JP2012205571A - 農地の水分管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】降雨状況を考慮した水分管理を行うことができる農地の水分管理システムを提供する。
【解決手段】傾斜畑Ａには、複数のカンキツ園地Ｂが設けられているとともに、カンキツ園地Ｂの水分管理システム１が設けられている。この水分管理システム１は、カンキツ園地Ｂの地中に複数の暗渠管２が埋設されており、各暗渠管２の両端には給水管および排水管４が接続されている。給水管には暗渠管２を通して地中に水を供給する給水手段が接続されている。また、カンキツ園地Ｂの地中には、暗渠管２が内部に配置されるように暗渠管２を下側から囲む防水部１０が埋設されている。さらに、暗渠管２と排水管４との間には、暗渠管２からの排水を調整可能に制限する排水規制管１２が接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、傾斜地に設けられたカンキツ園地等の農地の水分管理システムに関する。

従来より、カンキツ類の高品質化には適期の水管理が重要な要素となっている。農業用ハウスを用いた施設栽培では、降雨による灌水を制御することにより平場においても高品質なカンキツを生産できるようになった。

一方、傾斜を利用することで、カンキツ類樹木に水分ストレスを与えてカンキツ類の糖度を上げることが可能である。そのため、山間地では、平場よりも急傾斜地での栽培が高品質なカンキツを生産することができるといわれている。

温暖な気候で水はけの良好な土壌の西日本の中山間地域は、カンキツ類の栽培が盛んであり、主要な産地を形成している。特に、中山間地域の傾斜地を有する地域では、カンキツ類は有力な地域産物である。例えば、１９６０年代以降の果実需要の増加に伴い急傾斜地でも積極的に温州ミカン園として開園されてきた。

しかし、今日では、温州ミカンの価格低迷の影響などから、後継者が見あたらず廃園が多く発生している。カンキツ産地の活性化や中山間地域の傾斜地の有効利用のためにも、傾斜地の特徴を活かした新たな栽培方法の展開が求められる。

また、近年の消費者は、個々のカンキツに安定した高品質なものを求めており、従来のように自然任せでは高品質なカンキツを安定的に生産できない。

このように園主の高齢化や消費者の欲求に応えるために園地整備を行い、省力化や品質の安定を図りたいとの要望が強くある。しかし、従来の造成は、盛り土や切り土による園地整備と潅漑施設程度であり、カンキツ類樹木に十分な水分ストレスを与えているとは言えなかった。

そこで、最近ではマルドリ方式が提案されている（非特許文献１参照）。このマルドリ方式とは、周年マルチ（１年間を通して農地にマルチシートを被覆した状態）と、点滴灌水と、液肥施肥とを組み合わせたものである。

このマルドリ方式を使用することにより灌水の制御が可能になるので、従来よりもカンキツ類樹木に十分な水分ストレスを与えることができ、高品質なカンキツ類の生産が可能となっている。そのため、地域によってはブランド化を図り、差別化を図る一つの技術として普及を促進している。

森永邦久・島崎昌彦・草場新之助・星典宏著、「カンキツ生産の新しい技術 マルドリ方式−その技術と利用−」、独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 近畿中国四国農業研究センター、２００５年３月２５日

しかしながら、マルドリ方式は、寡雨時にマルチによってカンキツ類樹木が乾燥しすぎてしまい、カンキツ類樹木に水分ストレスを与えすぎてしまう。逆に、多雨時にはマルチをしていても地中に水が浸透してしまい、カンキツ類樹木に十分な水分ストレスを与えることができない。つまり、マルドリ方式では、降雨状況を考慮した水分管理を行うことができない。このため、マルドリ方式に代わる水分管理システムが要望されている。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、降雨状況を考慮した水分管理を行うことができる農地の水分管理システムを提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のような農地の水分管理システムを採用した。

本発明の農地の水分管理システムでは、
傾斜地に設けられた農地の水分管理システムにおいて、
前記農地の地中に埋設された暗渠管と、
前記暗渠管の両端に接続された給水管および排水管と、
前記給水管に接続されて前記暗渠管を通して前記農地の地中に水を供給する給水手段と、
前記暗渠管が内部に配置されるように前記暗渠管を下側から囲んで埋設された防水部と、
前記暗渠管と前記排水管との間に接続されて前記暗渠管からの排水を調整可能に制限する排水規制手段と
を備えることを特徴とする。

