JP2004201534A

JP2004201534A - 太陽熱土壌消毒システム

Info

Publication number: JP2004201534A
Application number: JP2002372537A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kanda; 田哲郎神; Takeo Sugiura; 浦武雄杉
Original assignee: RAJIANT KK
Current assignee: RAJIANT KK
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】保温効果が高く、且つ施工が簡単な太陽熱土壌消毒システムの提供。
【解決手段】太陽熱土壌消毒システムは、熱消毒を行う土壌５上に、透明なシート内に空気を封入してなる略円筒状の複数の保温筒３，３・・・が、隣接する保温筒３，３が互いにその側面方向に沿って実質的に隙間なく当接するように並列して敷き詰められていることを特徴としている。さらに、土壌５中に所定深さで放熱パイプ１０，１０・・・を埋設するとともに、熱媒体を加熱するボイラ１２を設け、ボイラ１２と放熱パイプ１０とにより前記熱媒体を循環させる熱消毒を併用することもできる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農作物の栽培、特に露地栽培を行う圃場において、その土壌を夏期の太陽熱により熱消毒する太陽熱土壌消毒システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
農作物の土壌病害は主として土壌中に生息している病原菌によって引き起こされる。たとえば同じ圃場に毎年同じ農作物を栽培すると、土壌中にその作物を好む微生物などの病原菌の数が異常に増大し、農作物が病気となってしまう。こうした土壌病害は連作障害とよばれ、この連作障害を防止するために農作物を栽培する前にあらかじめ土壌を消毒することが行われている。
【０００３】
従来は、土壌消毒の手段として、臭化メチル、クロロピクリンなどの農薬による防除を行ってきた。しかし、近年農業分野における環境破壊に関心が高まり、これら他の生物にも毒性のある農薬散布による薬害を回避できる土壌消毒方法が要請されている。特に、臭化メチルは、他の生物への直接的影響だけでなく、オゾン層破壊物質であるため、将来は禁止されることが決定している。また、クロロピクリンは臭化メチルよりも効果が薄いとともに、毒性が強く取り扱いには注意を要する。
【０００４】
近年、このような農薬散布に代わる土壌消毒方法として、熱による消毒が普及し始めている。この熱による消毒方法としては、たとえば放熱パイプによる土壌消毒（特許文献１参照）、熱水消毒（特許文献２参照）、蒸気消毒（特許文献３参照）などが提案されている。
さらに、夏期の太陽熱を利用して土壌の温度を上昇させることにより、土壌中の病原菌、雑草の種子、線虫および昆虫の卵の死滅を図る、太陽熱消毒が提案されている。たとえば特許文献４では太陽熱による土壌加温と土壌中に埋設した放熱パイプによる加温を併用した土壌消毒方法が提案されている。さらに簡便な方法として太陽熱のみによる土壌消毒も行われている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では放熱パイプを深さ２０〜２５ｃｍと比較的浅く埋設しているため、耕起によって放熱パイプが破損する虞があり、土壌消毒後には放熱パイプを撤去しなければならない。また、土壌をすべてボイラの熱により昇温しなければならず、燃料費が掛かるという問題があった。
また、特許文献２の方法では大量の水が必要であり、土壌をすべてボイラの熱により昇温しなければならず、燃料費が掛かり、また高温度の熱水を取り扱うため危険で手間も掛かるという問題もあった。
【０００６】
また、特許文献３の方法では蒸気を発生させるために供給水の水処理を必要とし、また高温度の蒸気で危険であり取り扱いに注意を要し、手間も掛かり、ボイラの取り扱い資格を必要とする。また、土壌をすべてボイラの熱により昇温しなければならず、燃料費が掛かるという問題もあった。
また、特許文献４の方法では、太陽熱と放熱パイプの両方により土壌の昇温を行っているので運転費および設備費が安く、さらに運転が安全であるという利点があるが、その使用がハウス内に限られている。
【０００７】
