JP3003923B2

JP3003923B2 - 最適灌水量判定方法、最適灌水量報知装置及び灌水制御装置

Info

Publication number: JP3003923B2
Application number: JP7309526A
Authority: JP
Inventors: 靖司河野; 雄悟西山; 信治藤岡
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2015-11-28
Also published as: JPH09149737A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、植物を栽培するた
めの雨除けハウスやガラス温室などの施設内圃場に播種
後或いは植物の栽培途中に灌水した際に最適灌水量とな
ったと判定する最適灌水量判定方法、最適灌水量となっ
たことを報知する最適灌水量報知装置、及び最適灌水量
となるように灌水を制御する灌水制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圃場などで植物を栽培すると
き、灌水量が適切でないと播種後の発芽率や植物の生育
が悪くなる。

【０００３】従来、圃場への灌水は、農業従事者の経験
と勘によるところが大きかった。灌水量は農家の勘や経
験により、栽培環境の状態を観察して適当と思われる灌
水量を灌水するか、或いは、それぞれ個別に灌水量が決
定されて、その一定分量を灌水しているに過ぎなかっ
た。前者のような灌水量の決定方法では誤差が大きく、
またたとえ最適な灌水量が常に得られるようになったと
しても、その域に到達するにはかなりの熟練が必要とな
る。また、後者のような方法では、栽培環境の変化に応
じて植物や培土にとって最適な灌水量は当然変化してゆ
くのであるから、灌水時の気温や湿度、圃場に残留して
いる水分の量、圃場の耕耘状況、圃場土壌の種類、肥料
の量、日照時間が異なっている場合、最適な灌水量が得
られないことになる。

【０００４】しかし近年では、勘や経験によらずに最適
な灌水量を得る方法として、水分計を利用する方法があ
る。また、この方法により土壌水分を直接測定し灌水制
御を実施しようとするシステムが出現し始めている。土
壌水分測定には水分計を用いるが、水分計には赤外線
を利用した赤外線式、熱センサプローブによる比熱
式、土壌電気抵抗を測定する電気伝導式、浸透圧を
応用したテンションメータ式の４種類の測定原理があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一見、土壌水分による
制御は最適のようであるが、土壌水分測定の面からの問
題も少なくない。は土壌表面の水分状態しか把握する
ことができない。は測定に時間を要すると共にリアル
タイムの出力が得られないため制御には不適である。
は土壌中の肥料分の濃度の影響を受けやすい。は地表
面よりかなり深い位置の水分しか測定できない。これら
を総合すると、何らかの土壌水分は測定して灌水制御を
行っているが、測定した土壌水分自体植物に有効なもの
であるかが疑問である。また土壌水分は、圃場内でばら
つきの大きい物理量であるため、正確な測定を行うには
多点計測が必要となるが、水分センサ自身非常に高価で
あり、経済面から実際的でない。

【０００６】これらのうち植物にとって最適な土壌の水
分状態が一目で見れる水分計はのテンションメータ式
のみであり、他の水分計はただ単位土壌中の含水率を求
めるだけで、環境が異なるとその環境における最適な植
物栽培の灌水量が把握できなくなる。テンションメータ
式は植物が利用できる水分量を測定する水分計なので環
境の変化に関わらず、常にその環境における植物にとっ
て最適な灌水量を知ることができる。しかし、センサ部
をかなり深く埋める（浅くて１５cm）必要があるため、
播種時や根域が浅い植物の栽培には向かない。また、周
囲の土壌と馴染んで正確な測定値を指し示すには最低１
週間は必要であるため、栽培期間の短い植物の栽培にも
不向きである。

【０００７】よって本発明は、上述した従来の問題に鑑
み、植物を栽培するための雨除けハウスやガラス温室な
どの施設内圃場に播種後或いは植物の栽培途中に灌水し
た際に、播種後の発芽率や植物の生育が悪くならないよ
う最適灌水量となったことを判定する最適灌水量判定方
法を提供することを課題としている。

【０００８】本発明はまた、上述した従来の問題に鑑
み、植物を栽培するための雨除けハウスやガラス温室な
どの施設内圃場に播種後或いは植物の栽培途中に灌水し
た際に、播種後の発芽率や植物の生育が悪くならないよ
う最適灌水量となったことを報知する最適灌水量報知装
置を提供することを課題としている。

