JPS59173028A - 負圧差潅漑方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は所要の透水係数と反通気性（通気対圧）を有せ
しめた毛細管状の多数の細孔を備設せる多孔質管と、水
位調節の可能な水源に連通し、立上がり管を並列に樹立
皮膜せる送水管を、栽培土壌中に埋設し、該多孔質管内
の水に与えＰ、２ る設定負圧と栽培作物根群域内の水分負圧との負圧差に
よって、栽培作物に応じ、必要且つ充分な水分量を、気
象の変化に順応して、自動的に、連続して確実に供給す
ることをきわめて経済的に且つ能率的に行なうことを特
徴とする負圧差濯厩方法である。

在来、農作物などに対する潅慨方法としてスリンクラ−
法、多孔質管法（散水潅慨）、ボーダ法、コンタディッ
チ法、水盤法、うね開法、点滴法（地表海辺）、開渠法
、暗渠法（地下海辺）などの方法が知られており、これ
らの方法は、土壌中の水分が消費されたときに、圧力水
をノズルから噴射させ、雨滴状、噴霧状に潅水する方法
、圃場の土壌面に水を流して土中に滲透させ、あるいは
土壊面に湛水して浸入させる方法、そのほかに直接に作
物の根群域に毛管上昇によって給水する方法などであっ
て、いずれも地上、地表または地下から、用水を補給す
るものであるが、このような水管理のもとて作物の肥培
管理を行なう場合、常時土壌中の水分状Ｐ、３ 態を把握しなければならない上に、池瀧水量を決定する
ための各諸元に対する調査が必要となり、これら各諸元
の調査及び決定に当っては、技術面においても、経済面
においても、多大の労力、手数、時間、経費の浪費を余
儀なくされる実情であり、例えばスプリンクラ−や多孔
ホースなどにより栽培物の上方から散水する方法が、そ
の根群域に充分潅水するためには多量の水を要し１、そ
の上蒸発による水のロスも大きく、有限な水資源の消費
が甚だしいという欠点を除去するために開発された点滴
方法−栽培物に沿って送水管を架設し、その根群周辺に
規制された量の水滴を滴下させる方法−にしても、導水
管からの滴下量の調整が困姪なばかりでなく、蒸発によ
る損失も少なくなく、その上、潅水量を時間的、場所的
に、根群域に適当な水分状態を保持させるためには電気
的制御装置などを必要としなければならないという欠点
があり、また一つの水位調節タンクで送水と給水を兼ね
た４概方法は、作物根群域に対する水分の均一な潅水が
難かしいという欠点があった。

本発明は在来の池瀧方法の上記のような諸欠点をすべて
除去して新規特考されたものであって、作物根群域内に
均一で適当な水分状態を保持させるために多孔質管の設
定負圧と作物根群域内の水分負圧との増減変化によって
自動制御することができ、電気的制御装置などの制御装
置は一切必要とせず、極めて経済的且つ能率的な油部方
法である。

本発明の原理及び一実施例を添付図面について説明すれ
ば次ぎの如くである。

第１図は本発明の原理を示すものであり、（１）通した
水位調節タンク（４）に連通せる給水管（７）に樹膜し
た立上がり管（８）にビニール管（９）を介して該多孔
質管００は連結しである。畑地ａには根群すを有する作
物Ｃが栽培しである。