従来、太陽熱による簡便な露地の土壌消毒として、たとえば圃場を透明な薄いプラスチックシートで覆い、夏期の太陽熱により土壌を昇温させて消毒することが行われている。
即ち、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、畝立てして畝２０ａおよび通路となる畝間２０ｂを形成した土壌２０を透明な薄いプラスチックシート２２で覆い、夏期の太陽熱により土壌を温めて消毒を行っている。
【０００８】
しかし、この方法では１枚のプラスチックシートで土壌表面を覆うため、保温が十分でなく、しかも夜間の放熱が大きいため、十分に土壌の温度が上昇しない。ここで、十分な消毒効果を得るためには、病原菌の種類にもよるが、土壌の温度をたとえば５０℃以上にする必要があるが、この方法では土壌の温度が５０℃以上になるのはせいぜい深さ１５ｃｍまでである。したがって、土壌消毒後に耕起を行うと消毒が十分ではないより深い場所の土壌が混合して消毒の効果がなくなってしまうので、あらかじめ消毒前に畝立てをし、消毒後は耕起しないようにしなければならない。また、線虫は消毒されない深い土壌に存在し、消毒済みの土壌に移動して増殖する。
【０００９】
また、図４（ａ）に示した方法では降雨によってプラスチックシート２２の上に雨水が溜まり、この雨水の蒸発により太陽エネルギーが消費されて土壌２０が冷却され、温度が低下してしまうという難点がある。
一方、図４（ｂ）に示した方法では枠２４にプラスチックシート２２を差し渡してトンネル状の隆起部分を設けているので、雨水は畝間２０ｂに流れるが、畝間２０ｂに流れた雨水の処理が困難である。即ち、水の蒸発による土壌の冷却を防ぐために畝間２０ｂに流れた雨水をたとえば土壌に浸透させるなどして処理する必要があるが、これと同時に畝間の保温を保つのは、この方法では困難である。また、トンネル状の枠２４を作り、プラスチックシート２２をこれに差し渡して設置するのに手間が掛かるといった問題もある。
【００１０】
【特許文献１】
特願昭５２−８８７３６号公報
【特許文献２】
特公平７−６３２８０号公報
【特許文献３】
実願昭６１−２５３５０号公報
【特許文献４】
特許第３３６０８１６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術に伴う問題点を解決するためになされたものであり、保温効果が高く、且つ施工が簡単な太陽熱土壌消毒システムを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る太陽熱土壌消毒システムは、熱消毒を行う土壌上に、透明なシート内に空気を封入してなる略円筒状の複数の保温筒が、隣接する保温筒が互いにその側面方向に沿って実質的に隙間なく当接するように並列して敷き詰められていることを特徴としている。
【００１３】
係る構成による本発明によれば、隙間なく敷き詰められた保温筒内に夏場の太陽で温められた空気が密封され介在しているので、土壌を効率よく温めて消毒することができる。
前記システムは、さらに前記熱消毒を行う土壌中に、所定深さで放熱パイプを埋設するとともに、熱媒体を加熱するボイラを設け、該ボイラと放熱パイプとにより、前記熱媒体を循環させることが好適である。この場合、放熱パイプの埋設深さは４０〜８０ｃｍであることが好ましい。
【００１４】
このような構成の本システムによれば、放熱パイプ内に送られる熱媒体により地中深くを積極的に加熱消毒することができる。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る太陽熱土壌消毒システムを、添付図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明に係る太陽熱土壌消毒システムの実施例を示す模式図であり、図１（ａ）はシステムを保温筒端面側から見た正面図、図１（ｂ）はシステムを上側から見た斜視図である。
【００１６】
図示したように、本発明に係る太陽熱土壌消毒システム１は、熱消毒を行う土壌５上に並列した複数の保温筒３，３・・・を備えている。これらの保温筒３，３・・・は、隣接する保温筒が互いにその側面方向に沿って実質的に隙間なく当接した状態で土壌５上に敷き詰められている。
保温筒３は、透明な軟質の袋状シート内に空気を入れて膨らました後密閉して略円筒形状としたものである。たとえば保温筒３の片側端部を閉じて、他方の端部から送風機（図示せず）によって空気を吹き込み、円筒状になったらこの端部も閉じて密閉状態の保温筒３を形成する。保温筒３の側面方向に垂直な断面は真円状が好ましいが、真円に近い形状であれば特に限定されず、たとえば食パン状のようにやや四角形に近い形状などであってもよい。
