ラッキョウの機械収穫に関する研究(第1報) : ラッキョウの引抜き抵抗力

ラ ッキ ョウの機械収穫 に関す る研究

(第

1報

)

ラ ッキ ョウの 引抜 き抵抗 力

岩

崎

正

美

石 原 昂

Studies on ttlechanical Harvesting of Baker's Garlic(I)

Puning Resistance Force of Baker's Garhc Plants

[asami lwASAKI*

*Dり

″励 ι

_{妨 げ}

4gπ

ε

ク

'肋

陶ι

and Akira lsHIHARA*

脆 θ

腕 り

,島

功 炒 げ

4卵

θ

"汐

レ

兜

Su圧

11■

ary

As the fundamental studies on mechanical harvesting of Baker's garhc,

the puning resistance force 、vas measured at the sand fields by the trial hfting equipment newly designed.

Some of the results obtained in the experiments are suHlmarized as follows,

1.Using li■

ing method(A),the percentages of the specimen which could

be puned up without the cutting of leaves during the growing state of

Baker's garlic plants, were as fonows

I(」

une 13) 67%

H(」

une 24) 94%

IⅡ (」

uly 8) 5%

On the other hand,hfting method(B),WhiCh removed the sand from the

bottom of the bulbs to the ground surface,showed a percentage of more

than 90%.

2 The maximum pulling resistance force of the root ttone Rrmax(kg)de

creased with the approach of the late stages of harvest

3. The speciinens which could be puned up were better developed in leaf growth and in the numbers of bulbs than those of the speciinens which could not be puned up

4. The resulttt of the multiple regression analysis on the effect of the maxl―

mum pulling resistance force Rmax(kg)revealed that the weight of bulbs

WVb(g)Was highly significant. ※農学部農用作業機械学研究室

1.緒

ラ ッキ ョウは

,無

潅水作物 と して不毛 の地 とされ ていた砂丘地 に多 く栽 培 されて い る粗放 的 な作物で ある。主 要産地 は

,鹿

児島・栃木 ・茨 城 ・鳥取 ・千 葉 ,福 井 ・宮 崎 ・静岡の各県 にまた が って い るが, 全国の栽培面積 はわず か 2,500 ha前 後 といわれてい る。鳥取 県では

,岩

美郡福吉[村お よび東伯君Б北 条町 の砂丘地 を中心 に栽培 されてお り

,特

に福 部村で は ラッキ ョウ組 合 を設立 して共同出荷 を行 ってい る。 さらに

,20∼

30 haの規模拡 大 を計画 して お り,構造 改善事業 によ るス プ リンクラーの設置 な ど, ラ ッキ ョウの 生 産 農 家 の 意 欲 は非 常 に大 きい。栽培 にお け る労 働 は

, 8月

の 種 球 植付 け と

, 5∼

6月 の収 穫・調整作業 に集 中 し

,な

かで も後者 は田植 え時期 と重複 し

,作

業 の省 力化・機械化 をせ ま られて い る。 ここで は

,ま

ず ラ ッキ ョウの収 穫 にあた って引抜 きに要す る抵 抗 力の測定 を行 ない省 力化へ の糸 口 を つ か も うとした。 なお

,本

研 究 の一 部 は昭和49年 度 文部 省科学研 究 費の補 助 によ るもので あ る。

2.現

行の収穫 。調整作 業 ラ ッキ ョウの品種 には, ラクダ 。玉 ラ ッキ ョウ・ 八 ツ房 などがあるが

,鳥

取 県内で は福部村 を中心 と した約140 haにラクダ1耳 し条 町 を中心 と した約80 ha に玉 ラッキ ョウが栽培 されて お り6),福部 村 と北条 町 とで は若千 で はあ るが

,収

穫 。調整作業 も異 なっ て い る。第1図に福 部村 にお ける作 業流 れ図 を示 す。 同図 において,まず根群切 断 は

,写

真1(a)。(b)に 示 す よ うな農家の考案 によ る黎 を改良 した根切 刃あ るいは市販 の根切 刃 を耕 うん機 に取 りつ け

,立

毛状 態 の ままで根切 り作業 を行 い

,根

群 の切断 および砂 の剪断 を生 じさせて引抜 き抵抗 力を減 じたの ち

,一

株 ずつ人 力によ り引抜 き根 群 に付着 した砂 を落 し, その ままあ るいは

,鎌

で茎 葉 と根 群 を切断 したの ち コ ンテナに収納す る。 また一部 では

,モ

ー アによ り ？ Ｆ ｆ ｒ   ｉ ｌ ｌ ↓ 引抜 き 。砂 落 し Lifting and removing of sand ↓ H又 納 Temporary ↓

