JP3932662B2

JP3932662B2 - 精密農法

Info

Publication number: JP3932662B2
Application number: JP8940898A
Authority: JP
Inventors: 多毅喜; 井昌之藤; 場芳隆市
Original assignee: Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JPH11262310A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば作物の苗を植付けるとき、または作物成育途中の圃場などに、施肥機または防除機を用いて肥料及び薬剤の散布を行う精密農法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、前回の収穫量または作物成育状況並びに圃場の取水及び排水などを参考にして施肥または防除作業を行っていたから、作業者の経験または記憶による不安定な条件で施肥または防除作業が行われ易く、施肥量調節または防除量調節を狭い範囲に限定して局地的に対応させて適正に行い得ず、施肥または防除が少な過ぎて施肥または防除効率の向上並びに収穫増量などを容易に図り得ず、また施肥または防除が多すぎて環境に悪影響を及ぼす等の問題がある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、土壌サンプル用の採集機を設けた走行車にＧＰＳ受信機を搭載し、圃場の土壌サンプルを採集したサンプル採集位置を特定し、前記土壌サンプルの採集
位置と前記土壌サンプルを分析した土壌データとを記録した土壌地図を形成する精密農法において、前記採集機に、前記土壌サンプルの採集位置を特定するための複数のポットを有するサンプルトレイと、前記サンプルトレイの各ポットに圃場の土壌サンプルを投入する採集アームとを配置し、前記採集アームを作動して前記サンプルトレイの各ポットに圃場の土壌サンプルを採集する一方、前記採集機に、空気及び水を吹出すノズルを配置し、前記ノズルから前記採集アームに向けて空気及び水を吹出すことによって、前記採集アームに付着した前回の土壌サンプルの残留物を除去するもので、採集アームに付着した前回の土壌サンプルの残留物が、前記採集アームによって採集される次回の土壌サンプルに混入するのを防止でき、前記土壌サンプルの分析精度を向上でき、前記土壌サンプルの分析データに基づく土壌地図の信頼性を向上できるものである。
【０００４】
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。図１はサンプル採集作業車の側面図であり、前後走行輪（１）（２）を装設させる走行車（３）上面に、運転席（４）及び操向ハンドル（５）と補助席（６）を配設させ、運転作業者及び補助作業者が各席（４）（６）に座乗して走行移動すると共に、前記走行車（３）後側にリンク機構（７）を介して採集機（８）を昇降自在に装設している。
【０００８】
また、前記走行車（３）のエンジン動力によって駆動するエンドレス採集チェン（９）と、該チェン（９）を張設支持させるセンターケース（１０）と、前記チェン（９）に中間を支持させる採集アーム（１１）と、採集アーム（１１）に連結させて該アーム（１１）先端の採集管（１２）を採集姿勢とサンプル放出姿勢に変更させるクランクアーム（１３）と、前記センターケース（１０）及びクランクアーム（１３）を取付けるメインフレーム（１４）と、前記リンク機構（７）に連結させるメインフレーム（１４）の対地高さを一定維持するゲージホイル（１５）と、前記メインフレーム（１４）を前後傾斜調節して採集管（１２）の土中突入姿勢を調節するハンドル（１６）と、前記採集管（１２）を突入させる土面の藁及び雑草及び表層土を削取除去する除去ロータ（１７）を、前記採集機（８）に備えると共に、前記採集管（１２）によって採集した土壌サンプルを入れる採集位置特定可能なサンプルトレイ（１８）を採集機（８）に搭載させる。また、図２のように、前記サンプルトレイ（１８）は、軟質合成樹脂フィルムを成形加工して多数の採集ポット（１９）…を縦横に一体的に連設して形成するもので、採集機（８）に装設させるトレイ載台（図示省略）にサンプルトレイ（１８）を縦横に移動自在に装着させ、採集アーム（１１）の採集動作と連動させてトレイ（１８）を縦横に移動させ、トレイ（１８）の各ポット（１９）を採集管（１２）のサンプル放出位置に自動的に移動させ、採集管（１２）の土壌サンプルを採集位置別に各ポット（１９）に投入保管させるように構成している。
