WO1995015677A1 - Conduit d'irrigation de sol, procede d'irrigation de sol au moyen dudit conduit et procede d'alimentation du sol en gaz - Google Patents

Conduit d'irrigation de sol, procede d'irrigation de sol au moyen dudit conduit et procede d'alimentation du sol en gaz Download PDF

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soil
gas
pipe
supplying
porous
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Masayuki Taniguchi
Haruo Kawaguchi
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Nippon Sanso Corporation
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/06—Watering arrangements making use of perforated pipe-lines located in the soil
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G29/00—Root feeders; Injecting fertilisers into the roots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general

Definitions

  • the present invention relates to a soil irrigation pipe, a soil irrigation method using the same, and a method for supplying gas into soil. .
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention, particularly in the agricultural field, injects and supplies liquid such as irrigation water, liquid fertilizer, liquid pesticide, or gas such as air, oxygen, carbon dioxide, fumigation pesticide directly, uniformly, widely and efficiently into soil. And a method for supplying gas into soil using the same. Skill
  • a first object of the present invention is to supply a fluid uniformly, widely and efficiently so as to optimally adjust a soil environment suitable for growing crops, that is, moisture, fertilizer, pesticides, oxygen and the like in the soil.
  • a pipe for soil irrigation To provide a pipe for soil irrigation.
  • a second object of the present invention is to provide a soil for uniformly, widely and efficiently supplying water, fertilizers, pesticides, etc. to the soil in order to optimize the soil environment for growing the crop. It is to provide an irrigation method.
  • a third object of the present invention is to provide a method for supplying gas to soil for efficiently supplying gas to soil without destroying the soil structure.
  • the first object is a flexible, permeability is achieved by providing a 1 X 10- 8 ⁇ 1. 5 X 10 5 cm 's s in a soil irrigation Paibu made of a porous tube. What is the inner diameter of this pipe for soil irrigation? Preferably it is ⁇ 20 mm. In addition, the thickness of the soil irrigation pipe is preferably 1.5 to 3 mm.
  • the second object is a flexible, porous tube is a hydraulic conductivity 4. 5 xl 0_ 7 ⁇ l. 5 x 10- 5 cm / s was buried in the soil and used to feed water Achieved by providing a soil irrigation method that feeds liquid into the soil at a rate of less than 0.5 cm 3 / s ⁇ m and a pressure head of less than 2 Om.
  • the water supply speed is preferably 0.15 cm 3 / s ⁇ m or less.
  • the water supply rate of 0.5 cm 3 / s or less and the pressure head of 2 Om or less in the above-mentioned soil irrigation method can be achieved by using a flow control valve. It is preferable that the length of the porous tube be set within 10 Om when the liquid is supplied from one end and within 20 Om when the liquid is supplied from both ends.
  • It said third object is a flexible, hydraulic conductivity 1. 0 x 10- 8 ⁇ 1. 0 xl CT 5 c
  • This is achieved by embedding a porous tube having a speed of m / s in soil and supplying a gas into the soil using the porous tube.
  • this gas supply method it is preferable to supply water in advance from the porous tube to the surrounding soil and then supply the gas.
  • the supply flow rate of the gas is preferably 7 cmVs ⁇ m or less.
  • the porous tube is not a tube in which through holes are provided at regular intervals in the tube wall, and a fine continuous through hole having a hole diameter of about several tens to several hundreds // m is formed in the tube wall.
  • the tube has a porosity of about 15 to about 40%.
  • the hydraulic conductivity is a numerical value obtained experimentally by the following equation (I).
  • K is the permeability (cm / s) of the porous tube.
  • Q is the water supply rate, that is, the amount of water (cm 3 Zs ⁇ m) that permeates per second from the fine continuous holes in the tube wall per lm of the porous tube.
  • L is the wall thickness (cm) of the porous tube.
  • A is the surface area (cm 2 / m) per lm of the porous tube.
  • H is the pressure head (cm) in the porous tube.
  • the gas permeation coefficient (K g) is hydraulic conductivity coefficient ( Since the gas permeability coefficient (K g ) is much larger than the water permeability coefficient (K), the gas permeability coefficient (K g ) is greatly affected by fluctuations in factors such as moisture, humidity, and temperature in the measurement environment. It is preferable to use the coefficient of permeability (K) even if gas is ventilated.
  • Gravitational water Water movement in soil is dominated by gravity and capillary forces.
  • capillary water Moving vertically and horizontally (hereinafter referred to as “capillary water”).
  • Irrigation in soil is achieved by minimizing gravitational water escaping deep into the soil and by moving capillary water into the soil as uniformly and as widely as possible.
  • the distance and speed at which capillary water travels in soil depend on the capillary conditions at the contact interface of soil agglomerates and the water content of the soil. Therefore, even if a large amount of water is supplied at one time, the moving speed due to the capillary force is not accelerated, and the excessively supplied water flows off as gravitational water or overflows to the ground surface and flows off. If the water supply rate is too low, the gravity water will decrease but the irrigation volume will be insufficient. Therefore, the most economical and efficient soil irrigation is achieved when the rate of water seepage from the porous tube, ie the water supply rate, and the rate of capillary water movement in the soil are approximately balanced.
  • the water supply rate of water from the porous pipe is represented by the equation (II), corresponding to Q in the equation (I).
  • the water supply rate Q from the porous pipe varies depending on the permeability coefficient K of the porous pipe if the surface area A, the wall thickness L, and the pressure head H of the porous pipe are constant.
  • Soil drench pipes of the present invention a water supply rate from the porous tube, the moving speed of the capillary water in the soil that the permeability K is a 1 X 10- 8 ⁇ 1. 5 x 10- 5 cmZs It has been found that a favorable equilibrium relation can be achieved.
  • the water supply rate Q from the porous pipe changes depending on the pressure head H of the porous pipe if the permeability K, the surface area ⁇ , and the wall thickness L of the porous pipe are constant.
  • hydraulic conductivity coefficient K is a porous tube which is 4. 5 x 10- 7 ⁇ 1.
  • 5 X 10- 5 cmZs the water supply rate 0. 5 cm 3 / s ⁇
  • a favorable balance can be obtained between the amount of water supplied from the porous pipe and the moving speed of the capillary water in the soil.
  • liquid is supplied uniformly to the soil over the entire length of the porous pipe up to 100 m when liquid is supplied from one end of the porous pipe into the porous pipe, and up to 20 Om when liquid is supplied from both ends. it can.
  • buoyancy On the other hand, the movement of gas in soil is released from the surface to the atmosphere by buoyancy.
  • the porous tube has fine continuous through-holes on the entire wall surface, it can be supplied as a continuous line, instead of injecting gas as a point as in the conventional case.
  • gas supply flow rate is 7 cm 3 / s ⁇ ⁇ or less, a uniform gas supply can be achieved up to the end of the pipe.
  • the entire length of the porous tube is up to 5 Om when gas is supplied from one end of the porous tube into the porous tube, and up to 10 Om when gas is supplied from both ends. Uniform gas diffusion into the soil is achieved. According to the present invention, the following effects can be obtained.
  • soil irrigation pipe of the present invention is permeability is made of a flexible porous tube is a 1 X 1 0- 8 ⁇ 1. 5 X 1 0 5 cm / s, the fluid from the porous tube The feed rate of the water and the permeation rate of the capillary water in the soil are balanced, so that the fluid can permeate and diffuse into the soil uniformly, widely, economically and efficiently over the entire length of the porous tube.
