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SOIL ANALYZING DEVICE AND SOIL ANALYZING METHOD

Foreign code F180009319
File No. (S2016-0875-N0)
Posted date Jan 24, 2018
Country WIPO
International application number 2017JP022568
International publication number WO 2017221901
Date of international filing Jun 19, 2017
Date of international publication Dec 28, 2017
Priority data
  • P2016-121860 (Jun 20, 2016) JP
Title SOIL ANALYZING DEVICE AND SOIL ANALYZING METHOD
Abstract [Problem] To provide a soil analyzing device and a soil analyzing method capable of accurately obtaining a cation exchange capacity (CEC) which serves as an indicator for evaluating the fertility of soil.
[Solution] This soil analyzing device is provided with: a sensor 10 including an exciting coil 11 and a detecting coil 12; a measuring unit 20 which, in order to apply an alternating magnetic field to soil being analyzed, generates, for each frequency, an excitation signal to be input into the exciting coil 11, and processes a detected signal that is output from the detecting coil 12 upon application of the alternating magnetic field to the soil being analyzed; a storage unit 33 which, in relation to a plurality of soils having different components, stores data related to a correlation between a quantitative value of a soil fertility characteristic including the CEC, and an estimated value of the soil fertility characteristic including the CEC, obtained from a processed detection signal measured using the sensor 10 and the measuring unit 20; and an estimating unit 34 which, on the basis of the detection signal obtained by using the sensor 10 to apply the alternating magnetic field to the soil being analyzed, and subjecting the resulting signal to processing using the measuring unit 20, uses the data stored in the storage unit 33 to estimate the soil fertility characteristic, including the CEC, of the soil being analyzed.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
In order to improve the productivity of agricultural products is, to appropriately grasp the fertility of the soil needs. As an indicator of the fertility of the soil, the soil to supply nitrogen and the soluble, soluble phosphate lies in a feed, the total phosphorus, total carbon, the total nitrogen, K, Ca, mg, Fe, Al, Na, CN ratio, soil fertility trait CEC(Cation Exchange Capacity) of the present invention. For example, the feed amount of nitrogen and the variable to analyze, using a phosphate buffer solution of the extracted soil organic matter visible absorption spectroscopy or ultraviolet absorption spectroscopy liquid or, near-infrared reflection spectral uses a method has been proposed. A part of the inventors of the present invention, these indicators are obtained simply as the method, excitation light is irradiated onto soil, by analyzing the fluorescence spectrum from the soil, soil fertility trait has been proposed a method to estimate (Patent Document 1).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
コイルを有するセンサと、
分析対象となる土壌へ交番磁界を印加するために、前記コイルに入力する励起信号を周波数毎に生成すると共に、分析対象となる土壌へ交番磁界を印加することにより前記コイルから出力される検出信号を処理する計測部と、
