土壌用センサ及びこれを用いた土壌監視装置
【課題】土壌中のＥＣ値の分布を手軽にかつ正確に、リアルタイムで計測することができる土壌用センサ及びこれを用いた土壌監視装置を提供する。
【解決手段】センサ側面に複数個の電極１１，１２，１３と給水口１４を備えた土壌用センサ１０とこれに接続する計測制御装置２０とから構成される土壌監視装置３０であり、計測制御装置２０にはＥＣ値計測ユニット２３と水分含有率計測ユニット２４とを設け、２つの電極間の土壌の水分含有率が、５５％を超える時にはＥＣ値を計測せず、５０〜５５％の時にＥＣ値を計測して出力し、５５％未満の時には給水口１４から水分を補給して２つの電極間の水分含有率を５０〜５５％にしてＥＣ値を計測するようにした土壌監視装置である。
【解決手段】センサ側面に複数個の電極１１，１２，１３と給水口１４を備えた土壌用センサ１０とこれに接続する計測制御装置２０とから構成される土壌監視装置３０であり、計測制御装置２０にはＥＣ値計測ユニット２３と水分含有率計測ユニット２４とを設け、２つの電極間の土壌の水分含有率が、５５％を超える時にはＥＣ値を計測せず、５０〜５５％の時にＥＣ値を計測して出力し、５５％未満の時には給水口１４から水分を補給して２つの電極間の水分含有率を５０〜５５％にしてＥＣ値を計測するようにした土壌監視装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は土壌用センサ及びこれを用いた土壌監視装置に関し、特に土壌用ＥＣセンサ及びＥＣ（電気伝導度）センサを用いた土壌監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業分野においては、図１（ａ）に示すように、農作物１の生育を助長させるために、土壌を細長く直線状に盛り上げた畝２が作られることが多い。畝２には元々農作物１を生育させるための肥料（元肥）が全体に与えられているが、農作物１の生育を更に助長するために、畝２と畝２の間の通路３に追肥肥料４を与えることが行われる。この追肥肥料４は、図１（ｂ）に示すように、土壌中の水分によってゆっくりと土壌５の中で拡散する。そして、畝２の下に拡散した追肥肥料４によって農作物１の生育が助長される。図１（ｂ）では、点線Ｄが土壌５の中の追肥肥料４の拡散を示し、破線Ｂが追肥肥料４の拡散の程度が同程度の部分の分布を示している。
【０００３】
ところが、この追肥肥料４の土壌５への拡散の程度は地上からは分からない。このため、追肥肥料４を与え過ぎると、追肥肥料４が過剰に畝２の下に拡散することになり、畝２に植えられた農作物１にとっては肥料過度となり、かえって農作物１の生育が阻害されることがある。そこで、追肥肥料４を与えた後の時間経過と、土壌５の中の追肥肥料４の拡散状態をリアルタイムで知りたいという要求が農業従事者から上がっている。
【０００４】
ここで、土壌の中の肥料の含有量を示す指標として使用される土壌のＥＣ値（電気伝導度）について説明する。土壌のＥＣ値は土壌中の塩類濃度計測に用いられるものである。特に、土壌中の硝酸態窒素量が多いと、塩類濃度が上昇してＥＣ値が高くなるという関係がある。このことから、ＥＣ値は土壌中の窒素肥料成分含有量の目安として用いられるのである。
【０００５】
一方、土壌中のＥＣ値を計測する点については、以下の課題がある。即ち、ＥＣ値は、図２に示す土壌の水分含有率‐ＥＣ値の特性図から分かるように、土壌中の水分含有量により計測値が変化する。このため、土壌のＥＣ値を計測する場合は通常、土壌のサンプルを採取し、それに一定量の比の水を加えたけん濁液を作り、土壌の水分含有量を一定の値にした状態で評価を行っていた。
【０００６】
しかし、土壌のサンプルを採取して土壌のＥＣ値を計測する方法では、例えば、図１に示すような追肥肥料４を与えた後の時間経過と、追肥肥料４の拡散状況をリアルタイムに知りたいという要求には答えられない。これは、土壌のＥＣ値を計測するのにサンプル手法をとったのでは、サンプル採取の手間と、さらにサンプル採取によって土壌状態を乱してしまうため、同一箇所の継続的なＥＣ値の計測は難しいからである。
【０００７】
そこで、土壌のＥＣ値をリアルタイムに計測するためには、土壌のＥＣ値を計測可能なセンサ（ＥＣセンサ）を土壌の中に埋めた状態での計測を行わなければならない。土壌のＥＣ値を直接計測する場合には、ＥＣ値が土壌の水分含有量により変化するので、土壌の種類毎に水分含有率とＥＣ値との関係を予め調べておく。そして、土壌中で水分含有率とＥＣ値の両方の値をセンサで計測した結果から、ＥＣ値を算出するという考え方がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８３１２４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、図２に示した土壌の水分含有率‐ＥＣ値の特性図から分かるように、土壌中の水分含有率が小さいと、ＥＣ値をセンサで計測できない場合が生じる。このような場合にも計測を行うには、土壌に水分を補給することが必要である。土壌への水分補給の方法としては、土壌表面から水をまく方法が一般的である。しかし、センサ付近の土壌表面から水をまく方法では、センサ周りの肥料成分の拡散が他の部分よりも進み、肥料成分が土壌中の深部まで浸透してしまい、計測箇所と非計測箇所の間でＥＣ値に差ができるため望ましくない。
【００１０】
また、肥料成分の作物の吸収状態や、雨などによる肥料成分の土壌深層部への浸透状態の把握のため、土壌中の深さ方向のＥＣ値の分布、及び水平方向のＥＣ値の分布を知りたいとう要望もある。そのためには、土壌の深さ方向に複数個のＥＣ値計測用のセンサを配置したり、異なる場所にてＥＣ値を計測することが必要であり、通常は複数個のセンサが必要であった。しかし、複数個のセンサを別々の位置に設置するのは手間がかかるという課題があった。
【００１１】
以上の問題の解決のため、この出願は、土壌中のＥＣ値の水平方向、及び垂直方向の分布を手軽にかつ正確にリアルタイムで計測することができる土壌用センサ及びこれを用いた土壌監視装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本出願の土壌用センサは、センサ本体の外面に露出する複数の電極と、外面に開口した給水口と、給水口に水を供給する給水手段とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
本出願の土壌監視装置は、前述のように構成された土壌用センサと、計測制御装置とから構成される土壌監視装置であって、計測制御装置には、複数の電極に接続された水分含有率計測ユニットと、水分含有率計測ユニットによる複数の電極の周囲の土壌の水分含有率の計測結果に基づいて、給水手段による給水を制御するコントローラが設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
