(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌に対して、未分解有機物を投入し、灌水を行った後、土壌の上面を密閉体で被覆した状態で、土壌の温度をほぼ３０℃以上に保持することにより、未分解有機物の腐敗に伴い土壌中の酸素が消費されながら土壌の還元消毒が行われる土壌消毒方法であって、多数の孔を有する複数の灌水管を土壌の表面に配置して前記灌水を行い、前記密閉体による被覆を行った状態で、土壌中の温度を検知し、土壌中の温度が前記温度よりも低くなったときに、前記孔から土壌に対して４５〜６０℃の温湯の供給を行い、土壌中の温度をほぼ３０℃以上に維持するようにしたことを特徴とする土壌消毒方法。
【請求項２】
前記密閉体を、水分の透過を遮断する遮断層と、密閉体に保温性を持たせるための保温層とを含む多層構造とする請求項１に記載の土壌消毒方法。
【請求項３】
水の供給源から給水配管を通って送られてきた水を加熱するための加熱部と、この加熱部からの温湯を土壌に供給するための温湯供給部と、土壌中に配置される温度センサと、この温度センサからの信号に基づいて前記加熱部から温湯供給部へ送られる温湯の流量を制御する制御部とを備えた土壌消毒装置を用いて実施され、前記温湯供給部は、土壌上において、互いにほぼ平行となるように配置された複数の前記灌水管と、各灌水管の上流端が接続される給湯配管とを備えており、前記給湯配管は、連結配管を介して前記加熱部に接続されている請求項１または２に記載の土壌消毒方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、圃場の土壌を消毒するための土壌消毒方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の土壌消毒方法として、耕地土壌に小麦皮のフスマを１０００ｍ2 当たり深さ１５ｃｍに１〜２ｔ投入して耕起し、直ちに１００ｍｍ程度の灌水を行い、最後にビニールシートによる被覆を行うものがある。
【０００３】
上記の土壌消毒方法によれば、前記ビニールシートによる被覆を行った状態で放置しておくだけで、土壌殺菌ができるのである。すなわち、前記フスマの腐敗に伴い土壌中の酸素が消費され、作物に害をなす微生物が酸素不足に陥り死滅するのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の土壌消毒方法では、土壌の温度を２５℃以上（好ましくは３０℃以上）に保持する必要があるため、この条件を満たす時期（例えば、夏期などの気温が高い時期）や場所でなければ実施できないという問題があった。
【０００５】
また、前記土壌消毒方法では、前記圃場の容水量が２６％以上必要であり、この値を維持できる圃場でなければ実施できないという問題もあった。
【０００６】
本発明は、かゝる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、土壌温度を原因とする時期や場所についての制限および圃場の容水量についての制限を受けずに実施できる土壌消毒方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の土壌消毒方法は、土壌に対して、未分解有機物を投入し、灌水を行った後、土壌の上面を密閉体で被覆した状態で、土壌の温度をほぼ３０℃以上に保持することにより、未分解有機物の腐敗に伴い土壌中の酸素が消費されながら土壌の還元消毒が行われる土壌消毒方法であって、多数の孔を有する複数の灌水管を土壌の表面に配置して前記灌水を行い、前記密閉体による被覆を行った状態で、土壌中の温度を検知し、土壌中の温度が前記温度よりも低くなったときに、前記孔から土壌に対して４５〜６０℃の温湯の供給を行い、土壌中の温度をほぼ３０℃以上に維持するようにしたことを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
【０００９】
