国内外で使用される自動潅水装置と先端技術を紹介

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自動潅水装置とは、スプリンクラーや潅水チューブ等を用いて作物の水やりや施肥を自動的に行う設備のことを指します。

この設備を使用した作物の水管理法は、多大な時間と労力が必要とされる作物の水やり作業がすべて自動で行えるため、国内外の多くの農業生産者が導入するシステムとなっています。

この記事では農業における潅水装置の役割や方法、装置等を紹介していくと共に、先端技術を活用した事例も紹介していきます。

目次

1.農業における潅水装置の役割

2.目的に応じて変わる潅水の種類

3.場所に応じて変わる潅水の方法

4.自動潅水システムの概要

5.潅水設備に使用される様々な装置

6.ITを活用した潅水設備の事例

7.AIを活用した潅水装置の事例

8.自動潅水装置の概要まとめ

1.農業における潅水装置の役割

1)農作物の生育に欠かせない「水」

業における潅水装置の役割は、農作物の生育に欠かせない「水」を与えることにあります。

農作物の水やり作業は多大な労力と時間を要しますが、自動潅水装置を設置すれば水やり作業に係る一切の作業を自動で行うことができます。

2)病害虫の予防等に効果

農作物には、品種によって葉に水がかかると病気になりやすいものがあります。

自動潅水装置に使用されるチューブには孔径や配列形、ピッチ数など様々な種類があるため、その作物に適した水量を葉にかからないように施すことができます。

3)品質や収量にも影響

農作物に与える水量は品質や収量にも大きく影響を及ぼします。

土中の水分量は農作物の生育に係る重要な部分ですが、トマトなどの作物は糖度を高くする為に潅水量を抑制してあえて厳しい環境下に置くそうです。

自動潅水装置を使用すれば農作物それぞれに合った適切な水量のコントロールが可能になります。

2.目的に応じて変わる潅水の種類

1)地表潅水

地表潅水は、作物が植えられた畝間の表面にチューブやパイプを設置して潅水する方法です。

ビニールハウス等の施設園芸や野菜の露地栽培等で行われる方法です。

2)点滴潅水

点滴潅水は、点滴のようにゆっくりと水やりを行う潅水方法です。

潅水に使用するチューブやパイプには、地表に設置して使用するタイプと地中に埋没して使用するタイプの2種類があります。ムダの無い効率的な潅水が特徴です。

3)頭上潅水

頭上潅水は、ビニールハウスなどの施設園芸で用いられる潅水方法です。

ハウスの天井部にノズル付きのパイプを設置して施設全体を潅水します。最近では細かい霧状の水を散水するタイプの製品も発売されています。

3.場所に応じて変わる潅水の方法

1)ビニールハウスでの使用

自動潅水設備が最も多く使用されるシーンとして挙げられるのがビニールハウス等の施設園芸です。

季節や天候を問わない栽培法であることや、設置箇所の多様性から地表、点滴、頭上のすべての潅水方法が使用できます。

2)露地栽培での使用

自動潅水設備は、大規模農場など大量の作物を露地で栽培する際にも使用されます。

高齢化や担い手不足など農業の人手不足が叫ばれている昨今において、作業時間を大幅に短縮できる潅水装置は、農業の省力化に向けた有効な手段といえます。

3)圃場の乾燥対策での使用

自動潅水設備は、夏場の暑さや雨不足による圃場の乾燥対策にも有効です。

農作物は土壌が乾燥すると土の中の栄養分や塩分濃度が高くなり、十分な水分を吸収できなくなる特性があります。

4.自動潅水システムの概要

自動潅水システムとは水源から水を運ぶチューブやパイプ、水をろ過するフィルター、液体肥料を混入する機械、作物に水を与えるスプリンクラー等の装置で構成された設備のことを指します。

自動潅水を行うためには、これらの装置が体系的かつ効果的に作動する必要があります。

5.潅水設備に使用される様々な装置

1)株式会社サンホープが開発する潅水システム

株式会社サンホープは、散水用スプリンクラー等の開発・製造を手がける企業です。

「水と環境をコーディネートをする」を企業理念に、農業分野に向けた製品の開発ほか緑化事業等を展開します。

同社は、国土の半分を砂漠地帯が占めるというイスラエルの農業技術に注目し、約40年前から少量でも効果が出る潅水技術の開発を進めてきたそうです。

現在は、地域によって異なる様々な農業者のニーズに対応するため全国のファミリー企業と連携して独自の販売網を築いています。

1.サンライザーセット

https://www.sunhope.com/wp/wp-content/uploads/2016/05/cd01e64508cc53e304360ac8bdfa768b.pdf