成分の異なる複数の土壌に関し、CEC(Cation Exchange Capacity)を含む土壌地力形質の定量値と前記センサ及び前記計測部を用いて計測した処理後の検出信号から求めたCECを含む土壌地力形質の推定値との相関に関するデータを記憶する記憶部と、
分析対象となる土壌に対して前記センサにより交番磁界を印加して前記計測部を用いて処理した検出信号に基いて、前記記憶部に記憶されているデータを用いて、分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質を推定する推定部と、
を備える、土壌分析装置。
[請求項2]
前記推定部は、前記計測部から出力された処理後の検出信号そのもの、励起信号と検出信号との振幅比及び位相差のうち一又は複数の項目であって分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質と相関を有する項目に基いて、分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質を推定する、請求項1に記載の土壌分析装置。
[請求項3]
前記推定部において、前記計測部から出力された処理後の検出信号そのもの、励起信号と検出信号との振幅比及び位相差の一又は複数の項目の値並びに当該項目の周波数に対する一次微分の値、二次微分の値の何れか又は双方の少なくとも何れかに基いて、分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質を推定するための項目を抽出する、請求項1に記載の土壌分析装置。
[請求項4]
前記推定部は、前記検出信号から前記励起信号に対する複素振幅比を求め、前記記憶部に記憶された異なる複数の土壌における前記土壌地力形質の定量値と対応する検出信号の複素振幅比との間の回帰分析に基づく回帰式により前記土壌地力形質を推定する、請求項1に記載の土壌分析装置。
[請求項5]
前記複素振幅比は絶対振幅比と位相差又は実部と虚部で表され、前記回帰式は絶対振幅比と位相差又は実部と虚部をそれぞれ独立変数とする、請求項4に記載の土壌分析装置。
[請求項6]
前記推定部は、成分の異なる複数の土壌に関し、CECを含む土壌地力形質の定量値と前記センサにより交番磁界を印加して前記計測部を用いて処理した検出信号とから、PLS(Partial Least Squares)回帰分析をして前記記憶部に記憶するデータを生成する、請求項1に記載の土壌分析装置。
[請求項7]
コイルを有するセンサと、
分析対象となる土壌へ交番磁界を印加するために、前記コイルに入力する励起信号を周波数毎に生成すると共に、分析対象となる土壌へ交番磁界を印加することにより前記コイルから出力された検出信号を処理する計測部と、
分析対象となる土壌に励起光を照射する光照射部と、
前記光照射部による照射により分析対象となる土壌からの蛍光を計測する光計測部と、
成分の異なる複数の土壌に関し、CECを含む土壌地力形質の定量値と、前記センサ及び前記計測部を用いて計測した処理後の検出信号及び前記光照射部及び前記光計測部を用いて計測した蛍光のスペクトルデータから求めたCECを含む土壌地力形質の推定値と、の相関に関するデータを記憶する記憶部と、
分析の対象となる土壌に対して前記センサにより交番電界を印加して前記計測部を用いて処理した検出信号と前記光照射部により励起光を照射して前記光計測部で計測した蛍光のスペクトルデータとに基いて、前記記憶部に記憶されているデータを用いて、分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質を推定する推定部と、
を備える、土壌分析装置。
[請求項8]
前記推定部は、前記計測部から出力された処理後の検出信号そのもの、励起信号と検出信号との振幅比及び位相差のうち一又は複数の項目であって分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質と相関を有する項目に基いて、かつ、前記光計測部で計測した蛍光のスペクトルデータのうち、分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質と相関を有するデータに基いて、分析対象となる土壌の土壌地力形質を推定する、請求項7に記載の土壌分析装置。
[請求項9]
前記推定部において、
前記計測部から出力された処理後の検出信号そのもの、励起信号と検出信号との振幅比及び位相差の一又は複数の項目の値並びに当該項目の周波数に対する一次微分の値、二次微分の値の何れか又は双方の少なくとも何れかに基いて、分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質を推定するための項目を抽出し、
前記光計測部から出力された蛍光のスペクトルデータの周波数に対する一次微分の値、二次微分の値の何れか又は双方に基いて、分析対象となる土壌のCECを含む土壌地力形質を推定するための蛍光のスペクトルデータを抽出する、請求項7に記載の土壌分析装置。
[請求項10]
前記推定部は、成分の異なる複数の土壌に関し、CECを含む土壌地力形質の定量値と、前記センサにより交番磁界を印加して前記計測部を用いて処理した検出信号と、前記光照射部により励起光が照射され、前記光計測部で計測した蛍光のスペクトルデータとから、PLS回帰分析をして前記記憶部に記憶するデータを生成する、請求項7に記載の土壌分析装置。
[請求項11]
任意の周波数毎に励起信号を発生させ、分析対象となる土壌に対して交番磁界を照射させるステップと、
前記土壌を透過した磁界による検出信号から、前記励起信号に対する複素振幅比を求めるステップと、
予め記憶された、異なる複数の土壌におけるCECを含む土壌地力形質の定量値と対応する検出信号の複素振幅比との間の回帰分析に基づく回帰式により、CECを含む土壌地力形質の推定値を求めるステップを含む、土壌分析方法。
[請求項12]
前記複素振幅比は、絶対振幅比と位相差又は実部と虚部で表され、前記回帰式は絶対振幅比と位相差又は実部と虚部をそれぞれ独立変数とする、請求項11に記載の土壌分析方法。
[請求項13]
前記回帰式は、成分の異なる複数の土壌に関し、CECを含む土壌地力形質の定量値と前記土壌を透過した磁界による検出信号から、PLS回帰分析をして生成する、請求項11又は12に記載の土壌分析方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • KOMATSU SEIKI KOSAKUSHO CO., LTD.
  • SHINSHU UNIVERSITY
  • Inventor
  • KOMATSU Takafumi
  • MISAWA Tsunaki
  • INOUE Naoto
  • MOMOSAKI Eishi
  • ORII Koji
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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