(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水田への給水を行う給水手段と水田からの排水を行う排水手段と、この集水手段及び排水手段の水田への給水及び排水を制御して水田の水位を自動コントロールする制御部と、この制御部に備えられる水位コントロール用の制御プログラムとから成る多目的水管理自動化システムにあって、前記制御プログラムとして、移植型水田の場合この水田の水位を自動コントロールする移植型水田用の制御プログラムと、直播水田の場合少なくとも移植型水田の活着期にあたる直播型水田の播種した直後の落水管理期間に、この直播型水田の地面を、田面に水位はないが土壌の湿潤状態は保たれた状態にある潤土状態を維持するように給水若しくは排水を制御する直播型水田用の制御プログラムとを備えて、この制御プログラムにより水田水位をコンピュータコントロールすることで、移植型水田の水管理の自動化を図ると共に、直播型水田の場合には少なくとも播種の直後にくる落水管理期間では、前記潤土状態を維持する直播型水田独特な水位コントロールがなされるように前記制御部を構成したことを特徴とする直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システム。
【請求項２】
前記直播型水田用の制御プログラムは、前記落水管理期間に、起動指令を出して給水手段を介して自動的に給水処理を施し、この給水処理により水田水位が上昇し、この水田水位が予めこの制御プログラムに定められた所定水位まで上昇した際、前記給水処理が自動的に停止し、この給水停止から所定時間経過後に、排水手段を介して水田に自動的に排水処理が施されて、表面水位を零に戻すことで、直播型の水田に播種した後の落水管理期間の水田の地面を前記潤土状態に維持するように構成したことを特徴とする請求項１記載の直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システム。
【請求項３】
前記移植型水田用の制御プログラムは、水田の水位設定値を予めパターンモデルとしてこの制御プログラムに組み込み、このパターンモデルは、高収量、良食味、高品質などの所定の生育管理目標をモデル決定の基礎とし、夫々生育管理目標の異なる複数のパターンモデルを用意し、この複数のパターンモデルから選択したものを制御プログラムに組み込むか若しくは予め複数のパターンモデルを選択可能にして制御プログラムに組み込み、この制御プログラムによって水田の給水若しくは排水を制御して水田の水位を前記所定のパターンモデルに沿って自動的に制御運転する構成とし、前記直播型水田用の制御プログラムは、少なくとも直播型の水田に播種した後の落水管理期間を、水田の地面が、田面に水位はないが土壌の湿潤状態は保たれた状態である潤土状態を維持するように給水若しくは排水を制御すると共に、前記播種後の落水管理期間以外の生育期間は前記移植型水田用の制御プログラムと同じく前記パターンモデルに沿って水田の水位を自動コントロールする構成として、移植型水田の水管理と直播型水田の水管理とを結合し、地域一帯の移植型水田及び直播型水田の管理が同時に行え、地域全体の一括総合水管理ができるように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の直播水田をも含んだ総合水田水管理自動化システム。
【請求項４】
前記複数のパターンモデルとして、少なくとも前記水位設定値を低くコントロールして収量の増大を前記生育管理目標として決定された高収量型パターンモデルと、水位設定値を高くコントロールして米の食味向上を前記生育管理目標として決定された良食味型パターンモデルと、出穂期以降の水田水管理に特別配慮を払う高品質型パターンモデルとが用意され、各パターンモデルは稲の生育段階時期や季節や日時などの作期区分に対応して夫々前記水位設定値を定めたパターンモデルとし、この所定のパターンモデルに沿って制御プログラムが稼働し、水田水位を前記作期区分に対応して自動コントロールすることを特徴とする請求項３記載の直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システム。
【請求項５】
