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kihon:5b

5B 雑草の抑制技術(機械除草技術)

(1)高精度水田用除草機

 1)高精度水田用除草機の概要

 高精度水田用除草機は、乗用型多目的田植機の機体後部にPTOを介して接続可能な除草装置です(図5B-1)。本装置には、高速回転する横軸回転ロータで水稲の条間を除草し、水平左右に揺動するレーキで株間を除草する方式の除草機構(図5B-2)が採用されています。現在、乗用型多目的田植機および除草装置は、6条用と8条用が井関農機株式会社、株式会社クボタ、ヤンマー株式会社の3社より販売されています。除草時の作業速度は0.3~0.5 m/s(移植時のスピードの1/2~1/3)が標準的です。10アール当たりの作業時間は6条用が約30分、8条用が約20分で、省力的に除草作業ができることが特徴です。

      

 2)高精度水田用除草機の導入条件

 高精度水田用除草機は多目的田植機とセットで購入する必要があり、経営面から有機栽培面積がおおむね3 ha以上規模の農家への導入が推奨されます。特に、以下のような条件の圃場を選択してください。

  1. 面積がおおむね10 a以上で定型であること。除草作業の際、機械の旋回によって枕地の水稲が傷みやすいので、縦長の長方形圃場が最も適しています。
  2. 耕盤が比較的浅く地耐力が高いこと。移植時と除草時をあわせて3回程度機械の車輪が同じ位置(轍)を走行するので、これに耐える耕盤を有した圃場が望ましく、機械の沈みこみが大きい湿田などは適しません。
  3. 水管理が可能な圃場を選ぶこと。移植後に土壌表面が露出すると雑草の生育が旺盛になり、引き抜き抵抗が高まって、除草機による除草効果(特に株間)が低下します。10 cm程度の水深が維持できる圃場は必須です。圃場面積が広い場合には、レーザーレベラーで圃場の均平化を図る(図5B-3)ことで、除草効果が安定します。
  4. 藻類の発生が著しい圃場は、株間レーキに藻類が絡んで水稲の欠株が増加するので、本機の導入には適しません。

 3)除草作業

  1. 1回目の除草作業は、移植日から7~10日後(仕上げ代かきから約10日後以内)、2回目は1回目から約10日後に行います。その後、雑草の残存状況をみて必要であれば3回目の除草作業を行います。移植時や除草時に米ぬかなどの有機物を散布することにより、2回の除草作業で機械のみで3回除草した場合と同程度の除草効果が得られます1)
  2. 作業時の水深は3~5 cm程度が適当です。これよりも浅いと車輪への土壌の付着などにより欠株が増加する可能性があります。また、水深が深すぎると水の抵抗により、ロータやレーキの田面への作用が弱まり、十分な除草効果が得られない場合があります。
  3. 除草機の作業速度は、稲の損傷に配慮しながら、0.3~0.5 m/sに設定します。特に、1回目の除草では、速度を落として作業することを推奨します。
  4. 除草作業後は、速やかに深水に戻します。

 4)除草効果と水稲の収量

  1. 高精度水田用除草機により7~10日間隔で3回除草作業を行った場合、約60%の本数 (条間と株間の平均) の雑草が除去可能です2)
  2. 高精度水田用除草機と他の耕種的な除草技術(2回代かき、深水管理、米ぬか散布、など)を組み合わせることで、2回の除草作業で高い抑草効果を得ることが可能です(表5B-4)。また、回転ブラシやチェーンを装着することで株間の除草効果を高めることが可能です3),4)。  :?:除草機械操作・活用編>9.高精度水田用除草機>(2)の3)を参照
  3. 除草作業における欠株率は、圃場条件や植え付け状況などによって変動しますが、平均で7%程度です (表5B-5)。
  4. 本機を利用して有機栽培した水稲の収量は、適正な養分供給があり病害虫の発生等が少なければ、平均すると慣行栽培の90%以上となります(図5B-6)。

