農 業 と 科 学

平成 29年 3月 1日(1)

司 1'''111111.... 111 1111 ，， '.9 1 ...'1 ，川町四・・ '11'111'.....'11111111 ・...，， 1 ，川川，.. ....1..11 1 ・ "'"・.11111 11 1' ・・・ 4 川 '''11' ・ー‘川川 l ・・，同 ....11 ・ H ・ 11 ， ".11 ・ H ・""."川ド 11111" 困刊1 ・ Ih.II......II'II 川1 ，......川 Illdll"."hllllll~.II..jl' ll lII"， .I'h ・I・ 11 1 .，四・・..1.， 11 1 •茶園の土壌水分測定に有効で安価な土壌水分記録計の開発
鹿児島県農業開発総合センタ一
環境研究室

茶業部

藤室 長 後忍1.はじめにの夏期 の降水量を示し た。半分 の 5年で平年降水近年，地球温暖化の影響から各地で大雨や干ば量 の845mmを20%下 回る干ばつ傾向である 。 干つが頻発している。図 1に本県茶業部の過去 1
0年

ばつ時には生産者は干ばつ害回避のために，適切な時期に 圃場へのか ん水が必要で、ある。
しかし，作物のかん水開始の土壌水分と打1
町11200圃場の土壌水分の両方を把握していないため，畑地かんがい施設の有無に関わら1000ずかん水開始の時期が判断できずにい800る。干ばつ害を避ける以外にも，かん水600により土壌水分を適正に保つことで作物の収量，品質を上げる事例は過去に多く400報告されている 。すなわち，土壌水分を200生育ステージに合わせて保持することは。
1後

作物生産上きわめて重要であるが，
検 検検会

1

食 後合 後T

これまで、は生産者の勘に頼った管理がなされ

安1

心やヘ日やややや小ややてきた。
市販されている土壌水分計は多数あ図1.茶業部の過去 1
0年間の夏期 (7""9月)の降水量

一本 号 の 内 容
S茶園の土壌水分測定に有効で安価な土壌水分記録計の開 発・
鹿児島県農業開発総合センター
環境研究室室長f
麦

茶業部

藤支1'1:0、〈産地レポート) JAならけん椿井営農経済センター
奈良県平群町の小菊栽培で、活躍する育苗培土「与作N‑IO
O
J について .
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ジェイカムアグリ(株) I
農業と科学」編集部

S飼料用米「べこあおば」の疎植栽培に対する肥効調節型肥料の効果・…………一一一…………・…・… 6
元農研機構東北農業研究センター
水田作研究領域

土 屋 一 成i

農(2)業 と 科学

平成 29年 3月 1日

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る。なかでも約 1万円程度で入手できる寺田式テポーラスカップを通じて脱気水がめみ 出 し周囲のンションメーター(図 2)は土壌 の吸引圧(土壌水分)と平衡 した pF (圧力)

農業関係の試験研究機関や一部生産現場でも利用されている。このを計測している。したがって

土壌水分計は脱気水(あらかじめ沸騰さ せ水分中水は常に測定器外へ漏出する動きと なる。土壌水の空気を取り除いた水)を用い分が比較的多い場合は測定器への脱気水の補充は土壌に埋設した少な くて済むが合はた び、たび畑の土壌では脱気乾燥が進み土壌水分が少ない場

水の補充のたび、に測定器内の圧力が下がり元の圧力に平衡するのに時間がかかるのでで、測定の連続性が途切れる欠点がある 。 また

測定デ一夕の記録装置 も備えてい ない。
連続的 に測定 出来

測定データの記録装置を備えた TDR法 (TimeDomainReflectometry法)を用い た土壌水分計の 1例(図 3) は，土壌の誘電率 を計測することで土壌水分の体積含有率を表示する。しかし価格が 35万円と高額で生産者に普及 しづらい欠点がある 。
そこで，茶園 ほ場で長期間メンテナ ンスなしで土壌水分値の表示ができなおかつデータを記録可能で比較的安価な土壌水分計を既存の土壌水分セ ンサーと直流電圧 ロガーを組み合わせ ることで図2. 寺田式テンションメーター‑・園 田園咽・・‑L.
.
J1rE
JJ開発した。

2. 試験方法(1)土壌水分センサー
土壌水分センサーは

商品名 :WD‑3‑W‑5E(株式会社 A.R.P社製) (図4) を用いた。本センサーの土壌水分検出方式は折り返し平行伝送路方式(特許第 4189684) で使用する乾電池の電圧が直流 4.
5""'15Vの範囲であれば，センサー

圃圃園田画面画面(写真左 より外部電源BOX， FAST‑I
T本体，TRIME‑IT)

図3. TDR土壌水分計の 1例

図4. 土壌水分センサー (WD‑3‑W‑5E)

図5. データロガー (LR5042)

農 業

平成 29年 3月 1日(3)と 科 学.

