JP2001128523A - System for cleaning up farm environment - Google Patents

System for cleaning up farm environment

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JP2001128523A
JP2001128523A JP31745299A JP31745299A JP2001128523A JP 2001128523 A JP2001128523 A JP 2001128523A JP 31745299 A JP31745299 A JP 31745299A JP 31745299 A JP31745299 A JP 31745299A JP 2001128523 A JP2001128523 A JP 2001128523A
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政美 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a farm environmental clean-up system for preventing pollution of ground water by controlling the amount of fertilizer through the ground water and a farm environmental clean-up system to plan to prevent ground water pollution by realizing reuse of the fertilizer dissolved into the ground water. SOLUTION: A fertilizer is reused by installing a detection means (a fertilizer detector 26) for detecting a fertilizer concentration in ground water of a farm (2) and a calculation means (a controller 28), calculating to forecast the amount of fertilizing to a farm by using a detected value of fertilizer concentration and the amount of fertilizer as calculating information, or storing ground water in a water storing means (a ground water tank 12) by collecting the ground water by a water-collecting means (culverts 6, draining pipes 8, water-collecting pipes 10) and supply water to the farm by a water feed means (water supply pipes 40) when the detected value of the fertilizer concentration is larger than the standard value. Thus, the ground water pollution and reuse of the fertilizer, i.e., nitrate nitrogen dissolved into ground water are realized by controlling the fertilizing amount through the ground water.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、茶を栽培する茶園
等の圃場の施肥による地下水の汚染防止に用いられる圃
場環境浄化システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field environment purification system used for preventing groundwater contamination due to fertilization in a field such as a tea plantation where tea is grown.

【0002】[0002]

【従来の技術】茶園に投与される肥料は、地中の微生物
等によってアンモニア態窒素に分解され、このアンモニ
ア態窒素はさらに硝酸態窒素(硝酸性窒素)に分解さ
れ、その一部は茶樹に吸収される一方、茶樹に吸収され
ない肥料は地中に残留又は地下水に徐々に流亡するが、
その流亡は降雨時に顕著となる。
2. Description of the Related Art Fertilizers administered to tea gardens are decomposed into ammonia nitrogen by microorganisms in the ground, and this ammonia nitrogen is further decomposed into nitrate nitrogen (nitrate nitrogen), and part of the fertilizer is converted into tea trees. Fertilizers that are absorbed but not absorbed by the tea plant remain in the ground or gradually run off into groundwater,
The runoff becomes significant during rainfall.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、茶樹に吸収
されない肥料の多くは地下水を通じて河川、池等に流れ
てしまい、投与された肥料の多くが無駄になる。肥料に
は遅効性肥料が使用されてきているが、地下水への流亡
を阻止することはできない。
By the way, most of the fertilizer that is not absorbed by the tea plant flows into rivers, ponds and the like through groundwater, and much of the fertilizer applied is wasted. Slow-release fertilizers have been used, but they cannot prevent runoff into groundwater.

【0004】そこで、本発明は、地下水を通して施肥量
を管理することにより地下水の汚染防止を図った圃場環
境浄化システムを提供することを第1の目的とする。
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a field environment purification system for preventing contamination of groundwater by controlling the amount of fertilization through groundwater.

【0005】また、本発明は、地下水に流亡した肥料の
再利用化を実現して地下水の汚染防止を図った圃場環境
浄化システムを提供することを第2の目的とする。
[0005] It is a second object of the present invention to provide a field environment purification system that realizes the reuse of fertilizer that has flowed into groundwater to prevent groundwater contamination.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、圃場(2)の
地下水の肥料濃度を検出する検出手段(肥料検出器2
6)及び演算手段(制御装置28)を備え、肥料濃度の
検出値や施肥量を演算情報に用いて圃場に投与すべき施
肥量を予測演算し、又は、集水手段(暗渠6、吸水管
8、集水管10)により地下水を集水して貯水手段(地
下水タンク12)に溜め、肥料濃度の検出値が基準値以
上の場合、給水手段(給水管40)により圃場に給水す
ることにより、再利用を図る。この結果、地下水を通し
て施肥量の管理をすることで地下水の汚染防止、地下水
に流れ出た肥料、即ち、硝酸性窒素の再利用化を実現す
ることができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a detecting means (fertilizer detector 2) for detecting the concentration of fertilizer in groundwater in a field (2).
6) and a calculating means (control device 28) for predicting and calculating the amount of fertilization to be administered to the field using the detected value of the fertilizer concentration and the amount of fertilization as the calculation information, or a water collecting means (underdrain 6, suction pipe 8. Collecting groundwater by the water collecting pipe 10) and storing it in the water storage means (groundwater tank 12), and when the detected value of the fertilizer concentration is equal to or higher than the reference value, water is supplied to the field by the water supplying means (water supply pipe 40). Reuse. As a result, by controlling the amount of fertilization through the groundwater, it is possible to prevent the contamination of the groundwater and to reuse the fertilizer flowing out into the groundwater, that is, the nitrate nitrogen.

【0007】請求項1に係る本発明の圃場環境浄化シス
テムは、第1の目的を達成するため、圃場(2)の地下
水の肥料濃度を検出する検出手段(肥料検出器26)
と、この検出手段の検出値、前記圃場に投与された施肥
量を演算情報に用いて前記圃場に投与すべき施肥量を予
測演算する演算手段(制御装置28)とを備えたことを
特徴とする。
In order to achieve the first object, the field environment purification system of the present invention according to claim 1 has a detecting means (fertilizer detector 26) for detecting the concentration of fertilizer in groundwater in the field (2).
And a calculating means (control device 28) for predicting and calculating the amount of fertilization to be administered to the field using the detection value of the detecting means and the amount of fertilization applied to the field as calculation information. I do.

【0008】即ち、地下水中の肥料濃度は、肥料の流亡
量であり、施肥量、圃場の植物の吸収量に依存してい
る。そこで、この流亡量に比例するであろう地下水中の
肥料濃度と施肥量との関係から、最適な施肥量を予測演
算する。即ち、施肥量と流亡量との関係を観測すること
により、一定の関数関係を見い出し、この関係から最適
な施肥量を算出することができる。この場合、降雨量や
植物の生育状態による変数をも加味する。従って、最適
な施肥量を実現することにより、肥料の無駄を無くする
とともに、肥料による地下水汚染を軽減することができ
る。
[0008] That is, the concentration of fertilizer in groundwater is the amount of fertilizer runoff and depends on the amount of fertilizer applied and the amount of plant absorption in the field. Therefore, the optimum fertilizer amount is predicted and calculated from the relationship between the fertilizer concentration in the groundwater and the fertilizer amount which will be proportional to the runoff amount. That is, by observing the relationship between the fertilization amount and the runoff amount, a certain functional relationship can be found, and the optimum fertilization amount can be calculated from this relationship. In this case, variables depending on the amount of rainfall and the growth state of the plant are also taken into account. Therefore, by realizing the optimal amount of fertilizer, waste of fertilizer can be eliminated and groundwater contamination by fertilizer can be reduced.

