(57)【要約】【課題】化学肥料、生体物質、燻蒸剤、非燻蒸剤農薬、又は他の化学物質の注入量を削減する為の地表下土壌注入方法の提供。【解決手段】土壌中を進む一工程の間に、進行方向に沿って土壌中の複数地点に物質を離散的に注入し、各注入地点において物質は隣り合う注入地点において形成される拡散パターンと接触する又は重なり合う配置の拡散パターンを形成することにより、単位面積当たりの注入物質使用量を最小限に抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌中における複数の所定地点に、所定量のある物質を離散的に注入する為の地表下土壌注入装置であって、
土壌中に注入する該物質を保持する為の容器と、
一方の端部において該容器と通じ、また土壌中に該物質を注入する為の末端部を有する管と、
土壌中に該物質を注入する際に、土壌中の所定の深さに該管の末端部を位置させる為の少なくとも１本のシャンクと、
該管を通過する該物質の流れを制御する為のスイッチであって、土壌中における該複数の所定地点に所定量の該物質を離散的に注入する為の開状態と、土壌中の該複数の所定地点の間に該シャンクが位置する時の閉状態との間で切替可能なスイッチと、
を備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項２】
請求項１記載の地表下土壌注入装置であって、
該管と通じるリザーバであって、該容器から吸引されて土壌中に離散的に注入される所定量の該物質を保持する為のリザーバを更に備え、
該スイッチは、該リザーバを出て該管を通過し土壌中に離散的に注入される所定量の該物質の放出を制御する為のスイッチであることを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項３】
請求項１記載の地表下土壌注入装置であって、該スイッチが開状態にある時に、所定量の該物質が該管を通過し土壌中に離散的に注入されるように強制する為の圧縮気体の源泉を更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項４】
請求項１記載の地表下土壌注入装置であって、
一方の端部において該管と通じ、また他方の端部において複数のシャンクライン管と通じる多岐管を更に備え、
各シャンクライン管は、該シャンクに付設され、土壌中に該物質を注入する為の末端部を有することを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項５】
請求項４記載の地表下土壌注入装置であって、該スイッチが開状態にある時に、所定量の該物質が該管を通過し土壌中に離散的に注入されるように強制する為の圧縮気体の源泉を更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項６】
請求項５記載の地表下土壌注入装置であって、離散的に注入される所定量の該物質及び該圧縮気体の流れを調整する為の該多岐管に接続して設けられたオリフィス板を更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項７】
請求項４記載の地表下土壌注入装置であって、該管を通過し土壌中に注入される該物質の流量を計測する為に、該多岐管に接続して設けられた流量計を更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項８】
請求項１記載の地表下土壌注入装置であって、離散的に注入される所定量の該物質の全量が土壌中の所定の地点に注入されたことを判断する為の気体センサーであり、且つ少なくとも１本のシャンクが土壌中の該複数の所定地点の間に位置する時に該スイッチを閉じる為の気体センサーを更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項９】
土壌中における複数の所定地点に、所定量のヨードメタンを離散的に注入する為の地表下土壌注入装置であって、
ヨードメタンを保持する為の容器と、
一方の端部において該容器と通じ、また土壌中にヨードメタンを注入する為の末端部を有する管と、
土壌中にヨードメタンを注入する際に、土壌中の所定の深さに該管の末端部を位置させる為の少なくとも１本のシャンクと、