 5)問題点・注意事項

  1. 除草機が旋回する枕地部分では欠株が多くなります。枕地で急旋回や頻繁な切り返しを行わなければ、欠株率は25%程度です(図5B-7)。また、枕地部分の除草効果は期待できない(手取り除草が必要)ので、枕地は水稲を移植せずに空けておく場合もあります。
  2. 暗渠敷設後間もない圃場では、片方の車輪が暗渠に落ちて車体が傾くことにより著しい欠株が生じることがあります(図5B-8)。このような場合は、移植時から後輪に補助車輪を利用することが有効です。

  

(2)高能率ミッドマウント型水田用除草機

 1)高能率ミッドマウント型水田用除草機の概要

 2015年より市販された高能率ミッドマウント型水田用除草機は4条用と6条用があり(図5B-9)、みのる社製3輪型乗用管理機の車体中央部に搭載され、ベース車両からのPTOにより駆動します。車体の中央に除草部を搭載することにより、オペレーターが除草部や稲株を目視で確認しながら作業することが可能なため、高精度な除草作業が可能です。除草部は条間が駆動ロータ式、株間が揺動ツース(レーキ)式で(図5B-10)、揺動ツースは揺動速度を2段階に調整することができます。また、除草部の高さも細かな設定が可能です(:?:除草機械操作・活用編>12.高能率ミッドマウント型水田用除草機>(2)を参照。作業速度は最大1.2m/s(歩行型の約4倍)で、10a当たりの作業時間は4条用で約20分、6条用で約14分です。オプションで車体後部にチェーン除草機(図5B-11)や米ぬか散布機(図5B-12)を取り付けることが可能です。本機を利用した除草作業と、チェーン除草、米ぬか散布を併用することによりさらに高い除草効果が得られます。

      

 2)高能率ミッドマウント型水田用除草機の導入条件

 大規模から小規模までの農家への導入が可能です。導入する圃場の条件としては、基本的に高精度水田用除草機の導入条件に適合している圃場には本機が導入可能です。以下に高精度水田用除草機との違いも含め、推奨圃場条件をご紹介します。

  1. 面積がおおむね10 a以上で定型であること。除草作業の際、機械の旋回によって枕地の水稲が傷みやすいので、縦長の長方形圃場が最も適しています。
  2. 耕盤が比較的浅く地耐力が高いこと。移植時と除草時をあわせて3回程度機械の車輪が同じ位置(轍)を走行するので、これに耐える耕盤を有した圃場が望ましく、機械の沈みこみが大きい湿田などは適しません。ただし、高精度水田用除草機と比較して重量が軽いため、多目的田植機ほどの沈み込みはありません。
  3. 水管理が可能な圃場を選ぶこと。移植後に土壌表面が露出すると雑草の生育が旺盛になり、引き抜き抵抗が高まって、除草機による除草効果(特に株間)が低下します。10 cm程度の水深が維持できる圃場は必須です。圃場面積が広い場合には、レーザーレベラーで圃場の均平化を図ることで、除草効果が安定します。
  4. 藻類の発生が多い圃場でも、揺動ツースへの藻類の絡みつきが比較的少なく、除草作業が可能です。これは揺動ツースが条間ロータの後方に位置するためで、条間ロータから発生する水流により揺動ツースへの藻類の絡みつきを防ぎます。藻類が絡みついた場合は、揺動レーキを空回しすることで藻類を落とすことが可能です。

 3)除草作業

 除草作業を行う際の圃場条件や除草作業時期などは基本的に高精度水田用除草機と同様ですが、欠株が少ないため、作業速度は最速1.2m/sで除草作業を行うことが可能です。ただし、圃場条件に合わせた作業速度で作業することが必要となります。除草作業時の本機の詳細な設定などについては、(:?:除草機械操作・活用編>12.高能率ミッドマウント型水田用除草機>を参照してください。