地表面Ｇ、Ｌより一定の深さに所在する地下Ｊ 水Ａは地表面ＧＳＬに向って噴出しようとする一定の圧
力を有し、土壌中を下方より上方へと水分が押し上げら
れて行く。その土中から押し上げられる水分の圧力は地
表面Ｇ、Ｌに近くなればなるほど小となって行く。その
土中から圧力により押し上げられる水分が、作物０の有
効根群すの給水域Ｃに到達し鍾い場合にそれを補給して
必要且つ充分な水分量にして給水域Ｃに水分量を調節す
ることによって、それが可能となるのである。換言すれ
ば畑地ａの土壌中の水分は作物Ｃの根群域すによる吸水
と土壌面蒸発による水分消費によって減少し、土壌中の
水分のもつ負圧は増大し、作物Ｃの有効根群すの給水域
Ｃにある土壌内に埋設した多孔質管６０を飽水して該管
◇Ｏ内の水圧なある一定の負圧ｈｐ（図面ではＡよりの
Ｂの負圧とＣの負圧との負圧差）にすると、土壌中の水
分Ｃの負圧ｈｓ（図面ではＰ、乙 ＡよりのＣの負圧）と多孔質管ａＱ内の水分負圧ｈｐと
の間に負圧差△ｈ、　（ｈｓ　−ｈｐ）が発生し、この
負圧差△ｈを発生させることによって、多孔質管０Ｑと
給水域の土塊との間に水分の移動が起るが、土壌中の水
分Ｃの負圧ｈ８が多孔質管ａＯ内の水分負圧ｈｐより大
なる場合に多孔質管αＱから土壌中へ給水されることと
なる。本発明はこの原理をもって所期の給水を行なうも
のであって、土壊中の負圧を直接多孔質管α０が受は取
り、負圧差△ｈを解消しようとして多孔質管ａ・から土
壌中の作物根群域Ｃへ水分を供給するのである。

第３図、第１図は上記の原理による本発明の一実施例を
示すものである。マリオツド給水装置より量水計（２）
、給水管（３）、たわみ管αＱを介して水位調節タンク
（４）に給水するようにし、水位調節タンク（４）はジ
ヤツキ−（６）により昇降自在のものとする。水位調節
タンク（４）よりたわみ管α榎を介して送水管（７）を
設置し、送水管（７）には所要数（図面では２本）の立
上がり管（８）を並列に樹Ｐ、７ 立皮膜して、その各頭部を同一水平線上にあらしめると
共にぞの各頭部にビニール管（９）　、ゴム栓０υ、ソ
ケットαつを介して多孔＠管ＱＦ）をそれぞれ連結して
、作物Ｃの有効根群すの給水域Ｃにある土壌内に、各多
孔質管をいずれも同一水平線上にあらしめて埋設する。

故に送水管（７）に樹立皮膜した立上がり管（８）が何
本あっても、その各立上がり管（８）の各頭部を水平方
向に揃えることができるので、これら立上がり管（８）
にそれぞれ連結して土壌中に埋設した各多孔質管θＯの
埋設深さを一定にすることができるから、水位調節を正
確に行なうことができ、従って栽培作物０の各根群すに
対し、各多孔質管ＱＯより水分をムラなく均等に供給す
ることができる。水位調節タンク（４）はたわみ管０Ｑ
により給水装置に連結され、たわみ管αカにより給水管
（７）に連結されているので、ジヤツキ−（６）により
昇降自在であるから、水位Ｂを設定し、多孔質管００に
おける水分Ｃとの間に所望の負圧ｉ　ｈｐを設定して、
第１図について説明した負圧差の設定による海辺を行な
うことができるのである。第３図に示すように水位Ｎ節
の可能な水源である水位調節タンク（４）−送水管（７
）−立上がり管（送水支管）（８）−多孔質管ＯＩで、
いわば一つのセットになっており、従って水位調節タン
ク（４）と立上がり管（８）内の水圧は常に一定である
。また各立上がり管（８）からそれぞれ各一本づつ連結
配置した多孔質管αＯはいずれも独立しているので、い
ずれかに気泡が浸入することがあっても、その箇所だけ
を調整すればよく、従って多孔質管Ｑ１全体の給水には
変化はないから、多孔質管００の埋設や調整作業及び負
圧の設定は、極めて簡明に行なうことができる。図中０
３は圧力を検出する検出カップ（テンジオ・メーター）
である。

本発明は、給水が自動的、連続的に行なわれるので、作
物栽培期間中、設定負圧の調節も２回〜３回で済むこと
が実験の結果間らかになり、栽培期間中の商水操作は省
力的で節水を大ならしめることができることが実証され
た。