  • the inner diameter of the porous tube is 7 to 2 Omm, a substantially sufficient amount of fluid can be diffused into the soil, and handling is simple, which is advantageous in terms of manufacturing costs and equipment costs. is there.
  • the thickness of the porous tube is 1.5 to 3 mm, it is resistant to internal pressure and external impact.
  • the pipe for soil irrigation of the present invention has the above-mentioned characteristics, if it is buried in a field with an appropriate arrangement, it can be used for irrigation water, fertilizer, agriculture only by switching the supply source. Drugs, air, etc. can be applied efficiently in a single facility as needed, saving labor. Moreover, the application rate can be controlled uniformly and precisely over the entire field. Since the fluid supply speed can be adjusted to a low flow rate to match the capillary force of the soil, excessive pressure for fluid supply is not required, and the piping and pumps are small and economical.
  • the pipe for soil irrigation of the present invention can be applied not only to the field of agriculture, but also to fields such as civil engineering and construction of a playground, for example, to infiltration of soil, injection of a soil hardening agent, and a soil denaturant.
  • a flexible, porous tube is a hydraulic conductivity 4. 5 xl 0_ 7 ⁇ l. 5 X 1 0 one 5 cm / s was buried in the soil, using the same The method is to supply liquid into the soil under the conditions of a pressure head of 20 m or less and a water supply rate of 0.5 cm 3 / s ⁇ ⁇ or less, so that 10 Om is supplied from one end of the porous pipe. Irrigation water, liquid fertilizers, liquid pesticides, etc. over a length of up to 20 Om when supplied from both ends, and directly and directly into the soil without wasting Can be.
  • the above conditions of a pressure head of 2 Om or less and a water supply rate of 0.5 cm 3 / s ⁇ m or less can be set at the same time by using a flow control valve.
  • the soil irrigation method of the present invention can be applied not only to agriculture, but also to fields such as civil engineering and construction of a playground, for example, to infiltration of soil, injection of a soil hardening agent, and a soil denaturant.
  • Gas supply method to the soil of the present invention is a flexible, hydraulic conductivity is 1. a 0 x 10- 8 ⁇ 1. 0 X 10- 5 cm / s the porous tube is embedded in the soil, Since it is used to supply gas into the soil, air, carbon dioxide, fumigation pesticides, and other gases can be directly, uniformly, widely and efficiently diffused into the soil.
  • the gas supply flow rate is 7 cm 3 / s ⁇ ⁇ or less, the gas passes through the fine continuous through-holes.
  • the flow resistance and the diffusion rate of gas in the soil are almost balanced, and uniform gas diffusion can be achieved up to the end of the pipe.
  • the method for supplying gas to soil according to the present invention is applicable not only to the agricultural field but also to fields such as civil engineering and construction of a playground.
  • FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the pipe for soil irrigation of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the soil irrigation pipe of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view showing still another embodiment of the soil irrigation pipe of the present invention.
  • the porous tube 1 used for the soil irrigation pipe of the present invention is formed by using a flexible material, for example, rubber, plastic such as polyvinyl chloride or polyethylene, or a composite material thereof. Is preferred. Particularly, a rubber powder molded using polyethylene or the like as a binder is preferable.
  • This porous tube 1 is flexible and has a fine continuous through hole p in its tube wall 1a.
  • the porous tube 1 Since the porous tube 1 is used by being buried in the soil and constantly in contact with water and ionic components in the soil, it is preferable that the tube be flexible and noncorrosive. Ceramics and iron are unsuitable as raw materials in terms of breakage, corrosion, weight, etc.
  • the fine continuous through-holes p are formed of holes of about several tens to several hundreds of meters, and preferably have a porosity of about 15 to about 40%. If the average pore diameter is less than several tens of m / m, the permeability will be too low to lower the irrigation efficiency and gas supply efficiency, and clogging due to suspended matter in the supply fluid will easily occur. If it exceeds, the hydraulic conductivity becomes excessive, a large amount of fluid flows out from the vicinity of the fluid supply source, and uniform supply cannot be performed over the entire length of the porous tube 1. On the other hand, if the porosity is less than about 15%, the permeation resistance becomes large, so extra pressurization is required. If the porosity exceeds about 40%, the pipe becomes weak or the permeation becomes too large to be practical.
  • the inner diameter of the porous tube 1 is preferably 7 to 20 mm. If it is less than 7 mm, the surface area A per lm of the porous tube 1 in the formula (II) becomes too small, and the uniformity of the amount of water exudation depending on the distance in the longitudinal direction is lost. Since the amount of permeation depending on the distance in the direction is uneven and gas diffusion in the soil is insufficient, it is insufficient for practical use in the field. On the other hand, if it exceeds 20 mm, although there is no problem in terms of fluid supply, it is inconvenient in terms of handling such as transportation, movement, burying, etc.In addition, the equipment scale and raw materials become excessively large, and extra equipment costs and Expensive.
  • the wall thickness of the tube wall 1a of the porous tube 1 is preferably 1.5 to 3 mm. If it is less than 5 mm, the resistance to the pipe pressure, external impact and external pressure will be poor.If it exceeds 3 mm, the wall thickness L of the formula (II) will be too large, so the supply speed Q will decrease and The production cost of the quality tube 1 is also extra.
  • the porous pipe 1 needs to have a certain strength because it may be handled roughly at the time of or after embedding. For example, it preferably has a tensile strength (JISK 6301, ASTM D-410) of about 20 Opsi (about 15 kg / cm 2 ) or more.
  • the porous pipe 1 is used in a field, and if a pore having a pore diameter of, for example, more than several hundreds of micrometers is exposed on the surface thereof, there is a possibility that plant roots may enter the pore and cause obstacles. There is. Therefore, it is preferable that the tube wall 1a is finished so that such an excessive hole is not exposed.
  • This porous pipe 1 is usually assembled at a field site by connecting each end of these pipes according to the size and shape of the field to form a soil irrigation pipe having a suitable length and shape. It is.
  • the assembled pipe for soil irrigation may be bent at the connection part or may be branched.
  • a normal pipe is interposed in the middle of the porous pipe 1 so that the uniformity of the supply of gas and / or liquid as a whole is adjusted so that the soil irrigation pipe of the present invention can be used. May be configured.
  • the soil irrigation pipe of the present invention comprises a porous pipe 1 sealed at one end 2 and the other end 3 connected to a fluid supply source 6 via a fluid supply pipe 5.
  • a fluid supply pipe 5 can be configured.
  • FIG. 2 shows several porous tubes 1 sealing one end 2 in parallel at a constant interval, and the other ends 3 are connected to one fluid supply tube 5.
  • Comb-connected assemblies are also preferred embodiments of the soil irrigation pipe of the present invention.
  • One end 5 a of the fluid supply pipe 5 is sealed, and the other end is connected to a fluid supply source 6.
  • the interval X can be changed according to the capillary force of the soil, but is usually preferably set in the range of 30 to 150 cm.
  • FIG. 3 an assembly in which a fluid supply pipe 5 is disposed at both ends 2 and 3 of a porous pipe 1 is also a preferred specific example of the soil irrigation pipe of the present invention.
  • reference numeral 4 denotes a flow control valve.
  • the length Y of the porous tube 1 used by being buried in soil in a field can be extended to about 10 Om when a fluid is supplied from one end thereof.
  • the pipe length is 10 Om placed horizontally, the amount of seepage from the pores p near the fluid supply source 6 will increase, and the amount of seepage will be uneven in the length direction. Does not go around.
