WO2024111086A1 - 根圏センサおよび測定システム - Google Patents

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rhizosphere
roots
slits
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卓哉 大塚
憲宏 藤本
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日本電信電話株式会社
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    • G01N33/24—Earth materials

Definitions

  • This disclosure relates to rhizosphere sensors and measurement systems.
  • Plants secrete small amounts of organic acids or amino acids from their roots. Useful substances in the soil around the roots are transformed by chemical reactions with the secretions. It is known that plants take up these transformed substances and use them for growth.
  • the area affected by the secretions from plant roots is called the rhizosphere.
  • EC measurements are used for soil analysis in horticulture (Patent Document 1). Electrical conductivity measurements are used to measure soil acidity and the amount of salt in fertilizers. When soil is supplied with water from rainfall, etc., it becomes possible to measure the current between two electrodes in the same way as in an aqueous solution. Electrical conductivity is measured with an EC meter and is widely used.
  • Plant root secretions are small and localized. It is difficult to analyze the quantity and chemical composition of plant root secretions.
  • This disclosure has been made in light of the above circumstances, and the purpose of this disclosure is to provide technology that can measure characteristics in the rhizosphere.
  • the rhizosphere sensor of one embodiment of the present disclosure comprises a plate having a guide disposed in the extension direction of the plant roots, and a sensing unit disposed in the extension direction along the surface of the plate.
  • the sensing unit has, in order from farthest from the plate, a first electrode layer formed of a conductor, an insulator layer formed of an insulator, and a second electrode layer formed of a conductor.
  • the first electrode layer and the insulator layer have slits whose longitudinal direction is the extension direction.
  • a measurement system includes the rhizosphere sensor and a measurement device that measures electrical characteristics between the first electrode layer and the second electrode layer.
  • the present disclosure provides technology that can analyze secretions from plant roots.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a root zone sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a top view of the rhizosphere sensor.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a state in which the root zone sensor is used.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the sensing unit and the measurement system.
  • FIG. 5 is a top view and a side view of the first electrode layer of the sensing portion.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a rhizosphere sensor equipped with a marker.
  • the root zone sensor 1 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figures 1 to 3.
  • the directions that are perpendicular to the ground are defined as the X direction and the Y direction.
  • the direction perpendicular to the ground is defined as the Y direction.
  • the root zone sensor 1 comprises a plate 10 and a sensing unit 20.
  • the plate 10 has a roughly sector shape with a large upper side and a small lower side.
  • the sensing unit 20 is provided in the direction of the lower side of the plate 10. As shown in FIG. 1, the root zone sensor 1 is buried in the ground with the sensing unit 20 positioned downward and the plate 10 facing diagonally.
  • the plate 10 guides the roots that come into contact with the plate 10 to the sensing unit 20.
  • the plate 10 may be formed in a flat shape. Alternatively, the plate 10 may be formed in a curved shape so that the left and right sides are curved toward the front in the state shown in FIG. 1.
  • the plate 10 is formed of an insulating material such as biodegradable plastic.
  • the sensing unit 20 clamps the roots induced by the plate 10 between electrodes. This makes it possible to measure the electrical characteristics of the secretions near the roots R.
  • the rhizosphere sensor 1 is buried in the ground so that the plate 10 is located directly below the plant P. It is preferable that the plant P is planted directly above the upper edge of the plate 10 near the center of the left and right sides.
  • the roots R of a plant P are known to have the tendency to grow vertically downward. In addition, if there is an obstacle in the path of the roots R, the roots R are known to have the tendency to grow along the obstacle.
  • the extension direction DR of the roots R is the direction from the plate 10 toward the sensing unit 20, as shown by the DR direction arrow in FIG. 1, and is a diagonal downward direction.
  • the extension direction DR is determined by the angle of the plate 10 buried in the ground.
  • the plate 10 may include a guide 11 for guiding the roots R to the sensing unit 20.
  • the guide 11 is disposed in the extension direction DR of the roots R of the plant P.
  • the guide 11 of the plate 10 guides the roots R of the plant in the extension direction DR.
  • the guide 11 has a convex or concave shape with the extension direction DR of the roots R as the longitudinal direction relative to the surface of the plate 10.
