JP2003023882A - Automatic control system for paddy water - Google Patents

Automatic control system for paddy water

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JP2003023882A
JP2003023882A JP2001216910A JP2001216910A JP2003023882A JP 2003023882 A JP2003023882 A JP 2003023882A JP 2001216910 A JP2001216910 A JP 2001216910A JP 2001216910 A JP2001216910 A JP 2001216910A JP 2003023882 A JP2003023882 A JP 2003023882A
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JP
Japan
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water
drainage
paddy field
soil
paddy
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Pending
Application number
JP2001216910A
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Japanese (ja)
Inventor
Giichi Shimomura
義一 下村
Hitoshi Godai
均 五代
Osamu Izumida
收 泉田
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NOSANGYO SHINKO SHOREIKAI
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
NOSANGYO SHINKO SHOREIKAI
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promote the growth of paddy cultivated crops and further improve the stability of yield. SOLUTION: This automatic control system for paddy water comprises an underdrainage conduit 34 for discharging soil water embedded in soil 32 of a paddy field 12 and is designed to variably control drainage from the underdrainage conduit 34 with an underdrainage device 36. Thereby, permeated water flowing down in the soil 32 is controlled. As a result, the moisture content, the amount of oxygen, the temperature, etc., in soil in a region where roots R of the crops spread can be regulated to conditions suitable for the growth of the crops and the stability of the yield can be improved. The system has effects even on prevention of discharge of methane gas from the soil 32.

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、水田において作物
を栽培するために水田の水を自動的に管理するシステ
ム、および水田栽培作物を栽培する方法に関し、特に、
水田の土壌中に埋設された暗渠からの排水の制御を行う
システムおよび方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for automatically managing water in a paddy field for cultivating crops in the paddy field, and a method for cultivating paddy field cultivated crops.
The present invention relates to a system and method for controlling drainage from an underdrain buried in the soil of a paddy field.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】水稲
栽培においては、従来より、特開平5−132919号
公報に開示されるように、気象条件等に応じて湛水部に
対する給水の調整が行われている。この給水の調整は、
湛水部の水位(湛水深)を所定値に維持することを主た
る目的として行われており、水田栽培作物の根の環境、
すなわち土壌環境の制御を目指したものは皆無である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in paddy rice cultivation, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-132919, water supply to a submerged part is adjusted according to weather conditions. It is being appreciated. This water supply adjustment is
The main purpose is to maintain the water level in the submerged area (submerged depth) at a specified value.
In other words, there is nothing aimed at controlling the soil environment.

【0003】発明者は、水田栽培作物の栽培において
は、特に根の生育が重要であることを見いだし、そのた
めに、土壌環境、特に土壌中の水分に関する実地研究を
重ねた結果、以下の発明をするに至った。
The inventors have found that root growth is particularly important in the cultivation of paddy field crops. Therefore, as a result of repeated field research on the soil environment, especially the water content in the soil, the following inventions were obtained. Came to do.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる水田栽培
作物の生育管理方法は、暗渠からの排水を制御すること
により、水田土壌の状態を水田栽培作物の生育に好適な
状態となるように調整する。
[Means for Solving the Problems] The growth management method for paddy field crops according to the present invention controls the drainage from the underdrain so that the state of the paddy field soil becomes a state suitable for growing paddy field crops. adjust.

【0005】発明者は、水田の地表から地下に亘って調
査した結果、水田の水は、湛水状況下では、湛水部の水
(以下田面水と記す),田面水の地下浸透による土壌
水,およびさらにその下方に位置する自由地下水から構
成されており、目的とする土壌中の水分の管理は、主と
して自由地下水の水位管理、および田面水の温度,湛水
深等の管理によって可能となるとの結論に達した。な
お、非湛水状況下では、降雨あるいは人工的な灌漑によ
る水の地下浸透のほかに、自由地下水の毛管上昇作用に
よっても管理可能となるとの結論に達した。
As a result of an investigation from the surface of the paddy field to the underground, the inventor found that the water in the paddy field was flooded water It is composed of water and free groundwater located below it, and it is possible to control the water content in the target soil mainly by controlling the free groundwater level and controlling the temperature of the surface water and the depth of water. Came to the conclusion. In addition, it was concluded that under non-flooded conditions, it can be managed not only by underground infiltration of water by rainfall or artificial irrigation, but also by capillarity raising action of free groundwater.

【0006】土壌水は、田面水の地下浸透により供給さ
れ、作物の根から吸収される分が減少して、さらに下方
に浸透して自由地下水と一体化する。このため自由地下
水の水位を低下させることで、土壌水の下方への浸透量
を増大させ、田面水の地下への浸透量を増大させること
ができる。本発明は、これを利用して、適切なタイミン
グで暗渠排水設備によって自由地下水を調整することに
より、望ましい質の田面水を土壌に浸透させ、作物根周
囲の土壌環境の適正化を図るものである。
Soil water is supplied by subsurface infiltration of paddy water, the amount absorbed from the roots of crops is reduced, and it further infiltrates downward to be integrated with free groundwater. Therefore, by lowering the water level of free groundwater, it is possible to increase the amount of infiltration of soil water downward and increase the amount of infiltration of surface water to the ground. The present invention, by utilizing this, by adjusting the free groundwater by the underdrain drainage equipment at an appropriate timing, to permeate the rice field water of desired quality into the soil, and to optimize the soil environment around the crop root. is there.

