JP2002281842A - 少量高頻度潅水法を特徴とする施設園芸用自動潅水制御器 - Google Patents
少量高頻度潅水法を特徴とする施設園芸用自動潅水制御器Info
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- JP2002281842A JP2002281842A JP2001092706A JP2001092706A JP2002281842A JP 2002281842 A JP2002281842 A JP 2002281842A JP 2001092706 A JP2001092706 A JP 2001092706A JP 2001092706 A JP2001092706 A JP 2001092706A JP 2002281842 A JP2002281842 A JP 2002281842A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の潅水法は、土壌が許容できる圃場用水
量を目安として１度に水を与えるので、潅水ごとに作物
のストレスは急激に緩み、ストレスを与える生殖成長期
には極端に水切りをするため、その反動として樹に対す
るダメージは大きく、収量を犠牲にして糖度を高める栽
培方法を採用してきた。 【解決手段】 親タイマー、子タイマー、潅水休止タイ
マーの時間設定と、土壌水分センサの乾燥限界値の設定
によって、少量高頻度潅水法を行う本自動潅水制御器
は、光合成能力を低下させることなく水ストレスを与え
るので、収量を低下させることなく高品質化を実現し、
正確で応答性の良い土壌水分センサの潅水判定により、
急激な気象変化にもマッチした潅水ができる。水切りに
よる水ストレス等のストレスによる樹勢のダメージを軽
減し、収量減と樹体の寿命の延命化が図れる。土壌条
件、施設環境条件、気象条件に合致した潅水管理を実現
させ、省力化、高品質化、高収量化、再現性のある安定
生産が図られ、減肥・節水の環境保全型農業を展開す
る。
量を目安として１度に水を与えるので、潅水ごとに作物
のストレスは急激に緩み、ストレスを与える生殖成長期
には極端に水切りをするため、その反動として樹に対す
るダメージは大きく、収量を犠牲にして糖度を高める栽
培方法を採用してきた。 【解決手段】 親タイマー、子タイマー、潅水休止タイ
マーの時間設定と、土壌水分センサの乾燥限界値の設定
によって、少量高頻度潅水法を行う本自動潅水制御器
は、光合成能力を低下させることなく水ストレスを与え
るので、収量を低下させることなく高品質化を実現し、
正確で応答性の良い土壌水分センサの潅水判定により、
急激な気象変化にもマッチした潅水ができる。水切りに
よる水ストレス等のストレスによる樹勢のダメージを軽
減し、収量減と樹体の寿命の延命化が図れる。土壌条
件、施設環境条件、気象条件に合致した潅水管理を実現
させ、省力化、高品質化、高収量化、再現性のある安定
生産が図られ、減肥・節水の環境保全型農業を展開す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば農業の施設園芸
における潅水を土壌水分センサとタイマーによって制御
する自動潅水制御器に関する。特に、本器は環境保全型
農業を目指す養液土耕栽培において格段の機能を果た
す。
における潅水を土壌水分センサとタイマーによって制御
する自動潅水制御器に関する。特に、本器は環境保全型
農業を目指す養液土耕栽培において格段の機能を果た
す。
【０００２】
【従来の技術】従来の施設園芸用自動潅水制御器は、親
タイマーと子タイマーとによって潅水時刻と潅水時間を
設定するタイマー方式が殆どで、地床栽培では周辺の地
下水位条件によっても異なるが２〜３日に１回潅水し、
完全に地床から分離して栽培する隔離ベッドでは１日に
１回潅水するのが通常である。農家は、いずれも日々の
天候に対して前日夕刻時や当日早朝時に潅水時間の設定
を変更して対応しており、基準潅水量（夏メロンでは１
日に１株当たり１．５Ｌ、冬トマトでは１日に１株当た
り０．５Ｌ）を晴天日に適用して潅水し、曇り日では晴
天日の半量、雨天日では曇り日の半量を目安として潅水
している。
タイマーと子タイマーとによって潅水時刻と潅水時間を
設定するタイマー方式が殆どで、地床栽培では周辺の地
下水位条件によっても異なるが２〜３日に１回潅水し、
完全に地床から分離して栽培する隔離ベッドでは１日に
１回潅水するのが通常である。農家は、いずれも日々の
天候に対して前日夕刻時や当日早朝時に潅水時間の設定
を変更して対応しており、基準潅水量（夏メロンでは１
日に１株当たり１．５Ｌ、冬トマトでは１日に１株当た
り０．５Ｌ）を晴天日に適用して潅水し、曇り日では晴
天日の半量、雨天日では曇り日の半量を目安として潅水
している。
【０００３】しかしながら、この基準潅水量はあくまで
も目安であり、現場での土壌条件、施設環境条件、気象
条件がそれぞれ異なるので一様に適用できない。特に、
雨のち晴れや、晴れのち雨のような１日の内の急激な気
象条件の変化があった場合の対応はほとんどできないの
で、水不足により作物を萎れさせたり、過剰な潅水によ
って果実の糖度の低下を引き起こしている。
も目安であり、現場での土壌条件、施設環境条件、気象
条件がそれぞれ異なるので一様に適用できない。特に、
雨のち晴れや、晴れのち雨のような１日の内の急激な気
象条件の変化があった場合の対応はほとんどできないの
で、水不足により作物を萎れさせたり、過剰な潅水によ