該管を通過するヨードメタンの流れを制御する為のスイッチであって、土壌中における所定地点に所定量のヨードメタンを離散的に注入する為の開状態と、土壌中の該複数の所定地点の間に該シャンクが位置する時の閉状態との間で切替可能なスイッチと、
を備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項１０】
請求項９記載の地表下土壌注入装置であって、
該管と通じるリザーバであって、該容器から吸引されて土壌中に離散的に注入される所定量のヨードメタンを保持する為のリザーバを更に備え、
該スイッチは、該リザーバを出て該管を通過し土壌中に離散的に注入される所定量のヨードメタンの放出を制御する為のスイッチであることを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項１１】
請求項９記載の地表下土壌注入装置であって、該スイッチが開状態にある時に、所定量のヨードメタンが該管を通過し土壌中に離散的に注入されるように強制する為の圧縮気体の源泉を更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項１２】
請求項９記載の地表下土壌注入装置であって、
一方の端部において該管と通じ、また他方の端部において複数のシャンクライン管と通じる多岐管を更に備え、
各シャンクライン管は、該シャンクに付設され、土壌中にヨードメタンを注入する為の末端部を有することを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の地表下土壌注入装置であって、該スイッチが開状態にある時に、所定量のヨードメタンが該管を通過し土壌中に離散的に注入されるように強制する為の圧縮気体の源泉を更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の地表下土壌注入装置であって、離散的に注入される所定量のヨードメタン及び該圧縮気体の流れを調整する為の多岐管に接続して設けられたオリフィス板を更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項１５】
請求項１２記載の地表下土壌注入装置であって、該管を通過し土壌中に注入されるヨードメタンの流量を計測する為に、該多岐管に接続して設けられた流量計を更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項１６】
請求項９記載の地表下土壌注入装置であって、離散的に注入される所定量のヨードメタンの全量が土壌中の所定の地点に注入されたことを判断する為の気体センサーであり、且つ少なくとも１本のシャンクが土壌中の該複数の所定地点の間に位置する時に該スイッチを閉じる為の気体センサーを更に備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置。
【請求項１７】
ある物質を土壌に注入する地表下土壌注入方法であって、土壌中における複数の所定地点に所定量の該物質を離散的に注入する工程を含み、該物質は各注入地点から土壌中に拡散して該物質の拡散パターンを形成する地表下土壌注入方法。
【請求項１８】
該物質は燻蒸剤である請求項１７記載の地表下土壌注入方法。
【請求項１９】
該燻蒸剤はヨードメタンである請求項１８記載の地表下土壌注入方法。
【請求項２０】
該複数の所定地点は実質的に等間隔である請求項１記載の地表下土壌注入方法。
【請求項２１】
該注入工程は土壌中のある地点に纏まった量の該物質を注入する工程を含む請求項１７記載の地表下土壌注入方法であって、
該物質は該地点から揮発して土壌中に該物質の拡散パターンを形成し、
該拡散パターンは、隣り合う注入地点から形成された拡散パターンと接触する又は重なり合う又は離れている配置になっている地表下土壌注入方法。
【請求項２２】
土壌中における複数の所定地点に所定量の燻蒸剤を離散的に注入する工程を含む土壌燻蒸方法であって、該燻蒸剤は注入された各地点から揮発して周辺の土壌に拡散し、土壌中に拡散パターンを複数個形成する土壌燻蒸方法。
【請求項２３】
該燻蒸剤が注入された隣り合う複数の地点において形成される拡散パターンは、接触する又は重なり合う配置になっている請求項２２記載の土壌燻蒸方法。
【請求項２４】
該燻蒸剤はヨードメタンである請求項２３記載の土壌燻蒸方法。
【請求項２５】
ヨードメタンを用いた土壌燻蒸方法であって、
