(57)【要約】【課題】圃場等において土壌中のアンモニア態窒素含有量の測定結果より該アンモニア態窒素の残存日数（硝酸態窒素に変化する日数）を予測演算し、前記測定結果と演算結果に基づいて、欠乏する土壌成分を分析し、該欠乏する成分を有する肥料を施肥することが課題である。【解決手段】土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置２２を搭載する作業車両１００であって、圃場の単位面積あたりにおける、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベース１０を有し、該データベース１０とアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、圃場に欠乏する土壌成分を各測定部位ごとに算出し、表示する。【選択図】図１
2008209314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置を搭載する作業車両であって、圃場の単位面積あたりにおける、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベースを有し、該データベースとアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、圃場に欠乏する土壌成分を各測定部位ごとに算出し、表示することを特徴とする、作業車両。
【請求項２】
土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置を搭載する作業車両であって、圃場の単位面積あたりにおける、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベースを有し、該データベースとアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、圃場に欠乏する土壌成分を各測定部位ごとに算出し、同時に欠乏する肥料の施肥作業を行うことを特徴とする、作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圃場等において効果的な肥料の施肥作業をおこなう作業車両についての技術に関する。より詳しくは、土壌中のアンモニア態窒素含有量の測定結果から該アンモニア態窒素の減少度合いを演算し、前記測定結果と演算結果に基づいて、欠乏する土壌成分を分析し、該欠乏する土壌成分を有する肥料を施肥する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、農作物を栽培する圃場等においては成長を促進し、収穫量が増加するように施肥作業が行われている。すなわち、農作物の成長には窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の元素が必要であり、自然状態と異なって同じ土壌で繰り返し農作物を栽培する圃場等では該農作物の吸収により、これら元素が不足するため、補給する必要がある。
前記元素のうち窒素、リン、カリウムは肥料の三要素とも呼ばれ、農作物の成長を助長し、開花結実、または、根の発育等に関して特に重要なものであり、施肥作業により大量に農作物に与える傾向にある。
【０００３】
ここで、図９に示すように、窒素は亜硝酸菌、硝酸菌等による微生物４３の作用により、アンモニア態窒素４４、亜硝酸態窒素４５、硝酸態窒素４６へと順次性状を変化させていく。つまり、与えられる肥料としては有機肥料４１、無機肥料４２があり、施肥すると有機肥料４１はアンモニア態窒素４４に、また、無機肥料４２は硝酸態窒素４６にそれぞれ土壌中のバクテリア（菌）により変化する。
アンモニア態窒素４４は土壌中に吸収、保持され易い性状を持つが栄養分としての利用範囲は限定され、イネやブルーベリー等の一部を除いて一般の農作物には吸収されにくい。また、大量の摂取はアンモニアガスの発生や悪臭を放つため、環境汚染に繋がる。
一方、硝酸態窒素４６は土壌に吸収、保持されにくく、地下水や河川等により流亡しやすいが、多くの農作物に吸収され栄養源として利用される。しかし、前記アンモニア態窒素４４と同じく、河川等による大量の流亡は硝酸汚染を招くため、適確な施肥量の管理が必要となる。
【０００４】
このように、窒素は土壌中でバクテリアにより性状を変化させ、有毒なアンモニアガスを発生させたり、自身を有害物質に変化させたりするため、施肥量の管理が必要となる。この施肥量の管理において、最適な施肥計画の情報を提供するシステムとして「特許文献１」が公知となっている。