  1. 1回目の除草作業は、移植日から7~10日後(仕上げ代かきから約10日後以内)、2回目は1回目から約10日後に行います。その後、雑草の残存状況をみて必要であれば3回目の除草作業を行います。
  2. 作業時の水深は3~5 cm程度が適当です。これよりも浅いと車輪への土壌の付着などにより欠株が増加する可能性があります。また、水深が深すぎると水の抵抗により、ロータやツースの田面への作用が弱まり、十分な除草効果が得られない場合があります。
  3. 除草機の作業速度は、最速1.2m/sで除草作業を行うことが可能ですが、特に1回目の除草では、稲の大きさや損傷に配慮しながら作業することを推奨します。
  4. 除草作業後は、速やかに深水に戻します。
  5. 機械除草では浅耕が基本ですが、高能率ミッドマウント型水田用除草機にチェーンを装着する場合、耕深は10 cm程度を確保します。これは、前年の稲株などの分解が不十分な場合、耕深が浅すぎると表層にたまった稲株等がチェーンに引っかかり、欠株発生の原因になるためです。

 4)除草効果と欠株率

  1. 4条用の本機を用いて除草作業を2回行った農研機構および島根県での試験では、除草率が80%以上でした。6条用の本機を用いて除草作業を3回行った岩手県の試験では、除草率が90%以上でした。(図5B-13)
  2. 上記1の除草試験における欠株率は、4条用および6条用ともに3%以下となり市販型乗用除草機(高精度水田用除草機)と比較して低い値となりました(図5B-14)。
  3. チェーン除草との併用で除草効果が高まります。特に株間の除草率が向上します。

 5)問題点・注意事項

  1. 湿田など車体が沈み込むような圃場では、後輪への補助車輪装着が有効です(図5B-15)。
  2. 車体が旋回する枕地は車輪の踏みつけにより欠株が多くなります。前輪の走行する条を確認しながら旋回、作業することにより、3輪で狭幅車輪のため欠株が少なくなります。

(3)チェーン除草機

 1)チェーン除草機の特徴と用途

  1. 低コストな初期導入除草技術:人力牽引型チェーン除草機の大きな特徴は、初期導入経費が非常に安価であること、また安価ではあっても手取除草などに較べればはるかに作業効率が高く、また安定した雑草低減効果を期待できることにあります。初めて有機栽培に取り組もうとする農家にとって最も手軽に導入できる除草技術として推奨できます。これまでに様々な構造のチェーン除草機が提案されていますが、ここでは試験データに基づいて開発されたチェーン除草機について紹介します。
  2. 簡素な構造と容易な維持管理:チェーン除草機は金物屋やホームセンターで入手可能な材料を用いて2万円程度で自作できます5)(作成方法は3)を参照)。また、(有) 水品商会 (〒945-0325 新潟県刈羽郡刈羽村赤田北方704−2、0257-28-2681) または「こだわり農家孫作 (http://www.magosaku.com/)」に製作依頼することも可能です (材料費込み、税抜きで45,000円)。人力牽引型チェーン除草機(6条用)は、簡素な構造であることから維持管理に特別な配慮は必要ありません(図5B-16)。長さ1.9 mの角棒に長さ13 cmのヒル釘を2.6 cm間隔で73本をジグザグに配置し、ヒル釘の頭部に4環一組のチェーンをワイヤーとオーバルスリーブで接続しています(総重量8 kg)。ヒル釘を用いて軸棒とチェーンを接続することにより、チェーンの接地位置が固定されると共に接地圧を高めることができるため、除草効果を維持しながら軽量化を実現しています。また、軸棒の上に重りを載せることで接地圧を高めることができるため、稲の活着度合いや雑草の発生状況に合わせた対応が可能となっています。
  3. 熟練を必要としない技術:チェーン除草作業には特別な技術は不要であり、初めてでも簡単に作業できます。また除草作業による水稲へのダメージは極めて少ないため、移植後 2~3日後から作業を始められます。作業は植条に沿って縦方向に牽引することを基本としますが、移植した苗の上から横方向でも斜め方向でも作業可能です。従って、区画整理されていない不定形の水田でも稲列を気にすることなく作業可能です。また、湿田などの軟弱耕盤水田でも、歩行可能であれば作業できます。  
  4. 栽培規模:人力牽引の場合、作業者1名当たり1haまでが現実的な栽培規模です。実際には雑草発生量や施肥設計によって必要な作業頻度が異なりますので、実施可能な栽培面積にはかなりの幅があります。例えば、1日の作業時間を休憩込みで3時間とした場合、作業可能面積は30aになります。最頻期の作業を3日に1回とすると、栽培可能面積は30a×3筆=90aとなります (図5B-19)。一方、初期除草効果を高めるために作業頻度を高めたり作業日程を前倒しする場合には、栽培可能面積は縮小します。作業者1名当たりの栽培規模が1 ha以上となる場合は、中古田植機などによる牽引によって作業効率を向上させるか、高精度水田用除草機などの導入を推奨します。
  5. 適用条件1:移植から幼穂形成期までの約50日間は水深5~10 cm以上を維持する必要があります。水深が浅いと除草作業時に水稲が泥に埋まる可能性があります。また、田面が露出すると除草作業によって引抜かれて田面水上を浮遊している幼雑草が再活着する可能性があります。
  6. 適用条件2:土壌表面がチェーンによって容易に攪拌できる程度に柔らかい状態である必要があります。代かき方法に問題がある場合や代かきしてもすぐに締め固まる水田、あるいは砂質水田では十分な除草効果を発揮できない場合があります。

