芝草の完成
微妙なバランス
多くのアスリートは人工芝を嫌っています。暑い、走り心地が悪い、ボールの軌道が変わる、といった理由です。さらに、天然芝よりも非接触型の怪我が多いという研究結果もあります。女子プロサッカー選手たちは、2015年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ました。
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は、競技場の大部分に天然芝フィールドを採用することで対応しています。これらの天然芝フィールドの課題は、頻繁な使用に耐え、人に踏まれることが多く天候が優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す。これは絶好の研究機会です。
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芝生学教授のブライアン・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土壌と植物の健康状態に関する様々な指標を研究するための最新鋭の施設を新たに設立しました。この施設には、住宅地やスポーツ競技場で使用されている芝生の種や栽培品種が豊富に揃っています。
センサーを取り付ける前に
当初、BYUは標準的なタイマー式灌漑コントローラーを使用して芝生施設を管理していましたが、時間の経過とともに、水分含有量と栄養負荷に対する芝生のパフォーマンスを把握することが不可欠であることに気づきました。ある年のメモリアルデーの週末に灌漑システムが停止しましたが、誰も気づきませんでした。その4日間で気温は40℃（100°F）まで上昇し、フットボールスタジアムを再現するために植えられた芝生の大部分が熱ストレスにより休眠状態に陥りました。
フェイルプルーフ・システムを構想する
これを受けてホプキンス博士は、土壌水分センサーを用いて植物の生育状況を常時監視するシステムを構想し始めました。彼は芝生が枯れないようにするだけでなく、ストレスの要因を真に理解することで、水分投入量を減らしながら健全な芝生を維持できるようになりたいと考えていました。
水分量＋水ポテンシャル-一緒の方が良い
その後まもなく、ニール・ハンセン博士をはじめとする他の研究者たちが、根圏を越えて移動する水を測定するために、METER水分含有量センサーと水ポテンシャル（土壌吸引力）センサーを設置しました。これらの測定値を組み合わせることで、植物がストレス状態に達した時期と、芝生がストレスの兆候を示してから休眠状態に入るまでの速度を明確に把握できるようになりました。温度と電気伝導率の補助的な測定値は、地表温度と根圏温度、そして肥料濃度の動態をモデル化する機会を提供します。
誤り判明
研究者たちは、水を使いすぎていたことに気づきました。BYUと共同でセンサー設置に取り組んだMETERの科学者、コリン・キャンベル博士は、「最初の1年間で、植物に全くストレスがかかっていないことがわかりました。そこで、6cm（約2.5インチ）の水ポテンシャルがストレスレベルまで低下するのを待ち、同時に15cm（約6インチ）の水ポテンシャルを観察し、根をより深く成長させるために灌水量を減らしました」と述べています。
芝草の場合、干ばつストレスだけが問題ではありません。水のやりすぎはカビを発生させ、栄養分の除去や流出を引き起こし、その是正には費用と時間がかかります。 下の動画 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、土壌で何が起こっているかを監視するだけでなく、地上で何が起こっているかをも監視したいと考えました。そこで、ATMOS 41気象ステーションとNDVIセンサーを設置しました。気象ステーションは、蒸発散量など、灌漑計画に役立つ複数のデータポイントを提供します。NDVIセンサーは、樹冠の健康状態やストレスに関する情報を提供します。これらのデータをすべてZENTRA Cloud（METERのデータソフトウェア）で確認することで、芝生が乾燥していくにつれて植物にどのような影響が及ぶかを把握できるようになります。
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ます。
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