  • the roots R extend along the convex portion.
  • the roots R enter the recessed portion of the recess and extend.
  • the plate 10 has four guides 11a, 11b, 11c, and 11d as shown in FIG. 1. Note that the number of guides 11 shown in FIG. 1 is an example and is not limited to this.
  • the plate 10 may have five or more guides 11, or three or less guides 11.
  • the guides 11a and 11b are arranged approximately parallel to each other near the center of the plate 10 in the left-right direction. This allows the roots R that extend vertically from the plant P to be efficiently guided to the sensing unit 20.
  • Guides 11c and 11d are provided near the upper left and right ends of sensing unit 20. Guides 11c and 11d are provided so that their width narrows from the top to the bottom of plate 10. This allows roots R located near the left and right ends of plate 10 to be guided to sensing unit 20 by guides 11c or 11d without extending outside plate 10.
  • each of the four guides 11a, 11b, 11c, and 11d shown in FIG. 1 is described as being formed by a single convex or concave portion facing the extension direction DR, this is not limited to the above.
  • guide 11a may be formed by multiple intermittent convex or concave portions rather than a single convex or concave portion.
  • Guide 11 may be formed in any manner as long as it can guide root R to sensing unit 20.
  • the sensing unit 20 is disposed along the surface of the plate 10 in the extension direction DR of the root R.
  • the sensing unit 20 is disposed below the plate 10.
  • the sensing unit 20 has, in order from farthest from the plate 10, specifically from the top, a first electrode layer 21 formed of a conductor, an insulator layer 22 formed of an insulator, and a second electrode layer 23 formed of a conductor.
  • the insulator layer 22 is formed of an insulator such as biodegradable plastic.
  • the first electrode layer 21, the insulator layer 22, and the second electrode layer 23 that form the sensing unit 20 have the same shape.
  • the first electrode layer 21, the insulator layer 22, and the second electrode layer 23 of the sensing unit 20 each have a thickness of about 1 mm or less.
  • the portion of the plate 10 that overlaps with the sensing unit 20 has the same shape as the sensing unit 20.
  • the first electrode layer 21, the insulator layer 22, and the second electrode layer 23 are arranged on the plate 10 so that they overlap closely and without gaps, using a manufacturing method such as crimping or print coating.
  • the first electrode layer 21 and the insulator layer 22 have slits whose longitudinal direction is the extension direction DR.
  • the first electrode layer 21 and the insulator layer 22 have slits whose longitudinal direction oscillates approximately parallel to the guide 11.
  • the slits are provided so as to penetrate the first electrode layer and the insulator layer 22.
  • the slits in the first electrode layer 21 and the insulator layer 22 guide the roots induced from the guide 11 in the extension direction.
  • the slits are provided radially is described, but they may be provided parallel.
  • the roots R penetrate the slits provided in the first electrode layer 21 and the insulator layer 22, and dense hairy roots are generated to fill the slits. This makes it easier for the roots to become densely packed between the first electrode layer 21 and the second electrode layer 23.
  • the second electrode layer 23 does not have a slit, but this is not limiting.
  • the second electrode layer 23 may have a slit, similar to the first electrode layer 21 and the insulator layer 22. If the second electrode layer 23 does not have a slit, the root R extends along the second electrode layer 23 and between the slits in the first electrode layer 21 and the insulator layer 22. If the second electrode layer 23 has a slit, the root R extends along the plate 10 that abuts against the second electrode layer 23 and between the slits in the first electrode layer 21, the insulator layer 22, and the second electrode layer 23.
  • the measurement system 5 of the present disclosure includes a rhizosphere sensor 1 including a plate 10 and a sensing unit 20, and a measurement device 2.
  • the measurement device 2 connects terminals to each of the first electrode layer 21 and the second electrode layer 23.
  • the measurement device 2 measures the electrical characteristics between the first electrode layer 21 and the second electrode layer 23. Since an insulator layer 22 is provided between the first electrode layer 21 and the second electrode layer 23, the measurement device 2 can measure the electrical characteristics of the electrolyte generated between the first electrode layer 21 and the second electrode layer 23. For example, when the electrolyte becomes an electrolytic solution due to moisture in the soil, the measurement device 2 can easily measure the electrical characteristics.