←□

茎葉 切 断 Cutting off Of leaves

噺醜

牌

阿

ｚｏｎｅ

藝

的

ａｎｄｒ。。

↓ 回場内テ ン トまたは屋内

To tents in the field or farmer's house

・・……・洗 いラッキ ョウまたは荒 ラッキ ョウ VFashed or unwashed Baker's garlic bulbs

水洗 Washing

階級選別 Class separaing

芽止 め処理 Disbugging

砧

曇め

W旨

烈編

g

第1図 収穫以後 の作業流 れ図

Fig.1. F10、v chart Of Baker's garhc harvesting

コンベア式掘取機

Conveyer tJrpe digger

調 整 Processlng by hand

(a)望を改良 (a)ImprO、rement of plougll

写 真

1

根 切 PhOto.1, Digging 地上部 の茎葉 を切断後, コ ンベ ア形 式の市販 掘取 機 によ って掘取 り収納 す る方法 が と られて い る。 コンテナ は

,こ

の後 圃場 内のテ ン トまたは農 家 に運搬 され

,人

力によ り洗 い ラ ッ キ ョウまたは荒 ラッキ ョウの いず れ かに調整 され る。前者 の洗 い ラ ッキ ョウは

, 1球

ずつ分離 されて20∼27 mlnに調整 され る3)。 筆者等の調査で も標本数91球 で26.1± 3.4 mmであっ た。このの ち,加 工場 に集荷 され,水 洗 。階級選別 。芽止 め処理・計量 お よ び箱詰 めの後 出荷 され る。 また一菩I は塩漬 けにされて出荷 される。収 穫以 後 の一連 の作業 中

,最

も労働 力 を要 す るの は

,こ

の調整作 業で あ り

,各

方面で調整機 械の 開 発7)が試 み られ てい るが

,球

根 の形態 が不揃 いで あ るため姿 勢制御 を行 い難 く市販 の域 には達 してい ない。 そこで

,こ

の洗 い ラ ッキ ョウの調 整作業 を省略 して

,わ

ず かに茎葉 と 根群 を残 した荒 ラ ッキ ョウの出荷 が 増加傾 向 にあ る。 これは

, 1株

ごと に根群 が1.5∼2,Ocm,球根 と茎葉 が (b)上 田 式 (b)Ueda type digging blade

SM:サ

ー ボモ ー タ Servo mЭtOr

DM:差

動 変圧 器 Displacement meter 4.5∼ 5,Ocmで 全体 と して6∼7 cmの長 さに調 整 され る。今後共労働 力不足 か ら生 じるこの 傾 向は一 般 消 費者 向 けに対 して各 家庭 の手作 りの味 を楽 しむ こととも合致 して増加す る傾 向 にあ る と推 定 され る。 一 方

,北

条地 区では立毛状 態 で の ラ ッキ ョ ウを直接人 力によ り引抜 き

,そ

の場 で荒 ラ ッ キ ョウに調整す る場 合 と

,農

家 に持 ち帰 り洗 い ラ ッキ ョウに調整す る場 合 とに分 け られ, 圃場 内で の機械 力の導入 は あ ま りみ られ ない。

3.実

験装置 お よび方 法

1.試

作 引抜 き試験機 立毛状態 で の ラ ッ キ ョウの 引抜 き抵抗 力を測 定す るため

,第

2 図 に示 す よ うな引抜 き試験機 を試作 した1)。 これは

,茎

葉締付 け部 と4つの滑 車 か らなる ヘ ッ ドをロー ドセルに接続 した機構 で

,ヘ

ッ MS:マイ クロス イ ッチ MicrO switch LCIロー ドセ 'レ LOad cell i I

Ⅲ

￨ ｄ 刃 ｂｌ_ａ 第2図 引抜 き試験機 Fig.2. Trial hFting equipment.

