灌水同時施肥とは効率よく収量と品質を安定

灌水同時施肥とは水と養分を同時に施用する栽培方法

従来の施肥法では肥料を全面散布していますが、実は作物が利用できない場所にも施用されているため無駄が多く発生しています。

灌水同時施肥の定義と養液土耕栽培との関係

灌水同時施肥とは、水やりと施肥を同時に行う栽培技術のことを指します。養液土耕栽培とも呼ばれており、土壌を培地として活用しながら、水に溶かした液肥を点滴チューブなどで作物に供給する方法です。

従来の養液栽培では土を使わず培養液だけで栽培しますが、灌水同時施肥では土壌の持つ養分供給力、養分保持力、緩衝力といった優れた機能を活かしながら、養液栽培のように精密な養分管理ができる点が最大の特徴となっています。

土壌という安定した培地があることで、養液の濃度管理が比較的容易になります。これにより生育時期別の吸収特性に合わせた効率的な施肥管理が可能となるのです。

つまり養液土耕が基本です。

農林水産省の資料によると、この栽培法では気象や土壌環境を農家自身が測定しながら、植物に必要な養水分を適宜与えることが容易に行えます。作物の成長段階に応じて肥料の種類や濃度を柔軟に調整できるため、施設園芸を中心に1990年代から普及が始まりました。

農林水産省「潅水同時施肥栽培」技術資料

灌水同時施肥の仕組みと点滴チューブの役割

灌水同時施肥システムは、水源、液肥混入機、制御装置、点滴チューブの4つの主要構成要素から成り立っています。

水源から供給された原水は、液肥混入機を通過する際に濃厚原液タンクから一定の割合で液肥が混入されます。混入される液肥の濃度は、1液型の場合は複合肥料を10〜30倍程度に希釈した濃厚原液を使用し、2液型の場合はカルシウム補充用の原液タンクも別に用意します。

倍率は流量計で管理できます。

制御装置は日射量や土壌水分量に応じて灌水のタイミングと量を自動的に調整します。このシステムにより、作物が最も水分と養分を必要とするタイミングで適切な量を供給できるのです。

自動化は省力化の鍵です。

点滴チューブは圃場全体に均一な量を灌水できる特殊な構造を持っており、一定水圧条件下ではチューブ入口付近も末端付近も同じ水量が出るように設計されています。吐出孔の間隔には水量を調節するエミッターという機構があり、これが均一な灌水を実現する重要な役割を果たします。点滴チューブを切断する際は、このエミッターを切断しないよう吐出孔と吐出孔の間を切る必要があります。

灌水同時施肥で削減できる窒素施用量と肥料コスト

灌水同時施肥の最も注目すべき効果は、肥料利用率の向上による窒素施用量の大幅削減です。農林水産省の技術資料によると、トマト栽培において窒素施用量を慣行栽培の28kg/10aから約30%削減できることが実証されています。

これは年間約8.4kgの窒素削減に相当し、10aあたりの肥料コスト削減額は数万円規模になります。点滴チューブによる灌水は慣行栽培の散水チューブによる灌水に比べて、トマトの株元に養液が浸透しやすく、作物の根域に直接養分を届けることができるためです。

根に近い場所だけ施用です。

肥料を含んだ養液が作物の根域部分だけに施用されることから、通路など作物が利用しない場所への肥料散布という無駄がなくなります。農研機構の研究では、露地栽培への点滴灌水導入により窒素施肥量16%削減、リン酸施用量25%削減を実現しながら、収量は慣行比17%増となった事例も報告されています。

さらに肥料の利用効率が高まることで、土壌への過剰蓄積や地下水への溶脱といった環境負荷も軽減できます。環境保全型農業の実現という観点からも、灌水同時施肥は有効な技術として評価されているのです。

環境にも優しい技術です。

灌水同時施肥に適した作物とトマトやキュウリでの実践例

灌水同時施肥は、特に施設園芸における果菜類や花き栽培に適しています。代表的な作物としてはトマト、キュウリ、イチゴ、ピーマン、ナス、キクなどがあり、全国で約2,800軒の生産者に延べ約3,000台のシステムが導入されています。

トマト栽培では、定植から第3花房開花期までは三要素とも成分量の多い肥料（養土5号：12-20-20）を使用し、養液濃度は1,500倍程度に設定します。第3花房開花期から収穫終了2週間前までは窒素要求量が少なくなるため、窒素成分の少ない肥料（養土2号：17-9-27）に切り替え、養液濃度は3,000倍程度とします。このように生育ステージに応じて施肥設計を変えることがポイントです。

生育ステージ別管理が鍵です。

キュウリ栽培では、生育後半の草勢維持に灌水同時施肥が特に有効とされています。岩手県の栽培マニュアルによると、点滴チューブを使って灌水と追肥の両方の効果を得ることができ、栽培期間中に葉柄の硝酸濃度を測定して栄養診断を行うことで、収量を確保しながら窒素施用量や土壌への過剰蓄積を減らすことができます。

イチゴの連続畝利用栽培では、水分センサと少量高頻度灌水装置を利用した精密施肥・灌水制御法を組み合わせることで、省力化と軽作業化が実現できます。株あたり150〜250ml/日、1.2〜2t/10a・日の灌水量で、総給液量の20%程度が底穴から滴下するくらいを目安とします。

ゼロアグリ「キュウリの養液土耕栽培」栽培ガイド

灌水同時施肥の導入費用と初期投資の回収期間

灌水同時施肥システムの導入には、10aの圃場で約20〜45万円程度の初期投資が必要になります。費用の内訳は点滴チューブ、液肥混入機、流量計、制御装置などで、栽培作物や自動化のレベルによって金額が変動します。

点滴灌漑の初期導入コストの詳細を見ると、点滴チューブは10aあたり約5〜10万円、液肥混入機は約10〜15万円、制御装置は約5〜20万円となっています。pF灌水制御装置なしの簡易システムであれば10aあたり約45万円、より高度な制御システムを導入する場合は10aあたり60万円以上になることもあります。

投資額は自動化レベル次第です。

一方で、肥料コストの削減効果は年間10aあたり数万円規模になり、さらに収量増加による収入増も期待できます。農研機構の事例では収量が慣行比17%増となったケースもあり、トマトやイチゴのような高単価作物では年間10aあたり数十万円の増収になることもあります。

また労働時間の削減効果も大きく、自動化システムによる灌水施肥は毎日の水やりや追肥作業から解放されるため、他の栽培管理に時間を割くことができます。これらの経済効果を総合すると、多くの場合3〜5年程度で初期投資を回収できる計算になります。

現在は初期費用0円のリースプランを提供する企業も登場しており、月額2〜3万円程度から導入できるサービスもあります。

リースなら導入しやすいです。

このような仕組みを活用すれば、初期投資のハードルを下げながら灌水同時施肥のメリットを享受できるようになっています。

スマートアグリ「点滴灌漑とは？利点や導入コスト」詳細解説

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