  • the electrical characteristic is the current of the electrolyte. If the measuring device 2 is an impedance meter, the electrical characteristic is the resistance value of the electrolyte.
  • the measuring device 2 can measure the change in the electrical characteristic of the electrolyte accompanying the growth of the roots R by measuring the electrical characteristic intermittently or continuously.
  • the measuring device 2 is installed within the range permitted by the specifications of the measuring device 2, and may be, for example, buried underground or installed on the surface of the ground.
  • the plate 10 and the sensing section 20 each have a recess of the same shape at the end in the extension direction. More specifically, the ends of the plate 10 and the sensing section 20 have recesses with the same shape near the lowest point. The depth of the recess in the plate 10 is formed to be greater than the depth of the recess in the sensing section 20.
  • the recessed portion has a hollow, approximately hemispherical recessed shape.
  • the recessed portion is saucer-shaped with the edge higher than the center.
  • the bottom ends of the plate 10 and the sensing portion 20 each have a recessed shape.
  • the plate 10 and the first electrode layer 21, the insulator layer 22, and the second electrode layer 23 that make up the sensing portion 20 each have the same recessed shape, so the plate 10 and the sensing portion 20 can be stacked in close contact with each other.
  • the first electrode layer 21 of the sensing unit 20 is formed at an angle relative to the surface of the upper edge of the hemispherical shape of the recessed portion 21b such that the root R extending vertically can easily slip into the slit of the slit portion 21a.
  • the slit portion 21a is formed to have an inclination (elevation angle) of, for example, about 30 degrees to 60 degrees relative to the surface of the upper edge of the hemispherical shape of the recessed portion 21b.
  • the insulator layer 22 and the second electrode layer 23 also have the same shape as the first electrode layer 21. However, the second electrode layer 23 does not have to have a slit.
  • the slits in the first electrode layer 21 and the insulator layer 22 are each provided up to the vicinity of the lowest point B of the recess.
  • the slits in the first electrode layer 21 terminate just before the lowest point B of the recess 21b and do not reach the lowest point B.
  • the slits in the insulator layer 22 terminate just before the lowest point of the recess and do not reach the lowest point.
  • the recess 21b accommodates the roots R of the plant P guided by the guide 11 of the plate 10, the slits in the first electrode layer 21, and the slits in the insulator layer 22.
  • the measuring device 2 can measure a longer range of the roots R extending within the slits.
  • the slits in the first electrode layer 21 and the insulator layer 22 are linearly arranged up to the vicinity of the lowest point B of the recessed portion 21b, but this is not limited to this.
  • the slits may be arranged to pass through the lowest point B to the extent that they do not hinder the extension of the roots R and can be guided, or may be arranged in a spiral shape inside the recessed portion 21b.
  • the recessed portion 21b is hemispherical with an opening at the top, but this is not limited to this.
  • the recessed portion 21b may be a hollow cylinder with an opening at the bottom at the top, or a hollow inverted cone with an opening at the bottom. This allows the measuring device 2 to measure a longer range of the roots R extending inside the slits.
  • a plant P is planted.
  • Markers 30 may be provided on the plate 10 to serve as a guide for the position to plant the plant P.
  • the rhizosphere sensor 1 has markers 30a and 30b on the left and right ends of the upper edge of the plate 10.
  • the marker 30 has a convex shape on the upper side relative to the upper edge of the plate 10.
  • the marker 30 can be exposed above ground when the rhizosphere sensor 1 is buried underground.
  • the root R that hits the plate 10 crawls on the plate 10 and is guided by the guide 11 to the sensing unit 20, where the root R extends through the slits of the sensing unit 20. This allows the root R to slip into the gaps of the slits, generating dense hairy roots that fill the slits.
  • the sensing unit 20 has a shape in which two metal layers are sandwiched between insulating layers.
  • the measuring device 2 measures the electrical properties between the two metal layers.
  • the measuring device 2 can measure with high sensitivity the electrical properties of electrolytes such as chemical substances secreted from the roots R densely packed within the slits.

