(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消毒用蒸気を供給する蒸気供給装置と、前記蒸気供給装置からの消毒用蒸気と冷水とを混合させて常温水よりも高温でかつ前記消毒用蒸気よりも低温の加熱水を発生させてこの加熱水を供給する熱水供給装置とを準備しておき、
土壌に前記蒸気供給装置からの消毒用蒸気を供給して土壌を加熱する加熱工程と、前記加熱工程によって加熱された土壌に前記熱水供給装置からの前記加熱水を供給して土壌を有用菌の生存可能温度の最高温度まで冷却する冷却工程とを交互にそれぞれ複数回行って消毒する土壌消毒方法。
【請求項２】
前記加熱工程を設定加熱時間行い、前記冷却工程を設定冷却時間行う請求項１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、土壌を加熱によって消毒する土壌消毒方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌を加熱して消毒する方法として、従来、土壌に熱水を供給して加熱することにより、臭化メチルによって消毒する場合の如く地球環境に悪影響が出ることを回避しながら、かつ、硝酸化成菌、アンモニア体窒素化菌などの有用菌を死滅しにくくしながら消毒する方法があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、消毒作業を行うに当り、土壌を消毒温度まで昇温させるのに時間が掛かり、作業能率が悪くなっていた。
本発明の目的は、有用菌を死滅しにくくしながら能率よく消毒作業できる土壌消毒方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成、作用、効果はつぎのとおりである。
【０００５】
〔構成〕
請求項１に記載の土壌消毒方法は、消毒用蒸気を供給する蒸気供給装置と、前記蒸気供給装置からの消毒用蒸気と冷水とを混合させて常温水よりも高温でかつ前記消毒用蒸気よりも低温の加熱水を発生させてこの加熱水を供給する熱水供給装置とを準備しておき、
土壌に前記蒸気供給装置からの消毒用蒸気を供給して土壌を加熱する加熱工程と、前記加熱工程によって加熱された土壌に前記熱水供給装置からの前記加熱水を供給して土壌を有用菌の生存可能温度の最高温度まで冷却する冷却工程とを交互にそれぞれ複数回行って消毒する。
【０００６】
〔作用〕
土壌に消毒用蒸気を供給し、消毒用蒸気の高温によって土壌を迅速に加熱する。蒸気を所定の加熱時間にわたって供給するとか土壌が所定の加熱停止温度に温度上昇するとかして冷却するべき状態になると、冷却水を供給して土壌を温度上昇し過ぎないように冷却する。冷却水を所定の冷却時間にわたって供給するとか土壌が所定の冷却停止温度になるとかして再加熱するべき状態になると、消毒用蒸気を供給して蒸気の高温によって土壌を迅速に再加熱する。このように、土壌を消毒用蒸気によって迅速に加熱する加熱工程と、温度上昇した土壌を昇温し過ぎないように冷却する冷却工程とを交互に行い、土壌温度が上昇し過ぎて有用菌が死滅することを冷却工程によって抑制しながら、土壌を消毒用蒸気によって消毒用温度に迅速に加熱して消毒するものである。
冷却水として非加熱水を採用すると、冷却工程において土壌の温度が急速に下降して土壌が冷え過ぎることがある。これに対し、冷却水として加熱水を採用しているものだから、冷却工程において土壌を急速に温度低下しないようにしながら冷却し、加熱工程において土壌を所定の温度に迅速に昇温するようにしながら加熱できる。
【０００７】
〔効果〕
土壌を消毒用蒸気によって迅速に加熱して、地球環境に悪影響が出ない消毒作業を能率よく行える。その割には、土壌温度の上り過ぎによる有用菌の死滅を抑制して作物の育成が有利に行える状態にできる。
冷却工程の後での加熱工程において土壌温度が所定の温度に迅速に上昇し、土壌を所定の温度により迅速に昇温させて能率よく消毒作業できる。
【０００８】
請求項２による発明の構成、作用、効果は、次の通りである。
【０００９】
〔構成〕
請求項１による発明の構成において、前記加熱工程を設定加熱時間行い、前記冷却工程を設定冷却時間行う。
【００１０】
〔作用〕