前記複数のパターンモデルの他に、水田管理者の自由な生育管理理論や経験則を基礎にパターンモデルを決定して前記制御プログラムに組み込みができ、前記作期区分及び前記水田水位設定値を自由に決定可能な弾力的なパターンモデルを備えたことを特徴とする請求項３，４のいずれか１項に記載の直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直播型水田水管理自動化システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
出願人は、今の農村で大きな問題となっている老齢化や担い手不足の問題への対応の一策として、水田水位管理作業の簡易化や省力化を目的とした水田水管理自動化システムの開発研究に取り組んでいる。
【０００３】
そして、最初に手がけた移植型水田に対しては、多目的水田水管理自動化システムの名のもとで一つのシステムの開発に成功を見た（特願２００１−３３９９５１号）。
【０００４】
前記基本技術の立場からみれば、従来人の手で行なわれていた水田水位管理の作業を計装機器と無線装置から成るハード設備類とパソコン内に組み込まれたプログラムから成るソフト類から構成された形のプログラムコントロールシステムの技術がその対象となっている。
【０００５】
しかし、その実用化を考える時、どうしてもそこには広域応用システムへの展開が必要となり、又最近のその道の動勢から考える時、特に最近その比率を急速に伸ばして来た直播型水田群にもその適用範囲を拡げる必然性が生まれている。
【０００６】
一方で、一般に前記基本技術である多目的水田水管理自動化システムは、従来からの米栽培の主流移植型水田を対象としたもので、近年急速に拡張を見ている直播型水田用とはなっていない。
【０００７】
このシステムの実用化、即ち、その拡大応用を考える時、そのシステムの対象となる水田の規模は１００〜２００筆（≒１００〜２００ｈａ）のものとならざるを得ず、その中には必ず或る程度の比率を持って直播型水田が含まれて来る様になって来た。
【０００８】
そんなことから考えを進めて見る時、直播型水田用の水管理システムの開発がなければ、その基本技術、即ち、多目的水田水管理自動化システムの拡大応用も難しい事となり、どうしてもこの面からの技術を作り上げることが必要となって来る。
【０００９】
そんなこともあって、本発明は直播型水田の水管理そのものについては石川県農業総合研究センター（センター長：川畠平一殿，前経営機械科長：故宮下高夫殿，経営機械科長：種本博殿，技師：国立卓生殿）の支援も受けて研究を進め、その中から今後の農村の大きな変革に繋がれる、移植型水田及び直播型水田を同時に一括管理することができる地域一括総合水田水管理自動化システムを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下に本発明の要旨を説明する。
【００１１】
水田への給水を行う給水手段と水田からの排水を行う排水手段と、この集水手段及び排水手段の水田への給水及び排水を制御して水田の水位を自動コントロールする制御部と、この制御部に備えられる水位コントロール用の制御プログラムとから成る多目的水管理自動化システムにあって、前記制御プログラムとして、移植型水田の場合この水田の水位を自動コントロールする移植型水田用の制御プログラムと、直播水田の場合少なくとも移植型水田の活着期にあたる直播型水田の播種した直後の落水管理期間に、この直播型水田の地面を、田面に水位はないが土壌の湿潤状態は保たれた状態にある潤土状態を維持するように給水若しくは排水を制御する直播型水田用の制御プログラムとを備えて、この制御プログラムにより水田水位をコンピュータコントロールすることで、移植型水田の水管理の自動化を図ると共に、直播型水田の場合には少なくとも播種の直後にくる落水管理期間では、前記潤土状態を維持する直播型水田独特な水位コントロールがなされるように前記制御部を構成したことを特徴とする直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムに係るものである。
【００１２】