【００１７】
保温筒３に使用するシートとしては、厚さ０．０５〜１ｍｍ程度の透明なプラスチックシートが好ましい。ここでいう透明なプラスチックシートとしては、透明性があり太陽光を過度に遮断しないものであればよく、たとえば半透明のものも含まれる。このようなシートとして、具体的にはビニール、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリエステルなどのシートおよびフィルムを例示できる。
【００１８】
空気を封入した保温筒３の側面方向に垂直な断面の直径は、特に限定されないが通常２０〜１００ｃｍである。また、側面方向の長さは熱消毒を行う土壌５の長さに合わせることが好ましい。
保温筒３は、風に飛ばされないように図示しない適当な固定具で地面に固定される。
【００１９】
また、必要に応じて、隣接する保温筒３，３間で形成される隙間７の端面から空気が導入されて保温効果を損なわないように、この部分を適当な手段、たとえばプラスチック板やプラスチックシートで蓋をして密閉することもできる。
このような構成とした本実施例の太陽熱土壌消毒システムは、太陽光の強い夏期に好ましく用いることができる。システムを構築してから１〜３週間放置すると、夏期の太陽熱により保温筒３下部の土壌５が温められ土壌の温度は５０℃以上になる。
【００２０】
そして、図１からわかるように保温筒３が隙間なく並列しているのでどの位置においても二重のシート体となっているため、保温効果が大きくなる。したがって夜間は熱の放散を十分に防止することができる。このため土壌の温度はたとえば深さ２０〜３０ｃｍまで５０℃以上になり、図４に示した従来の場合に比して深部まで加温することができる。そして５０℃以上に加温された領域において土壌消毒が行われ、消毒により連作障害を引き起こす病原菌を死滅させることができる。それだけでなく、雑草の種子が死滅するので雑草が生えなくなる。また、線虫、昆虫の卵なども死滅する。
【００２１】
また、保温筒３は円筒状であるので、雨が降っても雨水は円弧状のプラスチックシート上を伝って重力により流れ落ち、隣接する保温筒３の隙間を抜けて降下し土壌へしみ込むので、雨水の蒸発のために必要なエネルギーを奪われることはなく、この点でも保温効果に優れている。
また、保温筒３の設置は空気の入っていない保温筒３を並べて敷設し、この保温筒３に送風機などにより空気を送り込んで封入し、膨らんだ保温筒３を適宜な固定具で地面に固定するだけの簡便な操作で済み、土壌消毒終了後は空気を抜いてから折りたたむだけで保温筒３を簡便に撤去できる。
【００２２】
図２は、このような本発明に係るシステムの特に好ましい実施例を示す模式図である。この実施例では、隣接する保温筒３，３間の温かい空気が外部に抜けにくいように、保温筒３，３は互いに線接触で当接するのではなく、重なり合って面接触で当接している。すなわち、保温筒３のシート内への空気の充填量を適切に少なく調整し、保温筒３の横断面の直径よりもその設置間隔を小さくすることで、隣接する保温筒３，３同士を面接触させる。したがって面接触後の保温筒３の断面は円形からやや四角形に近い形状となる。
【００２３】
これと同時に、空気の充填量を適切に調整しているため保温筒３と土壌５表面との接触も面接触になる。したがって隣接する保温筒３，３間で形成される隙間７の端面が小さくなり、温かい空気が外気と置換しにくいため、保温効果を損なうことを防止することができる。
また、保温筒３の横断面の上部は円弧状のままであるので、保温筒３の上に溜まった雨水は円弧状のプラスチックシート上を伝って重力により流れ落ち、隣接する保温筒３，３の隙間を抜けて降下し土壌へしみ込むので、雨水の蒸発のために必要なエネルギーを奪われることはなく、これによる温度低下を防止することができる。
【００２４】
このように、本発明に係る太陽熱土壌消毒システムによれば、太陽熱のみによる熱消毒であっても深さ２０〜３０ｃｍ程度までの土壌消毒が可能である。しかしながら、土壌消毒後に耕起を行うと、場合によっては消毒されていない深い部分の土壌と混合して消毒効果がなくなってしまうことがある。また、消毒されていない深い土壌に存在する線虫が、消毒済みの土壌に移動して増殖することもある。
【００２５】
