JP2014238381A - 土壌用水分インジケータ - Google Patents

Abstract

【課題】所望の度合まで土壌が乾燥したことを可視化し、利用者に知らしめることができるようにする。
【解決手段】本発明の土壌用水分インジケータ１は、水を透過しない材質により中空に形成され、長手方向における一端の近傍に配置された吸水用開口５、他端の近傍に配置された蒸散用開口７、及び他端の近傍に設けられ中空の内部を視認可能に形成された表示部６を有する本体部２と、本体部２の内部において、少なくとも吸水用開口から表示部まで充填された吸水材３と、本体部２の内部の表示部６の位置において吸水材３を覆って配置され、吸水状態と乾燥状態とで色調が変化する水検出シート４とを備える。本体部には、土壌に挿し込むべき深さの目安となる案内線８が設けられるとよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、植物の育成に適した土壌の水分量を維持させるべく水遣りのタイミングを示す土壌用水分インジケータに関するものである。

植物の育成に適した土壌の水分量を維持させるために、水分量を表示するインジケータが提案されている。例えば、土湿度感知部の電気抵抗の変化に基づき土壌の湿度を計測する植物用電子土湿度計測装置（例えば特許文献１を参照）や、吸水力を有する吸水材と接触するように吸液状態と非吸液状態とで透明性を異にする多孔質層を設け、土壌中の水分量に応じて色彩を異ならしめるインジケータ（例えば特許文献２を参照）が提案されている。これらの他にも、ｐＦメータと呼ばれる測定器が市販されているが、特許文献１に示されているものと同様、指示された数値を読み取る必要があり、価格も高額であることから手軽に利用できるものではない。

土の湿り具合は、「ｐＦ値」と呼ばれる値で表わされる。このｐＦ値は、土の中の水が土の毛管力によって引き付けられている強さの程度を表す圧力の単位である。十分に水を含んでいる土の場合、ｐＦ値は小さくなり、植物の根が水を吸いやすいことを示す。逆に土が乾燥してくるとｐＦ値は高くなり、水を吸いあげるには高い力が必要となる。畑地の場合、通常ｐＦ値は１．５〜２．７（成長有効水）でこれ以下では水分過多となり、これ以上では水分不足となる。

植物がストレスを持たないｐＦ値は、育成する植物の品種に差はあるもののｐＦ１．７〜２．３の範囲である。このため、インジケータは、植物に応じて適切なｐＦ値を超えた時に土壌が乾燥しすぎていることを表示する必要がある。しかし、特許文献１に記載の装置では、植物用電子土湿度計測装置では、水分量の測定に電気的手段を用いているため電池が必要となり、電池が切れた時には測定ができなくなり、表示が不可能となる。また、デジタル表示を読み取らなければ水分量がわからないため、土壌の乾燥度や水遣りの要否を簡単に知ることができない。また、特許文献２のインジケータでは、電池は不要となるものの、色彩の変化が生じる水分量（ｐＦ値）を育成する植物の品種に応じた適切な値に調整することが困難である。

実用新案登録第３０７０４５０号公報 実用新案登録第３１３６６２２号公報

解決しようとする課題は、所望の度合まで土壌が乾燥したことを可視化し、利用者に知らしめることができるようにすることである。

本発明は、上記の課題を解決すべく、以下の構成を採用する。すなわち、本発明の土壌用水分インジケータは、水を透過しない材質により中空に形成され、長手方向における一端の近傍に配置された吸水用開口、他端の近傍に配置された蒸散用開口、及び他端の近傍に設けられ中空の内部を視認可能に形成された表示部を有する本体部と、本体部の内部において、少なくとも吸水用開口から表示部まで充填された吸水材と、本体部の内部の表示部の位置において吸水材を覆って配置され、吸水状態と乾燥状態とで色調が変化する水検出シートとを備える。

吸水材は、油分が除去された綿布により形成されることが好ましい。これにより、毛細管現象による吸水力を高め、長い本体部でもインジケータとして機能させることが可能となる。綿の油分を除去するには、精錬漂白加工を十分に行うとよい。