【０００９】本発明は更に、上述した従来の問題に鑑
み、植物を栽培するための雨除けハウスやガラス温室な
どの施設内圃場に播種後或いは植物の栽培途中に灌水し
た際に、播種後の発芽率や植物の生育が悪くならないよ
う最適灌水量となるように灌水を制御する灌水制御装置
を提供することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明により成された請求項１記載の最適灌水量判定方
法は、施設内圃場への灌水の開始からの地温の変化を監
視し、地温が灌水開始時の温度から所定温度低下したと
き最適灌水量となったと判定することを特徴としてい
る。

【００１１】上記構成において、施設内圃場への灌水を
開始してからの地温の変化を監視し、地温が灌水開始時
の温度から所定温度低下したとき最適灌水量となったと
判定しているので、この判定した最適灌水量となった時
点で灌水を止めることにより、最適の灌水を行うことが
できる。

【００１２】上記課題を解決するため本発明により成さ
れた請求項２記載の最適灌水量報知装置は、図１（ａ）
の基本構成図に示すように、施設内圃場の土壌の所定の
深度に設置され地温を検知して地温検知信号を出力する
温度センサ３₁〜３_nと、灌水を開始させるに当たって操
作される操作手段１０３と、該操作手段の操作に応じて
前記温度センサからの地温検知信号により灌水直前の地
温を検出する灌水開始時地温検出手段１００ａ−１と、
前記温度センサからの地温検知信号により灌水開始後の
地温を検出する灌水開始後地温検出手段１００ａ−２
と、該灌水開始後地温検出手段により検出した灌水開始
後の地温が前記灌水直前の地温より所定値以上低下した
ことを検出する温度低下検出手段１００ａ−３と、該温
度低下検出手段による検出に応じて最適灌水量となった
ことを報知する報知手段１０５とを備えることを特徴と
している。

【００１３】上記構成において、灌水を開始させるに当
たって操作手段１０３を操作すると、この操作に応じて
灌水開始時地温検出手段１００ａ−１が、施設内圃場の
土壌の所定の深度に設置された温度センサ３₁〜３_nから
の地温検知信号により灌水直前の地温を検出する。灌水
開始後地温検出手段１００ａ−２が、温度センサからの
地温検知信号により灌水開始後の地温を検出し、この灌
水開始後の地温が灌水直前の地温より所定値以上低下し
たことを温度低下検出手段１００ａ−３が検出すると、
報知手段１０５が最適灌水量となったことを報知するの
で、この報知により最適灌水量となったと知った時点で
灌水を止めることにより、最適の灌水を行うことができ
る。

【００１４】上記課題を解決するため本発明により成さ
れた請求項３記載の灌水制御装置は、図１（ｂ）の基本
構成図に示すように、施設内圃場の土壌の所定の深度に
設置され地温を検知して地温検知信号を出力する温度セ
ンサ３₁〜３_nと、灌水を開始させるに当たって操作され
る操作手段１０３と、該操作手段の操作に応じて前記温
度センサからの地温検知信号により灌水直前の地温を検
出する灌水開始時地温検出手段１００ａ−１と、前記温
度センサからの地温検知信号により灌水開始後の地温を
検出する灌水開始後地温検出手段１００ａ−２と、該灌
水開始後地温検出手段により検出した灌水開始後の地温
が前記灌水直前の地温より所定値以上低下したことを検
出する温度低下検出手段１００ａ−３と、前記操作手段
の操作に応じて灌水のための給水を開始させ、前記温度
低下検出手段による検出に応じて給水を停止させて灌水
を終了させる給水制御手段１００ａ−４とを備えること
を特徴としている。

【００１５】上記構成において、灌水を開始させるに当
たって操作手段１０３を操作すると、給水制御手段１０
０ａ−４が灌水のための給水を開始させる。また、この
操作手段の操作に応じて灌水開始時地温検出手段１００
ａ−１が、施設内圃場の土壌の所定の深度に設置された
温度センサ３₁〜３_nからの地温検知信号により灌水直前
の地温を検出する。給水の開始による灌水が開始された
後、灌水開始後地温検出手段１００ａ−２が、温度セン
サからの地温検知信号により灌水開始後の地温を検出
し、この灌水開始後の地温が灌水直前の地温より所定値
以上低下したことを温度低下検出手段１００ａ−３が検
出すると、給水制御手段１００ａ−４が給水を停止させ
て灌水を終了させるので、最適灌水量となった時点で給
水が自動的に止められることにより、最適の灌水を自動
的に行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図２は本発明の最適灌水量判定方
法により判定された最適灌水量の灌水が行われる雨除け
ハウスやガラス温室などの施設内部の灌水設備の一例を
示し、ハウス１の天井にハウスの長手方向に配した配管
２ａ，２ｂに多数の灌水ノズル２₁〜２_nが設けられてい
る。なお、施設内部の灌水設備は、灌水ノズル、灌水ホ
ース、灌水チューブなどによりハウス天井方向から土壌
表面に対してほぼ均一に灌水できるものであれば制限は
なく、図示以外のものであってもよい。

