土壌水分センサーは灌漑研究の焦点

南東部の低地では、雨量の多い年よりも干ばつの年が多くなり始めており、灌漑は贅沢ではなく必需品となり、栽培者は土壌水分センサーの使用など、いつ灌漑するか、どのくらいの量を与えるかを決定するより効率的な方法を模索するようになった。
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、農家にデータを送信するために必要な無線遠隔測定法など、灌漑のあらゆる側面を研究していると、同公園の管理者であるカルビン・ペリー氏は語る。
「近年、ジョージア州では灌漑が著しく増加しました」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があり、100万エーカー（約45万ヘクタール）以上の土地が灌漑されています。地下水と地表水の灌漑水源の比率は約2:1です。」
センターピボットはジョージア州南西部に集中しており、同州内のセンターピボットの半分以上がフリント川下流域にあると彼は付け加えた。
灌漑において最も問われるのは、「いつ灌漑するのか？」「どれくらいの量を施用するのか？」ということです。ペリー氏はこう言います。「灌漑のタイミングとスケジュールをより適切に設定すれば、最適化できると考えています。土壌水分レベル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、ひいては施用コストも削減できる可能性があります。」
灌漑のスケジュールを組む方法はいろいろあると彼は言う。
「まず、畑に出て土を蹴ったり、植物の葉を観察したりする昔ながらの方法です。あるいは、作物の水使用量を予測することもできます。土壌水分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実行することもできます。」
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。この情報は中継することも、圃場から収集することもできます」とペリー氏は言います。
南東海岸平野地域の土壌は非常に多様性に富んでおり、栽培農家の圃場には単一の土壌タイプしかないわけではないと彼は指摘する。そのため、これらの土壌における効率的な灌漑は、何らかの土地固有の管理、さらにはセンサーを用いた自動化によって実現するのが最善だと彼は言う。
「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（遠隔測定）機器を使用することです。農家は非常に忙しく、必要がない限り、それぞれの圃場に出向いて土壌水分センサーの測定値を読み取るのは避けたいものです。このデータを取得する方法はいくつかあります」とペリー氏は言います。
センサー自体は、ウォーターマーク土壌水分センサーと、いくつかの新しい静電容量型土壌水分センサーの 2 つの主なカテゴリに分類されます。
新しい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、ストレスレベルの高さ、植物の病気、作物の健康状態、そして植物の水分需要を示すことができます。
この技術は、USDAの特許であるBIOTIC（生物学的に識別された最適温度インタラクティブコンソール）に基づいています。この技術は、温度センサーを用いて作物の葉冠温度を監視し、水ストレスを判定します。
栽培者の畑に設置されたこのセンサーは、読み取りを行い、その情報をベース ステーションに中継します。
作物が最高気温を何分も超えると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、樹冠温度は下がります。彼らはいくつかの作物向けに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、基本的に圃場の特定の地点から圃場の端にあるピックアップトラックまでデータを送信することです。こうすることで、ノートパソコンを持って圃場まで行き、ボックスに接続してデータをダウンロードする必要がなくなります。継続的にデータを受信できます。あるいは、圃場のセンサーの近くに無線機を設置し、少し高い位置に設置して、そのデータをオフィスの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開発に取り組んでおり、圃場に安価なセンサーを設置しているとペリー氏は語る。センサーは相互に通信し、圃場の端または中央のピボットポイントにある基地局に戻ってくる。
いつ、どのくらいの量の灌漑を行う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、土壌水分の状態の減少が分かります。これにより、水分がどれだけ急速に低下したかがわかり、どれくらい早く灌漑を行う必要があるかが分かります。
「どのくらいの量を与えるべきかを知るには、データを観察し、特定の時期に土壌の水分が作物の根の奥深くまで増加しているかどうかを確認します。」