って果実の糖度の低下を引き起こしている。
【０００４】その点、作物根域の土壌水分状態を検知す
る土壌水分センサ方式による自動潅水制御はタイマー方
式よりも合理的であり、土壌水分センサとして電気接点
付きのブルドン管式テンシオメータを使用した制御器を
採用しているが、ブルドン管式テンシオメータ自体の応
答性は悪く、そのうえ潅水が土壌水分センサまでに到達
する土壌中の浸潤に要するタイムラグは考慮されていな
いため、制御システム全体の応答性が遅くなって過剰な
潅水が行われ、作物の生育不良や品質劣化を生じさせて
いる。
る土壌水分センサ方式による自動潅水制御はタイマー方
式よりも合理的であり、土壌水分センサとして電気接点
付きのブルドン管式テンシオメータを使用した制御器を
採用しているが、ブルドン管式テンシオメータ自体の応
答性は悪く、そのうえ潅水が土壌水分センサまでに到達
する土壌中の浸潤に要するタイムラグは考慮されていな
いため、制御システム全体の応答性が遅くなって過剰な
潅水が行われ、作物の生育不良や品質劣化を生じさせて
いる。
【０００５】また、タイマー方式や土壌水分センサ方式
の施設園芸用自動潅水制御器の１回の潅水量の従来の考
え方は、地表下４０〜５０cmまでの作物根域土層全体の
土壌が保持できる最大の土壌水分量である『圃場容水
量』に対して不足な水分量を全て補給する潅水であり、
十分潅水を行った余剰水は排水すればよいとの考えから
過剰な潅水は必然的に起こり、貴重な水資源を無駄に
し、土壌中の肥料を溶脱して周辺環境を汚染している所
もある。
の施設園芸用自動潅水制御器の１回の潅水量の従来の考
え方は、地表下４０〜５０cmまでの作物根域土層全体の
土壌が保持できる最大の土壌水分量である『圃場容水
量』に対して不足な水分量を全て補給する潅水であり、
十分潅水を行った余剰水は排水すればよいとの考えから
過剰な潅水は必然的に起こり、貴重な水資源を無駄に
し、土壌中の肥料を溶脱して周辺環境を汚染している所
もある。
【０００６】しかしながら、平成１１年７月に国会にお
いて農業における環境三法が通り、農地からの排水は硝
酸態窒素で１０ｐｐｍ以下と規定され、多肥栽培を行っ
て来た施設園芸では大きな問題となっている。
いて農業における環境三法が通り、農地からの排水は硝
酸態窒素で１０ｐｐｍ以下と規定され、多肥栽培を行っ
て来た施設園芸では大きな問題となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】３つのタイマーと土壌
水分センサの潅水開始点の検出によって自動潅水制御す
る本発明は、設定した潅水時間帯内において重力水とし
ての浸透排水を引き起こさない極く少量の潅水を高頻度
に行うことにより、作物の生育ステージと毎日の気象条
件に合致した適切な潅水を行うと共に、排水や肥料流亡
を引き起こさないため節水と減肥を図る環境保全型農業
を展開し、収穫量を低減させることなく高品質野菜生産
を実現するものである。
水分センサの潅水開始点の検出によって自動潅水制御す
る本発明は、設定した潅水時間帯内において重力水とし
ての浸透排水を引き起こさない極く少量の潅水を高頻度
に行うことにより、作物の生育ステージと毎日の気象条
件に合致した適切な潅水を行うと共に、排水や肥料流亡
を引き起こさないため節水と減肥を図る環境保全型農業
を展開し、収穫量を低減させることなく高品質野菜生産
を実現するものである。
【０００８】つまり、トマト、メロン、ミカン等の施設
園芸栽培においては、果実の糖度を上げるため、栽培中
の生殖成長期に作物に、各種のストレスを与えて高品質
化を図る。例えば、通常、行われる水切りによる水スト
レスや、高濃度ＥＣ（電気伝導度）溶液を与える浸透ス
トレスは、高品質化を達成される反面、次のような弊害
がある。即ち、作物体の樹勢を弱め、収量を低減させる
致命的な欠陥があった。例えば、４ｄｓ／ｍの高濃度Ｅ
Ｃ溶液を与えたトマトの栽培試験では、糖度９以上を得
ることができる。しかし、６割の収量減の報告がある。
また現地の温室みかんでは、水切りによる水ストレス
で、樹勢のダメージが大きく、収量減と樹体の寿命を短
くしているとの報告がある。
園芸栽培においては、果実の糖度を上げるため、栽培中
の生殖成長期に作物に、各種のストレスを与えて高品質
化を図る。例えば、通常、行われる水切りによる水スト
レスや、高濃度ＥＣ（電気伝導度）溶液を与える浸透ス
トレスは、高品質化を達成される反面、次のような弊害
がある。即ち、作物体の樹勢を弱め、収量を低減させる
致命的な欠陥があった。例えば、４ｄｓ／ｍの高濃度Ｅ
Ｃ溶液を与えたトマトの栽培試験では、糖度９以上を得
ることができる。しかし、６割の収量減の報告がある。
また現地の温室みかんでは、水切りによる水ストレス
で、樹勢のダメージが大きく、収量減と樹体の寿命を短
くしているとの報告がある。
【０００９】本発明の自動潅水制御器による潅水の考え
方は、例えば、マラソン選手に２Ｌの水を走る前に一度
に与えて走らせるのと、走っている期間中に少量の１０
０ccづつを２０回に小分けして与えて走らせるのと、ど
ちらが体力的にダメージが大きいかという問題と類似す
る。この観点から、本発明は、従来のタイマー方式にお
ける１日１回行ってきた潅水量を２０回程度に小分けし
て潅水するもので、土壌水分センサによって高頻度に検
出判定して、作物の栄養成長期には、作物の蒸散速度に
見合う十分な潅水を行い、また作物の生殖成長期には、
作物の蒸散速度より少ない極少量の潅水を行って、人間