土壌中における複数の所定の注入地点に所定量のヨードメタンを離散的に注入する工程を含み、
該複数の注入地点は、所定の深さに位置し、進行方向に沿って互いの位置から実質的に等間隔を隔て、
該ヨードメタンは、進行方向に沿った所定の各注入地点において揮発して気体になり、土壌中に接触する又は重なり合う配置のヨードメタンの拡散パターンを複数個形成する土壌燻蒸方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は栽培用土壌を準備する為のヨードメタン又は代替物質の注入作業の効率を向上させる装置及び独自の方法に関する。但し、上記代替物質には化学肥料、燻蒸剤、非燻蒸剤農薬、生体物質及び他の化学物質が含まれるがこれらに限定されるものではない。
【従来の技術】
ヨー化メチルは土壌燻蒸剤としての使用が知られている。ヨー化メチル（以下“ヨードメタン”と称する）は、菌類、バクテリア、ウイルス、線虫類、昆虫類、蛛形類（これらの卵、幼虫、さなぎ、成虫を含む）などの土壌中の植物病原体に対して使用され、これらを効果的に抑制してきた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
また、化学物質等を土壌に注入する為の装置が知られている。これは化学肥料、農薬、燻蒸剤を地表下の土壌に注入する為の装置及び方法に関するものである（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】
米国特許第５７５３１８３号明細書
【特許文献２】
米国特許第５５１８６９２号明細書
【特許文献３】
米国特許第６０２９５９０号明細書
【発明が解決しようとする課題】
化学物質を土壌に注入する為の既知の装置は、土壌中への注入の一工程の間、化学物質を噴霧又は他の方法により連続的に注入する。即ち、今日使用されている燻蒸装置は、目的とする領域に化学物質を連続的な流れとして注入する。しかし、かかる方法では目的とする領域に注入するために大量の化学物質が必要となる。そこで本発明は、目的とする領域の土壌に化学物質を注入するより効率的かつ正確な地表下土壌注入装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、土壌中における複数の所定間隔の地点に、所定量のある物質を離散的に注入する為の地表下土壌注入装置であって、土壌中に注入する該物質を保持する為の容器と、一方の端部において該容器と通じ、また土壌中に該物質を注入する為の末端部を有する管と、土壌中に該物質を注入する際に、土壌中の所定の深さに該管の末端部を位置させる為の少なくとも１本のシャンクと、該管を通過する該物質の流れを制御する為のスイッチ（ソレノイドスイッチなど）であって、土壌中における該複数の所定地点に所定量の該物質を離散的に注入する為の開状態と、土壌中の該複数の所定地点の間に該シャンクが位置する時の閉状態との間で切替可能なスイッチと、を備えたことを特徴とする地表下土壌注入装置、及び、
ある物質を土壌に注入する地表下土壌注入方法であって、土壌中において直線経路に沿った複数の所定間隔の地点に所定量の該物質を離散的に注入する工程を含み、該物質は各注入地点から土壌中に拡散して該物質の拡散パターンを形成し、該拡散パターンは標的とする害虫や作物によっては重なり合う配置になっている（例えば、樹木や蔓植物に対しては重なり合う拡散パターンを適用しない）地表下土壌注入方法を提供している。
【発明の実施の形態】
本発明によれば、目的とする領域の土壌に、より効率的かつ正確に化学物質を注入する新たな注入方法が提供される。本発明の改善された注入装置及び方法を用いれば、本発明の方法による土壌処置により現在の化学物質の使用量が減少するはずである。本発明に基づいて土壌に注入される化学物質にはヨードメタンが含まれるが、本発明はヨードメタン或いは燻蒸剤の注入に限定されるものではない。また、化学肥料、生体物質、非燻蒸剤農薬などの他の化学物質単独で或いはヨードメタンと組み合わせての使用も本発明の範囲に属する。例えば、本発明による装置及び方法は以下の化学物質及び生体物質を土壌に注入するのに使用できる。