JP3140001B2 - 土壌改良装置およびその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、農耕地等において心土
耕を行なって耕盤を破砕し、農作物等の根の心土への侵
入や、疎水材による通気性や透水性，保水性等を改善す
るための作業を簡単かつ確実に行なうことができる土壌
改良装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通気性や透水性，保水性等の土壌物性が
低下した、特に、重粘土壌等の水田の改善や、あるい
は、これらの水田を畑圃場に転換する際には、これらの
土壌の耕盤層を破壊し、更に、心土を膨軟にすることが
必要であった。

【０００３】従来、この作業にあって、例えば、地中に
作溝体を進行させて暗渠を形成し、その崩壊を防止しな
がら排水性を長く保持するために、この暗渠内へ籾殻を
充填させる装置が提供されている（特公昭５８−５３１
２７号公報参照）。

【０００４】あるいは、機枠の進行により支持刃体が土
を縦切りして心土破砕体が心土を破砕し、これと同時
に、繰り出される透水性テープによって形成する透水性
パイプ内に籾殻を充填しつつ、該透水性パイプを埋入す
ることで、土中の排水等を良好にさせる装置が知られて
いる（特公昭５７−４７７１号公報参照）。

【０００５】しかし、前者の構成は、地中に形成された
暗渠内のみへ管路のように籾殻が充填されるものである
ため、作土の耕作にあって、トラクタ等の大型機械を用
いたとき、その踏圧や代かき等によって心土における暗
渠が短期間に固結，閉塞されて、暗渠能力を失ってしま
う。

【０００６】更に、この心土に設けられた籾殻暗渠は、
作土へはもちろんのこと、その下層に位置する鋤床層へ
の連係が全くないため、作土と心土との通気や通水性は
得られないので、良好な土壌物性を発揮させることがで
きない。

【０００７】また、後者の構成は、土中に形成された暗
渠内へ透水性パイプに包まれた籾殻が充填されているの
で、前者の構成に比べて暗渠の耐久性が向上されるもの
であるが、透水性パイプに籾殻が設けられているから、
通気や通水のための十分な量の籾殻を充填することがで
きない。

【０００８】更に、このタイプの構成も、前者同様に、
暗渠に対して、作土へはもちろんのこと、その下層に位
置する鋤床層への連係が全くないため、作土と心土との
通気や通水性は得られないので、良好な土壌物性を発揮
させることができない。等の様々な問題点を有するもの
であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した問
題点を解決するためにされたもので、走行手段の一側と
枠体とに牽引手段を取り付け、該枠体の下側へ土壌にお
ける心土層を前記走行手段の作動により切開して縦溝を
形成させる破砕体を設けて、この破砕体へ沿わせて前記
縦溝の底部へ敷設する排水管の供給手段と、前記縦溝へ
疎水材を充填する充填手段を設けることにより、農耕地
等において、心土耕を行なって耕盤を破砕し、農作物等
の根の心土層への侵入や、疎水材による通気性や透水
性，保水性等を改善するための作業を簡単かつ確実に行
なうことができる土壌改良装置およびその方法を提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、走行手段と、この走行手段の一
側に取り付けた牽引手段と、この牽引手段へ取り付けた
枠体と、該枠体の下側へ設けて土壌における心土層を前
記走行手段の作動により切開して縦溝を形成させる破砕
体と、この破砕体へ沿わせて設け前記縦溝の底部へ敷設
する排水管の供給手段と、前記縦溝へ疎水材を充填する
充填手段とを備えさせ、前記破砕体は、枠体より垂下さ
せて後方へ及ぶにしたがって両側へ広がる断面＜型状の
土切り部材と、この土切り部材の下端部に設けた縦溝に
おける排水管埋設路を形成させる掘進部材と、前記土切
り体の後側に設けて前記排水管と前記疎水材とを一緒に
収容する供給路とからなり、前記土切り体の供給路は、
前記土壌表面から前記排水管埋設路まで一連状の空間に
形成され、その後側部を前記疎水材が流出し得るように
開放させてあって、この供給路の下側には、前記供給手
段により送られて該供給路内に収容した前記排水管を前
記排水管埋設路へ導くガイド体を設けた土壌改良装置の
構成にある。