に例えれば、喉を潤す程度の水を与えて水膨れした体を
適度にダイエットしながら体力を温存するものであり、
作物においても樹勢つまり光合成能力を温存しながら高
濃度の樹液を果実へ転流させるのである。
方は、例えば、マラソン選手に２Ｌの水を走る前に一度
に与えて走らせるのと、走っている期間中に少量の１０
０ccづつを２０回に小分けして与えて走らせるのと、ど
ちらが体力的にダメージが大きいかという問題と類似す
る。この観点から、本発明は、従来のタイマー方式にお
ける１日１回行ってきた潅水量を２０回程度に小分けし
て潅水するもので、土壌水分センサによって高頻度に検
出判定して、作物の栄養成長期には、作物の蒸散速度に
見合う十分な潅水を行い、また作物の生殖成長期には、
作物の蒸散速度より少ない極少量の潅水を行って、人間
に例えれば、喉を潤す程度の水を与えて水膨れした体を
適度にダイエットしながら体力を温存するものであり、
作物においても樹勢つまり光合成能力を温存しながら高
濃度の樹液を果実へ転流させるのである。
【００１０】しかしながら、従来の潅水法は、土壌が許
容できる圃場用水量を目安として１度にどかっと水を与
えるので、潅水ごとに作物のストレスは急激に緩み、ス
トレスを与える生殖成長期には極端に水切りをするた
め、その反動として樹に対するダメージは大きく、収量
を犠牲にして糖度を高める栽培方法を採用してきた。
容できる圃場用水量を目安として１度にどかっと水を与
えるので、潅水ごとに作物のストレスは急激に緩み、ス
トレスを与える生殖成長期には極端に水切りをするた
め、その反動として樹に対するダメージは大きく、収量
を犠牲にして糖度を高める栽培方法を採用してきた。
【００１１】本発明は、作物の生育ステージ別の栄養成
長と生殖成長に合ったきめ細かな潅水管理を実現できる
施設園芸用の自動潅水制御器を提案するものであり、基
本的には作物の生育ステージ別の乾燥限界値を設定する
だけで安定的生産が確保でき、栽培農家の省力化、果実
の高収量化、高品質化を図り、肥料の溶脱を引き起こす
過剰な潅水がない減肥・節水の環境保全型農業を展開す
る。
長と生殖成長に合ったきめ細かな潅水管理を実現できる
施設園芸用の自動潅水制御器を提案するものであり、基
本的には作物の生育ステージ別の乾燥限界値を設定する
だけで安定的生産が確保でき、栽培農家の省力化、果実
の高収量化、高品質化を図り、肥料の溶脱を引き起こす
過剰な潅水がない減肥・節水の環境保全型農業を展開す
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】最近、直径３mm程度のス
テンレス棒２本で構成されるロッド部分を土壌に差し込
むだけで、ロッドに送り込まれた電磁波の往復時間か
ら、瞬時に絶対乾燥から飽和までの土壌水分を正確に計
測できるＴＤＲ（時間領域反射法）土壌水分センサが開
発され、ロッド周辺の直径約６cm範囲のロッド全長に渡
る平均的な土壌の体積含水率を計測し、電気的な出力を
持つので、応答性の速い土壌水分センサとして利用でき
る。
テンレス棒２本で構成されるロッド部分を土壌に差し込
むだけで、ロッドに送り込まれた電磁波の往復時間か
ら、瞬時に絶対乾燥から飽和までの土壌水分を正確に計
測できるＴＤＲ（時間領域反射法）土壌水分センサが開
発され、ロッド周辺の直径約６cm範囲のロッド全長に渡
る平均的な土壌の体積含水率を計測し、電気的な出力を
持つので、応答性の速い土壌水分センサとして利用でき
る。
【００１３】また、近年半導体を使用した圧力変換器も
非常に精度が良くなり、テンシオメータに取り付けられ
るようになったが、圧力変換器を付けたテンシオメータ
も電気的な出力を持つ応答性の迅速な土壌水分制御セン
サとして利用でき、土壌水分張力（土壌から水を吸収す
るために必要な力を水柱の高さcmで表し、それを常用対
数表示したｐＦ値で示される）を計測できる。尚、この
テンシオメータは、土壌水分と根の吸水力とによる根圏
域の全水分張力を示し、作物の生態情報を得る重要なセ
ンサであり、低コストでかつ正確な計測が可能なセンサ
である。本発明は、このテンシオメータを土耕栽培で採
用して前記目的を達成した。このテンシオメータの動き
を図２で示すが、防根シート内に設置したテンシオメー
タは、テンシオメータの周囲１１４mmを防根シートでお
おった為、純粋な土壌水分張力を示しているのに対し
て、株間に設置したテンシオメータは、計測した水分張
力（負圧）は高く、土壌水分と根の吸水力とによる根圏
域全体の土壌水分張力を示している。
非常に精度が良くなり、テンシオメータに取り付けられ
るようになったが、圧力変換器を付けたテンシオメータ
も電気的な出力を持つ応答性の迅速な土壌水分制御セン
サとして利用でき、土壌水分張力（土壌から水を吸収す
るために必要な力を水柱の高さcmで表し、それを常用対
数表示したｐＦ値で示される）を計測できる。尚、この
テンシオメータは、土壌水分と根の吸水力とによる根圏
域の全水分張力を示し、作物の生態情報を得る重要なセ
ンサであり、低コストでかつ正確な計測が可能なセンサ
である。本発明は、このテンシオメータを土耕栽培で採
用して前記目的を達成した。このテンシオメータの動き
を図２で示すが、防根シート内に設置したテンシオメー
タは、テンシオメータの周囲１１４mmを防根シートでお
おった為、純粋な土壌水分張力を示しているのに対し
て、株間に設置したテンシオメータは、計測した水分張
力（負圧）は高く、土壌水分と根の吸水力とによる根圏
域全体の土壌水分張力を示している。