上記の構成によれば、土壌温度を原因とする時期や場所についての制限および圃場の容水量についての制限を受けずに実施できる土壌消毒方法を提供することが可能となる。
【００１０】
また、土壌に対して最低限必要な量だけ温湯を供給すればよく、温湯の供給量や水を温湯にするための加熱に必要なエネルギー量を抑えることが可能となる。
【００１１】
また、前記密閉体を、水分の透過を遮断する遮断層と、密閉体に保温性を持たせるための保温層とを含む多層構造とするとしてもよい（請求項２）。この場合には、土壌の温度低下を効果的に防止することができ、水を温湯にするための加熱に必要なエネルギー量をより少なくすることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る土壌消毒方法の構成を概略的に示す説明図、図２は、前記土壌消毒方法の要部の構成を概略的に示す縦断面図である。
前記土壌消毒方法は、耕地土壌などの土壌１に対して、未分解有機物としての小麦皮のフスマを、深さ１０〜２０ｃｍ（例えば、１５ｃｍ）の範囲に１０００ｍ2 当たり１〜２ｔ投入して十分に耕起（耕うん）し、直ちに５０〜１５０ｍｍ（例えば、１００ｍｍ）程度の灌水を行った後、土壌１の上面（表面）を密閉体３で被覆した状態とし、この状態で、前記土壌１に対して温湯２の供給を行うものである。
【００１３】
また、前記土壌消毒方法では、多数の孔を有する複数の灌水管４，４…を土壌１の表面に配置し、前記孔から土壌１に対する温湯２の供給を行うのであり、さらに、この土壌１に対する温湯２の供給は、土壌１中の温度を常時または一定時間ごとに検知（モニタリング）し、その温度が所定の温度（例えば、２５℃、好ましくは３０℃）以下となったときに行うのである。
【００１４】
そして、前記土壌消毒方法は、水の供給源（図示せず）から給水配管５を通って送られてきた水を加熱するための加熱部６と、この加熱部６からの温湯を土壌に供給するための温湯供給部７と、土壌１中に配置される温度センサ８と、この温度センサ８からの信号に基づいて前記加熱部６から温湯供給部７へ送られる温湯の流量を制御する制御部９とを備えた土壌消毒装置Ｄを用いて実施される。
【００１５】
前記土壌１に対して供給される温湯２の温度は、例えば、４５〜６０℃（本実施例では５０℃）である。
【００１６】
前記未分解有機物としては、前記小麦皮のフスマ以外に、例えば、コヌカやサトウキビ粕などを用いてもよい。
【００１７】
前記密閉体３は、シート状に形成されており、水分の透過を遮断する遮断層３ａと、密閉体３に保温性を持たせるための保温層３ｂとを含む多層構造となっている。そして、前記密閉体３は、前記遮断層３ａが一番下側になるように配置・構成されている。なお、密閉体３を、前記保温層３ｂが一番下側になるように配置・構成してもよい。
【００１８】
前記遮断層３ａは、例えば、ビニールシートからなり、前記保温層３ｂは、保温性に優れた材料をシート状に形成してなる。なお、前記保温層３ｂは、空気層であってもよく、この場合には、例えば、前記遮断層３ａを二層設け、この二つの遮断層３ａ，３ａの間に空気層を形成するようにすればよい。
【００１９】
前記灌水管４は、耐熱性および耐腐食性を有している。なお、灌水管４は、例えば、可撓性を有する合成樹脂製のホース（チューブ）を用いて形成してもよいし、可撓性を有しない金属製の配管を用いて形成してもよい。
【００２０】
また、各灌水管４からの灌水は、前記孔から温湯を導出することによって行うのであるが、本実施例では、前記孔から温湯を点滴（滴下）するように構成してある。このような構成によって、土壌に対する温湯の灌水をより満遍なく行うことが可能となる。
【００２１】
前記加熱部６は、水を加熱するための加熱手段として、石油を燃焼させる手段を有するボイラ（図示せず）によって構成されている。なお、加熱部６は上記の構成からなるボイラに限るものではなく、例えば、水を加熱するための加熱手段として、ガスを燃焼させる手段（図示せず）を有するいわゆるガス式瞬間湯沸器等の湯沸器などであってもよく、この場合には、図１に示すように、前記ガスを加熱部６に供給するためのガスボンベ６ａを加熱部６に接続してもよい。