【００１７】上述の灌水設備をしたハウス１内の土壌中
には、ハウスの中央及び両側の少なくとも３カ所に地温
測定用のサーミスタ、測温抵抗体などの温度センサ３
が、深さを播種の深さ１０mm〜２０mmに略等しくなるよ
うに設置されている。この温度センサ３によって灌水直
前の地温を測定してから灌水を行い、地温が所定温度低
下したら灌水を止める。

【００１８】上記所定温度は、土壌の種類が変化しても
変化しにくい値である土壌水分を示すｐＦ値で２前後に
対応する温度２°Ｃ±０．５°Ｃに設定される。植物に
好適な水分状態は、植物の種類によって若干異なるが、
一般にｐＦ値で１．８〜２．２の範囲内にある。しか
し、所定温度は、植物に悪影響を与えるｐＦ１以下又は
ｐＦ２．８以上に対応する温度でなければ、上記範囲
１．８〜２．２に対応する温度でなくてもよい。因み
に、灌水を開始してから止めるまでの地温低下温度は、
ホウレンソウでは２°Ｃで、２°Ｃ前後低下したら灌水
を止める。

【００１９】灌水により地温が２°Ｃ低下した場合、土
壌水分はテンションメータの測定値でｐＦ２前後になっ
ている。この値は植物が生育するのに最適な値であり、
高い発芽率を一定して得られるようになると共に、構成
もきわめて簡単である。

【００２０】（実施例１）約１アールの面積を有するビ
ニールハウス（開口５．４ｍ、奥行き１８ｍ）の砂質土
壌の圃場に、噴霧径１．５ｍの灌水ノズルを４８本（４
本×１２本）配列し、ハウス天井方向から土壌表面に対
してほぼ均一に灌水できるように灌水設備を設置した。
また、土壌中には地温測定用に温度センサとして熱電対
を１０本任意の位置に深さ１０ｍｍ〜２０ｍｍになるよ
うに設置すると共に、その近傍に土壌水分測定用テンシ
ョンメータを設置した。テンションメータによる土壌水
分測定位置は、地表面より２０ｃｍ前後の深さにある。

【００２１】この系を用いて灌水ノズルから灌水を行っ
た際の地温及び土壌水分の測定を行った結果を表１に示
す。なお、地温及び土壌水分は、計測地点１０点のデー
タの平均を用いた。表中、圃場地温は測定開始時の地温
２２°Ｃからの減少分で示した。また、土壌水分を示す
ｐＦ値は、土壌の種類が変化しても変化しにくい値であ
り、植物体にとっては、ｐＦ２前後（１．８〜２．２）
が好適水分状態である。

【００２２】

【表１】

【００２３】（実施例２）土壌が火山灰土系土壌である
ことを除いて実施例１と同一の系において、地温及び土
壌水分の測定を行った結果を表２に示す。なお、表
中、圃場地温は測定開始時の地温１９°Ｃからの減少分
で示した。

【００２４】

【表２】

【００２５】（実施例３）土壌が粘土系土壌であること
を除いて実施例１と同一の系において、地温及び土壌水
分の測定を行った結果を表３に示す。なお、表中、圃
場地温は測定開始時の地温２４°Ｃからの減少分で示し
た。

【００２６】

【表３】

【００２７】土壌の種類、外気温、天候に関係なく地温
の減少が、２°Ｃ程度であれば植物体に対して好適水分
環境が整っていることが分かる。しかし、水分測定用テ
ンションメータは深い位置に入っているため、根圏近傍
ではもう少し好適水分状態に達していると予想される。
よって、圃場地温減少分２°Ｃとなる実施例１の７５
分、実施例２の９０〜１０５分、そして実施例３の１２
０分で最適灌水状態が得られる。

