JP2003106954A - 土壌状態測定システムの測定部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土壌の表層の塩分に影響されること無く土壌
状態を計測する土壌状態測定システムの測定部を提供す
ることを課題としている。 【解決手段】 測定位置の土壌を採取して土壌の状態を
土壌に対して接触又は非接触で検出する検出器１９側に
供給する採土具１７の前方に、圃場における採土具１７
によって採取される位置の表層の土壌を、採土具１７の
採土作業前に削り取り、採取範囲外に排出せめる排土具
２１を、測定部１側に取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は土壌測定システム
の測定部に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来圃場
内における土壌の窒素濃度やＥＣ等の養分の状態（土壌
状態）を地図状に表現し、圃場内の土壌状態のばらつき
のデータを得て、このデータに基づき圃場状態を均一化
すべく施肥量の変更等を行ない、当該圃場における収穫
を向上させる農業手法（精密農法）が知られている。こ
のため農家等が上記精密農法を取り入れるためには、圃
場状態を測定する測定システムが必要であった。

【０００３】そして上記測定システムとして、トラクタ
等の作業車両に搭載することができる専用のものが知ら
れており、該測定システムにおいては測定部が耕耘装置
側に取り付けられる。そして通常は耕耘装置を圃場内に
下降させることによって測定部を圃場内に挿入して土壌
の測定を行う。しかし土壌の表層は一般的に塩分濃度が
高く、この土壌表層の影響を受けて養分の検出を正確に
行うことができず、この結果測定結果の誤差が大きいと
いう欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の土壌測定システムの測定部は、圃場の土壌と
接触して土壌の状態を検出する測定部１を備え、該測定
部１が、土壌の状態を土壌に対して接触又は非接触で検
出する検出器１９と、圃場における測定位置の土壌を採
取して検出器１９側に供給する採土具１７とを有し、上
記測定部１による検出結果に基づいて圃場の土壌状態を
測定する土壌状態測定システムにおいて、上記採土具１
７の前方に、圃場における採土具１７によって採取され
る位置の表層の土壌を、採土具１７の採土作業前に削り
取り、採取範囲外に排出せめる排土具２１を、測定部１
側に取り付けて設けたことを第１の特徴としている。

【０００５】また採土具１７側が、予め設定された一定
時間土壌を採取して検出器１９側に採取した土壌を供給
し、且つ上記採取時間経過後は一定時間検出器１９への
土壌の供給を停止する間欠供給手段を備えることを第２
の特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１，図２は圃場の土壌状態（窒
素濃度やＥＣ等の養分）を測定する土壌測定システムを
搭載したトラクタの耕耘装置２に取り付けられた測定部
１の側面図及び平面図である。なお上記土壌測定システ
ムは、従来公知のように、圃場に下降させることによっ
て土壌状態を検出する測定部１と、該測定部１による検
出データから土壌の状態を分析する分析部と、測定結果
を表示する表示部と、システムを操作する操作部等から
構成されている。

【０００７】これにより上記トラクタは、耕耘装置２を
耕耘可能に圃場に下降させることによって、上記土壌状
態を検出する測定部１を圃場の測定個所に挿入し、この
圃場の測定個所の土壌状態を検出測定し、測定結果を運
転席に設けられた表示部に表示することが可能となって
いる。

【０００８】上記耕耘装置２は従来同様トラクタの後方
に昇降自在に連結され、爪軸３に耕耘爪４が取り付けら
れたロータリ６によって構成されている。そして該ロー
タリ６は、上方が耕耘装置２のフレーム７側に固定状態
で取り付けられたロータリメインカバー８によって覆わ
れており、また後方側がメインカバー８の後端に上下揺
動自在に支持されたリヤカバー９によって覆われてい
る。

【０００９】そして耕耘装置２を下降させてロータリ６
を圃場の所定の深さ（耕耘深さ）に挿入するとともにロ
ータリ６を回転させ、トラクタを走行させることによっ
て、トラクタの走行に伴ってロータリ６が圃場を耕耘
し、ロータリ６による耕耘土をリヤカバー９が均平し、
すなわち所定の耕耘深さでの耕耘作業が行われる。

