米国南東部南部では干ばつの年が降雨量の多い年を上回り始めており、灌漑は贅沢品ではなく必需品になりつつある。そのため、農家は土壌水分センサーの使用など、灌漑の時期や量をより効率的に判断する方法を模索している。
ジョージア州カミラにあるストリップリング灌漑公園の研究者たちは、土壌水分センサーの使用や、農家へデータを送信するために必要な無線遠隔測定など、灌漑のあらゆる側面を研究していると、同公園の管理責任者であるカルビン・ペリー氏は述べている。
「ジョージア州では近年、灌漑が著しく拡大しています」とペリー氏は語る。「現在、州内には1万3000基以上のセンターピボット式灌漑装置があり、100万エーカー以上が灌漑されています。地下水と地表水の灌漑用水の比率は約2対1です。」
同氏によると、センターピボット灌漑装置の集中地域はジョージア州南西部であり、州内のセンターピボット灌漑装置の半数以上がフリント川下流域にあるという。
灌漑に関してよく聞かれる質問は、「いつ灌漑すればいいのか」「どれくらいの量を散水すればいいのか」ということだとペリー氏は言う。「灌漑のタイミングとスケジュールをより適切に調整できれば、最適化できると考えています。土壌水分量が適切なレベルであれば、シーズン終盤の灌漑回数を減らすことができ、散水コストを削減できる可能性もあります。」
灌漑のスケジュールを立てる方法はたくさんある、と彼は言う。
「まず、昔ながらの方法で畑に出て土を蹴ったり、植物の葉を観察したりすることができます。あるいは、作物の水分消費量を予測することもできます。土壌水分量の測定値に基づいて灌漑の決定を行う灌漑スケジュールツールを使用することも可能です。」
別の選択肢
「もう一つの選択肢は、圃場に設置したセンサーに基づいて土壌水分状態を積極的に追跡することです。この情報は、外部から送信することも、圃場から直接収集することも可能です」とペリー氏は述べています。
南東部沿岸平野地域の土壌は非常に多様であり、農家の畑には単一の土壌タイプは存在しない、と彼は指摘する。そのため、こうした土壌で効率的な灌漑を実現するには、何らかの圃場固有の管理方法、場合によってはセンサーを用いた自動化が最適である、と彼は述べている。
「これらのプローブから土壌水分データを取得する方法はいくつかあります。最も簡単な方法は、何らかのテレメトリー方式を採用することです。農家は非常に忙しいので、必要がない限り、それぞれの畑に出て土壌水分センサーを読み取ることは望んでいません。このデータを取得する方法はいくつもあります」とペリー氏は述べています。
センサー自体は大きく分けて2つのカテゴリーに分類される、と同氏は述べている。一つはウォーターマーク社の土壌水分センサー、もう一つは比較的新しい静電容量式の土壌水分センサーだ。
新製品が市場に登場しました。植物生物学と農学を組み合わせることで、高いストレスレベル、植物の病気、作物の健康状態、植物の水分必要量などを示すことができます。
この技術は、BIOTIC（Biologically Identified Optimal Temperature Interactive Console：生物学的最適温度インタラクティブコンソール）として知られる米国農務省（USDA）の特許に基づいています。この技術は、温度センサーを使用して作物の葉冠温度を監視し、水分ストレスを判断します。
このセンサーは栽培者の畑に設置され、測定値を取得して基地局に情報を送信します。
このシステムは、作物が最高温度を一定時間超過した場合、水分ストレスを受けていると予測します。作物に灌漑を行うと、葉の表面温度は下がります。彼らは、様々な作物に対応したアルゴリズムを開発しました。
多用途ツール
「無線テレメトリーとは、基本的に圃場内の地点から圃場端にあるピックアップトラックまでデータを送信する技術です。この方法なら、ノートパソコンを持って圃場に入り、機器に接続してデータをダウンロードする必要はありません。継続的にデータを受信できます。あるいは、圃場内のセンサーの近くに無線機を設置し、少し高い位置からオフィス基地に送信することも可能です。」
ジョージア州南西部の灌漑公園では、研究者たちがメッシュネットワークの構築に取り組んでおり、安価なセンサーを圃場に設置している、とペリー氏は述べている。センサー同士が相互に通信し、圃場の端にある基地局、あるいは中心となるピボットポイントにデータを送信する仕組みだ。
これは、いつ、どれくらいの量の水をやるべきかという疑問に答えるのに役立ちます。土壌水分センサーのデータを見れば、土壌水分の状態が低下していることがわかります。それによって、水分がどれくらいの速さで低下したか、そしていつ水やりが必要になるかの目安がわかります。
「どれくらいの量を施肥すべきかを知るには、データを監視し、その時点で土壌水分が作物の根の深さまで増加しているかどうかを確認してください。」
投稿日時：2024年4月3日