精密灌漑と土壌水資源管理の科学的実践において、従来の点型センサーは土壌の特定の「点」の瞬間的な状態しか捉えられないという点が大きな課題となっています。一方、作物の根による水分吸収、水の浸透、塩分の移動、干ばつの発生などは、垂直方向の「プロファイル」上で連続的に進行する動的なプロセスです。この問題を解決するため、HONDE社は管状の土壌水分プロファイルモニタリングシステムを発売しました。独自の設計コンセプトを持つこの製品は、離散的な「点」を連続的な「線」につなぎ、土壌水分、温度、塩分濃度を垂直プロファイル上で非破壊的かつ長期的かつ現場で連続的にモニタリングし、農業、生態学、水文学研究にこれまでにないデータインサイトを提供します。
I. 製品コンセプト：「一点スナップショット」から「断面画像」への飛躍
HONDE管状センサーシステムは、頑丈なエンジニアリングプラスチックまたはセラミック製のチューブ（「アクセスチューブ」と呼ばれる）と、高さ調節可能なマルチパラメータプローブで構成されています。プローブは、ケーブルを介してパイプ内のさまざまな深さまで降ろして測定することも、特定の深さに固定して長期連続モニタリングを行うこともできます。
コア技術原理：プローブは通常、周波数領域反射法または時間領域反射法に基づいており、管壁を通して周囲の土壌と電磁結合を形成し、管外土壌の体積水分量、電気伝導率、温度を非破壊的に測定します。
革命的な優位性
連続プロファイルデータ: 表面から深層(通常 1 メートル、2 メートル以上)までの連続的な水/塩分/温度プロファイルを測定でき、水面、根の吸水深、塩分蓄積層の動きを正確に描写します。
長期現場モニタリング：一度設置すれば、恒久的な測定が可能です。プローブは土壌と直接物理的・化学的な反応を起こさないため、従来の埋め込み型センサーのように土壌の収縮、膨張、塩分腐食によるドリフトや損傷を回避できます。データの長期安定性は極めて高いです。
多点アクセス：1つのシステムで、同一の鉛直プロファイル上で複数の深度を容易に測定でき、高いコストパフォーマンスを実現します。さらに、プローブ技術は将来的にアップグレードや交換が可能で、土壌の再掘削は不要です。
II. コアアプリケーションシナリオと科学的価値
精密灌漑と根系の水と肥料の管理
まさにそこに、このシステムの最も直接的な価値が存在します。このシステムは、土壌断面における水の動態を明らかにすることで、灌漑の質的飛躍を実現します。
灌水タイミングと灌水量の決定：「表面が乾燥している」だけでなく、「根層に水分が不足しているかどうか」「水がどの程度深く浸透しているか」も把握できます。「水分管理と苗の保持」や「深灌水」を正確に実施することで、根の浸透を促進し、作物のストレス耐性を高めます。
灌漑戦略の最適化: 点滴灌漑または溝灌漑後のウェットフロントの形状と深さを明確に表示し、灌漑の均一性を確認し、エミッターの流量と配置間隔を最適化し、深浸透や灌漑不足を回避します。
水と肥料の連動管理：塩分プロファイルを同時に監視し、施肥による根域の塩分蓄積を防ぎ、浸出効率を評価します。
2. 干ばつ早期警報と生態水文学研究
土壌貯留層のモニタリング: さまざまな土壌層における土壌水の貯留量と消費量を正確に定量化し、地域の干ばつ評価のための物理的プロセスに基づく科学的データを提供します。
生態学的水消費研究：樹木や深根性作物による深層土壌水の利用を監視し、植生と地下水の水力学的関係を研究し、生態学的水利用と水資源配分の重要な基礎を提供します。
3. 地質災害と斜面の安定性の監視
非農業分野においては、法面、路盤、ダム内部の水の移動や間隙水圧の変化を監視するために用いられ、地滑りや崩壊などの地質災害を予測するための重要な前兆監視手法となっています。
4. 塩性アルカリ性土壌のガバナンスと改善効果の評価
長期間にわたり、断面における塩分の浸出、蒸発蓄積、季節的変化を継続的に監視することで、さまざまな改善策（石膏の塗布、隠蔽管による塩分排水、節水灌漑など）の真の効果を定量的に評価し、科学的な改善に導くことができます。
III. 技術的利点とシステム構成
高精度・低ドリフト：先進的なセンシング技術を採用することで、水分測定精度は±2％（体積水分含有量）に達し、年間ドリフト率は極めて低く、長期データの科学的価値を保証します。
頑丈で耐久性のあるアクセス パイプ: 耐腐食性と低熱膨張係数の材料で作られており、農業に影響を与えることなく、さまざまな土壌で長期にわたって安定した存在を保証します。
インテリジェントなデータ収集と伝送：プローブは多機能データコレクターに接続でき、太陽光発電と 4G/NB-IoT ワイヤレス伝送をサポートし、リモート制御測定とリアルタイムのデータ取得を可能にします。
プロフェッショナルなデータ分析ソフトウェア: 搭載されているソフトウェアでは、水分/塩分/温度プロファイルの時空間的な動的変化を視覚的に表示し、等高線マップを生成し、深度積分計算 (根層の総貯水量など) を実行できます。
IV. 実証事例：データ駆動型深海保全
華北平原における冬小麦と夏トウモロコシの輪作のための大規模節水試験場において、研究者らはHONDE管状プロファイルモニタリングシステムを設置しました。2シーズン連続のモニタリングを通じて、以下のことが明らかになりました。
従来の灌漑システムでは、灌漑用水の60%以上が1メートル以下の深層に浸透し、根系がそれを利用することが困難になります。
小麦は穂肥大期に主に40～60センチメートルの深さで水分を吸収しますが、トウモロコシは登熟期に80～100センチメートルの深さで土壌水分を有効に活用できます。
これらのプロファイルデータに基づき、「根層の深さに応じた動的な水補給」という精密な灌漑システムを策定しました。その結果、収量確保を前提に、輪作サイクル全体を通して灌漑用水消費量が32%削減され、窒素肥料の溶出リスクも大幅に低減しました。このプロジェクトの成果は、地域の農業節水政策の策定に確固たる科学的データに基づく裏付けとなりました。
結論
土壌水分の動きは、地中で静かに、しかし重要な旅路を辿ります。HONDE管状土壌水分センサーは、土壌プロファイルに沿う「CTスキャナー」のように、この旅路を明確にし、計測・管理することを可能にします。従来の点計測の限界を超え、土壌・植物・大気の連続体における水輸送を理解し、真に科学的な資源管理戦略を策定するための、かけがえのないツールを提供します。「節水」を追求する農地から、「水収支」を研究する河川流域、そして「不安定」を警告する斜面まで、本製品は独自のプロファイルモニタリング機能によって、より広範な分野における水と土壌資源の安全と持続可能な利用を守り、精密農業と生態水文学研究をより深化させます。
HONDEについて：専門的な土壌・水分モニタリング技術のリーダーとして、HONDEは革新的なセンシングソリューションを通じて地下世界の複雑なプロセスを解明することに尽力しています。土壌プロファイルにおける水、塩分、熱のダイナミクスを深く理解することが、食料安全保障、水不足、そして環境問題への取り組みにおける科学的基盤となると信じています。
土壌センサーの詳細については、Honde Technology Co., LTD. にお問い合わせください。
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
企業ウェブサイト:www.hondetechco.com
投稿日時: 2025年12月10日