 2)チェーン除草機の性能

 チェーン除草機の除草能力に過剰な期待はできませんが、多くの場合雑草残草量は半減します(図5B-20)。また、移植後の早い時期の除草回数を増やすことによって除草効果を高めることができます。ただし、化学合成除草剤のように雑草根絶を目指す技術ではなくあくまでも雑草低減技術であるため、成苗移植技術や雑草共存環境を前提とした施肥管理技術と組み合わせることが重要です。

 3)チェーン除草機の作製方法

 a)チェーン除草機(6条用)の材料

 下記(表5B-21)の材料を金物屋、ホームセンター、インターネットショップなどで手配します。また別途、工具類やビスなどの準備も必要です。

 b)チェーン除草機(6条用)の作製方法
  1. 木製角材 (垂木) の 1900 x 35 mmの面に、ボール盤や電動ドリルを用いて図5B-21の配置で直径4 mmの下穴を26 mm間隔で73箇所開けます。なお、奇数穴は約30度の角度を付けて、偶数穴は垂直とし、下穴深は45 mm程度とします。角材のササクレや刺を取除いて面取加工しておくと、怪我の予防になるだけでなく持ち運びの際の取り回しが容易になります。
  2. ヒル釘(長さ127 mm)の頭部の凹部分を万力などで挟みながら可能な限り平滑に伸ばします(図5B-22)。小道具を自作してテコの原理を利用すると効率的に作業できます。頭部に凹部分が残っていると、除草作業時に刈株や稲わらなどの夾雑物が引っ掛かりやすくなるため、できるだけ丁寧に作業します。
  3. チェーンを4リンクが1組になるようにボルトクリッパーなどで切断し、73本準備します。
  4. 切り出したチェーンの端とヒル釘の頭部をステンレスワイヤーロープ(線径0.81 mm、長さ55 mm)とオーバルスリーブで接続し、ワイヤーが抜け落ちないようにヒル釘の頭部をかしめます(図5B-23)。
  5. チェーンを連結したヒル釘を軸棒の下穴にねじ込みます。その際、奇数穴(約30 度の斜めの下穴)の貫入深は20 mm程度とし、偶数穴(垂直下穴)は35 mm程度とします(図5B-24)。軸棒を垂直に立てた際、偶数穴のヒル釘は奇数穴のヒル釘よりも短くなります。また、除草機中央付近(作業者が歩行して田面が凸凹になる範囲)の貫入深を5-10 mm程度深くすることで、除草作業時に刈株や稲わらなどの夾雑物の絡まりが少なくなります(図5B-25)。
  6. 棚受金具2個を表裏に合わせ、軸棒の両端から 0.5 mの位置に取り付けて牽引フックとし、牽引ロープを接続します。牽引ロープの長さは、腰にロープを掛けて牽引した際に本体がやや前傾姿勢となり、ヒル釘の頭が均一に土壌表面に接触するように調整します(図5B-26)。
  7. 重りとして単管パイプを乗せられるように、軸棒の上面に垂木止めクランプを取り付けます(図5B-26)。