【００１１】また、牽引手段は、走行手段へ固着する取
付体と、この取付体と枠体とへ回動自在に連結した一対
のリンク体と、一端を前記一対のリンク体に軸支し、他
端を第一中間リンク体の一端に軸支した作動体と、前記
第一中間リンク体の他端へその一端を軸支し、他端を前
記取付体へ軸支した第二中間リンク体と、基部を前記取
付体へ取り付け、作用部を前記第二中間リンク体に接続
して前記枠体を上げ下げさせる昇降手段と、前記作動体
に設けて破砕体の挿入深さを調整する調整手段と、前記
一対のリンク体の一方に設けて前記枠体の傾斜角度を変
更させる操作手段とを備えさせた土壌改良装置の構成に
ある。

【００１２】そして、破砕体を所定深さに貫入させて走
行手段により前記破砕体を牽引させつつ、前記破砕体の
土切り部材と掘進部材による切開と地盤の押し広げによ
って地中に所定深さと幅の縦溝および排水管埋設路を形
成して、前記走行手段により前記破砕体を進行させなが
ら該破砕体の供給路内へ取り込んだ排水管を、前記縦溝
底部の 前記排水管埋設路へ導いて連続した排水管を敷設
し、同時に、この排水管の周りから略地上までの高さの
全面において、前記縦溝内へ前記破砕体の供給路に収容
された疎水材を該破砕体が移動する間に充填させて、地
中の縦溝内に該疎水材による前記排水管への導水・導気
路を形成させた後、前記縦溝の上部開口部を作土により
被覆させた土壌改良方法にある。

【００１３】

【実施例】次に、本発明に関する土壌改良装置およびそ
の方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。図１，
図５および図６においてＡは土壌改良装置で、農地等の
土壌に対して、通気性や透水性，保水性等の物性の改善
を施すものであって、走行手段１と、牽引手段２と、枠
体３と、破砕体４と、供給手段５と、充填手段６とによ
り基本的に構成される。

【００１４】そして、前記した走行手段１は、後記する
枠体３に取り付けた破砕体４等を所定速度で牽引させた
り、作業場所へ移動させたりするもので、慣用のブルド
ーザーやトラクタ，掘削機等の重機や産業用大型車、あ
るいはこれらに類した車両などが用いられるものであっ
て、既存の車両や、本発明実施例用に製作されたもので
ある。

【００１５】前記した牽引手段２は、走行手段１に取り
付けて、後記する枠体３を連結するものであって、図１
および図３に示すように、取付体７と、一対のリンク体
８，９と、作動体１０と、第二中間リンク体１１と、昇
降手段１２と、調整手段１３と、操作手段１４とからな
る。

【００１６】このうち、取付体７は、走行手段の一側
（進行方向における後側が好ましい）へ固着してある。

【００１７】一対のリンク体８，９は、取付体７と枠体
３とへ軸１５，１６により回動自在に連結してあって、
軸１５により連結した枠体３が上下方向へ平行に移動で
きるようにしてある。

【００１８】作動体１０は、一端を一対のリンク体８，
９のうちの一方のリンク体８へ軸１７により接続してあ
って、他端を後記する第二リンク体１１へ軸支した第一
中間リンク体１８の一端へ軸１９により接続してある。

【００１９】前記した第二中間リンク体１１は、第一中
間リンク体１８の他端へその一端を取付ピン２０により
接続し、他端を取付体７へ軸２１により接続してある。

【００２０】昇降手段１２は、基部を取付体７へ軸２２
により取り付け、作用部、すなわち外端部を第二中間リ
ンク体１１へ軸２３によりに接続して枠体３を上げ下げ
させるもので、油圧等の流体シリンダを用いる。