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Abstract

根圏センサ１は、植物Ｐの根Ｒの延伸方向ＤＲに配設されるガイド１１を有するプレート１０と、プレート１０の面に沿って、延伸方向ＤＲに配置されるセンシング部２０を備える。センシング部２０は、プレート１０から遠い順に、導電体により形成される第１の電極層２１、絶縁体により形成される絶縁体層２２、および導電体により形成される第２の電極層２３を有する。第１の電極層２１および絶縁体層２２は、延伸方向ＤＲが長手方向となるスリットを有する。

Description

根圏センサおよび測定システム
　本開示は、根圏センサおよび測定システムに関する。
　植物は、根から微量の有機酸またはアミノ酸などの分泌物を出す。根の周囲の土壌に含まれる有用物質は、分泌物との化学反応により変化される。植物は、その変化されたものを取り込み、成長に利用することが、知られている。植物の根の分泌物の影響を受ける範囲を、根圏と言う。
　園芸における土壌分析として、電気伝導度（ＥＣ：Electrical Conductivity）測定が利用される（特許文献１）。電気伝導度測定では、土壌酸性度や肥料塩類量が計測される。土壌は、降雨などによる水供給により、水溶液中と同様に２つの電極間の電流測定が可能となる。電気伝導度は、ＥＣメーターにより測定され、広く利用されている。
特許第5347769号公報
　植物の根からの分泌物は、微量、かつ局所的である。植物の根からの分泌物の量および化学組成を分析することは困難である。
　例えば、特許文献１に記載のＥＣメーターを土中に電極板を差し込むことにより、土壌中の電解質の濃度の測定が可能になる。しかしながら、植物の根からの分泌物の拡散範囲は限定的である。単に土中に電極板を差し込んだとしても、植物の根が広がる領域の平均的な電気伝導度が測定されるにすぎない。特許文献１に記載の方法は、十分な精度で、根圏における特性を測定することができない。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、根圏における特性を測定可能な技術を提供することである。
　本開示の一態様の根圏センサは、植物の根の延伸方向に配設されるガイドを有するプレートと、前記プレートの面に沿って、前記延伸方向に配置されるセンシング部を備える。前記センシング部は、前記プレートから遠い順に、導電体により形成される第１の電極層、絶縁体により形成される絶縁体層、および導電体により形成される第２の電極層を有する。前記第１の電極層および前記絶縁体層は、前記延伸方向が長手方向となるスリットを有する。
　本開示の一態様の測定システムは、上記根圏センサと、前記第１の電極層および前記第２の電極層の間の電気特性を測定する測定装置を備える。
　本開示によれば、植物の根からの分泌物を分析可能な技術を提供することができる。
図１は、本開示の実施の形態に係る根圏センサを説明する図である。 図２は、根圏センサの上面図である。 図３は、根圏センサの使用状態を説明する図である。 図４は、センシング部と測定システムを説明する図である。 図５は、センシング部の第１の電極層の上面図と側面図である。 図６は、マーカーを備える根圏センサを説明する図である。
　以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付し説明を省略する。
　図１ないし図３を参照して、本開示の実施の形態に係る根圏センサ１を説明する。本開示において、地面上で直交する方向をＸ方向よびＹ方向とする。地面に対して垂直方向をＹ方向とする。
　根圏センサ１は、プレート１０およびセンシング部２０を備える。プレート１０は、上辺が大きく、下辺が小さい略扇型形状を有する。プレート１０の下辺方向に、センシング部２０が設けられる。根圏センサ１は、図１に示すように、センシング部２０が下方向に位置し、プレート１０が斜め方向になるように、地中に埋設される。
　プレート１０は、プレート１０に当接した根を、センシング部２０に誘導する。プレート１０は、平面形状に形成されても良い。あるいは、プレート１０は、図１に示す状態において、左右脇側が手前側に湾曲するように、曲面形状に形成されても良い。プレート１０は、例えば生分解性プラスチックなどの絶縁体で形成される。