【００１０】上記メインカバー８の右端側には上記測定
部１の取り付け用のブラケット１１が左右一対に設けら
れており、各ブラケット１１には測定部１の杆状のメイ
ンフレーム１２が上下揺動自在に軸支されている。なお
ブラケット１１にはメインフレーム１２が概ね水平より
下方に揺動しないようにメインフレーム１２の揺動を規
制するストッパ１５が取り付けられている。

【００１１】そして上記左右のメインフレーム１２の先
端は横フレーム１３により連結され、該横フレーム１３
の左右略中央からは、下方に縦フレーム１４が突設され
ている。さらに縦フレーム１４からは後方に向かって支
持フレーム１６が突設され、以上のように測定部１のフ
レームが構成されている。

【００１２】一方上記支持フレーム１６の後端側には、
圃場の土壌を採取する採土具１７が上下揺動自在に軸支
されており、該採土具１７の後端側と縦フレーム１４と
の間には油圧シリンダ１８が介設されている。すなわち
採土具１７は油圧シリンダ１８の伸縮により前端側が上
下に揺動駆動せしめられ、前端側の下方への揺動により
前端側が土壌内に挿入され、前端側の上方への揺動によ
り前端側が土壌の外に出されることによって、前端側で
圃場の土壌を削り取り採土具１７の上面に掬い上げて土
壌の採取を行うように構成されている。

【００１３】そして上記採土具１７の上面側には土壌と
の接触により土壌状態を検出する検出器であるセンサ１
９が取り付けられており、採土具１７の上面に掬い上げ
られる土壌とセンサ１９とが接触することによって、こ
の採土具１７によって採取された土壌の状態を検出する
ことができる構造となっている。なおセンサ１９は土壌
に対して非接触で土壌の状態を検出する構造のものであ
っても良い。

【００１４】一方採土具１７の真前方には、圃場の表層
の土壌を削り取る排土具２１が縦フレーム１４側に取り
付けられて設けられている。そして排土具２１は削り取
った土壌を採土具１７が採取しないように左右に排出
（排土）する。なお該排土具２１は側面視において楔状
をなし、鋭角な先端が前方を向き、圃場面に対して挿入
角度ａを有するように取り付けられている。

【００１５】また排土具２１は縦フレーム１４にブラケ
ット２２を介して上下スライド自在に取り付けられてお
り、圃場面に対する高さ調節を行うことができる。測定
部１は以上のように構成されており、耕耘装置２と一体
的にトラクタに対して上下昇降せしめられる。

【００１６】そして土壌状態の測定を行う場合は、まず
耕耘装置２を下降させ、測定部１を耕耘装置２と一体的
に下降させる。このとき耕耘装置２の下降時にメインフ
レーム１２が上方に揺動して測定部１が上方に逃げるた
め、ロータリ６は測定部１が妨げとなること無く、設定
された耕耘深さで耕耘を行うように圃場内に挿入され
る。

【００１７】ただし排土具２１は上記形状をなしている
ため、先端はある程度圃場面に挿入される。すなわち耕
耘装置２を下降させることによって、ロータリ６が耕耘
深さに応じて圃場に挿入されると共に、測定部１が上方
に揺動して逃げながら排土具２１の先端が圃場に挿入さ
れる。

【００１８】そして次に上記のように耕耘装置２を下降
させた後、ロータリ６の回転状態でトラクタを走行させ
ることによって、ロータリ６が圃場を耕耘するが、耕耘
前の圃場内に、トラクタの走行に伴って排土具２１が圃
場内に突っ込まれ所定の作業深さにまで挿入される。こ
れにより排土具２１が圃場の表層を排土する。

【００１９】一方排土具２１が上記所定の作業深さに達
すると、土壌測定システム側の機能によって、油圧シリ
ンダ１８が自動的に作動せしめられ、採土具１７が下方
に揺動せしめられて土壌状態の検出が開始され、採土具
１７は先端を土壌内に挿入することによって圃場におけ
る排土された部分の土壌を上記のように掬いセンサ１９
側に供給する。これによってセンサ１９が土壌状態を検
出し、分析部側に検出結果を送る。

