土のコロイド特性を基軸とした土壌保全技術の高度化：土壌の構造持続性と受食性の解明

基于土壤胶体特性的土壤保持技术的复杂性：阐明土壤结构的可持续性和可蚀性

• 批准号: 22KJ0442
• 负责人: 山口 敦史
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-06-29 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0442/
• 关键词: 土壌侵食; 受食性; せん断強度; 粒子間相互作用; リル侵食; インターリル侵食; 土壌改良; コロイド; 水食; 土壌の物理化学的性質

土壌侵食（水食）は，肥沃な表層土壌を削り取ることで地力の低下や下流域の水質汚染などの原因となるため，対策が必要である．このとき，侵食シミュレーションモデルを用いて適切な対策を提案し，実施することが有効である．しかしながら，侵食シミュレーションモデルで用いられる土壌の侵食されやすさ（受食性）を表すパラメータは，土壌の構成要素から経験的な式を用いて決められることが多く，土壌の物理化学性を十分に表現できていない．そこで，高分子を添加することで土壌の物理化学性を制御しつつ受食性パラメータと結びつけることで，土壌の物理化学性と受食性の関係を評価し，侵食シミュレーションの予測精度の向上および簡便化に取り組んだ．採用2年目にあたる令和3年度の主な成果は以下の通りである．年度前半は，前年度に引き続き，流水による土壌の受食性と土粒子間の相互作用の関係を調べた．島尻マージにカチオン性高分子電解質であるポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドを混和することで，土粒子間の引力を増加させながら受食性を評価した．これにより，高分子電解質の混和によるせん断強度の増加にともないリル受食係数が直線的に減少することを見出し，土壌侵食抑制対策の効果をせん断強度を用いて評価する方法を提案した．年度後半は，高分子を添加することで土粒子間の相互作用を制御しつつ降雨実験を行う方法を確立し，降雨による土壌の受食性と土粒子間の相互作用の関係を調べた．ここでは，ノニオン性高分子であるポリビニルアルコールの混和によって島尻マージのせん断強度が増加したものの，インターリル受食係数に顕著な変化は見られなかった．ただし，土壌の透水性が向上したことから，侵食量の抑制効果は期待できる．上記の研究の遂行に加えて，令和3年度以前の研究成果の取りまとめを行い，学会発表や国内部会誌への資料投稿，国際学術雑誌への論文投稿を行った．

Soil erosion (water eating) is a problem, fertile topsoil erosion is a problem, soil fertility is low, water quality pollution in the lower basin is a problem, and countermeasures are necessary. This is the first time that the United States has made a decision on the issue of human rights. The composition of soil is determined by the formula of soil erosion, and the physicochemical properties of soil are very well expressed. The relationship between physicochemical properties of soil and food intake was evaluated, and the prediction accuracy of food intake was improved and simplified. 2-year plan and 3-year plan are adopted. In the first half of the year, the relationship between soil feeding and soil particle interaction was adjusted. The interaction between soil particles and polymer electrolytes can increase the gravitational force between soil particles and improve the evaluation of food intake. This paper proposes a method for evaluating the effect of soil erosion inhibition on the increase of breaking strength of polymer electrolyte mixture and the decrease of absorption coefficient in straight line. In the second half of the year, the interaction between soil particles and the addition of polymers to control rainfall was established, and the relationship between the interaction between soil particles and the feeding of soil particles was adjusted. This is the first time that a polymer has been used in the field. The water permeability of soil is upward, and the inhibition effect of water invasion is expected. The above mentioned research is carried out in an additional way, so that the research results of the previous three years are selected and carried out in the middle of the study. The Society will submit data to domestic ministries and journals and papers to international academic journals.

项目成果

カチオン性高分子電解質を添加した島尻マージのリル受食係数とせん断強度

添加阳离子聚电解质的岛尻的细沟接受系数和剪切强度

• 发表时间: 2021
• 作者: Noda;K.;A. Iida;S. Watanabe and Kazutoshi Osawa;Misa Yasumiishi and Taku Nishimura;Pranith Piyumal and Kazuhito SAKAI;小池健介・西村 拓・濱本昌一郎;林直樹・関口達也・杉野弘明;杉野弘明・林直樹・関口達也;野村桃子・林直樹;山口敦史 大澤和敏;川名未紗 石﨑弘真 大澤和敏;福田真由 金敷奈穂 大澤和敏;池田将隆 大澤和敏 松井宏之;西村拓;山崎琢平・濱本昌一郎・西村 拓;金敷奈穂 大澤和敏 冨坂峰人;関口覧人 濱本昌一郎 二瓶直登 市橋泰範 西村拓;Atsushi Yamaguchi and Kazutoshi Osawa;溜池菜々子 福田真由 大澤和敏;Sotaro MAKINO・Shoichiro HAMAMOTO・Taku NISHIMURA;Hiroyuki Yamada・Masahito Banba・Nobuyuki Kanuma・Yuta Ise・Yusuke Takata・Shoichiro Hamamoto・Taku Nishimura;吉野邦彦・W.D. Philpot・岩男弘毅・小竹瑠以;Chihiro Kato;西村 拓・羽田野 聡・二瓶直登・濱本昌一郎;山口敦史・金敷奈穂・石﨑弘真・大澤和敏
• 通讯作者: 山口敦史・金敷奈穂・石﨑弘真・大澤和敏

水食における土壌の受食性の制御に向けたコロイド化学の援用

应用胶体化学控制土壤水蚀敏感性

• 发表时间: 2021
• 作者: Omija Kiyono;Hakim Azizul;Masuda Kotaro;Yamaguchi Atsushi;Kobayashi Motoyoshi;山口敦史
• 通讯作者: 山口敦史