JPH0425957Y2

JPH0425957Y2 -

Info

Publication number: JPH0425957Y2
Application number: JP1984197800U
Authority: JP
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1992-06-23
Also published as: JPS61118236U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」本考案は栽培土壌中に埋設し、水位が低い給水
タンクと送水管を介して連通する負圧差灌漑用透
水管に関するものである。

「従来の技術」温室やハウス内で栽培を行う施設園芸では、自
然の降雨を遮断するので、灌漑施設は不可欠であ
る。また、一方で土壌水分の過剰は作物栽培に悪
条件となる。施設園芸経営においては、灌漑方法
や灌漑操作は重要な営農条件の一つであり、各種
の灌漑方法や灌漑操作が考案され実用化されてき
ている。負圧差灌漑は地下灌漑方法の一つで、地
下灌漑は古くから研究され実用に供せられてきて
いるが、それらにはまず土壌中に地下水位を設定
し、毛管上昇によつて適当な水分を根群域に供給
する方法、土壌中に有孔管を埋設し、この有効管
に加圧給水する方法などがあるが、いずれも降下
浸透による損失が大きいので、最近では、Ｕ型ト
ラフをパイプの下に埋設して、砂で満したものも
研究されている。いずれも、地下水位の設定のみ
で、土壌水分を適切に制御することは難しく、と
きには過湿の障害を招くこともあり、用水量も過
大となる傾向が強い。

負圧差灌漑用透水管による地下灌漑は、土壌水
がもつ負圧（サクシヨン）を利用して給水を自動
的に制御しようとする圧力制御方式である。第５
図の負圧差灌漑の原理図によると、素焼粘土など
の多孔質の透水管１０１はそれより低水位の給水
タンク１０２と送水管１０３により連通されてお
る。畑地では普通重力降下を除けば、土壌中の水
分は作物による吸水と土壌面蒸発による水分消費
によつて減少する。その時、土壌中の水分のもつ
負圧hsは増大する。作物の有効根群域内に埋設し
た透水管１０１を飽水しで管内の水圧をある一定
の負圧hpにすると、土壌と透水管１０１との間
に圧力差（＝負圧差）が生じ、この負圧差（＝
Δh＝(Q)hs−hp(Q)）によつて透水管１０１から土
壌中へ給水されたり、逆に土壌中から透水管１０
１内に土壌水が浸入する。すなわち、土壌水の負
圧が管内負圧より大きい場合に透水管１０１から
土壌中へ給水される。この原理を応用して給水す
る方法が負圧差灌漑用透水管である。この負圧差
灌漑の特徴は、土壌水分の変化の認識と給水の二
つの機能をもつていることで、給水は連続的に行
われる。

管内負圧を適切に与えることによつて、土壌水
分張力分布を最適の状態にすることが可能となれ
ば、負圧差灌漑方式は上述の他の灌漑の持つ降下
浸透による損失や、過湿による障害などを軽減、
回避することができ、制御も無動力、自己調整の
自動的で連続的であることから、理想的な灌漑方
式といえる。

この負圧差に着目した灌漑方式は1934年頃より
始めて紹介され、その後、多数の研究者によつて
研究されてきた。わが国においても紹介され、研
究されてきたが、今日までほとんど普及をみてい
ないのが実状である。

「考案が解決しようとする問題点」従来の透水管は素焼粘土を用いるため、粘土材
料は焼成温度に敏感で気孔率が変動しやすく、気
孔も不安定で不均一であるため、透水量に大きな
バラツキがあつて、自動的、連続的に給水が行え
ず、また、強度が弱く、実用に適さない。

「問題点を解決するための手段」本考案は酸化物あるいは非酸化物のセラミツク
で有底筒体に形成し、気孔率が30〜70％であり、
透水係数が１×10^-3〜１×10^-5であり、平均細孔
径が１〜50μｍである負圧差灌漑用透水管であ
る。

「実施例」透水管１は酸化物系あるいは非酸化物系のセラ
ミツクで有底筒体に形成する。内径40mm、外径50
mmで、肉厚５mm、底部の肉厚も５mmである。この
透水管１の特性は次の通りである。

特性測定値吸水率％ 32.7 嵩比重 1.35 気孔率％ 43.9 平均細孔径μｍ 6.1 細孔容量c.c.／ｇ 0.43 透水係数cm／ｓ 1.4×10^-4 気孔率は給水量に関係する。気孔率が30％未満
では、土壌中への給水量が不足し、植物の成長に
支障をきたす。逆に、70％より高いと土壌が過湿
状態となつて、雑菌が発生し根腐れなどの病気の
原因となり、また強度が低くなつて破損しやす
い。