【００１４】土壌水分センサは、どちらも俊敏な応答性
を示すので使用はいずれでも良いが、テンシオメータ
は、土壌水分張力の位置エネルギー値を計測する際に、
高き位置から低き方向に向かって流れる水分移動を理解
する上で分かり易いこと等を利用として、広く使用され
てきた経緯があること、又はｐＦ値に慣れている栽培者
は、圧力変換器付きテンシオメータの導入が便利であ
る。
を示すので使用はいずれでも良いが、テンシオメータ
は、土壌水分張力の位置エネルギー値を計測する際に、
高き位置から低き方向に向かって流れる水分移動を理解
する上で分かり易いこと等を利用として、広く使用され
てきた経緯があること、又はｐＦ値に慣れている栽培者
は、圧力変換器付きテンシオメータの導入が便利であ
る。
【００１５】本発明は、応答性が迅速であるＴＤＲ土壌
水分センサ（電気出力０〜５Ｖ）、又は圧力変換器付き
テンシオメータ（電気出力１〜５Ｖ）の電気出力信号を
直接取り込んで制御する施設園芸用の自動潅水制御器を
提供するものである。しかしながら、センサの応答性は
飛躍的に改善されても、潅水が土壌水分センサに達する
までの土壌中の浸潤に要するタイムラグは依然存在して
いる。
水分センサ（電気出力０〜５Ｖ）、又は圧力変換器付き
テンシオメータ（電気出力１〜５Ｖ）の電気出力信号を
直接取り込んで制御する施設園芸用の自動潅水制御器を
提供するものである。しかしながら、センサの応答性は
飛躍的に改善されても、潅水が土壌水分センサに達する
までの土壌中の浸潤に要するタイムラグは依然存在して
いる。
【００１６】そこで、本発明の自動潅水制御器の最大の
特徴は、潅水が土壌水分センサまでに到達するまでの浸
潤タイムラグを考慮した、従来の自動潅水制御器には無
かった「潅水休止タイマー」を設けて、少量高頻度潅水
を行う潅水方法にある。従って、潅水時間、潅水回数、
潅水量、土壌水分を適切に管理することにより、作物の
環境条件（気象条件と土壌条件等）と作物の生育ステー
ジにマッチングした施設作物又は路地作物の潅水制御を
提供する。
特徴は、潅水が土壌水分センサまでに到達するまでの浸
潤タイムラグを考慮した、従来の自動潅水制御器には無
かった「潅水休止タイマー」を設けて、少量高頻度潅水
を行う潅水方法にある。従って、潅水時間、潅水回数、
潅水量、土壌水分を適切に管理することにより、作物の
環境条件（気象条件と土壌条件等）と作物の生育ステー
ジにマッチングした施設作物又は路地作物の潅水制御を
提供する。
【００１７】潅水休止タイマーは、潅水が土壌中を浸潤
して土壌水分センサまで達するまでの時間を設定するも
ので、土壌水分センサが１回ごとの潅水効果を確実に認
識して再度潅水判定を行うために重要な役割を果たす。
その設定時間は、土壌の透水性と潅水チューブの配管位
置と土壌水分センサの埋設位置により異なる。しかし、
経験則では、略３０分程度が適当と考えている。尚、
「潅水休止タイマー」の名称は、「１回ごとの潅水が土
壌中を浸潤して土壌水分センサまで到達しないうちは潅
水を休止して作動させない」と言う意味合いから採用し
た。
して土壌水分センサまで達するまでの時間を設定するも
ので、土壌水分センサが１回ごとの潅水効果を確実に認
識して再度潅水判定を行うために重要な役割を果たす。
その設定時間は、土壌の透水性と潅水チューブの配管位
置と土壌水分センサの埋設位置により異なる。しかし、
経験則では、略３０分程度が適当と考えている。尚、
「潅水休止タイマー」の名称は、「１回ごとの潅水が土
壌中を浸潤して土壌水分センサまで到達しないうちは潅
水を休止して作動させない」と言う意味合いから採用し
た。
【００１８】また、少量高頻度潅水は、前述のように樹
勢つまり光合成能力を維持しながら水ストレスを与える
新しい潅水法であるから、従来高品質化の陰で犠牲とな
った収量に対して、収量を低下させることなく高品質化
を実現する。その上、１回の潅水量は作物１株当たり１
００〜１５０ｃｃ程度を目安とした極少量を１日最高２
０回程度潅水するため、正確で応答性の良い土壌水分セ
ンサによる高頻度な検出を利用して、過剰な潅水を回避
すると共に、１日の急激な気象変化にも対応して潅水を
制御する。子タイマーでの１回の潅水時間の設定は、作
物１株当たり１００〜１５０ｃｃ程度を目安とする潅水
量を、施設に設置される潅水チューブの潅水性能で割り
算して決定する。
勢つまり光合成能力を維持しながら水ストレスを与える
新しい潅水法であるから、従来高品質化の陰で犠牲とな
った収量に対して、収量を低下させることなく高品質化
を実現する。その上、１回の潅水量は作物１株当たり１
００〜１５０ｃｃ程度を目安とした極少量を１日最高２
０回程度潅水するため、正確で応答性の良い土壌水分セ
ンサによる高頻度な検出を利用して、過剰な潅水を回避
すると共に、１日の急激な気象変化にも対応して潅水を
制御する。子タイマーでの１回の潅水時間の設定は、作
物１株当たり１００〜１５０ｃｃ程度を目安とする潅水
量を、施設に設置される潅水チューブの潅水性能で割り
算して決定する。
【００１９】以上のように、本発明の自動潅水制御装置
は、緩やかな水ストレスを与える少量高頻度潅水によ
り、作物の生育ステージ別に、土壌条件、気象条件に合
致した潅水管理を実現させ、省力化、高品質化、高収量
化と共に、再現性のある安定生産が図られ、過剰な潅水
による肥料の溶脱を回避して減肥・節水の環境保全型農
業を展開する。
は、緩やかな水ストレスを与える少量高頻度潅水によ
り、作物の生育ステージ別に、土壌条件、気象条件に合