　センシング部２０は、プレート１０によって誘導された根を電極で挟み込む。これにより、根Ｒの近傍の分泌物の電気特性の測定が可能になる。
　図２に示すように、植物Ｐの真下にプレート１０が位置するように、根圏センサ１は、地中に埋設される。プレート１０の上辺の左右中心近傍の真上の位置に、植物Ｐが植えられることが好ましい。
　植物Ｐの根Ｒは鉛直下向きに伸びる性質が知られている。また、植物の根Ｒは、根Ｒが延伸する先に障害物がある場合、その障害物に沿うように成長する性質を持つことが知られている。図３に示すように、植物Ｐの真下にプレート１０が位置するように埋設されることにより、植物Ｐの根Ｒは、鉛直方向に延伸し、プレート１０に当たると、プレート１０に沿って斜め下方向、具体的には、センシング部２０の方向に延伸する。従って、本開示において根Ｒの延伸方向ＤＲは、図１のＤＲ方向の矢印に示すように、プレート１０からセンシング部２０に向かう方向であって、斜め下方向である。延伸方向ＤＲは、地中に埋設されるプレート１０の角度によって決定される。
　プレート１０は、根Ｒをセンシング部２０に誘導するためのガイド１１を備えても良い。ガイド１１は、植物Ｐの根Ｒの延伸方向ＤＲに配設される。プレート１０のガイド１１は、植物の根Ｒを延伸方向ＤＲに誘導する。
　ガイド１１は、プレート１０の面に対して、根Ｒの延伸方向ＤＲを長手方向とする凸形状または凹形状を有する。ガイド１１が凸形状の場合、凸部に沿って根Ｒが延伸する。ガイド１１が凹形状の場合、凹部の凹み部分に根Ｒが入り込んで延伸する。
　本開示の実施の形態においてプレート１０は、図１に示すように４つのガイド１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄを有する。なお、図１に示すガイド１１の数は、一例であって、これに限るものではない。プレート１０は、５つ以上のガイド１１を有しても良いし、３つ以下のガイド１１を有しても良い。
　ガイド１１ａおよび１１ｂは、プレート１０の左右方向の中央近傍に略平行に設けられる。これにより、植物Ｐから鉛直方向に伸びた根Ｒをセンシング部２０に効率的に誘導することができる。
　ガイド１１ｃおよび１１ｄは、センシング部２０の上方左右端近傍に設けられる。ガイド１１ｃおよび１１ｄは、プレート１０の上部から下部にかけて、幅が狭くなるように設けられる。これにより、プレート１０の左右端近傍に位置する根Ｒを、プレート１０の外側に延伸させることなく、ガイド１１ｃまたは１１ｄによってセンシング部２０に誘導することができる。
　図１に示す４つのガイド１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄのそれぞれは、延伸方向ＤＲに向かう一本の凸部または凹部により形成される場合を説明するが、これに限らない。例えばガイド１１ａは、１本の凸部または凹部ではなく、複数の断続的な凸部または凹部で形成されても良い。ガイド１１は、根Ｒをセンシング部２０に誘導することができれば、どのように形成されても良い。
　センシング部２０は、プレート１０の面に沿って、根Ｒの延伸方向ＤＲに配置される。センシング部２０は、プレート１０の下方に配置される。センシング部２０は、図４に示すように、プレート１０から遠い順に、具体的には上から順に、導電体により形成される第１の電極層２１、絶縁体により形成される絶縁体層２２、および導電体により形成される第２の電極層２３を有する。絶縁体層２２は、例えば、生分解性プラスチックなどの絶縁体で形成される。
　センシング部２０を形成する第１の電極層２１、絶縁体層２２および第２の電極層２３は、同形状を有する。センシング部２０の第１の電極層２１、絶縁体層２２および第２の電極層２３は、それぞれ約１ｍｍあるいはそれ以下の厚さを持つ。プレート１０のうちセンシング部２０が重なる部分は、センシング部２０と同一の形状を有する。第１の電極層２１、絶縁体層２２および第２の電極層２３は、圧着またはプリント塗布などの製造方法により、プレート１０上において、隙間無く密接に重なるように配置される。