【００２０】なお排土具２１が作業深さに達するとメイ
ンフレーム１２がストッパ１５に規制されてほぼ水平状
態になる。このためストッパ１５側にはメインフレーム
１２がほぼ水平になったことを検知するセンサ２０が設
けられており、すなわち該センサ２０によって排土具２
１が作業深さに達したことを検出することができ、これ
によって上記のように土壌状態の検出が開始されるよう
に構成されている。

【００２１】このとき採土具１７は、測定システム側の
間欠供給手段によって揺動が制御され、上記間欠供給手
段による油圧シリンダ１８の自動駆動によって、予め決
められた所定時間圃場内に挿入されて採土具１７の上面
側に土壌を供給し、この挿入時間を経過すると挿入が解
除（上方に揺動）されて採土具１７の上面への土壌の供
給が停止される。

【００２２】すなわち採土具１７は圃場への挿入が間欠
的に行われ、一旦挿入が解除されると、その後再度圃場
に挿入されるまでの所定時間採土具１７の上面には新た
な土壌は供給されず、このためセンサ１９は、所定の供
給された土壌を土壌供給の停止時間中安定して測定する
こととなり、より正確な検出結果を出力することができ
る。

【００２３】また採土具１７が排土具２１の真後ろに位
置するため、採土具１７は、測定値に悪影響をおよぼす
表層の塩分濃度の高い領域が排土された土壌を測定する
こととなり、圃場の養分濃度を正しく測定することがで
きる。そして採土具１７の前方に排出具２１があるた
め、走行しながら連続的に排土が行われ、連続的に排土
された圃場の土壌の計測をセンサ１９は比較的正確に行
うことができる。

【００２４】なお前述のように排土具２１が圃場内の所
定深さに位置するまで、採土具１７は土壌に挿入され無
いため、土壌の表層部分の悪影響をほぼ受けること無く
土壌状態の検出を行うことができ、より正確な土壌状態
の測定を行うことができる。また土壌状態の検出は採土
具１７の上面側のセンサ１９によって行うため、センサ
１９は圃場内に位置せず、圃場内の石等によってセンサ
１９が破損される等の不都合が防止される。

【００２５】一方左右の支持フレーム１６を連結する補
助フレーム２３には緩衝材２４が取り付けられている。
そして該緩衝材２４は採土具１７の上方への揺動によっ
て採土具１７の上面側の土壌をセンサ１９に押圧し、こ
れによって測定される土壌がセンサ１９に密着せしめら
れ、土壌の測定はさらに正確に行われる。なおセンサ１
９の前方側には土壌の落下防止具２７が設けられてお
り、測定される土壌の落下が防止されている。

【００２６】また支持フレーム１６側には下向きにエア
ノズル２６が取り付けられており、採土具１７の上面側
の土壌の測定が終了すると、エアノズル２６からエアが
噴出せしめられ、該エアによって採土具１７上の土壌を
吹き飛ばし、次回供給される土壌の測定時に古い土壌が
残ら無いように構成されている。このため次回の土壌の
測定の精度が向上する。なお採土具１７からの土壌の排
出は、吹き飛ばしではなく土壌を吸引するようにしても
良い。この場合は土壌を周辺に散らす不都合が防止され
る。

【００２７】一方耕耘装置２に畝立て成形機を取り付け
たトラクタの場合、該畝成形機によって成形された畝又
は成形中の畝の溝部分を測定する位置に測定部１を配置
しても良い。これによっても表層の土壌を排除して一定
の深さの範囲の土壌を測定することができ、塩分濃度の
高い表層の土壌の悪影響を受けること無く養分濃度等を
正確に測定することができる。また測定部１が畝の溝部
を測定するため、畝が損傷せず、畝の再成形も不要とな
る。

【００２８】このとき上記トラクタに施肥装置を取り付
け、肥料を畝の内部にのみ施肥するように構成しても良
い。これにより測定部１が施肥を行った肥料の影響を受
けず、正確な測定と施肥を行うことができる他、施肥と
土壌状態の測定が同時に行われ、作業効率が高くなるだ
けでなく、測定結果に応じた施肥を行うことも容易にで
きる。

