(57)【要約】【課題】土壌を加熱により消毒する方法および装置において、外部条件による影響を少なくし、長時間安定した、広範囲に亘る均一な加熱ができる土壌消毒の方法及び装置を提供することを課題とした。【解決手段】温度制御可能な、可撓性の面状発熱体を含んだシートで土壌表面を覆い、該発熱体の制御された加熱により土壌を消毒する手段で、発熱体を両面から可撓性樹脂シートに挟んで一体化した面状発熱体と、該面状発熱体の温度を制御する温度制御装置とで基本構成され、更に、該面状発熱体の土壌載置面側には可撓性の防湿シートを、他方側の面には可撓性を有する断熱材を設けて構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌表面を、可撓性シート状の面状発熱体を含み、温度制御可能な発熱装置で覆って加熱消毒することを特徴とした土壌消毒方法。
【請求項２】
土壌表面を、可撓性を有する防湿シート、可撓性を有し温度制御可能な面状発熱体、可撓性を有するか、または小割板状に形成した断熱材の順番で重ねて覆い加熱消毒する請求項１の土壌消毒方法。
【請求項３】
土壌を加熱消毒する装置において、発熱体を両面から樹脂シートで挟み一体化した面状発熱体と、温度制御装置とを有して構成し、土壌表面に設置して加熱することを特徴とした土壌消毒装置。
【請求項４】
前記、発熱体を両面から樹脂シートで挟み一体化した面状発熱体の片側表面を断熱材で覆い、他方表面を防湿シートで覆って構成し、該防湿シート面を土壌表面設置面とした請求項３の土壌消毒装置。
【請求項５】
前記断熱材の表面をさらに防湿シートで覆った請求項４の土壌消毒装置。
【請求項６】
前記、面状発熱体および防湿シートは可撓性を有し、前記、断熱材は、可撓性を有するか、または小割板状に形成する請求項３乃至５の土壌消毒装置。
【請求項７】
前記面状発熱体は、発熱体を両面からシリコン樹脂シートで挟んでなるシリコンラバーヒーターである請求項３乃至６の土壌消毒装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、農作物や花卉を栽培する土壌の病原菌や害虫を駆除するための加熱による土壌消毒方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農作物や花卉を栽培する土壌の病原菌や害虫を駆除するため、土壌消毒がおこなわれているが、その代表的なものとして臭化メチルが使用されてきた。しかし、臭化メチルはオゾン層を破壊するということで、地球規模のオゾン層保護の気運の高まりから全廃することが決定され、これに代替する手段が求められる中で、土壌を加熱して熱により病原菌等を駆除する土壌消毒が注目されている。
【０００３】
これまでの、加熱による土壌消毒の手段としては、熱源として熱水、蒸気、熱風、太陽熱などを利用し、作業方法として、トラクター等により農地を可動させて行う手段、ヒートパイプ等を地中に埋設して行う手段、ハウスやマルチを使用する手段、あるいはこれらを複合して行うものなどの手段等々が提案、実施されている。具体的にみると、熱水土壌消毒は熱水を土壌に浸透させることにより消毒する手段で、例えば、特昭５２−１５０２８２があり、トラクターや耕運機等に高温の流体を農耕地に向けて噴射する装置と方法が開示されている。蒸気土壌消毒は低圧生蒸気を加熱し、乾燥蒸気によって土壌消毒するもので、例えば、特開２００１−１４９４４５があり、蒸気放出管を土中に埋設した後、該蒸気放出管より蒸気を放出させ、放出終了後は土中から回収する方法が開示されている。また、火炎あるいは熱風土壌消毒としては、例えば、特開平５−４９３７７があり、火炎による高温空気を噴出させる噴射パイプを設け、該噴射パイプを走行車に牽引させる土壌消毒機が開示されている。また、太陽熱土壌消毒は、ハウス内が主体で、ハウス内の土壌表面にシートを掛けるか、あるいは畝にマルチを掛け、ハウス内を密閉し６０°〜７０°とし３０〜５０日放置するものであるが、欠点も多いためこれを補うため熱媒体を通すための放熱パイプをハウス内の土壌に埋設する設備が特開２００１−２５８４０５に開示されている。
【０００４】
更に、加熱手段に発熱体を用いるものとして、特開平６−８６６２４の可撓性面発体（−）イオン発生シートの育苗土壌消毒法が開示されており、これは、カーボン面発熱体と、絶縁シートを介して設ける良導電細線網を電場とした面状基盤と、更に上下絶縁シートで積層ラミネートした可撓性面発熱（−）イオン発生シートを、断熱材と共にハウス内の土壌に埋設し、温度制御装置により育苗温度と土壌消毒ができるとした育苗土壌消毒方法となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこれら従来の手段をみると、熱水土壌消毒では土壌そのものが締まり団粒化が損なわれたり、透水性の悪い土壌では熱水が表層を流れてしまい浸透しにくい、あるいは大量の水の散布により乾燥に時間がかかる等の欠点が指摘されている。また、蒸気土壌消毒についてみると、パイプを埋め込む方法ではパイプ埋設の負担が大きく、大面積では困難で、消毒効果もパイプより下の土壌には効果が期待できず、一方、土壌にスパイクを差し込む等により表面から土中に蒸気を吹き込む方法でも蒸気の浸透性では地下２０ｃｍ前後から消毒効果が弱くなることが指摘されている。また、蒸気では高温となるため土壌がマンガン過剰となる恐れもある。熱風土壌消毒は、土壌そのものは熱伝導効率が悪く、瞬間的な加熱での効果は期待できないため時間を掛けることが必要となるが、長時間広範囲に亘り熱風による加熱を行うことは困難であるといった問題がある。太陽熱土壌洗浄は、気候条件等により効果が安定せず、効果を得るには長時間が必要で、更に消毒時期が夏季にに限定されるといった問題がある。