【００２８】（実施例４）実施例２のビニールハウスを
２棟用意し、株間５ｃｍ、条間１５ｃｍになるように人
参コート種子を１２０００粒播種機により各ビニールハ
ウスに播種した。なお、コート種子を使用したのは、土
壌が低水分状態では発芽しにくく、その性質を利用する
ためである。播種の際の深度は１．５ｃｍになるように
し、播種後の鎮圧は播種機の鎮圧輪のみで行った。播種
後の一方のハウスには、地温が２°Ｃ減少するまで灌水
ノズルによる灌水を実施し、試験区１とした。地温測定
は実施例２と同様に１０点で行った。他方のハウスに
は、実施例２で好適水分に到達した灌水時間の９０分だ
け灌水ノズルによる灌水を実施し、試験区２とした。灌
水処理後両ビニールハウスとも一切灌水を行わず、各試
験区について試験開始後同一時刻に発芽率をそれぞれ調
査した結果を表４に示す。なお、灌水時のハウス外気温
は３１°Ｃで、ハウス内気温は３６°Ｃであった。ビニ
ールハウスの側窓の開閉などの管理は両試験区とも同一
の条件で行った。

【００２９】

【表４】

【００３０】なお、出芽試験時の温度が高かったため、
試験区２では土壌水分不足により出芽不良が生じたと予
想される。この表４からは、他の条件下で最適灌水時間
とされた場合であっても条件が異なると最適灌水時間と
はならないが、地温の所定温度の低下によって灌水量を
決定すると良好な出芽率が得られることが分かる。

【００３１】（実施例５）地温測定用に温度センサを３
本使用している以外、実施例１と同様のハウス内圃場を
用いて地温が２°Ｃ減少するまで灌水ノズルによる灌水
を実施した際の各種土壌における土壌水分の測定を行っ
た結果を示すと表５のようになる。灌水中止タイミング
を与えられる地温は、３点の計測値の平均を用い、土壌
水分も３点のデータの平均を用いた。なお、試験開始時
のハウス外気温は２７°Ｃ、ハウス内気温は３３°Ｃで
試験終了後まで、ほぼ変化はなかった。また、各ビニー
ルハウス内の土壌初期水分は、ｐＦ２．８であった。

【００３２】

【表５】

【００３３】（実施例６）実施例５に示した圃場土壌
が、火山灰土壌のビニールハウスを２棟用意し、株間５
ｃｍ、条間１５ｃｍになるようにホウレンソウコート種
子（コート種子の発芽は、土壌水分の影響を受けやすい
性質を利用した。）を１２０００粒播種機によりそれぞ
れのビニールハウスに播種した。播種の際の深度は１．
５ｃｍになるように設定し、播種後の鎮圧は播種後の鎮
圧輪のみで行った。

【００３４】播種後一方のハウスには、地温が２°Ｃ減
少すると灌水を停止する制御機構を付加した灌水装置で
灌水した。地温の測定値は、３本の温度センサにより行
った（試験区１）。他方のハウスには、実施例５で好適
水分に到達した灌水時間（１００分）だけ灌水ノズルに
よる灌水を実施した（試験区２）。この灌水処理後両ビ
ニールハウスとも一切灌水は行わなかった。因みに、灌
水時のハウス外気温は２３°Ｃで、ハウス内気温は２８
°Ｃであった。ビニールハウスの側窓の開閉などの管理
は、２棟とも同様の条件で行った。また、試験開始後同
一時刻にそれぞれの出芽数の調査を行った結果を表６に
示す。

【００３５】

【表６】

【００３６】試験区２では、実施例５の場合より温度が
低かったため、加湿状態では発芽不良を起こすホウレン
ソウに不適な土壌水分環境となった。また、出芽率の減
少は、出芽後過水分により立ち枯れ状態になったからで
ある。

【００３７】次に、上述した最適灌水量判定方法により
判定した最適灌水量となったことを報知する本発明によ
る最適灌水量報知装置の一実施形態を図３を参照して説
明する。同図において、装置は予め定めたプログラムに
従って動作するＣＰＵ１００ａ、プログラムを格納した
ＲＯＭ１００ｂ及び各種のデータを格納するエリアの他
作業エリアを有するＲＡＭ１００ｃを内蔵したμＣＯＭ
１００を有する。

