JP2007244278A

JP2007244278A - ハウス栽培の暖房方法

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Publication number: JP2007244278A
Application number: JP2006071969A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kanda; 哲郎神田; Takeo Sugiura; 武雄杉浦
Original assignee: RAJIANT KK
Current assignee: RAJIANT KK
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】冬期のハウス栽培において太陽光の熱エネルギーを夜間の暖房に有効に利用でき、夜間の暖房の消費エネルギーを低減できるハウス栽培の暖房方法を提案する。
【解決手段】作物を栽培するハウス１内の土壌３中に地表から深さ４０ｃｍ乃至８０ｃｍにパイプ７を埋設し、パイプ７中に温水又は温液を通して土壌を温める地中暖房装置を備え、夏期にはハウス１及び土壌３の地表６を覆う透明マルチフィルム４を通過した太陽光と地中暖房装置とで土壌３の温度を上昇させて土壌の熱消毒を行って病原菌、雑草の種子を死滅させ、冬期の作物栽培時には透明マルチフィルム４で土壌３の地表６を覆い、地中暖房装置で地中暖房を行う。冬期の作物栽培時に透明マルチフィルムで土壌の地表を覆うことで、太陽光を地表に導き、ハウス内の空気への熱放散を防止でき、併用する地中暖房の消費エネルギーを節減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、作物のハウス栽培における土壌の地中暖房と土壌の熱消毒に好適な暖房方法に関する。

作物のハウス栽培において、温風暖房機によってハウス内の空気を温める暖房方法が最も一般的である。またハウス内の土壌中にパイプを埋設し、該パイプ中に温水又は温液を通して土壌を温める地中暖房も行われている。また、温風暖房機と地中暖房を併用して土壌を温めることも行われている。
しかし、前記温風暖房機及び前記地中暖房機の燃料費はハウス栽培農家にとって大きな負担となっている。

一方、作物の土壌病害は主として土壌中に棲息している病原菌によって引き起こされる。こうした土壌病害に対しては、従来から臭化メチル、クロルビクリン等の薬剤による防除を行ってきた。しかし近年農産物等の作物の栽培に関心が高まり、クロルビクリンのような毒性のある薬剤散布による害を避けるため、また臭化メチルはオゾン層破壊物質であるため使用禁止となり、最近では薬剤に依存しない方法が使用されてきている。

薬剤を使用しない方法としては、９０℃に温めた熱水を散布する熱水消毒方法、水蒸気を土壌中に吹きつける蒸気消毒方法、またハウス内の土壌に埋設したパイプ中に温水又は温液を通して土壌を温める地中暖房装置とハウス及び透明マルチフィルムを通過した太陽光との併用により土壌の温度を上昇させ、夏期に熱消毒を行う方法が提案された（特許文献１〜特許文献５等）。

特開２０００−１８４８２８号公報（特許第３３６０８１６号）特開平１０−２９０６３４号公報特公平７−６３２８０号公報実開昭５７−１０４８７０号公報実開昭６２−１３６１５４号公報

このような土壌の熱消毒を行うことにより、病原菌が死滅するだけでなく、線虫、雑草の種子、虫の卵等も死滅する。
冬期のハウス栽培では、地表に不透明な黒いマルチフィルムを敷設するのが一般的である。該不透明な黒いマルチフィルムを用いるのは、土壌の表面に太陽光が当たって雑草が発芽し生育するのを防止するためである。太陽光が前記不透明な黒いマルチフィルムに吸収されると該不透明な黒いマルチフィルムの温度が上昇する。

前記不透明な黒いマルチフィルムからハウス内の空気及び地表への熱伝達は放射と対流によって行われる。前記放射はハウス内の空気と地表とに略同程度に伝達されるが、対流については、ハウス内の空気への熱伝達が下方が温かく上方が冷たいので対流が大きくなり、ハウス内の空気への熱伝達が地表への熱伝達よりも大きくなる。

したがって、最も強力なエネルギー源である太陽光は殆どハウス内の空気を暖めるのに使われる。このように不透明な黒いマルチフィルムでは昼間に太陽光はハウス内の空気を温めるので、ハウス内の空気温度は必要以上に上昇し、晴天の日はハウス内を換気して温度を下げる必要がある。

このようなハウス栽培において太陽光はハウスの屋根を透過してハウス内の空気を温めるが、冬期でも昼間はハウス内の空気温度を保つのには十分過ぎて晴天の日は換気をしなければならない。本発明は、この余分な熱エネルギーを夜間の暖房に有効に利用でき、夜間の暖房の消費エネルギーを低減できるハウス栽培の暖房方法を提案するものである。