また、前記直播型水田用の制御プログラムは、前記落水管理期間に、起動指令を出して給水手段を介して自動的に給水処理を施し、この給水処理により水田水位が上昇し、この水田水位が予めこの制御プログラムに定められた所定水位まで上昇した際、前記給水処理が自動的に停止し、この給水停止から所定時間経過後に、排水手段を介して水田に自動的に排水処理が施されて、表面水位を零に戻すことで、直播型の水田に播種した後の落水管理期間の水田の地面を前記潤土状態に維持するように構成したことを特徴とする請求項１記載の直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムに係るものである。
【００１３】
また、前記移植型水田用の制御プログラムは、水田の水位設定値を予めパターンモデルとしてこの制御プログラムに組み込み、このパターンモデルは、高収量、良食味、高品質などの所定の生育管理目標をモデル決定の基礎とし、夫々生育管理目標の異なる複数のパターンモデルを用意し、この複数のパターンモデルから選択したものを制御プログラムに組み込むか若しくは予め複数のパターンモデルを選択可能にして制御プログラムに組み込み、この制御プログラムによって水田の給水若しくは排水を制御して水田の水位を前記所定のパターンモデルに沿って自動的に制御運転する構成とし、前記直播型水田用の制御プログラムは、少なくとも直播型の水田に播種した後の落水管理期間を、水田の地面が、田面に水位はないが土壌の湿潤状態は保たれた状態である潤土状態を維持するように給水若しくは排水を制御すると共に、前記播種後の落水管理期間以外の生育期間は前記移植型水田用の制御プログラムと同じく前記パターンモデルに沿って水田の水位を自動コントロールする構成として、移植型水田の水管理と直播型水田の水管理とを結合し、地域一帯の移植型水田及び直播型水田の管理が同時に行え、地域全体の一括総合水管理ができるように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の直播水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムに係るものである。
【００１４】
また、前記複数のパターンモデルとして、少なくとも前記水位設定値を低くコントロールして収量の増大を前記生育管理目標として決定された高収量型パターンモデルと、水位設定値を高くコントロールして米の食味向上を前記生育管理目標として決定された良食味型パターンモデルと、出穂期以降の水田水管理に特別配慮を払う高品質型パターンモデルとが用意され、各パターンモデルは稲の生育段階時期や季節や日時などの作期区分に対応して夫々前記水位設定値を定めたパターンモデルとし、この所定のパターンモデルに沿って制御プログラムが稼働し、水田水位を前記作期区分に対応して自動コントロールすることを特徴とする請求項３記載の直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムに係るものである。
【００１５】
また、前記複数のパターンモデルの他に、水田管理者の自由な生育管理理論や経験則を基礎にパターンモデルを決定して前記制御プログラムに組み込みができ、前記作期区分及び前記水田水位設定値を自由に決定可能な弾力的なパターンモデルを備えたことを特徴とする請求項３，４のいずれか１項に記載の直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムに係るものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
好適と考える本発明の形態について、その前後の事情や関連図面を示し乍ら簡単に説明する。
【００１７】
本発明の根幹となるのは一般の「移植型水田」を対象として開発された「大区画水田水管理自動化システム」であり、その基本はパソコン中心に組み立てられた「プログラムコントロールの技術」であるが、先ずその基本システムについてハード並びにソフトの両面からその要点を説明しよう。
【００１８】
先ずハード系の基本構成を別添の図１に示した。即ちそこには、センサーやバブ等の計装装置と中央管理を司るパソコン設備、そして両者の間を繋ぐ無線装置等が含まれている。
【００１９】
次いで、そのシステムの管理運用に使われるソフト面の三要素を図４に示した。このシステムの場合、それを使う人が持つ篤農ノウハウを盛り込んだ形の「パターンモデル」に沿って進められるプログラムコントロールの手法にその特徴を持つものであるが、その篤農ノウハウを溜めた所が上位の「大ソフト」と呼ばれる部分である。標準となる移植型水田におけるそのパターンモデルの基本的な形とその使い方を図５に示して置いた。