なお、透水係数は第２図に示すように容器２の
底部に透水管１を底部を下方にして貫入させ、そ
の透水管１の底部にはビーカー３を取り付ける。
容器２には、水を注入し、透水管１の上端開口か
ら水を浸入させ、透水管１内に一杯の水が入つた
余分なものは、容器２の排水口４から排水する。

ここで、透水係数Ｐ＝Ｖ・t₁／Ｓ・Ｈ・Ｔcm／ｓＶ：単位時間（Tsec）当りの透水量（c.c.） t₁：サンプル厚み（cm）Ｓ：サンプルの表面積（cm²）Ｈ：圧力（水位cm）Ｔ：単位時間（60sec）で表される。透水管１の垂直高さが圧力Ｈとな
り、サンプルの厚みがt₁で、サンプルの底部を透
過した水はビーカー３内に透水する。透水係数は
透水管の形状、透水量を表した値である。透水係
数が１×10^-5より小さいと給水量が少なすぎる。
逆に透水係数が１×10^-3より大きいと給水量が多
すぎる。

また、気孔の配分曲線は第３図に示す通りで、
その横軸に気孔サイズを取り、縦軸に集積率を示
す。

この透水管１において細孔径を変化させた場
合、透水量の変化がいかに変化するかを第４図に
示しておる。第４図において横軸は細孔径の大き
さを示し、縦軸は透水量を示しており、細孔径が
大きくなるに従つて、透水量が大きくなつている
ことを示しておる。

このように、平均細孔径は給水の応答時間、給
水量に関係する。平均細孔径が1μｍ未満では、
応答時間が遅く、給水量が少なすぎる。逆に50μ
ｍより大きいと給水量が適量を越えてしまう。

なお、第１図の符号５は透水管１より低水位の
給水タンクで、送水管６を介して透水管１と連通
する。

次に、上記透水管１の具体的な製造方法を説明
する。例えば、コージライト（2MgO.2Al₂O₃．
5CaO）組成のセラミツク原料粉末に、樹脂粉末、
おがくずなどの焼成時に焼失する材料からなるポ
アー剤、および所定のバインダーを添加混合す
る。この原料を用いて、押出成形により円筒状の
成形体とし、同じ原料を用いて円筒状成形体の片
側を塞いで有底筒状体とする。得られた成形体を
脱脂した後、1400℃で３時間程度の焼成を行う。

このとき、上記ポアー剤は焼成時に焼失するた
め、ポアー剤の部分が気孔となり多孔質の焼結体
を得ることができる。そして、上記ポアー剤の粒
径や混合比率を変化させることで、自由に焼結体
の気孔率、平均細孔径、透水係数を調整すること
ができる。

「考案の効果」本考案は、上述のように、栽培土壌中に埋設
し、水位が低い給水タンクと送水管を介して連通
する負圧差灌漑用透水管であつて、酸化物あるい
は非酸化物のセラミツクで有底筒体に形成し、気
孔率が30〜70％であり、透水係数が１×10^-3〜１
×10^-5であり、平均細径が１〜50μｍである負圧
差灌漑用透水管であるので、強度が大であるため
土壌中での破損がない。また、透水管の気孔分布
をシヤープにしたり、細孔径を任意に設定できる
ため、透水量にバラツキをなくし、給水が自動
的、連続的に行え、気孔率を大きく設定できるの
で土壌水分状態の激しい変動に対して早いレスポ
ンスができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の透水管を用いた負圧差灌漑の
縦断面図、第２図は透水管の透水係数を測定する
状態を示す縦断面図、第３図は透水管の気孔分布
曲線を示す図表、第４図は透水管の細孔径の大き
さと透水量の関係を示す図表である。第５図は従
来の負圧差灌漑用の原理を示す縦断面図である。５……給水タンク、６……送水管、１……透水
管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

栽培土壌中に埋設し、水位が低い給水タンクと
送水管を介して連通する負圧差灌漑用透水管であ
つて、酸化物系あるいは非酸化物系のセラミツク
で有底筒体に形成し、気孔率が30〜70％であり、
透水係数が１×10^-3〜１×10^-5であり、平均細孔
径が１〜50μｍである負圧差灌漑用透水管。