致した潅水管理を実現させ、省力化、高品質化、高収量
化と共に、再現性のある安定生産が図られ、過剰な潅水
による肥料の溶脱を回避して減肥・節水の環境保全型農
業を展開する。
【００２０】
【作用】図１は本発明の自動潅水制御装置であり、０〜
５Ｖ範囲の電気的出力を持つ土壌水分センサからの信号
をそのまま取り込んで潅水制御を行う。
５Ｖ範囲の電気的出力を持つ土壌水分センサからの信号
をそのまま取り込んで潅水制御を行う。
【００２１】土耕栽培での設定は、最初に主電源ＯＮ−
ＯＦＦスイッチ（９）をＯＮ側に、設定−作動スイッチ
（１０）を設定側に倒し、土耕−培地耕スイッチ（１
１）を土耕側に入れ、親タイマー（１）では２本の差し
込みピンにより潅水時間帯を、子タイマー（２）では潅
水時間を、潅水休止タイマー（３）では潅水の浸潤によ
る時間を、土壌水分センサの潅水開始点は乾燥限界値に
相当する電圧（０〜５Ｖ）を潅水開始点表示（４）を見
ながら潅水開始点設定ダイヤル（７）を回して設定し、
設定−作動スイッチ（１０）を作動側に倒せば完了であ
る。
ＯＦＦスイッチ（９）をＯＮ側に、設定−作動スイッチ
（１０）を設定側に倒し、土耕−培地耕スイッチ（１
１）を土耕側に入れ、親タイマー（１）では２本の差し
込みピンにより潅水時間帯を、子タイマー（２）では潅
水時間を、潅水休止タイマー（３）では潅水の浸潤によ
る時間を、土壌水分センサの潅水開始点は乾燥限界値に
相当する電圧（０〜５Ｖ）を潅水開始点表示（４）を見
ながら潅水開始点設定ダイヤル（７）を回して設定し、
設定−作動スイッチ（１０）を作動側に倒せば完了であ
る。
【００２２】潅水の浸潤が速いロックウールや調整ピー
ト等の培地耕栽培における設定は、応答性の良い土壌水
分センサの乾燥限界値（潅水開始点）と湿潤限界値（潅
水停止点）との間でＯＮ−ＯＦＦすればよいのであるか
ら、最初に主電源ＯＮ−ＯＦＦスイッチ（９）をＯＮ側
に、設定−作動スイッチ（１０）を設定側に倒し、土耕
−培地耕スイッチ（１１）を培地耕に入れ、親タイマー
（１）では２本の差し込みピンにより潅水時間帯を、潅
水開始点と潅水停止点の設定は各設定値表示（４，５）
を見ながら各設定ダイヤル（７，８）を回して相当する
電圧（０〜５Ｖ）を設定し、設定−作動スイッチ（１
０）を作動側に倒せば完了である。
ト等の培地耕栽培における設定は、応答性の良い土壌水
分センサの乾燥限界値（潅水開始点）と湿潤限界値（潅
水停止点）との間でＯＮ−ＯＦＦすればよいのであるか
ら、最初に主電源ＯＮ−ＯＦＦスイッチ（９）をＯＮ側
に、設定−作動スイッチ（１０）を設定側に倒し、土耕
−培地耕スイッチ（１１）を培地耕に入れ、親タイマー
（１）では２本の差し込みピンにより潅水時間帯を、潅
水開始点と潅水停止点の設定は各設定値表示（４，５）
を見ながら各設定ダイヤル（７，８）を回して相当する
電圧（０〜５Ｖ）を設定し、設定−作動スイッチ（１
０）を作動側に倒せば完了である。
【００２３】尚、土壌水分センサの現在値表示（６）
が、潅水条件に合致した時潅水され、潅水作動表示ラン
プ（１２）が点灯される。
が、潅水条件に合致した時潅水され、潅水作動表示ラン
プ（１２）が点灯される。
【００２４】故に、土耕栽培では、設定された潅水時間
帯において、土壌水分センサの乾燥限界値の判別、極少
量潅水、潅水休止時間を１サイクルとする潅水制御を行
う。
帯において、土壌水分センサの乾燥限界値の判別、極少
量潅水、潅水休止時間を１サイクルとする潅水制御を行
う。
【００２５】培地耕栽培では、設定された潅水時間帯に
おいて、土壌水分センサの乾燥限界値から湿潤限界値に
達するまでの潅水を１サイクルとする潅水方式で行う。
おいて、土壌水分センサの乾燥限界値から湿潤限界値に
達するまでの潅水を１サイクルとする潅水方式で行う。
【００２６】
【実施例】実施例は、養液土耕栽培を行う夏メロン（定
植５月８日、収穫８月２日）において本発明制御器で１
作を潅水制御したが、１日の消費肥料分の液肥を混入し
た液肥潅水（液肥潅水量は生育ステージによって若干変
化するが２５０〜５００ｃｃ）を毎日早朝６時に行い、
その後の８時〜１７時の潅水時間帯に、１回に作物１株
当たり１５０ｃｃ程度の潅水（実施圃場での潅水チュー
ブの潅水能力から３分間の潅水時間を設定した）、３０
分の潅水休止時間、土壌水分センサの圧力変換器付きテ
ンシオメータに対する乾燥限界値ｐＦ２．２〜２．８
（電圧１．６３〜３．５２Ｖ）を生育ステージ別に設定
して栽培した。
植５月８日、収穫８月２日）において本発明制御器で１
作を潅水制御したが、１日の消費肥料分の液肥を混入し
た液肥潅水（液肥潅水量は生育ステージによって若干変
化するが２５０〜５００ｃｃ）を毎日早朝６時に行い、
その後の８時〜１７時の潅水時間帯に、１回に作物１株
当たり１５０ｃｃ程度の潅水（実施圃場での潅水チュー
ブの潅水能力から３分間の潅水時間を設定した）、３０
分の潅水休止時間、土壌水分センサの圧力変換器付きテ
ンシオメータに対する乾燥限界値ｐＦ２．２〜２．８
（電圧１．６３〜３．５２Ｖ）を生育ステージ別に設定
して栽培した。
【００２７】図３は収穫前の７月の本発明制御区におけ
る潅水量と日射量とを示したものであるが、９時間の潅
水時間帯に最高１８回もの高頻度の潅水を行い、潅水量
の変化は日射量の変化に類似し、気象変化に対応した潅
水を行うことができた。
る潅水量と日射量とを示したものであるが、９時間の潅
水時間帯に最高１８回もの高頻度の潅水を行い、潅水量
の変化は日射量の変化に類似し、気象変化に対応した潅