【0007】望ましい質の田面水は、作物の種類,生育
状態あるいは気象条件等によって異なる。例えば寒冷地
における水稲栽培では、田面水温が所定値以上に上昇し
たときに、日照等によって昼間のうちに昇温した田面水
を積極的に地下浸透させることで、土壌温度を上昇さ
せ、また酸素供給量を増大させ、根の発育および活動を
促進し、ひいては作物の生育を促進することができる。
また温暖地における盛夏期の湛水栽培では、夜間から早
朝にかけて放射冷却や降雨によって温度の低下した田面
水を土壌内により多く供給させることで、土壌を冷却す
るとともに、酸欠を防止してメタン等の有害物の発生を
抑制することができる。
The desired quality of paddy water varies depending on the type of crop, the growth state, the weather conditions and the like. For example, in paddy rice cultivation in cold regions, when the surface water temperature rises above a predetermined value, the soil surface temperature raised in the daytime due to sunlight etc. is actively permeated underground to increase soil temperature and oxygen. It can increase supplies, promote root development and activity, and thus promote crop growth.
Also, in flooded cultivation in the warm summer in the midsummer period, by supplying more rice field water whose temperature has decreased due to radiative cooling and rainfall from night to early morning, the soil is cooled and the oxygen deficiency is prevented to prevent methane etc. It is possible to suppress the generation of harmful substances.

【0008】本発明では、このような作物生育のための
自由地下水の水位調整を、暗渠排水設備の排水制御によ
って行う。すなわち本発明にかかる水田水の自動管理シ
ステムは、水田の土壌内の水を排出する暗渠からの排水
状態を可変とする暗渠排水可変機構を制御することによ
り、土壌内の水を水田栽培作物の生育に好適な状態とな
るように調整する。また、本発明では、さらに水田の湛
水部に給水を行う給水機構および/または湛水部から直
接的に排水を行う排水機構を制御して、湛水部の湛水を
水田栽培作物の生育に好適な状態となるように調整する
のが好適である。
In the present invention, the water level adjustment of free groundwater for such crop growth is performed by the drainage control of the underdrain drainage system. That is, the paddy field water automatic management system according to the present invention, by controlling the underdrain drainage variable mechanism that makes the drainage state from the underdrain drainage water in the soil of the paddy field variable, the water in the soil of the paddy field crops. Adjust so that it is in a state suitable for growth. Further, in the present invention, a water supply mechanism for supplying water to the submerged part of the paddy field and / or a drainage mechanism for directly draining water from the submerged part is controlled to make the submerged part of the submerged part grow in the paddy field crops. It is suitable to adjust so as to be in a suitable state.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本実施形態にかか
る水田水自動管理システム10の全体構成図、図2は、
水田12の断面図および水田12に設置される水田側の
装置構成を示すブロック図、また図3は、水田12を図
2と別の方向(図2において右側)から見た断面図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a paddy water automatic management system 10 according to the present embodiment, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the paddy field 12 and a block diagram showing a device configuration on the paddy field side installed in the paddy field 12, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the paddy field 12 viewed from a different direction (right side in FIG. 2) from FIG.

【0010】図1に示すように、水田水自動管理システ
ム10は、水田12内あるいはその近傍に例えば水田1
2毎に設けられる圃場装置14と、管理棟16に設けら
れる管理装置18と、を備える。圃場装置14と管理装
置18との間では、無線または有線により、水田12の
水を制御する機構を制御するための信号の伝送が行われ
る。水田12内またはその周辺には、水田12の環境状
態(例えば、気温,水温,地温,水質等),制御状態
(例えば、湛水深等),または水を制御する機構(例え
ば給水装置24,田面排水装置28,または暗渠排水装
置36等)の動作状態を検出する各種センサが設置さ
れ、圃場装置14は、これらセンサによる検出値を所定
のタイミング(例えば所定の時間間隔)で集約して、こ
れら検出値を示す信号を管理装置18に伝送する。管理
装置18は、これら検出値に基づいて水田12の水を制
御する機構の制御情報を取得し、これを示す信号を圃場
装置14に伝送する。圃場装置14は、受け取った制御
情報を水を制御する機構に受け渡し、前記機構はこの制
御情報に基づいて制御される。こうして、水田12の水
を制御する機構は、管理装置18によって遠隔制御され
る。なお、検出値を示す信号は、検出値に応じて異なる
タイミングで送信するようにしてもよい。また、圃場装
置14が水を制御する各装置の実際の制御実績(あるい
は動作実績)を示す信号を管理装置18に送信し、管理
装置18がこの実績を制御履歴として保管するように構
成してもよい。
As shown in FIG. 1, a paddy field automatic water management system 10 includes, for example, a paddy field 1 in or near a paddy field 12.
The farmland device 14 provided for every two and the management device 18 provided in the management ridge 16 are provided. Between the farm device 14 and the management device 18, a signal for controlling the mechanism for controlling the water in the paddy field 12 is transmitted wirelessly or by wire. In or around the paddy field 12, environmental conditions of the paddy field 12 (eg, temperature, water temperature, ground temperature, water quality, etc.), control states (eg, submersion depth, etc.), or a mechanism for controlling water (eg, water supply device 24, paddy field) Various sensors for detecting the operating state of the drainage device 28 or the underdrain drainage device 36, etc. are installed, and the field device 14 aggregates the detection values of these sensors at a predetermined timing (for example, a predetermined time interval), and A signal indicating the detected value is transmitted to the management device 18. The management device 18 acquires the control information of the mechanism that controls the water in the paddy field 12 based on these detected values, and transmits a signal indicating this to the field device 14. The field device 14 passes the received control information to the mechanism for controlling water, and the mechanism is controlled based on this control information. In this way, the mechanism for controlling the water in the paddy field 12 is remotely controlled by the management device 18. The signal indicating the detected value may be transmitted at different timings depending on the detected value. Further, the field device 14 is configured to transmit a signal indicating the actual control record (or operation record) of each device that controls water to the management device 18, and the management device 18 stores the record as a control history. Good.

