Introduction

ファーティゲーションとは潅水とともに肥料を与えることである。 この記事では，ドリップ灌漑を利用したファーティゲーションと，有機認証システムで使用できる市販の肥料について説明します。 有機肥料の研究はほとんど行われていないので、ベストプラクティス、利点、欠点について多くの疑問が残っています。

Irigation

肥料は任意の灌漑システムを使用して適用することができます。 生鮮市場野菜の生産では、ドリップ灌漑が施肥に使用される最も一般的なシステムであり、効果的に使用するために最も多くの知識を必要とします。 点滴灌漑は、マイクロ灌漑やトリクル灌漑とも呼ばれ、作物の周りの土壌に直接ゆっくりと水をかけます。 点滴灌漑は一般的に、頭上灌漑や溝灌漑の半分以下の水しか使いません。 スプリンクラーシステムの効率が50～70％であるのに対し、点滴灌漑の効率は90％を超えます。 点滴灌漑の効率が高いのは、（1）水が蒸発したり流出したりする前に土壌にしみ込むこと、（2）畑全体にではなく、必要な場所（作物の近く）にだけ水を撒くこと、によるものです。 乾燥した地域では、圃場全体ではなく作物の近くに潅水することで、畝間の雑草圧を下げることができます。 ドリップ灌漑のもう一つの利点は、地上部の作物（葉、茎、果実）への水の接触を減らすことで、多くの病気にとって不利な条件になることです。 水資源が不安定な生産者にとっては、ドリップ灌漑システムの操作に必要な圧力が低い（ドリップラインで 8-10 psi）こともありがたいでしょう。 肥料の散布を成功させるためには、よく整備された効果的なドリップ灌漑システムが必要です。 ドリップ灌漑システムの設計、運用、管理については、「小規模慣行野菜農場および有機野菜農場のための点滴灌漑システム」および以下に示すその他のリソースを参照してください。

Fertigation

Fertigation では、シーズン中を通して簡単に栄養素を散布できます

溶液状のあらゆる栄養素が散布直後に植物の取り込みに利用できるので、農作物に提供できる栄養量をより正確にコントロールすることが可能になります。 これらの要因は、肥料をより効率的に使用することにつながります。 作物の全体的な栄養管理計画に応じて、栄養剤を毎日、毎週、またはそれ以下の頻度で散布することができる。 栄養剤を必要な時期の少し前に散布すると、生産者は根域からの栄養剤の損失を減らすことができます。 これは、降雨量の多い地域や、窒素のように溶出しやすい溶存養分には特に重要です。 トラクターや徒歩での移動を必要とするシーズン中の養分散布の方法と比較すると、ファーティゲーションは圧縮の可能性を減らし、天候に左右されにくくなります。 ファーティゲーションと他の肥料散布によって提供される総栄養素は、計画された総栄養素散布量の100％を超えてはならない。

栽培期間中に作物に適用される、あるいは作物が必要とする養分量を表すために様々な単位が用いられる：lb/A、lb/平方フィート、lb/植物、lb/線形ベッドフィートが例として挙げられる。 この文脈でエーカーや平方フィートのような面積測定が使用される場合、面積は通常、圃場の作付け部分全体とみなされ、ベッドや作物列の面積だけではありません。 しかし、永続的なベッドや非常に広い間隔のベッドがある状況では、養分の施用量を計算する際にベッドの面積だけを考慮することもある。 いずれにせよ、灌漑による養分散布を他の養分散布と同じ単位で考えることは有益である。なぜなら、そうすれば、養分管理計画全体に対する灌漑の位置づけを容易に理解することができるからである。 例えば、トマトの生産者は、作物が生育期間中に約100 lb/Aの窒素を必要とすることを知っており、マメ科のカバークロップで約50 lb/Aの窒素を供給できると推定し、したがって灌漑で50 lb/Aの窒素を投与する計画を立てることができる。 この50lb/Aを何週間にもわたって散布することができる。 たとえば、5週間で10ポンド／週、7週間で7ポンド／週（1ポンド／日に相当）である。