水を行うことができた。
【００２８】図４は、制御区の土壌水分の変化を示した
もので、ｐＦ２．９程度の高い水ストレスを示し、接点
付きブルドン管式テンシオメータによる潅水制御区の激
しい変化を示す図５と比較して、穏やかな変化の水スト
レスを与えることができた。尚、図４の測定値の急激な
低下のほとんどは土壌水分センサのテンシオメータへの
給水補給のために生じたものであり、実際の土壌水分の
変化は頂部を結ぶなめらかなものである。
もので、ｐＦ２．９程度の高い水ストレスを示し、接点
付きブルドン管式テンシオメータによる潅水制御区の激
しい変化を示す図５と比較して、穏やかな変化の水スト
レスを与えることができた。尚、図４の測定値の急激な
低下のほとんどは土壌水分センサのテンシオメータへの
給水補給のために生じたものであり、実際の土壌水分の
変化は頂部を結ぶなめらかなものである。
【００２９】表１は、タイマーで潅水制御する通常の農
家が行っている慣行区と本発明制御区において、栽培条
件と収穫した果実調査を比較したものであるが、本発明
制御区は玉重量も大きく、ネットの張りも良く、糖度も
１５．５の優良なメロンが収穫できた。つまり、玉重量
も大きく、糖度も上回ったことは、収量を犠牲にするこ
となく高品質な果実を収穫することができたことを裏付
けた。また、本発明の自動潅水制御器による潅水量は、
親タイマーと子タイマーで制御している慣行区と比較し
て約１９％程度の節水となっている。このことより、本
発明の自動潅水制御器は、本発明が意図する基本的な構
成、即ち、生育ステージ別の乾燥限界値を設定するだけ
で安定的生産が確保でき、栽培農家の省力化、果実の高
収量化、高品質化が図れること、又は肥料の溶脱を引き
起こす過剰な潅水がない減肥・節水方式であり、環境保
全型農業を展開するに有益であること、等が判明した。
家が行っている慣行区と本発明制御区において、栽培条
件と収穫した果実調査を比較したものであるが、本発明
制御区は玉重量も大きく、ネットの張りも良く、糖度も
１５．５の優良なメロンが収穫できた。つまり、玉重量
も大きく、糖度も上回ったことは、収量を犠牲にするこ
となく高品質な果実を収穫することができたことを裏付
けた。また、本発明の自動潅水制御器による潅水量は、
親タイマーと子タイマーで制御している慣行区と比較し
て約１９％程度の節水となっている。このことより、本
発明の自動潅水制御器は、本発明が意図する基本的な構
成、即ち、生育ステージ別の乾燥限界値を設定するだけ
で安定的生産が確保でき、栽培農家の省力化、果実の高
収量化、高品質化が図れること、又は肥料の溶脱を引き
起こす過剰な潅水がない減肥・節水方式であり、環境保
全型農業を展開するに有益であること、等が判明した。
【００３０】
【表１】 図１における１３は作物、１４は潅水チューブ、１５は
潅水ポンプ、１６は土壌水分センサをそれぞれ示す。
潅水ポンプ、１６は土壌水分センサをそれぞれ示す。
【００３１】本発明の栽培試験結果の一例を報告する
と、例えば、秋冬作の促成トマト（９月上旬定植、１２
月〜３月収穫）においては、着花後の潅水管理をｐＦ
２．５の潅水開始点に設定し、８時〜１６時の潅水時間
帯において、トマト１株当たり１００ｃｃ（試験施設で
は２分間の潅水）づつを３０分の潅水休止タイマーの設
定で行ったところ、糖度７オーダーの甘いトマトが収穫
でき、従来のタイマー制御の慣行区と比較して収穫量が
より多かった。尚、全体の集計結果は、収穫が終了する
３月末以降となる。従って、後述、物件提出書で、その
内容を提出したしますので、審査の際にご参照の程、お
願い申し上げます。
と、例えば、秋冬作の促成トマト（９月上旬定植、１２
月〜３月収穫）においては、着花後の潅水管理をｐＦ
２．５の潅水開始点に設定し、８時〜１６時の潅水時間
帯において、トマト１株当たり１００ｃｃ（試験施設で
は２分間の潅水）づつを３０分の潅水休止タイマーの設
定で行ったところ、糖度７オーダーの甘いトマトが収穫
でき、従来のタイマー制御の慣行区と比較して収穫量が
より多かった。尚、全体の集計結果は、収穫が終了する
３月末以降となる。従って、後述、物件提出書で、その
内容を提出したしますので、審査の際にご参照の程、お
願い申し上げます。
【００３２】
【発明の効果】潅水が土壌水分センサまで浸潤する時間
を考慮した「潅水休止タイマー」を新たに設け、親タイ
マー、子タイマー、潅水休止タイマーの時間設定と、土
壌水分センサの乾燥限界値の設定によって、少量高頻度
潅水法を行う本自動潅水制御器は、樹勢つまり光合成能
力を低下させることなく水ストレスを与えるので、従来
高品質化の陰で犠牲となった収量に対して、収量を低下
させることなく高品質化を実現し、１回の潅水量を作物
１株当たり１００cc程度を目安とした極少量の潅水を、
正確で応答性の良い土壌水分センサの潅水判定により、
１日に最高２０回程度の高頻度な潅水を行うことから、
過剰な潅水は無くなり、１日の内の急激な気象変化にも
マッチした潅水ができる。また水切りによる水ストレス
等のストレスによる樹勢のダメージを軽減し、かつ収量
減と樹体の寿命の延命化が図れる実益がある。
を考慮した「潅水休止タイマー」を新たに設け、親タイ
マー、子タイマー、潅水休止タイマーの時間設定と、土
壌水分センサの乾燥限界値の設定によって、少量高頻度
潅水法を行う本自動潅水制御器は、樹勢つまり光合成能
力を低下させることなく水ストレスを与えるので、従来
高品質化の陰で犠牲となった収量に対して、収量を低下
させることなく高品質化を実現し、１回の潅水量を作物
