畑地用地下灌漑システム（OPSIS
畑地用地下灌漑システム（ OPSIS）の実証事例
OPSIS ）の実証事例
沖縄県農林水産部
沖縄県土地改良事業団体連合会
株式会社

パディ研究所

島袋進

古波蔵

真也

○兼城浩之

小野寺恒雄

平尾和弘

クボタシーアイ株式会社
１ ．はじめに

沖縄県は、大規模な河川やため池が少なく、干ばつ被害の受けやすい特殊土壌地域（国頭マージ、島尻マージ等）が約７割を占めており、農業用水の安定的確保のため、畑面集水型の貯水池や地下ダム等の水源整備が展開されているところである。
しかしながら、自然降雨に頼らざる得ない地域や集水流域が限られ、水源確保が困難な地域も多く、末端整備においてより灌漑効率の高い節水型の灌漑方法が求められている。
畑地用地下灌漑システム（OPSIS）・オプシスとは、保水力に乏しく干ばつ被害を受けやすい土壌に対応する工法として開発され、“毛細管現象を利用した節水型の新たな地下灌漑システム”である。
本報では、同システムの効果を検証するため、沖縄県の基幹作物であるサトウキビ作による実証事例を紹介する。
２ ． 調査 概要（１）試験圃場
試験圃場は、沖縄本島南部の南城市（志喜屋）に位置し、ほぼ平坦な島尻マージ土壌地域で、当該地域のサトウキビ作においては、主に降雨に頼った営農が行われており、植付初期や干ばつ時のみ、トラック運搬による最低限のかん水を行っている地域である。
平成 23 年 4 月に今回の調査を行うた
め、試験圃場に地下灌漑システム（OPSIS）を施工し（図－１、２）、試験区と対象区それぞれにサトウキビの春植えを行った。

図－１

試験圃場平面図

図－２

システム概念図※畑面下に、硬質塩化ビニル製遮水シートとポリコルゲート有孔管を水平に埋設し、毛管作用により消費される補給水をボールタップで管理している。
（２）試験施工
施工当初は、人力作業及び油圧ショベルのバケット部を改良したアタッチメントによる開削工法で施工を行っていた。しかし、機械オペレーターの熟練度、管敷設時や床堀・埋戻し作業時の施工精度の確保（ドライワーク）等が重要となり、施工時の精度管理の課題が浮き彫りとなった。（写真－１）
そのため、開削することなく床堀～管敷設～埋戻しが一連作業で行え、施工性がより簡素化出来るようにアタッチメントの開発を行った。（写真―２）
なお、アタッチメントについては、施工精度を高めるため、試験施工を行いながら現在も改良中である。

写真－１

写真－２

３ ． 灌漑水量 調査
灌漑水量観測結果と、糸数観測所（アメダス）の日降雨量を用いて、灌漑水量と降雨の関係を表したのが、図－３である。
今回の灌漑水量調査（平成 24 年 8月～12 月）では、最大１日１mm 程度の潅漑水量となっており、本システムでの節水効果が確認できた。
（参考：沖縄本島南部国営事業における、サトウキビの日消費水量は、最大 4.5mm/日）
また、大きな降雨後には灌漑水が補給されていない事から、システムにより雨水も有効に利用されていると推定される。
なお、1 日当たりの灌漑水量の変化を見ると、日中に消費水量が増え、夜間は減少しているのが確認された。
（図－４）
図－３

図－４

日当たり灌漑水量

日降雨量と灌漑水量

４ ． 収量調査
サトウキビの収量調査は、約 1.2m の畝間を対象に、本数、茎径、節長、重量の計測を行い、10a 当り単収の試算を行った。（写真－３）
今回の調査では、平成 23 年度、平成 24 年度ともに茎径、節長、重量の全ての項目において、試験区（地下かんがい）が、対象区（無かんがい）より、上回っていることが確認できた。また、10a 当り単収についても「春植え」で約 90％、「株だし」で約 80％の結果を得ることができたことから、システムによる畑地かんがい増収効果が得られていると考えられる。（表－１）
表－１

