(57)【要約】【課題】長期間、継続的に蒸散する水蒸気量を評価して給水管理ができる植物の給水管理システムを提供する。【解決手段】植物の葉の気孔から放出される水蒸気の量を評価する評価手段と、この評価手段での検出結果に基づいて植物への給水を制御する給水制御手段とを備えた植物の給水管理システムにおいて、評価手段が、水蒸気をトラップする吸湿材(12)と、この吸湿材(12)の吸湿量を評価するセンサ(13)と、吸湿材(12)に乾燥させた空気を送って吸湿材(12)を乾燥させる乾燥手段とを有する【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の葉の気孔から放出される水蒸気の量を評価する評価手段と、
この評価手段での評価結果に基づいて植物への給水を制御する給水制御手段と
を備えた植物の給水管理システムにおいて、
前記評価手段は、
前記水蒸気をトラップする吸湿材と、
この吸湿材の吸湿量を評価するセンサと、
前記吸湿材に乾燥させた空気を送って前記吸湿材を乾燥させる乾燥手段と
を有する植物の給水管理システム。
【請求項２】
前記センサは、絶縁基板の上面に対向させて配置した２つの電極を有し、
前記吸湿材は、前記電極を被覆した状態で前記絶縁基板の上面に載設し、
前記乾燥手段は、
乾燥させた空気を送る送気部と、
この送気部に一方端を接続した送気管と、
この送気管の他方端が接続されて前記吸湿材に空気を案内するガイド壁と
を有する請求項１に記載の植物の給水管理システム。
【請求項３】
前記ガイド壁は、第１ガイド壁と第２ガイド壁と第３ガイド壁で構成し、前記絶縁基板の上面であって前記吸湿材の周囲に配置するとともに、
第１ガイド壁と第２ガイド壁との間を送気流路、
第１ガイド壁と第３ガイド壁との間を第１排気流路、
第２ガイド壁と第３ガイド壁との間を第２排気流路、
として、前記送気流路の一方端に前記送気管を接続している請求項２に記載の植物の給水管理システム。
【請求項４】
前記第１排気流路と前記第２排気流路は、前記吸湿材側の端部から他方側の端部に向けて幅寸法を漸次縮小させている請求項３に記載の植物の給水管理システム。
【請求項５】
前記第１ガイド壁と、前記第２ガイド壁と、前記第３ガイド壁の上面に前記葉に粘着させるための粘着シートを装着している請求項３または請求項４に記載の植物の給水管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の給水管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
果樹の栽培において、果実生育期の樹体の水分状態は、樹種や品種による差異はあるが、果実の品質に大きく関わっていることが知られている。特に、ウンシュウミカンでは、夏季から秋季の樹体の水分状態が糖度の向上に大きく関わっていることが明らかにされている。
【０００３】
通常、樹体の水分状態は、葉の巻きやしおれの程度、葉色の低下、旧葉の落葉、果実の肥大速度や硬さ等から、間接的に推定しており、経験に依るところが大きかった。
【０００４】
そこで、本発明者らは、葉の気孔からの蒸散を利用して樹体の水分状態を評価できるのではないかと考え、塩化コバルトを含浸させた濾紙の変色の程度から蒸散する水蒸気量を評価して、樹体の水分状態を把握可能とする計測シートを開発した（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
さらに、色変化から蒸散する水蒸気量を計測する計測シートではなく、対向電極を用いて蒸散する水蒸気量を精度良く評価可能とした計測装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４８１７１７６号公報
【特許文献２】特開２００９−１１５６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蒸散する水蒸気量を計測する既存の計測装置では、葉から蒸散した水蒸気を濾紙等の吸湿材料でトラップして、この吸湿材料の吸湿状態に起因する電気特性を対向電極で構成されたセンサで計測することで蒸散する水蒸気量を評価しているため、計測のたびに吸湿材料を交換する必要があった。
【０００８】
そのため、長期間、継続的に蒸散する水蒸気量を評価することが困難であり、大規模化が困難となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明の植物の給水管理システムでは、植物の葉の気孔から放出される水蒸気の量を評価する評価手段と、この評価手段での検出結果に基づいて植物への給水を制御する給水制御手段とを備えた植物の給水管理システムにおいて、評価手段が、水蒸気をトラップする吸湿材と、この吸湿材の吸湿量を評価するセンサと、吸湿材に乾燥させた空気を送って吸湿材を乾燥させる乾燥手段とを有することとした。
【００１０】
さらに、本発明の植物の給水管理システムでは、以下の点にも特徴を有するものである。