【０００９】
さらに、図３に示す如く、前記採集チェン（９）に連結させる支軸（２０）を採集アーム（１１）に設け、採集アーム（１１）の中空部に採集ソレノイド（２１）を長孔（２２）及び蝶ネジ（２３）によって位置調節自在に取付け、採集アーム（１１）に出入自在に内挿させる採集管（１２）端部を前記ソレノイド（２１）に一体固定させ、蝶ネジ（２３）によって採集管（１２）の土中突入採集深さを調節すると共に、前記ソレノイド（２１）のプランジャ（２４）に押出ピストン（２５）を連結させ、前記ソレノイド（２１）制御によって採集管（１２）先端内部で押出ピストン（２５）を出入移動させるもので、採集管（１２）先端部が土中に突入したときにピストン（２５）が後退して土壌サンプル（２６）を取込み、採集管（１２）先端部がトレイ（１８）の採集ポット（１９）に対向したときにピストン（２５）が進出して土壌サンプル（２６）をポット（１９）内部に投入させ、土壌サンプル（２６）をトレイ（１８）に自動的に採集するように構成している。
【００１０】
また、強制的に回転させるブラシ（２７）と、送風機（２８）から送られる圧縮空気を吹出すノズル（２８）を設け、前記ブラシ（２７）またはノズル（２８）からの空気の一方または両方によって採集管（１２）先端部に付着している前回の採集サンプル残留土を除去すると共に、送水用のポンプ（３０）及びバルブ（３１）を設けてタンク（３２）の水を前記ノズル（２８）から吹出させ、採集管（１２）先端部に付着している前回の採集サンプル残留土を水洗除去するように構成している。
【００１１】
さらに、図４に示す如く、マイクロコンピュータで形成する採集コントローラ（３３）を前記走行車（３）に搭載し、前記採集チェン（９）の駆動によって土壌サンプル（２６）採集動作を検出する作業センサ（３４）と、前記採集管（１２）が土壌サンプル（２６）を投入する採集ポット（１９）を他のポット（１９）と区別するマーキング番号（またはバーコードまたはポット番地）を入力させる採集ポット読取り器（３５）と、前記採集チェン（９）速度の変更によって採集管（１２）の土壌サンプル（２６）採集間隔を変更させる無段変速制御用採集変速モータ（３６）と、前記採集ソレノイド（２１）を、前記採集コントローラ（３３）に接続させ、採集ポット（１９）を特定して採集筒（１２）から土壌サンプル（２６）を投入させる作業を自動的に連続して行わせるように構成している。
【００１２】
さらに、ＧＰＳ（全地球測位システム）衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信機（３７）を採集コントローラ（３３）に接続させ、土壌サンプル（２６）採集作業位置を高精度で認識すると共に、前記受信機（３７）によって検出される採集作業位置、並びに前記読取り器（３５）の採集ポット（１９）識別入力に基づき、圃場の土壌採集状況を表す採集地図を形成する採集地図作成コントローラ（３８）を設け、該コントローラ（３８）を採集コントローラ（３３）に接続させ、また互換自在な磁気ディスク（３９）を装着して採集地図を記録させるもので、図５に示す如く、畦（４０）で囲まれた圃場（４１）の高位置側の水路（４２）の水を取水口（４３）から導入し、圃場（４１）の水を低位置側の水路（４４）に排水口（４５）から排出させ、水稲を育成することにより、取水口（４３）付近では肥料が不足して収穫する穀粒量が少なくなり易く、また圃場（４１）中央部の水溜り部で肥料が多くなり、穀稈量が局部的に多くなったり、穀粒量が局部的に多くなるが、実際の圃場（４１）形状に対応した土壌サンプル（２６）の採集位置と採集ポット（１９）認識の各データがディスク（３９）に採集地図として記録されるように構成している。