【特許文献１】特開２００３−３０７５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記「特許文献１」によれば、土壌中のアンモニア態窒素や硝酸態窒素における濃度を測定し、該測定結果をもとに土壌中の窒素濃度分布を演算し、該窒素濃度分布の積分による計算結果から土壌中の窒素量を求め、該窒素量の目標値に対する過不足量を表示するため、前記システムの利用者は測定対象とする土壌の状態を定量的に把握することができ、能率的な施肥計画を実施することができる。
しかし、前記システムでは現状の土壌の状態を把握することは可能であっても、将来における土壌の状態を予測するまでには及ばない。また、採取した土壌の位置は分からないため、平均した値の肥料を散布するので、濃度にバラツキがあった。
そこで、本発明においては、圃場等において土壌中のアンモニア態窒素含有量の測定結果より該アンモニア態窒素の残存日数（硝酸態窒素に変化する日数）を予測演算し、前記測定結果と演算結果に基づいて、欠乏する土壌成分を分析し、該欠乏する成分を有する肥料を施肥することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置を搭載する作業車両であって、圃場の単位面積あたりにおける、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベースを有し、該データベースとアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、圃場に欠乏する土壌成分を各測定部位ごとに算出し、表示するものである。
【０００８】
請求項２においては、土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置を搭載する作業車両であって、圃場の単位面積あたりにおける、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベースを有し、該データベースとアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、圃場に欠乏する土壌成分を各測定部位ごとに算出し、同時に欠乏する肥料の施肥作業を行うものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１０】
請求項１においては、土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置を搭載する作業車両であって、圃場の単位面積あたりにおける、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベースを有し、該データベースとアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、圃場に欠乏する土壌成分を各測定部位ごとに算出し、表示することにより、作業者は特段の専門的知識等を要する必要も無く、容易に土壌中の欠乏する有効元素成分量を把握することが可能であり、適切な施肥作業をおこなうことができる。
【００１１】
請求項２においては、土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置を搭載する作業車両であって、圃場の単位面積あたりにおける、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベースを有し、該データベースとアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、圃場に欠乏する土壌成分を各測定部位ごとに算出し、同時に欠乏する肥料の施肥作業を行うことにより、土壌診断を行いながら、その診断結果に基づいて即時に施肥作業を行うことができ、一つの圃場内で成分欠乏する成分がムラとなって存在していても、略均一とすることができて、作物の生育ムラを減少し、また、生育不良も未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る作業車両の全体的な構成を示した概略図である。
図２は作業車両に搭載される土壌分析システムの構成を示したブロック図である。
図３は施肥作業の一連の流れを示すフローチャートである。
図４は図３において、土壌診断装置による有効元素成分量の測定の詳細な流れを示すフローチャートである。
図５も同じく、図３において、土壌診断装置による有効元素成分量の測定の詳細な流れを示すフローチャートである。
図６はアンモニア態窒素の減少度合いを示すグラフである。
図７は施肥作業実施中における出力画面を示す参考図である。
図８は同じく、施肥作業終了後における施肥実績を示す参考図である。
図９は一般的なアンモニア態窒素から硝酸態窒素への変換形態を示す状態図である。