本発明において採択する多孔質管Ｏ０は、透水Ｐ、り 係数が７０−４１／ｓ〜１０−５′／Ｓの範囲ノもノテ
、反通気性（通気対圧）が１０ＯＣＩＩ　−Ｈ２０以上
であることを必要とするものであり、例えばアルミナを
主原料とし、その中に媒溶剤として粘土を用い、さらに
その中に微細な天然有機物粉末を混入して、／１１００
″Ｃ〜１ｔｏｏ′Ｃの高温で焼結された素焼磁器によっ
て構成され、焼結によって該天然有機物粉末が燃焼気化
するときに生ずる肉眼では見ることのできない極めて微
細な毛細管状の細孔が管周面全域にわたって穿設され、
該多孔質管α１の内外の負圧差によって水が滲出する機
能を具備させたものに製作する。故に多孔質管ａＱ内の
圧力よりもその外周側の圧力が低し）場合、多孔質管α
１内の水は、内外圧力差によって滲出し、土壌ａは飽和
状態に湿潤されてし）ない状態においては水液の吸収力
を有してし）る力）ら、埋設された多孔質管Ｑ０の周辺
の土壌は、滲出した水液の吸収作用の影響下にあって負
圧状態となっているので、送水管（７）内の水に圧力を
加えなくても、土壌自体の吸水作用により、多Ｐ、１０ 孔質管００の内部の水が土壌中に滲出し、拡散浸潤して
作物根群域すに到達し、作物の根群によって浸潤水分が
吸収されることから、多孔質管α１と作物根群域との間
において、土壌中に多孔質管α０と作物根群域との間に
生ずる動水勾配によって、絶えず作物に対し必要且つ充
分な水分量の供給を確保することができるのである。

本発明における設定負圧の範囲は、実験の結果によれば
、−１ｏａｔｔ　〜−３ｏ備ｎ　（水柱高）−ｐＦに換
算してんＯ〜／、Ｓ−でよいものであって、これより高
負圧、例えば−１００αとか一１ｌｏｏαとか−ｐＦ値
として２．０とか２．Ｚとか−を設定する必要はないの
である。

すなわち、第Ｓ図に示すように本発明における設定負圧
の範囲は、−１０ｃｌ！１〜−３０α旦（水柱高）−ｐ
Ｆに換算して／、０〜／、Ｓの範囲一において座標（小
黒円）が最も多く看取できたのである。

本発明において作物に供給する水分量は設定負圧によっ
て異なって来るので、設定負圧を調Ｐ、／／ 節することによって、土壌中における水分分布（水分張
力）を調節することが可能である。実験の結果、設定負
圧の調節により、／株〜乙株の複数の作物に必要な水分
量の供給ができることが実証された。すなわち、一本の
多孔質管による／１ｏｏｄの給水域において、 レタス（葉菜）　　　２株 トマト　　　　　　　　　１株 メロン　　　　　　　２株 これらの最大必要水量の供給を充分に行なうことができ
たのである。本発明によれば、７段（／、　０００平方
米）の栽培土地における作物について、わずかに／、　
！００本程度の多孔質管で必要且つ充分な水分量を作物
に供給して、例えば甘く粘りのあるメロンなど良質の作
物を成育させることができることが実証された。故に営
農者にとって、労力、手数、時間、経費の節減が著しく
大となり、施設費も極めて経済的となる効果がある。

さらに本発明におけるそれぞれの設定負圧によって絶え
ず給水される水分量は、作物の成育段階及び気象条件に
順応して、それぞれの設定負圧において給水量が顕著に
自己制御されていることは第Ｓ図及び第４図の各実験表
に示すとおりである。特に第４図に示すように本発明は
、晴天、曇天、雨天の気象条件によく順応して所要の給
水が行なわれることが実証された。

本発明と在来の点滴方式の各潅水量と収量との関係を、
作物の一例として、プリンス・メロンについて比較試験
した結果は、別表（その−）に示すとおりであった。す
なわち、本発明を実施した負圧差潅媛区は点滴ノズル海
辺区に比較して、潅水量の点で、約／１％減の節水であ
った。また収量においては、本発明を実施した負圧差潅
慨区は、点滴ノズル海辺区よりも約／ｇ％の増収を示し
た。

本発明を実施して成育させた作物の一例として、アンデ
ス・メロンについて、その品質調査をした結果は、別表
（その二）に示すとおりであった。すなわち、甘く粘り
のある品質のすぐＰ、／３ れたアンデス・メロンが極めて経済的に且つ能率的に得
られることが判明した。