この出願の土壌用センサは、ＥＣ値の計測箇所の水分含有率を計測する手段と、ＥＣ値の計測箇所近傍に水分を補給する機構を有し、ＥＣ値の計測箇所の水分含有率を計測しながら一定条件量の水分含有率となったところでＥＣ値を計測可能である。ここで水分補給は、ＥＣ値計測箇所の近傍のみであるので、計測点の肥料成分の他の場所への流出もほとんどなく、多数回のＥＣ値の計測を行っても、ＥＣ値の計測箇所と非計測箇所の肥料成分の状態差が小さく、さらに水分含有率について一定条件での計測が行える。更に、１つのセンサに検出電極を３個以上並べて土壌センサを構成し、この土壌センサを土壌中に設置し、これに計測制御装置を接続してＥＣ値を計測するので、土壌の複数箇所のＥＣ値の計測が同時に出来る。従って、本出願の土壌用センサ及びこれを用いた土壌監視装置によれば、土壌の状態変化が容易に把握でき、土壌用センサの設置方法に応じて土壌中の深さ方向や水平方向のＥＣ値の分布計測を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は畑に作られた畝と通路、及び通路に与えられた追肥肥料を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部の断面を示す断面図である。
【図２】一定条件下の土壌の水分含有量と電気伝導度の関係を示す線図である。
【図３】（ａ）はこの出願の土壌センサの一実施例の側面図、（ｂ）は（ａ）に示した土壌センサの内部構成の一例を示す断面図、（ｃ）は（ａ）に示した土壌センサの電極周辺に開口する給水口の別の例を示す部分側面図、（ｄ）はこの出願の土壌センサを所定距離離して連結した実施例を示す側面図である。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）に示した土壌センサと計測制御装置とを備える土壌監視装置の構成を示す構成図、（ｂ）は（ａ）の計測制御装置に表示器が設けられた実施例を示す正面図である。
【図５】図４（ａ）に示した土壌監視装置の土壌監視制御動作の一実施例の手順を示す流れ図である。
【図６】（ａ）は図５（ａ）の土壌監視装置の土壌センサが土壌に垂直に埋め込まれて使用されている実施例を示す説明図、（ｂ）は図５（ａ）の土壌監視装置の土壌センサが土壌に水平に埋め込まれて使用されている実施例を示す説明図である。
【図７】給水機構を土壌センサの外部に設けた壌監視装置の実施例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図３（ａ）は、この出願の一実施例の土壌センサ１０を側面から見たものである。土壌センサ１０は長尺であり、その側面には、この実施例では第１、第２、第３の３つの電極１１，１２，１３と、第１と第２の２つの給水口１４Ａ，１４Ｂがある。土壌センサ１０の先端部は土壌中に差し込み易いように先細になっており、土壌センサ１０の後端部には給水機構１５が設けられている。３つの電極１１，１２，１３は所定間隔を隔てて設けられており、２つの給水口１４Ａ，１４Ｂは、３つの電極１１，１２，１３の間の部分に開口している。
【００１８】
図３（ｂ）は図３（ａ）に示した土壌センサ１０の内部構成の一例を示すものである。３つの電極１１，１２，１３は、内部配線３３によって土壌センサ１０の頭部に設けられた接続端子３４にそれぞれ接続している。なお、内部配線３３をケーブルで形成し、接続端子３４を設けずにそのまま土壌センサ１０の頭部から引き出すことも可能である。
【００１９】
この実施例の土壌センサ１０には給水機構１５が設けられている。給水機構１５は、この実施例では貯水タンク１６と加圧ポンプ１７とから構成されている。加圧ポンプ１７の吐出口は土壌センサ１０の内部に配設された給水管１９の基部に接続している。給水管１９の先端側は２つの分岐管１９Ａ、１９Ｂに分岐され、２つの分岐管１９Ａ、１９Ｂがそれぞれ第１の給水口１９Ａと第２の給水口１９Ｂに接続している。また、第１の給水口１９Ａと第２の給水口１９Ｂにはそれぞれ、第１の電磁開閉弁１８Ａと第２の電磁開閉弁１８Ｂが設けられている。貯水タンク１６の容量は５００ｍｌ程度で良い。なお、給水機構１５は、図７に示すように、土壌センサ１０の外部に設けることも可能である。図７の構成では、貯水タンク１６への給水が容易である。
【００２０】
加圧ポンプ１７に接続する駆動端子３５と、電磁開閉弁１８Ａ，１８Ｂに接続する駆動端子３６Ａ，３６Ｂは、土壌センサ１０の頭部に設けられている。よって、駆動端子３５にオン信号が印加された状態で、駆動端子３６Ａにオン信号が印加されれば、給水口１４Ａから土壌に水分が供給され、駆動端子３６Ｂにオン信号が印加されれば、給水口１４Ｂから土壌に水分が供給される。なお、この実施例では、２つの分岐管１９Ａ、１９Ｂにはそれぞれ１つずつの第１の給水口１９Ａと第２の給水口１９Ｂが接続しているが、２つの分岐管１９Ａ、１９Ｂにそれぞれ複数の給水口を設けることもできる。図３（ｃ）は、１つの電極（例えば電極１２）の周囲に複数の給水口１４を開口させた実施例である。
【００２１】
また、土壌センサ１０は単独で構成することもできるが、図３（ｄ）に示すように、２つ（或いは３つ以上）の土壌センサ１０を所定距離だけ離して連結バー３１で連結し、各土壌センサ１０の接続端子や駆動端子をまとめてケーブル３２で外部に引き出すことも可能である。この形態では、ケーブルの先端部をコネクタにしておけば、土壌センサ１０の設置、及び外部の計測装置への接続が容易になる。
【００２２】
図４（ａ）は、図３（ｂ）に示した土壌センサ１０を土壌５に垂直に埋め込み、これをケーブル３７で計測制御装置２０に接続して構成される土壌監視装置３０の構成を示すものである。計測制御装置２０には、電極切替器２１、計測項目切替器２２、ＥＣ値計測ユニット２３、水分含有率計測ユニット２４、マイクロコントローラ２５、バルブ制御器２６、及びポンプ運転制御器２７がある。マイクロコントローラ２５は、電極切替器２１、計測項目切替器２２、ＥＣ値計測ユニット２３、水分含有率計測ユニット２４、バルブ制御器２６、及びポンプ運転制御器２７の動作を制御する。
【００２３】
ここで、土壌センサ１０と計測制御装置２０との接続について説明する。土壌センサ１０の頭部に設けられた３つの端子からなる接続端子３４（図３参照）は、ケーブル３７によって電極切替器２１の３つの入力端子に接続する。電極切替器２１は、マイクロコントローラ２５の指令により、この３つの入力端子の内の２つの端子を選択して２つの出力端子に接続する。電極切替器２１の２つの出力端子は、計測制御装置２０の内部で計測項目切替器２２の入力端子に接続される。計測項目切替器２２には、ＥＣ値計測ユニット２３に接続する２つの出力端子と、水分含有率計測ユニット２４に接続する２つの出力端子とがある。計測項目切替器２２の２つの入力端子は、マイクロコントローラ２５の指令により、ＥＣ値計測ユニット２３に接続する２つの出力端子と、水分含有率計測ユニット２４に接続する２つの出力端子の何れかに接続される。