いくつかの生産システムでは、灌漑の適用率は溶液中の栄養素の濃度に基づいて記述されている。 例えば、温室でのトマトの苗は75ppm（百万分の一）の窒素を含む溶液で潅水されるかもしれないし、畑で栽培されるパクチーは150ppmの窒素で潅水されるかもしれない。 この用語は、コンテナ栽培で、灌漑のたびに、あるいはほぼ毎回、肥料を与える場合によく使われる。

Scheduling fertilizer application

有機システムにおいて、灌漑システムを通じて肥料を与えるための最適なスケジュールを決定する研究はほとんど行われていない。 作物が必要とするときに土壌中で栄養素を利用できるようにすることが重要であることは分かっているので、通常は必要とされる前に施用します。 一般に、養分の取り込みは作物の生育と並行して行われることがわかっています。 このことを念頭に置けば、作物が急成長を始めるまでに、作物が必要とする養分の大部分を土壌中に入れておき、残りの養分を急成長の期間中に投与することは理にかなっている。 作物が最終的な収穫に近づくにつれて、あるいは生育が鈍化するにつ れて、養分散布は徐々に減らし、さらには中止することもある。 施肥計画を立てるには、作物の植え付けから収穫までの各週を示した表を作成し、各週の始めに作物のおおよその大きさを示し、作物の成長のタイミングを考慮して施肥計画を立てることが有効です。 有機栽培のために施肥スケジュールを微調整する目的は、農場と大学での研究の機会を提供する。

灌漑から肥料を注入するタイミング

灌漑の最終段階で肥料を適用する。 潅水終了後、システム内を平水が流れ、エミッタを詰まらせる可能性のある残留粒子が洗い流されるまでの時間を確保する。 肥料の注入を開始するタイミングを決定するために、いくつかの情報が必要である。 まず、肥料注入地点から最も遠いエミッターに水が到達するまでの時間を測定します。 最初の潅水時にこれを観察し、メモしておく。 次に、希望する量の肥料を注入するのに必要な時間を決定する。 これは、実際に注入するタイミングを計ったり、注入する液量と灌漑システムやポンプの流速から計算することも可能である。 目印として天然の着色料を注入して、栄養分の流れを監視するのも有効である。 また、電気伝導度（EC）計を使用して、エミッターの溶液を監視することもできます。 最後に、灌漑の終了前に肥料を注入し始める時間を計算します：

1. 水が注入ポイントから最も遠いエミッターに移動する時間、
2. 肥料溶液を注入する時間、
3. 肥料溶液の最後のビットが最も遠いエミッターに達するための時間、と
4. システムをフラッシュするための追加の時間、を追加することによって、肥料を注入。

たとえば、水が注入ポイントから最も遠いエミッターまで移動するのに半時間かかり、溶液を注入するのに1時間、システムを洗浄するのに半時間かかると仮定します。 次に、潅水終了の2.5時間前に潅水を開始する。潅水ポイントから最遠のエミッターまで水が移動するのに半時間+溶液を注入するのに1時間+溶液が最遠のエミッターに届くのに半時間+システムを洗浄するのに半時間である。 もし、希望する量の水を散布するのに7時間かかるとすると、この例では、潅水開始から4.5時間（7 – 2.5）後に追肥を開始することになります。 ドリップ灌漑のスケジュールに関する詳細は、以下に挙げるドリップ灌漑に関する資料を参照してください。

ドリップラインを清潔に保ち、詰まりを防ぐために、注入後は灌漑システムから養分を完全に流し出す必要があります。 目詰まりが問題になる場合は、ラテラルの端を開き、シーズン中に定期的にドリップテープを通してラインの端から水を流すとよい。

土壌中の養分分布

ドリップ灌漑で供給される養分は、土壌の湿潤パターンに従って分配される。 土壌の湿潤パターンは半球状または楕円形になる傾向があり、エミッタの深さ（ドリップテープが埋まっていない場合は土壌表面）が最も広く、エミッタの真下が最も深くなっています。 水が土壌中を水平に移動する距離と湿潤深度は、土壌の質感、灌漑速度、灌漑時間によって決まる。 灌漑速度と灌漑期間は、作物の水需要に基づいて調整する必要があります。

