平成 4年 10月 1日

農 業 と 科 学
第三種郵便物認可(1)，.
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回

同

土壌埋設型センサー利用による茶園の施肥管理技術
静岡県茶業試験場

研究主幹岩橋光育

昭和40年頃から急速に茶園における施肥量が増いて述べます。

1. ECセンサーを利用した土壌中無機態窒素加し，現状の施肥量は窒素成分で施肥基準の約1. 5倍の 100~120kg/10 aにも達し，肥料費は第一量の測定法0数%を占めています。このような多次生産費の 2

茶業試験場では，土壌診断により窒素量を測定

肥栽培は，土壌環境の悪化だけでなく茶樹を脆弱する診断法に代わる手法として， E Cセンサーを化させ，品質や収量にも悪影響を及ぼすことが心利用した土壌中の無機態窒素量の測定について検配されています。

討しました。

多肥問題の解決のためには，従来の栽培暦に準土壌中無機態窒素量を推定するため， E Cセン

じた施肥にかわり農家が簡単にしかもリアルタイ

サー測定値と土壌中の無機態窒素濃度との間にムに土壌中の施肥成分の量を把握できるとともは，高い相関関係がみられ，センサー E C値から無に，同時に適切な施肥時期，肥料の種類と量を判機態窒素量を推定することが可能となりました。

断可能な施肥管理技術が必要である。このため，

E Cセンサー測定値と土壌含水率から土壌中の茶業試験場では過剰な施肥をなくし，健全な茶樹無機態窒素量を推定するための推定式は以下のとの育成により生葉の品質向上と収量増加を図るたおりです。

めに，平成元年から「土壌埋設型センサーを利用土壌無機態窒素量の推定式した茶園の施肥管理実用化技術の確立」の研究を

A二推定窒素量 (mg/土 100fl‑)
B =センサー E C値 (ms/cm)

行っています。

C=土壌含水率(労〉ここでは， E Cセンサーを利用した土壌中の無機態窒素量の測定法，センサーの使用方法，茶園①

A二 BX((‑0.096 (55.5‑C)/(一O.096XC+14.024)+1.0))X7.790‑1.220における肥料成分の形態変化及び移動速度，健全なる茶樹を育成するための土壌無機態窒素量の策定及び実用化のための施肥管理モデルの作成につ

黒ポク土

②

赤黄色土

S 土壌埋設型センサー利用による茶園の施肥管理技術..............................1
静岡県茶業試験場

研究主幹岩橋光育

S チャに対するロング施用試験 .
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7京都府立茶業研究所栽培課

技 師 藤 井 孝 夫'司ーーーーーーーーー‑‑‑・回目‑‑‑‑ 同自由‑‑司自ー司自由ーーー‑‑‑‑‑‑‑‑‑同町四回目同岡田回目白ーーーーーーーーー‑ーー司網開何回目白舗回目ーー司ーーーーーーー‑‑‑‑‑ーーーーー‑‑‑同・‑‑・..‑‑‑‑司‑‑‑‑‑ー司司句『目ーーー司司情"ーーー唱目・・‑‑‑司帽 M ・・̲‑回司四国園圃亀岡司陶ー・'、(2)農 業 と 科 学

第三種郵便物認可

0月 1日
平成 4年 1，'~.I・同園 1" ，， 1 \1川町 ~""JII 川画企川 Hllltt "， ~II'\I'IIII.. ，.， II\J' I1 I It A "， III I1ItIl I""' lI I111 1l"'"司 1 11 111I ， I ，，，，，， 'II I1 II I1， "'.11 (1 11 )J，，同 "'"111111 11 司司 IIdlal Jl ' r 司 1111 ，， 11'1 四回.f1l1 lll tJ --.n IfJl'(l I.......lIJ1 fll'll ・ .'11 11 11 1 11..... ， 11 ・1I・ 111........ ・ '11 川‘'‘ JIII"伊0日間でも 25%程
では菜種粕は分解が非常に遅く 9.0‑C)/(‑0.121XC41A=BX((‑0.121 ()X7.430‑4.330.01)+
82.4+11③5Cでは 20日目で 35%，30度しか分解しないが， 105Cでは 20日目で 37%，日目で 55%程度分解し， 2磯質土(‑0.106 (45.0‑C)//(‑0.106XCA =B X(06労分解することがわかりました。また30日目で 6)X6.740‑0.200).0+16.872)+1