【００２４】
また、土壌センサ１０の頭部に設けられた加圧ポンプの駆動端子３５（図３参照）は、ケーブル３７によって計測制御装置２０内にあるポンプ運転制御器２７に接続される。更に、土壌センサ１０の頭部に設けられた第１と第２の電磁開閉弁１８Ａ，１８Ｂの駆動端子３６Ａ，３６Ｂ（図３参照）は、ケーブル３７によって計測制御装置２０内にあるバルブ制御器２６に接続される。
【００２５】
計測制御装置２０には、図４（ｂ）に示すように、ＥＣ値計測ユニット２３で計測されたＥＣ値、或いは水分含有率計測ユニット２４で計測された土壌の水分含有率を表示することができる表示器２８が設けられることもある。以上のように構成された土壌監視装置３０では、土壌センサ１０の第１の電極１１と第２の電極１２の間にある土壌の水分含有率とＥＣ値、或いは、土壌センサ１０の第２の電極１２と第３の電極１３の間にある土壌の水分含有率とＥＣ値の計測が可能である。
【００２６】
ここで、図４のように構成された土壌監視装置３０における土壌監視制御動作、即ち、ＥＣ値の検出動作の一実施例を、図５の流れ図を用いて説明する。なお、この実施例では、土壌中の水分含有率が５０％以上、５５％以下の条件でＥＣ値を計測しているが、ＥＣ値を計測する土壌中の水分含有率の範囲は、土壌の種類によって変更しても良く、この値に限定されるものではない。
【００２７】
ステップ５０１ではＥＣ値計測時期か否かを判定する。ＥＣ値の計測は、数ヶ月に渡る等、長いスパンで行われるので、ＥＣ値の計測時期は、少なくて１日１回、多くて１時間毎であり、通常は１日に数回の計測が行われることが多い。ステップ５０１の判定において、ＥＣ値計測時期でないと判定された場合（ＮＯ）はこのルーチンを終了し、ＥＣ値計測時期であると判定された場合（ＹＥＳ）はステップ５０２に進む。
【００２８】
ステップ５０２では土壌の水分含有率Ｘを計測する。このとき、図４に示した土壌監視装置３０では、水分含有率計測ユニット２４が計測項目切替器２２の入力端子に接続されている。そして、土壌センサ１０の第１と第２の電極１１、１２の間の土壌の水分含有率の計測時には、第１と第２の電極１１、１２の接続端子が、計測項目切替器２２の入力端子に接続されている。また、土壌センサ１０の第２と第３の電極１２、１３の間の土壌の水分含有率の計測時には、第２と第３の電極１２、１３の接続端子が、計測項目切替器２２の入力端子に接続されている。
【００２９】
続くステップ５０３では、水分含有率Ｘが５５％以下であるかどうかを判定する。水分含有率Ｘが５５％より大きい場合（ＮＯ）は、水分過多としてステップ５１０に進み、ＥＣ値の計測をスキップし（行わず）、計測不能のエラー信号を出してこのルーチンを終了する。一方、水分含有率Ｘが５５％以下の場合（ＹＥＳ）はステップ５０４に進んで水分含有率Ｘが５０％以上であるかどうかを判定する。
【００３０】
ステップ５０４の判定がＹＥＳの場合は、土壌の水分含有率Ｘが５０％以上かつ５５％以下であるので、ステップ５０８に進んでＥＣ値を計測する。このときは、図４で説明したＥＣ値計測ユニット２３の入力端子が計測項目切替器２２の入力端子に接続される。計測項目切替器２２の入力端子は電極切替器２１に接続しているので、この実施例では電極切替器２１の切り替えにより、土壌センサ１０の電極１１−電極１２間、或いは電極１２−電極１３間のＥＣ値を計測可能である。そして、この後にステップ５０９に進み、ＥＣ値の計測結果を出力する、或いは計測結果を表示器に表示してこのルーチンを終了する。
【００３１】
一方、ステップ５０４の判定がＮＯの場合は、土壌の水分含有率Ｘが５０％に届かず、土壌の水分含有率Ｘが不足している。この場合はステップ５０５に進み、加圧ポンプを稼動させ、続くステップ５０６において電磁開閉弁を１０秒程度開く。ここで、第１の電極１１と第２の電極１２との間のＥＣ値を計測する場合は、電磁開閉弁１９Ａ（図４参照）が１０秒程度開かれる。電磁開閉弁１９Ａの開弁により、第１の電極１１と第２の電極１２との間の土壌に水分が補給される。
【００３２】
続くステップ５０７では浸透待ち時間が経過したかどうかを判定する。浸透待ち時間は給水口１４Ａから供給した水分が土壌中に浸透したかどうかを判定するものであり、例えばこの時間は２０秒程度である。ステップ５０７で浸透待ち時間が経過していないと判定された場合（ＮＯ）は、浸透待ち時間が経過するまで待つ。そして、浸透待ち時間が経過した場合（ＹＥＳ）はステップ５０２に戻り、ステップ５０２からステップ５０４の動作を繰り返し、この間に土壌の水分含有率Ｘが５０％以上かつ５５％以下になったら、前述のステップ５０８，５０９の処理を実行してこのルーチンを終了する。ステップ５０５からステップ５０７の処理は、土壌の水分含有率Ｘが５０％以上かつ５５％以下になるまで繰り返す。
【００３３】
図４に示した実施例の構造では、土壌センサ１０に３つの電極１１，１２，１３があり、電極１１−電極１２間、或いは電極１２−電極１３間の２箇所のＥＣ値の計測しかできないが、電極の数をｎ個（ｎ≧４）にすれば、ｎ−１箇所のＥＣ値の計測、若しくは任意の２箇所の電極間のＥＣ値の計測を行うことができる。土壌センサ１０に設ける電極の数は特に限定されるものではない。
【００３４】
以上のように本出願では、土壌センサ自体から、計測箇所近傍のみに必要最小限の水分補給を行うことができるので、計測による土壌への水分過多の影響を抑えながら一定条件のＥＣ値計測が可能となる。更に、１つの土壌センサで土壌の複数箇所のＥＣ値の計測ができる。例えば、図６（ａ）に示すように、土壌センサ１０を土壌５の表面に対して垂直方向に埋設すれば、ＥＣ値の縦方向の分布が分かり、図６（ｂ）に示すように、土壌センサ１０を土壌５の表面に対して水平方向に埋設すれば、ＥＣ値の横方向の分布が分かる。この結果、土壌中の深さ方向や水平方向のＥＣ分布の計測も可能となる。なお、土壌センサは、土壌に斜めに差し込んでも良いものである。
【００３５】
本出願のように、計測箇所近傍に必要最小限の水分補給を行うことにより、計測による土壌への影響を抑えながら一定条件のＥＣ値の計測がほぼリアルタイムで可能となり、同地点でのＥＣ値変化の観測が可能となる。さらに、複数箇所のＥＣ値が１つの土壌センサで計測でき、土壌中の深さ方向や水平方向のＥＣ値分布の計測も容易となる。
【００３６】
