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【発明の名称】 植物の根の評価方法
【発明者】 【氏名】山浦 逸雄

【氏名】矢嶋 征雄

【氏名】田中 京子
【要約】 【課題】植物の根の接地抵抗値から大地比抵抗の影響を取り除き根本来の大きさや形態に基づく指標を数値的に得る方法。

【解決手段】従来の方法により、大地に設置する補助電極Ｃ、Ｐと植物/樹木１０に取り付けた電極Ｔ、Ｅを用いて樹木１０の接地抵抗を電流ＩとＶEPから測定する。次に，電極Ｃの接地抵抗を電流ＩとＶPCから測定する。これら二つの接地抵抗値と棒状電極Ｃの半径ａ、埋め込み深さｂから、根と同じ接地抵抗をもつ半球状電極および円板状電極の半径に換算した等価半径を求め、また適当に定めた半径Ｌの棒状電極の埋め込み深さに換算した等価長を知ることができる。このようにして求めた値が、植物の根の接地抵抗測定値から大地比抵抗の影響を取り除いて、根本来のの大きさや形態に関する情報を数値的に与える指標となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）としたとき、大地の比抵抗ρを、式、ρ＝２πｂＲC／ｌｎ(２ｂ/a)で求め、植物の根と同じ接地抵抗をもつ半球状電極の半径をｒとしたとき、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝ρ／（２πＲR）で求めることを特徴とする植物の根の評価方法。
【請求項２】 大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）としたとき、大地の比抵抗ρを、式、ρ＝２πｂＲC／ｌｎ(２ｂ/a)で求め、植物の根と同じ接地抵抗をもつ円板状電極の半径をｒとしたとき、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝ρ／（４ＲR）で求めることを特徴とする植物の根の評価方法。
【請求項３】 大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）としたとき、大地の比抵抗ρを、式、ρ＝２πｂＲC／ｌｎ(２ｂ/a)で求め、植物の根と同じ接地抵抗をもつ棒状電極（半径Ｌ、長さＤ、Ｌ≪Ｄ）の半径Ｌを適当に定めたとき、植物の根の等価長さＤを、式、２πＲRＤ＝ρｌｎ(２Ｄ/Ｌ)で求めることを特徴とする植物の根の評価方法。
【請求項４】 大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）、植物の根と同じ接地抵抗をもつ半球状電極の半径をｒとしたとき、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝ｂＲC／（ＲRｌｎ(2ｂ/a)）で求めることを特徴とする植物の根の評価方法。
【請求項５】 大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）、植物の根と同じ接地抵抗をもつ円板状電極の半径をｒとしたとき、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝πｂＲC／（2ＲRｌｎ(２ｂ/a)）で求めることを特徴とする植物の根の評価方法。
【請求項６】 大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）、植物の根と同じ接地抵抗をもつ棒状電極（半径Ｌ、長さＤ、Ｌ≪Ｄ）の半径Ｌを適当に定めたとき、植物の根の等価長さＤを、式、ln（２Ｄ／Ｌ）／Ｄ＝ＲRｌｎ(２ｂ/a) ／（ｂＲC）から求めることを特徴とする植物の根の評価方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、植物の根の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】植物は地中に根を張り、この根から水分、栄養分を吸収して生長するから、植物の根は植物の成長に重要な役割を果たしている。