米国カリフォルニア州ロングビーチのニクラーケミカルズモハベより入手可能のクロロピクリン（トリクロロニトロメタン）燻蒸剤、同インディアナ州インディアナポリスのダウアグロサイエンスより入手可能のテロン−３５（１，３−ジクロロプロペンと３５％クロロピクリン）燻蒸剤、同ルイジアナ州バトンルージュのアルバーマールコーポレーションより入手可能の臭化プロパギル（３−ブロモプロピン）燻蒸剤、同イリノイ州リバティビルのバレントバイオサイエンスより入手可能の液体生体線虫駆除薬ディテラ（主に蛋白質、糖、脂質から成る線菌綱菌ミロセシウム種から生成された天然製品）、同ジョージア州パウダースプリングスのアジェイノースアメリカより入手可能の液体プラントプロ４５（３％ヨー素を主成分とする物質）、同カリフォルニア州ブレアのプロディカより入手可能の液体化学肥料ＣＡＮ−１７（硝酸カルシウムアルミニウム１７％溶液）、数ある中で同カリフォルニア州サリナスのソイルサーブより入手可能の液体化学肥料ＵＮ−２０（尿素窒素２０％溶液）、同カリフォルニア州サクラメントのアグラクエストより入手可能の枯草菌液体水溶液などが挙げられる。また、本発明により土壌注入に適する緑膿菌のような他の化学物質及び生体物質も当業者には明らかである。本発明により土壌に注入する物質は液体でも気体でも良い。
本発明による装置及び方法によって土壌に注入される燻蒸剤などの揮発性物質を含む物質は、注入された地点から全方向に拡散するという好都合な拡散パターンを有する。揮発性物質を含まない化学肥料などの物質は、通常は植物の根元位置又はその付近に置かれる。本発明による装置及び方法によれば、かかる種類の物質を正確に上記の位置に置くことができる。即ち、かかる種類の物質は揮発性物質を含まないが、本発明による装置及び方法により植物の根元位置に正確に置かれ、土壌中の全方向に拡散するわけではないが必要な拡散パターンを形成する。よって使用者が本発明によって土壌中に物質を注入すると、物質は土壌中の注入位置においてその物質の拡散パターンを形成する。このとき隣り合う注入位置どうしは、必要に応じて、接触する又は重なり合う又は離れている配置になっている。
本発明は土壌燻蒸剤ヨードメタンを例としてここに説明されている。しかし、上述したように本発明はヨードメタンの土壌への注入のみに限定されるものではないと解されなければならない。
ヨードメタンを土壌へ注入する為の既知の装置の効果を実験したところ、注入に不規則性が認められた。この点において、従来型の流量計、管とオリフィスによる流量計、及びデジタルシステムを装備したレーダーは、目的とする量（処置面積１エーカー当りのガロン、処置面積１エーカー当りのポンド、又は処置面積１ヘクタール当りのリットル）の物質を正確にかつ一貫して土壌中に注入するという点において信頼性に欠けることが示された。なお、物質を土壌中に注入する際には数種類のシャンク（平型、散蒔き型、又はベッド型）が使用される。環境規制により使用されなくなった別の燻蒸剤である臭化メチルの注入の場合と比較すると、既知の装置におけるヨードメタンを注入する際の注入量のばらつきは、一つにはヨードメタンと臭化メチルの物理的性質の差異の結果であると考えられる。従来の装置はある一種類の化学物質（例えば臭化メチル）への使用に限定されるものであり、他の物質に対しては適切に使用できない。例えば、ヨードメタンの密度は２．３ｇ／Ｌであるのに対して、臭化メチルの密度は１．７ｇ／Ｌだからである。いずれにせよ、燻蒸剤の注入量がばらつくことによって、処置領域の注入物質の量が過多或いは過少になったり、注入物質の注入パターンが不規則になったり、その両方の結果になったりする。
本発明によれば、従来の装置を使用した場合のヨードメタンの注入がばらつくという問題を回避できる。本発明による点注入によれば、使用する化学物質の土壌中における最大の注入範囲即ち拡散パターンが得られる。隣り合う注入位置において形成された拡散パターンどうしは、必要に応じて接触する又は重なり合う配置になっている。
本発明によれば、処置領域の土壌に注入する物質の量を削減することができる。これは、土壌の種類及び燻蒸剤の種類に応じて（例えば燻蒸剤は一部気体になり土壌中を均一に移動する）、本発明による等間隔の点注入による拡散パターンが決定されるからである。従来の装置は、本発明による装置のように直線状に所定間隔を置いて物質を注入することができない。本発明による土壌燻蒸剤の正確な注入により、燻蒸剤の使用量の大幅な削減、作業者の化学物質に対する露出の減少と作業時の安全性の向上、生産者の単位面積当りの経費削減、及び大気中への燻蒸剤の排出量の大幅な削減がもたらされる。