【0011】図2に示すように、水田12の湛水部20
には、給水路22から給水装置24によって用水が供給
される。給水装置24は、例えば弁あるいはポンプなど
を備え、管理装置18からの制御情報により、給水量を
可変制御するものである。給水装置24は、単に給水/
停止を切り替えるのみでもよいし、さらに給水流量が可
変となるよう構成してもよい。また給水時間帯の設定
や、手動操作も可能となるように構成してもよい。
As shown in FIG. 2, the submerged section 20 of the paddy field 12 is shown.
Is supplied with water from the water supply channel 22 by the water supply device 24. The water supply device 24 includes, for example, a valve or a pump, and variably controls the amount of water supply according to the control information from the management device 18. The water supply device 24 simply supplies water /
The stoppage may be simply switched, or the supply water flow rate may be variable. Further, the water supply time zone may be set or manually operated.

【0012】田面水は、田面排水装置28によって排水
路30に排出される。田面排水装置28についても、上
記給水装置24同様、弁あるいはポンプなどを備え、管
理装置18からの制御情報により、排水量を可変制御す
るように構成することができる。この場合、田面排水装
置28は、単に排水/停止を切り替えるのみでもよい
し、さらに排水流量が可変となるよう構成してもよい。
また、田面排水装置28を、排出量を可変調整するもの
とせず、単に、降雨等により湛水部20に過剰に流入し
た用水を排出するものとして構成してもよい。
The rice field water is discharged to the drainage channel 30 by the rice field drainage device 28. Similarly to the water supply device 24, the rice field drainage device 28 may also be provided with a valve, a pump, or the like, and may be configured to variably control the amount of drainage according to control information from the management device 18. In this case, the rice field drainage device 28 may simply switch drainage / stop, or may be configured to make the drainage flow rate variable.
Further, the rice field drainage device 28 may be configured not to variably adjust the discharge amount, but to simply discharge the water that excessively flows into the submersible part 20 due to rainfall or the like.

【0013】湛水部20の下の土壌32内には、暗渠管
34が埋設される。好適には、図3に示すように、暗渠
管34は、作物栽培における耕耘等の通常の農作業の対
象となる表土層(以下、作土と記す)32aの下方の、
心土32bと呼ばれる地層に埋設される。暗渠管34
は、例えば透水性のある多孔質の管、あるいはネット状
の管(図示せず)として構成され、心土32bの土壌水
(すなわち自由地下水)を排出することができる。この
暗渠管34に暗渠排水装置36が設けられており、その
排水の制御により自由地下水の水位の上下調整が行える
ようになっている。
An underdrain pipe 34 is buried in the soil 32 below the inundation section 20. Suitably, as shown in FIG. 3, the underdrain pipe 34 is located below the topsoil layer (hereinafter referred to as soil) 32a that is a target of ordinary agricultural work such as tillage in crop cultivation.
It is buried in a stratum called subsoil 32b. Underdrain 34
Is configured as, for example, a water-permeable porous tube or a net-shaped tube (not shown), and can discharge the soil water (that is, free groundwater) of the subsoil 32b. An underdrain drainage device 36 is provided in the underdrain pipe 34, and the water level of free groundwater can be adjusted up and down by controlling the drainage.