１株当たり１００cc程度を目安とした極少量の潅水を、
正確で応答性の良い土壌水分センサの潅水判定により、
１日に最高２０回程度の高頻度な潅水を行うことから、
過剰な潅水は無くなり、１日の内の急激な気象変化にも
マッチした潅水ができる。また水切りによる水ストレス
等のストレスによる樹勢のダメージを軽減し、かつ収量
減と樹体の寿命の延命化が図れる実益がある。
【００３３】これにより、少量高頻度潅水法を行う本発
明は、作物の生育ステージ別の乾燥限界値の設定をする
だけで、土壌条件、施設環境条件、気象条件に合致した
潅水管理を実現させ、省力化、高品質化、高収量化と共
に、再現性のある安定生産が図られるので、栽培面積の
規模拡大を図る農家には最適な道具となり、過剰な潅水
による肥料の溶脱を回避して減肥・節水の環境保全型農
業を展開する。
明は、作物の生育ステージ別の乾燥限界値の設定をする
だけで、土壌条件、施設環境条件、気象条件に合致した
潅水管理を実現させ、省力化、高品質化、高収量化と共
に、再現性のある安定生産が図られるので、栽培面積の
規模拡大を図る農家には最適な道具となり、過剰な潅水
による肥料の溶脱を回避して減肥・節水の環境保全型農
業を展開する。
【図１】本発明の自動潅水制御器の図。
【図２】テンシオメータの動きを示す図。
【図３】制御区の潅水量と日射量を示す図。
【図４】制御区の土壌水分の変化を示す図。
【図５】ブルドン管式テンシオメータによる従来制御区
の土壌水分の変化を示す図。
の土壌水分の変化を示す図。
１ 親タイマー（１日の潅水時間帯の設定） ２ 子タイマー（１回の潅水時間の設定） ３ 潅水休止タイマー（潅水が浸潤する時間の設
定） ４ 潅水開始点の設定値表示（電圧Ｖ） ５ 潅水停止点の設定値表示（電圧Ｖ） ６ 土壌水分センサの現在値表示（電圧Ｖ） ７ 潅水開始点設定ダイヤル ８ 潅水停止点設定ダイヤル ９ 主電源ＯＮ−ＯＦＦスイッチ １０ 設定−作動スイッチ １１ 土耕−培地耕スイッチ １２ 潅水作動表示ランプ １３ 作物 １４ 潅水チューブ １５ 潅水ポンプ １６ 土壌水分センサ
定） ４ 潅水開始点の設定値表示（電圧Ｖ） ５ 潅水停止点の設定値表示（電圧Ｖ） ６ 土壌水分センサの現在値表示（電圧Ｖ） ７ 潅水開始点設定ダイヤル ８ 潅水停止点設定ダイヤル ９ 主電源ＯＮ−ＯＦＦスイッチ １０ 設定−作動スイッチ １１ 土耕−培地耕スイッチ １２ 潅水作動表示ランプ １３ 作物 １４ 潅水チューブ １５ 潅水ポンプ １６ 土壌水分センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 １日の内の潅水時間帯を任意に設定する
親タイマー（１）、１回の潅水時間を任意に設定する子
タイマー（２）、１回の潅水が土壌中を浸潤する時間を
任意に設定する潅水休止タイマー（３）、電気的出力を
持つ土壌水分センサに対して作物生育ステージ別の乾燥
限界値（潅水開始点）を設定する潅水開始点設定ダイヤ
ル（７）によって構成される施設園芸用自動潅水制御器
において、 前記親タイマー（１）で設定された１日の潅水時間帯内
で、土壌水分センサで検出する乾燥限界値に達した時点
で、前記子タイマー（２）で設定された作物１株当たり
の極少量な潅水を行い、前記潅水休止タイマー（３）で
設定された１回の潅水による浸潤時間の経過ののちに、
土壌水分センサの潅水判定を再度行い、乾燥限界値以上
では再度潅水し、乾燥限界値未満では潅水すること無
く、再度土壌水分センサ（１６）が前記乾燥限界値に達
した時点において、前記子タイマー（２）で設定された
少量の潅水を行い、１日の内の潅水時間帯内で潅水を高
頻度にくり返し、過剰な潅水による排水を出さないこと
を特徴とする環境保全型潅水を実現する施設園芸用自動
潅水制御器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092706A JP4003863B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 少量高頻度潅水法を特徴とする施設園芸用自動潅水制御器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092706A JP4003863B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 少量高頻度潅水法を特徴とする施設園芸用自動潅水制御器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002281842A true JP2002281842A (ja) | 2002-10-02 |
| JP4003863B2 JP4003863B2 (ja) | 2007-11-07 |
Family
ID=18947124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001092706A Expired - Fee Related JP4003863B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 少量高頻度潅水法を特徴とする施設園芸用自動潅水制御器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4003863B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006197871A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Aichi Prefecture | 袋培地栽培法および袋培地 |