【0009】請求項2に係る本発明の圃場環境浄化シス
テムは、第2の目的を達成するため、地中に埋設されて
地下水(25)を集水する単一又は複数の集水手段(暗
渠6、吸水管8、集水管10)と、この集水手段により
集水される前記地下水を溜める貯水手段(地下水タンク
12)と、前記地下水の肥料濃度を検出する検出手段
(肥料検出器26)と、この検出手段の検出値が基準値
以上の場合には前記貯水手段から前記地下水を圃場
(2)に給水する給水手段(給水管40)とを備えたこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in order to attain the second object, a single or a plurality of water collecting means (underdrain) buried underground to collect groundwater (25). 6, water absorption pipe 8, water collection pipe 10), water storage means (groundwater tank 12) for storing the groundwater collected by the water collection means, and detection means (fertilizer detector 26) for detecting the fertilizer concentration of the groundwater. And a water supply means (water supply pipe 40) for supplying the groundwater from the water storage means to the field (2) when the detection value of the detection means is equal to or more than the reference value.

【0010】地中に集水手段を埋設して地下水を集水
し、その地下水を貯水手段に溜める。その地下水の肥料
濃度を検出し、その肥料濃度が基準値以上の場合には、
貯水手段から圃場にその地下水を導いて給水することに
より、地下水中の肥料の再利用を図る。即ち、流亡した
硝酸性窒素を地下水を通して回収し、それを肥料として
再利用することができる。したがって、過剰な肥料投与
を防止でき、地下水の汚染防止を図ることができる。
A groundwater collecting means is buried underground to collect groundwater, and the groundwater is stored in a water storage means. Detect the fertilizer concentration in the groundwater, and if the fertilizer concentration is above the reference value,
The fertilizer in the groundwater is reused by feeding the groundwater from the water storage means to the field. That is, the runoff nitrate nitrogen can be collected through groundwater and reused as fertilizer. Therefore, excessive fertilizer administration can be prevented, and pollution of groundwater can be prevented.

【0011】請求項3に係る本発明の圃場環境浄化シス
テムは、地中に埋設されて地下水(25)を集水する集
水手段(暗渠6、吸水管8、集水管10)と、この集水
手段により集水される前記地下水を溜めるべき貯水手段
(地下水タンク12)と、前記地下水の肥料濃度を検出
する検出手段(肥料検出器26)と、この検出手段の検
出値が基準値以上の場合には前記地下水を前記貯水手段
に貯め、前記検出手段の検出値が基準値未満の場合には
前記地下水を放水させる切換手段(バルブ34)とを備
えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a field environment purification system according to the present invention, wherein water collecting means (underdrain 6, water suction pipe 8, water collecting pipe 10) which is buried underground to collect groundwater (25); A water storage means (groundwater tank 12) for storing the groundwater collected by the water means, a detection means (fertilizer detector 26) for detecting the fertilizer concentration of the groundwater, and a detection value of the detection means being equal to or more than a reference value. In this case, a switching means (valve 34) for storing the groundwater in the water storage means and discharging the groundwater when the detection value of the detection means is less than a reference value is provided.

【0012】この圃場環境浄化システムでは、集水され
る地下水の肥料濃度に応じて貯水するか放水するかを選
択している。即ち、地下水の肥料濃度が基準値未満の場
合には、地下水を汚染することがないので、そのまま放
水し、肥料濃度が基準値以上の場合には、貯水手段に溜
め、その再利用化を図る。即ち、貯水手段の地下水は給
水手段によって圃場に給水する。したがって、地下水の
利用により過剰な肥料投与を防止でき、地下水の汚染防
止を図ることができるとともに、肥料濃度が低い場合に
は放水しても地下水を汚染させることはない。
In this field environment purification system, water is stored or discharged depending on the concentration of fertilizer in groundwater to be collected. That is, when the fertilizer concentration of the groundwater is less than the reference value, the groundwater is not polluted, so the water is discharged as it is, and when the fertilizer concentration is the reference value or more, the fertilizer is collected in the water storage means and reused. . That is, the groundwater in the water storage means is supplied to the field by the water supply means. Therefore, the use of groundwater can prevent the administration of excessive fertilizer, and can prevent the contamination of groundwater. In addition, when the concentration of fertilizer is low, even if water is discharged, the groundwater is not contaminated.

【0013】請求項4に係る本発明の圃場環境浄化シス
テムは、地中に埋設されて地下水(25)を集水する集
水手段(暗渠6、吸水管8、集水管10)と、この集水
手段により集水された前記地下水を溜める貯水手段(地
下水タンク12)と、この貯水手段に溜められた前記地
下水を濃縮して肥料濃度の高い濃縮水に変換する濃縮手
段(分離膜46)と、前記貯水手段の前記濃縮水を圃場
に給水する給水手段(給水管40)とを備えたことを特
徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a field environment purification system according to the present invention, wherein a water collecting means (underdrain 6, water suction pipe 8, water collecting pipe 10) which is buried underground to collect groundwater (25); A water storage means (groundwater tank 12) for storing the groundwater collected by the water means, and a concentration means (separation membrane 46) for concentrating the groundwater stored in the water storage means and converting the groundwater to a concentrated water having a high fertilizer concentration. A water supply means (water supply pipe 40) for supplying the concentrated water of the water storage means to a field.

【0014】集水した地下水を貯水手段に溜め、その地
下水を濃縮して肥料濃度の高い濃縮水に変換し、この濃
縮水を圃場に給水すれば、肥料の再利用化を図ることが
でき、過剰な肥料投与の防止、地下水の汚染防止を図る
ことができる。
The collected groundwater is stored in a water storage means, the groundwater is concentrated and converted into concentrated water having a high fertilizer concentration, and the concentrated water is supplied to a field, whereby the fertilizer can be reused. It is possible to prevent excessive fertilizer administration and pollution of groundwater.

【0015】請求項5に係る本発明の圃場環境浄化シス
テムは、前記貯水手段の前記地下水を濾過する濾過手段
(分離膜46)と、この濾過手段で濾過された前記地下
水を放水する放水手段(バルブ50)とを備えたことを
特徴とする。即ち、集水して貯水手段に溜められた地下
水を濾過手段で濾過することにより、流亡している肥料
を回収するとともに、濾過された地下水を放水すること
により地下水の汚染防止を図ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the field environment purification system of the present invention, a filter means (separation membrane 46) for filtering the groundwater of the water storage means, and a water discharge means (water discharge means) for discharging the groundwater filtered by the filter means. Valve 50). That is, by filtering the groundwater collected and stored in the water storage means by the filtration means, it is possible to recover the fertilizer that has flowed out, and to prevent the contamination of the groundwater by discharging the filtered groundwater. .

【0016】請求項6に係る本発明の圃場環境浄化シス
テムは、前記貯水手段の前記地下水を浄化する浄化手段
(分離膜46)と、この浄化手段で浄化された浄化水を
放水する放水手段(バルブ50)とを備えたことを特徴
とする。即ち、集水して貯水手段に溜められた地下水を
浄化手段によって浄化し、放水することにより地下水の
汚染防止を図ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a field environment purification system according to the present invention, wherein the purification means (separation membrane 46) for purifying the groundwater of the water storage means, and the water discharge means for discharging purified water purified by the purification means. Valve 50). That is, the groundwater collected and stored in the water storage means is purified by the purification means, and the discharged water is discharged, thereby preventing the contamination of the groundwater.

