JP2020195287A

JP2020195287A - 稲作システム、稲作方法

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Publication number: JP2020195287A
Application number: JP2019102147A
Authority: JP
Inventors: 高道池端; Takamichi Ikehata
Original assignee: Marujou Wakaba Kogyo Kk
Current assignee: Marujou Wakaba Kogyo Kk
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2039-05-31
Also published as: JP6812024B2

Abstract

【課題】効率的な稲作を実現できる稲作システム、稲作方法を提供する。【解決手段】浸種後の状態にある種籾が植えられた水田に水を供給するための給水システムと、前記水田から水を排出するための排水システムと、前記水田の水温が略一定となるように、前記給水システムと前記排水システムとを制御するための給排水システムとを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、農作物、主として稲を生育する稲作システム、および稲作方法に関する。

従来、稲作においては、畑苗代、水苗代、折衷苗代、育苗箱等の苗代を用いて苗の育苗を行い、得られた若苗を田植え機等を用いて本田（水田）に田植えする稲作方法が広く実施されている。

関連する技術に、水田１０アールに０．４ｍｍ以上の粒度の籾殻燻炭８０乃至１２０ｋｇ及び基肥４乃至１０ｋｇを散布し、該籾殻燻炭及び基肥が散布された水田を耕し、次いで潅水して苗が移植される水田とし、この水田に、０．４ｍｍ以上の粒度の籾殻燻炭を２乃至１５重量％の含有率で含有する床土に、前記床土に対し、窒素、リン酸及びカリウムが成分量で夫々０．０１乃至０．０７重量％の割合で配合された苗床で育成された苗を移植することを特徴とする稲の栽培方法が知られている（下記特許文献１参照）。

特開２００２−０２７８４９号公報

しかしながら、上述した稲作方法は、苗代と本田の２つの異なる生育施設を用いているため、苗代で育苗された若苗の収穫、収穫した若苗の運搬、運搬した若苗の田植え機への装填、田植え機による若苗の本田への田植えという一連の作業が必要であり、非常に手間がかかるものであった。若者の都会への流出と共に若者の人口減少が加速し、農業の人手不足に拍車がかかる昨今、このような手間のかかる農作業の効率化が求められていた。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、効率的な稲作を実現できる稲作システム、稲作方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、浸種後の状態にある種籾が植えられた水田に水を供給するための給水システムと、前記水田から水を排出するための排水システムと、前記水田の水温が略一定となるように、前記給水システムと前記排水システムとを制御するための給排水システムとを備える。

また、本発明の一態様は、浸種後の状態にある種籾が植えられた水田に給水システムにより水を供給し、排水システムにより前記水田から水を排出し、前記水田の水温が略一定となるように、前記給水システムと前記排水システムとを制御する。

本発明によれば、効率的な稲作を実現できる稲作システム、稲作方法を提供することができる。本発明のその他の効果については、以下の発明を実施するための形態の項でも説明する。

実施形態に係る稲作システムを模式的に示すブロック図である。実施形態に係る稲作システムを用いた稲作方法を示すフローチャートである。

以下、本実施形態に係る稲作システムについて図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る稲作システムを模式的に示すブロック図である。稲作システム１は、芽が覚めた状態にある種籾を本田３０１において生育するものであり、図１に示されるように、主として第１及び第２貯水池１０，２０と、複数の本田３０１を含む水田システム３０とを備える。

第１及び第２貯水池１０，２０は、水田システム３０の上流にそれぞれ位置して設けられており、水田システム３０の各本田３０１に対して自己が貯留している液体（水または水溶液）を排出可能に構成されている。

第１貯水池１０は、水温管理された水が貯留されており、下流に位置する水田システム３０の各本田３０１に対して第１流路４０１及び第３流路４０３を介して連結されている。第１貯水池１０には、貯留された水（以後、貯留水と称する）を第１流路４０１に排出するための開閉可能な水門１０ａが設けられており、水門１０ａが開放された際に第１流路４０１へ貯留水を排出する。本実施形態においては、この水門１０ａの開度により貯留水の排出量を調節可能としている。また、第１貯水池１０は、後述する混合液を第３貯水池３０３から汲み上げ（ポンプアップ）、第１貯水池１０へ排出するためのポンプ１０１と、貯留水を温度管理するための熱交換器１０２を備えている。