昔から、植物の生育状態の良否を判断する一手法として、この根の張り具合をもって判断するという手法もある。つまり、根が植物の幹から遠くまで張っている場合には根の張り具合がよいから植物の生育状態は良好であり、逆に根の張り具合がよくない場合には植物の生育状態は不良であると判断するのである。しかしながら、食物の根は地中にあるために地上からはその張り具合を判断することはできず、たまたま地表に根の一部が露出していれば、この露出した根と幹との間の距離から根が植物の幹からどの程度遠くまで張っているのかという張り具合を判断できるが、そうでない場合には、実際に土を掘って見なければ根の根の張り具合を確かめることはできない。このように根の張り具合は容易には確認できないという課題があった。
【０００３】そこで、発明者は、植物の根は地中にあって、その表面は土と接触しているのであるから、植物の根と大地との間の電気抵抗というものを考えた場合に、根の張り具合が良い場合には根と土との接触面積が増加するのであるから、根の張り具合の悪い場合と比べた場合に電気抵抗が小さくなる等、植物の根と大地との間の電気抵抗（接地抵抗）を測定することにより、植物の生育状況を判断する方法を提案した（特開平１１−３３２３７７号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、接地抵抗値は大地の比抵抗によって影響を受けるので、大地比抵抗の同じ場所における植物の根の大きさや発達状態の比較はできるが、比抵抗の異なった場所における植物の根の大きさや発達状態を正確に評価することはできない。大地の比抵抗は大地の乾湿程度などによって大きな変化を示すので、同一場所であっても雨の降った後と晴天が続いた後では異なった値となる。したがって、測定する日の大地比抵抗の値によって、根の接地抵抗値は大きくなったり小さくなったりするので、個々の根の大きさや発達状態を時間を追って正確に評価することは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記のような不都合を解決しようとするものであり、大地の比抵抗の変化にかかわらず、根本来の大きさや発達状態の時間推移を知ることのできる方法を提供し、さらに詳細には、根の接地抵抗と大地比抵抗を同一回路で同時に測定するための電極配置を与え、根の大きさや発達状態を数値的に評価することのできる方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る植物の根の評価方法は、大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）としたとき、大地の比抵抗ρを、式、ρ＝２πｂＲC／ｌｎ(２ｂ/a)で求め、植物の根と同じ接地抵抗をもつ半球状電極の半径をｒとしたとき、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝ρ／（２πＲR）で求めることを特徴としている。
【０００７】また本発明に係る植物の根の評価方法では、大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）としたとき、大地の比抵抗ρを、式、ρ＝２πｂＲC／ｌｎ(２ｂ/a)で求め、植物の根と同じ接地抵抗をもつ円板状電極の半径をｒとしたとき、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝ρ／（４ＲR）で求めることを特徴としている。
【０００８】さらに本発明に係る植物の根の評価方法では、大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂとしたとき、大地の比抵抗ρを、式、ρ＝２πｂＲC／ｌｎ(２ｂ/a)で求め、植物の根と同じ接地抵抗をもつ棒状電極（半径Ｌ、長さＤ、Ｌ≪Ｄ）の半径Ｌを適当に定めたとき、植物の根の等価長さＤを、式、２πＲRＤ＝ρｌｎ(２Ｄ/Ｌ)で求めることを特徴としている。