土壌に消毒用蒸気を供給してから設定加熱時間が経過すると、冷却水を供給し、冷却水を供給してから設定冷却時間が経過すると、冷却工程を停止するものである。すなわち、加熱工程と冷却工程との切り換えを自動制御によって行わせるに当り、土壌の検出温度に基づいて行わせる場合には、消毒用蒸気と冷却水との供給切り換えを行う供給制御装置に温度センサーを備えさせる必要がある。これに対し、時間計測に基づいて行わせるものだから、供給制御装置に特別なセンサーを備えさせる必要がない比較的簡単な制御構成を採用して自動制御を行わせられる。
【００１１】
〔効果〕
加熱工程と冷却工程との切り換えを自動制御によって行わせるに当り、比較的簡単な制御構成を採用して安価に行える。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
図５に示す如く掘削チェーン１１、巻き取りドラム２１、土寄せ板３１を有する作業装置が走行機体の後部に昇降操作自在に連結された作業機を準備する。
この作業機の巻き取りドラム２１に消毒管３を巻き取り収容させると、図１に示すように、作業機を図５に示す管埋設の作業状態にして栽培地の一端から他端に向けて畝８に沿わせて、巻き取りドラム２１から消毒管３を繰出しながら走行させ、消毒管３を畝８に約５０ｃｍの深さで埋めていく。その畝８の端まで消毒管３が埋まると、作業機を旋回させて先に消毒管３を埋設した畝８に隣接する畝８に沿わせて先の走行方向とは逆の走行方向に、巻き取りドラム２１から消毒管３を繰出しながら走行させ、その畝８に消毒管３を埋設する。このように、作業機を往復走行させて、消毒するべき全ての畝８に消毒管３を図３、図４の如く埋設する。
【００１７】
消毒管３の埋設を終えると、図２に示すように、消毒管３の一方の端に栓部材４０を装着して、その開口を蒸気が漏れ出ないように閉じる。他方の端を供給ホース４１によって消毒装置４２の供給管４３に接続し、消毒装置４２によって１００〜１２０℃の高圧の消毒用蒸気を消毒管３に供給させ、図３、図４に示す如くその消毒用蒸気を消毒管３から噴出させることにより、消毒用蒸気を土壌に内部から供給し、土壌を内部から消毒用蒸気によって加熱する。
【００１８】
土壌に消毒用蒸気を供給してから約５分が経過すると、前記消毒装置４２によって６０℃〜７０℃未満の熱水を消毒管３に供給させ、図３、図４に示す如く熱水を消毒管３から噴出させることにより、熱水を土壌に内部から供給し、土壌を熱水によって冷却する。
【００１９】
土壌に熱水を供給してから約１分が経過すると、消毒装置４２によって再度、１００〜１２０℃の高圧の消毒用蒸気を消毒管３に供給させて消毒管３から噴出させることにより、消毒用蒸気を土壌に供給して土壌を再加熱する。土壌に消毒用蒸気を再供給してから約５分が経過すると、消毒装置４２によって６０℃〜７０℃未満の熱水を消毒管３に再供給させて消毒管３から噴出させることにより、熱水を土壌に供給して再冷却する。
【００２０】
このように、土壌を消毒用蒸気によって加熱する加熱工程と、温度上昇した土壌が７０℃より昇温し過ぎることを抑制するように冷却する冷却工程とを交互に行い、土壌温度が上昇し過ぎて硝酸化成菌やアンモニア体窒素化菌などの有用菌が死滅することを冷却工程によって抑制しながら、土壌を消毒用蒸気によって加熱する。加熱工程を土壌消毒に必要な回数だけ繰り返して行って、土壌消毒を完了する。
尚、加熱工程と冷却工程との切り換えは、上記実施形態の如く蒸気や熱水を供給する時間に基づいて行う他、加熱や冷却による土壌の温度変化を検出し、この検出温度に基づいて行ってもよい。
【００２１】
土壌消毒が完了すると、前記作業機を図６に示す管回収の作業状態にして各畝８に沿わせて、巻き取りドラム２１を巻き取り側に駆動しながら走行させ、消毒管３を土中から引き上げて巻き取りドラム２１に回収する。
【００２２】
