土壌水分計の使い方とpF値での水やり精度を高める注意点

土壌水分計の使い方

土壌水分計のアナログとデジタルの特徴と農家の選び方

 

土壌水分計には大きく分けて、水が土に引き寄せられる力（張力）を測る「アナログ式（テンションメーター）」と、電気的な特性を利用して体積含水率などを測る「デジタル式（誘電率式や電気抵抗式）」の2種類が存在します。それぞれの特徴を理解し、栽培品目や管理スタイルに合わせて選ぶことが、失敗しない使い方の第一歩です。

 

まず、アナログ式のテンションメーターは、多くの農業現場で古くから利用されている信頼性の高い機器です。電源が不要で、筒の中に水を満たし、先端のセラミックカップを通して土壌と水のやり取りを行うことで、土の「乾き具合（pF値）」を直接メーターで読み取ります。

 

この方式の最大のメリットは、肥料濃度（EC）の影響を受けにくい点です。施設栽培などで肥料を多用する場合でも、純粋な水分ストレスを計測できるため、トマトやメロンなどの糖度管理が必要な作物に最適です。一方で、反応速度がやや遅く、土壌が急激に乾燥した場合の追従性に欠けることや、定期的な水分の補給が必要な点がデメリットとして挙げられます。

 

次に、デジタル式（TDR法やFDR法、静電容量式など）は、センサーを土に挿すだけで瞬時に数値が表示される利便性が特徴です。

 

数値がデジタルで表示されるため、データの記録や自動灌水システムとの連携が容易であり、スマート農業を目指す場合には必須のツールとなります。特に、大規模な圃場を巡回して多地点を測定したい場合、測定時間が短いデジタル式は圧倒的な効率を誇ります。

 

ただし、安価な電気抵抗式のデジタルセンサーは、土壌中の肥料分（塩分濃度）が高いと「水分が多い」と誤検知しやすい特性があります。プロの農家がデジタル式を選ぶ際は、EC（電気伝導度）の影響を補正できる高機能なモデルを選ぶか、あくまで「水分の変化の傾向」を見るためのツールとして割り切って使う必要があります。

 

以下の表に、それぞれの特徴をまとめました。

 

特徴	アナログ式（テンションメーター）	デジタル式（誘電率・静電容量式など）
測定原理	土壌水分張力（pF値）	誘電率や電気抵抗
電源	不要	必要（電池・ソーラー）
肥料の影響	受けにくい（正確）	影響を受けやすい（機種による）
反応速度	遅い（数時間〜半日）	速い（リアルタイム）
メンテナンス	水の補充が必要	電池交換、センサー洗浄
向いている用途	糖度管理、厳密なストレス栽培	多地点の巡回、自動灌水制御

どちらのタイプも一長一短がありますが、露地栽培や果樹園で「水やりのタイミング」を知りたいだけであれば、視認性が良く安価なアナログ式（テンションメーター）から導入するのが一般的です。

 

【参考リンク】竹村電機製作所：かんたん！本格！ 測定器を使った野菜づくり入門
リンク先では、テンションメーター（pFメーター）の基本的な仕組みと、ゴム栓の扱い方などの初期設定が写真付きで解説されており、初めて導入する際の参考になります。

 

土壌水分計のpF値を基準にした作物の水やり管理と目安

土壌水分計を使いこなす上で、最も重要な概念が「pF値（ピーエフ値）」です。これは単なる「水の量」ではなく、「植物が根から水を吸い上げるために必要な力」を表しています。

 

pF値が低い（0〜1.5）状態は、土の中に水がたっぷりとあり、根がほとんど力を使わずに水を吸える状態（過湿気味）を指します。逆にpF値が高い（2.5以上）状態は、土が乾いて水が土の粒子に強く吸着されており、根が水を吸うのに強い力が必要な状態（乾燥ストレス）を指します。

 