【００３８】μＣＯＭ１００の入力には、ハウス内の圃
場の土壌中に種子の播種深度と同程度の１０ｍｍ〜２０
ｍｍの間に設置した温度センサ３₁〜３_nからの温度信号
をＡＤ変換して出力するＡＤ変換器１０１の出力が接続
されている。なお、ＡＤ変換器１０１と温度センサ３₁
〜３_nとの間にはＣＰＵ１００ａの制御のもとで温度セ
ンサからの１つの温度信号を選択してＡＤ変換器１０１
に対して入力するセレクタ１０２が介在されている。

【００３９】また、μＣＯＭ１００の他の入力には、灌
水を開始させる際にオン操作される操作手段としてのス
タートスイッチ１０３が接続されている。上記温度セン
サ３ ₁〜３_nには、ＣＰＵ１００ａの制御のもとで基準電
圧源１０４から一定の電圧が供給されるようになってい
る。各温度センサは、例えば図４に示すように、基準電
圧源１０４とアース間に直列に接続されたサーミスタの
ような感温素子３ａと抵抗３ｂとからなり、感温素子３
ａ及び抵抗３ｂ間の接続点の電圧がセレクタ１０２を介
してＡＤ変換器１０１に入力されるようになっている。
μＣＯＭ１００の出力には、最適灌水量となったときそ
の旨を報知する報知手段としてのブザー１０５が接続さ
れている。なお、報知手段としてはブザー以外のサイレ
ンなどの放音装置や点滅手段のような発光装置であって
もよい。

【００４０】以上の構成において、灌水に当たってハウ
ス１内の配管２ａ及び２ｂに給水する給水管２の途中に
設けた図示しない給水栓を開放するに先だって、灌水作
業者がスタートスイッチ１０３がオン操作すると、ＣＰ
Ｕ１００ａはこのオン操作に応じて温度センサ３₁〜３_n
からの温度信号をＡＤ変換器１０１を介して入力し、各
温度センサが設置されているハウス１内の各部の所定深
度の地温を測定し、その平均をとって灌水開始直前のハ
ウス内地温を検出する。

【００４１】ＣＰＵ１００ａはその後も温度センサ３₁
〜３_nからの温度信号を入力して灌水によるハウス内の
地温の変化を監視し、地温が灌水開始時の地温から予め
定めた所定温度低下したかどうかを検出し、この検出に
応じてブザー１０５を動作させて鳴動させ、最適灌水量
となったことを報知する。このブザー１０５の鳴動によ
って、灌水作業者最適灌水量の灌水が行われたと判断し
て給水栓を閉じ、ハウス１内の配管２ａ及び２ｂに対し
て行っていた給水を停止させて、ハウス１内での灌水を
終了させることができる。

【００４２】以上概略説明した最適灌水量報知装置の動
作の詳細を、ＣＰＵ１００ａが予め定めたプログラムに
従って行う処理を示す図５のフローチャートを参照して
以下説明する。

【００４３】ＣＰＵ１００ａは電源の投入によって動作
を開始し、その最初のステップＳ１においてスタートス
イッチ１０３のオン操作を待つ。スタートスイッチ１０
３がオン操作され、ステップＳ１の判定がＹＥＳになる
とステップＳ２に進んで出力ポートＯ₁を例えばＬから
Ｈレベルにして基準電圧源１０４をオンさせ、温度セン
サ３₁〜３_nに動作電源を供給させてからステップＳ３に
進む。ステップＳ３においては温度センサ３₁〜３_nから
の出力電圧のＡＤ値を順次読み込んでＲＡＭ１００ｃの
所定の記憶エリアに一時的に格納する。

【００４４】このためにＣＰＵ１００ａは、出力ポート
Ｏ₂からセレクタ１０２に対して例えば複数ビットの選
択信号を順次出力すると共に出力ポートＯ₃からＡＤ変
換器１０１に対して選択信号に同期したサンプリング信
号を順次出力し、セレクタ１０２を介してＡＤ変換器１
０１に入力する温度センサ３₁〜３_nからの出力電圧の１
つを順次選択させると共にこの選択した出力電圧をＡＤ
変換させ、この結果得られるＡＤ値を入力ポートＩから
順次読み込む。

【００４５】その後ステップＳ４に進んで出力ポートＯ
₁を例えばＨからＬレベルにしてそれまでオンしていた
基準電圧源１０４をオフさせ、温度センサ３₁〜３_nに対
する動作電源の供給を停止させる。