本発明によれば、土壌の状態や他の要素にも依るが、燻蒸剤の使用量を従来の燻蒸剤注入装置と比較して例えば約４０％、場合によっては最大約５０％削減できる。例えば、従来の装置においては連続的に注入を行うが、これとは対照的に本発明により１フィート間隔で注入を行う場合、従来のベッド型シャンクによる注入に対して使用量の５０％の削減が期待できる。
本発明により土壌に注入される物質の量は、物質の種類や土壌状態などにより異なる。例えば、ヨードメタン燻蒸剤に関しては、好ましくは約３〜約１２ガロン／エーカー、より好ましくは約３〜約９ガロン／エーカー、そして最も好ましくは約３〜約６ガロン／エーカーの量の燻蒸剤を使用する。
本発明による装置及び方法の使用に好ましい燻蒸剤であるヨードメタンは、２０℃で無色の液体であり、室温で注入装置や管の中を流動する。ヨードメタンの水に対する溶解度は１４．２ｇ／Ｌであり、乳化剤を使わなくても水に溶解する。更に、ヨードメタンは光の下で橙茶色に変色し急速に光分解する。ヨードメタンの寿命は大気中で１．５〜４日であるから、オゾン層まで達することはできず、故にヨードメタンは非オゾン破壊物質と分類される（ヨー化メチル即ちヨードメタンのオゾン破壊可能性は０．００１５であることが、Ｋｏの報告“ヨードメタン（ＣＨ３Ｉ）の大気中における寿命、地球温暖化及びオゾン破壊可能性の評価”（エグゼクティブサマリー第三、アトモスフェリックアンドエンバイロンメンタルリサーチ株式会社、報告日２０００年１０月３１日）の中で報告されている）。ヨードメタンが炭素鋼に対して腐食性を有することは証明されており、場合によってはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のパイプに対しても腐食性を有する。従って、ヨードメタンを取り扱うための材料は適切に選択する必要があり、当業者はこれを認識し適切な方法で対処している（後述するようにヨードメタンを取り扱うための適切な材料は市販されている）。ヨードメタンの揮発度は、臭化メチルの揮発度に近い。ヨードメタンのヘンリー定数は０．２２であり、これに対して臭化メチルのヘンリー定数は０．２４である。このことは、ヨードメタンが臭化メチルと同様に一旦土壌中に注入されると液体から気体へ変化することを意味する。ヨードメタンの分子量は１４１．９であり、密度は２．２８ｇ／ｍｌである。ヨードメタンは非可燃性かつ非爆発性であり、現在、医学、有機合成、顕微鏡及びピリジン検査の諸分野で利用されている。
理論に束縛されるのは本意ではないが、ヨードメタンの燻蒸剤としての作用形態は、標的とする生物中の種々のアミノ酸及びペプチド中のＮＨ２やＳＨなどの官能基との二分子求核置換（ＳＮ２）反応による。
本発明によれば、ヨードメタンを、単独の物質としてもクロロピクリンや生体物質のような物質など他の土壌燻蒸剤と組み合わせても土壌中に注入することができ、土壌中に存在する害虫や病気を抑制することができる。
本発明の実施の形態による地表下土壌注入装置について図１乃至図４に基づき説明する。本発明による土壌注入装置は、好ましくは土壌注入物質運搬用のトラクター１０のような車両に搭載される。他の車両、例えばピックアップトラックも当然本装置の運搬に使用できる。
図２に示すように、トラクター１０を使用し、土壌１２に沿って直線経路上を所定間隔（例えば６インチ）を隔てて配置された注入地点３０にシャンク２０により燻蒸剤を注入していく。例えば、ヨードメタン燻蒸剤は本発明により、好ましくは約３〜約１２インチ、より好ましくは約５〜約１２インチ、最も好ましくは約８〜約１２インチの略等間隔を隔てた注入地点３０の土壌中に注入される。
シャンク２０の形状は限定されておらず、本発明により土壌中に物質を注入することができる限り、シャンク２０は如何なる適切な形状をなしていても良い。
上述したように、揮発性物質を含む燻蒸剤の場合は、物質は液体の状態で土壌に注入されるがすぐに気体に変化する。この気体は土壌の空隙を通って全方向に拡散し、土壌構造を最小限にしか壊さずに土層中の標的とする生物を抑制する。これは、図１及び図５に拡散範囲４０として示されている。
