみなど様々です。

■ＦＴ２(エフティーツー)■ＦＴＪｒ(エフティージュニア)

標準で８チャネル、最大６４チャネルまで増設可能 チャネル数を１チャネルまたは２チャネルとして、な多チャネルデータロガーです。

低価格を実現したデータロガーです。

設定により、全てのチャネルをアナログ／パルス／ １チャネルタイプは、チャネル増設ユニットにより接点などの区別なく利用できるため、全てのチャネ ２チャネルタイプへ拡張できます。
ルをパルス信号や接点信号の入力チャネルとして 標準タイプ以外に、熱電対対応タイプ、制御出力機
使用することもできます。

能付きタイプなどをラインアップしています。

≪ＦＴシリーズ共通の主な特徴≫
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瞬時値以外に、インターバル間の最大値、最小値、平均値などの統計値を記録
平均風速、平均風向、最大瞬間風速、起時など風向風速測定に関わる演算機能を装備
ひずみセンサ（４ゲージ式、３５０Ωまたは１２０Ω）に対応
電圧測定において、０．１μＶの分解能を実現（電圧±７．５ｍＶレンジ時）
物理量への換算を目的とした多項式を含む演算式設定機能あり
プレヒート機能を備えたセンサ電源供給機能装備
内蔵メモリへの保存データ数１２５，０００回（保存データ数はチャネル数に影響されない）
測定データ回収用としてＵＳＢメモリに対応（ＵＳＢメモリは記録メモリとしても利用可能）
回収データはＣＳＶ形式ファイルのため、市販表計算ソフトで直接読み込み可能
単三乾電池４本、ＡＣアダプタ、ＵＳＢ給電、外部電源（ＤＣ８〜１８Ｖ）に対応
オプションの通信コンバータを利用することで、ネットワークへの接続も可能

詳しくは当社ホームページでご覧ください。

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

土壌物理学会会則

た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り
ただし，会則の変更は，総会出席者の 3 分の 2 以上の賛
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 2
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，
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〒833-0041 筑後市和泉 496 農研機構九州沖縄
送る．また，投稿原稿の掲載を決定した場合，最終原稿を農業研究センター 筑後 · 久留米研究拠点（筑後）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. 掲載された原稿の 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，評議委員会の承認を受ける．原則として申告され 10. 本誌に掲載された原稿の著作権は土壌物理学会に帰属する．
（2012.12. 20 改正）

「土壌の物理性」原稿執筆要領
全般的事項

1. 原稿は，日本語または英語で執筆する．
2. 日本語の原稿は，A4 判，25 字，26 行とし，上下左右に 30 mm 以上の余白をとる（4 枚で 1 ページになる）．
3. 日本語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，はじめに

26. 引用文献の書き方は以下のようにする．
< 雑誌 >
森本 聡, 永田 修, 川本 健, 長谷川周一 (2009): 泥炭
林土壌の温室効果ガスの生成と消失．土壌の物理性，

113: 3-12.
Fujimaki, H., Ando, Y., Cui, Y. and Inoue, M. (2008):
Parameter estimation of root water uptake model
under salinity stress. Vadose Zone Journal, 7: 3138.
Millington, R.J. and Quirk, J.P. (1959): Permeability of porous media. Nature, 183: 387-388, doi:
10.1038/183387a0.
Bitteli, M., Flury, M. and Campbell, G.S. (2003): A
thermo dielectric analyzer to measure the freezing and moisture characteristic of porous media. Water Resour. Res., 39(2): W1041, doi:
10.1029/2001WR000930.
< 単行本 >
Tinker, P.B. and Nye, P.H. (2000): Solute movementin the rhizosphere, p.308. Oxford University Press,
New York.
土壌環境分析法編集委員会編 (1997): 土壌環境分析法,
pp.129-138. 博友社, 東京.
松森堅治 (2005): 地理情報システムを用いた窒素負荷予測モデル. 波夛野隆介 · 犬伏和之編 続 · 環境負荷を予測する, pp. 60-79. 博友社, 東京.
Jury, W.A. (1996): Stochastic solute transport modeling trends and their potential compatibility with
GIS. In Corwin, D.L. and Loague, K. (ed.) Application of GIS to the modeling of non-point source
pollutants in the vadose zone, pp.57-67. SSSA Special Publication No. 48, Madison.
<Web ページ >FAO-AGL (2000): Global extent and location of sodic
soils. Available at http://www.fao.org/ag/AGL/agll/prosoil/sodic.html.（確認年月日）
野菜茶業研究所 (2006): 野菜の硝酸イオン低減化マ
ニュアル. http://vegetea.naro.affrc.go.jp/joho/manual/shousan/index.html.（確認年月日）（雑誌のページには p. や pp. をつけない．本の単数ページを示す場合には p.，複数ページを示す場合にはpp. をつける）