 c)チェーン除草機の調整

 圃場条件に合わせて、ヒル釘の取り付け角度、貫入深度、牽引ロープの取り付け位置や長さ、重りなどを加減し、除草作業時にヒル釘の頭が均一に土壌表面に接触すると共に、夾雑物の絡まりが最少になるように調整します 。

(4)水田用除草ロボット(アイガモロボット)

 アイガモロボットは、水田内の稲列をまたぎクローラで走行して、雑草の発生を抑制するロボットです。内蔵のカメラで稲列を検知して、稲を踏まないように条間を自動走行します。
 最新の試作機(平成27年度仕様)は、総重量が約13kgで1回の充電で約5時間の走行(作業)ができる仕様となっています。

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(5)その他の除草機械

 これまで紹介した高精度水田用除草機、高能率水田用除草機、チェーン除草機、アイガモロボット以外の除草機械の概要、特徴等を紹介します。
 1)乗用型水田用除草機
 除草装置を乗用型の車両に取付けて除草作業を行う水田用除草機が、数社から市販されています。乗用型のため比較的経営規模が大きい生産者の有機栽培に適します。主な特徴および注意点は下記の通りです。

  1. 条間の除草は主にロータで除草します。
  2. 株間の除草機構は、各社で様々な仕様を市販しています。羽輪やレーキなどを採用しているものがあり、自分の圃場条件 (発生雑草など) に適したものを利用する必要があります。
  3. 乗用型車両が水田内を走行することにより、除草装置が水流等で駆動して除草作業を行います。除草装置本体(ロータ等)の駆動には、エンジン等の動力は使用しません。このため、作業速度を速くしないと水流が起こらず、十分な除草効果が得られない場合があります。
  4. 乗用型車両のミッドシップに除草装置を搭載するものは、除草作業を直視で確認しながら作業することが可能です。

 2)歩行型水田用 (中耕) 除草機
 多くの企業から様々な歩行型水田用除草機が市販されています。歩行型水田用除草機には、主に除草装置を小型エンジンの動力で駆動して除草作業を行うものと、人力で水田内を押して歩くことにより、除草用のロータを回転させて除草作業を行うものがあります。どちらも作業者が水田を歩行する必要がありますので、大規模な有機栽培には適していません。主な特徴および注意点は下記の通りです。

  1. 条間の除草は、主に回転する爪付条間ロータ等で除草します。
  2. 一部の機種に株間の除草機構を採用した除草機が市販されていますが、多くは株間の除草機構がありません。
  3. 株間の除草機構が無い機種を利用する場合は、米ぬか等の有機物投入など他の抑草技術との併用が必要な場合があります。
  4. 歩行しながら除草作業を行うため、除草状況を確認しながら作業が出来ます。

<引用文献>
1)吉田隆延・水上智道・宮原佳彦・牧野英二・臼井善彦・関口孝司・三浦重典 2010. 乗用型水田除草機と米ぬか散布を組み合わせた水田用複合除草技術の実証試験. 平成21年度生研センター研究報告会:23-31
2)宮原佳彦 2005. 乗用型高精度水田用除草機の開発と実用化. 関東雑草研究会報告16: 11-17
3)月森弘 2013. 水稲有機栽培のための新しい株間除草方式の開発とその効果. 農研機構技術研究会資料「有機栽培技術研究の現状と課題」:33-37
4)安達康弘 2010. 水田用除草機を利用した除草法の改良とその効果. 中国・四国雑草研究会会報第4号:5-9
5)古川勇一郎 2011. 「チェーン除草」農業総覧・病害虫防除・資材編. 第9巻追録第17号 機械除草

kihon/5b.txt · 最終更新: 2016/03/11 (Fri) 11:04 by juten