農業の現場では、「体積含水率（％）」よりも、この「pF値」を共通言語として管理する方が、作物の生理状態に合った水やりが可能です。なぜなら、同じ水分量（％）であっても、砂質の土と粘土質の土では、植物が利用できる水の量が全く異なるからです。pF値であれば、土質に関係なく「植物にとっての乾き具合」を一律で判断できます。

 

一般的な作物における、水やりの目安となるpF値（灌水開始点）は以下の通りです。

 

• pF 1.5〜2.0（湿潤を好む作物）：
  • キュウリ、ナス、ピーマン、レタス、イチゴなど。
  • これらは根の吸水力が弱く、乾燥に弱いため、pF2.0を超える前に水やりを行います。常に土を湿らせておく必要がありますが、過湿による根腐れには注意が必要です。
• pF 2.0〜2.3（一般的な野菜・果樹）：
  • トマト、メロン、柑橘類（平常時）など。
  • ある程度の乾燥には耐えられますが、果実の肥大期には水分が必要です。この範囲で管理することで、徒長を防ぎつつ健全な生育を促します。
• pF 2.5〜2.8（乾燥気味・高糖度栽培）：
  • 高糖度トマト、収穫前のメロン、サツマイモなど。
  • 意図的に水分ストレスを与えることで、果実の糖度を高めたり、余分な枝葉の伸長を抑えたりします。ただし、pF3.0を超えて萎れさせると回復不能になるリスクがあるため、こまめな観察が必要です。

  使い方のコツとしては、毎日決まった時間にメーターを確認し、pF値の変化をグラフやノートに記録することです。「朝はpF1.8だったが、夕方にはpF2.2まで上がった」という変化のスピードを掴むことで、翌日の天候に合わせた先回りの水やりが可能になります。

   

  特に夏場の高温期は、数値が急激に上昇（乾燥）するため、朝の時点でpF値が灌水開始点に近づいていれば、早めに水を入れる判断が重要です。

   

  【参考リンク】セイコーエコロジア：土壌水分の管理に役立つpF値とは？
  リンク先では、pF値の科学的な定義と、数値ごとの土壌の状態（過湿・適湿・過乾）が表で整理されており、作物ごとの適正範囲を理解するのに役立ちます。

   

  土壌水分計の測定精度を高める挿し方と根域への設置

  どれほど高価な土壌水分計を使っていても、設置方法（挿し方）が間違っていれば、得られるデータは無意味なものになります。測定精度を高めるための最大のポイントは、「土壌とセンサーを隙間なく密着させること」と「作物の根が活動している深さを狙うこと」の2点です。

   

  まず、センサーを挿入する際、絶対に避けるべきなのが「エアギャップ（空気の層）」の発生です。

   

  土壌水分計は、センサー表面に触れている土の状態しか測定できません。もしセンサーと土の間にわずかでも隙間があると、センサーは「空気（極度の乾燥状態）」を検知してしまい、実際の土は湿っているのに「乾燥している」という誤った数値を表示します。

   

  これを防ぐためのプロのテクニックとして、「泥漿（スラリー）法」があります。設置予定の穴に、その場の土と水を混ぜた泥状のもの（スラリー）を少量流し込んでからセンサーを挿入する方法です。これにより、センサー表面と土壌の間の空気が排除され、初期馴染みが格段に良くなります。ただし、過度に水を入れすぎるとその水分が抜けるまで正しい値が出ないため、適度な粘り気を保つことが重要です。

   

  次に、設置する「場所」と「深さ」です。

   

  畑の真ん中に適当に挿すのではなく、以下の条件を満たす場所を選びます。

   

  1. ドリッパーや散水ノズルの直下を避ける：

     水が直接当たる場所は、周囲より極端に湿っているため、畑全体の代表値になりません。点滴灌水チューブを使用している場合は、エミッター（水が出る穴）とエミッターの中間、かつ株元から10〜15cm程度離れた位置が最適です。

      

  2. 有効根域の深さに合わせる：

     浅すぎると地表面の乾燥の影響を強く受けすぎ、深すぎると水やりの反応が遅れます。

      