ここで、防水部の上側の地中に防根シートを埋設することが好ましい。

また、地中に暗渠管が複数埋設される場合には、給水管および排水管と、給水手段と、防水部と、排水規制手段とを備える水分管理ユニットを複数用いて、各水分管理ユニット間を、一方の水分管理ユニットの排水管と、他方の水分管理ユニットの給水手段とで接続することが好ましい。

本発明の農地の水分管理システムでは、傾斜地に設けられた農地の地中に暗渠管を埋設して暗渠管に給水管および排水管を接続し、給水管に給水手段を接続した。したがって、給水手段を駆動することにより灌水の制御が可能になるので、寡雨時であっても樹木に水分ストレスを与えすぎることがない。また、防水部が暗渠管を下側から囲むように配置されているので、多雨時には地中の余分な水分が暗渠管を通して排水管に流れ、樹木に十分な水分ストレスを与えることが可能になる。さらに、灌水時には地中方向への水の移動を防ぐので少量で灌水することが可能となる。また、防水部内には水が貯留されるので、降雨状況に応じて、排水規制手段により排水を調整することにより、貯留された水で地中の水分を調整することが可能になる。よって、本発明の農地の水分管理システムは、降雨状況を考慮した水分管理を行うことができる。

本発明の一実施の形態を示す傾斜畑の斜視図である 同実施の形態のカンキツ園地の水分管理システムの概略構成図である。 同実施の形態のカンキツ園地の断面図と排水規制手段の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を示す傾斜畑Ａの斜視図である。この傾斜畑Ａは帯区画整備がされている。具体的に説明すると、この傾斜畑Ａには、複数のカンキツ園地Ｂが等高線（図示せず）に沿って上下に間隔をあけて設けられている。また、各カンキツ園地Ｂは傾斜地に設けられており、各カンキツ園地Ｂには、複数のカンキツ類樹木Ｇが等高線に沿って並列して植えられている。

各カンキツ園地Ｂの間には作業道Ｃが設けられている。この作業道Ｃは、各カンキツ類樹木Ｇの栽培を行うために用いられる。また、これらのカンキツ園地Ｂの左右端には支援道路Ｄが上下に延設されている。この支援道路Ｄは、カンキツ園地Ｂ間の移動のために用いられる。

このようにして帯区画整備された傾斜畑Ａには、図２に示すように本発明のカンキツ園地Ｂの水分管理システム１が設けられている。この水分管理システム１は、上側水分管理ユニット１ａと、下側水分管理ユニット１ｂとを備えている。

上側水分管理ユニット１ａは、各カンキツ園地Ｂの地中に埋設された複数の暗渠管２と、複数の暗渠管２の右端および左端にそれぞれ接続された給水管３および排水管４と、給水管３に接続された給水手段５とを備えている。

給水手段５は、地中に供給する水を貯留するタンク５ａと、タンク５ａに接続管５ｃを介して接続された給水ポンプ５ｂとを備えている。タンク５ａは、カンキツ園地Ｂの作業道Ｃと支援道路Ｄの交わる角地に設置され、土あるいは断熱材で覆われている。

給水ポンプ５ｂは、給水管３に接続されている。この給水ポンプ５ｂは、タンク５ａ内の水を給水管３と複数の暗渠管２とを通して各カンキツ園地Ｂの地中に供給するものである。給水ポンプ５ｂの駆動には、例えば小型の太陽光発電装置が用いられる。なお、給水手段５の構成は、タンク５ａと給水ポンプ５ｂとの組み合わせに限定されない。

下側水分管理ユニット１ｂは、各カンキツ園地Ｂの地中に埋設された複数の暗渠管２と、複数の暗渠管２の左端および右端にそれぞれ接続された給水管３および排水管４と、給水管３に接続された給水手段５と、排水管４に接続されたタンク６とを備えている。