【００２２】
そして、前記加熱部６は、その内部から導出する温湯の温度が、例えば、４５〜６０℃（本実施例では５０℃）となるように構成されている。
【００２３】
前記温湯供給部７は、土壌１上において、互いにほぼ平行となるように例えば５０ｃｍ間隔で配置・載置された複数の前記灌水管４，４…と、各灌水管４の一端（上流端）が接続される給湯配管１０とを備えている。
【００２４】
前記給湯配管１０は、連結配管１１を介して前記加熱部６に接続されているのであり、この加熱部６からの温湯２が連結配管１１を経た後に給湯配管１０に至り、そして、給湯配管１０に至った温湯が温湯供給部７に送られ、最後に、温湯供給部７の各灌水管４の孔から土壌１に対して温湯２が供給されることになる。
【００２５】
なお、前記給湯配管１０および連結配管１１は、前記灌水管４と同様に、いずれも耐熱性および耐腐食性を有している。
【００２６】
また、前記連結配管１１の上流部分には、その内部を流れる温湯の流量を調整する流量調整部１１ａが設けられている。ここで、本実施例では、前記流量調整部１１ａは、二方電磁弁などの弁であり、加熱部６から温湯供給部７に対して温湯２が供給される供給状態と、供給されない停止状態とに切り換えるための切換手段となるものである。なお、前記流量調整部１１ａを、前記連結配管１１など加熱部６の下流側に設けてもよいが、前記給水配管５の下流部分など加熱部６の上流側に設けてもよい。
【００２７】
前記温度センサ８は、土壌の深さ１０〜２０ｃｍ（本実施例では、１５ｃｍ）程度の位置に配置・埋設され、土壌の温度（地温）を常時または一定時間毎に計測し、その計測値を信号にして前記制御部９に出力するように構成されている。
【００２８】
前記制御部９は、温度センサ７と、前記加熱部６の下流側に設けられた前記流量調整部１１ａとに、電気的に接続されている。そして、制御部９は、前記温度センサ７からの出力に基づいて、前記流量調整部１１ａの制御（例えば流量調整部１１ａを構成する弁の開閉）を行うのであり、これによって、温湯供給部７に送られる温湯２の流量の調整がなされる。この流量の調整は、本実施例においては、前記供給状態と停止状態との切り換えによってなされる。
【００２９】
次に、上記の構成からなる土壌消毒装置Ｄを用いた前記土壌消毒方法の実施方法について説明する。
まず、土壌１に対して、小麦皮のフスマを、土壌１の表面から深さ１５ｃｍまでの範囲に１０００ｍ2 当たり１〜２ｔ投入して十分に耕起し、直ちに土壌１に対してその表面に前記温湯供給部７の灌水管４，４…を適宜に配置し、各灌水管４から１００ｍｍ程度の灌水を行う。ここで、前記灌水には、加熱してない常温のままの水を用いてもよいし、前記加熱部６で加熱した温湯を用いてもよい。
【００３０】
上記灌水の後、温度センサ８を土壌１の深さ１５ｃｍの位置に埋設する。この温度センサ８の埋設は、前記灌水管４，４…の配置と同時に行ってもよい。
【００３１】
続いて、前記土壌１の上面（表面）を密閉体３で被覆し、このように被覆を行った状態で土壌１中の温度を所定温度（例えば、３０℃）以下とならないように維持することにより、前記フスマを腐敗させるのである。すなわち、土壌１中の温度が所定温度以下となったときには、前記温度センサ８が制御部９に対して信号を送り、この信号に基づいて制御部９が前記流量調整部１１ａを制御することにより、加熱部６からの温湯２が温湯供給部７に送られ、温湯供給部７の各灌水管４から土壌１に対して温湯２が供給されるのである。
【００３２】
上記土壌１に対する温湯２の供給は、所定時間行うようにしてもよい。
【００３３】
前記土壌消毒装置Ｄによる土壌１の温度管理は、一定期間（例えば、１５日程度）にわたって行われる。
【００３４】
上記の構成からなる土壌消毒方法によれば、温湯２の供給によって土壌１を温め、土壌１の温度低下を防止できるため、土壌温度を原因とする時期や場所（地域）についての制限を受けずに、土壌消毒を実施することが可能である。
【００３５】