ＥＣ値は残存窒素肥料成分の目安となる。ＥＣ値の状態を知ることにより、残存窒素肥料成分が多い場合には、次回の追肥時期に追肥を控えることによって過剰肥料による肥料焼け等の生育障害を防止できる。また、規定量より減らした追肥を行うことにより肥料コストの削減ができる。このように、ＥＣ値の分布を知ることにより、作物が肥料を吸収する様子がわかる。そして、栽培終了後の残存肥料の把握により、次作物の元肥作りの際にその残存量を考慮し、過剰な肥料成分の混合を防ぐことにより、作物の効率的な生育・生産が可能となる。
【００３７】
以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。
【００３８】
（付記１） センサ本体の長手方向側面に、所定間隔を隔てて設けられた複数個の電極と、
前記複数個の電極の周辺に少なくとも１つ開口し、土壌に水分を供給する給水口と、
前記本体内に配置された給水機構と、
前記本体内に配置され、一端が分岐されて前記各水口に接続する分岐管を構成し、他端が前記給水機構に接続する給水管と、
前記分岐管にそれぞれ設けられた電磁開閉弁と、
前記本体上部には、前記各電極への接続端子、前記給水機構の駆動端子、及び前記電磁開閉弁の駆動端子が設けられていることを特徴とする土壌用センサ。
（付記２） 前記給水機構は、貯水タンクと、該貯水タンク中の水を前記給水管に送り出す加圧ポンプとから構成され、前記給水機構の駆動端子は、前記加圧ポンプに接続することを特徴とする付記１に記載の土壌用センサ。
（付記３） 前記前記給水口は前記電極の周囲に複数個開口することを特徴とする付記１又は２に記載の土壌用センサ。
（付記４） 前記給水機構は、センサ本体の外部に設けられていることを特徴とする付記１から３の何れかに記載の土壌用センサ。
（付記５） 付記１から４の何れかに記載の土壌用センサと、計測制御装置とから構成される土壌監視装置であって、前記計測制御装置には、
前記各電極への接続端子に、切替機構を介して切り替え可能に接続されたＥＣ値計測ユニットと水分含有率計測ユニットと、
前記給水機構の駆動端子に接続するポンプ運転制御器と、
前記電磁開閉弁の駆動端子に接続するバルブ制御器と、
前記ＥＣ値計測ユニット、前記水分含有率計測ユニット、前記ポンプ運転制御器、及び前記バルブ制御器にそれぞれ接続するコントローラとが設けられ、
前記土壌用センサからの出力信号に基づいて前記コントローラが土壌中のＥＣ値を計測することを特徴とする土壌監視装置。
【００３９】
（付記６） 前記切替機構は、前記コントローラからの指令により、前記複数の電極の中の２つを、前記ＥＣ値計測ユニットと水分含有率計測ユニットの何れかに接続することを特徴とする付記５に記載の土壌監視装置。
（付記７） 前記コントローラは、前記切替機構を介して接続された２つの電極間の水分含有率を、前記水分含有率計測ユニットによって計測し、予め決めておいた水分含有量未満の時には、前記ポンプ運転制御器及び前記バルブ制御器を駆動して、前記２つの電極間の土壌に、予め決めておいた水分含有量になるまで水分補給を行うことを特徴とする付記６に記載の土壌監視装置。
（付記８） 前記コントローラは、前記切替機構を介して接続された２つの電極間の水分含有率が、予め決めておいた水分含有率条件である時にはＥＣ値を計測して出力することを特徴とする付記６又は７に記載の土壌監視装置。
（付記９） 前記計測制御装置に表示器が設けられており、前記コントローラは、前記ＥＣ値をこの表示器に表示することを特徴とする付記８に記載の土壌監視装置。
（付記１０） １つの前記計測制御装置に対して、複数個の前記土壌用センサを接続し、前記複数個の土壌用センサは、前記ＥＣ値の計測領域に分散設置することにより、広範囲の領域のＥＣ値分布を計測できるようにしたことを特徴とする付記５から９に何れかに記載の土壌監視装置。
【００４０】
（付記１１） 複数個の前記土壌用センサの上端部が連結バーによって接続されており、各土壌用センサの接続端子及び駆動端子に接続するケーブルは、前記連結バーの端部から取り出されるようになっていることを特徴とする付記１に記載の土壌用センサ。
（付記１２） 前記土壌用センサの、全長は３０〜６０ｃｍ、直径は５〜１０ｃｍであることを特徴とする付記１から４及び付記１１に記載の土壌用センサ。
（付記１３） 前記土壌用センサは、地面に対して垂直方向の土壌中に設置、或いは地面に対して水平方向の土壌中に設置されることを特徴とする付記１から４及び付記１１に記載の土壌用センサ。
（付記１４） 前記ポンプ運転制御器及び前記バルブ制御器を駆動して、前記２つの電極間の土壌に水分を補給した場合には、水分補給後に所定の浸透待ち時間が経過した後に、前記２つの電極間の土壌の水分含有量を計測することを特徴とする付記７に記載の土壌監視装置。
（付記１５） 前記コントローラは、前記水分含有率計測ユニットによる土壌の水分含有率の検出値が、所定値を超える場合にはＥＣ値の計測をスキップすることを特徴とする付記６に記載の土壌監視装置。
【符号の説明】
【００４１】
１ 農作物
２ 畝
３ 通路
４ 追肥肥料
５ 土壌
１０ 土壌センサ
１１，１２，１３ 電極
１４Ａ，１４Ｂ 給水口
１５ 給水機構
１６ 貯水タンク
１７ 加圧ポンプ
１８Ａ，１８Ｂ 電磁開閉弁
１９ 給水管
１９Ａ，１９Ｂ 分岐管
２０ 計測制御装置
２１ 電極切替器
２２ 計測項目切替器
２３ ＥＣ値計測ユニット
２４ 水分含有率計測ユニット
２５ マイクロコントローラ
２６ バルブ制御器
２７ ポンプ運転制御器
２８ 表示器
３０ 土壌監視装置
３２ ケーブル
３３ 内部配線
３４ 接続端子
３５，３６ 駆動端子
【技術分野】
【０００１】
本出願は土壌用センサ及びこれを用いた土壌監視装置に関し、特に土壌用ＥＣセンサ及びＥＣ（電気伝導度）センサを用いた土壌監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業分野においては、図１（ａ）に示すように、農作物１の生育を助長させるために、土壌を細長く直線状に盛り上げた畝２が作られることが多い。畝２には元々農作物１を生育させるための肥料（元肥）が全体に与えられているが、農作物１の生育を更に助長するために、畝２と畝２の間の通路３に追肥肥料４を与えることが行われる。この追肥肥料４は、図１（ｂ）に示すように、土壌中の水分によってゆっくりと土壌５の中で拡散する。そして、畝２の下に拡散した追肥肥料４によって農作物１の生育が助長される。図１（ｂ）では、点線Ｄが土壌５の中の追肥肥料４の拡散を示し、破線Ｂが追肥肥料４の拡散の程度が同程度の部分の分布を示している。
【０００３】
ところが、この追肥肥料４の土壌５への拡散の程度は地上からは分からない。このため、追肥肥料４を与え過ぎると、追肥肥料４が過剰に畝２の下に拡散することになり、畝２に植えられた農作物１にとっては肥料過度となり、かえって農作物１の生育が阻害されることがある。そこで、追肥肥料４を与えた後の時間経過と、土壌５の中の追肥肥料４の拡散状態をリアルタイムで知りたいという要求が農業従事者から上がっている。