【0017】請求項7に係る本発明の圃場環境浄化シス
テムは、前記集水手段に前記地下水を選択的に集水する
多孔管(24)を用いたことを特徴とする。即ち、地中
に多孔管を埋設することにより地下水とともに肥料を回
収することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the field environment purification system according to the present invention, a porous pipe (24) for selectively collecting the groundwater is used as the water collecting means. That is, the fertilizer can be collected together with the groundwater by burying the porous tube in the ground.

【0018】請求項8に係る本発明の圃場環境浄化シス
テムは、前記検出手段が検出した肥料濃度を伝送する伝
送手段(送信機32)を備えたことを特徴とする。即
ち、圃場と圃場管理者とが離れている場合に、圃場に設
置した伝送手段により、電気通信回線や無線等の通信媒
体を利用して肥料濃度等の情報を伝送すれば、圃場管理
の容易化、迅速化を図ることができる。
The field environment purification system of the present invention according to claim 8 is characterized by comprising a transmission means (transmitter 32) for transmitting the fertilizer concentration detected by the detection means. In other words, when the field and the field manager are separated, by transmitting information such as fertilizer concentration using a communication medium such as a telecommunication line or wireless communication by a transmission means installed in the field, the field can be easily managed. And speeding up.

【0019】そして、請求項9に係る本発明の圃場環境
浄化システムは、前記給水手段が前記地下水を前記圃場
に圧送する圧送手段(ポンプ36)を備えることを特徴
とする。即ち、圧送手段を備えることにより、高低差の
大きい圃場に対して所望の水圧を以て給水することがで
きる。
The field environment purification system of the present invention according to claim 9 is characterized in that the water supply means includes a pumping means (pump 36) for pumping the groundwater to the field. That is, by providing the pumping means, it is possible to supply water with a desired water pressure to a field having a large height difference.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.

【0021】図1は、本発明の圃場環境浄化システムの
第1の実施の形態である施肥管理システムを示してい
る。圃場2に茶樹4を栽培する茶園を例に取ると、この
圃場2は、狭小な平面部2A、2B、2C・・・が階段
状を成す、いわゆる段々畑である。各平面部2A〜2C
に植付けられた栽培植物である茶樹4には、必要に応じ
て施肥が行われる。そして、各平面部2A〜2Cには、
地下水を集水する手段として暗渠6が個別に形成されて
おり、各暗渠6に埋設された各吸水管8は集水管10に
連結されている。集水管10は、圃場2内の地中に敷設
されている。したがって、圃場2の地下水は、矢印Aに
示すように、暗渠6の吸水管8を通じて集水管10に集
められ、貯水手段である地下水タンク12に導かれる。
FIG. 1 shows a fertilizer application management system according to a first embodiment of the field environment purification system of the present invention. Taking a tea plantation where a tea tree 4 is cultivated in the field 2 as an example, the field 2 is a so-called terraced field in which narrow plane portions 2A, 2B, 2C,. Each plane part 2A-2C
Fertilizer is applied to the tea plant 4, which is a cultivated plant planted in the area, as necessary. And, in each of the plane portions 2A to 2C,
As underground water collecting means, culverts 6 are individually formed, and each water absorption pipe 8 buried in each culvert 6 is connected to a water collecting pipe 10. The water collecting pipe 10 is laid underground in the field 2. Therefore, as shown by the arrow A, the groundwater in the field 2 is collected in the water collection pipe 10 through the water suction pipe 8 of the culvert 6, and is guided to the groundwater tank 12 as a water storage means.

【0022】各暗渠6は、図2に示すように、圃場2の
平面部2A〜2Cに60cm幅で地表面16から1〜2
m掘り下げた溝であり、その内部に敷設した吸水管8を
瓦礫等の通水材18で覆い、その上に土壌20を盛った
ものである。吸水管8は合成樹脂等の耐蝕性材料で形成
されており、例えば、図3に示すように、複数の吸水透
孔22が形成された多孔管24が用いられている。通水
材18は、吸水透孔22の目詰まりを防止する機能を持
つ。したがって、図2に示すように、吸水管8には、選
択的に地下水25のみが吸水される。
As shown in FIG. 2, each of the culverts 6 has a width of 60 cm on the plane portions 2A to 2C of the field 2 and is 1-2 cm from the ground surface 16.
The water-absorbing pipe 8 laid in the trench is covered with a water-permeable material 18 such as rubble, and soil 20 is laid on the water-absorbing pipe 8. The water absorption tube 8 is formed of a corrosion-resistant material such as a synthetic resin. For example, as shown in FIG. 3, a porous tube 24 having a plurality of water absorption holes 22 is used. The water-permeable material 18 has a function of preventing the water-absorbing through holes 22 from being clogged. Therefore, as shown in FIG. 2, only the groundwater 25 is selectively absorbed into the water absorption pipe 8.

【0023】この暗渠6を通じて給水された地下水は、
図4に示すように、単一又は複数の集水管10に集合さ
せ、集水管10を通じて地下水タンク12に導かれる。
この場合、図4では、暗渠6及び吸水管8を水平に書い
ているが、圃場2の傾斜を利用して重力による集水効果
を利用する。矢印は吸水された地下水の集水状態を示
す。
The groundwater supplied through the culvert 6 is
As shown in FIG. 4, the water is collected in a single or a plurality of water collecting pipes 10, and guided to a groundwater tank 12 through the water collecting pipes 10.
In this case, in FIG. 4, the culvert 6 and the water suction pipe 8 are drawn horizontally, but the inclination of the field 2 is used to utilize the water collecting effect by gravity. Arrows indicate the state of collected groundwater.

【0024】地下水タンク12に至る集水管10には、
肥料検出手段である肥料検出器26及び流量検出手段で
ある流量検出器27が設けられている。肥料検出器26
は、肥料成分や地下水の状況、即ち、地下水のPH、E
C値、NO3 −N、NH4 −N、PO4 、K、Ca、M
g等を測定する各種測定器の総称である。また、流量検
出器27は集水管10に集水される地下水の流量を検出
する。また、降雨量の検出手段として雨量計29が設置
されている。
The collecting pipe 10 reaching the groundwater tank 12 includes:
A fertilizer detector 26 as a fertilizer detecting means and a flow rate detector 27 as a flow rate detecting means are provided. Fertilizer detector 26
Is the condition of fertilizer components and groundwater, that is, PH, E
C value, NO 3 -N, NH 4 -N , PO 4, K, Ca, M
It is a general term for various measuring instruments for measuring g and the like. The flow rate detector 27 detects the flow rate of groundwater collected by the water collecting pipe 10. A rain gauge 29 is provided as a means for detecting the amount of rainfall.