ドの上下駆動 は

,サ

ーボモー タによった。茎葉締付 け部 は 2ケ の コイルス プ リングによ り締付 け力 を調 整で きる構造 と した。 引抜 き抵抗 力は ロー ドセ ルで, 茎葉締付 け部 の変位 す なわち, ラ ッキ ョウの鉛 直変 位 は差動変圧器 で各 々検 出 し

,ス

トレンメー タをか ぃ して

X一

Yレコー ダに記録 した。茎葉締付 け位置 は

,地

表 よ り約10cln上方で

,ヘ

ッ ドの速 度 は1.5cm/ secと した。

2,実

験方法 圃場 は

,鳥

取 県 の ラ ッキ ョウ栽培 地帯で あ る岩美郡福 部村 の砂丘地 で あ る。実験 は, 同一 国場 (種球 用 圃場

)で

昭和49年 の収 穫期 に入 っ てか ら

,I(6月

13日)Ⅱ (6月24日

)Ⅲ

(7月 8 日)の3回に分 けて行 った。各試験 日毎 の 圃場 条件 を 表 1に 示 す。引抜 き試験 は第3図に示 す よ うな

(A)

表

1圃

場 条 件

Table l. Field cOndition

深 さ(Cm) Depth 合水比(%) rvloisture content ※硬 度 Hardlaess (kg/cm2) 湿潤密 度 、ハret

薩

,湘

I (」une 13) 0 3.20 4.29 Ⅱ (」une 24) 0 6.43 6.64 0,7 1.86 皿 (July 8) 0 0.2 5.64 ※山中式上壌硬度計による。 ※Yamanaka type soil har(hess tester

第3図 引抜 き試験方法 Fig.3. Pulling test methods,

立毛状態での鉛直上方への引抜 き抵抗力

(B)球

根 底部 より地表までの砂 を駅 り除いた根群による引抜 き抵抗 力の測定について行い

,標

本はランダム抽 出 とした。なる,試験方法(B)において取 り除いた砂の 範囲は,立毛状態での引抜 きの際,剪断 によ り生ず る 砂 の盛 り上 が り範囲す なわち予備実験で

,ほ

ぼ25cm の直径範囲内であつたためその部分 をとり除いた。 引抜 き試験 と同時に

,引

抜 き抵抗 力に影響 をおよば す と考えられるラッキ ョウの各形態の測定 を合 わせ て行 った。写真2に圃場 における試験状況 を示 す。 写真

2

試作機 による引抜 き試験 Photo.2. ヽこeasurement of puning resistance

force by the trial equipment.

4.実

験 結 果 お よび 考 察

1.ラ

ッキ ョウの形 態 地 表面 か ら球 根 底 部 まで の深 さ,すな わ ち球 根 深 さD(mm)は,母平 均

mの 95%

D (mm)

第4図 球 根 深 さDの度 数 分 布

Fig.4. Histogram of bulb depth in sand(D).

あ ０ ミ ω 戸 ヴ ０ ﹁ 随   ︺喩 取 哩

信頼 区 間で108≦ m≦ 116 mmの範 囲 にあ った。 第 4 図 に球根深 さDの度数分布 曲線 を示 す。 第5図には, 試験 日別 によ る

1株

当 りの球根 数Bn(球),球根 重量 18 16 14 12 10

I I

Ⅲ 」une13)(June 24)(Jdy 8) 第5図 収 穫期 にお け る形 態

Fig.5,FOrms in harvesting season.

Bn:Numbers of bulbs Wb:Bulb welght(g) Ln i Numbers of leaves

Wb(g),茎

葉 数

Ln(枚 )を

示 す 。 本 供 試 圃場 は, 8月 に 植 え る種 球 用 の 圃場 で あ り

,通

常5月末 か ら 6月 末までの約 1ケ 月間の収穫期間において

,分

球 ・肥大が行われていることがわかる。逆に茎葉数は 減少傾向を示 している。

2.立

毛状態 における引抜 き抵抗 力 第6図に,

X一

Yレ

コー ダによ る引抜 き試験方法

(A)の

引 引抜 き抵抗 力

R(kg)と

,鉛

直変位X(cm)の記録例 を示す。同図(a)が引抜 き可能で あった標本例,(b) が茎莞破断の例 を示す。引抜 き可能のこの標本では, 鉛直変位

X=1.3(cm)で

最大引抜 き抵抗力

Rmax=

D=80(mm)I D=130

彗肇

1隷 IИ

掌勢

0 2.0 4.0 6.0 8.U 2.0 4.0 (a)引抜 き可 Puled up X (cm) (b)引抜 き不可 Not pulled up 第 6図 記 録 例

Fig.6.Relationship between puning resistance force and displacement.