日本語で表題，著者名を書き，そのあとに英語で表題と著者名（フルネーム）を書いてから本文を書き始める．
英語の表題は，冒頭の単語の頭文字のみを大文字とし，それ以降は固有名詞等，特に大文字が必要な場合を除き，全て小文字とする．英語の著者名は名の 1 文字目および姓の全てを大文字で記す．また，第 1 ページ下の脚注に，著者の所属機関と所在地を英語で，Corresponding
Author とする著者の氏名と所属を日本語で記す．
4. 日本語の論文および研究ノートは，英語による表題 · 著
者名と本文との間に英語で 300 words 程度の Abstractと 5 個以内の Key words を入れる．
5. 日本語の投稿原稿（ただし，資料と土粒子，書評を除く）
は，引用文献の後に日本語で 350 字程度の要旨，および5 個以内のキーワードを書く．
6. 英語の原稿は，A4 判，ダブルスペースで作成する（約600 words で 1 ページになる）．
7. 英語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，Manuscript
title，Full name of authors を書いてから本文を書き始める．著者名は First name の 1 文字目および Familyname の全てを大文字で記す．また，第 1 ページ下の脚注に，Address of institutions of authors および
Corresponding author を記す．
8. 英語の論文および研究ノートは，Full name of authorsと本文の間に 300 words 以内の英文 Abstract と 5 個以内の英語の Key words を入れる．
9. 英語の投稿原稿（ただし，資料と土粒子，書評は除く）
は，引用文献の後に，日本語で表題と著者名，所属機関，
所在地，350 字程度の要旨，5 個以内のキーワードをつける．なお，著者が外国人のみのために日本語部分の作成が困難な場合，英語部分からの和訳により，編集委員会の責任でこれらを作成する．
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スピーカーによってチェックされている事が望ましい．
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いるので，ここには，土壌物理に特に関連の深い単位の使正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
−1
含水比
kg
kg
*
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
18. 図，表，写真は必要最小限度とし，同一事項を表と図に
モル濃度
mol m−3
mol L−1
重複して表示する事は避ける．
力N
19. 図，表，写真は 1 ページに 1 つずつ貼り付け，余白に図水分ポテンシャル J kg−1
kPa, m, cm, **
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．
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． ** cm H2 O は使わない．
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．
24. 本文中で文献を引用する場合は，著者名（西暦），ま（2000. 3.10 改正）
たは（著者名，西暦）とする（例：Tanaka（1994），（Nakamura and Suzuki, 1981））．著者が 3 名以上の場「土壌の物理性」投稿案内
合は第 1 著者名のあとに—ら，または et al. をつける
（例：山田ら（1978），（Tayler et al., 1945））．
1. 投稿原稿に対する基本方針
25. 引用文献は，本文のあとに著者名の ABC 順に書く．未編集委員会は常に会員からの自主投稿を歓迎すると共発表，私信は引用文献として記載しない．
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）（5）評議委員会では，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 2009.10.24 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）審査対象とする論文は，以下のいずれかとする：
1）選考委員が（1）に該当する論文の中から第 1 次
審査として選考したもの， 2）（1）に該当する論文の中から正会員 1 名以上により推薦（自薦もしくは他薦）されたもの．
（3）（2）-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，（2）に該当する論文の中から，第2 次審査として受賞候補論文（以下，候補論文）を審
査 · 選考し，評議委員会へ付議する．

土壌物理学会学会賞選考委員会規定

1. 目的

学会賞選考委員会（以下委員会という）は，論文賞および優秀ポスター賞の選考を行うことを目的とする．
2. 業務
委員会はつぎの業務を行う．
(1) 学会賞規定に基づく論文賞および優秀ポスター賞の選考．
(2) 土壌物理学会学会賞選考に関するその他の事項．
3. 構成
委員会は委員長 1 名および委員 5 程度を持って構成する．
(1) 委員会は正会員より構成される．
(2) 委員は評議員会の推薦に基づき総会で決定する．
(3) 任期は 2 年とする．ただし，再任はさまたげない．
(4) 委員長は委員の互選により選出する．
(5) 若干名の専門委員をおくことを認める．
4. 開催
委員会は年 3 回程度開催する．
（2002.11.23 制定 2003.11.22 改正）

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土粒子

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ローマ字 ∗

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会員 · 非会員

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ローマ字 ∗

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*著者名は漢字とローマ字の両方を記入してください．

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土壌の物理性 第 130 号（会員配布）
発行 土 壌 物 理 学 会〒 833-0041
電話

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2015 年 7 月 20 日発行

筑後市和泉 496 農研機構九州沖縄農業研究センター
筑後 · 久留米研究拠点（筑後）内 中野

0942-52-0681
FAX
spsyomu ＠ ml.affrc.go.jp
http://js-soilphysics.com/ent

0942-53-7776

銀行口座

佐賀銀行 水ヶ江支店（店番号 607）
普通 1660258 土壌物理学会 会計 近藤文義
郵便振替
口座番号：01350-2-40943
加入者名：土壌物理学会
編集委員会事務局（投稿原稿送付先）
所在地はホームページ（http://js-soilphysics.com/ent）で最新の物を確認して下さい．

E-mail印

kibyosi@ml.affrc.go.jp
刷

創文印刷工業株式会社〒 116-0011 東京都荒川区西尾久 7-12-16

ISSN 0387-6012

Journal of the Japanese Society of Soil Physics
No. 130

July, 2015

Contents
Foreword.........................................................................

H. CHO...

1

A. YANAGAWA, H. FUJIMAKI, T. OKURO, U. JAMSRAN and K. TAKEUCHI...

3...................................................................................

...

11

...

13

...

19

M. SAKAI, N. TORIDE and Y. SAKAMOTO

...

27

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

...

33

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

...

35

Original papers
Comparison of drought tolerances in a root water uptake model for two co-occurring grass species
in Mongolia......

Special section for Sensor
Preface
Notes
Effects of the electrical conductivity and the temperature on the soil water content outputs
obtained using ECH2 O 5TE................................................

T. ANNAKA and S. HANAYAMA

A liner offset equation of the volumetric water content that capacitance type GS3 soil moisture sensor
measured..............................................

S. MITSUISHI and M. MIZOGUCHI

Miscellaneous
Installation and simple correction method for a profile probe “Drill & Drop Probe”.......................................
Special section for Sensor
Preface
Readers’ Column

M. MIZOGUCHI....................................................................

R. HATANO...

39......................................................................

M. INOUE...

43................................................................

Y. HASHIMOTO

...

45

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

S. YOSHIKAWA

...

49

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

51

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

53

Book review

Published by

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

http://js-soilphysics.com/