（１）センサは、絶縁基板の上面に対向させて配置した２つの電極を有し、吸湿材は、電極を被覆した状態で前記絶縁基板の上面に載設し、乾燥手段は、乾燥させた空気を送る送気部と、この送気部に一方端を接続した送気管と、この送気管の他方端が接続されて吸湿材に空気を案内するガイド壁とを有すること。
（２）ガイド壁は、第１ガイド壁と第２ガイド壁と第３ガイド壁で構成し、絶縁基板の上面であって吸湿材の周囲に配置するとともに、第１ガイド壁と第２ガイド壁との間を送気流路、第１ガイド壁と第３ガイド壁との間を第１排気流路、第２ガイド壁と第３ガイド壁との間を第２排気流路として、送気流路の一方端に送気管を接続していること。
（３）第１排気流路と第２排気流路は、吸湿材側の端部から他方側の端部に向けて幅寸法を漸次縮小させていること。
（４）第１ガイド壁と、第２ガイド壁と、第３ガイド壁の上面に葉に粘着させるための粘着シートを装着していること。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、吸湿材を乾燥させる乾燥手段を設けたことで、長期間、継続的に水蒸気量を計測することが可能となり、適切な給水管理を大規模でも確実に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る植物の給水管理システムの説明図である。
【図２】本発明に係る植物の給水管理システムのセンサ部の説明図である。
【図３】本発明に係る植物の給水管理システムのセンサ部の説明図である。
【図４】本発明に係る植物の給水管理システムの本体部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の植物の給水管理システムでは、植物の葉の気孔から蒸散される水蒸気の量に基づいて樹体の水分状態を評価して、植物への給水を管理するものであり、植物の葉の気孔から放出される水蒸気の量を評価する評価手段と、この評価手段での検出結果に基づいて植物への給水を制御する給水制御手段とを備えているものである。
【００１４】
図面を用いて具体的に説明する。図１に示すように、本発明の植物の給水管理システムでは、植物Ｐに吸水するための給水配管Ｈを設けている圃場で使用されるものである。給水配管Ｈの中途部には開閉弁Ｖを設けており、この開閉弁Ｖを開閉制御することで、植物Ｐへの給水と給水の停止を切替制御可能としている。
【００１５】
植物の葉の気孔から放出される水蒸気の量を評価する評価手段は、図１に示すように、葉の裏面に貼り付けて使用するセンサ部10であって、後述するように葉の気孔から放出される水蒸気の量に応じた信号を出力することとしている。
【００１６】
評価手段での評価結果に基づいて植物への給水を制御する給水制御手段は、図１に示すように、センサ部10と適宜の配線11を介して接続した本体部20であって、本実施形態では、本体部20は無線通信によって開閉弁Ｖと接続状態となっており、本体部20が出力した制御信号に基づいて開閉弁Ｖを開閉制御することとしている。
【００１７】
本実施形態では、本体部20は所定のスタンド21の上部に設置することで、地面から所定の高さに配置して、開閉弁Ｖと安定な通信を可能としている。また、スタンド21には、高さを調整自在とした支持アーム22を着脱自在に装着しており、この支持アーム22で本体部20とセンサ部10とを接続している配線11を支持することで、センサ部10が装着された葉に、余計な荷重が作用することを防止している。配線11は、図４に示すように、後述する信号配線11aと送気管11bとで構成している。
【００１８】
以下において、センサ部10について詳説する。センサ部は、図２及び図３に示すように、植物の葉の気孔から放出された水蒸気をトラップする吸湿材12と、この吸湿材12の吸湿量を評価するセンサ13とを備えている。
【００１９】
センサ13は、図２に示すように、絶縁基板14の上面に対向させて配置した２つの櫛歯状電極13a,13bで構成しており、櫛歯状電極13a,13bの間の静電容量を検出することで、吸湿材12にトラップされた水蒸気の量を評価している。具体的には、一方の櫛歯状電極13aに、所定の交流信号で構成した信号を入力して、他方の櫛歯状電極13bから出力された交流信号の周波数を検出しており、本実施形態では、この周波数を周期に換算して水蒸気量を評価している。
【００２０】
櫛歯状電極13a,13bは、絶縁基板14に設けたビアを介して絶縁基板14の裏面に設けた引き出し配線と接続して、図４に示すように信号配線11aを介して本体部20に接続している。
【００２１】
吸湿材12は、平面視矩形状にカットした濾紙を用いている。吸湿材12の大きさは、絶縁基板14の上面のセンサ13を被覆する大きさとする必要があり、本実施形態では、センサ13が配置されている感応エリア13cと同じ大きさとすることで、櫛歯状電極13a,13bを被覆した状態として絶縁基板14の上面に載設している。
【００２２】
さらに本発明では、吸湿材12とセンサ13を備えたセンサ部10に、吸湿材12に乾燥させた空気を送って吸湿材12を乾燥させる乾燥手段も設けている。
【００２３】