蒸散用開口は、本体部の側面に形成されることがこのましい。これにより、水遣りをする際に水分が蒸散用開口から本体部の内部に入り込むことを防ぐことができる。

蒸散用開口の少なくとも一部は、表示部よりも他端側に設けられることが好ましい。これにより、蒸散する水分が表示部を通過するので、インジケータによる表示を安定させることができる。

吸水用開口は、本体部の側面に形成されることが好ましい。土壌に挿し込む際に土が本体部の内部に押し込まれないようにすることができ、吸水用開口部と土壌との接触条件が挿し込み方によって変わらないようにすることができる。

本体部は樹脂素材により形成されることが好ましい。土壌中の水分や微生物の作用による劣化を防ぎ、長期間にわたり繰り返し使用することを可能とする。

本発明の土壌用水分インジケータによれば、所望の度合まで土壌が乾燥したことを可視化し、容易に知らしめることができる。

土壌用水分インジケータ１の外観図を示す。 土壌用水分インジケータ１の断面図を示す。

以下本発明について、一実施形態を図１及び図２に基づき説明する。図１は土壌用水分インジケータ１の外観図を示し、図２は、土壌用水分インジケータ１の断面図を示す。これらの図面に示されるように、土壌用水分インジケータ１は、本体部２と、吸水材３と、水検出シート４とを備える。

本体部２は、水を通さない材質により中空に（例えば筒状に）形成される。本体部２は、具体的には、ＡＢＳ樹脂のようなプラスチックや、金属のように水を透過しなければいかなる材質でも構わないが、土壌中の水分や微生物の作用により劣化しない材質が好ましく、この点でＡＢＳ樹脂が好ましい。

本体部２の長手方向における一端の近傍側面には、吸水用開口５が設けられる。本例において、吸水用開口５の形状は楕円形としているが、開口の形状はこれに限られるものではない。開口の大きさは、土壌からの吸水が十分に可能な大きさに調整される。吸水用開口５は複数設けられてもよい。例えば、図２に示されるように、本体部２の長手方向や外周方向について異なる位置に２つの開口が設けられるようにするとよい。

本体部２の他端の近傍には、中空の本体部２の内部を視認可能に形成された表示部６が設けられる。表示部６は、透明の素材で形成されることが好ましいが、本体部２の内部に配される水検出シート４の色調の変化が確認できれば色の有無、透明度を問わない。また、本体部２の表示部６を除く部分はどのような色であっても、あるいは透明であっても構わない。表示部６は本体部２の全周に渡って内部を視認可能に（例えば透明に）形成されることが好ましい。これにより、見る角度によらず水検出シート４の色調を確認することができる。

本体部２の内部の空間における、少なくとも吸水用開口５から表示部６までの部分には、吸水材３が充填される。吸水材３は、毛細管現象により土壌中の水分を表示部６の高さまで重力に逆らって吸い上げる。十分な吸引力を発揮するために、吸水材３は目の細かい繊維を用いることが好ましい。また、吸水材３は油分が十分に除かれることが好ましい。なお、綿に対して精錬漂白加工を行うことで、綿に含まれる油分である綿蝋を除去することができる。例えば吸水材３として、精錬漂白加工して油分を取り除いた綿布を捩って棒状にしたものを用いるとよい。本体部２の側面には、土壌中に挿し込むべき深さの目安となる案内線８が設けられることが好ましい。案内線８は吸水用開口５から蒸散用開口７が設けられた端部の方向に５ｃｍ程度の位置に設けられ、土壌用水分インジケータ１は、案内線８が土壌の表面と略一致する深さまで挿し込まれた状態で使用される。使用状態において、吸水用開口５から露出した吸水材３が、土壌中の水分を吸い上げる。

本体部２内の表示部６の部分には、水検出シート４が、吸水材３を覆うように配置される。水検出シート４は、ハイドロクロミック（hydrochromic）インクを含んだシート状の素材である。ハイドロクロミックインクは、吸水状態と乾燥状態とで色調が変化する。すなわち、水検出シート４は、土壌中に水分が十分にあって吸水材３が水分を吸って湿っているときと、土壌中が乾燥しそれに伴い吸水材３も乾燥しているときとで異なる色調を示す。例えば、乾燥時には白、吸水時に赤の色調を示すインクのように、吸水状態と乾燥状態とで色調が明確に変化することが好ましい。色調の変化は、表示部６から観察することができる。表示部６が本体部２の全周に渡って内部を視認可能に（例えば透明に）形成される場合には、水検出シート４は吸水材３における表示部６から視認可能な範囲を全周に渡って覆うことが好ましい。