作物を栽培するハウス内の土壌中にパイプを埋設し、該パイプ中に温水又は温液を通して土壌を温める地中暖房装置を備え、
夏期には前記ハウス及び前記土壌の地表を覆う透明マルチフィルムを通過した太陽光と前記地中暖房装置とで前記土壌の温度を上昇させて前記土壌の熱消毒を行い、
冬期の作物栽培時には前記透明マルチフィルムで前記土壌の地表を覆い、前記地中暖房装置を使用して地中暖房を行う。

夏期にハウス及び土壌の地表を覆う透明マルチフィルムを通過した太陽光と地中暖房装置とで土壌の温度を上昇させて土壌の熱消毒を行うことで、病原菌、雑草の種子を死滅させることができる。
冬期の作物栽培時には透明マルチフィルムで土壌の地表を覆うことで、太陽光を地表に導き、ハウス内の空気への熱放散を防止することができるので、併用する地中暖房の消費エネルギーを節減することができる。

ここで、冬期に透明マルチフィルムで地表を覆って地中暖房に利用する本発明の技術的意義を説明する。
前記透明マルチフィルムは強力な太陽エネルギーを透過させて地表を直接温める。深さ１０ｃｍ程度の土壌を平均約３℃温め蓄熱される。夜間には土壌を温めた熱エネルギーを放出してハウス内空気を温める。
また、前記透明マルチフィルムは、昼間に太陽エネルギーのハウス内空気中への放散防止にも有効である。さらに、夜間にハウス内の空気を温めるエネルギー及び地中暖房のエネルギーを節約できる。

例えば、関東地方の一月の太陽エネルギーは約２２３０ｋｃａｌ/ｍ²・ｄａｙ（雨天・晴天の日もの平均）で昼間の一日１２時間としての平均は１８５ｋｃａｌ/ｍ²・ｈにもなる。夜間の温風暖房機による消費エネルギーは最大で約６０ｋｃａｌ/ｍ²・ｈであり、これと比較して太陽エネルギーは極めて大きい。
ハウス栽培で冬期に前記透明マルチフィルムを地表に敷設すると太陽光が地表に到達して雑草が生える。そこで、前記不透明な黒いマルチフィルムを敷設して雑草の発芽・生育を抑える必要がある。
これに対し、夏期に予め前記土壌の熱消毒を行うと雑草の種子が死滅するので冬期に前記不透明な黒いマルチフィルムの敷設は必要がなく、前記透明マルチフィルムの敷設が可能となる。

本発明は、ハウス内の土壌中にパイプを埋設し、該パイプ中にボイラーで温めた温水又は温液を通して土壌を温める地中暖房装置を備え、夏期に前記ハウス及び透明マルチフィルムを通過した太陽光と前記地中暖房装置との併用により前記土壌の温度を上昇させて前記土壌の熱消毒を行う。
そして、冬期の作物栽培時に透明マルチフィルムで前記土壌の地表を覆うと共に、前記地中暖房装置を運転して地中暖房を行う。

以下、作物のハウス栽培において、夏期に土壌の熱消毒を行い、冬期にハウス栽培を行う本発明の暖房方法を図１を参照しながら説明する。
図１に示すように、作物のハウス栽培を行わない夏期に、土壌の消毒を行うために太陽光２を通すハウス１を閉め切り、消毒効果を高めるために軽く散水して土壌３を湿った状態にする。この湿った状態の前記土壌３の表面を覆うように太陽光を通す透明マルチフィルム４を敷設する。

また、石油又はガスを熱源とするボイラー５によって７０℃以上の温水又は温液を作り、ハウス１又はトンネル（図示せず）内に土壌３の地表６から４０ｃｍ乃至８０ｃｍに埋設された複数のパイプ７内を通すように構成された地中暖房装置を備えている。
前記温液としてエチレングリコール又はプロピレングリコールの水溶液を使用し、温度を１００℃以上に上昇させても沸騰するのを防止でき、マイナス４０℃以下にしても冬期には前記ボイラー５を使用しなくても凍結を防止することができる。凍結の心配のない地域では温水を使用する。

前記パイプ７として外径が１３ｍｍから２６ｍｍのパイプを使用し、パイプ材として鉄、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン等を使用する。
そして、前記パイプ７を３０ｃｍから１００ｃｍの間隔で前記ハウス１内の土壌３中に埋設し、前記パイプ７の一畝毎に又は数畝毎に調節弁（図示せず）を設けて前記パイプ７に通す温水又は温液の流量を調節する。
前記パイプ７の下に断熱材（図示せず）を敷設して熱を前記パイプ７から下方に逃がさないようにすれば熱消毒をさらに効果的に行うことができる。