当業者が認識しているように、注入地点３０の間隔は土壌中に注入される物質の拡散パターンに依存する。この拡散パターンは土壌の種類、状態及び標的とする生物に影響される。よって上述したように、ヨードメタンの場合、注入地点３０は最大約１２インチまでの間隔を隔てた何処でも良いが、土壌状態などによってはヨードメタンの場合でも１２インチを超える注入間隔でも本発明の範囲内である。更に、後述するように、物質が土壌に注入されるのはトラクター１０が動作している時のみであり、よって燻蒸剤を処置領域内に封じ込めることができる。
本発明による注入地点の深さは、土壌の種類と燻蒸後に植えられる作物の根が浅いか深いかによって変わる。根の浅い作物の例は苺やトマトであり、これに対して根の深い作物としては樹木や蔓植物が挙げられる。根の浅い作物の場合の本発明による注入の深さは、土壌の表面から好ましくは約１〜約１２インチ、より好ましくは約１〜約８インチ、最も好ましくは約１〜約６インチである。根の深い作物の場合の本発明による注入の深さは、土壌の表面から好ましくは約１８〜約２４インチ、より好ましくは約２０〜約２４インチ、最も好ましくは約２２〜約２４インチである。
図１及び図３に示すように、ヨードメタンは、例えばトラクター１０に取り付けられた設置台１４又は類似の構造物に搭載されたステンレス鋼又は他の適当な容器５０に保持される。若しくは、上述したように、容器５０はピックアップトラックなど他の適当な方法で運搬される。容器５０に保持された物質は、管６０を通過してリザーバ７０に流入する。後述するように、容器５０の出口には一方向弁８０が備えられ、この働きによって物質と気体がリザーバ７０を満たす。更に、窒素や類似の気体の圧縮気体が容器８２に封入されている。該圧縮気体は、容器８２から管８４を通過して管８６と管８８へ流れる。容器５０には管１０２が接続され、管１０２には管１０２中の圧縮気体の流れを制御する為のソレノイドスイッチ９２が設けられている。同様に管８８には、管８８を通過してリザーバ７０に流入する圧縮気体の流れを制御する為のソレノイドスイッチ９４が設けられている。
本発明による装置には、衛星利用測位（ＧＰＳ）装置１５０又はレーダー装置などの類似の装置が装備され、衛星利用測位装置１５０は、本装置の動き（速度及び位置）を探知してこの情報をコンピュータ１６０に入力する。コンピュータ１６０には、注入物質の注入量、ノズルの数、注入物質の重量又は密度、注入の深さ、パルス間隔、目標対地速度などの他の情報も使用者により入力される。コンピュータ１６０は、当業者により事前にコンピュータ１６０に入力されたプログラムソフトウェアに従ってソレノイドスイッチ９２に適切な信号を出力する。
リザーバ７０の出口にはソレノイドスイッチ９０が設けられ、注入物質が管１００を通ってシャンク２０、２２、２４などに流れるのを許可するときに開く。ソレノイドスイッチ９０又は９２又はその両方を閉じる為の電気信号を適宜出力する為に気体センサー１１０、１１２、１１４が設けられている（図３において電気信号は矢印を伴う実線で示されている）。多岐管１３０へ流れる種々の液体又は気体の注入物質を制限する為にオリフィス板１２０が設けられている。管１００からシャンクライン管１４２、１４４、１４６などを通りシャンク２０、２２、２４などへ流れる流量を計測する為に流量計１４０が設けられている。注入物質は多岐管１３０にて均等に分配されてシャンクライン管１４２、１４４、１４６などへ送られる。
本発明による地表下土壌注入を行う為に、以下の方法によりパルス信号が出力される。該パルス信号により、化学肥料、生体物質、又はヨードメタンなどの化学物質が、保持容器から管を通して土壌中の所定の深さ及び地点に設置されたシャンクへ供給される。
まず、コンピュータ１６０に以下の入力データを入力する。
１．注入物質の注入量
２．注入ノズルの数
３．注入物質の重量又は密度
４．ＧＰＳ装置による処置領域の位置
５．シャンクによる注入の深さ
６．注入物質の物理的状態（気体又は液体）
７．パルス間の間隔
８．対地速度（インチ／秒）
次に、本装置を処置領域に移動し、ＧＰＳ装置により位置を確認する。
本装置が稼動を開始すると、コンピュータ１６０は入力信号を受信し、注入を行う為の１パルス信号を出力する。
ソレノイドスイッチ９２において入力信号が受信されると、加圧された容器５０からヨードメタンが放出されてリザーバ７０へ流入する。容器５０は、容器８２及び管１０２によって一定圧力に保たれている。
ソレノイドスイッチ９２が閉じられ、１パルス分の正確な量の注入物質がリザーバ７０に蓄えられる。