  • a negative pressure suction pressure
  • the fluid is sucked. If the water becomes saturated in the soil, the negative pressure will disappear. In this way, the amount of seepage gradually and automatically from the portion of the porous tube 1 close to the fluid supply source 6 toward the terminal is automatically controlled, so that uniform supply over the entire length exceeding 10 Om can be achieved. And be able to.
  • the length Y of the porous tube 1 buried and used in the field in the field can be extended to about 5 Om when gas is supplied from one end 3 thereof.
  • the pipe length Y On the ground, with a horizontal length of 5 Om, the pipe length Y, the dissipation from the pores P close to the gas supply 6 increases, and the ventilation distance becomes uneven due to the lengthwise distance.
  • soil agglomerates and soil moisture provide ventilation resistance, so that uniform ventilation is possible up to the end 2 of the pipe.
  • the porous tube 1 of the present invention is buried in soil by, for example, placing it in a trench dug at a certain depth in a field and covering it with soil.
  • a flexible porous pipe 1 having a water permeability of 4.5 ⁇ 10 7 to 1.5 ⁇ 10 5 cm / s is buried in soil and used. .
  • the gas supply method to the soil of the present invention a flexible, hydraulic conductivity 1.
  • Porous pipe 1 is 0 x 1 0- 5 c mZ s soil It is buried inside for use.
  • the fluid discharged from the fluid supply source 6 is supplied to the fluid supply pipe 5 and the flow control valve. Through 4, it is introduced into the porous tube 1 from one end 3 of the porous tube 1, and is supplied into the soil through the fine continuous through holes p in the tube wall 1 a.
  • the fluid discharged from the fluid supply source 6 is supplied to the fluid supply pipe via the flow control valve 4. 5 and then from one end 3 of each of the plurality of porous tubes 1 arranged in parallel to the respective porous tubes 1 and through the fine continuous through holes p in the tube wall 1a. Supplied to the soil.
  • the soil irrigation pipe of FI G When the soil irrigation pipe of FI G.
  • the fluid discharged from the fluid supply source 6 passes through the flow control valve 4,
  • the fluid is introduced into the fluid supply pipes 5 arranged at both ends 2 and 3 of the plurality of porous tubes 1 arranged in parallel, and then the both ends 2 and 3 of the plurality of porous tubes 1 are respectively introduced. From the porous tube 1 through the fine continuous through-holes p in the tube wall 1a and supplied into the soil.
  • the fluid that can be supplied may be a liquid or a gas.
  • liquids include irrigation water, liquid fertilizers, and liquid pesticides such as soil disinfectants and soil nematicides.
  • This liquid may be any of water, an aqueous solution, an organic liquid, an emulsion, and a dispersion, but it is preferable to remove solid suspended matter that blocks the pores P of the porous tube 1 in advance.
  • the permeability K gradually decreases.
  • the permeability K may be recovered to some extent by increasing the internal pressure.
  • the porous pipe 1 In the soil irrigation method of the present invention for supplying a liquid to the soil, it is preferable to use the porous pipe 1 under a water supply rate of 0.5 cm 3 / s ⁇ ⁇ or less and a pressure head of 20 m or less. A more preferable water supply rate is 0.15 cmVs ⁇ m or less.
  • the length Y of the porous tube 1 is preferably within 10 Om when liquid is supplied from one end thereof.
  • the condition that the water supply speed is 0.Scn ⁇ Zsm or less and the pressure head is 20m or less should be controlled and set simultaneously by the flow control valve 4 inserted between the liquid supply source 6 and the porous pipe 1.
  • the length to allow uniform liquid feed is One involved the permeability, for example, permeability is 1. 5 x 10- 6 ⁇ : 1. 5 X 10- 5 cm / s is porous
  • the length is preferably up to about 3 Om. In this case, the length that enables uniform liquid supply is shortened, but it is advantageous in that sufficient liquid supply can be performed at a relatively low pressure, so if it is selected according to the size and shape of the field, Good.
  • the supply fluid may be a gas as well as a liquid.
  • the gases that can be supplied are air, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, etc., as well as highly volatile soil fumigants, such as chlorbicrine, methyl bromide, and fumigating insecticides such as aromatic halogen compounds, and line killing. Insecticides, fungicides and the like can be mentioned.
  • oxygen in the soil will be exhausted and oxygen will be in an oxygen deficient state.At this time, if the source of the soil irrigation pipe 6 is switched to air after irrigation, Sufficient water and oxygen can be continuously supplied, preventing diseases such as root rot due to overhumidity, and forming a soil environment suitable for growing crops.
  • the gas supply flow rate is preferably 7 cm 3 / s ⁇ m or less.
  • the gas supply flow rate is in this range, the passage resistance of the gas passing through the fine continuous through hole and the gas diffusion rate in the soil are almost balanced, and uniform gas diffusion is achieved up to the end of the pipe it can.
  • a gas is permeated through the tube wall 1a of the porous tube 1, its gas permeability reaches several tens of times the water permeability coefficient. Therefore, on the ground, the gas immediately leaks from the vicinity of the supply source 6 and is not uniformly moved to the end of the pipe.
  • soils especially in wet soils, soil agglomerates and water films become air-permeable.
  • the gas By introducing gas into the porous tube 1 buried in the soil from one end 3 or both ends 2 and 3, the gas can be supplied uniformly and widely to a layer relatively close to the ground surface in the soil. Can be.
  • Test examples are shown below. (Test Examples 1 to 6)
  • one end 2 of the porous pipe 1 is sealed, and the other end 3 is connected to a polyvinyl chloride water supply pipe (fluid supply pipe 5) via a flow control valve 4.
  • the polyvinyl chloride water supply pipe 5 was connected to a water source (supply source 6).
  • the length of the porous tube 1 was 6 Om when installed on the ground and 10 Om when buried at a depth of 3 Ocm in the ground.
  • Tap water was used as water source 6.
  • the water pressure was 2 kgf Zcm 2 , that is, the water head was 20 m.
  • the flow rate was set by adjusting the 0 ⁇ 1 67 ⁇ 0. 333 cm 3 / s' m by flow regulating valve 4.
  • the measurement was carried out after the start of operation 1 week, and the connection point between the flow control valve 4 as a starting point (Om), from 1 Om every thereto, the local leached (cm 3 Zs ⁇ m) q and a local pressure (hydraulic head cm) h was measured.
  • permeability K is 4. 6 xl 0_ 7 ⁇ l. 5 x 10- 5 cm / s der Ru soil irrigation pipes Test Example 1 to 6, in the case of land-based away from the starting point Therefore, although the amount of local exudation q and the local internal pressure h are greatly reduced, when these are buried in the soil, the local exudation amount q and the local internal pressure It can be seen that the decrease is slight. This indicates that the soil irrigation pipe in the soil diffused and supplied a uniform amount of water from the start to the end.
  • a pipe for soil irrigation was prepared using the same porous tube 1 as in the above Test Examples 1 to 6 and having a different permeability, and a gas diffusion test was performed under the following conditions.
  • one end 2 of the porous tube 1 is sealed, and the other end 3 is connected to a polyvinyl chloride vent tube (fluid supply tube 5) via a flow control valve 4.
  • the vent pipe 5 was connected to a gas source (supply source 6).
  • the length of the porous tube 1 was 5 Om when installed on the ground and when buried at a depth of 30 cm in the ground.