【0025】そして、この肥料検出器26、流量検出器
27及び雨量計29の各検出出力は、図1に示すよう
に、演算手段及び制御手段としての制御装置28に加え
られる。この制御装置28は、パーソナルコンピュータ
等で構成され、その出力は表示器30、送信機32に加
えられている。この場合、肥料検出器26の検出出力
は、管理者が各検出値をキーボード等の入力手段を通じ
て制御装置28に加えるようにしてもよい。この制御装
置28では、肥料検出器26の検出値から肥料の流亡
量、土中肥料残存量(施肥量−流亡量)を演算すること
ができる。即ち、地下水中の肥料濃度は、肥料の流亡量
であり、施肥量、圃場の植物の吸収量に依存している。
そこで、この流亡量に比例するであろう地下水中の肥料
濃度と施肥量との関係から、最適な施肥量を予測演算す
ることができる。施肥量と流亡量との関係を求め、その
推移を観測することにより、その圃場2及び茶樹4等の
栽培植物に対して最適な施肥量を算出することができ
る。この場合、施肥量には肥料の他、秋整枝時に刈られ
た茶樹自体も肥料に含まれるが、降雨量や植物の生育状
態による変数をも加味してもよい。最適な施肥量を実現
すれば、肥料の無駄を無くするとともに、肥料による地
下水汚染を抑制できる。
Each detection output of the fertilizer detector 26, the flow detector 27 and the rain gauge 29 is applied to a control device 28 as a calculating means and a control means as shown in FIG. The control device 28 is constituted by a personal computer or the like, and its output is applied to a display 30 and a transmitter 32. In this case, as for the detection output of the fertilizer detector 26, the administrator may add each detection value to the control device 28 through input means such as a keyboard. The control device 28 can calculate the amount of fertilizer runoff and the amount of soil fertilizer remaining (the amount of fertilization minus the amount of runoff) from the value detected by the fertilizer detector 26. That is, the fertilizer concentration in groundwater is the amount of fertilizer runoff, and depends on the amount of fertilizer applied and the amount of plant absorption in the field.
Therefore, from the relationship between the concentration of fertilizer in the groundwater and the amount of fertilization that will be proportional to the amount of runoff, it is possible to predict and calculate the optimal amount of fertilization. By obtaining the relationship between the amount of fertilization and the amount of runoff and observing the transition, it is possible to calculate the optimum amount of fertilization for the cultivated plant such as the field 2 and the tea plant 4. In this case, the fertilizer amount includes, in addition to the fertilizer, the tea tree itself cut at the time of autumn pruning, the fertilizer may also take into account variables such as rainfall and plant growth conditions. Achieving the optimal amount of fertilizer not only eliminates waste of fertilizer, but also suppresses groundwater contamination by fertilizer.

【0026】ここで、肥料流亡量をA、肥料検出器26
で検出される肥料濃度をp、流量検出器27で検出され
る地下水流量をq、雨量計29で検出される降雨量をr
とすると、肥料流亡量Aは、 A=p×q=p×r ・・・(1) となる。なお、qには、全ての地下水を補足できないの
で、係数が掛かる。また、rは蒸発等による減少分があ
る。また、茶生育に応じた土中残留窒素量をB、茶生育
に応じた茶樹窒素吸収量をC、投入肥料毎の窒素分解ス
ピードとこれを基に計算した窒素発生量をDとし、Eは
肥料投入を示し、投入される肥料には種類と量がある。
これらをグラフに示すと、図5のようになる。図5で
は、肥料流亡量Aは実測値、土中残留窒素量B及び茶樹
窒素吸収量Cは推定量、窒素発生量Dはシミュレーショ
ンによる予測値を示している。肥料流亡量Aは土中の肥
料濃度が高さに比例し、土中残留窒素量Bは茶樹の肥料
吸収が多いほど余裕、即ち、残留が必要である。
Here, the runoff amount of the fertilizer is A, and the fertilizer detector 26
Is the fertilizer concentration detected by the flow rate, the groundwater flow rate detected by the flow rate detector 27 is q, and the rainfall detected by the rain gauge 29 is r.
Then, the fertilizer runoff amount A is as follows: A = p × q = p × r (1) Note that a coefficient is applied to q because not all groundwater can be supplemented. Also, r has a decrease due to evaporation or the like. In addition, B is the amount of residual nitrogen in the soil according to tea growth, C is the amount of nitrogen absorbed in the tea tree according to tea growth, D is the nitrogen decomposition speed for each input fertilizer, and D is the amount of nitrogen generated based on this, and E is Indicates the input of fertilizer, and there are types and amounts of fertilizer to be input.
These are shown in a graph in FIG. In FIG. 5, the fertilizer runoff amount A is an actually measured value, the soil residual nitrogen amount B and the tea tree nitrogen absorption amount C are estimated values, and the nitrogen generation amount D is a predicted value by simulation. The amount of fertilizer runoff A is proportional to the concentration of fertilizer in the soil, and the amount of residual nitrogen B in the soil is larger as the tea tree absorbs more fertilizer, that is, the residual amount is required.

【0027】そこで、肥料流亡量A、土中残留窒素量
B、茶樹窒素吸収量C及び窒素発生量Dの関係におい
て、 D−B−A−C=0 ・・・(2) となるように、肥料投入Eを制御すれば、最適な施肥を
実現できる。この場合、窒素ガスによる空中放出量は省
略した。
Therefore, the relationship among the amount of fertilizer runoff A, the amount of residual nitrogen B in the soil, the amount of nitrogen absorption C of tea plant and the amount of generated nitrogen D is such that D-B-A-C = 0 (2). Optimum fertilization can be realized by controlling the fertilizer input E. In this case, the amount of air released by nitrogen gas was omitted.

【0028】ところで、土中残留窒素量BはECセン
サ、PFセンサ等で実測でき、その実測値から、D−A
−Bにより、茶樹4の吸収量が設定でき、その数値から
茶樹4の栄養診断をすることができる。
Incidentally, the soil residual nitrogen amount B can be measured by an EC sensor, a PF sensor, or the like.
With -B, the amount of absorption of the tea plant 4 can be set, and the nutritional diagnosis of the tea plant 4 can be made from the numerical value.

【0029】また、AはDに加算されて再利用されるの
で、D−B−C=0となるように、肥料投入Eを制御す
ることもできる。
Since A is added to D and reused, it is possible to control the fertilizer input E so that DBC = 0.

【0030】そして、表示器30には、検出値、演算結
果等を表示する。その場合、肥料検出器26で検出され
た肥料濃度が予め設定した基準値以上の場合には、地下
水タンク12からの放水を禁止し、管理者に対して警報
を表示し、注意を促す。また、地下水タンク12に溜め
られた地下水は、灌水としての利用や肥料として再利用
が可能である。
The display 30 displays the detected value, the calculation result, and the like. In this case, when the fertilizer concentration detected by the fertilizer detector 26 is equal to or higher than a predetermined reference value, water discharge from the groundwater tank 12 is prohibited, and a warning is displayed to the manager to call attention. The groundwater stored in the groundwater tank 12 can be used as irrigation water or reused as fertilizer.