【００１３】
［作業車両１００］
まず、本発明の一実施例における、作業車両１００の概略構成について、図１を用いて説明する。
作業車両１００には土壌分析施肥システム１が搭載される。前記土壌分析施肥システム１は、土壌中の有効元素成分量を測定する測定装置２２や、施肥作業を行う施肥機２３や、作業車両１００の圃場内における正確な位置を把握するグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）２４や、これら装置類２２・２３・２４等を制御するコントローラ２５から構成され、前記作業車両１００の略中央部から後部にかけて配設されている。
【００１４】
すなわち、測定装置２２と施肥機２３は各々近接して作業車両１００の後部に配設され、コントローラ２５は該作業車両１００の略中央部に設けられる運転席の前方部に配設される。また、ＧＰＳ２４のアンテナ部はルーフ後方に配設されており、このような配置を設けることで、作業者は後述のとおり、運転席で作業車両１００を操作しながら、土壌分析と施肥作業とを同時に行うことを可能としている。
【００１５】
ここで前記測定装置２２（以下、拡散反射測定装置２２と示す。）はＦＴ-ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）により構成される。ＦＴ−ＩＲとは赤外線を用いて有効元素成分量の測定を行う装置であり、本実施例では、主として拡散反射法を用いた測定装置により構成されて、コントローラ３と接続されている。
【００１６】
前記拡散反射法とは赤外分光法の一種であり、測定対象とする土壌に照射し、その後、該土壌により反射された赤外線からスペクトルを測定し、該スペクトルを変換することで有効元素成分量の測定を行う方法である。
【００１７】
すなわち、物質に赤外線が照射されると該物質を構成する原子の種類によって、その振動エネルギーに相当するだけの赤外線が吸収されることになり、この照射後の赤外線の吸収度合いを調べることで、物質を構成する有効元素成分量を測定する方法が赤外分光法である。
【００１８】
このうち、物質に赤外線を照射した場合、該物質の粒子の表面で正反射される赤外線（正反射光）と、該物質の粒子の内部に一旦入り込み、その後、透過して別の物質の粒子表面で正反射され、あるいは、再び別の物質の粒子内部に入り込み、複雑な透過、反射を繰り返して外部に反射される赤外線（拡散反射光）とがあり、後者の拡散反射光を用いて物質のスペクトルを得る方法が拡散反射法である。
【００１９】
［土壌分析施肥システム１の構成］
次に土壌分析施肥システム１の構成について、図２を用いて説明をする。
土壌分析施肥システム１は該システムに各種情報を入力する入力手段２と、入力された情報を演算処理する処理手段（コントローラ）３と、該処理手段３によって演算処理された結果を外部に出力表示する表示手段４と、各種情報を蓄積するデータベース１０等により構成される。
【００２０】
ここで前記情報には測定対象とする土壌の圃場名称や地理的位置、該圃場中の測定個所、あるいは、過去に施肥された肥料の名称・成分や、理想とする土壌中の各成分に関する基準範囲等からなる施肥・圃場情報６と、拡散反射測定装置２２により測定されたアンモニア態窒素の土中含有量の測定結果７と、同じく、拡散反射測定装置２２により測定されたリン（Ｐ）・カリウム（Ｋ）・カルシウム（Ｃａ）・マグネシウム（Ｍｇ）等の各種成分の土中含有量（有効元素成分量）の測定結果１３等を含むものである。
【００２１】
入力手段２はキーボードやバーコードリーダー等があり、前記情報を処理手段３に入力するものである。そして、本実施例においては、前記拡散反射測定装置２２を処理手段３に接続することにより、測定結果を直接、該処理手段３に入力することとしている。つまり、土壌中の成分分析を拡散反射測定装置２２によって実行することで、アンモニア態窒素の土中含有量７、および、Ｐ・Ｋ・Ｃａ・Ｍｇ等の土中含有量１３を測定し、その測定値を直接処理手段３へ送信するのである。
【００２２】
また、ＧＰＳ２４が処理手段３に接続されており、後述する作業車両１００による施肥作業において、容易、かつ、正確に自己の現在位置を検知して把握することができ、土壌分析を実施した場所の正確な位置情報を得ることを可能としている。
【００２３】
処理手段３はＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部８と演算処理装置（ＣＰＵ）９とインターフェース等により構成される。演算処理装置９の命令により前記入力手段２からの情報は一時的に該記憶部８に保存され、データベース１０の必要なデータを読み出して演算処理が実行され、アンモニア態窒素や硝酸態窒素の残存日数が演算結果として出力されデータベース１０に蓄積（記憶）される。