【００４６】続いてステップＳ５に進み、ここで上記ス
テップＳ３において読み込んだ温度センサ３₁〜３_nの出
力電圧のＡＤ値についての平均値を演算して求め、この
平均値により、ＲＯＭ１００ａ中の予め格納してある電
圧ー温度テーブルを参照して地温を検出し、この検出値
を灌水開始時地温Ｔ₁としてＲＡＭ１００ｃの所定エリ
アに格納する。以上のステップＳ２〜５は、操作手段で
あるスタートスイッチ１０３のオン操作に応じて温度セ
ンサ３₁〜３_nからの地温検知信号により灌水直前の地温
を検出する灌水開始時地温検出手段を構成している。

【００４７】その後ステップＳ６に進んで上記ステップ
Ｓ２に相当する処理、すなわち、出力ポートＯ₁をＬか
らＨレベルにして基準電圧源１０４をオンさせ、温度セ
ンサ３₁〜３_nに動作電源を供給させることを行う。続い
てステップＳ７に進んで上記ステップＳ３に相当する処
理、すなわち、温度センサ３₁〜３_nからの出力電圧のＡ
Ｄ値を順次読み込んでＲＡＭ１００ｃの所定の記憶エリ
アに一時的に格納することを行う。その後ステップＳ８
に進んで上記ステップＳ４に相当する処理、すなわち、
出力ポートＯ₁を例えばＨからＬレベルにしてそれまで
オンしていた基準電圧源１０４をオフさせ、温度センサ
３₁〜３_nに対する動作電源の供給を停止させることを行
う。

【００４８】更にその後ステップＳ９に進み、ここで上
記ステップＳ７において読み込んだ温度センサ３₁〜３_n
の出力電圧のＡＤ値についての平均値を演算して求め、
この平均値により、ＲＯＭ１００ａ中の予め格納してあ
る電圧ー温度テーブルを参照して灌水開始後地温Ｔ₂を
検出する。以上のステップＳ６〜９は、温度センサ３₁
〜３_nからの地温検知信号により灌水開始後の地温を検
出する灌水開始後地温検出手段を構成している。

【００４９】次にステップＳ１０に進み、ここで上記ス
テップＳ５において検出しＲＡＭ１００ｃに格納した灌
水開始時地温Ｔ₁と上記ステップＳ９において検出した
灌水開始後地温Ｔ₂との差ΔＴを演算して求めてからス
テップＳ１１に進んでΔＴが予め定めた温度Ｔ₀以上で
あるか否かを判定する。このステップＳ１１の判定がＮ
ＯのときにはステップＳ１２に進んで一定時間が経過す
るのを待って上記ステップＳ６に戻り、ステップＳ１１
の判定がＹＥＳになるまで上記ステップＳ６〜Ｓ１１の
処理を繰り返す。上記ステップＳ１０及びＳ１１は、灌
水開始後の地温が灌水直前の地温より所定値以上低下し
たことを検出する温度低下検出手段を構成している。

【００５０】上記ステップＳ１１の判定がＹＥＳになる
と、ステップＳ１３に進んで出力ポートＯ₄をＬからＨ
レベルにして報知手段としてのブザー１０５をオンさせ
て鳴動させ、最適灌水量となったことを報知してからス
テップＳ１４に進む。ステップＳ１４においてはスター
トスイッチ１０３の操作を待ち、スタートスイッチ１０
３がオン操作されるとステップＳ１４の判定がＹＥＳと
なってステップＳ１５に進んで出力ポートＯ₄をＨから
Ｌレベルにしてブザー１０５をオフさせて鳴動を停止さ
せてから上記ステップＳ１に戻って、灌水開始の際に操
作されるスタートスイッチ１０３の操作を待つ。

【００５１】次に、上述した最適灌水量判定方法により
判定した最適灌水量の灌水を自動的に行う本発明による
灌水制御装置の一実施の形態を図６を参照して説明す
る。同図において、図３について説明したものと同等の
部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略す
る。同図において、温度センサ３₁〜３_n、ＡＤ変換器１
０１、セレクタ１０２、スタートスイッチ１０３及び基
準電圧源１０４は、図３の報知装置のものと同一である
が、μＣＯＭ１００の出力には、ブザーの代わりに、図
２のハウス１内の配管２ａ及び２ｂに給水する給水管２
の途中に設けた電磁弁２１を開閉駆動するドライバ１０
６が接続されている。