この下側水分管理ユニット１ｂの給水手段５は、上側水分管理ユニット１ａの給水手段５と同じものであるが、タンク５ａは上側水分管理ユニット１ａの排水管４に接続されている。また、給水ポンプ５ｂの駆動には、上側水分管理ユニット１ａの給水ポンプ５ｂと同様に、例えば小型の太陽光発電装置が用いられる。なお、この下側水分管理ユニット１ｂの給水手段５の構成は、タンク５ａと給水ポンプ５ｂとの組み合わせに限定されず、上側水分管理ユニット１ａの給水手段５と構成が異なっても良い。

図３は、カンキツ園地Ｂの断面図である。暗渠管２は既存のものが使用されており、暗渠管２の周面には多数の孔２ａが設けられている。暗渠管２の周囲には防水部１０が埋設されている。この防水部１０は、カンキツ園地Ｂと作業道Ｃとの境目Ｅから後方に向けて形成されている。なお、防水部１０は、防水機能を有するものであり、粘土層、固結した堆積岩層等の固い地盤、既存の防水シート等から構成され、これらを単独で使用する、あるいは複数組み合わせて使用する。

さらに、防水部１０は、暗渠管２が内部に配置されるように暗渠管２を下側から囲むように形成されている。これを具体的に説明すると、防水部１０は、カンキツ園地Ｂと作業道Ｃとの境目Ｅから下方へ延びる作業道側防水部１０ａと、作業道側防水部１０ａの下端からカンキツ園地Ｂに沿うように斜め上方に延びるカンキツ園地側防水部１０ｂとを備えている。

防水部１０の上側の地中には防根シート１１が埋設されている。この防根シート１１は、暗渠管２の孔２ａがカンキツ類樹木の根によって目詰まりするのを防止するものであり、既存のものが使用されている。また、この防根シート１１は、防水部１０の上側の地中において、カンキツ園地Ｂから地中に後方へ延びるようにして埋設されている。

また、図３に示すように、各暗渠管２と排水管４との間には、各暗渠管２からの排水を調整可能に制限する排水規制管（排水規制手段）１２がそれぞれ接続されている。

この排水規制管１２はＬ字状に形成されており、暗渠管２に接続された立ち上げ管１２１と、立ち上げ管１２１内に配置された移動管１２２とを備えている。立ち上げ管１２１はＬ字管状に形成されており、水平部分１２１ａの端が暗渠管２に接続されている。移動管１２２は直管状に形成されており、立ち上げ管１２１の垂直部分１２１ｂ内を最上位置Ｐ〜最下位置Ｑの範囲内で上下に移動可能に嵌合されている。なお、作業道側防水部１０ａの上端の高さ位置は、移動管１２２の最下位置Ｑと同じになるように設定されている。また、カンキツ園地側防水部１０ｂの上端の高さ位置は、移動管１２２の最上位置Ｐと同じになるように設定されている。

また、各排水管４は、排水規制管１２との接続部分がＬ字状に形成されている。これを具体的に説明すると、各排水管４は、立ち上げ管１２１の垂直部分１２１ｂを上側から囲む垂直管部４ａと、垂直管部４ａの下端に接続されて、立ち上げ管１２１の水平部分１２１ａの屈曲側を囲む水平管部４ｂとを備えている。垂直管部４ａは、移動管１２２が最上位置Ｐに位置したときに、移動管１２２の上端と、垂直管部４ａの内側上面との間に空間Ｓが形成されるように形成されている。

以上のように構成されているカンキツ園地Ｂの水分管理システム１において、次に、降雨状況に応じた水分制御について説明する。

寡雨や多雨でない時期は、上側水分管理ユニット１ａでは、地中の水分が各暗渠管２の多数の孔２ａから内部に入って排水管４に流れ、下側水分管理ユニット１ｂのタンク５ａ内に溜められる。また、必要であれば、上側水分管理ユニット１ａの給水ポンプ５ｂを駆動して、タンク５ａ内に溜められている水を給水管３と各暗渠管２とを通して各カンキツ園地Ｂの地中に供給する。以上のようにして上側のカンキツ園地Ｂの水分を制御する。