収量比較表

写真－３
５ ．おわりに
今回の調査では、地下灌漑システム（OPSIS）によるかんがい効果に焦点を絞り、施工性や収量の検証を行った。その結果、同システムが新たな節水灌漑方法として、本県の営農・土壌等の地域特性にあう可能性が高いことが確認された。
今後は、施工技術面の向上や低コスト化の検討など、実用化に向けた更なる実証の積み重ねが必要と考える。

畑地用地下灌漑システムの開発とその機能
株式会社 パディ研究所 ○小野寺恒雄
沖縄県土地改良事業団体連合会 兼城浩之
クボタシーアイ株式会社 平尾和弘
１．はじめに九州や沖縄地方の畑地は、シラスや国頭マージなどの特殊土壌地域が多く存在し、保水力に乏しいことから恒常的な干ばつ被害を受けてきた。このため、ダム、ため池、地下ダムなどの造成によって水源が確保され、スプリンクラー灌漑や点滴灌漑が行われてきた。
しかし、水源確保が困難な地区も多く、これらでは灌漑効率・営農効率の高い節水型の灌漑方法が求められている。そこで、地下灌漑により節水を実現できるシステムを開発した。
これは、地下に用水の降下浸透を抑制するシートを埋設、その上に有孔管を敷設して通水し、毛細管現象を利用して灌漑するシステムであり、OPSIS・オプシス（Optimum Subsu
rface Irrigation System）と称する。傾斜が伴う畑地にも適用可能であり、これまでに沖縄県南大東村や南城市において、サトウキビの増収効果を確認した。
２．地下灌漑システムの概要
構造と配置
畑面下 30cm ～ 40cm を天端として、これから15cm の深さに、硬質塩化ビニル製遮水シートを逆台形（下端幅 12cm、天端幅 30cm）で埋設し、この天端から 10cm 下（管下で）にポリコルゲート有孔管 50mm を敷設している（図１）。
施工間隔は現地の慣行
畝幅に合わせて任意であり、沖縄本島では 1.2m ～1.3m、南大東島は 1.5m である（図２）。
また、これに使用する用水は降雨をタンクに貯留し、ソーラー発電によって水中ポンプを稼働して自動送水する。降雨だ
けでは不足する場合はパイプラインから補給される（図３）。
なお、肥料についても液肥を貯留タンクに投入することで自動的に追肥することができる。

図１

図２

畑地用地下灌漑システムの構造

サトウキビ栽培におけるシステム配置事例

①灌漑が必用な場合は、タンクから地下灌漑

ソーラパネル②降雨時は、雨を集めて下流のタンクへ

ソーラパネル

水中ポンプ

貯水タンク

水中ポンプ

貯水タンク

③不足分の用水のみがパイプラインから供給される ④肥料はタンクに入れる事により自動で追肥される

図３

ソーラーと水中ポンプによる自動給水システム

３．システムの特徴
1)地下灌漑は、作物の根域に用水を供給することから、散水型かんがいに比べて、蒸発散が抑制され、消費水量が少なく効率的である。
2)表層は乾いた状態であることから、圃場内における作業性が向上する。
3)スプリンクラー灌漑は水げきによる表土飛散や耕土流亡が発生するが、地下灌漑はこうした問題が生じない。
4)液肥を本システムに流入させて、施肥することができる。
5)0.3～3％程度の傾斜地においても、用水が安定的に流れ地下灌漑が可能である。
6)ハウスの地下灌漑にも適している。ハウス内の湿度上昇がなく、病気の発生が少ない。
表土が乾いており作業性がよい。
7)遮水シートを有し、洗浄できる有孔管（50mm）を使用しているため、地下浸透が少なく、濁水や水質の悪い水も利用可能である。
8)圃場内給水はソーラーによる水中ポンプで行い、パイプラインは自然圧でも可能な省エネルギーシステムである。
４．施工方法
油圧ショベルのアームに設置して、遮水シートの埋設と配管を同時に行う装置を開発しており、スムーズな施工が可能である（図４）。

図４
アーム式遮水シート・コルゲート管敷設装置
畑地用地下灌漑システム「OPSIS」は、㈱バディ研究所および(独)農研機構中央農研、野茶研、クボタシーアイ㈱の共同研究で開発しているものである。