そこで、より効果的な消毒を行うため、本発明に係る太陽熱土壌消毒システムは土壌に埋設された放熱パイプによる熱消毒を併用する構成とすることもできる。この場合、太陽熱により土壌表面から一定の深さまでの熱消毒を行うとともに、土壌に埋設された放熱パイプからの熱でさらに深い部分の熱消毒を行う。本態様では、地表から６０〜１００ｃｍの深さまでの土壌を５０℃以上に加温して消毒することが可能である。
【００２６】
図３は、本発明に係る太陽熱土壌消毒システムに放熱パイプによる土壌消毒を併用する構成とした場合の実施例を示した模式図である。
図示したように、この太陽熱土壌消毒システム２は、熱消毒を行う土壌５上に並列して敷き詰められた複数の保温筒３，３・・・を備えている点は上述の実施例と同一であり、太陽熱による消毒には上述したシステムが適用される。
【００２７】
この実施例では、さらに土壌５中に埋設された複数の放熱パイプ１０，１０・・・と、ボイラ１２と、ポンプ１４とを備えている。放熱パイプ１０，１０・・・は、土壌中の深さ４０〜８０ｃｍの所に並列して埋設され、該パイプ内に熱媒体を循環して土壌を加温する。熱媒体はボイラ１２で加熱され、ポンプ１４によりボイラ１２と放熱パイプ１０との間で熱媒体を循環させる。
【００２８】
このような放熱パイプ１０を使用した土壌加温システムとしては、たとえば従来提案、使用されているものを適用することができる。
放熱パイプ１０はたとえばプラスチック製であり、パイプの直径はたとえば１０ｍｍ程度、並列する各パイプの配設間隔はたとえば約６０ｃｍ程度であるが、これらは特に限定されるものではない。
【００２９】
放熱パイプ１０にはボイラ１２で８０℃に加温した、たとえば水、油、不凍液などの熱媒体を循環させる。
このような本態様のシステムによれば、夏期において１〜２週間で６０〜１００ｃｍの深さまで５０℃以上に加温される。
また、放熱パイプは深さ４０〜８０ｃｍに埋設されているので耕起によって放熱パイプが破損する虞はなく、一旦埋設されると掘り返されず毎年使用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る太陽熱土壌消毒システムでは、熱消毒を行う土壌上に、透明なシート内に空気を封入した略円筒状の複数の保温筒が、隣接する保温筒が互いにその側面方向に沿って実質的に隙間なく当接するように並列して敷き詰められているので、敷き詰められた複数の保温筒によりどの位置においても二重のシート体となっているため、保温効果に優れる。
【００３１】
また、保温筒は円筒状であるので、雨が降っても雨水は円弧状のシート上を伝って重力により流れ落ち、隣接する保温筒の隙間を抜けて降下し土壌へしみ込むので、雨水の蒸発のために必要なエネルギーを奪われることはなく、この点でも保温効果に優れる。
また、保温筒の設置は空気の入っていない保温筒を並べて敷設し、保温筒に空気を送り込んで封入し、膨らんだ保温筒を適当な固定具で地面に固定するだけの簡便な操作で済み、施工が容易である。
【００３２】
また、土壌中に所定深さで埋設された放熱パイプによる熱消毒を併用することにより、地中深くを積極的に加熱消毒することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽熱土壌消毒システムの一実施例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る太陽熱土壌消毒システムの他の実施例を示す模式図である。
【図３】本発明に係る太陽熱土壌消毒システムに放熱パイプによる土壌消毒を併用する構成とした場合の実施例を示す模式図である。
【図４】従来の太陽熱土壌消毒システムを示す模式図である。
【符号の説明】
１・・・太陽熱土壌消毒システム
２・・・太陽熱土壌消毒システム
３・・・保温筒
５・・・土壌
７・・・隙間
１０・・・放熱パイプ
１２・・・ボイラ
１４・・・ポンプ
２０・・・土壌
２０ａ・・・畝
２０ｂ・・・畝間
２２・・・プラスチックシート
２４・・・枠

Claims

熱消毒を行う土壌上に、透明なシート内に空気を封入してなる略円筒状の複数の保温筒が、隣接する保温筒が互いにその側面方向に沿って実質的に隙間なく当接するように並列して敷き詰められていることを特徴とする太陽熱土壌消毒システム。
前記熱消毒を行う土壌中に、所定深さで放熱パイプを埋設するとともに、熱媒体を加熱するボイラを設け、該ボイラと放熱パイプとにより、前記熱媒体を循環させることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱土壌消毒システム。
前記放熱パイプの埋設深さが４０〜８０ｃｍであることを特徴とする請求項２に記載の太陽熱土壌消毒システム。