図９に示すように、前記消毒管３は、複数本の管構成体１と、各管構成体１の端部どうしを接続している連結管２とによって構成してある。図１０に示すように、管構成体１は、弾性を有する管素材の一例としての直径約２ｍｍのバネ鋼線材をコイリングして構成してある。すなわち、両端側の接続部１ａでは外径Ｄ１が約２６ｍｍの螺旋形状になり、中間部の流体供給部１ｂでは外径Ｄ２が約３０ｍｍの螺旋形状になるように巻き加工してある。管構成体１を自由状態にすると、接続部１ａでは、バネ鋼線材どうしの間に約２ｍｍの隙間ができるように、流体供給部１ｂではバネ鋼線材が密着し合うように巻き加工してある。各連結管２は、隣接し合う一対の管構成体１の一方の管構成体１における前記接続部１ａと、他方の管構成体１の前記接続部１ｂとにわたって外嵌するとともに各管構成体１の接続部１ａに螺合するように構成してある。これにより、各連結管２は、隣接し合う一対の管構成体１を互いに連通し合う状態に接続しているとともに各管構成体１の接続部１ａにおけるバネ鋼線材どうしの隙間を流体が漏れ出ないように閉塞している。
【００２３】
したがって、消毒管３に流体を供給しても、管内圧がバネ鋼線材の弾性によって決まる設定値の圧力に上昇するまでは、バネ鋼線材が密着し合っていて流体が管内部を流動する。流体供給に伴って管内圧が前記設定値の圧力まで上昇すると、連結管２から外れた部位でバネ鋼線材が消毒管３の径方向に弾性変形してバネ鋼線材どうしの間に隙間ができ、この隙間から流体が管外部に流出する。これにより、消毒管３は、管構成体１の流体供給部１ｂから流体を土壌に噴出供給することを可能にしている。消毒管３に曲げ力を与えると、管構成体１が連結管２から外れた部位で屈曲する。これにより、消毒管３は、巻き取りドラムに収容できるように可撓性を備えている。また消毒作業を行う際、隣接し合う２つの畝８どうしの間にＵ字状に屈曲して存在する消毒管部分３ａにはカバー筒９を被せ、屈曲のためにできた消毒管３のバネ鋼線材どうしの間から消毒用蒸気や熱水が漏れ出ないようにする。
【００２４】
前記作業機は、図５などに示すように構成してある。
すなわち、左右一対の操向操作自在な前車輪Ｗ１、左右一対の駆動自な後車輪Ｗ２、エンジンＥを有する原動部、この原動部の後側に位置するステアリングハンドルや運転座席などを有する運転部を備えている走行機体の後部を形成しているミッションケースＭに、リンク機構Ｌを介して前記作業装置を昇降自在に連結するとともに、前記リンク機構Ｌを油圧式のリフトシリンダによって上下に揺動操作することにより、作業装置を掘削チェーン１１が接地する作業レベルに下降操作したり、掘削チェーン１１などが地面から浮上する非作業レベルに上昇操作する。
【００２５】
作業装置には、無端回動型の前記掘削チェーン１１を有する溝掘削部１０と、この溝掘削部１０のやや後方に位置する前記巻き取りドラム２１や管案内体２５を有する管供給部２０、この管供給部２０のやや後方に位置する前記土寄せ板３１を有する溝埋め部３０を備えてある。
【００２６】
溝掘削部２０は、走行機体の前記ミッションケースＭに前記リンク機構Ｌを介して前端側が連結している掘削部フレーム１２と、この掘削部フレーム１２に支持されている複数個のスプロケット１３にわたって取付けた前記掘削チェーン１１と、前記掘削部フレーム１２に機体横向きの軸芯まわりで駆動回動自在に支持されるオーガ１４とによって構成してある。掘削チェーン１１とオーガ１４とは、前記ミッションケースＭの後部に備えられている動力取り出し軸から伝達される駆動力によって駆動される。作業装置を下降作業レベルにして走行機体を走行させると、掘削チェーン１１がこれの長手方向での複数箇所に付設してある掘削爪によって地面を掘削していき、掘削チェーン１１が溝ａの上に掻き揚げた土をオーガ１４が溝ａの横外側の地面上に送り出していく。これにより、溝掘削部２０は、走行機体の走行に伴い、図５に示す如く消毒管３を埋設するための溝ａを形成したり、図６に示す如く埋設してある消毒管３を引き上げ回収しやすいように、消毒管３の上方の土を掘削していく。
【００２７】
管供給部２０は、溝掘削部１０の前記掘削部フレーム１２から後方に延出している供給部フレーム２２と、この供給部フレーム２２が回動自在に支持する前記巻き取りドラム２１と、この巻き取りドラム２１の回転支軸に連動させてあるドラムモータ２３と、巻き取りドラム２１の下方で前記供給部フレーム２２に支持されている前記管案内体２５とによって構成してある。前記ドラムモータ２３は、走行機体から供給される動力源としての油圧または電力によって駆動されて巻き取りドラム２１の回転支軸を駆動することにより、巻き取りドラム２１を消毒管３の巻き取り側や繰出し側に駆動する。
【００２８】