　図４に示すように第１の電極層２１および絶縁体層２２は、延伸方向ＤＲが長手方向となるスリットを有する。換言すると、第１の電極層２１および絶縁体層２２は、ガイド１１と略平行に長手方向を揺するスリットを有する。スリットは、第１の電極層および絶縁体層２２を貫通するように設けられる。第１の電極層２１および絶縁体層２２が有するスリットが、ガイド１１から誘導された根を延伸方向に誘導する。本開示において、スリットは、放射状に設けられる場合を説明するが、平行に設けられても良い。
　第１の電極層２１および絶縁体層２２に設けられたスリットに根Ｒが潜り込み、スリットを埋めるように密集した毛根が発生する。これにより、第１の電極層２１および第２の電極層２３の間に根が密集しやすくなる。
　図４に示す例では、第２の電極層２３はスリットを設けない場合を説明するが、これに限らない。第２の電極層２３は、第１の電極層２１および絶縁体層２２と同様に、スリットを設けても良い。なお、第２の電極層２３にスリットがない場合、根Ｒは、第２の電極層２３に沿って、第１の電極層２１および絶縁体層２２のスリットの間を延伸する。第２の電極層２３にスリットがある場合、根Ｒは、第２の電極層２３に当接するプレート１０に沿って、第１の電極層２１、絶縁体層２２および第２の電極層２３のスリットの間を延伸する。
　本開示の測定システム５は、図４に示すように、プレート１０およびセンシング部２０を備える根圏センサ１と、測定装置２を備える。測定装置２は、第１の電極層２１と第２の電極層２３のそれぞれに端子を接続する。測定装置２は、第１の電極層２１および第２の電極層２３の間の電気特性を測定する。第１の電極層２１と第２の電極層２３との間に絶縁体層２２が設けられるので、測定装置２は、第１の電極層２１と第２の電極層２３の間に発生した電解質の電気特性を測定することができる。例えば土中の水分等により電解質が電解液となると、測定装置２は、電気特性を測定しやすくなる。
　測定装置２が電流計の場合、電気特性は、電解質の電流である。測定装置２がインピーダンス計測器の場合、電気特性は、電解質の抵抗値である。測定装置２は、電気特性を断続的にあるいは連続的に測定することにより、根Ｒの成長に伴う電解質の電気特性の変化を計測することができる。また測定装置２は、測定装置２の仕様が許容する範囲で設置され、例えば、地中に埋設されても良いし、地表に設置されても良い。
　図４に示すように、プレート１０とセンシング部２０はそれぞれ、延伸方向の端部に、同形状のくぼみ部を有する。より具体的には、プレート１０とセンシング部２０の端部は、最下点近傍のくぼみ部の形状が同じである。プレート１０のくぼみ部の深さは、センシング部２０のくぼみ部の深さよりも大きくなるように形成される。
　くぼみ部は、中空かつ略半球のくぼみ形状を有する。くぼみ部は、中央よりも縁部が高い位置となる受け皿状である。図４に示す例において、プレート１０とセンシング部２０の最下端部はそれぞれ、くぼみ形状を有する。プレート１０と、センシング部２０を構成する第１の電極層２１、絶縁体層２２および第２の電極層２３は、それぞれ、同形状のくぼみ形状を有するので、プレート１０およびセンシング部２０を密着に重ねることができる。
　図５に示すように、センシング部２０の第１の電極層２１は、くぼみ部２１ｂの半球形状の上縁の面に対して、鉛直方向に延伸する根Ｒが、スリット部２１ａのスリット内に潜り込みやすい角度で形成される。スリット部２１ａは、くぼみ部２１ｂの半球形状の上辺の面に対して、例えば、約３０度ないし６０度の傾斜（仰角）を持つように形成される。絶縁体層２２および第２の電極層２３も、第１の電極層２１と同形状を有する。但し、第２の電極層２３は、スリットを有さなくても良い。
　第１の電極層２１のスリットおよび絶縁体層２２のスリットのそれぞれは、くぼみ部の最下点Ｂ近傍まで設けられる。図５に示す例では、第１の電極層２１のスリットは、くぼみ部２１ｂの最下点Ｂの手前で終端し、最下点Ｂに到達しない。絶縁体層２２のスリットも同様に、くぼみ部の最下点の手前で終端し、最下点に到達しない。くぼみ部２１ｂは、プレート１０のガイド１１、第１の電極層２１のスリットおよび絶縁体層２２のスリットにより誘導された植物Ｐの根Ｒを収容する。測定装置２は、スリット内を延伸する根Ｒのより長い範囲を測定することができる。
