Construction of low-load soil management techniques in snow-covered orchards to cope with frequent occurrence of localized heavy rain and an early snowmelt

应对局部暴雨多发和融雪提前的雪果园低负荷土壤管理技术建设

• 批准号: 21H02303
• 负责人: 遠藤 明
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02303/
• 关键词: 積雪寒冷地; 樹園地; 低負荷土壌管理技術; 局地的豪雨; 融雪; 窒素循環; 土壌管理; 土壌水質分析; リンゴ園

本研究は①消雪が約1ヶ月早まることによる発芽時期・樹体の養分吸収開始時期の早期化および②局地的集中豪雨の多発といった、地球温暖化の進行により容易に起こり得る、①と②の2つの事象が積雪寒冷地のリンゴ園地の物質循環に対してどのような影響を及ぼすのかを解明する。そして、積雪寒冷地における近未来のリンゴ栽培において、生産面と環境面の双方の観点から推奨できる土壌管理技術は如何にあるべきなのか？という学術的「問い」に対して、農地環境工学の視点から最適解を総合的に導くことで、当該専門分野の学術研究を飛躍的に発展させるとともに、本研究成果をリンゴ生産環境の改善・技術分野に還元することを目標にしている。当該年度は3年間の研究期間の2年目であり、調査対象樹園地における土壌水分、土壌バルク電気伝導度、地温を連続的に観測しつつ土壌間隙水質のモニタリングを実施してきた。特に、当該年度においては、8月上～中旬にかけて、調査対象地域に線状降水帯が発生し記録的な大雨を観測した。このため上記②の環境条件を数値解析上の境界条件として適用できた。さらに、透水性が著しく高く保水性が極めて小さい礫質褐色森林土と、透水性と保水性が高い淡色黒ボク土のリンゴ園地において、少雨乾燥年と融雪浸透時期の土壌水分貯留および損失の程度を定量化した。体積含水率のモニタリング結果をもとに総土壌水分量の累積変化（ΣΔTSM）を計算し、淡色黒ボク土のリンゴ園地におけるΣΔTSMが周期性を持って毎年増加する傾向にあるものの、その変動は、褐色森林土のリンゴ園地の変動と比較して小さいことが示唆された。これらの結果は、リンゴ樹根が栄養素を吸収し始める融雪時期と少雨時における干ばつ時期との間のリンゴ園地の施肥管理に大きな影響を与え、特に、早春の土壌水に十分な養分が残っていれば、過剰な施肥による周辺環境への悪影響を軽減できることが明らかになった。

This study is aimed to clarify the following aspects: (1) the early stage of snowfall, the early stage of tree absorption,(2) the occurrence of local concentrated heavy rain, the easy initiation of global warming,(3) the influence of snow on the circulation of matter in cold fields, and (4) the occurrence of heavy rain. How to improve soil management technology in the near future? The academic "question" is related to the viewpoint of agricultural environmental engineering, the optimal solution is integrated, and the academic research of this field is developed rapidly. The research results are related to the improvement of production environment, the technical division and the objective. The soil moisture, soil conductivity, and ground temperature were measured during the 2-year period of the 3-year study. In particular, during the middle of the year, from early to mid-August, linear precipitation occurred in the survey area and heavy rain was recorded. The environmental conditions are analyzed numerically and the boundary conditions are applied. The degree of soil moisture storage and loss in dry and dry years and snowmelt saturation periods was quantified. The results of volumetric moisture content calculation include the cumulative variation of soil moisture component (ΔTSM), the variation of light black soil, the variation of brown forest soil, and the variation of soil moisture. The result is that the roots of trees absorb nutrients at the beginning of snowmelt and when there is little rain, the dry season and the fertilizer application management in the field have great influence on the soil and water in early spring, and the soil and water are very poor.

项目成果

Year-round Soil Water Quality Characteristics of an Apple Orchard in a Snowy and Cold Region Considering the Dormant Period

考虑休眠期的雪寒地区苹果园全年土壤水质特征

• DOI: 10.11408/jsidre.89.i_251
• 发表时间: 2021
• 期刊: Transactions of The Japanese Society of Irrigation, Drainage and Rural Engineering
• 作者: 木村 延明;吉永 育生;皆川 裕樹;福重 雄大;馬場 大地;Mito Kokawa;遠藤 明
• 通讯作者: 遠藤 明

Year-round Changes in Soil Environment in an Apple Orchard of Gravelly Brown Forest Soil in Snowy Cold Region

雪寒区砾棕林苹果园土壤环境全年变化

• DOI: 10.11408/jsidre.89.i_243
• 发表时间: 2021
• 期刊: Transactions of The Japanese Society of Irrigation, Drainage and Rural Engineering
• 作者: Aoyagi Masaki;Nishimura Naoko;Okano Yoshitaka;園田悠介，松本赳，澤田豊;今村直樹;山本千尋・岡田将誌・櫻井 玄・横沢正幸;髙山 捷匡・岩田 直人・古海 誓一;遠藤 明
• 通讯作者: 遠藤 明

礫質褐色森林土のリンゴ園地における土壌水分・EC・地温の周年変化の特徴

砾石棕林土苹果园土壤水分、电导率和土壤温度年际变化特征

• 发表时间: 2021
• 作者: 中田達;吉瀬弘人;島崎昌彦;山口莉歩，濱 武英，小杉緑子，中村公人，勝山正則;遠藤 明
• 通讯作者: 遠藤 明

Effects of elevated air temperature and CO2 concentration on soil CO2 dynamics in an apple orchard

气温升高和 CO2 浓度升高对苹果园土壤 CO2 动态的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Chihiro Kato;Akira Endo;Daiyu Ito;Sachinobu Ishida
• 通讯作者: Sachinobu Ishida

Soil water and solute transport in an Andosol apple orchard including the dormancy period in a snowy cold region

• DOI: 10.1016/j.compag.2022.107327
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Comput. Electron. Agric.
• 作者: A. Endo