そして、前記土壌サンプル（２６）を分析して含有肥料濃度または酸アルカリ度などを検出する土壌分析器を用い、前記トレイ（１８）のポット（１９）の土壌サンプル（２６）を分析し、実際の圃場（４１）形状に対応した土壌分析データが表示された図６に示す土壌地図（５１）を形成して、前記ディスク（３９）に記録させることにより、図６の土壌地図（５１）を前記ディスク（３９）から読取って次回の施肥または防除（除草など）を行い、圃場（４１）全体の収穫増量を図り、かつ肥料または薬剤の無駄な使用を防ぎ、肥培管理を適正に行えるように構成している。
【００１３】
なお、前記土壌分析器を作業車（３）に搭載し、土壌サンプル（２６）を採集し乍ら土壌地図（５１）を同時に連続して形成できるが、土壌サンプル（２６）採集と土壌サンプル（２６）分析を各別に行うこともできる。
【００１４】
さらに、図７に示す如く、連続番号が付された分離自在な多数の採集ポット（１９）…を採集管（１２）に装填させ、採集管（１２）の土中突入によって各ポット（１９）に土壌サンプル（２６）を直接詰込み、サンプル（２６）が詰ったポット（１９）をポット容器（５２）に分離して取出すことも行えると共に、図１に示す構造に図７の採集管（１２）及び各ポット（１９）を付設させ、トレイ（１８）の土壌サンプル（２６）を各ポット（１９）に自動的に取出すことにより、トレイ（１８）をエンドレス構造とし、トレイ（１８）の交換などを省くことも容易に行える。
【００１５】
上記から明らかなように、土壌サンプル（２６）の採集並びにサンプル採集位置の特定を自動的に行い、土壌サンプル（２６）を分析した土壌データと採集位置を記録した土壌地図（５１）を自動的に形成し、採集位置を特定して測定される土壌データが土壌地図（５１）として記録されることにより、前記土壌地図（５１）に基づいて次回の施肥または防除などを行え、施肥量または防除量の過不足を防止し、施肥または防除効率の向上並びに収穫増量などを図ると共に、施肥量調節または防除量調節の自動制御化による制御機能の向上及び省力化などを図るもので、土壌採集位置を特定したサンプルトレイ（１８）に採集アーム（１１）から土壌サンプル（２６）を自動的に投入させ、圃場（４１）での土壌採集と実際の土壌採集位置検出の誤差を少なくして土壌サンプル（２６）分析データの信頼性を容易に向上させると共に、採集アーム（１１）に付着する前回の土壌サンプル（２６）残留物を採集動作時に自動的に除去し、土壌サンプル（２６）分析精度向上並びに土壌サンプル（２６）分析データに基づく土壌地図（５１）の信頼性向上などを図り、さらに、サンプルトレイ（１８）を土壌分析器（４６）に供給して土壌サンプル（２６）分析データを採集位置と対応させて自動的に記録させ、圃場の土壌分析精度向上並びに土壌地図（５１）の信頼性向上などを図るように構成している。
【００１６】
さらに、図８は例えば施肥機及び防除機に搭載する散布制御回路図であり、上記ディスク（３９）に記録している土壌地図（５１）データを入力させる土壌地図読取り機（５３）と、圃場（４１）内の施肥または防除作業位置を測定入力させるＧＰＳ受信機（３７）を、マイクロコンピュータで構成する散布コントローラ（５４）に接続させる。また、施肥または防除作業を行う粒剤・粉剤散布機（５５）の散布モータ（５６）を前記コントローラ（５４）にドライバ（５７）を介して接続させ、ＧＰＳ受信機（３７）入力によって圃場（４１）内の施肥または防除作業位置を認識させ、読取り機（５３）の土壌地図（５１）データに基づき散布モータ（５６）の回転数をパルス制御などによって変更し、肥料残量が少ない地点での施肥量を自動的に多くし、肥料残量が多い地点での施肥量を自動的に少なくすると共に、肥料残量が多い地点で、雑草が多くなるから除草剤散布量を多くし、また害虫が多く発生し易いから殺虫剤散布量を多くする一方、肥料残量が少ない地点では前記と逆に除草剤散布量を少なくしたり殺虫剤散布量を少なくする制御などを自動的に行い、粒剤・粉剤を用いた施肥または防除を効率良く行えるように構成している。
【００１７】