【００２９】また上記トラクタにおいて、畝立て成形機
前方の土を揚土し、該土を畝立て成形機の後方に敷設さ
れるマルチフィルムの押えとして使用する場合は、揚土
する土壌を測定部１によって測定するようにしても良
い。このとき揚土される土は同時工程又は別工程のいず
れの場合であっても耕耘した土であるため、表層の土壌
の塩分等の影響を受けずに土壌の状態を正確に測定する
ことができる。

【００３０】さらに畝成形に関わらない土壌を測定する
ため、測定が畝の成形に影響を及ぼすことは無い。そし
て追肥や土壌改良が困難なマルチ後の土壌に対して、マ
ルチ前に土壌状態を測定して施肥等を土壌状態に応じて
行うことができるため、当該圃場における収穫効率を向
上させることができる。また前述の採土具を不要とする
ことができる。

【００３１】一方中耕培土器を連結したトラクタにおい
ては中耕培土器の後方に測定部１を配置し、畝の溝部を
測定するように構成しても良い。この場合は中耕培土器
によって表層の土壌が排土されるため、表層の土壌の塩
分濃度の悪影響を受けること無く測定部１によって正確
に土壌の状態を測定することができ、また中耕培土作業
と同時に土壌の状態測定測定作業を行うことができ、作
業効率が向上する。

【００３２】そして上記中耕培土器を連結したトラクタ
に施肥装置を設け、畝の斜面に施肥を行うように構成す
ることによって、中耕培土するとともに畝の溝部の土壌
状態を測定するため、該測定結果に従って施肥量を調節
することができる。このため中耕培土作業，土壌状態測
定作業，施肥作業が同時に効果的に行われ、作業効率が
向上し、過不足無く肥料を施肥することができ、害虫発
生や作物の品質低下，成育不良，食味不良等を防止する
ことができ、環境への悪影響も防止することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように構成される本発明の構造に
よると、採土具の採土作業前に、排土具が、圃場の採土
具によって採取される位置の表層の土壌を、採取範囲外
に排出するため、採土具は測定値に悪影響をおよぼす、
表層の塩分濃度の高い領域が排土された土壌を測定する
こととなり、土壌の窒素濃度や養分濃度等の状態を正し
く測定することができると言う効果がある。

【００３４】また採土具側が間欠供給手段を備えること
によって、土壌の供給が停止されている時間は、検出器
に新たな土壌が供給され無いため、測定中の土壌の状態
測定精度が向上し、正確な測定を行うことができるた
め、測定結果が正確になるという利点があり、さらに土
壌供給の停止時間を測定時間に割り当てることができる
ため、土壌測定システムをトラクタ等に搭載して、トラ
クタを比較的高速で走行させて土壌状態を測定すること
ができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの耕耘装置に取り付けた状態の土壌測
定システムの測定部の側面図である。

【図２】トラクタの耕耘装置に取り付けた状態の土壌測
定システムの測定部の平面図である。

【符号の説明】

１ 測定部 １７ 採土具 １９ センサ（検出器） ２１ 排土具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圃場の土壌と接触して土壌の状態を検出
   する測定部（１）を備え、該測定部（１）が、土壌の状
   態を土壌に対して接触又は非接触で検出する検出器（１
   ９）と、圃場における測定位置の土壌を採取して検出器
   （１９）側に供給する採土具（１７）とを有し、上記測
   定部（１）による検出結果に基づいて圃場の土壌状態を
   測定する土壌状態測定システムにおいて、上記採土具
   （１７）の前方に、圃場における採土具（１７）によっ
   て採取される位置の表層の土壌を、採土具（１７）の採
   土作業前に削り取り、採取範囲外に排出せめる排土具
   （２１）を、測定部（１）側に取り付けて設けた土壌測
   定システムの測定部。
2. 【請求項２】 採土具（１７）側が、予め設定された一
   定時間土壌を採取して検出器（１９）側に採取した土壌
   を供給し、且つ上記採取時間経過後は一定時間検出器
   （１９）への土壌の供給を停止する間欠供給手段を備え
   る請求項１の土壌状態測定システムの測定部。