【００２４】
また、前記演算処理装置９には、上述の施肥機２３の肥料選択手段や繰出量変更手段と、作業車両１００の走行部の変速手段やエンジンの回転数変更手段とも接続されており、圃場等での拡散反射測定装置２２による測定結果を基にして、即座に施肥作業を行うことを可能としている。
【００２５】
データベース１０はハードディスクやコンパクトディスク等の記憶媒体から構成されており、データベース１０の既存データには、土質または土性毎の、または、圃場毎の単位面積あたりの経過日数ごとに測定した土壌中のアンモニア態窒素濃度が蓄積されており、後述の『アンモニア態窒素の減少度合い情報』として蓄積される。
【００２６】
表示手段４はモニター１１やプリンター等により構成されており、前記演算処理装置９により出力された演算結果を外部に可視可能としている。ここで、表示手段４により表示される内容は、後述のとおり、測定対象とする土壌の『アンモニア態窒素の残存日数』だけでなく、現状における土壌の成分分析や、後述する施肥作業後の施肥実績等が表示される。
【００２７】
また、本実施例においては、表示手段４としてモニターを操縦席前方の操作パネル近傍に配置することで、作業者は操縦席に居ながら、土壌分析と施肥作業とを同時に行うことを可能としている。
【００２８】
ここで、測定対象は畑や田の土壌であり、土性や土質毎に測定しておくことが好ましい。そして、圃場毎に名称を付して測定される。測定方法は、複数の個所から採取し、例えば圃場の周囲の複数箇所と中央部の複数箇所で測定する。この測定箇所は多いほどよく、異なる日時で測定する場合は、その測定位置は同じ位置で測定する。これら試料の拡散反射測定装置２２による測定値は、最大値と最小値、あるいは、平均値がデータベース１０に記憶される。
【００２９】
すなわち、前記データベース１０に入力する土壌中のアンモニア態窒素濃度の測定値は、測定対象とする一つの圃場に対して、複数入力することとし、該複数の測定値のうち、最大値と最小値または平均値から単位面積あたりの窒素系肥料の施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減少度合い情報としてデータベース化される。こうして、土壌の測定個所における、測定結果のムラを極力抑えることができ、以後、同じ土壌の土質を分析しても、確実に変化の割合を把握することができる。
【００３０】
前記施肥機２３は複数のホッパーと繰出装置を備え、各ホッパーには種類の異なる肥料が充填される。例えば、窒素、リン、カリウムの三要素を主成分として比率が異なるものと、カルシウム（Ｃａ）・マグネシウム（Ｍｇ）等ミネラル分を含む肥料等である。そして、各繰出装置は演算処理装置９と接続されて、不足する成分が検出されると、その不足する成分を含む肥料を充填した繰出装置が駆動され、不足する量の肥料が施肥される。
【００３１】
［作業車両１００による施肥作業の流れ］
次に、作業車両１００による施肥作業の流れについて、図３を用いて説明をする。
まず、作業者は施肥作業を行う前段階として、圃場に関する情報、すなわち、施肥作業をおこなう圃場の地理的位置や、該圃場中の測定個所等を予め土壌分析施肥システム１に入力し、作業車両１００を所定の場所まで移動させる（ステップＳ０１）。
【００３２】
作業車両１００が所定の位置に到着すると、ＧＰＳ２４が検知し、ブザー等により作業者にその旨が知らされ（ステップＳ０２）、作業者は作業車両１００を停止させる（ステップＳ０３）。
【００３３】
その後、拡散反射測定装置２２により、土壌中の有効元素成分量が測定され（ステップＳ０４）、該測定結果から、現状の不足する有効元素成分の種類と、理想とする含有量に対する不足量とが演算され、該演算結果に基づき、施肥機２３において不足する有効元素成分を充填したホッパーの繰出装置が選択されて、作業車両１００の走行速度に合わせて繰出装置が駆動されて施肥される（ステップＳ０５）。
【００３４】
ここで、施肥を行う領域は、予め設定された圃場中の限られた領域内にであって、土壌を分析した範囲内である。すなわち、圃場を複数のブロックに分けて、各ブロック毎に土壌を分析し、ブロック毎に施肥し、その作業領域はＧＳＰ２４により検知されて、表示手段により作業者に認識させるとともにデータベースに保存される。
【００３５】
そして、前記領域内の施肥作業により、圃場全域の施肥作業が終了すれば、一連の施肥作業は完了とされ、後述の施肥実績等をモニター１１に表示する（ステップＳ０６、Ｓ０７）。
【００３６】
