溶脱空気の少ない高精度な土壌水分計測用テンシオメータ

• 担当機関: 愛知農総試
• 研究期間: 1999～2001
• 研究担当者: 榊原正典
• 発行年度: 2001
• 要約: 開発したテンシオメータは、Pコック、フルボア型ボールバルブ、ステンレス管等で構成され、溶脱空気の発生量が少なく、排気操作が簡便かつ高精度である。
• キーワード: テンシオメータ、溶脱空気、排気操作、簡便、高精度
• 背景・ねらい: Henderson ら(1963)が、セラミックカップとプラスティク材とを組み合わせたテンシオメータを提案して以来、圧力計測部が水銀マノメータ、ブルドン管型圧力計、半導体圧力センサに代わった変遷はあるが、テンシオメータの根本的な改善はなかった。; テンシオメータの最大の難点は溶脱空気の排気操作の煩雑さにあり、空気発生量を少なくして排気頻度を減少させ、排気操作を簡便にした高精度なテンシオメータを開発した。

成果の内容・特徴

1. テンシオメータは、Pコック、フルボア型ボールバルブ、ステンレス管を導入して構成され（図1）、中央部に位置するフルボア型ボールバルブで閉鎖した上部を空気溜め系、下部を計測系として、計測系内の負圧を半導体圧力センサで検知して土壌水分張力（マトリックポテンシャル）を測定する。なお、充填水は通常脱気水を使用するが、農家での使用を考慮して、普通の水道水を敢えて使用した。
2. 溶脱空気の発生量は、テンシオメータの計測系内の充填水量と、ポーラスカップを保持するテンシオメータ本体の材質に影響される（図2、表1）。そのため、計測系のテンシオメータ本体は圧力による収縮・膨脹のほとんどないステンレス管を採用した。更に、計測系内の充填水量が少ないほど溶脱空気量は減少するので、ステンレス管内に丸棒を挿入して充填水量を少なくした。
3. テンシオメータは、作物株から10cm、潅水チューブから10cmの深さ15cmに設置したが、テンシオメータ周囲の直径11cmを防根シートで覆って作物根の影響がない場合も測定してみると、両者の差は大きい（図3）。この差は作物根の直接的吸水に起因する。
4. 溶脱空気の排気は、中央部のフルボア型ボールバルブを開閉する5～6秒の操作で済み、空気溜め系の透明管内が一杯になったら上端のPコックを開栓して注水する。
5. 測定精度は、最初に半導体圧力センサ自体の精度をU字水銀計で確認したのち、半導体圧力センサを取り付けたテンシオメータのポーラスカップ部分を容器に入れて減圧し、Ｕ字水銀計で計測した。その結果、ステンレス管を導入することによりpF2.95（△900cm水柱)まで±2％誤差以下の高精度で計測でき、その上ステンレス管に丸棒を挿入することによって、溶脱空気の発生量が従来の1/100以下となった。

成果の活用面・留意点

1. テンシオメータ本体の重量が大きくなり、カップが割れやすいので設置に注意する。
2. 排気操作頻度は夏の温室メロンで3日に1回程度で、注水は10日に1回程度である。

• カテゴリ: メロン