| JP2011092152A (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Shimane Prefecture | 灌水装置 |
| CN104459045A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-03-25 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 降水入渗过程及根系生长动态综合观测系统 |
| CN106305369A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 无锡信大气象传感网科技有限公司 | 一种基于土壤气象要素的农田灌溉系统 |
| JP2018143226A (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | 桃澤 安芸子 | 潅漑用の自動給水栓制御装置 |
| CN108901762A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 河南省水利科学研究院 | 一种夏玉米精准灌溉优化用水方法 |
| CN108901687A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 河南省水利科学研究院 | 一种冬小麦精准灌溉用水优化方法 |
| CN113016484A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 海南兴源景观工程有限公司 | 多杆特选树拼栽方法 |
| JP2021114911A (ja) * | 2020-01-23 | 2021-08-10 | エコマス株式会社 | 潅水施肥システムとそれを用いた柑橘類の栽培方法 |
-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001092706A patent/JP4003863B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006197871A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Aichi Prefecture | 袋培地栽培法および袋培地 |
| JP2011092152A (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Shimane Prefecture | 灌水装置 |
| CN104459045A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-03-25 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 降水入渗过程及根系生长动态综合观测系统 |
| CN104459045B (zh) * | 2014-12-03 | 2016-04-20 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 降水入渗过程及根系生长动态综合观测系统 |
| CN106305369A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 无锡信大气象传感网科技有限公司 | 一种基于土壤气象要素的农田灌溉系统 |
| JP2018143226A (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | 桃澤 安芸子 | 潅漑用の自動給水栓制御装置 |
| CN108901762A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 河南省水利科学研究院 | 一种夏玉米精准灌溉优化用水方法 |
| CN108901687A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 河南省水利科学研究院 | 一种冬小麦精准灌溉用水优化方法 |
| CN108901762B (zh) * | 2018-07-27 | 2021-04-20 | 河南省水利科学研究院 | 一种夏玉米精准灌溉优化用水方法 |
| CN108901687B (zh) * | 2018-07-27 | 2021-04-20 | 河南省水利科学研究院 | 一种冬小麦精准灌溉用水优化方法 |
| JP2021114911A (ja) * | 2020-01-23 | 2021-08-10 | エコマス株式会社 | 潅水施肥システムとそれを用いた柑橘類の栽培方法 |
| CN113016484A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 海南兴源景观工程有限公司 | 多杆特选树拼栽方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4003863B2 (ja) | 2007-11-07 |
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