このように、土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置２２を搭載する作業車両１００であって、圃場の単位面積あたりにおける、例えば、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベース１０を有し、該データベース１０とアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、その圃場のアンモニア態窒素成分が欠乏しているかを演算し、不足していたならば、各測定部位ごとに表示し、同時に不足する量の窒素成分を有する肥料の散布作業を行う。
【００３７】
こうして、土壌診断を行いながら、その診断結果に基づいて即時に施肥作業を行うので、土壌中に未だ残存するアンモニア態窒素に気付かず更に施肥を行い、土壌の窒素過多を引起こすことがなく、あるいは、欠乏する有効元素成分に気付かずに施肥を行わず、作物の生育不良を招くこともなく、効率の良い施肥作業をおこなうことができる。
【００３８】
［土壌分析施肥システム１による情報の流れ］
次に、土壌分析施肥システム１の情報の流れについて、図４、および、図５を用いて説明をする。
なお、以下に示す情報の流れは、上述の『作業車両１００による施肥作業の流れ』に関する、ステップＳ０４、すなわち、拡散反射測定装置２２による土壌中の有効元素成分の分析手順の詳細を示す。
【００３９】
まず、図４において、拡散反射測定装置２２から土壌に向かって赤外線が照射され（ステップＳ１１）、該土壌の表面において反射された赤外線を再び拡散反射測定装置２２により受光し（ステップＳ１２）、赤外線のスペクトル情報としてアンモニア態窒素や他の有効元素成分に関する土壌中の含有量を測定する（ステップＳ１３、Ｓ２１）。
前記測定結果は検出部やＡＤ変換部を介してデジタル信号に変換し、アンモニア態窒素の土中含有量の測定結果７（以下、アンモニア態窒素測定含有量７と示す。）や、同じくＰ・Ｋ・Ｃａ・Ｍｇ（必須元素）等の各種成分の土中含有量の測定結果１３（以下、各種成分測定含有量１３と示す。）として、データベース１０に蓄積する（ステップＳ１４、Ｓ２２）。
【００４０】
そして同時に、各種成分測定含有量１３は基準値と比較し、不足していることや十分足りているなどの判定結果とともに（ステップＳ２３）、測定値を表示手段に表示する（ステップＳ１６）。
アンモニア態窒素測定含有量７は、測定したアンモニア態窒素測定含有量７がデータベース１０に蓄積されている『アンモニア態窒素の減少度合い情報』からどのくらいの日時で硝酸態窒素に変化するかが演算される（ステップＳ１５）。この演算結果が予測値として表示手段４に表示される。なお、『アンモニア態窒素の減少度合い情報』は後述する。
【００４１】
他方、図５において、その圃場の名称（割り当てた番号や記号等を含む）と、不足した場合に施肥する窒素系肥料の種類等を入力手段２により入力する（ステップＳ３１）。なお、過去に施肥した窒素系肥料の種類や施肥量等が入力されていない場合にはこのときに入力する（ステップＳ３２、Ｓ３４）。
この場合、肥料の種類と施肥量から現在のアンモニア態窒素量の予測値が演算され（ステップＳ３５）、前記測定値と比較し（ステップＳ３６）、両者の値が大きく異なっている場合には、データベース１０におけるデータを現在の計測値に書き換えられて、減少予想傾度合いも書き換えられる（ステップＳ３７、Ｓ３８）。
【００４２】
そして、前記測定した測定値と、基準値を比較演算して、不足する場合には、欠乏する有効元素成分の追加する量を演算し（ステップＳ３３）、該演算結果に基づいて、施肥機２３により施肥される。
【００４３】
このようにして得られた、土壌中に含有するＰ・Ｋ・Ｃａ・Ｍｇ等の各種成分における欠乏、あるいは、余剰する成分種とその量に関する情報や、アンモニア態窒素の消滅日数に関する情報は、施肥作業を実施する前の測定結果として、前記施肥・圃場情報６とあわせてモニター１１等により出力表示される。
【００４４】
すなわち、土壌に赤外線を照射して、集められた拡散反射光をスペクトル分析して、土壌中の有効元素成分量を測定する拡散反射測定装置を搭載する作業車両であって、圃場の単位面積あたりにおける、窒素系肥料施肥量に対応した経時的アンモニア態窒素の減度合いに関するデータベースを有し、該データベースとアンモニア態窒素成分の測定結果に基づいて、圃場に欠乏する土壌成分を各測定部位ごとに算出し、表示することにより、作業者は特段の専門的知識等を要する必要も無く、容易に土壌中の欠乏する有効元素成分量を把握することが可能であり、適切な施肥作業をおこなうことができる。
【００４５】
［アンモニア態窒素の残存日数の演算方法］
次に、土壌分析施肥システム１における、アンモニア態窒素の残存日数の演算方法について、図６を用いて説明をする。