【００５２】以上の構成において、灌水に当たって灌水
作業者がスタートスイッチ１０３がオン操作すると、Ｃ
ＰＵ１００ａはこのオン操作に応じてドライバ１０６を
駆動して閉状態にある電磁弁２１を開させ、電磁弁２１
を介してハウス１内の配管２ａ及び２ｂに給水を行って
ハウス１内での灌水を開始させる。ＣＰＵ１００ａはま
た、温度センサ３₁〜３_nからの温度信号をＡＤ変換器１
０１を介して入力し、各温度センサが設置されているハ
ウス１内の各部の所定深度の地温を測定し、その平均を
とって灌水開始直前のハウス内地温を検出する。ＣＰＵ
１００ａはその後も温度センサ３₁〜３_nからの温度信号
を入力して灌水によるハウス内の地温の変化を監視し、
地温が灌水開始時の地温から予め定めた所定温度低下し
たかどうかを検出し、この検出に応じて開状態にある電
磁弁２１を閉させ、ハウス１内の配管２ａ及び２ｂに対
して行っていた給水を停止させて、ハウス１内での灌水
を自動的に終了させることができる。

【００５３】以上概略説明した灌水制御装置の動作の詳
細を、ＣＰＵ１００ａが予め定めたプログラムに従って
行う処理を示す図７のフローチャートを参照して以下説
明するが、図５のフローチャートと同一のステップには
同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００５４】ＣＰＵ１００ａは電源の投入によって動作
を開始し、その最初のステップＳ１においてスタートス
イッチ１０３のオン操作を待つ。スタートスイッチ１０
３がオン操作され、ステップＳ１の判定がＹＥＳになる
とステップＳ２１に進んで出力ポートＯ₅をＬからＨレ
ベルにしてドライバ１０６により、ハウス１内の配管２
ａ及び２ｂに給水する給水管２の途中に設けた電磁弁２
１を開させて給水を行い、このことによって灌水を開始
させる。

【００５５】灌水を行える状態にした後、図５について
上述したステップＳ２〜５を実行し、スタートスイッチ
１０３のオン操作に応じて温度センサ３₁〜３_nからの地
温検知信号により灌水開始時Ｔ₁を検出する。その後、
図５について上述したステップＳ６〜１２とを実行し、
灌水開始後地温Ｔ₂を検出すると共に灌水開始時地温Ｔ₁
と灌水開始後地温Ｔ₂との差ΔＴを演算して求め、ΔＴ
が予め定めた温度Ｔ₀例えば２°Ｃ±０．５°Ｃ以上で
あるかどうかを判断し、灌水開始後の地温が灌水直前の
地温より所定値以上低下したことを検出する。

【００５６】そして、灌水開始後の地温が灌水直前の地
温より所定値以上低下したことを検出すると、ステップ
Ｓ２２に進んで出力ポートＯ₅をＨからＬレベルにして
ドライバ１０６により電磁弁２１を閉させ給水を停止し
て灌水を終了させてから上記ステップＳ１に戻って次の
灌水の開始操作を待つ。

【００５７】なお、上記ステップＳ２１及びＳ２２は、
スタートスイッチ１０３の操作に応じて灌水のための給
水を開始させ、最適灌水状態の検出に応じて給水を停止
させて灌水を終了させる給水制御手段を構成している。

【００５８】灌水により地温が２°Ｃ低下した場合、土
壌水分はテンションメータの測定値でｐＦ２前後になっ
ている。この値は植物が生育するのに最適な値であり、
高い発芽率を一定して得られるようになると共に、構成
もきわめて簡単である。

【００５９】上述の例では、施設内に播種終了後灌水を
開始し、圃場の地温が灌水開始時より２°Ｃ±０．５度
Ｃ降下すれば灌水を停止するように設定し、温度センサ
は種子の播種深度と同程度の１０ｍｍ〜２０ｍｍの間に
設置したが、植物の栽培途中に灌水する場合には、植物
体の根圏近傍に温度センサを設置することが望ましく、
地温降下の設定値もやや大きめに取る必要がある。しか
し、植物体葉面に水が付着し病害の原因となるため、実
際には灌水が控えられる場合が多い。温度センサの本数
に関しては、多い方が土壌水分把握の精度は向上する
が、最低３本設置すれば制御には十分である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の最適
灌水量判定方法によれば、施設内圃場への灌水を開始し
てからの地温の変化を監視し、地温が灌水開始時の温度
から所定温度低下したとき最適灌水量となったと判定し
ているので、この判定した最適灌水量となった時点で灌
水を止めることにより、最適の灌水を行うことができ
る。