【0031】次に、図6は、本発明の圃場環境浄化シス
テムの第2の実施の形態である肥料回収・再利用システ
ムを示している。この実施の形態においても、圃場2に
茶樹4を栽培する茶園を例に取る。この圃場2は、狭小
な平面部2A、2B、2C・・・が階段状を成す、いわ
ゆる段々畑であり、各平面部2A〜2Cに植付けられた
栽培植物である茶樹4には、必要に応じて施肥が行われ
る。各平面部2A〜2Cには、地下水を集水するために
暗渠6が個別に形成されており、各暗渠6に埋設された
各吸水管8は集水管10に連結されており、集水管10
は、圃場2内の地中に敷設されている。したがって、圃
場2の地下水は、暗渠6の吸水管8を通じて集水管10
に集められて地下水タンク12に導かれる。暗渠6の構
造は図2、吸水管8の形態は図3、暗渠6、吸水管8及
び地下水タンク12の形態は図4に示す通りである。
Next, FIG. 6 shows a fertilizer recovery and reuse system which is a second embodiment of the field environment purification system of the present invention. Also in this embodiment, a tea garden in which a tea plant 4 is cultivated in the field 2 is taken as an example. The field 2 is a so-called terraced field in which the narrow plane portions 2A, 2B, 2C,... Form a step shape, and the tea plant 4 which is a cultivated plant planted on each of the plane portions 2A to 2C is provided as necessary. Fertilization is performed. In each of the flat portions 2A to 2C, a culvert 6 is formed individually for collecting groundwater, and each water absorption pipe 8 buried in each culvert 6 is connected to a water collection pipe 10;
Is laid underground in the field 2. Accordingly, the groundwater in the field 2 is collected through the water intake pipe 8 of the culvert 6
And is led to the groundwater tank 12. The structure of the culvert 6 is shown in FIG. 2, the form of the water absorption pipe 8 is shown in FIG. 3, and the forms of the culvert 6, the water absorption pipe 8 and the groundwater tank 12 are as shown in FIG.

【0032】そして、地下水タンク12の近傍の集水管
10には、肥料検出器26が設けられている。肥料検出
器26は、肥料成分や地下水の状況、即ち、地下水のP
H、EC値、NO3 −N、NH4 −N、PO4 、K、C
a、Mg等を測定する各種測定器の総称である。この肥
料検出器26の検出出力は、制御装置28に加えられて
おり、制御装置28では、その検出出力に関連する演算
として肥料濃度と基準値との比較等が行われる。
A fertilizer detector 26 is provided in the water collecting pipe 10 near the groundwater tank 12. The fertilizer detector 26 detects the condition of the fertilizer component and the groundwater, that is, the P of the groundwater.
H, EC value, NO 3 -N, NH 4 -N , PO 4, K, C
It is a general term for various measuring instruments for measuring a, Mg, etc. The detection output of the fertilizer detector 26 is applied to a control device 28, and the control device 28 performs a comparison between the fertilizer concentration and a reference value as an operation related to the detection output.

【0033】地下水タンク12の直前の集水管10に
は、切換手段及び放水手段としてのバルブ34が設置さ
れている。即ち、このバルブ34の切換制御は制御手段
である制御装置28によって行われ、地下水の肥料濃度
が基準値以上の場合には貯水側Xに切り換えて地下水を
地下水タンク12に導き、基準値未満の場合には放水側
Yに切り換えて外部に放水する。
In the water collecting pipe 10 immediately before the groundwater tank 12, a valve 34 as a switching means and a water discharging means is installed. That is, the switching control of the valve 34 is performed by the control device 28 as a control means. When the groundwater fertilizer concentration is equal to or higher than the reference value, the fertilizer is switched to the water storage side X to guide the groundwater to the groundwater tank 12 and the groundwater is reduced to a value less than the reference value. In this case, the water is switched to the water discharge side Y to discharge water to the outside.

【0034】この地下水タンク12に貯水した地下水を
圧送する手段としてポンプ36が設けられ、このポンプ
36は制御装置28によって駆動制御が行われる。ポン
プ36によって圧送される地下水は再利用に供され、地
下水タンク12から圃場2内に敷設された給水管40を
通じて各茶樹4側に導かれ、灌水等に供される。矢印B
は、地下水の圧送を示している。
A pump 36 is provided as means for pumping the groundwater stored in the groundwater tank 12, and the drive of the pump 36 is controlled by the controller 28. The groundwater pumped by the pump 36 is reused, guided from the groundwater tank 12 to each tea plant 4 through a water supply pipe 40 laid in the field 2, and used for irrigation and the like. Arrow B
Indicates pumping of groundwater.

【0035】このように構成すれば、施肥の後、降水等
で圃場2から流亡した肥料は、地下水とともに暗渠6の
吸水管8を通じて集水管10に集められる。集水管10
における地下水は、肥料検出器26を通過し、その肥料
濃度が検出される。この場合、地下水のPH、EC値、
NO3 −N、NH4 −N、PO4 、K、Ca、Mg等、
肥料濃度が測定される。場合によっては、その数値が環
境汚染を引き起こすおそれを否定できない。そこで、予
め設定された基準値と検出された肥料濃度とを比較す
る。その比較結果は、表示器30に表示し、送信機32
を通じて無線や電話回線により遠隔地における管理者に
通知する。その場合、基準値を大きく越えている場合に
は、その表示ないし警告を発する。表示器30は、視覚
的表示、聴覚的表示等で行い、プリンタ等で測定結果や
演算結果を記録紙に取るようにしてもよい。
With this configuration, the fertilizer that has flowed out of the field 2 due to precipitation or the like after fertilization is collected together with the groundwater through the water suction pipe 8 of the culvert 6 into the water collecting pipe 10. Water collecting pipe 10
Passes through the fertilizer detector 26, and the fertilizer concentration is detected. In this case, PH, EC value of groundwater,
NO 3 -N, NH 4 -N, PO 4, K, Ca, Mg or the like,
The fertilizer concentration is measured. In some cases, the value cannot be ruled out to cause environmental pollution. Therefore, a preset reference value is compared with the detected fertilizer concentration. The result of the comparison is displayed on the display 30 and the transmitter 32
To the administrator at a remote location by wireless or telephone line. In this case, if the reference value is greatly exceeded, the display or warning is issued. The display 30 may be a visual display, an auditory display, or the like, and the measurement result or the calculation result may be recorded on a recording paper by a printer or the like.

【0036】肥料濃度測定の結果、その肥料濃度が基準
値未満の場合には、環境汚染のおそれがないので、バル
ブ34を放水側Yに切り換え、排水溝を通じて河川等に
放流する。この場合、地下水の肥料濃度に無関係に地下
水タンク12に地下水を導き、貯水するようにしてもよ
い。
As a result of the fertilizer concentration measurement, if the fertilizer concentration is less than the reference value, there is no risk of environmental pollution. Therefore, the valve 34 is switched to the water discharge side Y and discharged to a river or the like through the drain. In this case, the groundwater may be guided to the groundwater tank 12 and stored regardless of the fertilizer concentration of the groundwater.