データベース１０には予め温度や天気等の気象情報や施肥量や肥料（有機肥料、無機肥料を含む）の種類とともに土質及び圃場毎にアンモニア態窒素の土壌中の含有量に関する測定データを蓄積しおく。該測定データを基にして既存の『アンモニア態窒素の減少度合い情報』が作成され、その後の『アンモニア態窒素の残存日数』の算出に利用される。
【００４６】
前記測定データは各圃場ごとの施肥量別における施肥日からの経過日数ごとに採取し蓄積されており、たとえば、図６に示すように、ある圃場において、硫安を７０Ｋｇ／１０ａ施肥した場合の経過日数ごとの測定値と、硫安を４８Ｋｇ／１０ａ施肥した場合の経過日数ごとの測定値と、がデータベース１０に蓄積されている。
【００４７】
蓄積された個々の測定データは施肥量ごとにプロットされ、直線（あるいは曲線）のグラフ化を実行することにより『アンモニア態窒素の減少度合い情報』が作成され、該グラフ化された情報形式によりデータベース１０に蓄積される。すなわち、前記『アンモニア態窒素の減少度合い情報』とは、土壌中のアンモニア態窒素の減少度合いを示したグラフを意味する。
【００４８】
なお、図６においては前記『アンモニア態窒素の減少度合い情報』として、説明の都合上、近似的に直線により示しているが、これに限られるものではなく、前記測定データの個数を増やして二次曲線、あるいは、三次曲線等によって表すことで、さらに精度を向上させることができることは言うまでもない。
【００４９】
ここで測定対象として、初期情報５により硫安６０Ｋｇ／１０ａの情報が入力されると、データベース１０に蓄積される情報の中から該硫安６０Ｋｇ／１０ａの上下値に最も近い硫安７０Ｋｇ／１０ａと、硫安４８Ｋｇ／１０ａとの『アンモニア態窒素の減少度合い情報』が選択され、これら減少度合い情報をもとにして硫安６０Ｋｇ／１０ａに関する『アンモニア態窒素の減少度合い情報（以下新減少度合い情報と示す。）』が予測算出されることになる。
【００５０】
ここで、上述のステップＳ１３により入力される情報、つまり、測定対象とする土壌のアンモニア態窒素測定含有量７が得られると図６のグラフより、消滅して硝酸態窒素となる日数から測定したアンモニア態窒素測定含有量７に相当する日数を減ずることにより『アンモニア態窒素の残存日数』が算出される。
【００５１】
すなわち、図６において、土壌のアンモニア態窒素測定含有量７がＢｍｇ／１００ｇである場合、新減少度合い情報では施肥後３０日に該当し、かつ、アンモニア態窒素量が消滅するまでの日数は７５日であることから、測定対象とする土壌の現状における『アンモニア態窒素の残存日数』は４０日と算出される。
【００５２】
なお、上述のとおり、新たにデータベース１０に入力されるアンモニア態窒素測定含有量７は全て該データベース１０に蓄積されており、前記データベース１０に記憶する経時的アンモニア態窒素の減少度合い情報は、土質または圃場毎に作成することで、常にデータベース１０内における情報内容は補充されている。
【００５３】
［施肥作業中の出力画面２９］
次に、施肥作業中の出力画面２９について、図７を用いて説明する。
出力画面２９は例えば、作業車両１００の現状の位置を示すマップ画面２６や、欠乏する各有効元素成分量を示す肥料中含有成分表２７等により構成される。
マップ画面２６は施肥作業を行う圃場内において、作業車両１００の現在位置を表示するものであり、同時に、土壌分析、および、施肥作業を実施するうえでの作業領域を示す。
【００５４】
すなわち、マップ画面２６では圃場の外郭２６ａが示され、該外郭２６ａが方眼線により複数の升目（ブロック）ごとに分割される。そして、前記各ブロックが施肥作業を連続して行う一つの領域とし、各ブロックごとに、土壌分析を行う測定個所２６ｂを一箇所設ける。
【００５５】
ここで、前記測定個所２６ｂは各ブロックにおける重心位置に配置され、例えば、土壌分析が未だ実施されていない場合には、白丸表示とし、土壌分析が実施され、施肥作業が完了すれば黒丸表示とする等、一目で施肥作業の進行状態が把握できるようになっている。
また、前記方眼線には縦にＡ・Ｂ・Ｃ・・・、横に１・２・３・・・等の記載を付加して、各ブロックの識別を可能としている。たとえば、図７において、作業車両１００が現在停止しているブロックは「Ｄ−３」なる識別名称を具備する。
【００５６】
肥料中含有成分表２７では、施肥される肥料に含有される各有効元素成分量が表示され、作業者は一目で施肥される肥料の成分を把握することができる。すなわち、図７において、黒の棒グラフにより各有効元素成分の含有量が示されており、たとえば、表示を切り換えて、以前に使用された分の累積含有量を表示させることにより、施肥機２３へ新たに追加する必要のある有効元素成分を、容易に把握し、補充することができる。
【００５７】