8.9(kg)を示 し

,以

後順 次根 群 が破 断 され鉛 直変位 X=6.5 cln程度持 ち上 が って根群 による抵抗 力がな くな り, ラ ッキ ョウの全重量

W(g)と

根群 に付着 し た砂 との利 が示 され ることになる。同図 (b)の 茎葉 破 断例 につ いて は

,茎

葉 が破断 され ると同時 に抵抗 力は な くな り

, 1株

あた り茎葉 の 最大 引張 力

Pmax

(kg)と その ときの鉛 直変位

X(cm)が

得 られ る。球根 底部 よ り地 表面 まで の砂 を取 り除 いた状 態での引抜 き試験 方法

(B),す

なわ ち根 群の みの 引抜 き抵抗 力 の測 定 につ いて も同様 の記録 が得 られた。 表

2

引抜 き可能割合 (%)

Table 2.Successful harvest percentage of bulbs without the cutting of leaves

(A and B test mehods were shown in Fig.3) 表2は

,試

験 日別 に引抜 き可能であった標本 と茎 葉の破 断 した標本 とに分けて

,引

抜 き可能割合 (引 抜 き可能標本数

/全

標本数

)を

百分率で示 したもの である。これから球根底部 より地表までの砂 を取 り 除いた試験方法(B)1こよる引抜 き可能割合は

90%以

上の高い値 を示 している。試験 日Ⅲにおいて試験方 法

(A)で

5%と

低いのは

,茎

葉の凋 落がすすんでい ることと

,球

根肥大 による引抜 き抵抗 力の増大が考 Ｒ ・ Ｐ ｋｇ Ｂれ は Ｗ ｔｇ Ｌ ｎ 倣 A B I 67 ￨

100

Ш 5

えられる。第

7図

(a),(b)に 各 試験 日毎の試験方法 (A)における最大引抜 き抵抗力

Rmax(kg)と

試験方 10 Rmax. (kg) 8 6 4 8 Rrmax, (kg) 6 4 2

I

Ⅱ

Ⅲ

(」une 13)(June 24) (July 8)

第7図

Rmax.お

よびRrmax.の母平均95%信頼 区間

Fig,7,95,か confidence interval of populatiOn mean

Of Rmax and Rrmax

法(B)における根群のみ による最大 引抜 き抵 抗 力

Rrmax(kg)の

母 平 均 の

95%信

頼区間を示す。試験 日Ⅲにおける

Rmax(kg)は

,引 抜 き可能 な標本数が 少ないため省略 した。同図から

Rmaxお

よび

Rrmax

とも収穫末期に近づ くにつれて明 らかに減少傾向を 示 してお り, とくにRrmaxの減少は

,根

群の成長が 停止 して休眠期 に入 りつつあることをうかがわせる5送 また

,表

3に各形態間と最大引抜 き抵抗 力

Rmaxと

の相関係数行列 を試験 日

I,1に

つ いてのみ示す。 試験 日を問わず形態 間においては

,球

根重量

Wbと

球根長径・短径a・bぉ ょび茎葉数Lnと球 根 数

Bn

とに比較的強い相関関係が認め られる。 また球根深 さDと 各形態間にはほとんど相関関係は認め られな い。そして最大引抜 き抵抗力

Rmaxは

形 態 間の うち で

,球

根重量

Wbと

やや強い相関がある。 次に,引抜 きが不可能 な標本 における1本当 りの茎 表

3

相関係数行列

Table 3. CorrelatiOn cOefficient matr

a・b i Bulb dlameter(mm)

Rmax:Maximum pding reshtance force(kg)

葉 引張 り強 さ

Pmax/Lnは

,試験 日Iにおいて,母平 均

mの 95%信

頼 区間で0.15≦m≦0.49(kg/本)同じ くⅢ において0.27≦ m≦0.38(kg/本 )の 範囲 にあっ た。 なお前述 の よ うに本供試 圃場 は種球用 圃場 で あ り