【００２０】
次に、今回ここでの特許請求の対象となる「直播型水田用水管理自動化システム」について簡単に説明しよう。直播型水田そのものは決して新しい技術ではないが、これも次世代農村への活性化に向けて、省力化或いは低コスト化等の面から近年には又、新しい形での伸びが見られている。
【００２１】
前記、落水管理手法もその大事な一面と云えよう。即ち最近の研究によって直播型水田の場合、その水管理面では、播種後の約２０日間に採られる「落水管理法（又は、潤土管理法）」が最も大事な点と目される様になった。その関連を図３に示す。
【００２２】
先ず、（ａ）図は春先の作業、即ち播種前後の作業を見たものであるが、そこに見る如く、播種後の約２０日間、田面の土壌をうまく潤土状態に保つ事が大事なポイントとなっている。この水管理手法を「落水管理法」と呼び、移植した後充分水を張って長く湛水状態をキープする移植型水田の場合とは大きく異なる点である。
【００２３】
一方、出願人らの研究によって、「水管理作業の面での両者の差はここだけ」という事実が明らかとなった。その前後の関係は（ｂ）図の如くであって、その期間を除いて見れば水管理手法の面で両者に大きく異なる所はない。
【００２４】
そこで直播型水田の水管理システムを考えようとする時はこの「落水管理段階への合理化方式」を考えれば良く、その前後の全ては「移植型水田用システムとの結合」で実用化出来る事がはっきりする結果となった。これが請求項１に当たる。
【００２５】
移植型水田用水管理システムの基本は「水田水位のプログラムコントロール」である。従って、水位の値としては測定不能なこの落水管理期間の場合、その方式はそのままでは使えない。理想的には土中水分で管理するのが望ましいが、現状にあってはまだオンラインセンサーの選択が難しく、実用的なものにはなりにくい。
【００２６】
そこで出願人らはその両者に代わる簡便な方式を考案した。それが請求項３に当たるものであるが、その中身については次項で詳説しよう。
【００２７】
前記の如く、今回の研究は一般の移植型水田に始まった。しかしその実用化、即ち普及拡大を図る時、その対象となる圃場の規模はかなり大きなものとならざるを得ない。一方、最近の動勢によれば、その中にはかなりの数の直播型水田が含まれて来る。両水田混在の一つのモデルを図７に示して置いた。
【００２８】
従って、移植型水田だけが自動化出来たとしても、直播型へのそれが出来なければ「地域全体の合理化に」と考えた時、その機能は半減し、その期待に沿い得ない。そこで「直播型水田に向けたシステムの開発」も大事なテーマとなって来るが、今回そこに、既に開発の終った「移植型水田用システム」を応用出来るとすればその効果は大きい。それが最初の請求項１となっている。
【００２９】
そしてその事実を利用し、「移植型用及び直播型用の二つの機能を入れたシステム」を作り応用すれば、その地域全体をカバーする「地域一括管理のシステム」が出来上がる事となり、その実用価値の大巾な向上を望める事が明らかとなった。これが請求項２に当たるものである。
【００３０】
本発明の場合、本来は担い手不足への対応を目的とした「大巾な省力化」を図る所からその研究のスタートを見た。しかし、いざその活用を図ろうとすれば「コストパフォーマンスの向上」も欠かせなくなり、そこから色々な「付加価値向上策」が考えられて行った。
【００３１】
その一つがパターンモデルの中に篤農ノウハウを入れた「プログラムコントロールの形」であり、そこから得られる付加価値の一つに「高収量化」や「米粒品質の向上」そして「食味の改善」等の栽培管理目標を盛り込む方法が考案され、そのメリットが求められて行った。その詳細については次項で説明するが、ここではそれが請求項４，請求項５そして請求項６となって行った。
【００３２】
【実施例】
先ず、請求項１に示した「直播型水田用水管理自動化システム」の意味する所を詳しく説明したい。
【００３３】
実際の所、直播型水田にも色々な方式があり、その栽培管理の方法にも芽出しの具合や苗立率、そして鳥害等をも考え乍ら昔から多くの研究がなされているが、ここではあくまで水分のある土壌に播種される「湛田直播の技術」の一環として説明を進めて行く。
【００３４】