【０００９】また本発明に係る植物の根の評価方法では、大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）、植物の根と同じ接地抵抗をもつ半球状電極の半径をｒとしたとき、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝ｂＲC／（ＲRｌｎ(2ｂ/a)）で求めることを特徴としている。
【００１０】またさらに本発明の係る植物の根の評価方法では、大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ、植物の根と同じ接地抵抗をもつ円板状電極の半径をｒとしたとき、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝πｂＲC／（2ＲRｌｎ(２ｂ/a)）で求めることを特徴としている。
【００１１】さらに本発明に係る植物の根の評価方法では、大地に根ざした植物の茎や幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付け、前記植物から十分離れた大地に補助電極Ｃを設置し、前記植物の茎や幹の前記主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付け、前記植物と前記補助電極Ｃとの間の大地の電位分布を求めて該電位分布が平坦となる領域に電極Ｐを設置し、前記主電極Ｔと前記補助電極Ｃとの間に植物を通って大地を流れる測定用電流を流し、前記電極Ｅと前記電極Ｐとの間の電圧値ＶEPを測定し、測定した該電圧値ＶEPを前記測定用電流の電流値Ｉで割って大地と前記植物の根との間の接地抵抗値ＲRを求め、前記測定用電流を流した際の、前記電極Ｐと前記補助電極Ｃとの間の電圧値ＶPCを測定し、測定した該電圧値ＶPCを前記測定用電流の電流値Ｉで割って補助電極Ｃの接地抵抗値ＲCを求め、前記補助電極Ｃの半径をａ、埋めこみ深さをｂ（ｂ≫ａ）、植物の根と同じ接地抵抗をもつ棒状電極（半径Ｌ、長さＤ、Ｌ≪Ｄ）の半径Ｌを適当に定めたとき、植物の根の等価長さＤを、式、ln（２Ｄ／Ｌ）／Ｄ＝ＲRｌｎ(２ｂ/a) ／（ｂＲC）から求めることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。発明者は、樹木と大地間の電気抵抗を接地抵抗の形で測定し、ひとつの樹木の接地抵抗の変化を日を追って測定した結果、その値の変化が樹木の生長と関係ない変動を示すことに気がつき、樹木近傍で測定した金属導体棒の接地抵抗と比較したところ同様な変化を示すことを見出した。金属導体棒の接地抵抗は、棒状導体の地面に打ち込んだ深さと棒状導体の直径および大地の比抵抗によって定まる。これら３つの定数のうち測定環境によって変動するのは比抵抗である。つまり、地中の水分量が降雨などによって増えれば、電気伝導性が増し、比抵抗は小さくなるため、接地抵抗も変化するのである。ゆえに、大地の比抵抗を植物の接地抵抗と同時に測定し、大地比抵抗の値で植物の接地抵抗値に一種の補正を施せば、大地比抵抗に影響されることなく植物本来の根の大きさや発達状態の推移を知ることができるようになる。
【００１３】一般に、金属電極の電気接地抵抗Ｒは次の関数で表されることが知られている。Ｒ＝ρ・ｆここで、ρは大地の比抵抗を示し、ｆは金属電極の地中における形態（形状と寸法）によって定まる定数である。上の式は電気伝導性をもつ植物の根に対しても成り立つから、植物の生えている場所における大地の比抵抗ρと根の形態によって定まるｆとの積によって植物の接地抵抗が決定される。よって、植物の接地抵抗と大地比抵抗がわかればこれら二つの値から形状と寸法に関する定数ｆを求めることができる。つまり、植物の根がどのように複雑な形態と寸法を有していてもそれらに関する情報は最終的にはｆというひとつの値に置き代えることができることを意味する。このｆこそまさにその植物の根の大きさや発達状態を表す指標と考えることができる。