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土 と 細 粒 黄 色 土 を 用 い て 土 壌 水 分 と pFとの関係(2) 直流電圧ロガーを明らかにした。 ガ ラ ス 室 内 に 直 径 50cm，深さ

土壌水分センサーから出力する直流電圧を記録
商品名 LR5042

50cmの 大 鉢 に 両 土 壌 を 充 填 し 水 銀 マ ノ メ ー
ター 2本と土壌水分センサー 2個を深さ 15cmに(日置電機株式会社製)を用いた。本機は単 3型交互に埋設した。湛水条件から徐々に乾燥させ，アルカリ乾電池 (LR6) 1個で作動する 。 電 池 寿

水 銀 マ ノ メ ー タ ー の pF値 と 土 壌 水 分 セ ン サ ー の命 は 記 録 間 隔 が 1時間で，省電力設定の場合，約示す体積含有率(%)を測定した。それぞれの平2年 間 で あ る 。 記 憶 容 量 は

均 値 を 出 し 土 壌 ‑pF曲 線 を 作 成 し た。

する直流電圧ロガー(図 5)は60，000デ ー タ で あ

県内に 一般的な多腐植質黒ボクり，記録間隔が上記に示した 1時間だと約 7年 分

3. 試験結果のデータを取り込むことができる。

(1)土壌水分計のイメージ(3) データのパソコンへの取り込みと加工

図 6に土壌水分計のイメージを示した。 圃場に直流電圧ロガー内に記録されたデータの取り込みには通信アダプタ:商品名

LR5091 (日置電機株式会社製)を用いた。なお，本機を使用する際には，あらか じ め 付 属 の CD‑Rか 日 置
電機のホームページから

PCア プ リ iLR5000用ユーティリティ」をコンビュータにインストールしておく必要がある。データは CSVファイ jレに出力し，M
icrosoftExcelファイルに貼り付け，図やグラフに加工することが出来る 。

(4) 土壌水分の測定
土壌水分の測定は，鹿児図6. 土壌水分計のイメージ

島県農業開発総合センター
茶業部の茶園ほ場で行った。 土壌水分センサーの埋設された土壌水分センサーは埋 設 場 所 は 茶 園 の う ね 間 で 深 さ 15cmの位置で、あス内の電圧ロガーから 1時間に 1回，る。土壌条件は多腐植質黒ボク土で，埋設期間は

通 じ て 9V
電池から通電され2015年 4月 13日"'2015年 9月 15日である 。

有率%)を電圧ロガーに送り記録する 。 なお，通(5) 土 壌 水 分 ‑pF曲線の作成

電中の数秒以外はスイッチが切られる省電力設定

作 物 の か ん 水 を 開 始 す る 土 壌 水 分 は ， 土 壌 pFのため 9V
電 池 の 消 耗 は 極 力 抑 え ら れ る 。 土 壌水で示される場合が多い。しかし，土壌の種類に分 を 測 定 し た 2015年 4月 13日"'2015年 9月 15日

よ っ て 同 じ 体 積含 有 率 の 土 壌 水 分 で も そ の 土 壌

以降も継続中であるがpFが 異 な る 。 し た が っ て 土 壌 水 分 を 体 積 含 有 率の 内 部 電 池 お よ び セ ン サ 一 通 電 用 9Vア ル カ リ 乾

で示す土壌水分計では土壌毎に土壌の体積含有率電池ともに電池交換なしに作動している。

ウオールボック
リード線を直流電圧(体積含1年経過後も電圧ロガー

農 業 と 科(4)学

平成 29年 3月 1日

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200

費用

65.
0160

吉 140

流電圧 ロガー，通信アダプ

60.
05 120タ，ウオ ールボ ックスお よ型100

びそ の他部品等から構成さ盤

れる が，製作費用 は約 5万55.
080
50.
060円で済み，既存のもの よ り

40

生産者が入手しやすいもの(決)余耗弾判は，土壌水分セ ンサー， 直45.
020とな った。

40.
0(3)土壌水分測定結果

3161

図 7に測定期間 内の土壌

91121

経過日数

水分と最寄りの降水量を合

図7. 降水量と土壌水分の関係

'
凶Q

2.
62.
2Q

1.81.4

土壌水分率5060

ハU40302よ138642286421
22221111

32070.
0180

開発 した土壌水分記録計~

降水量 ベト土壌水分(%)

4030

土壌水分率5060(%)

図 8. 土壌p
Fと土壌水分の関係(多腐植質黒ボク土)

図9. 土壌pFと土壌水分の関係(細粒黄色土)成したグラフを示した。埋設 当初は，土壌水分セん水を開始することを判断できる 。

ンサーと土壌が馴染む よ う埋設場所を湛水条件に4. おわりにしたた め土壌水分が高くなっているが， 2週間経土壌水分を連続的に モニタリングす ることは，過以降は降水量 と土壌水分の関係がよ く対応して茶の栽培のみならずいずれの農作物の栽培管理いることがわかる 。

においても重要である 。特に施設かんきつでは土(4) 土壌水分 ‑pF
水分曲線

壌乾燥が糖度上昇 に結び付き

図 8および図 9に多腐植質黒ボク土と細粒黄色

キ ビの増収にはかん水が重要とされている 。今土の pF (水銀柱)と土壌水分率の関係を示した。

後，開発した土壌水分記録計のデータを用いた管茶園のかん水開始点の pFは 2.
3とされており，両理で農作物の増収や品質管理に役立ててもらえば土壌においても概ね土壌水分が 35% になればか幸 いである 。

南西諸島のサト ウ