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ライプニッツ・ハノーバー大学:ツビックローエルによる植物の根端の成長に関する力の測定と研究

ケーススタディー

  • 顧客: ライプニッツハノーバー校、地球システム科学研究所、土壌科学科、土壌生物物理学科長
  • ロケーション: ハノーバー、ドイツ
  • 産業: 研究機関および学術機関
  • トピック: 根の浸出液と土壌水分に応じた土壌の浸透抵抗

2025年1月

ライプニッツ大学ハノーバー校の地球システム科学研究所は、土壌中の根の成長をシミュレートしています。植物の根の先端は、粘液ゲルと呼ばれる物質を土壌に放出し、それがその後の根の成長に影響を与える可能性があります。大学は、ツビックローエルの支援を受けて、このプロセスが土壌の水分含有量によってどのように影響を受けるか、そして根の成長を促す要因は何かを調査しています。

タスク コンピテンシー ソリューション 結果 製品

ライプニッツ大学ハノーバーの地球システム科学研究所

ライプニッツ大学ハノーバーの地球システム科学研究所 (IESW) は 2024 年に設立され、土壌科学、地質植物学、地質学、鉱物学、自然地理学、景観生態学など、いくつかの以前の研究所を統合した重要な学際的機関です。この再編の目的は、さまざまな専門分野間の協力を強化し、人間と自然の複雑な相互作用に関する研究を促進することです。

IESW の中心的な関心事は、特に気候変動、生物多様性の喪失、資源の持続可能な利用に関する地球規模の変化の影響の調査です。研究所は、差し迫った環境問題の解決策を開発するために、科学的観点と社会的観点の両方を取り入れた統合的なアプローチを追求しています。さらに、IESW は共同ジオキャンパスの創設を推進しており、これにより学生と研究者の交流が促進され、学際的な教育が強化されます。当研究所は、革新的な研究プロジェクトと実践志向の学習プログラムを通じて、現代の課題に取り組むことを目指す意欲的な科学者にプラットフォームを提供しています。

ツビックローエルトップコンピテンシー

  • 試験機の個別のカスタマイズと使用オプション。
  • 明確に定義されたソフトウェア評価とユーザーフレンドリーな操作。
  • 意味のある結果を得るための高精度の力センサー。
  • 試験速度の正確な調整。

タスク

根の成長をシミュレートする際の力の測定

土壌水分が粘液ゲルの根の成長に必要な力に与える影響については、ほとんど研究されていません。そのため、研究者は根の成長をシミュレートするまったく新しい実験を設計するという課題に直面しました。これには、位置と加えられた力を短い間隔で高精度に測定できる、測定速度を調整できる圧縮試験が必要でした。

ツビックローエルソリューション

ステンレス製貫入針を使用した圧縮試験

根の成長は、準備した土壌サンプルに貫入針を規定の速度で押し込むことでシミュレートされました。特別に製造されたステンレス製チップ (植物の根の形状に基づく) を、粘液ゲルと水分含有量のさまざまな組み合わせを持つ均質な土壌サンプルに規定の速度で押し込みました。研究者は、ツビックローエルAllroundLine (Z100) 材料試験機を使用しました。結果として得られた力から、根の成長に必要な貫入抵抗とエネルギーを計算し、粘液ゲルと水分含有量の影響を定量化しました。幅広い試験速度が可能なため、予備試験の助けを借りて最適なバリアントを選択でき、最適な測定期間で現実的な結果が得られました。測定された力は、調査された要因の計算と分析の基礎となりました。

「ツビックローエル試験機を使用して、植物の粘液ゲルは、根にとって最も厳しい条件のときに特に根の成長に役立つことを発見しました。特に乾燥した粘土質の土壌で。簡単に言うと、土壌中の植物の根の成長をシミュレートし、その結果生じる力を測定したのです。」

MSc ウラ・ロスコップ、ライプニッツ大学ハノーバー土壌科学研究所博士課程学生

試験結果

土壌水分は極めて重要です

根の成長に必要な力に対する粘液ゲルの影響は、土壌水分に依存します。細粒土(粘土)では、粘液ゲルは乾燥条件下で根の成長に必要なエネルギーを減らしましたが、湿った土壌ではわずかに増加しました。これらの効果は、粗粒土(砂)ではそれほど顕著ではありませんでした。

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