また、従来の土壌消毒方法では、土壌１の温度が自然環境などから影響を受けるため、ビニールシートの被覆期間が２０〜３０日必要であったが、本実施例の土壌消毒方法によれば、土壌１の温度を常時３０℃以上に維持することができるため、土壌１の還元消毒効果が著しく高まるとともに処理期間を短縮でき、従来の半分の１５日以下とすることが可能となる。
【００３６】
さらに、上記の構成からなる土壌消毒方法では、未分解有機物（フスマ）の投入直後に灌水（灌水処理）を行うことから、土壌１を還元状態にし、おもに好気性である糸状菌による土壌病害を軽減し、スイカなどのうり類のつる割病やイチゴ萎黄病など種々のフザリウム菌による病害，コムギ条斑病，立枯病，苗立枯病やトマトやホウレンソウの萎凋病，トマト青枯病等の細菌病などに効果があり、線虫の減少も期待できる。特に、前記土壌消毒方法を施設栽培に用いた場合には、灌水処理による除塩の効果もあり、これによる作物根の健全化をも図ることが可能となる。
【００３７】
また、上記土壌消毒方法では、土壌１を適温に保ちながら前記密閉体３による密閉（密閉処理）を行うことから、おもに糸状菌による土壌病害も軽減，防除できる。
【００３８】
また、上記土壌消毒方法では、前記密閉体３に保温層３ｂを設けてあることから、土壌１の温度低下を効果的に防止することができる。
【００３９】
また、上記土壌消毒方法では、土壌１に対する灌水を容易に行え、容水量の低い土壌１で実施する場合には、灌水量を増やすなどして対応できることから、圃場の容水量についての制限を受けることなく土壌消毒を行うことが可能である。
【００４０】
また、上記土壌消毒方法では、土壌１中の温度を検知し、その温度が所定以下となったときに、土壌１に対する温湯２の供給を行うようにしてあることから、土壌１に対して最低限必要な量だけ温湯２を供給すればよく、温湯２の供給量や水を温湯にするための加熱に必要なエネルギー量を抑えることが可能となる。
【００４１】
以下に、上記土壌消毒方法の効果を検証するために行った従来の土壌消毒方法（以下、従来法または温水法という）と本実施例の土壌消毒方法（以下、本法という）との比較試験とその結果について述べる。なお、前記従来法は、本法に比して、密閉体３として保温層３ｂを有しないビニールシートのみを用いている点と、密閉体３による密閉を行っている状態で、土壌１に対して水および温湯の供給を行っていない点でのみ異なるものである。
【００４２】
最初に、４月に、ほぼ同じ条件下となる３つのエリアを設け、１番目のエリアでは本法を実施し、２番目のエリアでは従来法を実施し、３番目のエリアには何の処理も行わず、無処理として、それぞれのエリアにおけるホウレンソウ萎凋病の発病株率（％）への影響について調べた。そのときの結果を図３に示す。
【００４３】
図３からわかるように、無処理のエリアでは、ホウレンソウ萎凋病の発病株率が９０％を超え（約９５％）、従来法を実施したエリアでは、無処理のエリアに比べれば発病株率を抑えることができたものの、それでも３５％程度の発病株が認められたのに対して、本法を実施したエリアでは、ホウレンソウ萎凋病の発病株率を１〜２％程度に抑えられたのである。すなわち、これにより、土壌消毒についての本法の効果が実証されたこととなる。
【００４４】
次に、気温が低い冬（１月）と気温が高い夏（８月）とにそれぞれ本法および従来法を実施し、ホウレンソウ萎凋病の発病株率（％）への影響について調べた。そのときの結果を図４に示す。
【００４５】
図４からわかるように、従来法を実施したエリアでは、８月ではホウレンソウ萎凋病の発病株率を１０％程度に抑えられるが、１月では８５％程度にまで上昇してしまう。これに対して、本法を実施したエリアでは、８月ではホウレンソウ萎凋病の発病株が認められず、１月でも１〜２％程度に抑えられている。すなわち、これにより、土壌温度を原因とする時期や場所（地域）についての制限を受けずに、土壌消毒を実施することが可能であるという本法の効果が実証されたこととなる。
【００４６】