  • a carbon dioxide gas cylinder was used as the gas source 6.
  • the flow rate of the carbon dioxide gas was adjusted to 2.2 to 6.6 cm 3 / s ⁇ m by adjusting the flow control valve 4.
  • the measurement was performed one week after the start of operation.
  • the point of connection with the flow control valve 4 was set as the starting point (Om), and the local permeation (cm 3 / s ⁇ m) q and the local internal pressure (head cm h) was measured.

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Description

明細書
土壌灌注用パイプ並びにこれを用いた土壌灌注方法および土壌中への気体供給方 法 技術分野
本発明は土壌灌注用パイプ並びにこれを用いた土壌灌注方法および土壌中への 気体供給方法に関するものである。 。 本発明は 、 特に農業分野において灌漑水、 液体肥料、 液体農薬などの液体、 または空気、 酸素、 炭酸ガス、 燻蒸農薬などの 気体を土壌中に直接、 均一、 広範囲、 かつ効率的に注入供給するための土壌灌注 用パイプ並びにこれを用いた土壌灌注方法および土壌中への気体供給方法に関す るものである。 景技
従来、 農業における灌漑法として、 一般には畝間灌漑、 スプリンクラ、 散水チ ユーブ、 ドリップチューブなどによる地表からの供給が行われてきている。 しか し、 これらの方法では、 灌水量、 施肥量、 薬剤量の均一で精密な制御は困難であ るばかりでなく、 大量の水が地表から直ちに蒸発して十分な灌水が行えなかった り、 液体肥料が地表凹部に沿って流失したり、 土壌用の農薬が作物の葉などに付 着して薬害を起こすなどの問題があった。 また水が地表を水封するために、 土壌 中の酸素欠乏をもたらすような場合もある。
また、 土壌中に空気を供給する方法として、 従来は鋤返しなど、 地表層を破壊 する方法がとられている。 しかし作物栽培中は全面鋤返しができないので、 土壌 中に酸欠が認められても、 根を損なわない程度に周辺を掘り起こすなど、 不十分 な対策しかとることができなかった。 また、 燻蒸性の農薬を土壌中に施用したり、 炭酸ガスを土壌中に拡散させようとするときは、 圃面に一定間隔で穴を開けて、 個々の穴に少量ずつ注入するなど、 きわめて効率の悪い方法がとられていた。 これらの問題を解決しょうとして、 ゴム、 プラスチックまたはセラミクス製な どの、 管壁に一定間隔で貫通穴を設けて形成された穿孔管を土壌中に埋設し、 こ れを通じて必要量の水、 液体肥料、 酸素などを直接、 土壌中に供給する方法が種 々提案されている。 しかし、 これまでの灌水用の多孔質管の製造方法は種々提案 されてはいるが、 土壌灌注に適した透水係数や流体の流量およびそれらの相関を 考慮した使用方法については詳細な検討がなされていなかった。 特に、 液体と気 体との双方を土壌中の所定の範囲に均一に制御して供給することができる、 実用 的な土壌灌注用パイプの物性や使用方法は知られていなかった。 発明の開示
従って、 本発明の第一の目的は、 作物の生育に好適な土壌環境、 すなわち土壌 中の水分、 肥料、 農薬、 酸素などを最適に調整するように、 流体を均一、 広範囲 かつ効率的に供給するための土壌灌注用パイプを提供することにある。
また、 本発明の第二の目的は、 作物の生育のための土壌環境を最適に整えるた めに、 土壌中に水、 肥料分、 農薬などを均一、 広範囲かつ効率的に供給するため の土壌灌注方法を提供することにある。
さらに、 本発明の第三の目的は、 土壌構造を破壊せずに土壌中に気体を効率的 に供給するための、 土壌中への気体供給方法を提供することにある。
上記第一の目的は、 可撓性で、 透水係数が 1 X 10— 8〜 1. 5 X 10 5 c mズ sである多孔質管からなる土壌灌注用パイブを提供することによって達成される。 この土壌灌注用パイプは、 内径が？〜 20mmであることが好ましい。 また、 こ の土壌灌注用パイプは、 肉厚が 1. 5〜 3 mmであることが好ましい。
上記第二の目的は、 可撓性で、 透水係数が 4. 5 x l 0_7〜l . 5 x 10— 5 c m/sである多孔質管を土壌中に埋設し、 これを用いて、 給水速度 0. 5 cm3 /s · m以下、 圧力水頭 2 Om以下の条件下で、 液体を土壌中に供給する土壌灌 注方法を提供することによって達成される。 この土壌灌注方法において、 給水速 度は、 0. 15 cm3/s · m以下とすることが好ましい。 上記土壌灌注方法に おける給水速度 0. 5 cm3/s以下、 圧力水頭 2 Om以下の条件は、 流量調整 弁を用いて達成することができる。 この多孔質管は、 その長手方向の延長距離を、 その一端部から給液するときは 10 Om以内とし、 また両端部から給液するとき は 20 Om以内として使用することが好ましい。
上記第三の目的は、 可撓性で、 透水係数が 1. 0 x 10— 8〜 1. 0 x l CT5c m/sである多孔質管を土壌中に埋設し、 これを用いて気体を土壌中に供給する 土壌中への気体供給方法を提供することによって達成される。 この気体供給方法 においては、 予め水を多孔質管からその周囲の土壌中に供給し、 次いで気体を供 給することが好ましい。 また、 上記気体供給方法においては、 気体の供給流量を 7 cmVs · m以下とすることが好ましい。 さらに、 上記気体供給方法のいず れかにおいて、 多孔質管をその長手方向の延長距離を 5 Om以内として使用する ことが好ましい。
本発明において多孔質管とは、 管壁に一定間隔で貫通穴を設けたものではなく、 孔径が数十〜数百// m程度の微細連続通孔が管壁に形成されていて、 その空隙率 が約 15〜約 40%となっている管体である。
また、 透水係数とは、 下記の数式 （I) によって実験的に求められる数値であ る。
(I) K = QL/AH
式中、 Kは、 多孔質管の透水係数 （cm/s) である。
Qは、 給水速度、 すなわち、 この多孔質管 lm当り、 管壁の微細連続通 孔から毎秒滲出する水の量 （cm3Zs · m) である。
Lは、 多孔質管の肉厚 （cm) である。
Aは、 多孔質管 lm当りの表面積 （cm2/m) である。
Hは、 多孔質管の管内の圧力水頭 （cm) である。
なお、 気体を通気する多孔質管を使用する場合に関しては、 多孔質管の特性と して気体透過係数 （Kg) を用いることが望ましいが、 気体透過係数 （Kg) は透 水係数 （K) よりはるかに大きく、 また、 気体透過係数 （Kg) は透水係数 （K) に比して測定環境の水分、 湿度、 温度などの因子の変動に大きく影響を受けるた め、 本発明においては気体を通気する場合であっても透水係数 （K) で取り扱う ことが好ましく、 これを用いることとした。
次に、 本発明の作用を説明する。