【００２１】調整手段１３は、作動体１０に設けて破砕
体４の地中への挿入深さを調整するもので、油圧等の流
体シリンダを用いるものであって、そのロッドの伸縮作
動よりリンク体８，９が揺動して、図５（ｂ），（ｃ）
に示すように、破砕体４（後記する掘進部材）の走行手
段１に対する高さが変化する。

【００２２】操作手段１４は、一対のリンク体８，９に
おける一方のリンク体９に設けて、枠体３の傾斜角度を
変更させるもので、図５（ａ），（ｄ）に示すように、
そのロッドの伸縮作動よりリンク体９の長さが変化し
て、軸１６を中心として枠体３が、すなわち、破砕体４
が回動して運搬時と作業時の破砕体４の位置（高さ）を
変化させる。

【００２３】前記した枠体３は、牽引手段２へ取り付け
てあって、後記する破砕体４，供給手段５および充填手
段６を支承している。

【００２４】前記した破砕体４は、該枠体３の下側へ設
けて土壌における心土を走行手段１の作動により切開し
て縦溝２４を形成させるもので、枠体３より垂下させて
後方へ及ぶにしたがって両側へ広がる断面＜型状の土切
り部材２５と、この土切り部材２５の下端部に設けた縦
溝２４における排水管２７の埋設路２４ａを形成させる
掘進部材２６とからなる。

【００２５】なお、土切り部材２５は、その後側に溝壁
押え２８，２８をそれぞれ延設してあるもので、土壌に
圧密を与えて縦溝２４の崩落を防止させると共に、この
溝壁押え２８，２８内に排水管２７および後記する疎水
材３３の供給路２９を形成させる。

【００２６】この排水管２７は、可撓性を有する合成樹
脂等により長尺で、所定径に、例えば、５０φ〜１００
φ程度に形成してあって、その周部には通気や通水性が
良好となる通孔３０を多数穿設してある。

【００２７】また、掘進部材２６は、先端部が尖鋭とな
る砲弾状に形成してあって、埋設路２４ａの掘進た地盤
の押し広げを容易となるように設けてある。

【００２８】前記した排水管２７の供給手段５は、この
破砕体４へ沿わせて設け、形成された縦溝２４の底部に
おける埋設路２４ａへ排水管２７を敷設するもので、図
２に示すように、枠体３に、あるいは、図１において仮
想線で示すように、走行手段１に付設したステップ１ａ
を介して設けてあり、排水管２７を所定長さに巻き付け
たリール体３１と、破砕体４における掘進部材２６の付
近に設けて、このリール体３１の回転によって、該リー
ル体３１から繰り出される排水管２７を、縦溝２４にお
ける排水管埋設路２４ａに導くガイド体３２とからなる
ものであって、溝壁押え２８，２８内の供給路２９を通
ってガイド体３２を経て掘進部材２６の後部に繰り出さ
れる。なお、排水管２７を巻き付けたリール体３１は、
枠体３か走行手段１へスペアーを設けておけば、該リー
ル体３１の付け替えに際して作業性が向上する。

【００２９】前記した充填手段６は、縦溝２４へ疎水材
３３を充填するもので、枠体３に取り付けて底部の送り
込み口３４を破砕体４の土切り部材２５に対応させた疎
水材３３の収容体３５と、破砕体４の土切り部材２５の
後側に設けて、送り込み口３４からの疎水材３３を縦溝
２４内へ案内するシュート体２８ａと、送り込み口３４
に設けてシュート体２８ａを流動する疎水材３３の供給
を制御する仕切体３６と、送り込み口３４の付近に配設
した疎水材３３の送り手段３７とからなる。

【００３０】このうち、収容体３５は、比較的大容量の
疎水材３３が収容できるように大きく、かつ、下方ヘ向
かうにしたがってつぼまる漏斗状に形成してあって、そ
の適所に、疎水材３３の残量が確認できる窓３８を設け
てある。

【００３１】また、シュート体２８ａは、前記した土切
り部材２５の後側に延設した溝壁押え２８，２８から更
に後方に張り出してあって、所定の必要量の疎水材３３
が保持されるように構成される。

