土壌水分の測定と作物別の消費水量を解説

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高収量・高品質な農業生産を実現するためには、土壌に含まれる水分量を正確に把握する必要があります。この記事では、農業水分センサーを用いた土壌水分の測定と作物別の消費水量を解説していきます。

目次

1.農業水分センサーとは

2.農業水分センサーが検知する土壌情報

3.土壌の三相分布

4.土壌づくりのポイント

5.作物別の消費水量

6.まとめ

1.農業水分センサーとは

農業水分センサーは、土壌に含まれる水分量を計測するための装置で、土壌水分の吸引力や土壌内の静電容量を利用して水分量を測定する製品です。水分量だけでなく、土壌温度や電気伝導度(EC値)、土壌pHも計測できる装置など様々な製品が販売されています。

使用方法は、センサー部を傷つけないよう、10cm~20cm程度の深さを目安にセンサー部と土壌の間に隙間をつくらず埋没することがポイントで、埋没後は、表面を強い力で押し付けたり、固めたりしないようにすることがコツです。

2.農業水分センサーが検知する土壌情報

多くの農業水分センサーで測定が可能な情報は、主に以下の4つです。

1)土壌水分量

通常、土壌に含まれる水分量は、土壌表面に現れる湿り気と乾き具合を、目視や手の感触で確認して判断する方法が一般的とされています。

しかし、農業水分センサーを使用すれば、農作物の生育に必要な水分量を数値で確認できるようになるため、適切なタイミングでの潅水が可能になります。

2)土壌温度

土壌温度の計測は、土壌に含まれる水分の蒸発量の計算に役立ちます。

土壌水分の蒸発は、農作物の健全な生育に必要な水分量を不足させてしまうことから、収量や品質にも大きな影響を及ぼすといわれています。

しかし、農業水分センサーの中には、土壌に含まれる水分量に加え、土壌温度を計測する製品も発売されていますので、土壌水分の蒸発を未然に防ぐことができるようになります。

3)電気伝導度(EC値)

電気伝導度(EC値)とは、土壌中に含まれる肥料成分や塩分濃度を示した数値です。EC値が0.3㎳/㎝以下を示す場合は施肥量を増やし、1.0㎳/㎝以上を示す場合は施肥量を減らすのが良いとされています。

4)土壌pH

土壌pHは、土壌に含まれる酸性・アルカリ性の度合いを示した数値です。

農作物は、pH6.0~6.5の弱酸性の土壌でよく育つといわれています。しかし、土壌pHが低い状態のまま土壌全体が酸性に傾き過ぎると、石灰分や苦土分の欠乏、アルミニウムの溶け出し等を招き、根の生育を妨げる恐れがあるそうです。

土壌pHの適正な値は、栽培する農作物によって様々ですが、農林水産省が農作物別の基準値を公表していますので、以下を参考に計測してみるのも良いでしょう。

参考|農林水産省「作物別土づくりの基準値と改善対策(野菜)」

https://www.maff.go.jp/j/seisan/kankyo/hozen_type/h_sehi_kizyun/pdf/ktebiki1.pdf

3.土壌の三相分布

土壌の三相分布とは、粘土や砂、有機物、水、空気、ガスなど土壌に含まれる物質それぞれの性質の割合を示した言葉です。

土壌三相は、固相・液相・気相の3つで成り立ち「固相+(液相+気相)=100%」の割合で示されます。固相は土の硬さに関連し、液相と気相は水はけや水もちに関連しています。土壌の種類別の三相分布は以下の通りです。

土壌の種類別の三相分布

砂 土:固相50 液相10 気相40

埴 土:固相40 液相20 気相40

重粘土:固相40 液相30 気相30

火山土:固相30 液相30 気相40

固相が多すぎる土壌:根付きが悪い

液相が多すぎる土壌:湿害の影響を受けやすい

気相が多すぎる土壌:水不足を起こしやすい

4.土壌づくりのポイント

農作物の生育には、水素、炭素、酸素、窒素、りん酸、加里(カリウム)、カルシウム、マグネシウム、硫黄など多くの栄養成分が必要です。

その中でも、窒素、りん酸、加里は、市販されている多くの複合肥料に含まれる成分で、土壌づくりの3大要素としても知られています。

酸素と水素は水から、炭素は空気中の二酸化炭素から吸収しますので、特に肥料の施用等は必要ないですが、窒素、りん酸、加里(カリウム)、カルシウム、マグネシウム、硫黄の6成分については、土壌からの吸収や肥料の施用で補給する必要があります。 この他にも、農作物の生育に必要な栄養成分の中には、鉄やマンガン、ほう素、亜鉛、モリブデン、銅などがありますが、これらの成分は堆肥などに含まれているため、土壌づくりを十分に行えば、肥料として施用する必要はありません。

土壌づくりは、保水性、排水性、通気性に優れた団粒構造をつくることをポイントに、微生物の働きを促す堆肥や土壌㏗を調整する石灰、窒素・りん酸・加里を含む化学肥料や有機肥料などを使用して行ってみてください。

5.農作物別の消費水量

農林水産省では、落葉果樹、露地野菜、トマト・きゅうりの3つの分類を対象に、1日に消費する水分量を計算した参考値を公表しています。

1)落葉果樹(mm/日)

春期:2~4

夏期:4~5

秋期:2~4

冬期:1~2

潅水のポイント

5日~7日毎/20~30mm(20t~30t/10a)を目安に潅水作業を行うのがポイントです。しかし、収穫期が近いものや裂果の心配がある場合には、少量の水を時間をかけながら回数を重ねて与える少量多潅水を行うケースが有効です。

2)露地野菜(mm/日)

春期:2~4

夏期:4~5

秋期:2~4

冬期:2

潅水のポイント

土壌の乾燥状態に応じて、地温と同温程度の水を潅水するのがポイントです。先述しましたが、農業水分センサーの中には、土壌の水分量に加え土壌の温度を計測できる製品もありますので、ぜひ活用してみてください。

3)トマト・きゅうり(mm/日)

春期:4

夏期:5

秋期:4~5

冬期:2~3

潅水のポイント

過繁茂を嫌うため、定植一か月前は、底土が湿るくらいの潅水を行い、少しずつ乾かしていく方法が良いそうです。定植後は、着果率や収量の向上に効果がある少量多潅水が推奨されています。

6.まとめ

農業水分センサーを使用した土壌水分の計測は、熟練農業者が減少する日本農業を救出する大きな可能性を秘めています。

当社が開発したSenSprout Pro センサーシステムでは、土壌水分と地表面温度の計測、変化の通知、栽培データのグラフ化、栽培情報の共有を実現しています。

SenSprout Pro センサーシステム

https://sensprout.com/ja/sensorsystem-2/

農業水分センサーを導入する際には、当社のSenSprout Pro センサーシステムを使用して高収量・高品質な農業生産に取り組んでみて下さい。 最後まで読んでいただきありがとうございました。