また、これらいずれの手段も外気温や天候などの外部環境（低温や雨により、直ぐに温度が低下してしまう等）や土壌の状況（砂地、粘土質等）の影響を受けやすく、長時間に亘り常に安定した条件での使用が困難であり、更に、ハウス内等の狭い範囲であれば問題が少ないが、消毒範囲が広くなると均一な加熱（消毒）が難しいといった問題がある。
【０００６】
一方、特開平６−８６６２４のシートは、温度制御可能な発熱体を利用する手段であるため、外部環境が変化してもある程度安定した条件での使用ができると考えられるが、土中に埋設する必要があり、該埋設作業が大きな労力となるため、現実的には農地全体に該シートを埋め尽くすといった作業は困難で、ハウス内等といった小面積な土壌の畝部のみが対象となると考えられることから、広範囲に亘る土壌消毒が困難といった問題があり、また、このような畝部のみの加熱であると土壌全体を均一に加熱することが難しいため保温による育苗効果は期待できるが、土壌消毒効果は必ずしも期待できるものではないと考えられる。
【０００７】
そこで本発明は、土壌を加熱により消毒する方法および装置において、熱水や蒸気あるいは太陽熱といった外部条件に対して温度制御が困難となる手段を用いることなく、土壌の温度を制御することで外部条件に左右されることが少なくした、長時間安定した加熱が可能で、広範囲を一度に均一に加熱することができる土壌消毒の方法及び装置を提供することを課題とした。
また、発熱手段を土中に埋設したり、圃場を可動するなどの労力が少なくて済む、使用勝手に優れた土壌消毒の方法及び装置を提供することを課題とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の土壌消毒方法は、温度制御可能な、可撓性を有するシート状の面状発熱体を含んだシートで土壌表面を覆い、該発熱体の制御された加熱により土壌を消毒する方法であり、より具体的な方法として、土壌表面を、可撓性を有する防湿シート、可撓性を有し温度制御可能な面状発熱体、可撓性を有するかあるいは、小割板状に形成した断熱材の順番で３層に重ねて覆い、周囲を固定して土壌を消毒する方法である。
尚、本明細書において、小割板状とは、細長の板状部材多数を平行に適当な手段により連結して、該連結部で折り曲げ自在とした形態を指し、可撓性シートと同様に巻き取りすることができる等の機能を有する。
【０００９】
本発明の土壌消毒装置は、土壌表面を覆い載置して使用するものであって、発熱体を両面から可撓性樹脂シートに挟んで一体化した面状発熱体と、該面状発熱体の温度を制御する温度制御装置とを有して構成した。
より具体的な構成として、前記面状発熱体の土壌載置面側には可撓性の防湿シートを、他方側の面には可撓性を有するかあるいは、小割板状に形成した断熱材を設けて構成してなり、更に必要に応じて、該断熱材の表面を可撓性の防湿シートで覆っても良い。
【００１０】
前記面状発熱体として好適なものとして、発熱体を両面からシリコン樹脂シートで挟んでなるシリコンラバーヒーターを用いた。
【００１１】
【作用】
本手段によれば、土壌表面を覆って土壌を加熱するといった考え方は太陽熱消毒のハウス、マルチと同様の考え方となるが、土壌を覆うシート自体が発熱体であり、温度制御することができることで、季節や外部の環境に左右されることなく適当な温度で適当な時間安定的に土壌に必要な熱を均一に供給することができ、また、温度を高温に設定することで太陽熱消毒の大きな欠点となっている長時間の消毒を要するといった問題を解消することが可能となる。また、熱水や蒸気あるいは熱風といった比較的短時間で行う消毒に比べても、安定的な加熱をある程度の時間行うことで、消毒効果は均一で安定すると考えられ、また外部の温度や天候による不安定さ（低温や雨による短時間での温度低下等）も排除することができ、土壌の質の違いにも設定温度や消毒時間を適当に設定することで対応することができる。更に前記した熱水や蒸気を使用することで土壌に与える土壌の締まり等の悪影響を排除することができる。
【００１２】
また、発熱体の一方面に断熱材を設けることで大気への放熱を防止すると共に人が触れることによる火傷等の危険を防止し、土壌設置側面に防湿シートを設けることで発熱体への湿気の影響を排除すると共に加熱により土壌より蒸発する水分の蒸発を抑え、その蒸気そのものが地中に浸透することで蒸気消毒と同様な効果も期待できる。