【００３２】なお、この疎水材３３は、通気や通水性の
良好な籾殻やロックウール等の素材が用いられる。

【００３３】仕切体３６は、進退自在の堰板状に形成し
て、シュート体２８ａを流動する疎水材３３の供給の停
止と移送および疎水材３３の充填高さを調整するもの
で、流体シリンダ等の開閉部材３９により自動的に制御
させるものであるが、この操作は手動でも行なえる。

【００３４】送り手段３７は、収容体３５内の疎水材３
３を円滑に、送り込み口３４およびシュート体２８ａへ
送り込むもので、スクリューコンベア等が用いられるも
のであって、収容体３５内に設けた第一送り部材４０
と、送り込み口３４に対設させた第二送り部材４１とか
らなる。

【００３５】なお、この第一送り部材４０は、上下二段
に配設してあって、収容体３５における送り込み口３４
へ向かって疎水材３３が集まるようにその左右の羽根の
向きを変えてある。

【００３６】なお、図１，図２および図６において４２
は、破砕体４の地中貫入深さを調整する高さ位置検出手
段で、レーザ受光体４３とレーザ発光体４４とからなる
もので、収容体３５の適所にレーザ受光体４３を取り付
け、工作する土壌４５に隣接する適所にレーザ発光体４
４を設置して、破砕体４の走行手段１６が走行する地表
に高さ変化を生ずると、あらかじめ設定した基準値を外
れたとき、レーザ受光体４３の受光信号に基づいて調整
手段１３を作動することで、枠体３が上下し、それに伴
って、破砕体４が土壌４５に貫入する高さ位置を常に一
定にさせることができる。

【００３７】また、図１または図３において４６は、収
容体３５内に突設させた疎水材３３のほぐし部材で、ト
ンパック等の包装体３３ａに収納された疎水材３３を、
収容体３５へ移し替える際の該疎水材３３のほぐれを良
好にさせて、円滑に収容できるようにするもので、包装
体３３ａの下側部に係合あるい挿入することができるよ
うに、図１に示すように、パイプ等により形成された円
環状か、図３に示すように、山型に形成してある。

【００３８】なお、供給手段５や充填手段６には、図２
に示すように、所定の振幅や振動強度等が得られる振動
発生手段５０を付設することもあるもので、疎水材３３
の流動や充填の促進がなされる。

【００３９】前記のように構成される本発明実施例の土
壌改良装置Ａおよびその方法は、以下に述べる作用を奏
する。土壌４５に埋設された排水暗渠が老朽化等により
排水能力が低下したとき、あるいは、水田から畑に農地
転換するときは、まず、排水管２７に敷設状態をあらか
じめ設計された位置に基づいて土壌改良装置Ａを、図５
（ｄ）に示すように、破砕体４を地上から所定高さに持
ち上げた状態で、図５（ａ）および図６に示すように、
当該土壌４５へ搬入する。

【００４０】また、高さ位置検出手段４２におけるレー
ザ発光体４４を該土壌４５の近隣に設置し、レーザ光線
を発信すると、略水平で横方向に幅広い光が収容体３５
のレーザ受信体４３に対して照射される。

【００４１】この状態で、昇降手段１２を操作して枠体
３を降下させ、その破砕体４を土壌中へ貫入させると、
高さ位置検出手段４２におけるレーザ受信体４３がレー
ザ発光体４３のレーザ光線を設定した位置において受信
したとき、昇降手段１２の作動が停止し、破砕体４が土
壌中において所定の深さ位置において位置決めされるも
のであって、例えば、図５（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、その貫入深さは４００ｍｍ〜８００ｍｍに設定され
る。

【００４２】そして、供給手段５と充填手段６とを作動
開始状態にセットし、排水管２７の始端部を土壌４５に
おける排水口４７へ連結する。

【００４３】また、走行手段１を駆動させて枠体３、す
なわち破砕体４を牽引すると、該破砕体４の土切り体２
５と掘進部材２６とが地中を推進して、所定幅、例えば
６０ｍｍ〜１００ｍｍの幅で、深さ４００ｍｍ〜８００
ｍｍの縦溝２４を形成するもので、この縦溝２４は、土
壌４５における作土層４５ａと心土層４５ｂとを溝幅で
破壊し、心土層４５ｂを膨軟にする。