土壌中における水の移動は、 重力によるものと毛管力によるものとが支配的で ある。 すなわち、 水は、 土壌中の間隙を通って重力によって深部に移動するもの (これを以下 「重力水」 と称する） と、 土壌粒塊の接触界面における毛管力によ つて上下および水平方向に移動するもの （これを以下 「毛管水」 と称する） とに 分かれる。
土壌中の灌漑は、 土壌深部に流失する重力水を極力減少し、 毛管水をできるだ け均一かつ広範囲に土壌中に移動させることによって達成される。 一方、 毛管水 の土壌中における移動距離や速度は、 土壌粒塊の接触界面における毛管的状況と、 その土壌の含水量とに依存する。 従って、 一時に大量の水を供給しても毛管力に よる移動速度は加速されず、 過剰に供給された水は重力水となって流失するか、 もしくは地表に溢れ出て流失する。 また、 水の供給速度が過小であれば、 重力水 は減少するが灌漑量が不足する。 従って、 多孔質管からの水の滲出速度、 すなわ ち給水速度と、 土壌中における毛管水の移動速度とがほぼ均衡するとき、 最も経 済的かつ効率的土壌灌注が達成される。
ところで、 多孔質管からの水の給水速度は、 数式 （I) における Qに対応して、 数式 （I I) によって表される。
(I I) Q = K (AH/L)
すなわち、 多孔質管からの給水速度 Qは、 多孔質管の表面積 A、 肉厚 L、 およ び圧力水頭 Hが一定であれば、 多孔質管の透水係数 Kに依存して変化する。 この 透水係数 Kが 1 X 10— 8〜 1. 5 x 10— 5cmZsである本発明の土壌灌注パイ プは、 上記の多孔質管からの給水速度と、 土壌中における毛管水の移動速度との 好適な均衡関係を達成できることがわかった。
また、 多孔質管からの給水速度 Qは、 多孔質管の透水係数 K、 表面積 Αおよび 肉厚 Lが一定であれば、 多孔質管の圧力水頭 Hに依存して変化する。 従って、 透 水係数 Kが 4. 5 x 10— 7〜1. 5 X 10— 5 cmZsである多孔質管を用いる本 発明の土壌灌注方法においては、 給水速度を 0. 5 cm3/s · πι以下とし、 管 内の圧力水頭を 20m以下とするとき、 この多孔質管からの給水量と土壌中にお ける毛管水の移動速度との間に好適な均衡関係が得られる。 この方法により多孔 質管の一端部から多孔質管内に液体を供給する場合は 100mまで、 両端部から 液体を供給する場合は 20 Omまでの多孔質管の全長にわたって土壌中へ均一に 液体を供給できる。
一方、 土壌中における気体の移動は、 浮力によって地表から大気中へ放散され るものと、 土壌粒塊の接触界面を通って拡散するものと、 土壌粒塊または水分に 吸着または吸収されて固定されるものとに分かれる。
土壌中へ気体をできるだけ均一かつ広範囲に拡散させるためには、 地表をマル チングなどで被覆することに加えて、 供給箇所を点ではなく可能な限り連続化し、 一様な供給を行うことが望ましい。 多孔質管は壁面全体に微細連続通孔を有する ものであるから、 従来のように点として気体を注入するのでなく、 連続的な線と して供給できる。
このとき、 予め水を多孔質管からその周囲の土壌中に供給しておけば、 微細連 続通孔内および土壌粒塊中の水が通気抵抗となるため、 多孔質管の気体供給源近 傍から大量の気体が集中的に漏出することを防ぐことができる。
気体の供給流量を 7 c m3/ s · πι以下とすれば、 管の末端に至るまで、 均一 な気体供給を達成できる。
これらの方法によって、 多孔質管の一端部から多孔質管内に気体を供給する場 合は 5 O mまで、 両端部から気体を供給する場合は 1 0 O mまでの多孔質管の全 長にわたって土壌中への均一な気体拡散が達成される。 本発明によれば、 以下のような効果が得られる。
本発明の土壌灌注用パイプは、 透水係数が 1 X 1 0— 8〜 1 . 5 X 1 0 5 c m/ sである可撓性多孔質管からなるものであるので、 多孔質管からの流体の供給速 度と、 土壌中における毛管水の浸透速度とが均衡し、 多孔質管の全長にわたって 均一、 広範囲に、 かつ経済的、 効率的に土壌中に流体を浸透拡散させることがで きる。
この多孔質管の内径が 7〜2 O mmであれば、 土壌中へ実質的に十分量の流体 を拡散することができ、 また取り扱いが簡単で、 製造絰費や設備費の点でも有利 である。
この多孔質管の肉厚が 1 . 5 ~ 3 mmであれば、 内圧や外部からの衝撃に耐性 がある。
本発明の土壌灌注用パイプは上記の特性を有するものであるから、 これを適当 な配置で圃場に埋設すれば、 供給源の切り替えのみによって、 灌漑水、 肥料、 農 薬、 空気などを必要に応じて、 単一設備で効率的に施用することができ、 作業が 省力化される。 しかもその施用量は、 圃場全体にわたって均一かつ精密に制御す ることができる。 流体の供給速度は土壌の毛管力に見合うように低流量に調節し 得るので、 流体供給のための過大な圧力は不要であり、 配管、 ポンプ類も小型の もので済み、 経済的である。
本発明の土壌灌注用パイプは、 農業分野ばかりでなく、 土木建築、 運動場整備 などの分野で、 例えば土壌の湿潤、 土壌硬化剤、 土壌変性剤の注入などにも適用 可能である。
本発明の土壌灌注方法は、 可撓性で、 透水係数が 4. 5 x l 0_7〜l . 5 X 1 0一5 cm/sである多孔質管を土壌中に埋設し、 これを用いて、 圧力水頭 20m 以下、 給水速度 0. 5 cm3/s · πι以下の条件下に、 液体を土壌中に供給する 方法であるので、 多孔質管の一端部からの給液の場合で 10 Om以内、 また両端 部からの給液の場合で 20 Om以内の長さにわたって、 灌漑水、 液体肥料、 液体 農薬などを均一かつ広範囲に、 しかも、 無駄に流失させることなく土壌中に直接 供給することができる。
上記の圧力水頭 2 Om以下、 給水速度 0. 5 cm3/s · m以下の条件は、 流 量調整弁を用いることによって、 双方同時に設定することができる。
本発明の土壌灌注方法は、 農業ばかりでなく、 土木建築、 運動場整備などの分 野で、 例えば土壌の湿潤、 土壌硬化剤、 土壌変性剤の注入などにも適用可能であ る。
本発明の土壌中への気体供給方法は、 可撓性で、 透水係数が 1. 0 x 10— 8〜 1. 0 X 10— 5 c m/sである多孔質管を土壌中に埋設し、 これを用いて気体を 土壌中に供給するものであるので、 空気、 炭酸ガス、 燻蒸農薬などの気体を土壌 中に直接、 均一、 広範囲、 かつ効率的に供給拡散させることができる。
このとき、 予め水を多孔質管からその周囲の土壌中に供給しておけば、 微細連 続通孔内および土壌粒塊中の水が通気抵抗となるため、 多孔質管の気体供給源近 傍から大量の気体が集中的に拡散することを防ぐことができ、 均一、 広範囲な供 給拡散に有効である。
気体の供給流量を 7 cm3/ s · πι以下とすれば、 気体が微細連続通孔を通過 する通過抵抗と土壌中における気体の拡散速度とがほぼ均衡し、 管の末端に至る まで、 均一な気体拡散を達成できる。
上記の条件で多孔質管を用いるとき、 多孔質管の一端部からの給気の場合で 5 O m以内、 また両端部からの給気の場合で 1 0 O m以内の長さにわたって、 均一 な気体拡散が達成される
本発明の土壌への気体供給方法においては、 上記多孔質管を適当な配置で圃場 に埋設すれば、 供給源の切り替えのみによって、 灌漑水、 肥料、 農薬、 空気など を必要に応じて、 単一設備で効率的に施用することができ、 作業が省力化される。 しかもその施用量は、 圃場全体にわたって均一かつ精密に制御することができる。 また、 低流量で使用するため、 気体供給に過大な圧力は不要であり、 配管、 ポン プ類も小型のもので済み、 経済的である。