【0037】また、肥料濃度測定の結果、その肥料濃度
が基準値以上の場合には、肥料としての再利用が可能で
あるから、バルブ34を貯水側Xに切り換えて地下水タ
ンク12に貯水する。この地下水は、再利用可能な硝酸
性窒素を含有しているので、これを地下水とともにポン
プ36を以て圧送し、給水管40を通じて圃場2に灌水
する。この灌水の結果、肥料成分である硝酸性窒素が圃
場2に供給され、降水によって流亡した不足分を補完す
ることができる。この結果、肥料の再利用、灌水ととも
に、過剰施肥による環境汚染を未然に防止することがで
きる。
As a result of the fertilizer concentration measurement, when the fertilizer concentration is equal to or higher than the reference value, the fertilizer can be reused as fertilizer. Since this groundwater contains reusable nitrate nitrogen, it is pumped together with the groundwater by a pump 36 and irrigated into the field 2 through a water supply pipe 40. As a result of this irrigation, nitrate nitrogen, which is a fertilizer component, is supplied to the field 2, and the shortfall that has flowed off due to precipitation can be supplemented. As a result, it is possible to prevent reuse of fertilizer and watering, and also prevent environmental pollution due to excessive fertilization.

【0038】次に、図7は、地下水からの肥料回収及び
濃縮システムを示すブロック図である。このシステム
は、地下水に流亡した肥料を回収し、溜めた地下水の肥
料濃度を濃縮するとともに、地下水を浄化して灌水又は
自然放流するものである。
Next, FIG. 7 is a block diagram showing a system for collecting and concentrating fertilizer from groundwater. This system collects the fertilizer that has flowed into the groundwater, concentrates the fertilizer concentration in the collected groundwater, and purifies the groundwater for irrigation or natural discharge.

【0039】地下水タンク12には、集水管10を通し
て流入する地下水が溜められる。この場合、地下水は肥
料濃度に関係なく溜められる。この地下水タンク12に
は、図6に示したシステムにおけるポンプ36を介して
給水管40が連結されている。そして、この地下水タン
ク12には、地下水中の夾雑物を除くフィルタ42を介
して加圧手段としてのポンプ44が連結され、このポン
プ44を通して地下水が分離膜46に加圧、圧送され
る。
The groundwater tank 12 stores the groundwater flowing through the water collection pipe 10. In this case, groundwater is stored regardless of fertilizer concentration. A water supply pipe 40 is connected to the groundwater tank 12 via the pump 36 in the system shown in FIG. A pump 44 as a pressurizing means is connected to the groundwater tank 12 via a filter 42 for removing impurities in the groundwater, and the groundwater is pressurized and sent to the separation membrane 46 through the pump 44.

【0040】この分離膜46は、肥料の濃縮手段、地下
水の濾過手段又は浄化手段であって、水は透過するが、
硝酸性窒素イオンを透過しない膜等の逆浸透膜を利用し
て肥料濃度の高い地下水即ち凝縮水と浄化水とに分離す
る手段である。凝縮水は分離膜46から地下水タンク1
2に戻され、浄化水は分離膜46から浄水タンク48に
供給されて貯水される。浄水タンク48に溜められた浄
化水は、放水手段であるバルブ50を通して自然放流さ
れる。即ち、ポンプ44及びバルブ50は、制御手段で
ある制御装置28によって駆動が制御され、ポンプ44
の駆動によって地下水タンク12の地下水が分離膜46
を循環し、肥料濃度を上昇させることができる。即ち、
降雨時、地下水に希釈、流亡した硝酸性窒素等の肥料が
地下水から回収され、給水管40を通して圃場2に投与
することができる。
The separation membrane 46 is a means for concentrating fertilizer, a means for filtering groundwater, or a means for purifying water.
This is a means for separating into groundwater with high fertilizer concentration, that is, condensed water and purified water, using a reverse osmosis membrane such as a membrane that does not transmit nitrate nitrogen ions. The condensed water flows from the separation membrane 46 to the groundwater tank 1
2, the purified water is supplied from the separation membrane 46 to the purified water tank 48 and stored therein. The purified water stored in the water purification tank 48 is naturally discharged through a valve 50 which is a water discharging means. That is, the drive of the pump 44 and the valve 50 is controlled by the control device 28 which is a control means,
Drives the groundwater in the groundwater tank 12 to separate the separation membrane 46.
Can be circulated to increase the fertilizer concentration. That is,
At the time of rainfall, fertilizers such as nitrate nitrogen diluted and run off in the groundwater are collected from the groundwater, and can be administered to the field 2 through the water supply pipe 40.

【0041】浄水タンク48には地下水タンク12より
小容量のタンクが用いられ、浄化水の生成に応じてバル
ブ50を開くことにより自然放流が可能である。浄化水
は図示しないが、給水管40側に供給して圃場2の灌水
に利用することもでき、自然放流を行っても、地下水汚
染を発生させることがなく、環境浄化に寄与する。
As the purified water tank 48, a tank having a smaller capacity than the underground water tank 12 is used, and natural discharge is possible by opening a valve 50 in accordance with the generation of purified water. Although the purified water is not shown, it can be supplied to the water supply pipe 40 side and used for irrigation in the field 2, and even if it is naturally discharged, it does not cause groundwater contamination and contributes to environmental purification.

【0042】ところで、茶園の肥料投与について説明す
ると、緑茶の製品品質と、荒茶に含有される全窒素や遊
離アミノ酸の濃度とが密接に関係しており、茶樹の栽培
分野では、新芽や荒茶の全窒素や遊離アミノ酸濃度を増
加させる努力が払われてきた。その結果、茶の栽培では
窒素肥料の多量投与が常態となり、土壌の強酸性化、根
系の枯死による樹体の衰弱、硝酸性窒素による地下水汚
染、亜酸化窒素ガスの発生等の問題が提起されるに至
り、公共水域と地下水に係る環境基準に硝酸性窒素が追
加され、環境汚染を防止する観点から、基準値が設定さ
れた。即ち、10aの茶園から年間1000トンの水が
系外に流出するとして、放出可能な窒素はわずか10k
g程度である。
By the way, regarding the administration of fertilizer in tea gardens, the product quality of green tea and the concentration of total nitrogen and free amino acids contained in crude tea are closely related. Efforts have been made to increase the total nitrogen and free amino acid levels in tea. As a result, large amounts of nitrogen fertilizers are normally used in tea cultivation, and problems such as strong acidification of the soil, weakening of the tree due to the death of the root system, contamination of groundwater by nitrate nitrogen, and generation of nitrous oxide gas are raised. As a result, nitrate nitrogen was added to the environmental standards for public water bodies and groundwater, and standards were set from the viewpoint of preventing environmental pollution. In other words, assuming that 1,000 tons of water flows out of the system from the tea plantation of 10a annually, only 10k of nitrogen can be released.
g.