水検出シート４を成すシート状の素材としては例えば紙や布を利用可能であるが、吸水材３が乾燥している状態においてシート状の素材が水分を保持しないよう、吸水材３よりも保水力の劣る素材であることが好ましく、また十分な耐久性を有することが好ましい。また、水検出シート４はハイドロクロミックインクが定着しやすい素材であることが好ましい。吸水材３として油分を除去した綿を用いる場合には、例えば、水検出シート４を成すシート状の素材として、不織布、吸水材３よりも多くの綿蝋を残した綿布、Ｔ／Ｃブロード（綿とポリエステルの混紡糸によるブロード布地）等を用いるとよい。

本体部２の他端の近傍側面には、蒸散用開口７が設けられる。蒸散用開口７は、表示部６よりも他端側の位置のみに設けられてもよいし、表示部６よりも一端（つまり吸水用開口５が設けられている端部）側の位置のみに設けられてもよいが、本例においては、蒸散用開口７は、表示部６の両側に設けられる。蒸散用開口７は、複数の細孔として設けられるとよく、細孔の数によって色調変化が生じるｐＦ値を設定できる。図１に示した例において、蒸散用開口７の形状は円形としているが、開口の形状はこれに限られるものではない。

本体部２の両側の先端は、ＡＢＳ樹脂等の水分を通さない素材により封止する。吸水用開口５が設けられる一端を封止すること、及び吸水用開口５が本体側面に設けられることにより、土壌に一端を挿し込む際に土が本体部２の内部に押し込まれないようにすることができ、吸水用開口部５と土壌との接触条件が挿し込み方によって変わらないようにすることができる。また、蒸散用開口７が設けられる側の端部（他端）を封止することにより、水遣りをする際に水分が端部から本体部１の内部に入り込むことを防ぐことができる。吸水用開口５が設けられる側の端部は例えば円錐形のような先端が尖った形状に形成されることが好ましい。このような先端形状により、土壌への挿し込みが容易となる。

使用状態において植木鉢等の容器の縁から表示部６が露出するよう本体部２は、全長５〜４０ｃｍとされることが好ましい。また、土壌への挿し込みを容易とすべく、外径は５〜１０ｍｍ程度とすることが好ましく、十分な強度を有するように内径は４〜８ｍｍ程度とすることが好ましい。

本体部２は、最終的に上述のような構造に形成されればいかなる方法により作成されてもよく、例えば管状の素材を加工することによって形成されてもよいし、筒状の部材を長手方向に半分に分割した形状の部材に、吸水材３を入れてから接合する方法で形成されてもよい。

土壌用水分インジケータ１が色調変化を示すｐＦ値は、種々のパラメータにより調整することができる。例えば、蒸散用開口７の断面積の大小により吸水材３の乾燥速度を調整することが可能であり、これにより、水検出シート４の色調変化が生じるｐＦ値を調整することができる。具体的には、蒸散用開口７の断面積を大きくすれば、吸水材３がより速く乾燥するため、色調変化を示すｐＦ値を小さく（つまり土壌中の水分が多くないと反応しないように）調整することができる。蒸散用開口７が複数の細孔として形成すると、細孔の数により色調変化を示すｐＦ値を調整することができる点で好ましい。

上記の蒸散用開口７の他、本体部２の長さ（特に、吸水用開口５から表示部６までの長さ）、内径、吸水用開口５の断面積等によって色調変化を示すｐＦ値を調整することができる。

土壌用水分インジケータ１は、吸水用開口５が設けられた一端を土壌中に挿し込んで使用される。この使用状態で、吸水用開口５から露出した吸水材３は、毛細管現象によって土壌中の水分を吸い上げようとする。土壌中に十分な水分がありｐＦ値が低い場合には、表示部６の付近まで吸水材３が湿った状態となり、表示部６を覆う水検出シート４が水分に反応して、吸水状態の色調となる。一方、土壌中に十分な水分がなくｐＦ値が高い場合には、表示部６の付近の吸水材３が乾燥した状態となり、表示部６を覆う水検出シート４は乾燥状態の色調となる。土壌が乾燥した時に色調が変化することで、土壌用水分インジケータ１は、利用者に対し土壌の乾燥を表示することができる。土壌用水分インジケータ１は、水遣りと土壌の乾燥とに応じて吸水状態と乾燥状態とを遷移しつつ、何度も繰り返し使用することができる。