熱交換器１０２により温度管理される貯留水の水温は、後述する第２貯水地２０により貯留される液肥と混合し、本田３０１へ流入した際に２０℃程度の温度となるような温度にすることが好ましい。これは稲作システム１の規模や置かれている環境等により適宜設定可能であり、例えば第１〜第３流路４０１〜４０３が外気温に影響されるように配設されている場合には、外気温による温度変化を考慮して水を２０℃未満または以上に設定する等すればよい。一方、第１〜第３流路４０１〜４０３が地中に埋没する等して外気温に影響されない場合は２０℃に設定すればよい。なお、本実施形態においては、熱交換器１０２により貯留水の温度管理を行うものとしているが、電気又は化石燃料を使用する等、貯留水の温度管理が可能であればどのようなものを用いてもよい。

第２貯水池２０は、所定の肥料が水に混ぜられた水溶液、換言すれば肥料が溶解した液肥が貯留されており、下流に位置する水田システム３０の各本田３０１に対して第２流路４０２及び第３流路４０３を介して連結されている。なお、ここでの所定の肥料とは、例えば苗が最も生育し易い既存の肥料を用いることが好ましく、魚やカエル、どじょうにも優しい肥料であることがより好ましい。第２貯水池２０には、第１貯水池１０と同様に液肥を第２流路４０２に排出するための開閉可能な水門２０ａが設けられており、水門２０ａが開放された際に第２流路４０２へ液肥を排出する。本実施形態においては、この水門２０ａの開度により液肥の排出量を調節可能としている。

第１流路４０１及び第２流路４０２は、その下流側において互いに第３流路４０３の上流側に連結されており、第３流路４０３はその下流側において水田システム３０の各本田３０１に連結されている。したがって、第１貯水池１０と第２貯水池２０とが貯留する貯留水及び液肥は、それぞれ排出されると第１及び第２流路４０１，４０２を通り第３流路４０３へ流入し、ここで混合されて混合液となって各本田３０１に流入することとなる。

水田システム３０は、第１及び第２貯水池１０，２０より下流に位置して設けられており、本田３０１と、複数の排水路３０２と、本田３０１より下流に位置する第３貯水池３０３とを備える。

排水路３０２は、１つの本田３０１に対して１つ配設されて本田３０１と第３貯水池３０３とを連結しており、本田３０１に流入した混合液を第３貯水池３０３へ排出する。本田３０１には、流入した混合液を排水路３０２に排出するための開閉可能な水門３０１ａが設けられており、水門３０１ａが開放された際に排水路３０２へ混合液を排出する。本実施形態においては、この水門３０１ａの開度により混合液の排出量を調節可能としている。

第３貯水池３０３は、各排水路３０２を通って本田３０１から排出された混合液を収集し一時的に貯留するものであり、第４流路４０４を介して第１貯水池１０と連結されている。第３貯水池３０３が貯留する混合液は、前述したポンプ１０１により汲み上げられ、第４流路４０４を通って第１貯水池１０へ戻すように流入させることができる。

以上に説明した稲作システム１を用いた稲作方法を、図２を用いて詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る稲作システムを用いた稲作方法を示すフローチャートである。

図２に示されるように、先ず浸種を行い、種籾の芽を覚まさせる（Ｓ１０１）。具体的には、種籾を塩分濃度が薄い食塩水を用いて消毒する作業を行い、消毒後に６０℃程度の温水に２日程度浸し、吸水した状態とする。以後、この浸種を終えた種籾を浸種籾と称して説明する。ここでの浸種籾は、発芽する直前であるものが好ましいが、発芽した状態、つまり幼根・幼芽が１ｍｍ程度出ているハト胸状態にあるものとしてもよい。なお、消毒する塩分濃度や、水の温度、浸す日数等は種籾の品種や環境に応じて適宜設定するようにしてもよい。