次に、ほぼ同じ条件下となる３つのエリアを設け、１番目のエリアでは本法を実施し、２番目のエリアでは従来法を実施し、３番目のエリアには何の処理も行わず、無処理として、それぞれのエリアにおける土壌の温度（℃）について調べた。そのときの結果を図５に示す。
【００４７】
図５からわかるように、無処理のエリアでは、土壌の温度が２５℃以上となることがほとんどなく、１５℃付近にまで下がることもあり、従来法を実施したエリアでは、ビニールシートによる密閉の効果により、無処理のエリアに比べれば土壌の温度を上げることができたものの、それでも２５℃以下となることが多いのに対して、本法を実施したエリアでは、前記温湯２の供給と密閉体３の保温効果とによって、土壌の温度をほぼ３０℃以上に維持できたのである。すなわち、これにより、土壌の保温効果についての本法の効果が実証されたこととなる。
【００４８】
次に、ほぼ同じ条件下となる３つのエリアを設け、１番目のエリアでは本法を１５日間実施し、２番目のエリアでは従来法を３０日間実施し、３番目のエリアには何の処理も行わず、無処理として、それぞれのエリアにおけるトマト萎凋病の発病株率（％）への影響について調べた。そのときの結果を図６に示す。
【００４９】
図６からわかるように、無処理のエリアでは、トマト萎凋病の発病株率が４０％を超え（約４６％）、従来法を実施したエリアでは、発病株率を１〜２％程度に抑えられ、本法を実施したエリアでは、発病株が認められなかったのである。すなわち、これにより、本法の実施期間を従来法の約半分の１５日としても、土壌消毒について従来法と同等ないしより優れた効果を得られることがわかる。
【００５０】
次に、ほぼ同じ条件下となる３つのエリアを設け、１番目のエリアでは本法を実施し、２番目のエリアでは従来法を実施し、３番目のエリアには何の処理も行わず、無処理として、それぞれのエリアにおける土壌の容水量（％）について調べた。そのときの結果を図７に示す。
【００５１】
図７からわかるように、無処理のエリアでは、土壌の容水量が２５％を上回ることがほとんどなく、従来法を実施したエリアでも、土壌の容水量は無処理のエリアとそれほど変わらないが、本法を実施したエリアでは、土壌の容水量が３５％以上を維持していることがわかる。すなわち、これにより、土壌の容水量を上昇させることができるという本法の効果が実証されたことになる。
【００５２】
なお、上記実施例において、前記温度センサ８を、土壌消毒を行おうとする土壌１のエリアに対してそのエリアの例えば中央に一つのみを設けてもよいが、前記土壌１のエリアが大きい場合などには、複数の温度センサ８，８…を設けて、これらの温度センサ８，８…を適宜に分散させて土壌１のエリアに配置するとともに、各温度センサ８を前記制御部９に電気的に接続するようにしてもよい。このように複数の温度センサ８，８…を設けた場合、前記制御部９が前記制御を行うためのきっかけとなるトリガーとしては、例えば、複数の温度センサ８のいずれかからの制御部９に対する最初の出力（信号）としてもよいし、２番目以降のいずれかの出力（信号）としてもよいし、また、全体のほぼ半分の温度センサ８，８…から出力信号が送られた状態となったときとしてもよい。
【００５３】
また、上記実施例では、前記温度センサ８が、常時または一定時間毎に土壌１の温度を計測し、その計測値を信号にして制御部９に出力するように構成されているが、このような構成に限るものではなく、例えば、温度センサ８が、常時または一定時間毎に土壌１の温度を計測し、この温度が所定温度以下となったときに、その対応を促すための検知信号を制御部９に出力するようにし、制御部９は、前記検知信号の入力に基づき、加熱部６から温湯２を温湯供給部７へと送るような制御を行うようにしてもよい。また、温度センサ８が、常時または一定時間毎に、土壌１の温度を計測するとともに制御部９を待機させておくための待機信号を制御部９に出力し、前記土壌１の温度が所定温度以下となったときに、制御部９に対する待機信号の出力を停止するようにし、制御部９は、前記待機信号の出力の停止に基づき、加熱部６から温湯２を温湯供給部７へと送るような制御を行うようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上記実施例において、前記加熱部６に送られる水を加熱部６の上流側で加熱することにより、加熱部６による水の加熱を補助するための加熱補助部１２を設けてもよい。