【0043】このような観点に立って、本発明の肥料回
収及び再利用を図ることにより、茶の窒素利用効率を格
段に向上させることができるとともに、流出する窒素成
分を除去して環境基準をクリアできることが確認され
た。特に、緩効性肥料の利用等、根域における肥料成分
の滞留時間の大幅延長等と相俟って硝酸性窒素による環
境汚染の防止、水質浄化、下層土壌における脱窒の促進
等に寄与することができる。
From such a viewpoint, by recovering and reusing the fertilizer of the present invention, the nitrogen use efficiency of tea can be remarkably improved, and the nitrogen component flowing out is removed to meet the environmental standards. It was confirmed that it could be cleared. In particular, the use of slow-release fertilizers, etc. contributes to prevention of environmental pollution by nitrate nitrogen, purification of water quality, promotion of denitrification in lower soil, etc. in combination with the drastic extension of the residence time of fertilizer components in the root zone. be able to.

【0044】なお、地下水タンク12に貯水した地下水
から硝酸性窒素を除去するには、分離膜46による方法
に代えて、イオン交換法や逆浸透法等の物理化学的方
法、微生物の還元能力を利用した生物的脱窒法等を利用
することができる。イオン交換法では、除去対象とする
水中のイオンを、イオン交換体のイオンと交換すること
により除去する方法であり、硝酸性窒素の除去には、通
常、強塩基性陰イオン交換樹脂を使用すればよい。ま
た、逆浸透法では、通常、半透膜の両側の溶液のうち、
濃度の低い方から濃度の高い方へ水分子は移動すること
が知られているが、濃度の高い方の溶液に浸透圧差以上
の圧力を加えると、逆に濃度の高い方から濃度の低い方
へ水分子の移動が起こるという現象を利用し、地下水か
ら硝酸性窒素を除去することができる。
In order to remove nitrate nitrogen from the groundwater stored in the groundwater tank 12, instead of the method using the separation membrane 46, a physicochemical method such as an ion exchange method or a reverse osmosis method, and a reduction ability of microorganisms are used. A biological denitrification method or the like can be used. In the ion exchange method, ions in water to be removed are removed by exchanging with ions of an ion exchanger.To remove nitrate nitrogen, a strong basic anion exchange resin is usually used. I just need. In the reverse osmosis method, usually, of the solution on both sides of the semipermeable membrane,
It is known that water molecules move from a lower concentration to a higher concentration, but if a pressure higher than the osmotic pressure difference is applied to the higher concentration solution, on the contrary, the higher concentration lowers the concentration. By taking advantage of the phenomenon that water molecules migrate, nitrate nitrogen can be removed from groundwater.

【0045】また、生物的脱窒法は、脱窒細菌の脱窒作
用により水中の硝酸性窒素を除去する方法であって、脱
窒細菌は水中に拡散しないよう担体に固定させる。地下
水中に脱窒細菌を固定した担体を投入し、又は、脱窒細
菌を固定した担体層に地下水を通過させて硝酸性窒素を
除去する。脱窒能を持つ微生物は自然界に分布してお
り、嫌気性菌の約20%がこれに該当すると言われてい
る。
The biological denitrification method is a method for removing nitrate nitrogen in water by the denitrification action of denitrifying bacteria. The denitrifying bacteria are fixed on a carrier so as not to diffuse into water. A carrier on which denitrifying bacteria are fixed is introduced into groundwater, or groundwater is passed through a carrier layer on which denitrifying bacteria are fixed to remove nitrate nitrogen. Microorganisms capable of denitrification are distributed in nature, and it is said that about 20% of anaerobic bacteria fall under this category.

【0046】また、圃場2には、浸透バリアを設置して
もよい。この浸透バリアは、微生物(脱窒菌)を固定し
た担体の層で、窒素成分の供給源となっている畑作地帯
又は畜産地域下の、帯水層より上の部分に設置するもの
である。即ち、硝酸性窒素を含む浸透水が浸透バリアを
通過すると、脱窒菌の脱窒作用により硝酸性窒素は窒素
ガスに還元され、浸透バリア以深への硝酸性窒素の浸透
が遮断されるという効果が期待できる。この浸透バリア
の設置には、在来工法と、水平井戸工法とがあり、前者
は一旦表層土壌を撤去し、微生物担体を敷き詰めた後
で、再び土壌を埋めなおす方法である。後者は複数の水
平井戸を設け、井戸内に微生物担体を充填する方法であ
る。水平井戸工法では、ドリルで斜め掘りを開始し、所
定の深度に達した時点で水平掘りに移行し、水平掘削が
予定地点に達したとき、ドリルの先端を斜め上向きに変
えて掘進し、ドリルが地上まで達したら、先端を逆進ド
リルに切り替え、担体を充填した井戸管材を引き込みな
がら井戸を仕上げる等の各種の方法がある。
In the field 2, a permeation barrier may be provided. This permeation barrier is a layer of a carrier on which microorganisms (denitrifying bacteria) are immobilized, and is installed in a portion above an aquifer below an upland area or a livestock area serving as a source of nitrogen components. That is, when the infiltration water containing nitrate nitrogen passes through the osmosis barrier, nitrate nitrogen is reduced to nitrogen gas by the denitrification action of the denitrifying bacteria, and the effect of blocking the permeation of nitrate nitrogen to a depth below the osmosis barrier is obtained. Can be expected. There are a conventional method and a horizontal well method for installing the permeation barrier. The former is a method in which the surface soil is once removed, the microorganism carrier is spread, and then the soil is refilled. The latter is a method of providing a plurality of horizontal wells and filling the wells with a microorganism carrier. In the horizontal well method, diagonal digging is started with a drill, and when it reaches a predetermined depth, it shifts to horizontal digging, and when horizontal digging reaches a scheduled point, the tip of the drill is turned obliquely upward and digging is performed. When the ground reaches the ground, there are various methods such as switching the tip to a reverse drill and finishing the well while drawing in the well tube filled with the carrier.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。 a 圃場の地下水の肥料濃度を検出し、その検出値に応
じて栽培植物や土地に応じた施肥量とすることができる
ので、肥料の無駄を抑制し、地下水汚染を防止できる。 b 肥料濃度が基準値以下の地下水を放水するので、地
下水汚染を防止、環境浄化に寄与することができる。 c 地下水に流亡した肥料を地下水を通して回収でき、
地下水を灌水して利用できるとともに、回収した肥料の
再利用によって施肥量を軽減できる。 d 地下水の肥料濃度の検出値は圃場管理者に通信回線
等を通じて伝送でき、地下水の汚染状態を即座に知るこ
とができ、地下水の汚染防止に必要な対応の迅速化に寄
与することができる。 e 暗渠の埋設は土中の水はけを促進させるので、過剰
水分の表面への浮き出し防止により、茶樹等の栽培植物
の根に対する酸素供給が良好になり、茶葉等の収穫量及
びその品質を向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
The following effects can be obtained. a Since the fertilizer concentration in the groundwater in the field is detected and the fertilization amount can be set according to the cultivated plant or land in accordance with the detected value, waste of the fertilizer can be suppressed and groundwater contamination can be prevented. b. Since groundwater whose fertilizer concentration is lower than the reference value is discharged, it is possible to prevent groundwater contamination and contribute to environmental purification. c The fertilizer that has flowed to the groundwater can be recovered through the groundwater,
The groundwater can be used after being irrigated, and the amount of fertilizer applied can be reduced by reusing the collected fertilizer. d. The detected value of the concentration of fertilizer in groundwater can be transmitted to a field manager through a communication line or the like, so that the state of contamination of groundwater can be immediately known, thereby contributing to quick response required for prevention of groundwater contamination. e Since the burial of the culvert promotes drainage in the soil, by preventing excess water from floating on the surface, the oxygen supply to the roots of cultivated plants such as tea plants is improved, and the yield and quality of tea leaves and the like are improved. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の圃場環境浄化システムの第1の実施の
形態である施肥管理システムを示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a fertilization management system according to a first embodiment of a field environment purification system of the present invention.