本発明の土壌中への気体供給方法は、 農業分野ばかりでなく、 土木建築、 運動 場整備などの分野などへも適用可能である。 図面の簡単な説明
F I G . 1は本発明の土壌灌注用パイプの一実施態様を示す平面図である。 F I G . 2は本発明の土壌灌注用パイプの他の一実施態様を示す平面図である。 F I G . 3は本発明の土壌灌注用パイプのさらに他の一実施態様を示す平面図 である。 発明を実施するための最良の形態
次に本発明を図面を用いて詳しく説明する。
F I G . 1において、 本発明の土壌灌注用パイプに用いる多孔質管 1は、 可撓 性の素材、 例えばゴム、 ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどのプラスチック、 ま たはこれらの複合材を用いて成形することが好ましい。 特にゴム粉末を、 ポリエ チレンなどを結合材として用いて成形したものが好ましい。 この多孔質管 1は、 可撓性であって、 その管壁 1 aに微細連続通孔 pを有する。
この多孔質管 1は、 土壌中に埋めて使用され、 しかも常に水や土壌中のイオン 成分と接触するものであるので、 可撓性であるとともに不蝕性であることが好ま しく、 セラミクスや鉄などは破損、 腐食、 重量などの点で素材として不適当であ る。
この微細連続通孔 pは、 数十〜数百 m程度の孔で構成され、 空隙率は約 15 〜約 40%であるものが好ましい。 平均孔径が数十// m未満では、 透水係数が過 小となり灌注効率および気体の供給効率を低下させるとともに、 供給流体中の浮 遊物などによる目詰まりを起こしやすく、 一方、 数百 mを越えると透水係数が 過大となり、 流体供給源近傍から大量の流体が流出し、 多孔質管 1の全長にわた つて均一な供給ができなくなる。 また、 空隙率は、 約 15%未満では透過抵抗が 大となるため余分な加圧を必要とし、 約 40%を越えると管体が弱くなつたり、 また透過が過大となり実用的でなくなる。
この多孔質管 1の内径は 7〜 20 mmであることが好ましい。 7 mm未満では、 数式 （I I) における多孔質管 1の lm当りの表面積 Aが過小となり、 長手方向 の距離による水の滲出量の均一性が失われるため、 また気体を供給する場合は長 手方向の距離による透過量が不均一となり土壌中での気体拡散が不十分となるた め、 圃場での実用に不十分である。 また、 20mmを越えると、 流体の供給量の 観点では問題ないものの、 運送、 移動、 埋設などの取り扱い面で不便であり、 ま た設備規模や原材料が全体的に過大となり、 余分な設備費や経費がかかる。
この多孔質管 1の管壁 1 aの肉厚は 1. 5〜3mmであることが好ましい。 1. 5mm未満では、 管内圧や外部からの衝撃や外圧に対する耐性が乏しくなり、 3 mmを越えると、 数式 （I I) の肉厚 Lが過大となるため、 供給速度 Qが低下し、 また多孔質管 1の製造費も余分にかかる。
この多孔質管 1は、 埋設時や埋設後に相当粗略に取り扱われる可能性があるの で、 一定の強度が必要である。 例えば、 約 20 O p s i (約 15kg/ cm2) 以上の引張強度 （J I S K 630 1、 ASTM D— 410 ) を有しているこ とが好ましい。
また、 この多孔質管 1は圃場で使用されるものであり、 その表面に例えば孔径 が数百〃 mを越える孔が露出していると、 植物の根が孔に侵入し障害をもたらす 可能性がある。 従って、 このような過大な孔が露出しないように管壁 1 aが仕上 げてあることが好ましい。 この多孔質管 1は普通、 圃場現場で、 その圃場の広さ ，形状に応じて、 これら の管体の各端部を接続して、 好適な長さ ·形状の土壌灌注用パイプに組み立てら れる。 組み立てられた土壌灌注用パイプは、 接続部で屈曲していてもよいし、 ま た枝別れしていてもよい。
圃場の形態や経済的な理由から、 多孔質管 1の中間に通常の配管を介在させ、 全体としての気体および/又は液体の供給の均一性を調節するように、 本発明の 土壌灌注用パイプを構成してもよい。
F I G . 1に示すように、 本発明の土壌灌注用パイプは、 多孔質管 1の一端部 2を封じ、 他方の端部 3を流体供給用管 5を介して流体供給源 6に接続して構成 することができる。
また例えば、 F I G . 2に示すように、 一端部 2を封じた数本の多孔質管 1を 一定間隔で並列させ、 それそれの他の端部 3を、 1本の流体供給用管 5に櫛状に 接続した組立物も本発明の土壌灌注用パイプの好ましい具体例である。 この流体 供給用管 5は、 その一端部 5 aが封じられ、 他方の端部が流体供給源 6に接続さ れている。 数本の並列した多孔質管 1を用いる場合、 その間隔 Xは土壌の毛管力 に応じて変化させることができるが、 普通は 3 0〜 1 5 0 c mの範囲で設定する ことが好ましい。
また、 F I G . 3に示すように、 多孔質管 1の両端部 2および 3に流体供給用 管 5を配した組み立て物も本発明の土壌灌注用パイプの好ましい具体例である。 なお、 各図において符号 4は流量調整弁である。
本発明において圃場で土壌中に埋設して使用される多孔質管 1の長さ Yは、 そ の一端部から流体を供給する場合には 1 0 O m程度まで延長することができる。 地上にあっては、 水平に置かれた 1 0 O mの管長では、 流体供給源 6に近い細孔 pからの滲出が多くなつて長さ方向に滲出量が不均一となり、 管末端まで流体が 行きわたらない。 しかし、 土壌中にあっては、 土壌が乾燥しているときには土壌 粒塊の毛管力による負圧 （吸引圧） を生じて流体を吸引し、 また土壌が濡れると、 その程度に応じて負圧が減少し、 土壌中に水が飽和すれば負圧はなくなる。 この ように、 多孔質管 1の流体供給源 6に近い部分から端末に向かって漸次滲出量が 自動的に制御される結果、 1 0 O mを越える全長にわたって均一な供給を行うこ とができるようになる。
また、 本発明において圃場で土壌中に埋設して使用される多孔質管 1の長さ Y は、 その一端部 3から気体を供給する場合には 5 O m程度まで延長することがで きる。 地上にあっては、 水平に置かれた 5 O mの管長 Yでは、 気体供給源 6に近 い細孔 Pからの散逸が多くなつて長さ方向の距離によって通気量が不均一となる しかし、 土壌中にあっては土壌粒塊や土壌水分が通気抵抗となるため、 管の末端 2に至るまで均一な通気が可能となる。
また、 F I G . 3に示すように、 多孔質管 1の両端部 2および 3に流体供給用 管 5を配して、 多孔質管 1の両端部から液体および/または気体を供給する場合 は、 多孔質管 1の長さ Yは、 上述した片側から液体および/または気体を供給す る場合の 2倍とすることができる。 次に、 上記本発明の多孔質管 1を用いて土壌中に流体を供給する方法の実施例 を説明する。
本発明の多孔質管 1は例えば、 圃場内に一定の深さに掘った溝に配置し、 土を かぶせることによって、 土壌中に埋設される。
本発明の土壌灌注方法では、 可撓性で、 透水係数が 4 . 5 X 1 0— 7〜 1 . 5 X 1 0 _ 5 c m/ sである多孔質管 1を土壌中に埋設して用いる。