昔からの基本的な方法は一般の移植型水田同様、播種した直後から田面に水を張り、吸収される酸素分の不足はカルパーコートで補う「湛水直播」が主流となっていた。しかし近年になって芽出し条件の改善や薬剤コストの削減等から、田面に水はないが土壌そのものは充分湿潤状態にある潤土状態で管理される「落水管理方式」が採られるようになって来た。本発明はそうした落水管理の方式に一段の合理化手段を提供しようとするものである。
【００３５】
前記の如く、落水管理法で最も大事な点は、図３に示した如く、２０日間にも及ぶ長い期間を表面に水を溜めず、しかも土中そのものは湿潤状態を保ち続ける事で、これを全て人手で賄うとすれば、仲々それは難しい。本発明では、移植型水田用に開発された水田水管理自動化システムの機能に工夫を加え、直播水田にとって困難な作業と目されるこの「落水管理段の作業の簡易化」を図ろうとした所に出願のポイントを置いた。
【００３６】
加えて年間を通した水管理手段の比較を行うと、「移植型水田と直播型水田の二つの場合で異なる点は、この期間にあってだけ」と云う事実にも着目をした。即ちここで問題となる「播種後の約２０日間（落水管理期間）」を除けば、「その前の段（代かきの頃）」にあっても「その後の段（伸長期，分茎期そしてそれ以降の全ての段階）」について、両者の間に水管理手段の違いは認められる所がない。換言すれば、“それ以外の全ての期間にあっては、移植型水田用システムの機能がそのまま直播型水田用システムにも利用出来る事実”が明白となった。
【００３７】
この事から、ここではその「落水管理手段の簡易化への手法」が主題となって来る。今回工夫し、実証研究で確認されたその具体的な方法は請求項３に述べる所であるが、それとて前記プログラムコントロールのシステムに一寸した工夫を加える事で、「半自動の形」ながら極めて大きな合理化効果を挙げ得る事実を確認する事が出来た。
【００３８】
そこで、ここでは先ず、“考え方の基本を、先に開発された「移植型水田用水管理自動化システムの技術（特願２００１−３３９９５１号）」に置き乍らそれに一寸手を加える事で実現した「直播型水田用水管理自動化システムの技術」”を請求項１として申請した次第である。
【００３９】
次に、直播水田用システムが出来て初めて可能性の出て来た「地域一括管理システムの効用」を取り上げた請求項２について詳しく説明をする。
【００４０】
その性格上、この研究は当初水田一筆一筆を対象とした「単筆管理のシステム」に焦点を当てて進められていた。結果的にそれは成功を見たが、その実用性やコスト面を考えればどうしてもその大型化、即ち「広域対応システム化」の必要性が生まれて来る事になる。数年間に亘ってその実証研究に協力を頂いた地元メンバー各位の要望或いは見通しの中にも、その傾向が強い。
【００４１】
現在、新潟県南蒲原郡栄町の地内にあって大区画水田６筆（合計約７ｈａ）のシステムが運用されているが、その先にはそれらも含めて合計４５筆，５０ｈａ以上に及ぶシステムも要望されている。図６には現状「６筆システム」に対する一括管理の様子を図示して置いた。
【００４２】
そうした対象となる地域の実態に照らして考える時、今後このシステムのあるべき姿はあくまで「まとまった地域の全体をカバーするもの」であり、１システムで１００〜２００筆程度をカバー出来るものが一つの標準となって行こう。そうした規模の中で、その地域の水田全てに対する「水管理作業の共同化」或いは「水管理作業全面委託の制度」が出来ればこれは、その地域全体の水田水管理作業の大巾な改善に繋がる要素を持っている。
【００４３】
但し、そう考えた時は、そこにこの直播水田への扱い方が一つの問題となって来る。前記の如く或る部分では両者に確実な差のある事から、もし移植型水田の自動化が出来ても直播型水田にそれが出来ないという事になれば、どうしても一括した形での合理化が望めない。
【００４４】
図８に、“制御ソフトの一部分だけは別々の形とするが、その他の部分は両者共用の形で利用する、今回の基本ソフト活用法”を分かり易い形で示して置いた。
【００４５】
今回この様に、一つのシステムの中に移植型水田用及び直播型水田用の双方に通ずる機能を組み入れる事で両者並行した自動運転が出来る様になるが、これは“「地域一括管理の推進」或いは「地域全体を挙げての合理化」に大きな意義を持つもの”と判断されるので、これを請求項２として申請した。