次に、予め耕され、ある程度潅水されて泥交じりの状態にある本田３０１の土中に対し、浸種籾を好ましくは３０ｃｍ程度の間隔を有して植える田植えを行う（Ｓ１０２）。この時、雨で流されたりスズメやカラス等に突かれたりすることを防ぐため、養分を含んだ薄い袋に浸種籾を包み、これを土中に埋めるようにしてもよい。本田３０１は、２０℃程度の温度に管理されることが好ましく、例えば当該田植えに先立って一度第１貯水池１０及び第２貯水池２０からの混合液を流入させて温度設定を行うと共に泥状とするようにしてもよい。また、田植えは、既存の自動田植え機を用いて行うことが好ましい。３０ｃｍ程度の間隔で田植えを行う場合は、３〜５粒の浸種籾を植える、即ち３〜５粒の群からなる浸種籾群が３０ｃｍの間隔を有して植えられるようにすることが好ましく、当該間隔が広がるにつれて浸種籾の個数も増加させることが好ましい。例えば、間隔が３５ｃｍ程度であれば浸種籾を４〜６粒、４０ｃｍ程度であれば浸種籾を５〜７粒植えればよい。

田植え後、第１貯水池１０の貯留水を所定量排出すると共に、第２貯水池２０の液肥を所定量排出し、これらの混合液を本田３０１に流入させる（Ｓ１０３）。これにより、本田３０１は２０℃程度の温度に管理されることとなる。ここでの貯留水及び液肥の排出量は、本田３０１の面積や温水、液肥の温度及び濃度等に応じ、本田３０１が２０℃程度となるよう適宜設定すればよい。

本田３０１に所定量混合液が流入した後、流入した混合液を第３貯水池３０３へ排出する（Ｓ１０４）。この時、混合液の本田３０１の流入、即ち第１及び第２貯水池１０，２０の貯留水及び液肥の排出と、混合液の第３貯水池３０３への排出は１日中、即ち２４時間継続して同時になされることが好ましく、したがって本田３０１の温度も略一定に管理されることとなる。本田３０１に対する混合液の流入量及び排出量は略同一となるよう水門１０ａ，２０ａ，３０１ａの開度を調節することが好ましい。

なお、本田３０１における混合液の流入及び排出は、２４時間継続して行われるようにせず、本田３０１の状態に応じて変則的に、又は一定周期毎に連続して行うようにしてもよい。例えば、本田３０１の水温に温度範囲（例えば２０℃±１℃）を設定し、当該温度範囲内でない場合に混合液の流入及び排出が行われ、これが複数回連続するようにしてもよい。

第３貯水池３０３へ流入した混合液は、ポンプ１０１によりポンプアップされ、第４流路４０４を通って第１貯水池１０へ排出される（Ｓ１０５）。なお、第１貯水池１０では、第４流路４０４からの混合液が貯留水と混ざることにより、その水温が変化する場合がある。その場合には、水温を再度本田３０１が２０℃に管理されるような温度に調節すればよい。当然、貯留水に混合液が流入することにより、貯留水の養分が変化（例えば増加）することから、当該変化を加味して第２貯水池２０の液肥の濃度または排出量が調節されるとよい。

上述した本田３０１における混合液の流入及び排出を継続し、浸種籾が若苗（早苗）に育った後、本田３０１に張ってある混合液の温度を平温に調節する（Ｓ１０６）。この調節は、例えば第１貯水池１０の水温管理を停止し、平温とすることでなされるようにしてもよい。また、ここでの若苗とは自立した状態にある苗を指す。なお、若苗は稚苗、中苗、成苗等の状態であってもよく、種籾の品種や環境等に応じて平温に調節する時期を適宜選択すればよい。

本田３０１の水温が平温となった後、既存の稲作と同様に本田３０１を管理し、稲の収穫を行うことにより本フローは終了となる。つまり、本田３０１の水温が平温となった後は、一般的に行われている苗代で育苗した苗を田植えした後の状態と類似した状態であるため、既存の稲作と同様の対応をとればよい。なお、ここでの本田３０１の管理においては、本田３０１における混合液の流入及び排出を継続してもよく、完全に、変則的に、または周期的に停止するようにしてもよい。