また、 本発明の土壌中への気体供給方法では、 可撓性で、 透水係数が 1 . O x 1 0— 8〜 1 . 0 x 1 0— 5 c mZ sである多孔質管 1を土壌中に埋設して用いる。
F I G . 1の土壌灌注用パイプを本発明の土壌灌注方法または土壌への気体供 給方法に用いた場合、 流体供給源 6から放出された流体は、 流体供給用管 5およ び流量調整弁 4を介して、 多孔質管 1の一端部 3から多孔質管 1中に導入され、 管壁 1 aの微細連続通孔 pを通って、 土壌中に供給される。
F I G . 2の土壌灌注用パイプを本発明の土壌灌注方法または土壌への気体供 給方法に用いた場合、 流体供給源 6から放出された流体は、 流量調整弁 4を介し て流体供給用管 5に導入され、 次に並列に配置された複数の多孔質管 1のそれそ れの一端部 3からそれそれの多孔質管 1に導入され、 管壁 1 aの微細連続通孔 p を通って、 土壌中に供給される。 F I G. 3の土壌灌注用パイプを本発明の土壌灌注方法または土壌への気体供 給方法に用いた場合、 流体供給源 6から放出された流体は、 流量調整弁 4を通つ たのち、 並列に配置された複数の多孔質管 1の両端部 2および 3に配された流体 供給用管 5に導入され、 次にこれら複数の多孔質管 1のそれそれの両端部 2およ び 3からそれそれの多孔質管 1に導入され、 管壁 1 aの微細連続通孔 pを通って、 土壌中に供給される。
供給することができる流体は、 液体、 気体いずれでもよい。 液体の例としては 灌漑水、 液体肥料などのほか、 土壌消毒剤や土壌殺線虫剤などの液体農薬を挙げ ることができる。 この液体は水、 水溶液、 有機液体、 乳液、 分散液のいずれでも よいが、 多孔質管 1の細孔 Pを閉塞するような固体浮遊物は予め除去しておくこ とが好ましい。 固体浮遊物が細孔 pを閉塞すると、 透水係数 Kは次第に低下する。 しかしこの場合でも、 多孔質管 1が可撓性であるから、 内圧を高めることによつ て透水係数 Kをある程度回復できる場合もある。
液体を土壌に供給する本発明の土壌灌注方法においては、 給水速度 0. 5 cm 3/s · πι以下、 圧力水頭 20m以下の給水条件で上記多孔質管 1を用いること が好ましい。 より好ましい給水速度は 0. 1 5 cmVs · m以下である。 この 給水条件で本発明の土壌灌注方法を実施する場合、 多孔質管 1の長さ Yは、 その 一端部から液体を供給する場合に 10 Om以内とすることが好ましい。 この給水 条件下で多孔質管 1の一端部 3または両端部 2， 3から液体を多孔質管 1中に導 入することにより、 土壌中の地表に比較的近い層に均一かつ広範囲に液体を供給 することができる。
この給水速度 0. S cn^Zs · m以下、 圧力水頭 20 m以下という条件は、 液体供給源 6と多孔質管 1との間に挿入された流量調整弁 4によって双方同時に 制御し設定することができる。 すなわち、 液体供給源 6の液圧が水頭 2 Omを越 えていても、 流量調整弁 4によって多孔質管 1に流入する液体の供給速度を 0. 5 cmVs · m以下に調節しておけば、 多孔質管 1における液体の流入量と滲 出量とが均衡するから、 管内圧力は水頭 2 Omを越えることがない。
給水条件が上記範囲の場合、 均一な給液を可能とする長さは透水係数と係わつ ており、 例えば透水係数が 1. 5 x 10— 6〜： 1. 5 X 10— 5 c m/sである多孔 質管 1の場合は長さを 3 O m程度までとすることが好ましい。 この場合、 均一な 給液を可能とする長さは短くなるが、 しかし比較的低い圧力で十分な給液ができ る点では有利となるから、 圃場の広さ、 形状に応じて選択すればよい。
供給流体は液体ばかりでなく、 気体であってもよい。 供給することができる気 体は、 空気、 酸素、 窒素、 炭酸ガスなどのほか、 高揮発性の土壌燻蒸剤、 例えば クロルビクリン、 メチルブロマイ ド、 また芳香族ハロゲン化合物などの燻蒸性殺 虫剤、 殺線虫剤、 殺菌剤などを挙げることができる。 特に、 圃場を十分に灌水す ると、 土壌中の酸素が排出されて酸素不足の状態になるので、 このとき灌水した 後で土壌灌注用パイプの供給源 6を空気に切り替えれば、 土壌中に十分な水と酸 素とを引き続いて供給することができて、 過湿による根腐れなどの病害を防止し、 作物の生育に好適な土壌環境を形成することができる。
気体の供給流量は 7 c m3/ s · m以下が好ましい。 気体の供給流量がこの範 囲にある場合、 気体が微細連続通孔を通過する通過抵抗と土壌中における気体の 拡散速度とがほぼ均衡し、 管の末端に至るまで、 均一な気体拡散を達成できる。 多孔質管 1の管壁 1 aを通して気体を透過させる場合、 その透気係数は透水係 数の数十倍に達する。 従って、 地上であれば気体は供給源 6近傍から直ちに漏出 して、 パイプの末端まで均一に移動されない。 しかし、 土壌中、 特に濡れた土壌 中にあっては、 土壌粒塊や水膜が通気抵抗となる。 従って、 この多孔質管 1を用 いて予め水をその周囲の土壌中に十分灌注しておけば、 水が土壌中に充満してい るから通気抵抗は増大し、 多孔質管 1の末端にまで均一な拡散が可能となるので、 5 0 m以内の全長にわたって均一な供給を行うことができるようになる。 従って 気体を供給する場合は、 予め多孔質管 1に通水し、 管壁 1 aの微細連続通孔 pを 濡らし、 かつ土壌中に水分を多く含ませておくことが好ましい。
上記の土壌中に埋設した多孔質管 1に、 その一端部 3または両端部 2， 3から 気体を導入することによって、 土壌中の地表に比較的近い層に均一かつ広範囲に 気体を供給することができる。
(試験例）
以下に試験例を示す。 (試験例 1〜 6 )
土壌灌注用パイプとして、 ゴム粉末 80重量部をポリエチレン 20重量部で結 合して成形した、 外径 13mm、 内径 9mmの、 種々異なる透水係数 Kを有する 多孔質管 1を作製し、 下記の条件で灌注性能試験を行った。
(試験条件）
F I G. 1に示すように、 多孔質管 1の一端部 2を封じ、 他の端部 3は流量調 整弁 4を介してポリ塩化ビニル製給水管 （流体供給用管 5) に接続し、 このポリ 塩化ビニル製給水管 5は水源 （供給源 6) に接続した。
この多孔質管 1の長さは、 地上設置の場合は 6 Omとし、 地中 3 O cmの深さ に埋設した場合は 10 Omとした。
水源 6として水道水を用いた。 この水圧は 2kgf Zcm2、 すなわち水頭 2 0 mであった。
流量は流量調整弁 4により調節して 0 · 1 67〜0. 333 cm3/s ' mに 設定した。
測定は運転開始 1週間後に行い、 流量調整弁 4との接続点を始点 （Om) とし て、 これより 1 Omおきに、 局部滲出量 （ cm3Zs · m) qと局部内圧 （水頭 cm) hとを測定した。
この測定結果を、 別に測定した透水係数 （初期値） K、 および設定流量 （cm 3/s · m) とともに表 1〜2に示す。
表 1
Figure imgf000016_0001
q ：局部滲出量 （cm3/s · πι) 。 h ：局部内圧 （水頭 cm) 表 2
Figure imgf000016_0002