【０００４】
ここで、土壌の中の肥料の含有量を示す指標として使用される土壌のＥＣ値（電気伝導度）について説明する。土壌のＥＣ値は土壌中の塩類濃度計測に用いられるものである。特に、土壌中の硝酸態窒素量が多いと、塩類濃度が上昇してＥＣ値が高くなるという関係がある。このことから、ＥＣ値は土壌中の窒素肥料成分含有量の目安として用いられるのである。
【０００５】
一方、土壌中のＥＣ値を計測する点については、以下の課題がある。即ち、ＥＣ値は、図２に示す土壌の水分含有率‐ＥＣ値の特性図から分かるように、土壌中の水分含有量により計測値が変化する。このため、土壌のＥＣ値を計測する場合は通常、土壌のサンプルを採取し、それに一定量の比の水を加えたけん濁液を作り、土壌の水分含有量を一定の値にした状態で評価を行っていた。
【０００６】
しかし、土壌のサンプルを採取して土壌のＥＣ値を計測する方法では、例えば、図１に示すような追肥肥料４を与えた後の時間経過と、追肥肥料４の拡散状況をリアルタイムに知りたいという要求には答えられない。これは、土壌のＥＣ値を計測するのにサンプル手法をとったのでは、サンプル採取の手間と、さらにサンプル採取によって土壌状態を乱してしまうため、同一箇所の継続的なＥＣ値の計測は難しいからである。
【０００７】
そこで、土壌のＥＣ値をリアルタイムに計測するためには、土壌のＥＣ値を計測可能なセンサ（ＥＣセンサ）を土壌の中に埋めた状態での計測を行わなければならない。土壌のＥＣ値を直接計測する場合には、ＥＣ値が土壌の水分含有量により変化するので、土壌の種類毎に水分含有率とＥＣ値との関係を予め調べておく。そして、土壌中で水分含有率とＥＣ値の両方の値をセンサで計測した結果から、ＥＣ値を算出するという考え方がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８３１２４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、図２に示した土壌の水分含有率‐ＥＣ値の特性図から分かるように、土壌中の水分含有率が小さいと、ＥＣ値をセンサで計測できない場合が生じる。このような場合にも計測を行うには、土壌に水分を補給することが必要である。土壌への水分補給の方法としては、土壌表面から水をまく方法が一般的である。しかし、センサ付近の土壌表面から水をまく方法では、センサ周りの肥料成分の拡散が他の部分よりも進み、肥料成分が土壌中の深部まで浸透してしまい、計測箇所と非計測箇所の間でＥＣ値に差ができるため望ましくない。
【００１０】
また、肥料成分の作物の吸収状態や、雨などによる肥料成分の土壌深層部への浸透状態の把握のため、土壌中の深さ方向のＥＣ値の分布、及び水平方向のＥＣ値の分布を知りたいとう要望もある。そのためには、土壌の深さ方向に複数個のＥＣ値計測用のセンサを配置したり、異なる場所にてＥＣ値を計測することが必要であり、通常は複数個のセンサが必要であった。しかし、複数個のセンサを別々の位置に設置するのは手間がかかるという課題があった。
【００１１】
以上の問題の解決のため、この出願は、土壌中のＥＣ値の水平方向、及び垂直方向の分布を手軽にかつ正確にリアルタイムで計測することができる土壌用センサ及びこれを用いた土壌監視装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本出願の土壌用センサは、センサ本体の外面に露出する複数の電極と、外面に開口した給水口と、給水口に水を供給する給水手段とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
本出願の土壌監視装置は、前述のように構成された土壌用センサと、計測制御装置とから構成される土壌監視装置であって、計測制御装置には、複数の電極に接続された水分含有率計測ユニットと、水分含有率計測ユニットによる複数の電極の周囲の土壌の水分含有率の計測結果に基づいて、給水手段による給水を制御するコントローラが設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
この出願の土壌用センサは、ＥＣ値の計測箇所の水分含有率を計測する手段と、ＥＣ値の計測箇所近傍に水分を補給する機構を有し、ＥＣ値の計測箇所の水分含有率を計測しながら一定条件量の水分含有率となったところでＥＣ値を計測可能である。ここで水分補給は、ＥＣ値計測箇所の近傍のみであるので、計測点の肥料成分の他の場所への流出もほとんどなく、多数回のＥＣ値の計測を行っても、ＥＣ値の計測箇所と非計測箇所の肥料成分の状態差が小さく、さらに水分含有率について一定条件での計測が行える。更に、１つのセンサに検出電極を３個以上並べて土壌センサを構成し、この土壌センサを土壌中に設置し、これに計測制御装置を接続してＥＣ値を計測するので、土壌の複数箇所のＥＣ値の計測が同時に出来る。従って、本出願の土壌用センサ及びこれを用いた土壌監視装置によれば、土壌の状態変化が容易に把握でき、土壌用センサの設置方法に応じて土壌中の深さ方向や水平方向のＥＣ値の分布計測を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は畑に作られた畝と通路、及び通路に与えられた追肥肥料を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部の断面を示す断面図である。
【図２】一定条件下の土壌の水分含有量と電気伝導度の関係を示す線図である。
【図３】（ａ）はこの出願の土壌センサの一実施例の側面図、（ｂ）は（ａ）に示した土壌センサの内部構成の一例を示す断面図、（ｃ）は（ａ）に示した土壌センサの電極周辺に開口する給水口の別の例を示す部分側面図、（ｄ）はこの出願の土壌センサを所定距離離して連結した実施例を示す側面図である。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）に示した土壌センサと計測制御装置とを備える土壌監視装置の構成を示す構成図、（ｂ）は（ａ）の計測制御装置に表示器が設けられた実施例を示す正面図である。
【図５】図４（ａ）に示した土壌監視装置の土壌監視制御動作の一実施例の手順を示す流れ図である。
【図６】（ａ）は図５（ａ）の土壌監視装置の土壌センサが土壌に垂直に埋め込まれて使用されている実施例を示す説明図、（ｂ）は図５（ａ）の土壌監視装置の土壌センサが土壌に水平に埋め込まれて使用されている実施例を示す説明図である。