【0014】暗渠管34は、圃場内の土壌32中に例え
ば所定の間隔で複数、例えば並行に埋設されており、湛
水部20の下方のほぼ全域から、土壌水(自由地下水)
を排水路30に向けて排出できるように構成されてい
る。また暗渠排水装置36は、各暗渠管34毎に設けて
もよいし、複数の暗渠管34の集約された集水管に設け
てもよい。この暗渠排水装置36も、上記給水装置24
同様、弁あるいはポンプなどを備え、管理装置18から
の制御情報により、排水量を可変制御する。この場合
も、暗渠排水装置36は、単に排水/停止を切り替える
のみでもよいし、さらに排水流量が可変となるよう構成
してもよい。
A plurality of underdrain pipes 34 are buried in the soil 32 in the field at predetermined intervals, for example, in parallel, and soil water (free groundwater) is supplied from almost the entire area below the inundation section 20.
Is configured to be discharged toward the drainage channel 30. Further, the underdrain drainage device 36 may be provided for each underdrain pipe 34, or may be provided for a water collecting pipe in which a plurality of underdrain pipes 34 are integrated. The underdrain drainage device 36 is also the water supply device 24.
Similarly, a valve or a pump is provided, and the amount of drainage is variably controlled according to the control information from the management device 18. Also in this case, the underdrain drainage device 36 may simply switch the drainage / stop, or may be configured to make the drainage flow rate variable.

【0015】水田12内およびその周囲には、水田12
の環境状態(例えば、気温,水温,地温,水質等),制
御状態(例えば、湛水深等)を検知する各種センサが設
けられる。本実施形態では、例えば、土壌32(例えば
作土32a;特に根Rの張る領域が好適である)内の地
温を測る地温センサ38、田面水の水温を測る湛水部水
温センサ40、給水路22の水温を測る給水路水温セン
サ42、気温を測る気温センサ44、湛水深を測る湛水
深センサ46、および化学センサ(例えば田面水の電気
伝導度等の水質を測る水質センサ)48が設けられる。
なお、地温センサ38の埋設深さは、栽培作物の種類や
作土地層の厚さに応じて適切に設定されるが、一例とし
て水稲の場合20cm程度に設定した場合に良好な結果
を得ることができた。
In and around the paddy field 12,
Various sensors for detecting the environmental conditions (for example, air temperature, water temperature, ground temperature, water quality, etc.) and control conditions (for example, water depth) are provided. In the present embodiment, for example, a soil temperature sensor 38 that measures the soil temperature in the soil 32 (for example, the soil 32a; a region in which the root R is stretched is particularly suitable), a submerged water temperature sensor 40 that measures the water temperature of the rice field water, and a water supply channel. A water supply channel water temperature sensor 42 for measuring the water temperature of 22, a temperature sensor 44 for measuring the air temperature, a submerged water depth sensor 46 for measuring the submerged water depth, and a chemical sensor (for example, a water quality sensor for measuring the water quality such as electrical conductivity of rice field water) 48 are provided. .
The burial depth of the ground temperature sensor 38 is appropriately set according to the type of cultivated crop and the thickness of the land layer, but as an example, in the case of paddy rice, a good result can be obtained when set to about 20 cm. I was able to.

【0016】また管理装置18は、例えば、圃場装置1
4と通信するための通信装置18a(図1)と、情報の
処理を行うコンピュータ18b(図1)とから構成さ
れ、水田12の水を制御する機構(本実施形態では、給
水装置24,田面排水装置28および暗渠排水装置3
6)を制御する制御部18c(例えばCPU;図1)
と、制御部18cの制御にかかるパラメータ(例えば水
田栽培作物の生育のための前記水を制御する機構の動作
条件、および該水を制御する機構を動作させるための制
御情報;後述)を記憶する記憶部18d(例えばRA
M,ROMまたはハードディスク等;図1)と、を備え
る。また、計時部を備え、これより取得された時刻情報
に応じた制御が行われる。
The management device 18 is, for example, the field device 1.
4 and a computer 18b (FIG. 1) for processing information, and a mechanism for controlling the water in the paddy field 12 (in this embodiment, the water supply device 24, the rice field) Drainage device 28 and underdrain drainage device 3
6) Control unit 18c (eg CPU; FIG. 1)
And parameters for controlling the control unit 18c (for example, operating conditions of the mechanism for controlling the water for growing paddy field crops and control information for operating the mechanism for controlling the water; described later) are stored. Storage unit 18d (for example, RA
M, ROM, hard disk, etc .; FIG. 1). In addition, a timekeeping unit is provided, and control is performed according to the time information acquired from this.

【0017】記憶部18dには、前記動作条件として、
浸透水の制御を行う条件(例えば浸透水の流れを開始,
停止,増大または減少させる条件、または浸透水の流量
の条件等)が記憶される。これらの条件は、それぞれ、
作物の生育を促進するための、温度(地温、水温あるい
は気温)、水位(湛水深)および作物の生育時間(また
は生育段階)の条件として記憶されている。制御部18
cは、上記各センサによる検出結果および管理対象作物
の実際の生育時間を、上記浸透水の制御条件に照合し、
検出結果が前記条件に該当する場合には、それを実行す
るための制御情報を生成する。より具体的には、例え
ば、記憶部18dに、浸透を増大させる条件として、田
面水温が第一の範囲内、湛水深が第一の範囲内、かつ作
物の生育時間が第一の期間内にあるという条件が記憶さ
れていて、検出結果がその条件に該当した場合には、制
御部18cは、浸透が増大するように各部を制御し、ま
たそれ以外の場合には、浸透が最小となるように各部を
制御する。
The storage unit 18d stores, as the operating conditions,
Conditions for controlling seepage water (for example, starting the flow of seepage water,
Conditions for stopping, increasing or decreasing, conditions for permeated water flow rate, etc.) are stored. These conditions are respectively
It is stored as conditions of temperature (ground temperature, water temperature or temperature), water level (flooding depth), and crop growth time (or growth stage) for promoting crop growth. Control unit 18
c is the detection result of each of the above-mentioned sensors and the actual growing time of the crop to be managed are collated with the above-mentioned infiltration water control conditions,
When the detection result corresponds to the above condition, the control information for executing it is generated. More specifically, for example, in the storage unit 18d, as the conditions for increasing the infiltration, the rice field water temperature is within the first range, the submerged depth is within the first range, and the crop growth time is within the first period. When the condition that there is is stored and the detection result corresponds to the condition, the control unit 18c controls each unit so that the permeation increases, and in other cases, the permeation becomes minimum. To control each part.