以上に説明した本実施形態によれば、出芽していない浸種された状態の種籾を本田３０１において若苗に生育することができ、したがって苗代田を必要とせず、当然苗代田から本田への植え替えも必要としないため、極めて効率的な稲作を実現することができる。また、水温や養分などの条件が充分に供えられた混合液を本田３０１に常に供給することができ、品質の良い稲を生育することが可能となる。さらに、ポンプ１０１により本田３０１から排出された混合液、即ち最下流の肥料の混ざった貯留水を再利用することができ、水不足対策となるばかりか、肥料及び人件費削減を含む低コスト化も可能となる。

また、本実施形態によれば、自動田植え機等によって浸種籾が所定間隔で植えられた本田３０１は整然としており、強い風は苗の間を吹き抜け苗が丈夫に育ち、ドローンやヘリコプターや人の手によってまかれた肥料が苗にこびりついて光合成の邪魔をするといった事がなく、苗の発育は早く、魚やカエル、どじょうに優しい肥料を混ぜてやれば環境にも優しく大規模農業とすることもでき、世界に通用する稲作を実現できる。

なお、本実施形態においては、水門１０ａ，２０ａ，３０１ａを用いて貯留水、液肥、混合液の排出量を調節すると説明したが、バルブ等、流体の流量を調節可能なものであればどのようなものを用いてもよい。

また、貯留水、液肥、本田３０１から排出される混合液、及び第３貯水池３０３からの汲み上げられた混合液等の排出量や排出タイミングは、作業者により行われるようにしてもよく、自動に水門やポンプが制御されて行われるようにしてもよい。自動で行う方法としては、例えば第１貯水池１０または本田３０１に温度センサを設け、温度センサの検出結果に応じで上記制御が連動して行われるようにする手法や、タイマーを用いて時間的に制御する手法、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。

また、ポンプ１０１は第１貯水池１０に設けられると説明したが、第３貯水池３０３に設けられるようにしてもよい。また、ポンプ１０１を第２又は第３貯水池３０３に設け、第４流路４０４が第２貯水池２０と第３貯水池３０３とを接続するようにしてもよい。この場合、第３貯水池３０３からポンプアップされた混合液は第２貯水池２０に流入するため、液肥の濃度が薄まることとなる。そのため、適宜肥料を追加するようにすればよい。

本発明は、その要旨または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。

１稲作システム
１０第１貯水池（給水システム、第１貯水部）
１０ａ，２０ａ，３０１ａ水門（給排水システム）
１０１熱交換器（第１貯水部）
１０２ポンプ
２０第２貯水池（給水システム、第２貯水部）
３０１本田（水田）
３０２排水路（排水システム）
３０３第３貯水池（排水システム）
４０１第１流路（給水システム）
４０２第２流路（給水システム）

Claims

浸種後の状態にある種籾が植えられた水田に水を供給するための給水システムと、
前記水田から水を排出するための排水システムと、
前記水田の水温が略一定となるように、前記給水システムと前記排水システムとを制御するための給排水システムと
を備えることを特徴とする稲作システム。
前記給水システムは、水を貯留すると共にその温度を略一定に調節し、温度調節された水を水田に供給する
ことを特徴とする請求項１記載の稲作システム。
前記水の流入及び排出は、前記種籾が若苗に成長するまで連続して行われることを特徴とする請求項１または請求項２記載の稲作システム。
前記排水システムが排出する水は、水と肥料とが混合された混合液である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の稲作システム。
前記給水システムは、
水を貯留すると共に所定温度に管理する第１貯水部と、
液肥を貯留する第２貯水部と、
前記第１貯水部から前記水田へ前記温度管理された水を流入させるための第１流路と、
前記第２貯水部から前記水田へ前記液肥を流入させるための第２流路と
を備え、
前記第１流路と前記第２流路とが前記水田側端部において連結され、前記第１貯留部の水と前記液肥とが混ざり合うことにより混合液となり前記水田へ流入する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の稲作システム。
前記水田から排出された水を前記給水システムへ戻すポンプを更に備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の稲作システム。
前記種籾は、出芽前の状態で前記水田に植えられたものである
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の稲作システム。
浸種後の状態にある種籾が植えられた水田に給水システムにより水を供給し、
排水システムにより前記水田から水を排出し、
前記水田の水温が略一定となるように、前記給水システムと前記排水システムとを制御する
ことを特徴とする稲作方法。