【図2】暗渠の形態を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a form of a culvert.

【図3】集水管の実施の形態としての多孔管を示す斜視
図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a perforated pipe as an embodiment of a water collecting pipe.

【図4】暗渠、集水管及び地下水タンクの実施の形態を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a culvert, a water collecting pipe, and a groundwater tank.

【図5】肥料流亡量A、土中残留窒素量B、茶樹窒素吸
収量C及び窒素発生量Dの関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship among fertilizer runoff A, soil residual nitrogen B, tea tree nitrogen absorption C, and nitrogen generation D.

【図6】本発明の圃場環境浄化システムの第2の実施の
形態である肥料回収・再利用システムを示すブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram showing a fertilizer collection / reuse system which is a second embodiment of the field environment purification system of the present invention.

【図7】地下水からの肥料回収及び濃縮システムを示す
ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a system for collecting and concentrating fertilizer from groundwater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 圃場 4 茶樹 6 暗渠(集水手段) 8 吸水管(集水手段) 10 集水管(集水手段) 12 地下水タンク(貯水手段) 24 多孔管 25 地下水 26 肥料検出器(検出手段) 28 制御装置(制御手段、演算手段) 32 送信機(伝送手段) 34 バルブ(切換手段) 40 給水管(給水手段) 46 分離膜(濃縮手段、濾過手段、浄化手段) 2 Field 4 Tea plant 6 Underdrain (water collecting means) 8 Water absorption pipe (water collecting means) 10 Water collecting pipe (water collecting means) 12 Groundwater tank (water storing means) 24 Perforated pipe 25 Groundwater 26 Fertilizer detector (detecting means) 28 Controller (Control means, calculation means) 32 Transmitter (transmission means) 34 Valve (switching means) 40 Water supply pipe (water supply means) 46 Separation membrane (concentration means, filtration means, purification means)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圃場の地下水の肥料濃度を検出する検出
手段と、 この検出手段の検出値、前記圃場に投与された施肥量を
演算情報として前記圃場に投与すべき施肥量を予測演算
する演算手段と、 を備えたことを特徴とする圃場環境浄化システム。
1. A detection means for detecting the concentration of fertilizer in groundwater in a field, and a calculation for predicting and calculating a fertilization amount to be administered to the field using the detection value of the detection means and the fertilization amount administered to the field as calculation information. Means, comprising: a field environment purification system.
【請求項2】 地中に埋設されて地下水を集水する単一
又は複数の集水手段と、 この集水手段により集水される前記地下水を溜める貯水
手段と、 前記地下水の肥料濃度を検出する検出手段と、 この検出手段の検出値が基準値以上の場合には前記貯水
手段から前記地下水を圃場に給水する給水手段と、 を備えたことを特徴とする圃場環境浄化システム。
2. A single or plural water collecting means buried in the ground to collect groundwater, a water storage means for storing the groundwater collected by the water collecting means, and a fertilizer concentration of the groundwater is detected. And a water supply means for supplying the groundwater to the field from the water storage means when the detection value of the detection means is equal to or greater than a reference value.
【請求項3】 地中に埋設されて地下水を集水する集水
手段と、 この集水手段により集水される前記地下水を溜めるべき
貯水手段と、 前記地下水の肥料濃度を検出する検出手段と、 この検出手段の検出値が基準値以上の場合には前記地下
水を前記貯水手段に貯め、前記検出手段の検出値が基準
値未満の場合には前記地下水を放水させる切換手段と、 前記貯水手段から前記地下水を圃場に給水する給水手段
と、 を備えたことを特徴とする圃場環境浄化システム。
3. A water collecting means buried in the ground to collect groundwater, a water storage means for storing the groundwater collected by the water collecting means, and a detecting means for detecting a fertilizer concentration in the groundwater. A switching means for storing the groundwater in the water storage means when the detection value of the detection means is equal to or more than a reference value, and discharging the groundwater when the detection value of the detection means is less than the reference value; And a water supply means for supplying the groundwater to the field from the following.
【請求項4】 地中に埋設されて地下水を集水する集水
手段と、 この集水手段により集水された前記地下水を溜める貯水
手段と、 この貯水手段に溜められた前記地下水を濃縮して肥料濃
度の高い濃縮水に変換する濃縮手段と、 前記貯水手段の前記濃縮水を圃場に給水する給水手段
と、 を備えたことを特徴とする圃場環境浄化システム。
4. A water collecting means buried in the ground to collect groundwater, a water storage means for storing the groundwater collected by the water collecting means, and a condensing means for condensing the groundwater stored in the water storing means. And a water supply means for supplying the concentrated water of the water storage means to a field.
【請求項5】 前記貯水手段の前記地下水を濾過する濾
過手段と、 この濾過手段で濾過された前記地下水を放水する放水手
段と、 を備えたことを特徴とする請求項1〜4記載の圃場環境
浄化システム。
5. The field according to claim 1, further comprising: a filtering means for filtering the groundwater of the water storage means; and a water discharging means for discharging the groundwater filtered by the filtering means. Environmental purification system.
【請求項6】 前記貯水手段の前記地下水を浄化する浄
化手段と、 この浄化手段で浄化された浄化水を放水する放水手段
と、 を備えたことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載
の圃場環境浄化システム。
6. A purifying means for purifying the groundwater of the water storage means, and a water discharging means for discharging purified water purified by the purifying means. 4. The field environment purification system according to 4.
【請求項7】 前記集水手段に前記地下水を選択的に集
水する多孔管を用いたことを特徴とする請求項1、2、
3又は4記載の圃場環境浄化システム。
7. The water collecting means according to claim 1, wherein a perforated pipe for selectively collecting the groundwater is used.
5. The field environment purification system according to 3 or 4.
【請求項8】 前記検出手段が検出した肥料濃度を伝送
する伝送手段を備えたことを特徴とする請求項1、2又
は3記載の圃場環境浄化システム。
8. The field environment purification system according to claim 1, further comprising a transmission means for transmitting the fertilizer concentration detected by said detection means.
【請求項9】 前記給水手段に前記地下水を前記圃場に
圧送する圧送手段を備えることを特徴とする請求項2又
は4記載の圃場環境浄化システム。
9. The field environment purification system according to claim 2, wherein the water supply means includes a pumping means for pumping the groundwater to the field.
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