【0018】管理対象作物の生長速度は、作物品種,苗
の種類,移植または播種の時期,施肥等の生育管理,気
象条件などの諸条件によって多様である。このため、記
憶部18dには、これら諸条件毎に生育時間の条件が複
数登録されており、この中から実際に使用される生育時
間の条件が選択される。例えば、浸透水の制御の可能な
生育時間の条件として、発芽日から100日以内,15
0日以内,200日以内という条件が記憶されていて、
実際に使用される適切な条件として100日以内の条件
が選択されていた場合、制御部18cは、現在時刻が管
理対象作物の発芽日から100日以内にあるか否かを判
別し、100日以内に該当した場合には、浸透水の制御
が可能であると判別する。なお、どの条件を選択するか
は、コンピュータ18bへの入力指示により、生育状況
に応じて適宜変更することが可能である。
The growth rate of managed crops varies depending on various conditions such as crop variety, seedling type, timing of transplanting or sowing, growth management such as fertilization, and weather conditions. Therefore, a plurality of growth time conditions are registered in the storage unit 18d for each of these conditions, and the growth time condition to be actually used is selected from these. For example, as the condition of the growth time that can control the seepage water, within 100 days from the germination date, 15
The condition that it is within 0 days and within 200 days is stored,
When the condition within 100 days is selected as the appropriate condition to be actually used, the control unit 18c determines whether or not the current time is within 100 days from the germination date of the managed crop, and 100 days are determined. If it falls within the range, it is determined that the permeated water can be controlled. It should be noted that which condition is selected can be appropriately changed according to the growing condition by an input instruction to the computer 18b.

【0019】また記憶部18dには、上記条件に対応し
て、水を制御する機構を動作させるための制御情報が記
憶されており、制御部18cは、この制御情報を取得し
てこれを圃場装置14に向けて伝送する。より具体的に
は、例えば、浸透水の流れを開始させる条件に対して
は、暗渠排水装置36の弁を開くための制御情報が記憶
され、また浸透水の流れを増大させる条件(またはより
大きな流量で流す条件)に対しては、暗渠排水装置36
の弁の開口面積を増大させる(または弁の開口面積をよ
り大きな開口面積とする)ための制御情報が記憶されて
いる。そして制御部18cは、検出結果がいずれかの条
件に該当していたときに、その条件に応じた制御情報を
取得する。
Further, the storage unit 18d stores control information for operating a mechanism for controlling water corresponding to the above conditions, and the control unit 18c acquires this control information and stores it in the field. Transmit to device 14. More specifically, for example, for the condition to start the flow of permeated water, the control information for opening the valve of the underdrain drainage device 36 is stored, and the condition for increasing the flow of permeated water (or a larger value) is stored. For conditions of flowing at a flow rate), underdrain drainage device 36
The control information for increasing the opening area of the valve (or increasing the opening area of the valve) is stored. Then, when the detection result meets any of the conditions, the control unit 18c acquires control information according to the condition.

【0020】このように動作条件およびその条件に応じ
た制御情報を記憶することで、浸透水を流した方が良い
場合、浸透水を流しても効果の無い場合などを選別する
ことができるとともに、各場合に応じて適した浸透水の
流れの状態を実現することができるので、栽培作物の生
育の促進をより効率良く行うことができる。
By storing the operating conditions and the control information according to the conditions in this way, it is possible to select a case where it is better to flow the permeated water, a case where the permeated water has no effect, and the like. Since the flow state of the permeated water suitable for each case can be realized, the growth of the cultivated crop can be promoted more efficiently.

【0021】動作条件およびそれに対応する水を制御す
る機構の動作量は、水田の規模、作物の品種、季節、地
域など、様々な条件に応じて異なる。このため記憶部1
8dには、動作条件およびそれに対応する制御情報が、
複数セット記憶され、その中の一つが実際の制御に用い
られる制御パラメータとして選択される。そして、実際
の管理にどの制御パラメータを用いるかは、コンピュー
タ18bへの入力指示により、適宜変更することが可能
である。
The operating conditions and the corresponding operating amounts of the mechanism for controlling water differ according to various conditions such as the scale of the paddy field, the variety of crops, the season, and the area. Therefore, the storage unit 1
In 8d, operating conditions and corresponding control information are displayed.
A plurality of sets are stored, and one of them is selected as a control parameter used for actual control. Then, which control parameter is used for actual management can be appropriately changed by an input instruction to the computer 18b.