【００１４】上述の指標ｆの大小によって根の発達状態を推定することは可能であるが、この値が単純な物理量に換算できると根の発達状態を一層理解しやすい。一般に金属電極の接地抵抗はそれと等価な半球状電極に変換して考えることが多い。すなわち、半球状電極の半径ｒを変えればその接地抵抗も変化するので、任意の接地抵抗はそれと等しい値をもつ半球状電極の半径に換算して考えるのである。この半径ｒを等価半径とよぶが、ｆが分かっていると等価半径ｒを求めることができ、その値はｒ＝１/(2πｆ)である。この変換は植物の根に対しても成り立つので、結局根はいかに複雑な形状と寸法を有しており、かついかなる接地抵抗値を有していても、それと同じ接地抵抗値をもつ半球状電極の半径ｒに換算して考えることができる。このように、ｆが具体的な長さｒに変換して与えられれば、この値の大小によって根の大きさや発達度合いを評価するのに好都合である。
【００１５】等価半径の考え方は半球状電極の他に、円板状電極の半径に適用することも可能で、この場合は、ｒ＝１/（４ｆ）で表される。さらに、半径Ｌ長さＤの棒状電極に適用することもでき、適当な半径をもつ金属棒を接地したときに、どのくらいの深さまで埋め込めば測定対象と同じ接地抵抗値が得られるかが分かり、これは根の大きさを地中の深さ方向の値に換算することになる。棒状電極に換算した長さＤ（Ｄを等価長とよぶことにする）は、 2πｆＤ＝ln（２Ｄ／Ｌ）を解くことによって得られる。半球状電極の場合の等価半径は、根が根元から地中に放射状に伸びている場合を想定することができるのに対し、円板状電極の場合の等価半径は、根が地表に沿って地下に平面的に伸びている場合を想定できる。
【００１６】図１は植物として樹木１０を対象とした場合を例にとり、樹木１０の接地抵抗を上述の等価半径ｒおよび等価長Ｄを算出するために必要な樹木の接地抵抗と大地１２の比抵抗を同時に測定する回路を示したものである。図に示すように、大地１２に根ざした樹木１０の幹の地表から離れた部位に主電極Ｔを取り付ける。樹木１０から十分離れた大地１２に補助電極Ｃを設置する。樹木１０の幹の主電極Ｔより下方の地表付近に電極Ｅを取り付ける。樹木１０と補助電極Ｃとの間の大地１２に電極Ｐを取り付ける。なお、電極Ｐは、電極Ｅ、Ｃ間の電圧分布において平坦な部分に設置する。補助電極Ｃの設置位置を測定樹木から５〜６ｍ以上離す（測定樹木が太い場合にはもっと離す）と、図１の下部に示すように、電極Ｅ、Ｃ間の地表の電圧分布には平坦な部分が生じるので、電極Ｐをこの平坦部の中央に設置するとよい。
【００１７】対象樹木１０の根の接地抵抗ＲRを求めるためには、電源１８より電極Ｔ、Ｃ間に電圧を印加し、測定回路に流れる電流Ｉと対象樹木の地表レベルに取り付けた電極Ｅと補助電極Ｐの間の電位差ＶEPを測定し、ＶEPをＩで割ることによって求める。一方、大地比抵抗は電極Ｃの接地抵抗値から求める。測定回路に流れる電流Ｉと対象電極Ｃと補助電極Ｐの間の電位差ＶPCを測定すれば、電極Ｃの接地抵抗はＶPC/Ｉとして求まる。電極Ｃには寸法が既知の棒状電極を用いるので、その半径aと、地中に打ち込んだ深さｂ（ｂ≫ａ）および上で求めた接地抵抗ＲCから公式、ρ＝２πｂＲC／ｌｎ(２ｂ/a) により大地の比抵抗を求めることができる。この測定は比抵抗測定のために新たな電極配置をとる必要がなく、樹木の接地抵抗測定のための電極配置をそのまま利用するところに特徴がある。
【００１８】前記のように、ＲR＝ρｆであり、植物の根と同じ接地抵抗をもつ半球状電極の半径をｒとしたとき、ｒ＝１／（２πｆ）であるから、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝ρ／（２πＲR）で求めることができる。また、植物の根と同じ接地抵抗をもつ円板状電極の半径をｒとしたとき、ｒ＝１／（４ｆ）であるから、植物の根の等価半径ｒを、式、ｒ＝ρ／（４ＲR）で求めることができる。さらに、植物の根と同じ接地抵抗をもつ棒状電極（半径Ｌ、長さＤ、Ｌ≪Ｄ）の半径Ｌを適当に定めたとき、植物の根の等価長さＤを、式、２πＲRＤ＝ρｌｎ(２Ｄ/Ｌ)で求めることができる。