また、液剤タンク（５８）の液肥または薬液を薬剤モータ（５９）から散布ノズル（６０）に送給させる散布バルブ（６１）の開閉制御を行うバルブモータ（６２）を前記コントローラ（５４）にドライバ（６３）を介して接続させ、ＧＰＳ受信機（３７）入力によって圃場（４１）内の施肥または防除作業位置を認識させ、読取り機（５３）の土壌地図（５１）データに基づきバルブモータ（６２）を正逆転制御して散布バルブ（６１）の開閉度を変更し、肥料残量が少ない地点での液肥散布量を自動的に多くし、肥料残量が多い地点での液肥散布量を自動的に少なくすると共に、肥料残量が多い地点で、雑草が多くなるから除草液散布量を多くし、また害虫が多く発生し易いから殺虫液散布量を多くする一方、肥料残量が少ない地点では前記と逆に除草液散布量を少なくしたり殺虫液散布量を少なくする制御などを自動的に行い、液肥または薬液を用いた施肥または防除を効率良く行えるように構成している。
【００１８】
上記から明らかなように、土壌地図（５１）に基づいて施肥及び防除量を自動的に局地対応制御するもので、収穫地図（８７）のデータに基づいて狭い範囲に限定して施肥量調節または防除量調節を高精度で行え、施肥または防除自動制御機能の向上などを図れるように構成している。
【００１９】
【発明の効果】
以上実施例から明らかなように、請求項１に係る発明は、土壌サンプル（２６）用の採集機（８）を設けた走行車（３）にＧＰＳ受信機（３７）を搭載し、圃場の土壌サンプル（２６）を採集したサンプル採集位置を特定し、土壌サンプル（２６）の採集位置と土壌サンプル（２６）を分析した土壌データとを記録した土壌地図（５１）を形成する精密農法において、採集機（８）に、土壌サンプル（２６）の採集位置を特定するための複数のポット（１９）を有するサンプルトレイ（１８）と、サンプルトレイ（１８）の各ポット（１９）に圃場の土壌サンプル（２６）を投入する採集アーム（１１）とを配置し、採集アーム（１１）を作動してサンプルトレイ（１８）の各ポット（１９）に圃場の土壌サンプル（２６）を採集する一方、採集機（８）に、空気及び水を吹出すノズル（２８）を配置し、ノズル（２８）から採集アーム（１１）に向けて空気及び水を吹出すことによって、採集アーム（１１）に付着した前回の土壌サンプル（２６）の残留物を除去するもので、採集アーム（１１）に付着した前回の土壌サンプル（２６）の残留物が、採集アーム（１１）によって採集される次回の土壌サンプル（２６）に混入するのを防止でき、土壌サンプル（２６）の分析精度を向上でき、土壌サンプル（２６）の分析データに基づく土壌地図（５１）の信頼性を向上できるものである。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】サンプル採集作業車の側面図である。
【図２】サンプルトレイの斜視図である。
【図３】採集アーム部の説明図である。
【図４】土壌サンプル採集制御回路図である。
【図５】圃場の説明図である。
【図６】土壌地図の説明図である。
【図７】採集筒の変形使用説明図である。
【図８】散布制御回路図である。
【符号の説明】
（３）走行車
（８）採集機
（１１）採集アーム
（１８）サンプルトレイ
（１９）ポット
（２６）土壌サンプル
（２８）ノズル
（３７）ＧＰＳ受信機
（５１）土壌地図

Claims

土壌サンプル用の採集機を設けた走行車にＧＰＳ受信機を搭載し、圃場の土壌サンプルを採集したサンプル採集位置を特定し、前記土壌サンプルの採集位置と前記土壌サンプルを分析した土壌データとを記録した土壌地図を形成する精密農法において、
前記採集機に、前記土壌サンプルの採集位置を特定するための複数のポットを有するサンプルトレイと、前記サンプルトレイの各ポットに圃場の土壌サンプルを投入する採集アームとを配置し、前記採集アームを作動して前記サンプルトレイの各ポットに圃場の土壌サンプルを採集する一方、
前記採集機に、空気及び水を吹出すノズルを配置し、前記ノズルから前記採集アームに向けて空気及び水を吹出すことによって、前記採集アームに付着した前回の土壌サンプルの残留物を除去することを特徴とする精密農法。