【図７】給水機構を土壌センサの外部に設けた壌監視装置の実施例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図３（ａ）は、この出願の一実施例の土壌センサ１０を側面から見たものである。土壌センサ１０は長尺であり、その側面には、この実施例では第１、第２、第３の３つの電極１１，１２，１３と、第１と第２の２つの給水口１４Ａ，１４Ｂがある。土壌センサ１０の先端部は土壌中に差し込み易いように先細になっており、土壌センサ１０の後端部には給水機構１５が設けられている。３つの電極１１，１２，１３は所定間隔を隔てて設けられており、２つの給水口１４Ａ，１４Ｂは、３つの電極１１，１２，１３の間の部分に開口している。
【００１８】
図３（ｂ）は図３（ａ）に示した土壌センサ１０の内部構成の一例を示すものである。３つの電極１１，１２，１３は、内部配線３３によって土壌センサ１０の頭部に設けられた接続端子３４にそれぞれ接続している。なお、内部配線３３をケーブルで形成し、接続端子３４を設けずにそのまま土壌センサ１０の頭部から引き出すことも可能である。
【００１９】
この実施例の土壌センサ１０には給水機構１５が設けられている。給水機構１５は、この実施例では貯水タンク１６と加圧ポンプ１７とから構成されている。加圧ポンプ１７の吐出口は土壌センサ１０の内部に配設された給水管１９の基部に接続している。給水管１９の先端側は２つの分岐管１９Ａ、１９Ｂに分岐され、２つの分岐管１９Ａ、１９Ｂがそれぞれ第１の給水口１９Ａと第２の給水口１９Ｂに接続している。また、第１の給水口１９Ａと第２の給水口１９Ｂにはそれぞれ、第１の電磁開閉弁１８Ａと第２の電磁開閉弁１８Ｂが設けられている。貯水タンク１６の容量は５００ｍｌ程度で良い。なお、給水機構１５は、図７に示すように、土壌センサ１０の外部に設けることも可能である。図７の構成では、貯水タンク１６への給水が容易である。
【００２０】
加圧ポンプ１７に接続する駆動端子３５と、電磁開閉弁１８Ａ，１８Ｂに接続する駆動端子３６Ａ，３６Ｂは、土壌センサ１０の頭部に設けられている。よって、駆動端子３５にオン信号が印加された状態で、駆動端子３６Ａにオン信号が印加されれば、給水口１４Ａから土壌に水分が供給され、駆動端子３６Ｂにオン信号が印加されれば、給水口１４Ｂから土壌に水分が供給される。なお、この実施例では、２つの分岐管１９Ａ、１９Ｂにはそれぞれ１つずつの第１の給水口１９Ａと第２の給水口１９Ｂが接続しているが、２つの分岐管１９Ａ、１９Ｂにそれぞれ複数の給水口を設けることもできる。図３（ｃ）は、１つの電極（例えば電極１２）の周囲に複数の給水口１４を開口させた実施例である。
【００２１】
また、土壌センサ１０は単独で構成することもできるが、図３（ｄ）に示すように、２つ（或いは３つ以上）の土壌センサ１０を所定距離だけ離して連結バー３１で連結し、各土壌センサ１０の接続端子や駆動端子をまとめてケーブル３２で外部に引き出すことも可能である。この形態では、ケーブルの先端部をコネクタにしておけば、土壌センサ１０の設置、及び外部の計測装置への接続が容易になる。
【００２２】
図４（ａ）は、図３（ｂ）に示した土壌センサ１０を土壌５に垂直に埋め込み、これをケーブル３７で計測制御装置２０に接続して構成される土壌監視装置３０の構成を示すものである。計測制御装置２０には、電極切替器２１、計測項目切替器２２、ＥＣ値計測ユニット２３、水分含有率計測ユニット２４、マイクロコントローラ２５、バルブ制御器２６、及びポンプ運転制御器２７がある。マイクロコントローラ２５は、電極切替器２１、計測項目切替器２２、ＥＣ値計測ユニット２３、水分含有率計測ユニット２４、バルブ制御器２６、及びポンプ運転制御器２７の動作を制御する。
【００２３】
ここで、土壌センサ１０と計測制御装置２０との接続について説明する。土壌センサ１０の頭部に設けられた３つの端子からなる接続端子３４（図３参照）は、ケーブル３７によって電極切替器２１の３つの入力端子に接続する。電極切替器２１は、マイクロコントローラ２５の指令により、この３つの入力端子の内の２つの端子を選択して２つの出力端子に接続する。電極切替器２１の２つの出力端子は、計測制御装置２０の内部で計測項目切替器２２の入力端子に接続される。計測項目切替器２２には、ＥＣ値計測ユニット２３に接続する２つの出力端子と、水分含有率計測ユニット２４に接続する２つの出力端子とがある。計測項目切替器２２の２つの入力端子は、マイクロコントローラ２５の指令により、ＥＣ値計測ユニット２３に接続する２つの出力端子と、水分含有率計測ユニット２４に接続する２つの出力端子の何れかに接続される。
【００２４】
また、土壌センサ１０の頭部に設けられた加圧ポンプの駆動端子３５（図３参照）は、ケーブル３７によって計測制御装置２０内にあるポンプ運転制御器２７に接続される。更に、土壌センサ１０の頭部に設けられた第１と第２の電磁開閉弁１８Ａ，１８Ｂの駆動端子３６Ａ，３６Ｂ（図３参照）は、ケーブル３７によって計測制御装置２０内にあるバルブ制御器２６に接続される。
【００２５】
計測制御装置２０には、図４（ｂ）に示すように、ＥＣ値計測ユニット２３で計測されたＥＣ値、或いは水分含有率計測ユニット２４で計測された土壌の水分含有率を表示することができる表示器２８が設けられることもある。以上のように構成された土壌監視装置３０では、土壌センサ１０の第１の電極１１と第２の電極１２の間にある土壌の水分含有率とＥＣ値、或いは、土壌センサ１０の第２の電極１２と第３の電極１３の間にある土壌の水分含有率とＥＣ値の計測が可能である。
【００２６】
ここで、図４のように構成された土壌監視装置３０における土壌監視制御動作、即ち、ＥＣ値の検出動作の一実施例を、図５の流れ図を用いて説明する。なお、この実施例では、土壌中の水分含有率が５０％以上、５５％以下の条件でＥＣ値を計測しているが、ＥＣ値を計測する土壌中の水分含有率の範囲は、土壌の種類によって変更しても良く、この値に限定されるものではない。
【００２７】
ステップ５０１ではＥＣ値計測時期か否かを判定する。ＥＣ値の計測は、数ヶ月に渡る等、長いスパンで行われるので、ＥＣ値の計測時期は、少なくて１日１回、多くて１時間毎であり、通常は１日に数回の計測が行われることが多い。ステップ５０１の判定において、ＥＣ値計測時期でないと判定された場合（ＮＯ）はこのルーチンを終了し、ＥＣ値計測時期であると判定された場合（ＹＥＳ）はステップ５０２に進む。
【００２８】
ステップ５０２では土壌の水分含有率Ｘを計測する。このとき、図４に示した土壌監視装置３０では、水分含有率計測ユニット２４が計測項目切替器２２の入力端子に接続されている。そして、土壌センサ１０の第１と第２の電極１１、１２の間の土壌の水分含有率の計測時には、第１と第２の電極１１、１２の接続端子が、計測項目切替器２２の入力端子に接続されている。また、土壌センサ１０の第２と第３の電極１２、１３の間の土壌の水分含有率の計測時には、第２と第３の電極１２、１３の接続端子が、計測項目切替器２２の入力端子に接続されている。
【００２９】