すなわち、図５に示すように、巻き取りドラム２１から引き出して管案内体２５の埋設側通路２６ａを通した消毒管３の先端を作業開始箇所に設置し、巻き取りドラム２１を繰出し側に駆動しながら走行機体を走行させる。すると、管供給部２０は、巻き取りドラム２１から消毒管３を繰出し、巻き取りドラム２１からの消毒管３を管案内体２５により、溝掘削部１０が形成した溝ａの内部に案内して設置していく。
図６に示すように、土中から引き上げて管案内体２５の回収側通路２６ｂを通した消毒管３の先端側を巻き取りドラム２１にセットし、巻き取りドラム２１を巻き取り側に駆動しながら走行機体を走行させる。すると、管供給部２０は、巻き取りドラム２１の巻き取り力と、管案内体２５によるガイドとにより、溝掘削部１０が掘削した溝ａから消毒管３を引き上げて巻き取りドラム２１に回収していく。
【００２９】
溝埋め部３０は、管供給部２０の供給部フレーム２２の後端部に前記土寄せ板３１を支持させて構成してある。土寄せ板３１は、走行機体によって牽引されることにより、溝掘削部１０が溝ａの横外側に残していった土を管供給部２０の後側で溝ａの内側に寄せて落として行く。これにより、溝埋め部３０は、走行機体の走行に伴い、図５に示す如く管供給部２０が消毒管３を供給した後の溝ａを埋めて消毒管３を土中に埋設したり、図６に示す如く管供給部２０が消毒管３を回収した後の溝ａを埋めていく。
【００３０】
図７、図８に示すように、前記管案内体２５は、前記供給部フレーム２２から延出するブラケット２７に上端側が連結して供給部フレーム２２に支持されるように構成し、かつ、下端側が前記溝掘削部１０によって形成された溝ａに入り込むように構成した下側案内体２６と、この下側案内体２６の上端側に前記ブラケット２７を挟んで連結する上側案内体２８とによって構成してある。下側案内体２６に、機体側面視で下端側ほど機体後方側に位置する状態に湾曲している前記埋設側通路２６ａと、機体側面視で下端側ほど機体前方側に位置する状態に湾曲している前記回収側通路２６ｂと、この回収側通路２６ｂおよび前記埋設側通路２６ａの上端側に連通している機体上下向きの案内通路２６ｃとを備えてある。案内通路２６ｃは、巻き取りドラム２１からの消毒管３を埋設側通路２６ａに案内したり、回収側通路２６ｂからの消毒管３を巻き取りドラム２１に案内する。埋設側通路２６ａは、案内通路２６ｃからの消毒管３を溝ａの内部に機体後方向きに繰出していく。回収側通路２６ｂは、溝ａからの消毒管３を機体上方向きに導入して案内通路２６ｃに案内する。
上側案内体２８は、機体前後方向視で上側ほど横幅が広い案内通路を備えており、この案内通路により、巻き取りドラム２１からの消毒管３を下側案内体２６の前記案内通路２６ｃに案内したり、この案内通路２６ｃからの消毒管３を巻き取りドラム２１に案内する。
【００３１】
図１１に示すように、前記消毒装置４２は、前記供給管４３を備える蒸気供給装置４４と、この蒸気供給装置４４の前記供給管４３の途中に蒸気取り入れ管４５が接続し、かつ、前記供給ホース４１に供給切り換え弁４６を介して熱水送出管４７が接続している熱水供給装置４８と、前記蒸気取り入れ管４５が備えている開閉弁４９の電動操作部、および、前記供給切り換え弁４６の電動操作部に連係している供給制御装置５０とによって構成してある。
【００３２】
蒸気供給装置５０は、ボイラーによって１００〜１２０℃の高圧の消毒用蒸気を作成し、この消毒用蒸気を供給管４３から前記供給切り換え弁４６を介して供給ホース４１に供給することによって消毒管３に供給したり、供給管４３から前記蒸気取り入れ管４５に供給する。
【００３３】
熱水供給装置４８は、前記蒸気取り入れ管４５が接続している貯湯タンクを備え、蒸気取り入れ管４５によって蒸気供給装置４４から消毒用蒸気を貯湯タンクに取り入れ、上水道などの給水源から貯湯タンクに供給される冷水に混合させることにより、１００〜１２０℃の消毒用蒸気を熱源として６０℃〜７０℃未満の熱水を作成し、この熱水を熱水送出管４７および供給切り換え弁４６を介して供給ホース４１に供給することによって消毒管３に冷却水として供給する。
【００３４】