【００４６】
次に請求項３に掲げた「落水管理段での水管理作業合理化システムの手法」について、詳しく説明をしたい。
【００４７】
この機能は要約すると、“田面の水分がやや不足と判断された時、一度この田面一杯に水を入れて水分を補給し、一定時間後にその水の全てを抜く事で再びその田面土壌を適度な潤土状態に保ち続けられる様にした方法”で、出願人らはこれを「一時冠水処理方式」と名付ける事とした。
【００４８】
図２にその基本機能を示す。即ち、先ず“人の判断、そして人為の操作で”パソコン上より「給水開始指令」を出して前記一時冠水処理方式を実現し得る「一時冠水シーケンスプログラム」を起動する。すると自動的に給水操作が始まって田面水位が上がり出し、その値が予め設定された上限値に達すると一先ずその給水を終了させる。これで暫らくの間田面水位は一定に保持され土中に水分が良く浸み込む事となるが、その後これも予めプログラム上に設定されてあり、水位値の上限到達と共に動き出すカウントタイマーの働きで所定時間後に排水処理が行われ、田面上には再び水位がなくなる事になる。当然の事ながら、タイマー設定で決まる上限水位保持の時間は、対象となる水田の特性やその時の気象状況等を勘案し、設定して置けば良い。
【００４９】
この間の処理動作としては只一度“水を入れ、或る所で水を抜くだけの事”であるが、その条件をきちんと決めると、これだけで充分目的に合った「潤土管理の役をなす事」が確認された。
【００５０】
“それに要する人の手”という点からすれば、普通の場合、“３日に一度或いは４日に一度その起動タイミングを判断し、その起動指令を出す操作”であるが、その他の事は全てコンピュータにまかせて置けば良いわけで、これも大いに合理化の意味を持つものとなって来る。今回は「直播型水田水管理自動化システム実現への一つの鍵」となったこの「一時冠水処理システムの技法」をも、請求項３として申請した。
【００５１】
前記の如く、本システムの根幹は付加価値の向上を目指して設定されたパターンモデルに沿って動くプログラムコントロールの技術であってそのパターンモデルにも多くの特徴を持っている。今回はそうしたパターンモデル応用の技術に関連し、請求項４〜６を申請したが、以下にその３点について詳説したい。
【００５２】
先ず、パターンモデルの意味と役割、そして直播水田技術との関係で定義した請求項４について述べる。本発明の場合、本来は“担い手不足への対応を目的とした「大巾な省力化の実現」”を目標に研究のスタートを見たものであるが、いざその活用を図ろうとすれば「コストパフォーマンスの向上」も不可欠なものとなり、そこから色々な「付加価値向上策」が考え出されて行った事実についても前記の如くである。
【００５３】
そしてその一つが、“プログラムの中に栽培管理目標とその技術に根ざした「篤農ノウハウ」を盛り込んだ、「パターンモデルの概念」”であり、それを実運用の中に組み込んだシステム技術をここでは請求項４とした。
【００５４】
即ち、その中には得られる付加価値の一つとして“「高収量化」や「米粒品質の向上」、そして「食味改善」等への効果のある事実”をも明らかにし、「その組み込み技術」を、この請求項に含ませた。
【００５５】
併し大事な事は、ここでも「直播水田との関係」である。栽培全期間に亘って大きな差ありとすれば全く別個のシステムを創らねばならないわけであるが、前述の如く、播種直後のある期間、即ち「落水管理期間」を除けば、全く差がない事から、“パターンの面でも「移植型水田用の技術」をそのまま「直播水田用」にも応用出来るもの”として、ここではそれを請求項４の中に含めて置いた。
【００５６】
次にパターンモデルの具体例、即ち期待される「付加価値の種類」を定義した請求項５について述べる。
【００５７】
具体的に、ここでは次の三つを定義した。即ちその一つは、水田水位の設定値を低めにコントロールして収量の増大を図るべく生産管理目標を定めた「高収量型パターンモデル」であり、次の一つは水田水位の設定値を逆に高めにコントロールして、米の食味の向上をもたらすよう生産管理目標を定めた「良食味型パターンモデル」であるが実際にはもう一つ、出穂以降後半の水田水管理に特別な配慮を施す「高品質型パターンモデル」が用意されている。
【００５８】