本発明の負圧差海辺方法は値上のとおりであるから、在
来の海辺方式に対比して次ぎのような顕著な効果をもた
らすことができる。

囚　本発明は基本的には水位調節の可能な水源、送水管
、多孔質管だけで行なうものであって、極めて簡単な自
動潅辺方法であるから、在来の海辺方式での自動化で必
要とされて来た電磁弁、水分検出器などの水のもつエネ
ルギー以外の他のエネルギーを用いた手動又は自動の制
御装置を一切必要とせず、これ等をすべて省略すること
ができるので、極めて経済的であり且つ能率的である。

（６）本発明は、海辺の起動において、無加圧で、なん
ら電源などを用いることを要せず、唯単に多孔質管の負
圧のバランスを利用した低負圧潅厩方法であるから、従
来の海辺方式の多くが海辺の起動において、ポンプなど
による圧力水を利用しなければならなかった欠点をＰ、
　＃ 除去することができる。

（Ｃ）　　本発明はこれを実施するにあたり、営農者自
身でも一連の給水施設の施工が可能であるのみでなく、
給水施設に対する機械的な点検がなく、多孔質管その他
の取替え作業なども簡単、容易に行なうことができて、
著しく経済的であるから、従来の海辺方式のように給配
水施工のための経費が甚だしく高く、その上、専門技術
者による施工を要したりして、多大の施設費を浪費して
来た欠点を除去することができる。

■　本発明は多孔質管を中心とする小潅水面積（給水域
）に複数の作物を肥培するため、水分の有効利用度が高
く、また多孔質管の透水性が均一であるため、どの地点
の給水域も同じ給水量で連続的潅厩を行なうことができ
、作物根群域周辺の毛管負圧と多孔質管内負圧とのバラ
ンスによって、自動的に水が補給されるため、要求水量
だけ給水されて、作物根群埴には過剰水は生じないから
、従来の潅慨Ｐ、／夕 方式において、高価な制御装置を必要とする点滴濯慨の
ほかは、水口部や、末端部に水分のムラを生じたり、水
分分布の死角などが生ずる場合が多く、地表濯瀧法は大
量の水が必要で制限された水資源の浪費が甚だしく、地
下潅辺法は、土性によって水利用の効率が左右されやす
いなどの欠点をすべて除去することができる。

（ト）本発明は潅水開始時に多孔質管内の負圧を設定し
た後は、消費水量に対応して給水の自己制御が行なわれ
、且つ一定の土壌水分範囲が確保でき、また潅水量の調
節についての負圧の設定（負圧の与え方）は、操作が簡
単で、年齢的労力には左右されることがなく、さらに在
来の自動制御法に比べて、精度の高い経済的な潅水の自
己制御がなされ得るから、従来の潅概方式のように間断
溜部のため潅水の開始終了などの技術及び管理について
労力、手数、時間、経費を浪費し、また潅水の自動制御
のためには水分検出器、圧力変換器、外部ユニットなど
各種の高価な装置を必要とすることを余儀なくされて来
た欠点をすべて除去することができる。

［Ｆ］　本発明においては、上記のように土壌水分は安
定し、且つ日日の気象要素の変化に順応して、給水が調
節されるから、過湿による病虫害の発生は抑制され、防
除労力は著しく削、減されるので、従来の潅概方式のよ
うに土壌水分条件が一定でなく、加えて気象環境などか
ら病虫害の発生が多発傾向になり、薬剤散布に労力、手
数、時間、経費の浪費が甚だしかった欠点を除去するこ
とができる。

（Ｇ）　　本発明においては、既述のように各作物のそ
れぞれに常に均等な水分が供給されるので、品質が揃い
、商品化率が向上するのみならず、果菜類中、特にメロ
ンなどの品質向上には極めて効果的であるから、従来の
溜液方式のように作物の要求する水量と潅水量とが合致
し難いことから、品質の均一化や商品化などのためには
、多くの技術と労力、時間、経費をＰ６／７ かけなければならなかったために不経済であり、能率的
でなかった欠点をすべて除去することができる。