下側水分管理ユニット１ｂでは、地中の水分が各暗渠管２の多数の孔２ａから内部に入って排水管４に流れ、タンク６内に溜められる。また、必要であれば、下側水分管理ユニット１ｂの給水ポンプ５ｂを駆動して、タンク５ａ内に溜められている水を給水管３と各暗渠管２とを通して各カンキツ園地Ｂの地中に供給する。以上のようにして下側のカンキツ園地Ｂの水分を制御する。

なお、地中に供給する水の量、暗渠管２の孔２ａの数や大きさ等は、高品質なカンキツ類が生産できるようにカンキツ園地Ｂの広さや気候等を考慮した試験を予め行い、その試験結果に基づいて最適な数値が設定されている。

寡雨時には、上側水分管理ユニット１ａでは、給水ポンプ５ｂを駆動して、タンク５ａ内に溜められている水を給水管３と各暗渠管２とを通して各カンキツ園地Ｂの地中に供給し、上側の各カンキツ園地Ｂの水分を制御する。

また、下側水分管理ユニット１ｂでは、給水ポンプ５ｂを駆動して、タンク５ａ内に溜められている水を給水管３と各暗渠管２とを通して各カンキツ園地Ｂの地中に供給し、下側の各カンキツ園地Ｂの水分を制御する。

このように、本実施の形態の水分管理システム１では、２つの給水ポンプ５ｂを駆動することによって従来のマルドリ方式と同様に灌水の制御が可能になるため、寡雨時でもカンキツ園地Ｂが乾燥しすぎることがなく、カンキツ類樹木に水分ストレスを与えすぎることがない。

多雨時には、上側水分管理ユニット１ａでは、地中の余分な水分が各暗渠管２の孔２ａから内部に入って排水管４に流れ、タンク５ａ内に溜められる。また、各暗渠管２は防水部１０の内部に配置されているので、各暗渠管２の内部に入った水が下側の孔２ａから地中に浸透するのが抑えられる。したがって、地中の余分な水分は各暗渠管２を通して排水管４に流れるので、上側のカンキツ類樹木に十分な水分ストレスを与えることが可能になる。

また、下側水分管理ユニット１ｂでは、地中の余分な水分が各暗渠管２の孔２ａから内部に入って排水管４に流れ、タンク６内に溜められる。また、各暗渠管２は、上側水分管理ユニット１ａの各暗渠管２と同様に防水部１０内に配置されているので、各暗渠管２の内部に入った水が下側の孔２ａから地中に浸透するのが抑えられる。したがって、地中の余分な水分は各暗渠管２を通して排水管４に流れるので、下側のカンキツ類樹木に十分な水分ストレスを与えることが可能になる。

また、防水部１０は暗渠管２を下側から囲むように形成したので、防水部１０の内部には、給水管３からの水と、地中からの水とが貯留される。そして、排水規制管１２で排水を調整することにより、防水部１０の内部に貯留された水の量が調整される。これを具体的に説明する。移動管１２２の上端位置が、最上位置Ｐ〜最下位置Ｑの範囲内で設定されると、立ち上げ菅１２１内の水位は、設定された移動管１２２の上端位置と同じ位置に設定され、この水位に合わせて防水部１０の内部水位が設定される。

次に、降雨状況に伴う水分制御について説明する。移動管１２２の上端位置（防水部１０の内部水位）が予め設定され、この状態で降雨があると、移動管１２２または立ち上げ管１２１から水があふれて、あふれた水が排水管４に流れる。したがって、降雨状況（寡雨時、多雨時、それ以外の時期）に応じて移動管１２２の上端位置を予め設定しておくことで、防水部１０内の水の量、つまり地中の水分量を効率良く制御することが可能になる。

このように本実施の形態のカンキツ園地Ｂの水分管理システム１においては、降雨状況に応じてカンキツ園地Ｂへの給水とカンキツ園地Ｂからの排水とを行うことで、カンキツ類樹木Ｇに対する水分ストレスを容易に行うようにした。よって、本実施の形態のカンキツ園地Ｂの水分管理システム１は、降雨状況を考慮した水分管理を行うことができる。