q ：局部滲出量 （ cm3/s · m) 。 h ：局部内圧 （水頭 cm) 上記の結果から、 透水係数 Kが 4. 6 x l 0_7〜 l . 5 x 10— 5cm/sであ る試験例 1〜 6の土壌灌注用パイプは、 地上設置の場合は始点から遠ざかるに従 い局部滲出量 qおよび局部内圧 hが大幅に低下しているものの、 これを土壌中に 埋設するときは、 100mの長さにわたって始点からの距離に係わらず局部滲出 量 qおよび局部内圧 hの低下が僅かであることがわかる。 これは土壌中の土壌灌 注用パイプが、 始点から末端に至るまで、 均一な量の水を土壌中に拡散供給した ことを示している。
水のかわりに、 液体肥料、 土壌消毒剤液または土壌殺線虫剤液を用いた場合も、 同様な結果が得られた。
(試験例 7〜10)
内径が 9. 5mmである以外は上記試験例 1〜6と同様な多孔質管 1で、 透水 係数を変化せしめた土壌灌注用パイプを作製し、 下記の条件で気体拡散試験を行 つた。
(試験条件）
F I G. 1に示すように、 多孔質管 1の一端部 2を封じ、 他の端部 3は流量調 整弁 4を介してポリ塩化ビニル製通気管 （流体供給用管 5) に接続し、 この通気 管 5は気体源 （供給源 6) に接続した。
この多孔質管 1の長さは、 地上設置の場合、 および地中 30 cmの深さに埋設 した場合、 ともに 5 Omとした。
気体源 6として炭酸ガスボンベを用いた。 炭酸ガスの流量は流量調整弁 4によ り調節して 2. 2〜6. 6 cm3/s · mに設定した。
測定は運転開始 1週間後に行い、 流量調整弁 4との接続点を始点 （Om) とし て、 これより 5 mおきに、 局部透過量 （ cm3/s · m) qと局部内圧 （水頭 c m) hとを測定した。
この測定結果を、 別に測定した透水係数 （初期値） K、 および設定流量 （cm Vs . m) とともに表 3および表 4に示す。 表 3
Figure imgf000018_0001
q ：局部透過量 （ cm3 ^ · m) 。 h：局部内圧 （水頭 cm) 表 4
Figure imgf000018_0002
q ：局部透過量 （ cm3/s · m) 。 h：局部内圧 （水頭 cm) 表 3および表 4の結果から、 透水係数が 1. 0 x 10— 8〜 1. O x 10一5 cm /sである試験例 1〜4の多孔質管は、 地上設置の場合は始点から遠ざかるに従 い局部透過量 qおよび局部内圧 hが大幅に低下しているものの、 これを土壌中に 埋設するときは、 5 Omの長さにわたって始点からの距離に係わらず局部透過量 qおよび局部内圧 hの低下が僅かであることがわかる。 これは土壌中の多孔質管 が、 始点から末端に至るまで、 均一な量の炭酸ガスを土壌中に供給したことを示 している。
炭酸ガスのかわりに、 空気などを用いた場合も、 同様な結果が得られた。

Claims

請求の範囲
1. 透水係数が 1 x 10— 8〜： L · 5 X 10_5cm/sである可撓性多孔質管か らなる土壌灌注用パイブ。
2. 内径が 7〜 20 mmである請求の範囲第 1項記載の土壌灌注用パイプ。
3. 肉厚が 1. 5〜3 mmである請求の範囲第 1項記載の土壌灌注用パイプ。
4. 肉厚が 1. 5~ 3 mmである請求の範囲第 2項記載の土壌灌注用パイプ。
5. 可撓性で、 透水係数が 4. 5 x 10— 7~1. 5 X 10— 5cmZsである多 孔質管を土壌中に埋設し、 これを用いて、 圧力水頭 20m以下、 給水速度 0. 5 cmVs · πι以下の条件下で、 液体を土壌中に供給する工程を含む土壌灌注方 法。
6. 流量調整弁を用いて圧力水頭 20 m以下、 給水速度 0. 5 cm3/s - m 以下の条件とする請求の範囲第 5項記載の土壌灌注方法。
7. 上記液体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 100 m以内の多孔質管に、 その一端部から給液する請求の範囲第 5項記載の土壌灌注 方法。
8. 上記液体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 100 m以内の多孔質管に、 その一端部から給液する請求の範囲第 6項記載の土壌灌注 方法。
9. 上記液体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 200 m以内の多孔質管に、 その両端部から給液する請求の範囲第 5項記載の土壌灌注 方法。
10. 上記液体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 20 0m以内の多孔質管に、 その両端部から給液する請求の範囲第 6項記載の土壌灌 注方法。
1 1. 可撓性で、 透水係数が 1. O x 10-8〜： L . 0 X 10-5cmZsである 多孔質管を土壌中に埋設し、 これを用いて気体を土壌中に供給する工程を含む土 壌中への気体供給方法。
12. 上記気体を土壌中に供給する工程の前に、 多孔質管から水をその周囲の 土壌中に供給する工程を含む、 請求の範囲 1 1項記載の土壌中への気体供給方法。
13. 上記気体を土壌中に供給する工程において、 気体の供給流量を 7 cm3 /s · m以下とする請求の範囲第 1 1項記載の土壌中への気体供給方法。
14. 上記気体を土壌中に供給する工程において、 気体の供給流量を 7 cm3 /s · m以下とする請求の範囲第 1 2項記載の土壌中への気体供給方法。
15. 上記気体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 50 m以内の多孔質管に、 その一端部から気体を供給する請求の範囲第 1 1項記載の 土壌中への気体供給方法。
16. 上記気体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 50 m以内の多孔質管に、 その一端部から気体を供給する請求の範囲第 12項記載の 土壌中への気体供給方法。
17. 上記気体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 50 m以内の多孔質管に、 その一端部から気体を供給する請求の範囲第 13項記載の 土壌中への気体供給方法。
1 8 . 上記気体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 5 0 m以内の多孔質管に、 その一端部から気体を供給する請求の範囲第 1 4項記載の 土壌中への気体供給方法。
1 9 . 上記気体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 1 0 O m以内の多孔質管に、 その両端部から気体を供給する請求の範囲第 1 1項記載 の土壌中への気体供給方法。
2 0 . 上記気体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 1 0 O m以内の多孔質管に、 その両端部から気体を供給する請求の範囲第 1 2項記載 の土壌中への気体供給方法。
2 1 . 上記気体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 1 0 O m以内の多孔質管に、 その両端部から気体を供給する請求の範囲第 1 3項記載 の土壌中への気体供給方法。
2 2 . 上記気体を土壌中に供給する工程において、 長手方向の延長距離が 1 0 O m以内の多孔質管に、 その両端部から気体を供給する請求の範囲第 1 4項記載 の土壌中への気体供給方法。
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