［実施例１］
以下の条件により土壌用水分インジケータ１を作成した。
本体部２として、外形φ６ｍｍ、内径φ４ｍｍ、管の壁厚１ｍｍ、全長15ｃｍの、透明のＡＢＳ樹脂管を用い、管の一端の壁面を削って長径約１５ｍｍ、短２ｍｍの略楕円形の吸水用開口５を設け、管の他端には蒸散用開口７としての細孔（φ２ｍｍ）を表示部６となる位置の両側に各８個（合計１６個）設けた。吸水材３として精錬漂白加工を行い油分を取り除いた綿布を捩って棒状にしたものを用意し、本体部２の管内に挿入したときに表示部６から見える位置を、水検出シート４で覆った。水検出シート４は、白色のＴ／Ｃブロード布地に、吸水状態で赤、乾燥状態で白の色調を示すハイドロクロミックインクを塗布することで予め作成した。この吸水材３と水検出シート４を本体部２の管内に挿入し、本体部２の両端を封止した。

上記の土壌用水分インジケータ１を、ポールセンローズを育成している植木鉢に挿し込んだ。このとき、吸水用開口５が土壌表面から５ｃｍ程度の深さに位置するようにした。また、土壌用水分インジケータ１が色調変化を起こすｐＦ値を正確に測定するために、ｐＦメータを併せて挿し込んだ。この状態で鉢に水遣りをすると、水検出シート４が赤色となった。その後、水遣りを行わずに放置し、水検出シート４の色調が白色に変化したときのｐＦメータの読みを確認した。上記の水遣りと放置を繰り返したところ、水検出シート４の色調が白色に変化するｐＦ値は２．１〜２．２であった。

［実施例２］
蒸散用開口７としての細孔（φ２ｍｍ）の数を表示部６となる位置の両側に各４個（合計８個）とした以外は、実施例１と同様に土壌用水分インジケータ１を作成した。実施例１と同様に水遣りと放置を繰り返したところ、水検出シート４の色調が白色に変化するｐＦ値は２．６であった。

上記の実施例１及び実施例２から明らかなように、本発明の土壌用水分インジケータによれば、土壌の水分量を水検出シート４の色調変化として再現性良く可視化することができる。また、例えば蒸散用開口７の断面積のような構造上のパラメータによって、水検出シート４の色調変化が生じるｐＦ値を調整することができ、様々な植物に適したインジケータを作成することができる。

本発明の土壌用水分インジケータは、植木鉢やプランター等の土壌に挿し込むだけで容易に土壌が所望の乾燥度になっていることを目視確認できるので、様々な植物の栽培に利用できる。

１ 土壌用水分インジケータ
２ 本体部
３ 吸水材
４ 水検出シート
５ 吸水用開口
６ 表示部
７ 蒸散用開口
８ 案内線

Claims (6)

1. 水を透過しない材質により中空に形成され、長手方向における一端の近傍に配置された吸水用開口、他端の近傍に配置された蒸散用開口、及び前記他端の近傍に設けられ中空の内部を視認可能に形成された表示部を有する本体部と、
   前記本体部の内部において、少なくとも前記吸水用開口から前記表示部まで充填された吸水材と、
   前記本体部の内部の前記表示部の位置において前記吸水材を覆って配置され、吸水状態と乾燥状態とで色調が変化する水検出シートと
   を備える土壌用水分インジケータ。
2. 前記吸水材は、油分を取り除いた綿布により形成されることを特徴とする請求項１に記載の土壌用水分インジケータ。
3. 前記蒸散用開口は、前記本体部の側面に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の土壌用水分インジケータ。
4. 前記蒸散用開口の少なくとも一部は、前記表示部よりも前記他端側に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の土壌用水分インジケータ。
5. 前記吸水用開口は、前記本体部の側面に形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の土壌用水分インジケータ。
6. 前記本体部は樹脂素材により形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の土壌用水分インジケータ。