【0022】次に、本実施形態にかかる水田水自動管理
システム10を用いた水田栽培作物の栽培方法について
図を参照して説明する。図4は、水田栽培作物の栽培方
法の水制御に関するフロチャートである。
Next, a method of cultivating a paddy field cultivation crop using the paddy field water automatic management system 10 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a flowchart relating to water control in the cultivation method for paddy field crops.

【0023】圃場装置14は所定のタイミング(例えば
所定の時間間隔毎に)で各センサ(38,40,42,
44,46,48)による検出結果を集約し、これを管
理装置18に伝送する。管理装置18の制御部18c
は、記憶部18dを参照し、センサによる検出結果が浸
透水の制御条件に該当するか否かを判別する(条件一致
判別工程S10)。
The field device 14 uses the sensors (38, 40, 42) at predetermined timings (for example, at predetermined time intervals).
(44, 46, 48), the detection results are aggregated and transmitted to the management device 18. Control unit 18c of management device 18
Refers to the storage unit 18d, and determines whether or not the detection result by the sensor corresponds to the permeated water control condition (condition matching determination step S10).

【0024】制御部18cは、受け取った検出結果が浸
透水の制御条件に該当した場合には、記憶部18dから
その条件に対応する制御情報を取得する。そしてこの制
御情報が圃場装置14を介して水を制御する機構に伝送
され、水を制御する機構が、この制御情報に基づいて制
御され、浸透水の流れが調整される(浸透水の流れの調
整工程S12)。そして所定時間おきに、工程S12を
継続させるか否かの判別が行われる(流れの調整の終了
判別工程S13)。ここで浸透水の調整を終了させる場
合としては、検出結果が上記浸透水の制御条件からはず
れた場合のほか、例えば、工程S12が所定時間以上継
続された場合、あるいは水を制御する機構の制御を手動
制御に切り替えた場合などがある。
When the received detection result corresponds to the permeated water control condition, the control unit 18c acquires the control information corresponding to the condition from the storage unit 18d. And this control information is transmitted to the mechanism which controls water via the field device 14, the mechanism which controls water is controlled based on this control information, and the flow of permeated water is adjusted ( Adjustment step S12). Then, every predetermined time, it is determined whether or not the step S12 is continued (flow adjustment end determination step S13). Here, as a case of ending the adjustment of the permeated water, in addition to the case where the detection result deviates from the control condition of the permeated water, for example, when the step S12 is continued for a predetermined time or more, or the control of the mechanism for controlling the water is performed. There is a case where is switched to manual control.

【0025】なお、必要に応じて(例えば作土32aの
温度の調整が必要な場合には)、前記工程S12の前
に、浸透水の水温の調整が行われてもよい(浸透水の水
温の調整工程S11)。浸透水の水温の調整は、湛水部
20の水温の調整により行うことができる。湛水部20
の水温の調整は、湛水部20に対する給水および排水の
制御によって行うことができる。例えば、給水路22の
水温が、湛水部20の水温および浸透水の水温(ほぼ土
壌32内の地温に等しい)より低い場合には、給水装置
24を制御して給水路から湛水部20に水を導入するこ
とにより、湛水部20の水温を低下させることができ
る。そしてその後、工程S12において暗渠排水装置3
6を制御して暗渠管34から浸透水を排出することによ
り、水温の低下した湛水部20の水が浸透して土壌32
の温度が低下する。また別の例としては、晴天日の昼間
に所定時間田面水の入れ替えを停止することで、日照に
より田面水を昇温させ、これにより浸透水の水温を上昇
させることができる。なお、この工程S11において制
御部18cは、各温度センサの検出結果に基づいた制御
を行う。すなわち、制御部18cは、例えばこうした温
度調整が不能な温度分布である場合にはこの工程S11
自体を行わないし、また調整により所望の田面水温また
は地温が得られた場合にはこの工程S11を終了する。
If necessary (for example, when the temperature of the soil 32a needs to be adjusted), the water temperature of the permeated water may be adjusted before the step S12 (the water temperature of the permeated water). Adjustment step S11). The water temperature of the permeated water can be adjusted by adjusting the water temperature of the submerged portion 20. Inundation part 20
The water temperature can be adjusted by controlling the water supply and drainage of the submerged section 20. For example, when the water temperature of the water supply channel 22 is lower than the water temperature of the water submersion section 20 and the water temperature of the permeated water (approximately equal to the ground temperature in the soil 32), the water supply device 24 is controlled to remove the water from the water submersion section 20. The water temperature of the submerged section 20 can be lowered by introducing water into the submerged section 20. And after that, in step S12, the underdrain drainage device 3
By controlling 6 to discharge the permeated water from the underdrain pipe 34, the water in the submerged part 20 whose water temperature has decreased permeates and the soil 32
Temperature drops. Further, as another example, by stopping the replacement of the rice field water for a predetermined time during the daytime on a sunny day, the temperature of the rice field water can be raised by the sunshine, thereby increasing the water temperature of the permeated water. In addition, in this process S11, the control part 18c performs control based on the detection result of each temperature sensor. That is, the control unit 18c performs the process S11 when the temperature distribution is such that the temperature cannot be adjusted.
When the desired rice field water temperature or ground temperature is obtained by the adjustment without performing the process itself, the step S11 is ended.