分解後の硝酸化成をみると 5Cでは殆ど進まず 900

一方， E Cセンサーの測定値は，降雨により土5，25Cで日目で 5 %しか硝酸に変化しません。 1

壌のなかの含水率が変化するにつれて E C値も変化します。そこで，土壌含水率と E Cセンサー値

は20日まではあまり硝酸化成は進みませんが 60日
5Cでは 44%，25Cでは 62労が硝酸へ変化し目で 1との関連について検討した結果，両者の聞には規ていることがわかります。このように肥料の分解則性があり， E Cと同時に土壌中の含水率を測定及び硝酸化成は土壌温度の影響が大きいことが改すれば無機態窒素量を正確に推定することが可能めて認められました。特に温度が低い場合は分解となりました。

が極端に抑制されており，地温が低い春肥の施用00. EC及び水分センサーの使用方法
20にあたっては留意が必要です。

また，平坦地において茶園の養分状態を把握す

また，図 2に肥料の種類の違いによる硝酸化成るためのセンサーの使用方法として， 1茶園に E
Cセンサーは， うね間中央部の深さ 20cmにうねにの種類の違いにより大きく異なっており，化成肥1本づっ，計 4本配置する方法が，水分センサー

料では硝安が最も速く，次に尿素，硫安と続き，(側イー・エス・デイ社製，非定常線熱源ヒート

有機質肥料では最初は魚粕の方が菜種粕にくらべプロープ型〉は，概ね 2本を E Cセンサーと同様0日目以降になると両肥料て速く分解しますが， 6に配置する方法が適当と考えられました。とも 60%程度で分解が急に遅くなる傾向が認めら. 茶園における肥料成分の形態
3変化と硝酸化成の解明

図 1 温度の違いが無機化及び硝酸化成に及ぼす影響
1.
注 ) 供 試 材 料 : 菜 種 粕 土 壌 pH:pH5351

土壌埋設型センサーによる施肥管理を行うには，施用した肥料の土壌微生物による分解(無機化〉速度及びその後の硝酸化成速度を明らかにする必要があります。土壌微生物による分解及び硝酸化成は，土壌の種の推移を示しました。その結果，硝酸化成は肥料

鉦0・3建25・0・窒 2

裏15//二，lノーノづr
ムよ弓ヲ

0・度 1//5C無機熊 N
0類，地温及び土壌水分量により大きな影響を受けます。そこで赤黄色

o0102

土，黒ボク土及び磯質土壌における各土壌 pH (3，4，5)，地温 (5，4060900609

図 2 肥料の種類の違いによる硝酸化成の推移
5C
1 培養温度:2.
注)土壌 pH:pH505，25oC) 及び肥料(硝安，硫安，1尿素，なたね粕，魚、粕，肉骨粉，03
経過日数051B， CDU) の種類の違いと窒素成0分の分解 i硝酸化成との関連性を 9日間にわたり調査しました。
図 1に温度の違いが菜種粕の無機化及び硝酸化成に及ぼす影響を示しました O
この図は，土壌 pH5の赤黄色土cにおける分解を示しています。 5o警
素度濃護

430200g1001/gnr。。

010203
経過日数40平成 4年 10月 1日

農 業 と 科 学

第三種郵便物認可(3)'11.......'11''''..1 困"1J 11111Ih_ ..，(llI lllill"' '9 1111111111" ，. lllllh Jl f~ 同 II lI hll l '''''' 川 1111 1 1\，.・11111111 11 1 同圃 '1111"11'.......1111"11"..... ， 1111\1'1'...'111111111 圃 ..'1'111 111 1....... 111 '11'111.._ パ 1""' ， 1110...'1''''' ， .1....1'''' ，， 11 ，..司川 '"II ，.，"，，，，，，，，tI， U""' ，，，H ，れます。このように施肥設計や施肥にあたっては可能なマイクロコンピューターを用いた施肥管理