続くステップ５０３では、水分含有率Ｘが５５％以下であるかどうかを判定する。水分含有率Ｘが５５％より大きい場合（ＮＯ）は、水分過多としてステップ５１０に進み、ＥＣ値の計測をスキップし（行わず）、計測不能のエラー信号を出してこのルーチンを終了する。一方、水分含有率Ｘが５５％以下の場合（ＹＥＳ）はステップ５０４に進んで水分含有率Ｘが５０％以上であるかどうかを判定する。
【００３０】
ステップ５０４の判定がＹＥＳの場合は、土壌の水分含有率Ｘが５０％以上かつ５５％以下であるので、ステップ５０８に進んでＥＣ値を計測する。このときは、図４で説明したＥＣ値計測ユニット２３の入力端子が計測項目切替器２２の入力端子に接続される。計測項目切替器２２の入力端子は電極切替器２１に接続しているので、この実施例では電極切替器２１の切り替えにより、土壌センサ１０の電極１１−電極１２間、或いは電極１２−電極１３間のＥＣ値を計測可能である。そして、この後にステップ５０９に進み、ＥＣ値の計測結果を出力する、或いは計測結果を表示器に表示してこのルーチンを終了する。
【００３１】
一方、ステップ５０４の判定がＮＯの場合は、土壌の水分含有率Ｘが５０％に届かず、土壌の水分含有率Ｘが不足している。この場合はステップ５０５に進み、加圧ポンプを稼動させ、続くステップ５０６において電磁開閉弁を１０秒程度開く。ここで、第１の電極１１と第２の電極１２との間のＥＣ値を計測する場合は、電磁開閉弁１９Ａ（図４参照）が１０秒程度開かれる。電磁開閉弁１９Ａの開弁により、第１の電極１１と第２の電極１２との間の土壌に水分が補給される。
【００３２】
続くステップ５０７では浸透待ち時間が経過したかどうかを判定する。浸透待ち時間は給水口１４Ａから供給した水分が土壌中に浸透したかどうかを判定するものであり、例えばこの時間は２０秒程度である。ステップ５０７で浸透待ち時間が経過していないと判定された場合（ＮＯ）は、浸透待ち時間が経過するまで待つ。そして、浸透待ち時間が経過した場合（ＹＥＳ）はステップ５０２に戻り、ステップ５０２からステップ５０４の動作を繰り返し、この間に土壌の水分含有率Ｘが５０％以上かつ５５％以下になったら、前述のステップ５０８，５０９の処理を実行してこのルーチンを終了する。ステップ５０５からステップ５０７の処理は、土壌の水分含有率Ｘが５０％以上かつ５５％以下になるまで繰り返す。
【００３３】
図４に示した実施例の構造では、土壌センサ１０に３つの電極１１，１２，１３があり、電極１１−電極１２間、或いは電極１２−電極１３間の２箇所のＥＣ値の計測しかできないが、電極の数をｎ個（ｎ≧４）にすれば、ｎ−１箇所のＥＣ値の計測、若しくは任意の２箇所の電極間のＥＣ値の計測を行うことができる。土壌センサ１０に設ける電極の数は特に限定されるものではない。
【００３４】
以上のように本出願では、土壌センサ自体から、計測箇所近傍のみに必要最小限の水分補給を行うことができるので、計測による土壌への水分過多の影響を抑えながら一定条件のＥＣ値計測が可能となる。更に、１つの土壌センサで土壌の複数箇所のＥＣ値の計測ができる。例えば、図６（ａ）に示すように、土壌センサ１０を土壌５の表面に対して垂直方向に埋設すれば、ＥＣ値の縦方向の分布が分かり、図６（ｂ）に示すように、土壌センサ１０を土壌５の表面に対して水平方向に埋設すれば、ＥＣ値の横方向の分布が分かる。この結果、土壌中の深さ方向や水平方向のＥＣ分布の計測も可能となる。なお、土壌センサは、土壌に斜めに差し込んでも良いものである。
【００３５】
本出願のように、計測箇所近傍に必要最小限の水分補給を行うことにより、計測による土壌への影響を抑えながら一定条件のＥＣ値の計測がほぼリアルタイムで可能となり、同地点でのＥＣ値変化の観測が可能となる。さらに、複数箇所のＥＣ値が１つの土壌センサで計測でき、土壌中の深さ方向や水平方向のＥＣ値分布の計測も容易となる。
【００３６】
ＥＣ値は残存窒素肥料成分の目安となる。ＥＣ値の状態を知ることにより、残存窒素肥料成分が多い場合には、次回の追肥時期に追肥を控えることによって過剰肥料による肥料焼け等の生育障害を防止できる。また、規定量より減らした追肥を行うことにより肥料コストの削減ができる。このように、ＥＣ値の分布を知ることにより、作物が肥料を吸収する様子がわかる。そして、栽培終了後の残存肥料の把握により、次作物の元肥作りの際にその残存量を考慮し、過剰な肥料成分の混合を防ぐことにより、作物の効率的な生育・生産が可能となる。
【００３７】
以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。
【００３８】
（付記１） センサ本体の長手方向側面に、所定間隔を隔てて設けられた複数個の電極と、
前記複数個の電極の周辺に少なくとも１つ開口し、土壌に水分を供給する給水口と、
前記本体内に配置された給水機構と、
前記本体内に配置され、一端が分岐されて前記各水口に接続する分岐管を構成し、他端が前記給水機構に接続する給水管と、
前記分岐管にそれぞれ設けられた電磁開閉弁と、
前記本体上部には、前記各電極への接続端子、前記給水機構の駆動端子、及び前記電磁開閉弁の駆動端子が設けられていることを特徴とする土壌用センサ。
（付記２） 前記給水機構は、貯水タンクと、該貯水タンク中の水を前記給水管に送り出す加圧ポンプとから構成され、前記給水機構の駆動端子は、前記加圧ポンプに接続することを特徴とする付記１に記載の土壌用センサ。
（付記３） 前記前記給水口は前記電極の周囲に複数個開口することを特徴とする付記１又は２に記載の土壌用センサ。
（付記４） 前記給水機構は、センサ本体の外部に設けられていることを特徴とする付記１から３の何れかに記載の土壌用センサ。
（付記５） 付記１から４の何れかに記載の土壌用センサと、計測制御装置とから構成される土壌監視装置であって、前記計測制御装置には、
前記各電極への接続端子に、切替機構を介して切り替え可能に接続されたＥＣ値計測ユニットと水分含有率計測ユニットと、
前記給水機構の駆動端子に接続するポンプ運転制御器と、
前記電磁開閉弁の駆動端子に接続するバルブ制御器と、
前記ＥＣ値計測ユニット、前記水分含有率計測ユニット、前記ポンプ運転制御器、及び前記バルブ制御器にそれぞれ接続するコントローラとが設けられ、
前記土壌用センサからの出力信号に基づいて前記コントローラが土壌中のＥＣ値を計測することを特徴とする土壌監視装置。
【００３９】
（付記６） 前記切替機構は、前記コントローラからの指令により、前記複数の電極の中の２つを、前記ＥＣ値計測ユニットと水分含有率計測ユニットの何れかに接続することを特徴とする付記５に記載の土壌監視装置。
（付記７） 前記コントローラは、前記切替機構を介して接続された２つの電極間の水分含有率を、前記水分含有率計測ユニットによって計測し、予め決めておいた水分含有量未満の時には、前記ポンプ運転制御器及び前記バルブ制御器を駆動して、前記２つの電極間の土壌に、予め決めておいた水分含有量になるまで水分補給を行うことを特徴とする付記６に記載の土壌監視装置。