そしてこれらの各パターンモデルでは、夫々“時の経過や稲の作期区分等に応じて決まる「時間軸」に対応してその時々の「目標水田水位値」が定められるもの”として制御プログラムが進行し、水田水位を目標通りに自動的にコントロールして行く仕組みとなっている。
【００５９】
上記三パターンの持つ意味を略説すれば次の様に云える。
【００６０】
先ず、水田水位の目標値を低めに設定し、いわゆる「浅水管理指向」で進めば水稲の伸長、そして分茎が良好となり、収量の増大が期待される事となり、これが「高収量型」と呼ばれる所以である。
【００６１】
逆に水田水位の設定値を高めに設定し、いわゆる「深水管理指向」で進めば水稲の分茎は抑えられるが米粒そのものの生育は充実したものとなって、整粒度や千粒重等、米の品質条件を良くし安定化させると共に、登熟度も増して食味の向上に結びつくものと予想される。これが「良食味型」と呼ばれる所以である。
【００６２】
更にもう一つの大事な事は出穂期以降、稲作作業の後半に用いられる「間断灌水プログラムとその運用法」である。米の品質、とりわけ「米粒の品質」はその後の気象条件によって大きく左右されるものであり、“異常低温による未熟米の発生”や“異常高温に基づく傷害米の発生”等が品質低下をもたらす大きな要因となって来る。従って予めパターンモデルとして設定されている基本方針は尊重されるものではあるが、そこにもう一段、その時々の気象状況に照らした人為判断や微細調整を容易にした「高品質型パターンモデル」が考慮されている。
【００６３】
次に、このパターンモデルの中に水田管理者自身の自由な管理理論や経験則を組み込めるとした請求項６について説明をする。
【００６４】
前記各パターンモデルでは夫々、時の経過や稲の生育経過等に応じて決まる時間軸区分に対応してその目標水位値が定められるものとし、そうして定義されたパターンモデルに沿って制御プログラムが進行して水田水位を、前記作期区分をも加味した時間軸区分に対応して自動コントロールする構成としている。
【００６５】
一方、そうした運転管理目標値は対象となる稲の品種によって異なることは勿論、地理的な条件や栽培管理者自身の判断によって定まる要素も多く、このシステムに或る程度の弾力性を持たせて置くことも望まれ、そこから水位設定面に人為判断や手動設定の余地を残して置く必要性が生まれて来るが、本システム機能にはそうした巾をも持たせた構成としている。
【００６６】
即ち、移植型水田水管理自動化システムでは、このパターンモデルに次のような構成を施すことで、水田水管理システムに弾力性を持たせている。
【００６７】
前記複数のパターンモデルの他に、水田管理者の自由な生育管理理論や経験則を基礎にパターンモデルを決定して前記制御プログラムに組み込むこともでき、前記作期区分や水位目標値を自由な形で設定できるようにした弾力的なパターンモデル設定機能も併せ持った構成としている。
【００６８】
本実施例の場合、本来は担い手不足への対応を目的とした大巾な省力化を狙ったシステムの開発を目標にその研究のスタートを見たが、その実際活用を図ろうとすれば、コストパフォーマンスからの兼ね合いもあってどうしても、その他色々な形での付加価値向上策が求められてくる。
【００６９】
そうした面から、前記多目的水田水管理自動化システム（特願２００１−３３９９５１号）に組み込まれたパターンモデルの中に篤農ノウハウを入れたプログラムコントロールの形が考案され、そのノウハウ中に高収量化や食味の向上そして米粒品質の向上などの栽培管理目標を盛り込む方式が考案されていった。
【００７０】
以上、請求項４〜６に触れ乍ら、本システムの実用化、即ち普及拡大を図らんとする時に必要となる「付加価値向上策」の大事さと、その内容について詳述したが、これを更に「直播型水田」にまで拡張せんとすれば、その分野についても同じ意味の検討を進める必要が生まれて来る。
【００７１】
そんな事もあって、出願人らは早くから、「石川県農業総合研究センター」（センター長：川畠平一殿，前経営機械科長：故宮下高夫殿，経営機械科長：種本博殿，経営機械科技師：国立卓生殿）と協議しながらその問題と取り組み、「直播型水田用水管理自動化システム」を開発して来たが、請求項１や２に見られる如く、“播種直後の落水管理期間以外は両者に差なし”という事で、この「パターン論議」はそのまま直播水田にも適用出来る事が明確となった。
【００７２】
