サイバイ カンキョウ ノ ジドウ ケイソク セイギョ システム ニ カンスル ケンキュウ : ジドウ ケイソク システム ノ カイハツ

【はじめに】作物の栽培管理においては生産量の増加あるいは品質の向上が根本的な課題になる.そのためには光,温度,湿度,CO2濃度や風速といった大気側の物理環境,さらに肥料環境の管理に加え,水環境を適切に保つような高度な水管理が重要な要件となっている.水は大気の物理環境や土壊の水分状態および体内の生理状態に依存しながら,土壌から作物体を経て大気へと連続的に移動しており,こうした水移動の収支の結果として作物体自身の体内の水分状態が形成される.作物の生長や生理状態を直接に規定するのは,このようにして決まった作物体自身の水分状態であり,単に土壌や大気の水分状態ではない.ところで,現在の灌漑技術体系においては,水管理はpFに代表される土壌水分の状態を指標としている.しかし,土壌の水分状態は体内水分状態を決める一因子にすぎず,水管理を行う際の指標としては,きわめて便宜的なものである.このことは篤農家の水管理が,“作物の顔という言葉で表現されるような,経験的に体得した作物体の水分状態をベースにして行われているという事実の中にも如実に現われている.高度な水管理を行っていく上では,作物体自身の水分状態を指標とすることが最も本質的で確実な方法と考えられる.そのためには,作物の水分状態を,それを形成する諸環境因子とともに計測する事が不可欠となる.特に,水管理の自動制御といった将来の発展を考え合わせると,自動計測システムの開発が望まれよう.ところで栽培環境の自動計測システムは,これまでにも数多く検討されているが,それらのほとんど全てが物理環境の計測に限られており,作物体自身の水分状態の自動計測まで組み入れたシステムは見あたらない.これは作物の水分状態の非破壊測定が困難であることに起因するが,筆者らの研究によれば,日周期収縮と回復を繰り返す茎直径の変化が体内の水ポテンシャルを表わす有効な指標となり得る.こうした点を踏まえ,栽培環境の自動制御システムを構築する第一歩として,本報では栽培の物理環境だけでなく作物体自身の水分状態をも自動的に計測するシステムを作成し,その動作特性を検討することにした.具体的には,作物体の水ポテンシャル変化を連続的に推定し得る茎直径の周期変化,土壌のマトリックポテンシャル,日射量,地温･気温･葉温,湿度の諸項目についての自動計測システムを構築し,個々のセンサー及びシステム全体の動作特性を検討した