また、本実施の形態の水分管理システム１では、各防水部１０の上側の地中に防根シート１１を埋設した。これにより、各暗渠管２がカンキツ類樹木Ｇの根で目詰まりするのが防止されるので、カンキツ園地Ｂの水分を効率良く制御することができる。また、この防根シート１１により、カンキツ類樹木Ｇの根が防水部１０内に侵入するのが抑えられる。したがって、防水部１０内に貯留されている水が、カンキツ類樹木Ｇの根で自由に吸い上げられてしまうのが抑えられるので、地中の水分管理を安定して行うことができる。

さらに、本実施の形態の水分管理システム１では、カンキツ園地Ｂの地中に暗渠管２が複数埋設される場合には、給水管３、排水管４、給水手段５、防水部１０、排水規制管１２、防根シート１１を備える水分管理ユニットを複数用いた。本実施の形態では、上側水分管理ユニット１ａと下側水分管理ユニット１ｂの２つである。そして、双方の水分管理ユニット１ａ，１ｂ間を、上側水分管理ユニット１ａの排水管４と、下側水分管理ユニット１ｂの給水手段５とで接続した。したがって、上側水分管理ユニット１ａから排出される水を下側水分管理ユニット１ｂにそのまま使用できるので、カンキツ園地Ｂの水分制御を効率良く、且つ経済的に行うことができる。

また、本実施の形態では、下側水分管理ユニット１ｂの排水管４から排出された水をタンク６に貯留するようにしたが、この排水管４を上側水分管理ユニット１ｂのタンク５ａに接続するようにしても良い。

また、この水分管理システム１を施工する場合には、帯区画整備と併せて行うことにより施工コストを抑えることができる。

以上、本発明にかかる実施の形態を例示したが、この実施の形態は本件発明の内容を限定するものではない。また、本件発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。

本実施の形態では、カンキツ園地Ｂに本発明を適用した場合について説明したが、他の農地、例えば果樹園地に本発明を適用した場合も、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、排水規制手段として、立ち上げ管１２１と移動管１２２とから構成される排水規制管１２を使用した。しかし、排水規制手段は、この排水規制管１２に限定されることはない。例えば各暗渠管２の両端に開閉弁を接続し、この開閉弁を操作することで排水を調整するようにしても良い。

以上説明したように本発明では、降雨状況を考慮した水分管理を行うことができる。したがって、本発明を、農地の水分管理システムの技術分野で十分に利用することができる。また、本発明を、作業性が低く重労働を伴って敬遠されがちな傾斜地でのカンキツ栽培に適用することにより高品質な果実生産を可能とし、特に中山間地域に適用することで、高品質な果実生産を最大限可能とすることができる。

１ 水分管理システム
１ａ 上側水分管理ユニット
１ｂ 下側水分管理ユニット
２ 暗渠管
３ 給水管
４ 排水管
５ 給水手段
１０ 防水部
１１ 防根シート
１２ 排水規制管（排水規制手段）
Ａ 傾斜畑（傾斜地）
Ｂ カンキツ園地（農地）

Claims (3)

1. 傾斜地に設けられた農地の水分管理システムにおいて、
   前記農地の地中に埋設された暗渠管と、
   前記暗渠管の両端に接続された給水管および排水管と、
   前記給水管に接続されて前記暗渠管を通して前記農地の地中に水を供給する給水手段と、
   前記暗渠管が内部に配置されるように前記暗渠管を下側から囲んで埋設された防水部と、
   前記暗渠管と前記排水管との間に接続されて前記暗渠管からの排水を調整可能に制限する排水規制手段と
   を備えることを特徴とする農地の水分管理システム。
2. 請求項１に記載の農地の水分管理システムにおいて、
   前記防水部の上側の地中に防根シートを埋設したことを特徴とする農地の水分管理システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の農地の水分管理システムにおいて、
   前記農地の地中に前記暗渠管が複数埋設される場合には、前記給水管および前記排水管と、前記給水手段と、前記防水部と、前記排水規制手段とを備える水分管理ユニットを複数用いて、各水分管理ユニット間を、一方の水分管理ユニットの排水管と、他方の水分管理ユニットの給水手段とで接続したことを特徴とする農地の水分管理システム。