（付記８） 前記コントローラは、前記切替機構を介して接続された２つの電極間の水分含有率が、予め決めておいた水分含有率条件である時にはＥＣ値を計測して出力することを特徴とする付記６又は７に記載の土壌監視装置。
（付記９） 前記計測制御装置に表示器が設けられており、前記コントローラは、前記ＥＣ値をこの表示器に表示することを特徴とする付記８に記載の土壌監視装置。
（付記１０） １つの前記計測制御装置に対して、複数個の前記土壌用センサを接続し、前記複数個の土壌用センサは、前記ＥＣ値の計測領域に分散設置することにより、広範囲の領域のＥＣ値分布を計測できるようにしたことを特徴とする付記５から９に何れかに記載の土壌監視装置。
【００４０】
（付記１１） 複数個の前記土壌用センサの上端部が連結バーによって接続されており、各土壌用センサの接続端子及び駆動端子に接続するケーブルは、前記連結バーの端部から取り出されるようになっていることを特徴とする付記１に記載の土壌用センサ。
（付記１２） 前記土壌用センサの、全長は３０〜６０ｃｍ、直径は５〜１０ｃｍであることを特徴とする付記１から４及び付記１１に記載の土壌用センサ。
（付記１３） 前記土壌用センサは、地面に対して垂直方向の土壌中に設置、或いは地面に対して水平方向の土壌中に設置されることを特徴とする付記１から４及び付記１１に記載の土壌用センサ。
（付記１４） 前記ポンプ運転制御器及び前記バルブ制御器を駆動して、前記２つの電極間の土壌に水分を補給した場合には、水分補給後に所定の浸透待ち時間が経過した後に、前記２つの電極間の土壌の水分含有量を計測することを特徴とする付記７に記載の土壌監視装置。
（付記１５） 前記コントローラは、前記水分含有率計測ユニットによる土壌の水分含有率の検出値が、所定値を超える場合にはＥＣ値の計測をスキップすることを特徴とする付記６に記載の土壌監視装置。
【符号の説明】
【００４１】
１ 農作物
２ 畝
３ 通路
４ 追肥肥料
５ 土壌
１０ 土壌センサ
１１，１２，１３ 電極
１４Ａ，１４Ｂ 給水口
１５ 給水機構
１６ 貯水タンク
１７ 加圧ポンプ
１８Ａ，１８Ｂ 電磁開閉弁
１９ 給水管
１９Ａ，１９Ｂ 分岐管
２０ 計測制御装置
２１ 電極切替器
２２ 計測項目切替器
２３ ＥＣ値計測ユニット
２４ 水分含有率計測ユニット
２５ マイクロコントローラ
２６ バルブ制御器
２７ ポンプ運転制御器
２８ 表示器
３０ 土壌監視装置
３２ ケーブル
３３ 内部配線
３４ 接続端子
３５，３６ 駆動端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ本体の外面に露出する複数の電極と、
該外面に開口した給水口と、
該給水口に水を供給する給水手段とを備えていることを特徴とする土壌用センサ。
【請求項２】
前記給水手段は、貯水タンク及び該貯水タンク中の水を前記給水口に送り出す加圧ポンプを前記センサ本体内に配置して構成されることを特徴とする請求項１に記載の土壌用センサ。
【請求項３】
前記給水口は前記複数の電極の間の位置に開口することを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌用センサ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の土壌用センサと、計測制御装置とから構成される土壌監視装置であって、前記計測制御装置には、
前記複数の電極に接続された水分含有率計測ユニットと、該水分含有率計測ユニットによる前記複数の電極の周囲の土壌の水分含有率の計測結果に基づいて、前記給水手段による給水を制御するコントローラが設けられていることを特徴とする土壌監視装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記水分含有率計測ユニットによって計測した水分含有率が、予め決めておいた水分含有量未満の時に、前記給水手段を駆動することを特徴とする請求項４に記載の土壌監視装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記複数の電極周囲の土壌の水分含有率が、予め決めておいた水分含有率条件である時に、前記電極に接続された電気伝導度計測ユニットに前記電極の周辺の土壌の電気伝導度を計測させることを特徴とする請求項４又は５に記載の土壌監視装置。
【請求項１】
センサ本体の外面に露出する複数の電極と、
該外面に開口した給水口と、
該給水口に水を供給する給水手段とを備えていることを特徴とする土壌用センサ。
【請求項２】
前記給水手段は、貯水タンク及び該貯水タンク中の水を前記給水口に送り出す加圧ポンプを前記センサ本体内に配置して構成されることを特徴とする請求項１に記載の土壌用センサ。
【請求項３】
前記給水口は前記複数の電極の間の位置に開口することを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌用センサ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の土壌用センサと、計測制御装置とから構成される土壌監視装置であって、前記計測制御装置には、
前記複数の電極に接続された水分含有率計測ユニットと、該水分含有率計測ユニットによる前記複数の電極の周囲の土壌の水分含有率の計測結果に基づいて、前記給水手段による給水を制御するコントローラが設けられていることを特徴とする土壌監視装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記水分含有率計測ユニットによって計測した水分含有率が、予め決めておいた水分含有量未満の時に、前記給水手段を駆動することを特徴とする請求項４に記載の土壌監視装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記複数の電極周囲の土壌の水分含有率が、予め決めておいた水分含有率条件である時に、前記電極に接続された電気伝導度計測ユニットに前記電極の周辺の土壌の電気伝導度を計測させることを特徴とする請求項４又は５に記載の土壌監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１３０２５（Ｐ２０１１−１３０２５Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５５８５０（Ｐ２００９−１５５８５０）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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