【００４４】更に、走行手段１の移動と同時に、排水管
２７が供給手段５により、縦溝２４の底部である埋設路
２４ａへ順次敷設される。

【００４５】また、収容体３５の疎水材３３は、送り手
段３７により送り込み口３４から充填手段６におけるシ
ュート体２８ａに流動し、落下しつつ、前記敷設された
排水管２７の周りおよび縦溝２４の幅並びに高さ方向の
全体に対して、図７に示すように、疎水材３３が万遍な
く充填されるもので、この疎水材３３が作土層４５ａと
心土層４５ｂとを接続し、一連の通気・通水等の導通層
を形成するものであって、これらの作業が、一連の連続
業態で行なわれ、従事する作業者は、少人数により行な
えるものであり、しかも、敷設中、作業者は、枠体３側
に搭載することがないので安全に行なえる。

【００４６】なお、作土層４５ａは、農作物の作付けに
際して耕うんされるため、疎水材３３を充填しないこと
もあり、この場合、必要に応じて、開閉部材３９の操作
により仕切体３６を上下方向へ移動させ、シュート体２
８ａに対してその先端位置を調整する。

【００４７】これにより、縦溝２４における疎水材３３
の充填高さが、図７に示すように、一定の高さの非充填
部４８が成形されるもので、この非充填部４８は、土壌
の利用状態にもよるが、１００ｍｍ〜３００ｍｍ程度が
設けられる。

【００４８】こうして、土壌４５における一通りの排水
管２７および疎水材３３が設けられれば、図６に示すよ
うに、この敷設位置と略直交する方向へ、再び、排水管
２７および疎水材３３を複数条埋設するものであり、こ
れら多数の排水管２７は、それぞれ排水口４７へ向かっ
て傾斜する勾配をもって敷設されていることが好まし
い。

【００４９】なお、略直交する二部材による排水管２
７，２７は、両者の交点部において既敷設の排水管２７
を一端切断し、三方の取付口を有する接続管４９をそれ
ぞれの端部に嵌着して連結する。

【００５０】そして、敷設の終了した箇所は、その非充
填部４８に対して作土を被せるもので、これにより、心
土層４５ｂが排水性や通気性が不良であっても、作土層
４５ａや心土層４５ｂに停滞しようとする水分は、縦溝
２４にあってその層の高さ方向のどの位置からも、疎水
材３３である導通層へ導かれて落下し、縦溝２４の底部
に敷設された排水管２７の通孔３０を経て該排水管２７
内へ流入し、終端部の排水口４７へと流れ出る。

【００５１】また、心土層４５ｂに停滞する水分は、作
土層４５ａの乾燥度合いに応じて、縦溝２４にあってそ
の層の高さ方向のどの位置からも流出して、その水分補
給が行なわれる等の相互交流がなされる。

【００５２】更に、心土層４５ｂに対して、疎水材３３
である導通層を介して、縦溝２４にあって、その層の高
さ方向のどの位置からも通気が行なわれ、土中の微生物
の活性化や作物の根の育成を良好とさせる。

【００５３】

【発明の効果】前述のように構成される本発明は、土壌
中へ排水管の敷設と疎水材の充填とが連続作業に行なえ
るため、短時間に大面積の土壌改良を行なうことがで
き、その作業に関わる作業者数も可及的に少なくて済む
ため省人化が図れる。

【００５４】土壌中に設けられた疎水材の層は、作土層
と心土層とを縦方向へ跨るように、かつ、長さ方向へ連
続して形成されるため、作土層と心土層との通気や通水
性が大幅に向上し、また、敷設された排水管への排水効
果も良好となり、作物の活発で健全な育成に大きく貢献
できるものであり、その耐久寿命も大幅な延長が期待で
きる。等の格別な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する土壌改良方法を採用した土壌改
良装置の一実施例を示す概略的な側面図である。

