養液栽培における微少排液の連続測定法とそれに基づく給液制御法
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要約
開発した手法は、栽培ベッドからの微少な排液量を連続測定可能で、作物の吸水量を連続的に算出できる。排液量の連続測定に基づく給液制御により、日射や作物の生育に応じた給液の自動調節が可能であり、養水分の利用効率の高い給液を実現できる。
- キーワード:排液、吸水量、連続測定、給液制御
- 担当:野菜茶研・果菜研究部・栽培システム研究室
- 連絡先:電話0596-72-1166、電子メールton@affrc.go.jp
- 区分:野菜茶業・野菜栽培生理
- 分類:技術・参考
背景・ねらい
養液栽培における給液制御には、タイマーや日射比例方式が用いられるが、環境条件や作物の生育・吸水機能の変化などに応じて、手動により適宜修正する必要がある。そこで、作物に対して適量の培養液を、生育期間を通じて、養水分の利用効率が高く、完全自動で供給する給液法を開発する。
成果の内容・特徴
- 電子天秤と排液補助具(転倒マス式)を用いた微少排液測定装置により、流量センサでは測定不可能な微少で断続的な排液を、高精度で連続測定できる(図1)。また、排液量と供給量の差として、吸水量を連続的に算出できる。
- 微少排液を連続測定することにより、(1)排液速度を一定に維持するように給液する排液フィードバック制御や、(2)吸水量と日射量との関係式を逐次算出して次の段階の給液量を決定する吸水回帰制御(図2)などの精密な給液制御が可能となる。
- 排液フィードバック制御によりキュウリを栽培すると、日射の変化だけでなく、植物の生長や吸水機能の変化にも対応して自動的に供給量が調節される(図3)。
- 吸水回帰制御においても、給液量は作物の生長や吸水機能の変化に応じて自動的に決定される。これによりキュウリを栽培すると、日射比例制御に比べて日中の排液量を少なくできる(図4)。供給量に対する排液量の割合(排液率)が同程度になるような設定では、キュウリの収量は吸水回帰制御の方が日射比例に比べて著しく多い(表1)。
成果の活用面・留意点
- 栽培試験は、吸水されなかった余剰な培養液がベッド内に滞留せず、すぐに排出される噴霧耕方式で行っている。ロックウール栽培等では、培地内の滞留が多く、排液がでるまでに時間がかかるため、時間差などを考慮した設定が必要となる。
- 吸水回帰制御による実験結果は、日射と吸水との関係式を一次回帰式とし、回帰式算出期間を前日1日とした場合のものである。
具体的データ
その他
- 研究課題名:養液栽培における日射・排液量等のフィードバック制御による養水分管理技術の開発
- 予算区分:交付金
- 研究期間:2000～2002年度
- 研究担当者:東出忠桐、島地英夫、濱本 浩、高市益行、渡邉慎一、中野有加、川嶋浩樹
- 発表論文等:1) 東出ら(2002)特願2002-23061
2) Higashide et al. (2002) Acta Hort. 588, 39-42.