【００１３】
更に、土壌を覆う作業および回収する作業は必要となるが、消毒中は土壌表面に置いておくだけでよく、ヒートパイプや発熱体などの発熱手段を埋設する作業や、ハウスを組み立てる作業、圃場をトラクター等で可動して回る作業等が必要なく、前記した従来の手段と比較して作業負担を低減することができる。特に、埋設して行う土壌消毒では、埋設作業が大きな労力となり現実的には不可能である広い範囲に亘る土壌消毒も少ない作業負担で実施することができる。
また、装置全体が可撓性を有するシート状あるいは、小割板状で巻き取り自在であるため、収納もリール等円筒状のものに巻いておけばそれ程のスペースを必要とず、配置、回収作業にも大きな労力を必要としない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の土壌消毒方法および装置の一例を図面を参考に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一例を示す土壌消毒装置を土壌に載置した状態を示す模式図で、装置は、各々独立した防湿シート２、面状発熱体１、断熱材３の３層の可撓性シートと、面状発熱体１に組み込まれる発熱線および温度センサーからの導線を電源開閉装置と温度制御装置５１を備えたコントロールボックス５に接続して構成している。本例装置の設置、使用方法は、土壌４の表面側から防湿シート２、面状発熱体１、断熱材３を順次３層に重ね消毒する土壌を覆って、周囲を適当に押さえて設置し、温度制御装置５１により適度な温度を設定して、電気加熱により温度を制御しながら土壌を加熱消毒する手段とした。
尚、本例においては、作業性を考慮して各々のシートは別々なものとして一層ずつ作業する場所で重ねる手段を用いたが、予め３層を一体としたものであっても良い。また、収納は、運搬や作業の利便性および収納時の大きさを考慮して、リール等により円筒状に巻き付けておくものとした。
面状発熱体１は、図２に示すように発熱線をシリコン樹脂シートに挟んで構成したシリコンラバーヒーターと呼称される可撓性面状発熱ヒーターを用いて構成しており詳細に付いては、次段落で説明する。
防湿シート２は、防湿性であることに加え、耐熱性を有し、熱伝導性および耐久性（機械的強度）に優れた可撓性を有するものであれば特定するものではないが、本例においては、前記機能を備える樹脂シートとしてポリイミドシートを用いて構成した。
断熱材３は、断熱性に加え、可撓性または巻き取りの自在性、および、耐久性（機械的強度）等を考慮して選択すれば良いが、本例においては、マイクロサームと呼称され断熱材として使用される、多孔性セラミックの薄板をスラット型（小割板状）に形成したものを使用した。また、雨や露による性能低下を考慮して、断熱材層をさらに防湿シートで覆う、あるいは、コーティングして防湿機能を付加すると更に良い。
【００１６】
図２は面状発熱体の一例を示す模式図で、シリコンラバーヒーターと呼称されるもので、ニクロム線等の発熱細線１２を適当なパターンで配置し、両面よりシリコン樹脂シート１１により挟み溶着して一体化した面状発熱ヒーターで、発熱線１２端部は端子を介してコントロールボックス５に接続されている。また、防湿シート２に接触する側（土壌側）のシリコンシート１１の適当な位置には温度センサー５２が設けられ、コントロールボックス５に接続され、温度制御装置５１により消毒温度が制御される。尚、温度センサー５２は本例においては、装置に組み込んでいるが、土壌の適当な位置に載置あるいは適度な深度に埋めて使用するものであっても良い。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の土壌洗浄方法および装置によれば、前述した作用のように土壌表面を覆い、かつ土壌消毒に必要な熱を適切な温度で適切な時間を自在に設定して土壌に供給することができるため、気候条件や土壌の質等の外部条件に対する影響の少ない、長時間であっても均一で安定的な土壌消毒が可能となる。
【００１８】
また、前記効果に加え、消毒したい土壌を覆い置いておくだけの作業となるため、作業負担を少なくすることができ、また広い範囲を一度に均一に加熱することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の土壌消毒方法および装置を示す構成模式図
【図２】本発明の面状発熱体の構成模式図
【符号の説明】
１．    面状発熱体
１１．  シリコン樹脂シート
１２．  発熱体
２．    防湿シート
３．    断熱材
４．    土壌
５．    コントロールボックス
５１．  温度制御装置
５２．  温度センサー
【図１】
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【図２】
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