【００６１】また、請求項２記載の最適灌水量報知装置
によれば、灌水を開始させるに当たって行われる操作に
応じて施設内圃場の土壌の所定の深度に設置された温度
センサからの地温検知信号により灌水直前の地温を検出
し、また灌水開始後は同じ温度センサからの地温検知信
号により灌水開始後の地温を検出し、この灌水開始後の
地温が灌水直前の地温より所定値以上低下したことを検
出すると、最適灌水量となったことを報知するので、こ
の報知により最適灌水量となったと知った時点で灌水を
止めることにより、最適の灌水を行うことができる。

【００６２】更に、請求項３記載の灌水制御装置によれ
ば、灌水を開始させるに当たって行われる操作に応じて
灌水のための給水を開始させると共にこの灌水開始時の
地温を施設内圃場の土壌の所定の深度に設置された温度
センサからの地温検知信号により検出し、給水の開始に
より灌水が開始された後、同じ温度センサからの地温検
知信号により灌水開始後の地温を検出し、この灌水開始
後の地温が灌水直前の地温より所定値以上低下したこと
を検出すると、給水を停止させて灌水を終了させるの
で、最適灌水量となった時点で給水が自動的に止められ
ることにより、最適の灌水を自動的に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による最適灌水量判定方法を適用した最
適灌水量報知装置及び灌水制御装置の基本構成を示すブ
ロック図であるである。

【図２】本発明による最適灌水量判定方法、最適灌水量
報知装置及び灌水制御装置が適用される施設内部の灌水
設備を示す図である。

【図３】本発明による最適灌水量報知装置の実施の形態
を示す図である。

【図４】図３中の温度センサの具体例を示す回路図であ
る。

【図５】図４中のＣＰＵが行う処理を示すフローチャー
トである。

【図６】本発明による灌水制御装置の実施の形態を示す
図である。

【図７】図６中のＣＰＵが行う処理を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

３₁〜３_n 温度センサ１００ａー１灌水開始時地温検出手段（ＣＰＵ）１００ａー２灌水開始後地温検出手段（ＣＰＵ）１００ａ−３温度低下検出手段（ＣＰＵ）１００ａ−４給水制御手段（ＣＰＵ）１０３操作手段（スタートスイッチ）１０５報知手段（ブザー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01G 9/24 A01G 25/16 A01G 27/00 504

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】施設内圃場への灌水の開始からの土壌の
所定の深度での地温の変化を監視し、地温が灌水開始時の温度から所定温度低下したとき最適
灌水量となったと判定することを特徴とする最適灌水量
判定方法。
【請求項２】施設内圃場の土壌の所定の深度に設置さ
れ地温を検知して地温検知信号を出力する温度センサ
と、灌水を開始させるに当たって操作される操作手段と、該操作手段の操作に応じて前記温度センサからの地温検
知信号により灌水直前の地温を検出する灌水開始時地温
検出手段と、前記温度センサからの地温検知信号により灌水開始後の
地温を検出する灌水開始後地温検出手段と、該灌水開始後地温検出手段により検出した灌水開始後の
地温が前記灌水直前の地温より所定値以上低下したこと
を検出する温度低下検出手段と、該温度低下検出手段による検出に応じて最適灌水量とな
ったことを報知する報知手段とを備えることを特徴とす
る最適灌水量報知装置。
【請求項３】施設内圃場の土壌の所定の深度に設置さ
れ地温を検知して地温検知信号を出力する温度センサ
と、灌水を開始させるに当たって操作される操作手段と、該操作手段の操作に応じて前記温度センサからの地温検
知信号により灌水直前の地温を検出する灌水開始時地温
検出手段と、前記温度センサからの地温検知信号により灌水開始後の
地温を検出する灌水開始後地温検出手段と、該灌水開始後地温検出手段により検出した灌水開始後の
地温が前記灌水直前の地温より所定値以上低下したこと
を検出する温度低下検出手段と、前記操作手段の操作に応じて灌水のための給水を開始さ
せ、前記温度低下検出手段による検出に応じて給水を停
止させて灌水を終了させる給水制御手段とを備えること
を特徴とする灌水制御装置。