育苗やハウス栽培、茶園の潅水、凍霜害防止に最適な潅水セットです。

ハウス育苗から露地栽培などあらゆる場所で使用でき、農薬や肥料の浸食を防ぐ工業用合成樹脂を素材としています。

一列配管で間口2.5間~4.0間(4.5m~7.m2)までムラ無く均一に潅水できる優れた均一性が特徴です。

散水の自動化が簡単に行えるスプリンクラーシンカー(DC-1)を採用しています。

2.スーパーディフューザーホースセット

https://www.sunhope.com/wp/wp-content/uploads/2019/07/superdiffuser201907.pdf

低衝撃で細かい水滴が特徴のホースセットです。

風の影響を受けにくい設計で広範囲かつ均等な散水を可能にしています。

別売りのスプリンクラーとニップルを装着する必要がありますが、設置や増設、移動や撤去が簡単に行えます。

使用するホースは安価に導入できるスタンダードタイプとねじれにくいユニカップラー付きのタイプの2つがあります。

3.サンホープのドリップかん水システム

https://www.sunhope.com/wp/wp-content/uploads/2018/04/white-series.pdf

イチゴやトマトの潅水に適した点滴タイプの潅水システムです。

点滴潅水の特徴であるゆっくりとした潅水作業で厳密な水分管理を実現します。

水源から水をろ過するディスクフィルターを通り、逆流を防ぐ逆止弁と液肥混入機を経てストッパーに辿り着く仕組みです。

イチゴとトマトそれぞれに適したホースを選択することが可能です。

4.液肥混入機ドサトロン

https://www.sunhope.com/wp/wp-content/uploads/2019/06/dosatron201905.pdf

正確な希釈精度を誇る電源不要の液肥混入機です。

水量に応じた確実な液肥の注入が特徴で、接続された水量を動力源にしています。

潅水設備の規模に応じた6種類のタイプが発売されているため、対象作物や環境・条件に合わせたタイプを選択することが可能です。

ビニールハウス等の施設園芸ほか畜産業や緑化事業にも使用されています。

5.養液システム「肥家効蔵(こやしやきくぞう)」

https://www.sunhope.com/wp/wp-content/uploads/2016/03/koyashiya2018.pdf

液肥混入機ドサトロンを使用した養液栽培キットです。

大規模な設備を必要としない低コスト型の養液システムで、通水と施肥の両方を簡単な操作のみ行うことができます。

組み立てやメンテナンスが容易にできるシンプルな設計が特徴で、目詰まりを防止するディスクフィルターが標準で2台装備されています。

薬液の逆流を防止する逆止弁も付属しています。

6.半自動洗浄スクリーンフィルターくるくる亭NEW楽太郎

https://www.sunhope.com/wp/wp-content/uploads/2018/04/kurukurutei.pdf

ハンドルをくるくる回すだけで掃除ができる半自動型のスクリーンフィルターです。

掃除のタイミングは、内臓されたインディケーターが本体から押し上り知らせてくれる仕組みになっています。

ハンドルの回転は3秒/1回転が目安で、洗浄を終えるとインディケーターが自動で下がります。

潅水設備のメンテナンスの時間が大幅に短縮できることから多くの生産者が愛用しています。

7.養液栽培システム「太耕望(たいこうぼう)」

https://www.sunhope.com/products/taikobo.html

養液栽培ユニット、かん水ユニット、有機培地ここうえる、トレーユニットから成るサンホープのオリジナル栽培システムです。

有機培地ここうえるは、ヤシガラを野菜栽培用に調合した培地で使用後は土壌改良剤としても使用できます。

養液栽培ユニットには液肥混入機ドサトロンをはじめ電源が不要な電池式のタイマー等が使用されています。

6.ITを活用した潅水設備の事例

1)Bluetoothやスマホアプリを活用した潅水システム

養液栽培システム「太耕望(たいこうぼう)」に使用されている電池式のタイマーは、無線通信技術である「Bluetooth(ブルートゥース)」を、潅水設備の周辺機器としては日本で初めて導入した製品となっています。

専用アプリを利用すればスマートフォンやタブレット等のデバイスから水量や時間を設定して潅水作業を行うことができるそうです。

システムの開発元はイスラエルでサンホープがアプリケーションの言語を日本語へと翻訳しました。

7.AIを活用した潅水装置の事例

1)AIによる自動潅水を実現したシステム「ゼロアグリ」

https://www.zero-agri.jp/

ゼロアグリは、AI技術を活用した養液土耕・養液栽培向けの自動潅水施肥システムです。

このシステムを導入すれば、AIが分析した土壌水分量や土壌EC値、天気予報、日射量、地温などの環境データと潅水量や施肥量などの栽培データを、PCやスマートホンからモニタリングして遠隔からシステムを制御することが可能になります。

潅水と施肥の設定は1日5分程度で完了するため、これまで費やしていた手動による調整やタイマー設定の時間を生産規模の拡大や販路の開拓等に向けられます。

8.自動潅水装置の概要まとめ

自動潅水装置は、農業の省力化を推進するための大きな材料のひとつです。

自動潅水に使用される装置には様々な種類があり、それぞれが体系的に活用されることでその役割を果たしていきます。

自動潅水装置による潅水作業の自動化は、農業IoTやAIを活用した先端技術の導入で生産者の農業経営をこれまでよりもさらに便利なものにしてくれることでしょう。この記事を参考に導入を検討してみてはいかがでしょうか?

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