各肥料の特性を把握して施用することが重要で基本モデルを作成しました。このモデルは，センす。

サーから E C値，土壌含水率，地温を自動的に測つぎに，図 3に pHの違いが硝酸化成及び無機定し，次に，パーソナルコンピューターでこれら化におよぼす影響を示しました。その結果，菜種の測定値から土壌中の無機態窒素量を算出しま

粕の分解の速度は土壌 pH5が最も速く，次に pH

す。

4， pH3の順であり， 土壌が酸性化するほど分また， 3.で述べました肥料成分の硝酸化成のデ解速度が遅くなる傾向が認められました。
以上のように，ある肥料を施用しょうとする場合，土壌の種類，施肥ータをこの基本モデルの中に組み入れたことによ
図 3 土壌 pHの違いが硝酸化成及び無機化に及ぼす影響
注)供試材料:菜種粕培養温度:25C
0

時期(地温〉及び施用量がわかればその肥料の土壌中での無機化及び硝窒発生量の予測をすることが可能とな

惹 30

りまし 7こ。

4. 茶樹の生育周期に応じた土壌無機態 N

40

酸化成によって経日的に窒素成分のt
辰度

20mg
/
100g
10

窒素量の策定。

土壌埋設型センサーによる施肥管10理を行うためには，施肥の要否の判

動測定，測定値からの無機態窒素量を推定し，生育周期に基づいた土壌窒素濃度(目標窒素濃度〉を維持するための施肥時期及び施肥量の判断

609040る必要があります。この土壌窒素量

1年 ‑‑3年にかけて平坦地の赤黄色土及び黒ボク土茶園において，適正な施肥管理を行い高品質の生葉を生産しているハサミ摘み茶園(土壌毎に静岡県茶試を含め 14農家〉での，栽培方法，施肥管理方法，荒茶品
質，生育状況及び土壌中無機態窒素濃度の年間変動を解析し，図 4にしめすように目標とする生育周期に応じた土壌窒素濃度を明らかにしました。
5. 施肥管理ソフトの作成
土壌埋設型センサーによる施肥管理のために，各種センサーによる自40

図 4 時期別の茶園における無機態窒素濃度窒素量(目標窒素量〉を明らかにすなどにより異なります。そこで平成

30
経過日数

断基準となる生育周期に応じた土壌は，土壌類型，栽培形態，地形条件

20泌 30台
包杢
素J
農度

I/

赤黄色土茶悶

10，十一ー一一ーョメーーーーーー一一ーーーーーーーーーーーー一一ーー}
mg/
100g ト‑‑‑うね間 20cm。

dへ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月 日

40泌 30態
窒素濃度

20I ~〆/

黒ボク土茶園10干‑‑‑‑一一一一一一一一一一一一一一一mg/
100g.~ Iうね間 20cm。

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(4)平成 4年 10月 1日

農 業 と 科 学

第三種郵便物認可-司・."，， 1.".... 川，，1\ .11 岡 "11"11. ，，，司司川 1IIIIIIp 圃 1111" ，川田 _d\nll'qll‘ ...h ， IIIIU' 同 4 川 1 1I 1111... 1I 1111 J1 11....11 1I 1'1 1I 1~ ・，... 1" (1・ IIIIA""' 1' 11111 ，a."， I (f l l1l1 ll...-- (II1 II I1I1""吋川 11111 ，・ """111111 ，，困 "l l1l1 hll l 司同 11111 ・， 1".....11
川t叫1.“"，.，，.圃 .11 ，， "'11 ・-り，今後の各種肥料の施用に伴う土壌中無機態窒ーターによる窒素の発生予測を行い，施肥時期，素量の変化の予測が可能となりました。さらに，肥料の種類及び施肥量を変えてシミュレートさその窒素成分毎の発生量，その合量である発生無せ，いつの時期にどの様な肥料をどの程度施用す