従って、ここに詳述した請求項４〜６の技術は、移植型水田及び直播型水田の双方について適用される事となる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したから、直播型水田及び移植型水田の両者に対応でき、水田水位管理作業の飛躍的な簡易化や省力化を実現し、水稲栽培における老齢化や担い手不足の問題を解決し得る実用性に秀れた画期的な直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムとなる。
【００７４】
即ち、水田水位のコンピューターコントロールの基本を移植型水田水管理自動化システムに置きながら、播種の直後にくる落水管理期間での水管理手法に独特なコントロール方式を取り入れることで、対象となる水田が移植型水田であっても直播型水田であっても良好な水田水位管理を行うことができる実用性に秀れた画期的な直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムとなる。
【００７５】
また、たとえ地域一帯に移植型水田及び直播型水田が混在していても、夫々の水田水管理が同時に行え、これにより地域全体を一括して管理して、広域の運用を可能とした実用性に秀れた画期的な直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムとなる。
【００７６】
また、請求項２記載の発明については、直播型水田用の水管理自動化システムを一時冠水プログラムに基づいて実現することで、直播型の水田に播種した後の落水管理期間の水田の地面を潤土状態に維持することができる実用性に秀れた画期的な直播型水田おも含んだ総合水田水管理自動化システムとなる。
【００７７】
また、請求項３記載の発明については、水位コントロールをあらかじめ制御プログラムに組み込むパターンモデルに沿って自動コントロールすることで高度な水田管理を行え、しかもこのパターンモデルを所定の生育管理目標に基づいて決定し、異なる目標のパターンモデルを用意することで、例えば水田管理者の要望や、品種、気候や土壌などの生育環境等の諸条件に応じた適切な水田管理を行うことができ、しかも対象となる水田が移植型であっても直播型であっても高度な水田管理を行えることで、地域全体を一括して管理でき、広域の運用が可能となる実用性に秀れた画期的な直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムとなる。
【００７８】
また、請求項４記載の発明については、一層所定の生育管理目標に沿った適切な水田水管理が行える一層秀れた直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムとなる。
【００７９】
また、請求項５記載の発明については、水田管理者の要望や独自の生育管理理論や経験則に対応することができる一層秀れた直播型水田をも含んだ総合水田水管理自動化システムとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例の水田水管理自動化システムにおけるハード系の基本構成を示す説明図である。
【図２】  本実施例の落水段水管理の基本となる一時冠水処理へのタイムシーケンスを示す説明図である。
【図３】  本実施例の直播型水田の特徴となる落水管理（潤土管理）の位置付けを示す説明図である。尚、（ａ）は春先時期の作業に伴って変化する水位レベルを示し、（ｂ）は春先から秋口までの全区間を通しての水位レベルと水田の湿潤状態等を示している。
【図４】  本実施例の全上システムにおけるソフト構成を示す説明図である。
【図５】  本実施例の移植型水田におけるパターンモデルとその使い方の一例を示す説明図である。
【図６】  本実施例の全上システム「広域運用方式」の実際の態様を示す説明図である。
【図７】  本実施例の広域運用地域とその中における移植型水田及び直播型水田の分布の一モデルを示す説明図である。
【図８】  本実施例の総合管理システムのための制御ソフト基本構成図である。
【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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