,球

根肥大 を促 進 させ るため栽培 管理 面特 に施 肥 において一般 の圃場 と若千 の相違 があるとみ られ61 筆者 等の観察 で は

,他

の 圃場 と比較 して茎葉 の凋落 が遅 く, さらに供試 圃場 内 において も

,茎

葉 の色 あ るいは枯死 の状 態 が一律で なか つた。 表

4

引抜 き不可 (P)お よび可 (R)別 による形態の平 均値 と標準偏差

Table 4. Mean and standard deviatiOn of forms of P(not pulled up)and R(puned up)

＼ Wb Ln P 34.2± 7.8 38.3三L21.1 18.2=L10.0 十一 R 41,8圭 8.4 39.2=と16.5 訊 .1± 14.0 15。8± 6 1 表4は,試験 日IにFohける引抜 き可能標本 と,茎葉 破 断の標本 とを分 けて

,各

形態 の平 均値 と標準偏差 をみた もので あ る。同 表 よ り各 形態 のバ ラツキ は大 きいが

,明

らか に生育 の悪 い ラ ッキ ョウが一 般 に引 抜 き不可能で あることを示 して い る。また,最 大茎葉 引張 力 Pmaxと 茎葉 数Lnの相 関係数 は 0,88を 得 た。 なる

,Rmaxお

よび

Pmaxに

至 る まで の ラ ッキ ョ ウの鉛直変位

XR,XPは

,母

平 均

mの

95%信

頼 区問 で各 々1.3≦ m≦2.6(cm)および0.9≦ m≦1.9(cm) の範 囲 にあった。

3.重

回帰 分析 による引抜 き抵 抗 力の推 定 立毛 状 態で の引抜 き抵 抗 力に影響 をお よばす と考 え られ る因子 は

,砂

地 の物理性

,試

験 日お よび ラ ッキ ョウ の各形態 が挙 げ られ る。 ここで は, 目的変数 と して ＼ D Bn hrb Ln a・b Rmax D ＼ _＼ -0,06 -0.轡 -0.36 Bn ＼_＼ 0.63 0.30 Wb Ln 0.25 ＼ _＼ 0,64 ＼ ＼ Rm雰 0.22 0.M 牟 ↓ ｔ ヽ ヽ ヽ ヽ ヽ ヽ ヽ ４ １ ∼ ！ 寺 ヽ ヽ ヽ ヽ ヽ ４ Ｉ Ｉ Ｉ ト ー ー ｉ ｔ

最大 引抜 き抵 抗 力

Rmaxお

よび根 群の最大 引抜 き抵 抗 力

Rrmaxを

あげ

,こ

の変動 を説明するために説 明 変数 と して

,試

験 日T(日

),球

根深 さ

D(mm),球

根 長径・短径a・

b(mm),球

_根重量

Wb(g),茎

_{葉 数}

Ln(枚

),球 根 数

Bn(球

)をと りあげ

,そ

の影 響 が1 次式の関係で 表 わ され るもの とす れば

,次

式の よ う な回帰 式 を得 る2と

Rmax,Rrmax=β

。+βlT tt β

2D+β

3a・

b+

β

4Wb+β

5Lntt β

6Bn+ε

…………・(1) ここに εは誤差で偶然的 な原因 による変動部分 を 表わす確 率変数で あ りその期待値 は

0で

あ る。βOは 回帰定数l βl∼β6は目的 変 数 の 説 明変数 に関す る 偏 回帰係 数で

,こ

れ らを未知母 数 として推 定 し検定 を行 ない

,二

つ の試験方 法

(A)お

よび(B)において 引抜 き可能で あ った112組の デー タに回帰 式 をあて はめて計算 した。 なお

,試

験方 法(B)におけ る球根 底部 か ら地 表面 までの砂 をと り除 いた標 本 につ いて は

,D=O mmと

した。 これ らの計算結果 を表5の分 散分析表 に示 す。 表

5

分散分析表 Table 5. Analysis Of variance

自 由 度 D・ F 平 方 和

S,S

”