供給制御装置５０は、マイクロコンピュータで成り、始動操作されると、土壌消毒を行う際に前記加熱工程を行わせるべき任意の回数を人為操作によって設定する加熱回数設定器５１によって設定された設定加熱回数と、予め設定して入力してあるプログラムとに基づいて前記開閉弁４９と前記供給切り換え弁４６とを自動的に切換え操作する。すなわち、始動操作されると、この始動指令を基に、蒸気供給装置４４からの消毒用蒸気が熱水供給装置４８に流入しないように前記開閉弁４９を閉じ側に切換え操作し、これとともに供給切り換え弁４６を蒸気供給装置４４からの消毒用蒸気が供給ホース４１に供給される加熱側に切換え操作する。供給切り換え弁４６を加熱側に切換えてから、消毒管３から消毒用蒸気が噴出するまでに掛かるものとして設定してある加熱予備時間と、土壌に消毒用蒸気を実際に供給する加熱時間として設定してある約５分とが経過すると、蒸気供給装置４４からの消毒用蒸気が熱水供給装置４８に取り入れられるように前記開閉弁４９を開き側に切換え操作し、これとともに供給切り換え弁４６を熱水供給装置４８からの熱水が供給ホース４１に供給される冷却側に切換え操作する。供給切り換え弁４６を冷却側に切換えてから、消毒管３から熱水が噴出するまでに掛かるものとして設定してある冷却予備時間と、土壌に熱水を実際に供給する冷却時間として設定してある約１分とが経過すると、開閉弁４９を閉じ側に、供給切り換え弁４６を加熱側にそれぞれ切換え操作する。このように、供給切り換え弁４６を加熱側に切換え操作する回数が加熱回数設定器５１による設定加熱回数に等しい回数に達するまで、供給切り換え弁４６と開閉弁４９の切換え操作を繰り返して行い、供給切り換え弁４６を加熱回数設定器５１による設定加熱回数に等しい回数だけ加熱側に切換え操作し、この最終回の設定加熱時間での蒸気供給を終えると、始動指令に基づく供給切り換え弁４６および開閉弁４９の所定回数の自動操作を完了する。
【００３５】
これにより、消毒装置４２は、加熱回数設定器５１によって加熱回数を設定して供給制御手段５０に始動指令を入力すると、供給制御手段５０が開閉弁４９と供給切換え弁４６とを加熱回数設定器５１による設定加熱回数に対応する回数だけ自動的に切換え操作し、消毒管３に消毒用蒸気を供給することによって土壌を設定加熱時間にわたって加熱する加熱工程と、消毒管３に熱水を供給することによって土壌を設定冷却時間にわたって冷却する冷却工程とを交互に設定加熱回数に対応する回数だけ自動的に行い、土壌の消毒処理を自動的に行う。
【００３６】
〔別実施形態〕
本発明は、消毒管３として上記した消毒管を採用して土壌消毒する場合のみならず、図１２の如き消毒管３を採用して土壌消毒する場合にも適用できる。この消毒管３は、管本体４と、この管本体４を覆っている織布製の外筒５とによって構成してある。管本体４は、複数本の管構成体１と、各管構成体１の端部どうしを接続している連結管２とによって構成してある。各管構成体１は、図９に示した消毒管３の管構成体１と同様に構成してある。各連結管２は、図９に示した消毒管３の連結管２と同様に構成してある。これにより、この消毒管３は、管構成体１の流体供給部１ｂと、外筒５の繊維間（織り目）とから消毒用蒸気や熱水を土壌に噴出供給する。
また、本発明は、可撓性の消毒管を採用する他、パイプの長手方向や周方向に噴出孔が並んでいる金属や樹脂製のパイプで成るとか、樹脂製の網目円筒管で成るなど可撓性を有しない消毒管を採用して土壌消毒する場合にも、さらには、各種の消毒管を土壌の表面上に敷設して土壌消毒する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  消毒管埋設要領の説明図
【図２】  消毒管埋設要領の説明図
【図３】  消毒用蒸気および熱水供給状態の説明図
【図４】  消毒用蒸気および熱水供給状態の説明図
【図５】  作業機の消毒管埋設状態での側面図
【図６】  作業機の消毒管回収状態での側面図
【図７】  管案内体の側面図
【図８】  管案内体の正面図
【図９】  消毒管の正面図
【図１０】  管構成体の断面図
【図１１】  消毒装置のブロック図
【図１２】  別の実施形態を備える消毒管の正面図
【符号の説明】
４４ 蒸気供給装置
４８ 熱水供給装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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