【図２】図１における要部を示す概略的な平面図であ
る。

【図３】図２における一部を破断して示す側面図であ
る。

【図４】図１における破砕体の横断平面図である。

【図５】図１における装置の各作動状態例を示す説明図
である。

【図６】図１における装置の施工状態を示す平面的な説
明図である。

【図７】図１における装置により施工された土壌の断面
図である。

【符号の説明】

１ 走行手段 ２ 牽引手段 ３ 枠体 ４ 破砕体 ５ 供給手段 ６ 充填手段 ７ 取付体 ８，９ リンク体 １０ 作動体 １１ 第二中間リンク体 １２ 昇降手段 １３ 調整手段 １４ 操作手段 １８ 第一リンク体 ２４ 縦溝 ２４ａ 排水管埋設路 ２５ 土切り部材 ２６ 掘進部材 ２８ａ シュート体 ３１ リール体 ３２ ガイド体 ３３ 疎水材 ３４ 送り込み口 ３５ 収容体 ３６ 仕切体 ４５ 土壌 ４５ａ 心土層

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行手段と、この走行手段の一側に取り
   付けた牽引手段と、この牽引手段へ取り付けた枠体と、
   該枠体の下側へ設けて土壌における心土層を前記走行手
   段の作動により切開して縦溝を形成させる破砕体と、こ
   の破砕体へ沿わせて設け前記縦溝の底部へ敷設する排水
   管の供給手段と、前記縦溝へ疎水材を充填する充填手段
   とを備えさせ、 前記破砕体は、枠体より垂下させて後方へ及ぶにしたが
   って両側へ広がる断面＜型状の土切り部材と、この土切
   り部材の下端部に設けた縦溝における排水管埋設路を形
   成させる掘進部材と、前記土切り体の後側に設けて前記
   排水管と前記疎水材とを一緒に収容する供給路とからな
   り、 前記土切り体の供給路は、前記土壌表面から前記排水管
   埋設路まで一連状の空間に形成され、その後側部を前記
   疎水材が流出し得るように開放させてあって、 この供給路の下側には、前記供給手段により送られて該
   供給路内に収容した前記排水管を前記排水管埋設路へ導
   くガイド体を設けた ことを特徴とする土壌改良装置。
2. 【請求項２】 牽引手段は、走行手段へ固着する取付体
   と、この取付体と枠体とへ回動自在に連結した一対のリ
   ンク体と、一端を前記一対のリンク体に軸支し、他端を
   第一中間リンク体の一端に軸支した作動体と、前記第一
   中間リンク体の他端へその一端を軸支し、他端を前記取
   付体へ軸支した第二中間リンク体と、基部を前記取付体
   へ取り付け、作用部を前記第二中間リンク体に接続して
   前記枠体を上げ下げさせる昇降手段と、前記作動体に設
   けて破砕体の挿入深さを調整する調整手段と、前記一対
   のリンク体の一方に設けて前記枠体の傾斜角度を変更さ
   せる操作手段とを備えさせたことを特徴とする請求項１
   記載の土壌改良装置。
3. 【請求項３】 破砕体を所定深さに貫入させて走行手段
   により前記破砕体を牽引させつつ、前記破砕体の土切り
   部材と掘進部材による切開と地盤の押し広げによって地
   中に所定深さと幅の縦溝および排水管埋設路を形成し
   て、前記走行手段により前記破砕体を進行させながら該
   破砕体の供給路内へ取り込んだ排水管を 、前記縦溝底部
   の前記排水管埋設路へ導いて連続した排水管を敷設し、
   同時に、この排水管の周りから略地上までの高さの全面
   において、前記縦溝内へ前記破砕体の供給路に収容され
   た疎水材を該破砕体が移動する間に充填させて、地中の
   縦溝内に該疎水材による前記排水管への導水・導気路を
   形成させた後、前記縦溝の上部開口部を作土により被覆
   させたことを特徴とする土壌改良方法。