Ｍ・Ｓ

F 回

帰 RegressiOn 残 差 Residual 全

体 TOtal 840,9 390.5 1231,4 140.2 3.7 37.69+* となり

,平

均値

01分

散 1の 基準化 した値か ら求め た標準偏回帰係数 β(∼β `は Eα (kg)4 2 0

-2

-4

-6

10 8 6 4 を得た。個々の偏回ll■_{係数の有意性 を}t検_{定 によっ} た結果

,試

験 日

T,球

根深 さ

D,球

根 重量

Wbに

99

%の

確 率 で 有意性 が認 め られた。標準偏 回帰係数 β `-6か ら

,球

根重量

Wb,球

根深 さ

D,試

験 日

Tの

順 に引抜 き抵抗力に強い影響をおよば していること 6 第8図 回帰推定値Reと残差Eαの散布図 Fig.8, Distribution Of regression estimate value

(Re)and residual(E al,

が わ か る。 第8図は

_,得

られ た偏 回帰 係 数 βl∼6を (1)式に代 入 して112組の 実験 デー タか ら

,最

大 引抜 き抵 抗 力

Rmaxお

よび

Rrm感

の 回帰 推 定 値Reと,実 測 した

Rm感

お よびRrmaxとの差 で あ る残 差Eαと の関係を示 したものであり

,重

相関係数0.82を得た。 次に試験 日毎に各形態の母平均の範囲を(1)式に代入 Rm嵌 Rrmω( (kg) 争 ― 一 ― ■ 、lmavYl. 1 ↓

I

Ⅱ

Ⅲ (June 13)(」une 24) (July 8) 第9図

Rmaxお

よび

Rrmaxの

推 定値 Fig.9,Estimate value of Rmax and Rrmax.

して

Rmaxお

よ び

Rrmaxの

推 定値 の 範 囲 を 第

9図

に示 した。 これ か ら球 根底 部 よ り地 表面 まで の砂 に

よる引抜 き抵抗 力はほぼ2.0∼4.8 kgの 範囲にある

す と考えられる因子の うちで

,球

根重量

Wbに

よ る

￨

ことがわかる。 なお本分析においては

,土

壊物理性

影響が強いことか重回帰分析の結果判 った。

￨

の影響を無視 して説明変数に加えなかったが

,経

験 参 考 文 献

1

的に降雨後 における根群への秒付着量の多いことか

'

_{ら特に圃場合水比の変化により引抜 き抵抗力は影響}

_1.岩

崎正美 。石原 昂

,1975,根

菜類の引抜 き抵

￨

されるもの と考えられる。 抗 力

.農

業機械学会誌 。

37-(1):76-80.

5.摘

要

2.奥

野忠―・久米 均・芳賀敏郎・吉沢 正. 1972.多変量解析法 。日科技連

.p.25-157.

ラッキ ョウの収穫省力化への基礎的実験 として引

3.サ

￨1上一郎

.1974.ラ

ッキ ョウー利用にあわせた 抜 き試験機 を試作 して

,立

毛状態での引抜 き抵抗 力

っ くり方―

.農

文協

.p.98∼

100. を測定 した。

4.佐

藤一郎 ・田辺 賢二

.1971.砂

丘地 におけるラ

1,試

験

A方

法での引抜 き´可能割合は

, 1(6月

ッキ ョウ栽培 に関す る研究(第

3報 ).砂

丘研究所 13日

)=67%, H(6月

24日

)=94%,

Ⅲ (7月

8

幸R告 。

10:1∼

5, 日

)=5%で

あったが

,球

根底部 よ り上部の砂 を取

5,一

一一― °山根昌勝 。

1974.砂

丘地 におけるラ リ除いた

B方

法による引抜 き可能割合は

90%以

上で

ッキ ョウ栽培 に関す る研究(第

5報 ).砂

丘研究所 あった。 報告

,13:31-37.

2.根

群の最大引抜 き抵 抗 力

Rrmax(kg)は

,収

6.第

23次 鳥取農林水産統計年鑑

.1976.鳥

取農林 穫末期に近づ くにつれて減少傾向を示 した。

統計協会

,p.50.

3.引

抜 き可能 な標本は

,不

可能 な標本に比べて

, 7.藤

井嘉儀 ・佐藤一郎・石原 昂 。1973.ラ ッキ 生育が良好で特に茎葉数

,球

根数 が多かった。

ョゥ調整加工機の導入 と農業経営の変革(第1報).

4.最

大引抜 き抵 抗 力

Rmax(kg)に

影響 を及ば

砂丘研究所報告

.12:5-12.