夏期の土壌消毒時には、前記ハウス１内に設置された温風暖房機８は使用せず、太陽エネルギーによって図示の消毒範囲９（二重斜線で示す）の土壌３が４５℃以上になり、数日４５℃以上を保っていれば消毒範囲９の土壌は熱消毒され、また、雑草の種子も死滅する。
前記消毒範囲９は前記パイプ７の埋設深さよりも約２０ｃｍ深くできるので、前記パイプ７の埋設深さを４０ｃｍから８０ｃｍとすることで消毒範囲９は地表から６０ｃｍ乃至１００ｃｍの範囲となる。ここで６０ｃｍの深さまで熱消毒ができれば耕耘機によって起こされても消毒された土壌が未消毒の土壌と混じり合うことがない。
そして、前記土壌消毒終了後、前記土壌３を冷却するために、前記地表６を覆うように敷設した前記透明マルチフィルム４を撤去する。

次に、冬期に行う作物のハウス栽培について説明する。
冬期のハウス栽培の際、温風暖房機８だけによるハウス１内の空気暖房だけでは地中温度が作物の適温にならず十分に生育しない。そこで、前記地中暖房装置のボイラー５を運転して前記パイプ７に温水又は温液を通し、前記地中暖房により地中温度を作物の生育に適した温度に調節する。さらに、夏期に土壌消毒後に前記土壌３を冷却するために撤去した前記透明マルチフィルム４を再び敷設する。
従来は雑草の生育を防止するために前記不透明な黒いマルチフィルムを使用していたが、前述のように夏期に行った前記土壌３の熱消毒で雑草の種子が死滅し雑草の生育が抑えられているので前記不透明な黒いマルチフィルムを敷設する必要はなく、前記透明マルチフィルム４を地表６に敷設する。

冬期の作物栽培時に前記透明マルチフィルム４を敷設したことにより、昼間の太陽光は前記ハウス１及び前記透明マルチフィルム４を通して地表６を温める。前記透明マルチフィルム４を通ったに太陽光によって温められた前記地表６の熱が、前記透明マルチフィルム４によって昼間に空気中に放散されるのが防止され、前記地表６から１０ｃｍ程度の土壌を平均３℃上昇させ蓄熱される。夜間には前記蓄熱された熱が空気中に徐々に放散されるので前記温風暖房機８や前記ボイラー５による地中暖房の運転を節約できる。

冬期の地中暖房では温水又は温液の温度はせいぜい５０℃であまり高温にする必要はない。地中２０ｃｍの位置に温度センサーを設け、地中２０ｃｍの土壌の温度が１６℃乃至２５℃になるように前記ボイラー５を運転する。前記地中暖房で前記ハウス１内の空気温度が適温に保たれない場合は、前記温風暖房機８を運転して温度を保たせる。

ここで、前記パイプ７の近傍の土壌の温度は、温水又は温液の温度に近くなり作物に悪影響を及ぼす。そこで、前記パイプ７の埋設深さを４０ｃｍから８０ｃｍとすることで作物の根と前記パイプ７の位置が離れて根が熱によって損傷されず、作物に悪影響を及ぼすことがない。また、前記パイプ７を前記深さに埋設することにより耕起時に耕耘機で前記パイプ７を破損させることもなくなる。

ここで、夏期に行った前記土壌３の熱消毒により雑草の種子、病原菌が死滅した後、熱消毒を行った土壌３の地表６に透明マルチフィルム４を敷設し、作物の栽培を行ったところ、雑草の生え具合は事実上栽培には全く支障がない結果となった。

本発明によるハウス栽培の暖房方法の説明図である。

符号の説明

１・・ハウス３・・土壌４・・透明マルチフィルム５・・地中暖房のボイラー
７・・土壌に埋設したパイプ

Claims

作物を栽培するハウス内の土壌中にパイプを埋設し、該パイプ中に温水又は温液を通して土壌を温める地中暖房装置を備え、
夏期には前記ハウス及び前記土壌の地表を覆う透明マルチフィルムを通過した太陽光と前記地中暖房装置とで前記土壌の温度を上昇させて前記土壌の熱消毒を行い、
冬期の作物栽培時には透明マルチフィルムで前記土壌の地表を覆い、前記地中暖房装置で地中暖房を行うことを特徴とするハウス栽培における暖房方法。
前記土壌中に埋設された前記パイプの埋設深さが地表から４０ｃｍ乃至８０ｃｍであることを特徴とする請求項１のハウス栽培における暖房方法。
前記夏期に行う土壌の熱消毒後、前記透明マルチフィルムを前記土壌の地表から取り外すことを特徴とする請求項１又は請求項２のハウス栽培における暖房方法。