     • 深さ15〜20cm： 浅根性の野菜（キュウリ、イチゴ、葉物野菜）や、定植直後の苗。
     • 深さ30〜40cm： 深根性の野菜（トマト、ナス）や、成木化した果樹。
     • 深さ60cm以上： 果樹の深層給水を管理する場合。

  理想的には、異なる深さ（例えば20cmと40cm）に2本設置することをお勧めします。浅い位置のセンサーで「水やりのタイミング」を判断し、深い位置のセンサーで「水やりの量（深くまで水が届いたか）」を確認するためです。深い位置のpF値が全く動かない場合は、水量が不足しており、下の根が枯渇している可能性があります。

   

  また、土壌水分計を挿した直後は、土が撹拌されて馴染んでいないため、数値が安定しません。テンションメーターの場合は設置から24時間程度、デジタル式でも数時間は数値を信用せず、土と馴染むのを待ってから計測を開始してください。

   

  【参考リンク】METER Group：土壌水分センサーの設置方法
  リンク先では、センサー設置時の「エアギャップ」がデータに与える致命的な影響や、それを防ぐための具体的な穿孔ツールの使い方について、科学的な知見に基づいて解説されています。

   

  土壌水分計の誤差要因となる肥料濃度と土壌密度の影響

  このセクションでは、一般的なマニュアルにはあまり詳しく書かれていない、しかし現場では頻発する「測定誤差の正体」について深掘りします。なぜ土壌水分計の数値が体感とズレるのか、その原因の多くは「肥料濃度（EC）」と「土壌密度」にあります。

   

  特に安価な静電容量式や電気抵抗式のデジタル水分計を使用している場合、肥料の影響は深刻です。これらのセンサーは、土壌中の電気の流れやすさを測定していますが、水だけでなく、肥料成分（イオン）も電気をよく通します。

   

  その結果、追肥を行った直後や、液肥を流した直後には、実際の水分量は変わらなくても、センサーが「電気がよく流れる＝水がいっぱいある」と勘違いし、水分値を高く（過湿に）表示してしまう現象が起きます。これを「塩分影響」と呼びます。

   

  逆に、雨などで肥料分が流亡してECが下がると、土は湿っているのに水分値が低く表示されることもあります。

   

  対策として、ECの影響を受けにくい高周波（TDR方式など）のセンサーを選ぶか、あるいは「追肥の前後では数値がジャンプする」という特性を理解した上で、絶対値ではなく「変化のトレンド」を見るように心がける必要があります。アナログ式のテンションメーターであれば、この電気的な影響は受けないため、肥料管理が濃厚な現場ではアナログ式が推奨される理由がここにあります。

   

  もう一つの隠れた誤差要因が「土壌密度（鎮圧度合い）」です。

   

  同じ体積含水率30％の土でも、ふかふかの耕起直後の土と、足で踏み固められた通路の土では、センサーの反応が異なります。多くの土壌水分計は、一定の密度を想定して出荷時の校正（キャリブレーション）が行われています。

   

  トラクターのタイヤ跡や、何度も歩いて固くなった場所にセンサーを設置すると、土の密度が高いために誘電率が変わり、実際よりも水分が高いような数値が出ることがあります。逆に、モグラやミミズがセンサー周辺に空洞を作ると、数値は急激に「乾燥」を示します。

   

  もし、土壌水分計の数値が「どうもおかしい」と感じたら、以下のチェックを行ってください。

   

  • 数値の不自然なスパイクがないか：

    水やりをしていないのに急に水分値が上がった場合、追肥によるEC上昇か、温度変化によるセンサーのドリフト（温度特性）を疑います。

     

  • センサーを揺らしてみる：

    軽く触れて数値が乱高下する場合、土との密着が外れています（エアギャップ）。場所を変えて、泥漿法で挿し直す必要があります。

     

