パーフェクト・ターフグラス
微妙なバランス

Perfecting turfgrass

多くのアスリートは人工芝を好まない。暑いし、走り心地が悪い、 人工芝は熱く、走り心地が悪く、ボールの動き方を変え、研究 結果によれば、自然のプレー面よりも接触による怪我が多いというのだ。プロの女子サッカー選手たちは、2015年の女子ワールドカップで人工芝を使用するというFIFAの決定をめぐって訴訟を起こしたほどだ。

A photograph of a person examining a handful of plant material

A photograph of a football featuring a picture of the BYU stadium on its side sitting on turf

絶好の研究機会

ブリガム・ヤング大学を含むいくつかの大学では、競技場の大半に天然芝を使用しています。このような天然芝グラウンドの課題は、芝が頻繁な使用に耐え、交通量の多い時期や天候に恵まれない時期でも良好なパフォーマンスを発揮できるような管理方法を開発することである。これは絶好の研究機会である。

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最高のパフォーマンスを発揮するために、水と栄養素を完璧にする

BYUの芝教授であるブライアン・ホプキンス博士と植物野生生物学部の同僚たちは、温室と自然環境の両方で様々な土壌と植物の健康指標を研究するための最新鋭の施設を設置した。この施設には、住宅地やスポーツフィールドで使用されている芝草の種類や品種が数多く取り揃えられている。

Turfgrass managers discussing information on a phone

土壌センサーの前に

当初、BYUはタイマー式の標準的な灌漑コントローラーで芝生施設を管理していたが、時間の経過とともに、水分量と栄養負荷に対する芝のパフォーマンスを理解することが極めて重要であることに気づいた。ある年のメモリアルデーの週末、灌漑システムが停止した。その4日間、気温は40℃まで上昇し、フットボールスタジアムを再現するための芝の大部分は、熱ストレスのために休眠状態に陥った。

フェイルプルーフ・システムを構想する

そこでホプキンス博士は、土壌水分センサーで植物のパフォーマンスを常時監視するシステムを想像し始めた。ホプキンス博士は、芝が枯れないようにするだけでなく、ストレスの要素を正確に把握することで、健全な芝を維持しつつ、投入資材を削減できるようにしたいと考えたのだ。

水分量+水ポテンシャル-一緒の方が良い

その後すぐに、ニール・ハンセン博士をはじめとする科学者仲間は、根域を越えて移動する水を測定するために、METER社の含水量センサーと水ポテンシャルセンサーを設置した。これらの測定値を組み合わせることで、植物がいつストレス状態に達したか、また、芝がストレスの兆候を示してから休眠に入るまで、どれくらいの時間がかかったかを明確に把握できるようになった。また、温度と電気伝導度を測定することで、表面温度と根域温度、および肥料濃度の動態をモデル化することができる。

Researchers installing TEROS 21 water potential sensors under the turfgrass at BYU

誤り判明

研究者たちが発見したのは、水を使いすぎているということだった。BYUと共同でセンサーを設置したMETERの科学者、コリン・キャンベル博士は、「最初の年は、植物がまったくストレスを感じないことがわかりました。そこで、15cmのWPを観察しながら、6cmの水位がストレスの範囲に下がるのを許容し、根をより深く押し上げるために灌漑の投入を減らしました」。

芝草の場合、干ばつストレスだけが問題ではありません。水のやり過ぎはカビを発生させ、栄養分の除去・流出を招き、その是正には費用と時間がかかります。 以下のビデオでキャンベル博士は、なぜ湿りすぎと乾きすぎは紙一重であることが多いのかを説明しています。水分量と潜在水分の両方をモニタリングすることで、芝草を最適な水分レベルに保つことができます。

未来の行方

研究者たちは、土の中で起こっていることをモニターするだけでなく、地上で起こっていることもモニターしたいと考えた。そこで、ATMOS 41ウェザーステーションとセンサーを設置した。 NDVIセンサーを設置した。ウェザーステーションは、灌漑のスケジューリングに役立つ蒸発散量など、いくつかのデータを提供する。NDVI センサーは、キャノピーの健康状態/ストレスに関する情報を提供する。これらのデータを ZENTRA Cloud(METERのデータ・ソフトウェア)でこれらのデータを見ることで、芝が乾いていくときの植物への影響を見ることができる。

以下のリンクをクリックすると、詳細なグラフを含むBYUの記事全文を読むことができる。

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