上記のように本発明は海辺方法として極めて経済的であ
り且つ能率的なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を略示する縦断面図、第２図はその平面
図、第３図は一実施例の縦断面図、第１図はその要部縦
断面図、第Ｓ図は潅水量と設定負圧の関係を示す図、第
を図は気象条件に順応する自動的潅水のＮｍと継続を示
す図である。 〔符号の説明〕 （１）はマリオツド給水装置、（２）は量水計、（３）
は給水管、（４）は水位調節タンク、（５）はフロート
付給水調節弁、（６）はジヤツキ−１（７）は送水管、
（８）は立上がり管、（９）はビニール管、αりは多孔
質管、０ηはゴム栓、（２）はソケット、Ｑ３は検出カ
ップ、α→はたわみ管、αＧはたわみ管、Ａは地下水、
Ｂは調節水位、Ｃは多孔質管の中心、Ｇ、Ｌは地Ｐ、　
１ｇ 表面、ａは畑地、ｂは作物根群域、Ｃは作物、ｈｐは多
孔質管内設定負圧、ｈｓは多孔質管外土壌毛管負圧、△
ｈは給水負圧（ｈｓ　−ｈｐ　）　、△はレベル表示記
号。 特許出願人　千鳥　三二 永東区 ！ｇ申ビ 青５図 ０　　　　　１０　　　　２０　　　　３）　　　　　
　４ＩＪＣＣｍ）富たり平 ０口〉 肴　墜牲 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １．事件の表示 昭和３ｇ年特許願第１１乙２００　　号２、発明の名称
　　負圧差潅瀧方法 ３、　補正をする者 氏　　名　　手　　　島　　　三　　　二（４）　本願
明細書の「特許請求の範囲」の項を次ぎのとおり補正す
る。 口、特許請求の範囲 所要の透水係数と反通気性を有せしめた毛細管状の多数
の細孔を備設せる多孔質管と、水位調節の可能な水源に
連通し、立上がり管を並列に直立皮膜せる送水管を、栽
培土壌中に埋設し、該多孔質管内の水に与える設定負圧
と栽培作物根群域内の水分負圧との負圧差によって、栽
培作物に応じ、必要且つ充分な水分量を、気象の変化に
順応して、自動的に、連続して確実に供給することをき
わめて経済的に且つ能率的に行なうことを特徴とする負
圧差溜部方法。」（Ｂ）　　本願明細書中、 （１）第１頁／り行、第７頁６行〜７頁／行、第７頁６
行〜７行に、「樹立皮膜」とあるを、いずれも「直立皮
膜」と補正する。 （２）第２頁７行〜ｇ行に「スリンクラ−法」とあるを
、「スプリンクラ−法」と補正する。 （３）第５頁／／行、第り頁７５行、同頁７７行〜／ざ
行、第１Ｏ頁／行に「滲出」とあるを、いずれも「浸出
」と補正する。 （４）第Ｓ頁／り行に「ＡよりのＢの負圧とＣの負圧と
の負圧差」とあるを、「土壌中、Ｂの位置に正、負圧Ｏ
の地下水面を想定できる、その水面上の負圧水柱高」と
補正する。 （５）第乙頁ｌｌ１行〜／Ｓ行に「マリオツド給水装置
」とあるを、「フロート・レベル・スイッチ（マリオツ
ド給水装置と同機能をもつ）」と補正する。 （６）第り頁／り行に「送水管（７）内の水に圧力を」
とあるを、「送水管（７）内の水に正圧力を」と補正す
る。 （７）　　第１／頁／／行に「７段」とあるを、「／反
丁と補正する。 （８）第１ざ頁グ行に「レベル表示記号」とあるを、「
レベル差表示記号」と補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所要の透水係数と反通気性を有せしめた毛細管状の多数
   の細孔を備設せる多孔質管と、水位調節の可能な水源に
   連通し、立上がり管を並列に樹立皮膜せる送水管を、栽
   培土壌中に埋設し、該多孔質管内の水に与える設定負圧
   と栽培作物根群域内の水分負圧との負圧差によって、栽
   培作物に応じ、必要且つ充分な水分量を、気象の変化に
   順応して、自動的に、連続して確実に供給することをき
   わめて経済的に且つ能率的に行なうことを特徴とする負
   圧差海部方法。