前記加熱補助部１２は、例えば、水（湯）を貯留しておく貯留部（図示せず）と、この貯留部内の水を加熱するための図示しない電熱線（コイルヒータ）と、太陽光線のエネルギーを電力にかえ、この電力を前記電熱線に供給するための太陽電池部１２ａとを備えた装置によって構成できる。また、この装置は、前記貯留部内の水（湯）を保温する手段や、前記太陽電池部１２ａによって得られる電力を蓄電する蓄電部などを有しておいてもよい。
【００５５】
また、前記加熱補助部１２は、下流端が加熱部６に接続される給水配管５の途中に設けてもよいが、この給水配管５の下流端が連結される他の給水配管５’中に設けてもよく、この場合には、二つの給水配管５，５’の連結部分に、給水配管５からの水と給水配管５’からの湯とを適宜に混合して、加熱部６側へと送る湯を適温とするための温度調整バルブを内蔵する温度調整部１３を設ければよい。さらに、昼間の時間帯など、前記加熱補助部１２が水を十分に加熱できる時間がある場合、その時間には、前記加熱部６を駆動しなくともよい。
【００５６】
また、上記実施例では、密閉体３を、遮断層３ａと保温層３ｂとを含む多層構造としているが、このような構成に限るものではなく、例えば、密閉体３を遮断層３ａのみを含む一層構造としてもよい。この場合には、前記密閉体３を、ビニールシートなどの一枚のシート状体のみによって構成することが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、土壌温度を原因とする時期や場所についての制限および圃場の容水量についての制限を受けずに実施できる土壌消毒方法を提供することが可能となる。また、土壌に対して最低限必要な量だけ温湯を供給すればよく、温湯の供給量や水を温湯にするための加熱に必要なエネルギー量を抑えることが可能となる。
【００５８】
また、本発明の土壌消毒方法は、ビニールハウスなどの施設内で栽培される作物（例えば、トマト，キュウリ，ホウレンソウなど）についての例えば連作を原因とする土壌病害だけでなく、野外の路地圃場で栽培される作物（例えば、ダイコン，ナス，ナシ，リンゴ，キャベツなど）についての例えば連作を原因とする土壌病害や、果樹の改植にともなう土壌消毒等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る土壌消毒方法の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】  上記実施例の要部の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図３】  ホウレンソウ萎凋病の発病抑制効果について、本法，従来法および無処理の３つの土壌消毒方法を比較した結果を概略的に示すグラフである。
【図４】  ホウレンソウ萎凋病の発病抑制効果について、１月および８月に本法および従来法の２つの土壌消毒方法をそれぞれ比較した結果を概略的に示すグラフである。
【図５】  土壌の保温効果について、本法，従来法および無処理の３つの土壌消毒方法を比較した結果を概略的に示すグラフである。
【図６】  トマト萎凋病の発病抑制効果について、本法，従来法および無処理の３つの土壌消毒方法を、処理日数を変えて実施することにより比較した結果を概略的に示すグラフである。
【図７】  土壌容水量の変化について、本法，従来法および無処理の３つの土壌消毒方法を比較した結果を概略的に示すグラフである。
【符号の説明】
１…土壌、２…温湯、３…密閉体、４…灌水管。
【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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