［施肥実績を示す出力画面３０］
次に、土壌分析施肥システム１の出力画面３０について、図８を用いて説明をする。
出力画面３０は例えば、土壌の診断結果を円グラフによって示すレーダーチャート３１と、測定結果を数値的に表で示す診断表３２と、土壌中の各成分の含有量を示す成分分析表３３と、初期情報５として入力された圃場名や肥料種等を表示するサンプル表３４と、これら表示内容３１・３２・３３・３４に該当するブロックの位置を示すマップ２８等により構成されている。これらは各ブロックにおいて、一度に表示することも可能であるが、一つずつ、または複数ずつ組み合わせて表示することも可能である。
また、ブロックごとに表示を切り換えることによって、各々のブロックに関する前記表示内容３１・３２・３３・３４が表示される。
【００５８】
レーダーチャート３１は拡散反射測定装置２２によって測定された測定値を基に、処理手段３にて分析された、土壌中の硝酸態窒素や石灰や苦土（Ｍｇ）等に関する含有量、および、現状の土壌のＰＨ値等を円グラフによって表示したものであり、これにより、本土壌分析施肥システム１の利用者は一目で現状の土壌の状態を把握することができる。
ここで、各測定項目に関しては、予め理想とする基準範囲が定められており、該基準範囲をグラフ上に「網掛け」によって示すことで、現状の土壌の良・否が瞬時に把握可能としており、また、表示設定を選択することで、前回の土壌の分析結果も合わせて表示可能であるため、土壌状態の変化が容易に把握できる。
【００５９】
診断表３２は前記レーダーチャート３１によって示された各項目に関する測定結果を数値で表示した表であり、土壌状態の良・否を定量的に判断することができ、より詳細な土壌状態を把握することが可能である。また、前記診断表３２においては上述した『アンモニア態窒素の残存日数』を合わせて表示することで、土壌状態との関係もについても一目瞭然としている。
【００６０】
成分分析表３３は拡散反射測定装置２２によって測定された、土壌中の各成分の含有量を棒グラフによって表示したものであり、これにより、作業者は一目で現状の土質を把握することができる。
ここで、各成分に関しては、予め理想とする基準範囲が定められており、該基準範囲をグラフ上に「網掛け」によって示すことで、現状の土壌の土質が理想とする土質に対して、どのような傾向にあるかが瞬時に把握可能としている。
【００６１】
サンプル表３４には、初期情報５として入力される施肥・圃場情報６の内容が表示され、作業者は測定対象とする土壌を容易に特定することができる。
【００６２】
マップ２８は、前記マップ画面２６を小規模に表示したものであり、現在表示されているレーダーチャート３１や、診断表３２や、成分分析表３３や、サンプル表３４に示される情報を有するブロックを図形的に示すものである。
【００６３】
なお、図８においては、一例として、ブロック「Ｂ−３」に関する各種情報を示しており、この場合、マップ２８においては、ブロック「Ｂ−３」に該当する個所が斜線により特定され、表示される。
このような構成により、拡散反射測定装置２２によって測定された測定結果は一圃場ごとに表示され、作業者は容易に土壌の土質に関する品質改善を行うことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施例に係る作業車両の全体的な構成を示した全体概略図。
【図２】作業車両に搭載される土壌分析システムの構成を示したブロック図。
【図３】本発明の一実施例に係る作業車両による、施肥作業の一連の流れを示すフローチャート。
【図４】同じく、図３において、土壌診断装置による有効元素成分量の測定の詳細な流れを示し、赤外線の照射から、アンモニア態窒素の残存日数と、各欠乏成分との結果表示までを示すフローチャート。
【図５】同じく、図３において、土壌診断装置による有効元素成分量の測定の詳細な流れを示し、圃場名等のデータ入力から、施肥肥料の混合比率の演算までを示すフローチャート。
【図６】アンモニア態窒素の減少度合いを示すグラフ。
【図７】本発明の一実施例に係る作業車両による、施肥作業実施中における出力画面を示す参考図。
【図８】同じく、施肥作業終了後における施肥実績を示す参考図。
【図９】一般的なアンモニア態窒素から硝酸態窒素への変換形態を示す状態図。
【符号の説明】
【００６５】
１      土壌分析施肥システム
１０    データベース
２２    拡散反射測定装置
２４    ＧＰＳ
２５    コントローラ
１００  作業車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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