【0026】工程S10で浸透水の制御条件に該当しな
かった場合、および工程S13で浸透水の調整を終了さ
せる条件に合致した場合には、浸透水の調整のための暗
渠排水装置36の制御を行わない水田水の維持管理制御
が行われる(通常の水制御工程S14)。この工程S1
4では、例えば、湛水深が所定範囲内に維持されるよ
う、給水装置24あるいは田面排水装置28が制御され
る。
If the conditions for controlling the permeated water are not met in step S10, and if the conditions for ending the adjustment of the permeated water are satisfied in step S13, the control of the underdrain drainage device 36 for adjusting the permeated water is performed. The maintenance management control of the paddy water is performed (normal water control step S14). This step S1
In 4, for example, the water supply device 24 or the rice field drainage device 28 is controlled so that the water depth is maintained within a predetermined range.

【0027】なお、本発明において水田とは、湛水部の
底の土壌に栽培作物を植えることができ、かつその土壌
内に暗渠を埋設可能であって、さらに土壌内(根群域)
を暗渠に向けて浸透水が流れることのできる構成となっ
ていればよく、図2に示したような構成の水田には限定
されない。また、水田栽培作物とは、湛水状態で栽培さ
れる作物(例えば稲等)などのみならず、非湛水状態で
栽培される作物(例えば大豆,麦等)も含む。
In the present invention, the paddy field means that cultivated crops can be planted in the soil at the bottom of the submerged area, and the underdrain can be buried in the soil, and in the soil (root group area).
It is sufficient that the permeated water can flow toward the underdrain, and it is not limited to the paddy field having the structure shown in FIG. The paddy field crops include not only crops cultivated in a flooded state (eg rice) but also crops cultivated in a non-flooded state (eg soybean, wheat, etc.).

【0028】また上記実施形態では、浸透水の水温を湛
水部の給排水によって調整したが、湛水部の水温調整の
ために別途温調設備を備えてもよい。また、例えば、土
壌内に暗渠管を複数埋設し、排水を行う暗渠管と排水を
行わない暗渠管とを適宜切り替えるなどにより、浸透水
の流れる方向あるいは浸透水の流れの生じる位置を可変
制御できるように構成してもよい。
In the above embodiment, the water temperature of the permeated water is adjusted by water supply / drainage of the submerged section, but a separate temperature control facility may be provided to adjust the water temperature of the submerged section. Further, for example, by burying a plurality of underdrain pipes in the soil and appropriately switching between the underdrain pipes that perform drainage and the underdrain pipes that do not perform drainage, it is possible to variably control the flow direction of the permeated water or the position where the flow of permeated water occurs. It may be configured as follows.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水田栽培作物の生育要件のうち、重要な要件であるにも
拘わらずこれまで実施できなかった、また実施されてい
なかった、水田作土土壌の主として水および空気の制御
を適正に実施することが可能となり、寒冷地における水
稲の生育促進による冷害の回避、また温暖地における作
土土壌の高温化に伴う酸欠、あるいはメタン等の有害ガ
スの発生の防止など、様々な効果がもたらされ、収量の
安定向上を図ることができる。また、麦や大豆等を非湛
水状態で栽培する場合にも、作土中の遊離水を排除し
て、作土土壌の水分を適正に制御できるほか、作土下層
に自由地下水を貯留して、その毛管上昇作用によって作
土の過剰乾燥を防止し、収量の安定向上を図ることがで
きる。
As described above, according to the present invention,
Among the growth requirements for paddy field crops, proper control of mainly water and air in paddy soil, which has not been and has not been implemented so far, is an important requirement. Various effects such as avoiding cold damage by promoting the growth of paddy rice in cold regions, preventing oxygen deficiency due to the temperature rise of soil in warm regions, or preventing the generation of harmful gases such as methane are achieved. The yield can be stably improved. Even when cultivating wheat and soybeans in a non-flooded state, free water in the soil can be eliminated to control the water content of the soil appropriately, and free groundwater can be stored in the lower layer of the soil. By the action of raising the capillaries, the soil can be prevented from being excessively dried, and the yield can be stably improved.

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

【図1】 本発明の実施形態にかかる水田水自動管理シ
ステムの全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a paddy field water automatic management system according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態にかかる水田水自動管理シ
ステムの水田側の装置構成および水田の断面を示す図で
ある。
FIG. 2 is a view showing a device configuration on the paddy field side and a cross section of the paddy field of the paddy field automatic water management system according to the embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態にかかる水田水自動管理シ
ステムの暗渠管の埋設された水田を図2と別の方向から
見た断面を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a cross section of the paddy field in which the underdrain is buried in the paddy field automatic water management system according to the embodiment of the present invention, as seen from a different direction from FIG.