  これらの誤差特性を知らずに「メーターが湿っているから水やりは不要」と判断し続けると、実際には塩分濃度が高いだけで土はカラカラ、という最悪の事態（濃度障害＋干ばつ）を招きかねません。機械を過信せず、必ず自分の手で土を触り、メーターの数値と実際の湿り具合の感覚をすり合わせる作業（キャリブレーション）を定期的に行うことが、プロの農家の技術です。

   

  【参考リンク】MDPI (Sensors Journal)：Dual-Frequency Soil Moisture Meter Method
  リンク先は学術論文（PDF）ですが、土壌水分と導電率（EC）を同時に推定するための技術的課題について詳述されており、肥料分が水分測定に与える影響のメカニズムを深く理解するための資料です。

   

  土壌水分計の数値が合わない時の校正とメンテナンス方法

  土壌水分計は「一度買えば一生使える」ものではありません。過酷な屋外環境で使用されるため、経年劣化や汚れによる数値のズレが必ず発生します。正しい数値を維持するためのメンテナンスと、簡易的な校正方法について解説します。

   

  まず、アナログ式（テンションメーター）で最も多いトラブルは、「反応が鈍い」または「常に0を指す」というものです。

   

  これの原因の多くは、先端のポーラスカップ（素焼き部分）の目詰まりや、内部への空気の混入です。

   

  • ポーラスカップの洗浄： 長期間土に入れていると、微細な土の粒子や肥料成分、藻などがカップの微細孔を塞ぎます。シーズン終了後には必ず抜き取り、酸性洗剤や専用の洗浄液に浸け置きして、タワシで優しくこすり洗いを行いましょう。
  • 真空ポンプでの空気抜き： メーター内部に気泡が溜まると、圧力が正しく伝わらず数値が動きません。専用のハンドポンプを使って内部を真空状態にし、強制的に気泡を追い出す作業（エア抜き）を定期的に行う必要があります。また、中の水が減ってきたら、必ず「沸騰させて冷ました水（脱気水）」を補充してください。水道水をそのまま入れると、水に含まれる溶存酸素が気泡となり、再び誤差の原因になります。

  次に、デジタル式センサーのメンテナンスです。

   

  金属端子（プローブ）部分の腐食や、表面の汚れが命取りになります。特に安価なセンサーは、電極が錆びると電気抵抗が変わってしまい、使い物にならなくなります。使用後はきれいに水洗いし、水分を拭き取って保管します。サンドペーパーで磨くとメッキが剥がれて逆効果になることがあるため、柔らかい布で汚れを落とす程度に留めてください。

   

  最後に、数値が正しいかどうかを確かめる「実土校正（フィールドキャリブレーション）」の方法を紹介します。これは少し手間がかかりますが、最も確実な確認方法です。

   

  1. 重量法の実施：

     センサーのすぐ近くの土を採取し、すぐに重さを量ります（湿潤重量）。

      

  2. 完全乾燥：

     その土をレンジやフライパン、乾燥機で完全に乾かし、再度重さを量ります（乾燥重量）。

      

  3. 計算： (湿潤重量 - 乾燥重量) ÷ 乾燥重量 × 100 で、正確な重量含水率が算出できます。

     この計算結果と、センサーが表示している数値を見比べることで、「自分のセンサーは3％ほど高く出る癖がある」といった補正値を把握することができます。

      

  多くの農家が「メーターの数値」を絶対視しがちですが、メーターはあくまで「変化を見る道具」です。「数値が50％だから大丈夫」ではなく、「普段30％の場所が50％になっているからおかしい（あるいは雨上がりだから正しい）」といった、相対的な判断基準を持つことが、土壌水分計を使いこなす上での最終的なゴールと言えます。

   

  【参考リンク】Qiita：安価な静電容量式の土壌水分センサーの校正
  リンク先では、技術者向けの記事ですが、実際に土壌水分センサーの値をどうやって正しい値に補正（キャリブレーション）するかの実験手順が紹介されており、数値のズレを修正する具体的なイメージが掴めます。

   

   

  
  シンワ測定(Shinwa Sokutei) デジタル土壌酸度計 A-2 大文字 72730