　図４および図５に示す例において、第１の電極層２１のスリットおよび絶縁体層２２のスリットのそれぞれが、くぼみ部２１ｂの最下点Ｂの近傍まで直線的に設けられる場合を説明したが、これに限らない。例えば、根Ｒの延伸を妨げず、誘導可能な程度に、スリットが、最下点Ｂを経由するように設けられても良いし、くぼみ部２１ｂの内部で渦巻き状に設けられても良い。またくぼみ部２１ｂが、上方が開口する半球状である場合を説明したが、これに限らない、くぼみ部２１ｂは、上方の底面が開口する中空円筒形状、または底面が開口する中空逆円錐形状であっても良い。これにより、測定装置２は、スリット内を延伸する根Ｒのより長い範囲を測定することができる。
　根圏センサ１が地下に埋設された後、植物Ｐが植えられる。植物Ｐを植える位置の目安となるように、プレート１０にマーカー３０が設けられても良い。図６に示す例において、根圏センサ１は、プレート１０の上辺の左右端に、マーカー３０ａおよび３０ｂを備える。マーカー３０は、プレート１０の上辺に対して上側に凸形状を有する。マーカー３０は、根圏センサ１を地下に埋設した際に地上に露出可能である。マーカー３０ａおよび３０ｂ間に植物Ｐを植えることにより、植物Ｐの根が、プレート１０の上辺の左右中心近傍にあたり、センシング部２０まで誘導することができる。
　本開示の実施の形態に係る根圏センサ１は、プレート１０に当たった根Ｒを、プレート１０上で匍わせ、ガイド１１によりセンシング部２０に誘導し、センシング部２０のスリット内を根Ｒが延伸する。これにより、根Ｒはスリットの隙間に潜り込み、スリットを埋めるように密集した毛根を発生させる。
　センシング部２０は、２つの金属層を絶縁体層で挟み込む形状を有する。測定装置２は、２つの金属層間の電気特性を測定する。測定装置２は、スリット内に密集した根Ｒから分泌される化学物質等の電解質の電気特性を、高い感度で計測することができる。
　なお、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
　１　根圏センサ
　２　測定装置
　５　測定システム
　１０　プレート
　１１　ガイド
　２０　センシング部
　２１　第１の電極層
　２１ａ　スリット部
　２１ｂ　くぼみ部
　２２　絶縁体層
　２３　第２の電極層
　３０　マーカー
　ＤＲ　延伸方向
　Ｐ　植物
　Ｒ　根

Claims (7)

  1. 　植物の根の延伸方向に配設されるガイドを有するプレートと、
    　前記プレートの面に沿って、前記延伸方向に配置されるセンシング部を備え、
    　前記センシング部は、
    　前記プレートから遠い順に、導電体により形成される第１の電極層、絶縁体により形成される絶縁体層、および導電体により形成される第２の電極層を有し、
    　前記第１の電極層および前記絶縁体層は、前記延伸方向が長手方向となるスリットを有する
    　根圏センサ。
  2. 　前記プレートのガイドは、植物の根を延伸方向に誘導し、
    　前記第１の電極層および前記絶縁体層が有するスリットが、前記ガイドから誘導された根を前記延伸方向に誘導する
    　請求項１に記載の根圏センサ。
  3. 　前記プレートと前記センシング部はそれぞれ、前記延伸方向の端部に、同形状のくぼみ部を有する
    　請求項１に記載の根圏センサ。
  4. 　前記第１の電極層のスリットおよび前記絶縁体層のスリットのそれぞれは、前記くぼみ部の最下点近傍まで設けられる
    　請求項３に記載の根圏センサ。
  5. 　前記プレートおよび前記絶縁体層は、生分解性プラスチックで形成される
    　請求項１に記載の根圏センサ。
  6. 　前記プレートの上辺の左右端に、前記根圏センサを地下に埋設した際に地上に露出可能なマーカーをさらに有する
    　請求項１に記載の根圏センサ。
  7. 　請求項１ないし６のいずれか１項に記載の根圏センサと、
    　前記第１の電極層および前記第２の電極層の間の電気特性を測定する測定装置
    　を備える測定システム。
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