ソーラーポンプを利用した低コスト日射制御型拍動自動潅水装置

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要約

水位が一定に達すると排水弁が開き高流速で点滴チューブへ配水できる構造を持つ拍動タンクに、ソーラーポンプで小流量の水を揚水することにより、水源に乏しい地域でも、20a程度の面積に対する日射量に応じた少量多頻度潅水が低コストで可能となる。

• キーワード:太陽光発電、低コスト、日射制御、点滴潅水
• 担当:近中四農研・特産作物部・栄養管理研究室
• 連絡先:電話0877-62-0800、電子メールwenarc-seika@naro.affrc.go.jp
• 区分:近畿中国四国農業・生産環境(土壌・土木・気象)、共通基盤・土壌肥料
• 分類:技術・参考

背景・ねらい

干ばつ時や水源に乏しい地域等では、少ない水を有効に利用する低コストな技術が求められている。また、環境負荷低減のためには排液 の少ない肥培管理法が必要である。従来の点滴潅水による少量多頻度潅水は作物の根域のみに潅水できることから節水に有効であるが、安価なタイマー制御では 雨天でも潅水が行われるため、過剰な潅水が行われる事になる。日射量に応じた潅水が可能となれば効率的な潅水が可能であるが、日射センサーによる潅水制御 装置は高価である。そこで、低コストで日射量に応じた潅水ができる装置を開発する事を目的に、低コスト日射制御型拍動自動潅水装置を開発する。

成果の内容・特徴

• 拍動タンクは、フロート(3)に接続したフロートバルブ(6)を内部に持ち、タンク内の水位上昇に伴ってフロート(3)が上昇すると、フロート弁(6)を引き上げて排水し、排水が終わるとフロート弁(6)が閉じて再び貯水が始まる構造を持ち、貯水と排水を繰り返して心臓機能に類似した機構で水を配管系に配水する(図1)。
• 直流ブラシレスポンプ(定格電圧12V、定格出力6W、定格揚水量8.5L/min、最大揚程3m)をソーラーパネルに接続し、太陽光発電で駆動させれば、晴天時には、10L/min程度の水を70cm高い位置に設置した拍動タンクへ貯水でき、最大で6m3/dayの水を潅水することが可能である。揚水速度は日射量に応じて変化する。潅水量は、拍動タンクと、ろ過槽へのバルブ(1)と(2)を調節することにより潅水面積や作物の生育ステージにあわせて調節することが可能である(図2)。
• 一回の潅水量は、200L拍動タンクを用いた場合、内筒の設定水位により70L∼130Lに調節することが可能であり(図1(2))、一日当たりの総潅水量は潅水回数によって調節される。日射量に応じて100mL/点滴口の潅水を一日2∼20回行う少量多頻度潅水が可能となる。
• 全農型ドレンベッド(幅45cm土層厚15cm)を用いた6000株/10aのトマト低段密植栽培では14.7t(年2作)の収穫が得られ、日射量に応じた少量多頻度潅水の効果で、排液量を給液量の3%以下にすることが可能である(図3)。
• 拍動タンクを高さ1.5mに設置し、点滴口間隔20cm、チューブ径10mmの重力潅水用点滴チューブを用いて均一な潅水を行うためには、主配管からの点滴チューブの延伸距離を20m程度にすることが適当であり、25m以上では均一性がやや失われる(図4)。

成果の活用面・留意点

• 拍動タンク内に肥効調節型肥料を投入することによって潅水同時施肥装置として利用できる。
• 市販の養液土耕装置に較べ低コストな装置である。

具体的データ

その他

• 研究課題名:拍動潅水装置の潅水特性試験
• 課題ID:06-04-04-01-04-05
• 予算区分:高度化事業
• 研究期間:2003∼2005年度
• 研究担当者:吉川弘恭、中尾誠司(畜産草地研)、渡邊修一
• 発表論文等:太陽の光で作物に水を与える -ソーラーポンプを利用した低コスト日射制御型灌水装置の試作-.吉川(山西)ら(2005)、農業および園芸、80(4):440-445