【００１９】上述したように植物の根の等価半径ｒおよび等価長Ｄを求めるには、大地比抵抗ρの値を知る必要があり、図１に示す補助電極Ｃの接地抵抗値と電極寸法から算出した値を利用する。しかし、大地比抵抗値は直接知る必要はなく等価半径および等価長を算出する過程で消去できるので、最終的には植物の根の接地抵抗と補助電極Ｃの接地抵抗および物理的寸法が分かればよい。すなわち、植物の根の接地抵抗はＲR＝ρ・ｆR と表され、補助電極Ｃの接地抵抗はＲC＝ρ・ｆC と表される。これら二つの式から大地比抵抗ρを消去すると、根の形状および寸法に関する定数はｆR＝ＲRｆC／ＲCとなる。一方、半球状電極の形状および寸法に関する定数は先述したように１／（２πｒ）である。これをｆRとすると、等価半径はｒ＝ＲC／（２πＲRｆC）と求まる。ｆC は補助電極Ｃ（棒状電極）の形状と寸法に関する関数で、半径をａ、地中部の長さをｂとするとｆC＝ｌｎ(２ｂ/a)／（２πｂ）であり、これを先の式に代入すると、最終的に植物の根の等価半径はｒ＝ｂＲC／（ＲRｌｎ(2ｂ/a)）と求まる。この式から分かることは、対象植物の接地抵抗ＲRおよび棒状の補助電極Ｃの接地抵抗ＲCと寸法a、bが分かれば、等価半径ｒを算出でき、大地比抵抗値は直接必要としないことを示している。
【００２０】上と同様にして円板状電極の等価半径ｒを求めると、ｒ＝πｂＲC／（2ＲRｌｎ(２ｂ/a)）で与えられる。棒状電極の場合については、適当な大きさにとった半径Ｌの電極が地中にどのくらいの深さまで入っているかその長さＤを等価長とするので、ｆR＝ln（２Ｄ／Ｌ）／２πＤである。これと補助電極Ｃの定数ｆCから、ln（２Ｄ／Ｌ）／Ｄ＝ＲRｌｎ(２ｂ/a) ／ｂＲCの関係が得られ、等価長Ｄはこの式を解くことによって与えられる。上の結果からわかるように円板状電極、棒状電極においても等価半径、等価長を求めるのに大地比抵抗値は直接必要としないことを示している【００２１】以上によって得た等価半径、等価長を、いろいろな植物／樹木についてそれぞれの根の態様に応じて適用しその値の大小から、個体間の根の大きさの違い、および経時変化から根の発達状態等の比較を行う。
【００２２】なお、電極Ｔ、Ｅは、特開平１１−３３２３７７号に示したものと同様のものを使用できる。すなわち、電極Ｅは、１本の針状もしくは釘状の電極を用い、地表面付近の幹の外周に幹の中心に向けて差し込んで取り付ける。また、電極Ｔは、針状もしくは釘状のものを用いる場合には複数本使用し、幹の外周上、ほぼ同一の水平面上であって、等間隔になるように、中心に向けて差し込むようにするとよい。
【００２３】あるいは、電極Ｅおよび／または電極Ｔに、導電性帯状体を用い、樹木の幹の外周面に水平に巻きつけて取り付け、樹木とは樹木の外周面と導電性帯状体との間に形成される容量（キャパシタンス）をもって電気的に接続し、電極Ｔから電流を幹に供給したり、また電極Ｅにおいて電圧を測定するようにしてもよい。なお、この場合、実際には、幹の外周面に電気的絶縁性を有する材料を巻き、その上から導電性帯状体を巻きつけるようにして、接触抵抗を無くす構成とする。導電性帯状体としては、アルミ箔、可撓性を有するスチールベルト等の導電性金属ベルト、銅網、導電性繊維フェルト等が採用し得る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、植物の根の接地抵抗から大地の比抵抗の影響を除いて、根本来の形態的特徴を半球状電極または円板状電極の等価半径で、さらに棒状電極の等価長で数値的に表すことができるため、根の大きさや発達状態を大地の乾湿状態と関係なく評価することができる。しかして、植物の根の大きさや成長状態を大地の比抵抗に左右されることなく評価することが可能となった。
【出願人】 【識別番号】３９８０２３０２５
【氏名又は名称】山浦 逸雄
【出願日】 平成１２年８月２９日（２０００．８．２９）
【代理人】 【識別番号】１０００７７６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】綿貫 隆夫 （外１名）
【公開番号】 特開２００２−７１６０８（Ｐ２００２−７１６０８Ａ）
【公開日】 平成１４年３月１２日（２００２．３．１２）
【出願番号】 特願２０００−２５９０２６（Ｐ２０００−２５９０２６）