次に、ソレノイドスイッチ９４が開けられ、窒素又は他の圧縮気体がリザーバ７０中の注入物質を加圧する。
そしてリザーバ７０内が必要圧力に達すると、ソレノイドスイッチ９０が開けられ、リザーバ７０から注入物質が放出され、注入物質は管１００中を押し流され多岐管１３０へと達する。
多岐管１３０において、注入物質は土壌中で注入に用いられるシャンクの個数に応じて均等の量に分配される。
注入物質はなおソレノイドスイッチ９０を通して圧力によって押され、各シャンクライン管１４２、１４４、１４６などへ分配され、各ノズルから吐出される。
各シャンクライン管１４２、１４４、１４６などのノズルに近い方の端部には、気体センサー１１０、１１２、１１４などが設けられている。気体センサー１１０、１１２、１１４などは、注入物質の全量が管から押し出されたかどうかを判断し、そうであれば信号を送ってソレノイドスイッチ９４を閉じ、気体の流れを止める。
本装置は、次の注入地点まで移動し次の注入工程に備える。
本装置の全体は閉鎖系でなければならない。これは本発明に用いる燻蒸剤の混合、運搬、注入に関わる諸作業者に対する安全を確保する為である。上述したように、土壌に注入される注入物質は、圧縮窒素ガス又は類似の不活性気体により容器から押し出される。或いは、当業者が認識するように、同一の結果はポンプ、それも比較的正確なポンプによっても達成することができる。よって、本発明による注入物質の土壌注入は容積式ポンプを使用して行うことができるが、勿論ダイヤフラムポンプ、ローラーポンプ、インペラーポンプ又は他の種類のポンプも使用できる。
本発明によれば、一回の注入工程に必要な量の注入物質が容器５０から吸引される。正確な量の注入物質は、１エーカー当たりの目標注入量にトラクターの対地速度を考慮して決定される。対地速度はトラクター１０に装備されたレーダー装置１３０（図１参照）又は何らかの従来の方法により決定され、この対地速度がコンピュータ１６０に伝達される。コンピュータ１６０は、容器５０から管６０へ送られる注入物質の多少を調節する。
本発明によって、ヨードメタンがシャンクライン管１４２、１４４、１４６などの末端部にあるノズル開口部から押し出されて土壌中に注入される時、扇形状又は噴霧状の注入パターンとはならない。そうではなく、土壌中の一点に纏まった量の注入物質が注入され、そこから注入物質が土壌中を拡散していく。このとき注入物質は、必要ならば隣り合う注入地点３０に注入された物質の拡散範囲と重なり合う。よって、本発明による適切な注入がなされる限り、特別なノズルの形状は必要とされない。しかしながら、必要であれば、例えば圧力により作動する遮断弁のような弁（図示せず）または他の適切な一方向弁を設けて、土壌中への注入物質の注入は可能としながら土がノズルに入り込むのを防止する。
本発明によれば、注入物質は、シャンク２０、２２、２４などに付設されるシャンクライン管１４２、１４４、１４６などの端部に位置するノズルから、土壌の種類、注入量、注入の深さ、拡散パターン及び標的とする害虫により決定された間隔を置いて等間隔に注入される。全て同一平面上に位置するシャンク２０、２２、２４などによる一回の注入の深さは、一回の注入毎に決定され適用される。隣り合うシャンク間の間隔は、特に処置領域の幅に依存することが分かる。図４に示すように、本発明によるヨードメタン燻蒸剤の注入に関して好ましいシャンク間の間隔は、約１２インチである。図４に示すように、３４インチの幅を有する盛り土に対して、２本のシャンクどうしは１２インチの間隔を有し、かつ各シャンクは盛り土の両端から１１インチの注入地点３０に位置するのが適当である。より一般的には、本発明による例えばヨードメタンの注入に関して、隣り合うシャンクどうしは約６〜約２４インチの間隔を有し、より好ましくは約８〜約２４インチの間隔を有し、最も好ましくは約１２〜約２４インチの間隔を有している。もちろん、必要であればシャンク間の間隔が２４インチ超であっても本発明の範囲内である。例えば、根の深い作物に対しては２０インチの間隔が一般的であるが、６０インチ程度の間隔もあり得る。更に、注入物質を本装置から土壌中へ運搬する管６０、１００及びシャンクライン管１４２、１４４、１４６などは、注入物質に対して耐性がなければならない。この点について当業者が認識するように、本発明によりヨードメタンを土壌中に注入するためには、上記の管の素材として耐久力があり腐食しない素材を使用する必要がある。例えば、ヨードメタンを注入する際には、ステンレス鋼又はペルフルオロエラストマー又はフルオロエラストマーが用いられる。これらペルフルオロエラストマー及びフルオロエラストマーの製品の例としては、夫々Ｋａｌｒｅｚ（登録商標）及びＶｉｔｏｎ（登録商標）があり、これらの製品は共に米国デラウェア州ウィルミントンのデュポンダウエラストマーズエルエルシーより入手可能である。