Successful Fertigation

以下は、肥料を注入するための灌漑製品および灌漑システムに関する一般的ガイドラインで、「Commercial vegetable production, fertigation of vegetable crops」（Marr, 1993）から引用しています。

• 水と容易に混合する肥料を使用する。製品が完全に溶解しない場合、懸濁状態にとどまり、目詰まりせずにエミッターを通過できる小さな粒子径であることが望ましい。
• 注入を開始する前に、ドリップ灌漑システムを完全に加圧する。注入が開始されたとき、ポンプから最も遠いエミッターは完全な圧力でなければならない。
• 水源を保護するために水源と肥料注入器の間に逆流防止装置を設置すること。 いくつかの州では、これは法律で義務付けられており、デバイスの特性が指定されている場合があります。
• 溶解していない粒子がエミッタを塞がないように濾過されることを保証するために、注入器とラテラルの間にフィルターを設置する。 水源とインジェクターの種類によっては、水源とインジェクターの間にフィルターが必要な場合もあります。
• 少なくともシステムが全圧に達するまでの時間、肥料を注入してください。 これは、ドリップラインの各エミッタが、灌漑システムを通過するときに養液と同じ接触時間を持つことができ、肥料の分布の変動を低減します。
• ドリップラインをきれいに保ち、詰まりを防ぐために、注入後に灌漑システムから養液を完全に洗い流してください

Fertigation Equipment

注入器は灌漑システムの本線に濃縮養液をばら撒いています。 ベンチュリとポジティブディスプレイスメント：肥料インジェクタのためのアクションの2つの基本的なモードがあります

ベンチュリバイパス。 ベンチュリインジェクターは、水が狭窄のゾーンを通過するときに吸引（負圧）が作成されるという原則の下で動作します。 この吸引は、灌漑ラインに肥料溶液を描画するために使用されます。 水圧と流量はベンチュリーインジェクターで多少変動するため、灌漑用肥料の濃度は注入時間中、パルスのようなパターンに従うことになる。 しかし、多くの操作では、最終的なソリューションで一定の濃度は必要ありませんし、ベンチュリは、多くの農場で成功裏に使用されています。 ホゾンは、シンプルで安価、かつメンテナンスが容易なベンチュリーインジェクターの最も一般的な例である。 このような小型のインジェクターは噴射率が低いため、大きな肥料ストックタンクを必要とし、それによって使用場所が小規模（通常1/2エーカー以下）に限定される。 より大きいベンチュリ注入器、Mazzei のような（図 1）、より大きいエーカーのために利用できます。 灌漑ラインに挿入する準備ができたMazzeiインジェクターは、一般的に使用されるベンチュリーバイパスインジェクターであり、1/2エーカー以上の面積を肥やすのに適している。 写真の出典：Tim Coolong、ケンタッキー大学

ポジティブディスプレイスメント。 容積式：容積式注入器は、灌漑ラインに肥料を注入するために、ピストンまたはダイヤフラムの往復運動を利用しています。 これらのポンプはインラインに設置され、バイパスを必要としない（図2）。 灌漑用水路に設置されたインジェクタを流れる水圧は、肥料注入プロセスを作動させるのに必要なエネルギーを供給する。 肥料溶液は、一定の濃度と流量で正確な量だけ灌漑ライン内に引き込まれる。 ダイヤフラムポンプでは、ピストンポンプとは異なり、肥料溶液がポンプ機構に接触することはない。 このため、ダイヤフラムポンプは、運転、メンテナンス、部品交換の問題が少ない。 容積式インジェクターは噴射比が大きく、肥料のストックタンクも小さくて済みます。 これらの属性は、これらのインジェクタは、大規模なエーカーに適しています。 容積式噴射剤のいくつかの一般的に使用されるブランドはDosatron、DosMatic、およびChemilizer噴射剤である.

図2。 ケミライザーインジェクターは容積式ダイアフラムインジェクターの一例である。

有機肥料製品