機態窒素量とその時期の茶樹の窒素必要量(基準〉るかを判断しました。その結果を図 5に示しましとを画面上で比較することができます。

た。この結果に基づき今年の赤黄色土茶園での春

6. 施肥管理システムによる管理

肥 (1)は 2月10日に硝安を 10アール当り， 29kg

静岡県茶業試験場では開発した施肥管理モデル

春肥(I1)は 2月25日 に 配 合 肥 料 ( 窒 素 成 分 で 硝を利用して，今年の春肥の施用にあたりコンピュ

安，硫安，魚粕，各々 3.2%含有〉を 1
56kg，芽出

図 5 赤黄色土茶園における施肥窒素の発生予測
LM3060G

92‑
03‑
0
8 10:14:1
9

無機態窒素量分析

40.
0/一春肥 (1)
30:
5

肥料名
施肥日
920210 硝 安

一量29"1)
巴副大 PtnlGRBITx
硫 安 .181112開始日
硝安 O
lal6121920101
尿 素 図 cl910倍 率 12菜種粕 E fl
517上 40魚粕cl
31c下 Ol長l
骨粉 皿 bl2f圃 180511f実
1 B 圏 7CDU
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20.
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曾800
含7921年
岡場
11 茶業試験場
土壌10 赤 黄 色 土 壌 有 機 物 0.3% 仮 比 重
1984年 12月 改 園
透水性
可 5 *10 レ キ 0.0% う ね 幅 0.2m 1985年 4月 2日 幼 木 定 値
有 機 N 0.0% 施 肥 量pH3. 5分 析 1件
[s1M 1‑lf]f]Ji
目標値￨一一一 flolfl￨推定値卜=‑1018181
測候

3135

LM3060G

春肥 (11)30.
520.
5無機態窒素量分析

T
丁92‑
03‑
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農 業 と 科 学

平成 4年 10月 1日

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92‑04‑
01 10:28:4
9無機態窒素量:分析

芽出し肥
30.
520.
5注)試春配 A組成:硝安，硫安，魚粕(各々窒素成分を 3.2%含有)

図 6 施肥管理実用化システムの概要図
各種センサーの測定値(自動入力)

水分センサ一
地温センサー士~

qJ

AUAUAU

内4i
唱

土壌中の無機態窒素量2.
[ヘ土壌中の窒素実測値

1 234 5 6 789
月

発される土壌埋
設型センサーからの時系列デー
タ解析ソフト

適量施肥シネテム
出力データ
1.明在の土壌中の無機態窒素量
2.過去から現在ま?の時系列土壌中窒素量の変化
3.今後の無施肥、施肥(肥料の種類、量、時期)の土壌中窒素量の変化の予測
4.最適窒素量

土壌中窒素量
生育周期に応じた窒素必要量と土壌中の窒素量との比較
過不足の判断肥料の種類、施肥時期、施肥量

(6)

0月 1日
平 成 4年 1

農 業 と 科 学

第三種郵便物認可.
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11 ，..，. "..11 川 E 喝司 111"'1111. 四川 1 ， ''''I ，...， II ，， '''q.....II ，， '''II' ・・ ..~II"ltlll...llfll lJ lll.....IIIIIJIIII~~I"IJ ・"， '，.， "11 川1I 1. ，. IIIIIIIIII~ _， IJIIHllh~ ..， J lI ltllhl_..IIIIIIIIII...rl 1t III\111 円四 1111 1\.， 1'" 司1IlI ull ll " ・ 1111111 11 1 同....1\，， 1" 1'・-ー 1"μ ・ 1

し肥は硫安を 3月25日に 38kg施用しました。夏肥技術が確立されれば施肥量の削減だけでなく，根以降の施肥管理についても， コンピューターの予圏環境が改善でき，茶樹の健全育成が図られ，品測分析による施肥管理を行なっています。

質の向上，収量の増加が図られるものと考えま. 今後の研究方向
7。
すリアルタイムな平成 4年度は開発した施肥管理実用化モデルに

土壌中の養水分の把握だけでなく，コンピュータ基づいた施肥による本技術の実証を行うとともーを利用して施肥時期，施肥量を予測計算し，農に，本モデルの操作性の改良や低価格化などにつ家自身の判断による施肥が可能となります。このいても検討を行っています。

開発中の施肥管理システムは，

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