本発明によれば、本装置には一回の注入に必要なだけの量の注入物質が充填される。従って、装置の全体に注入物質が充填される必要はなく、注入工程の合間には注入物質が全ての管には存在しないこともある。従って、一旦目的の領域に注入がなされた後は、注入物質は装置中の管に殆ど乃至は全く残らないので、装置の洗浄がより容易になる。窒素又は圧縮空気を利用して管内の注入物質を除去し、概して従来の装置に伴う作業者の注入物質への露出の可能性を最小限にする。
本発明は、後述の例を参照することによりより良く理解される。本例は、本発明を説明する目的のみの為に記載されたものであり、如何なる意味においても特許請求の範囲に記載した範囲を限定するものと解釈してはならない。
例
土壌に苺を植える準備の為に、本発明に従い以下の方法によりヨードメタン燻蒸剤を土壌中に注入する。ヨードメタンはｐＨ値が６〜８であり、有機質が重量で１〜３％含まれ、水分（密閉保持容量）が５０〜９０％であるという特徴を有する。
本装置の容器にヨードメタンを充填し、本装置を処置領域内のある地点に置く。ここで、３８インチ幅の盛り土中の１０インチの深さの位置に２本のシャンクを位置させる。この２本のシャンクは同一平面上に位置し、２４インチの間隔を隔てている。この２本のシャンクにより土壌中に注入を行う為に、事前に本装置のコンピュータに入力された情報に基づいて、３ｍｌの量のヨードメタンが容器から吸引され、リザーバに貯えられる。リザーバのソレノイドスイッチを開くと、圧縮気体の働きによって、上記量のヨードメタンは管を通って多岐管へと流れ、２本のシャンクライン管に均等に分配される。各シャンクライン管には各シャンクに対応してノズルが設けられている。このようにして、各ノズルから１．５ｍｌのヨードメタンが土壌中に注入されると、ヨードメタンは直ちに気化し、球形状又は楕円球形状で有効直径が約２４インチの拡散パターンを土壌中に形成する。シャンクライン管のノズル付近に位置する気体センサーによって、ヨードメタンの全量がシャンクライン管から排出されたと判断されると、リザーバのソレノイドスイッチが閉じられる。その後、本装置を２番目の注入位置へ直線経路で１２インチ移動し、上述したようなヨードメタンの移動とソレノイドスイッチの開閉によって２回目の注入が実行される。
本発明による地表下土壌注入装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態によるトラクターに搭載された地表下土壌注入装置を示す側面図。
【図２】
本発明の実施の形態による燻蒸剤注入用の地表下土壌注入装置のシャンク部分及び数個の注入地点を示す斜視図。
【図３】
本発明の実施の形態による燻蒸剤注入用の地表下土壌注入装置を示す概略図。
【図４】
本発明の実施の形態による地表下土壌注入装置の２本のシャンクが、燻蒸剤を土壌に注入する為に土壌中に挿入されたところを示す断面図。
【図５】
本発明の実施の形態による地表下土壌注入装置の２本のシャンクが、一列状の盛り土になっている土壌に燻蒸剤を注入する過程を示し、更に２本のシャンクが土壌中を移動する方向を矢印で示した斜視図。
【符号の説明】
１０  トラクター
１２  土壌
１４  設置台
２０、２２、２４  シャンク
３０  注入地点
４０  拡散範囲
５０  容器
６０  管
７０  リザーバ
８０  一方向弁
８２  容器
８４、８６、８８  管
９０、９２、９４  ソレノイドスイッチ
１００、１０２  管
１１０、１１２、１１４  気体センサー
１２０  オリフィス板
１３０  多岐管
１４０  流量計
１４２、１４４、１４６  シャンクライン管
１５０  衛星利用測位装置
１６０  コンピュータ
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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