乾燥手段は、後述する本体部20に設けた送気部23と、この送気部23に一方端を接続した送気管11bと、この送気管11bの他方端が接続されて吸湿材12に空気を案内するガイド壁15とを有している。
【００２４】
特に、ガイド壁15は、図２及び図４に示すように、第１ガイド壁15aと第２ガイド壁15bと第３ガイド壁15cの３つで構成し、絶縁基板14の上面であって吸湿材12の周囲に配置することで、吸湿材12を取り囲んでいる。
【００２５】
さらに、図２及び図４に示すように、第１ガイド壁15aと第２ガイド壁15bとは所定の間隔を隔てて配置しており、第１ガイド壁15aと第２ガイド壁15bとの間を送気流路16としている。送気流路16は、送気流路16の延伸方向に沿った延長線が吸湿材12の中心を通るように配置している。
【００２６】
また、第１ガイド壁15aと第３ガイド壁15cとも所定の間隔を隔てて配置しており、第１ガイド壁15aと第３ガイド壁15cとの間を第１排気流路17aとしている。第１排気流路17aも、第１排気流路17aの延伸方向に沿った延長線が吸湿材12の中心を通るように配置している。
【００２７】
さらに、第２ガイド壁15bと第３ガイド壁15cとも所定の間隔を隔てて配置しており、第２ガイド壁15bと第３ガイド壁15cとの間を第２排気流路17bとしている。第２排気流路17bも、第２排気流路17bの延伸方向に沿った延長線が吸湿材12の中心を通るように配置している。
【００２８】
すなわち、送気流路16と第１排気流路17aと第２排気流路17bとは、第１排気流路17aと第２排気流路17bとが同一直線上となっていて、吸湿材12を交点とするＴ字状の流路を形成している。
【００２９】
送気流路16の一方端には送気管11bを接続していることで、送気流路16には送気部23から空気が送給され、送気流路16に送給された空気は、吸湿材12を通過して第１排気流路17aまたは第２排気流路17bを通って排出される。
【００３０】
このように、吸湿材12は、送気部23から供給された空気が通過することで乾燥されて、リセット状態とすることができる。
【００３１】
第１排気流路17aと第２排気流路17bとは、図２及び図４に示すように、吸湿材12側の端部から他方側の端部に向けて幅寸法を漸次縮小させている。このように、第１排気流路17aと第２排気流路17bは、吸湿材12側では間口の広い流路としていることで、送気流路16から吸湿材12に送られた空気を、吸湿材12において停留させることなく速やかに第１排気流路17aまたは第２排気流路17bに流れ去らすことができるので、吸湿材12の速やかな乾燥を促すことができる。
【００３２】
さらに、第１排気流路17aと第２排気流路17bは、下流側に向けて流路径を絞って排出口径を小さくすることで、排出口側からの水分の浸入を防止でき、気孔から放出された水蒸気以外の影響を受けにくくすることができる。
【００３３】
図２〜４に示すように、第１ガイド壁15aと第２ガイド壁15bと第３ガイド壁15cの上面には、センサ部10を葉に粘着させるための粘着シート18を装着しており、センサ部10を容易に葉に着脱可能としている。
【００３４】
図４に示すように、送気部23は、本実施形態では本体部20に設けている。送気部23は、本体部20の制御装置24からの駆動信号に基づいて回転駆動するファン（図示せず）と、シリカゲルを収容した乾燥室（図示せず）とを有し、ファンを回転駆動させることで生じさせた気流を乾燥室に送り、この乾燥室を通過することで乾燥した空気を送気管11bから送り出している。
【００３５】
制御装置24は、中央演算装置やメモリ等で構成した電子回路であって、信号配線11aを介してセンサ部10から入力された信号に基づいて植物の葉の気孔から蒸散される水蒸気の量を評価して、植物の水分状態を評価し、必要に応じて開閉弁Ｖの制御信号を出力している。
【００３６】
また、制御装置24は、センサ部10からの信号の入力を受け付ける前に、送気部23のファンを所定時間駆動させる駆動信号を出力して、吸湿材12を乾燥状態とし、その後、所定時間が経過した後に、センサ部10からの信号の入力を受け付けている。
【００３７】
このように、本発明の植物の給水管理システムでは、吸湿材12を乾燥させてから評価を行うことで、吸湿材12の取替作業が不要であり、長期間、継続的に蒸散する水蒸気量を評価可能であって、自動的に適正な水遣りを実施できる。
【符号の説明】
【００３８】
10  センサ部
11  配線
11a 信号配線
11b 送気管
12  吸湿材
13  センサ
13a 櫛歯状電極
13b 櫛歯状電極
14  絶縁基板
15  ガイド壁
15a 第１ガイド壁
15b 第２ガイド壁
15c 第３ガイド壁
16  送気流路
17a 第１排気流路
17b 第２排気流路
18  粘着シート
20  本体部
21  スタンド
22  支持アーム
23  送気部
24  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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