【図4】 本発明の実施形態にかかる水田栽培作物の栽
培方法における水の制御に関するフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart regarding water control in the method for cultivating a paddy field crop according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 水田水自動管理システム、12 水田、14 圃
場装置、16 管理棟、18 管理装置、18c 制御
部、18d 記憶部、20 湛水部、22 給水路、2
4 給水装置、28 田面排水装置、30 排水路、3
2 土壌、34暗渠管、36 暗渠排水装置、38 地
温センサ、40 湛水部水温センサ、42 給水路水温
センサ、44 気温センサ、46 湛水深センサ、48
化学センサ。
10 paddy water automatic management system, 12 paddy fields, 14 field device, 16 management building, 18 management device, 18c control unit, 18d storage unit, 20 flooding unit, 22 water supply channel, 2
4 water supply equipment, 28 rice field drainage equipment, 30 drainage channels, 3
2 soil, 34 underdrain pipe, 36 underdrain drainage system, 38 ground temperature sensor, 40 inundation water temperature sensor, 42 water supply channel water temperature sensor, 44 temperature sensor, 46 inundation depth sensor, 48
Chemical sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五代 均 東京都三鷹市下連雀五丁目1番1号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 泉田 收 東京都杉並区松庵2丁目7番10号   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hitoshi Godai             5-1-1 Shimorenjaku, Mitaka City, Tokyo Japan             Wireless Co., Ltd. (72) Inventor Osamu Izumida             2-7-10 Shoan, Suginami-ku, Tokyo

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水田の土壌内の水を排出する暗渠からの
排水状態を可変とする暗渠排水可変機構を制御すること
により、土壌内の水を水田栽培作物の生育に好適な状態
となるように調整することを特徴とする水田水の自動管
理システム。
1. The water in the soil is brought into a state suitable for the growth of paddy field crops by controlling the underdrain drainage variable mechanism for varying the drainage state from the underdrain that discharges water in the soil of the paddy field. Automatic control system for paddy field water, which is characterized by adjusting to.
【請求項2】 さらに水田の湛水部に給水を行う給水機
構および/または湛水部から直接的に排水を行う排水機
構を制御して、湛水部の湛水を水田栽培作物の生育に好
適な状態となるように調整することを特徴とする請求項
1に記載の水田水の自動管理システム。
2. Further controlling the water supply mechanism for supplying water to the submerged part of the paddy field and / or the drainage mechanism for directly draining water from the submerged part so that the submerged part of the submerged part is used for growing paddy field crops. The automatic management system for paddy field water according to claim 1, wherein the system is adjusted to be in a suitable state.
【請求項3】 前記暗渠排水可変機構,給水機構,およ
び/または排水機構の制御は、水田の気温,水温,地
温,水深等の環境状態に基づいて行われることを特徴と
する請求項1または2に記載の水田水の自動管理システ
ム。
3. The control of the underdrain drainage variable mechanism, the water supply mechanism, and / or the drainage mechanism is performed based on environmental conditions such as temperature, water temperature, ground temperature, and water depth of the paddy field. The automatic management system for paddy water described in 2.
【請求項4】 前記暗渠排水可変機構,給水機構,およ
び/または排水機構の制御は、水田栽培作物の生育状態
に基づいて行われることを特徴とする請求項1乃至3の
いずれかに記載の水田水の自動管理システム。
4. The control of the underdrain drainage variable mechanism, the water supply mechanism, and / or the drainage mechanism is performed based on the growth state of the paddy field crops, according to any one of claims 1 to 3. Paddy water automatic management system.
【請求項5】 前記暗渠排水可変機構,給水機構,およ
び/または排水機構の制御を行う制御機構と、 前記制御機構の制御にかかるパラメータを記憶する記憶
機構と、 を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに
記載の水田水の自動管理システム。
5. A control mechanism that controls the underdrain drainage variable mechanism, the water supply mechanism, and / or the drainage mechanism, and a storage mechanism that stores parameters related to the control of the control mechanism. Item 5. The automatic management system for paddy field water according to any one of Items 1 to 4.
【請求項6】 水田側に設けられる圃場装置と、 前記制御機構を備え、前記圃場装置との間で前記暗渠排
水可変機構,給水機構,および/または排水機構の制御
を行うための信号の授受を行う管理装置と、を含み、前
記暗渠排水可変機構,給水機構,および/または排水機
構の制御を管理装置から遠隔で行うことを特徴とする請
求項1乃至5のいずれかに記載の水田水の自動管理シス
テム。
6. A field device provided on the side of a paddy field, and the control mechanism, and exchange of a signal for controlling the underdrain drainage variable mechanism, the water supply mechanism, and / or the drainage mechanism with the field device. 6. The paddy water according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a management device for performing the control of the underdrain drainage variable mechanism, the water supply mechanism, and / or the drainage mechanism remotely from the management device. Automatic management system.
【請求項7】 暗渠からの排水を制御することにより、
水田土壌の状態を水田栽培作物の生育に好適な状態とな
るように調整する工程を備える水田栽培作物の生育管理
方法。
7. By controlling the drainage from the underdrain,
A growth management method for a paddy field crop, comprising the step of adjusting the state of the paddy field soil to a state suitable for growth of the paddy field crop.
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