水田の未来を拓く地下水位制御システム（SCS）導入ガイド：環境負荷を減らし、効率的な水管理を実現
持続可能な水稲栽培への一歩：地下水位制御システム（SCS）とは
日本の農業において、水稲栽培は長い歴史と文化を持つ重要な営みです。しかし、近年では気候変動への対応、農業用水の効率的な利用、そして労働力不足といった課題に直面しています。特に水管理は、栽培期間を通じて多くの労力を要する作業であり、環境負荷との関連も指摘されています。
このような背景の中、持続可能な水稲栽培の実現に向けた技術として注目されているのが、「地下水位制御システム（SCS：Subsurface Water Management System）」です。このシステムは、水田の地下水位を効果的に管理することを可能にし、従来の地上からの水管理に比べて、環境負荷の低減と作業効率の向上を両立させる可能性を秘めています。
長年農業に携わってこられた皆様の中には、新しい技術の導入に少なからず不安を感じる方もいらっしゃるかもしれません。SCSは比較的新しい技術であり、具体的な仕組みや導入による効果、導入コストなど、不明な点も多いことと存じます。本記事では、SCSの概要から導入のメリット・デメリット、具体的な事例、費用や利用可能な支援策まで、導入検討の際に役立つ実践的な情報を提供いたします。
地下水位制御システム（SCS）の仕組み
地下水位制御システム（SCS）は、水田に設置された暗渠（あんきょ：地中に埋設された排水管）を単なる排水路としてだけでなく、給水管としても利用することで、地下からの水の供給と排出を制御するシステムです。
基本的な構造は、圃場（ほじょう：田んぼや畑などの農地）に格子状などに埋設された暗渠と、圃場の端に設置される給排水口、そして水位を調整するための水位調整栓などから構成されます。給排水口で水位を調整することで、圃場全体の地下水位を一定の範囲でコントロールすることが可能になります。
従来の水田管理では、主に畦畔（けいはん：あぜ）の水口や排水口から水を出し入れして水面水位を管理していました。これに対し、SCSは地中の暗渠を通して水を管理するため、水面が見えない状態でも土壌水分を適切に保つことができます。
環境負荷低減への貢献
SCSの導入は、いくつかの側面で環境負荷の低減に貢献します。
- メタンガス発生抑制: 水田からのメタンガス発生は、地球温暖化の一因とされています。メタンガスは、水が張られた嫌気的な土壌（空気が少ない状態の土壌）で多く発生します。SCSを利用すると、土壌表面に水を張る「湛水」（たんすい）期間を短縮したり、「間断灌漑」（かんだんかんがい：水田に水を張ったり抜いたりすることを繰り返す水管理）を容易に行ったりすることが可能になります。これにより、土壌を好気的な状態にする時間を増やすことができ、メタンガスの発生を抑制する効果が期待できます。
- 水使用量の削減: SCSでは、土壌が必要とする水分量を地下水位として維持するため、常に水面を張る必要がありません。また、必要な時に必要なだけ水を供給できるため、無駄な給水や排水を減らすことができます。これにより、農業用水の使用量を削減し、貴重な水資源の保全に貢献します。
- 肥料成分の流出抑制: 適切な地下水位管理により、土壌中の肥料成分が必要以上に地下へ溶け出して流出することを抑制できます。これは水質汚染の防止につながります。
導入のメリット・デメリット
SCSの導入には、環境面だけでなく、農業経営における様々なメリットといくつかのデメリットがあります。
メリット:
- 水管理の省力化: 圃場に直接入って水口や排水口を開閉する手間が大幅に削減されます。システムによっては遠隔での水位調整も可能になり、水管理にかかる労働時間を削減できます。
- 生育促進・収量安定化: 土壌水分を適切に管理することで、作物の根張りが良くなり、生育が安定します。これにより、品質や収量の向上が期待できます。
- 転作・二期作の可能性拡大: 稲刈り後の落水や圃場の乾燥が容易になるため、大豆、麦、野菜など、他の作物への転換や、同じ年に二種類の作物を栽培する二期作が取り組みやすくなります。これは経営の多角化や収益性向上に繋がる可能性があります。
- 作業効率向上: 適切な排水により圃場が乾きやすくなるため、収穫作業などが効率的に行えます。
- 環境負荷低減: 前述の通り、メタン発生抑制や節水効果が期待できます。
デメリット:
- 初期投資コスト: SCSの導入には、暗渠の設置工事やシステム機器の購入など、初期費用がかかります。
- 圃場条件による制約: 勾配が急な圃場や土壌の種類によっては、システムの効果が得られにくい場合があります。導入前に専門家による適性評価が必要です。
- システム管理の必要性: システムが適切に機能するよう、定期的な点検や調整が必要になります。
- 地域との調整: 地域の水利組合など、共同で農業用水を利用している場合は、SCSによる水管理が他の圃場に影響を与えないよう、事前の協議や調整が必要になることがあります。
具体的な導入事例と手順
SCSは、新規に整備される圃場への導入はもちろん、既存の水田を改修して導入することも可能です。
導入手順の一般的な流れ:
- 情報収集と検討: SCSの仕組みやメリット・デメリットを理解し、自身の圃場や経営方針に合うかを検討します。普及指導機関やメーカー、先行導入事例などから情報を集めます。
- 圃場診断と設計: 導入を検討している圃場の地形、土壌、地下水状況などを専門家が調査・診断します。診断結果に基づき、最適な暗渠の配置や給排水口の位置、システムの仕様などを設計します。
- 施工: 設計に基づいて、暗渠の埋設工事、給排水口の設置、水位調整装置の設置などの工事を行います。
- システム設定と運用開始: システムの設定を行い、水管理を開始します。最初はシステムに慣れるまで、水位の調整方法などを確認しながら運用を進めます。
- 運用後の評価と調整: 実際にシステムを運用しながら、作物の生育状況や水管理の状況を評価し、必要に応じて水位の目標値などを調整していきます。
導入事例:
近年、水田の汎用化（水稲だけでなく他の作物も栽培しやすくすること）や、労働力削減、環境負荷低減を目的に、全国各地でSCSの導入が進められています。既存の老朽化した暗渠を更新する際にSCSの機能を追加したり、区画整理に合わせて導入したりする事例が多く見られます。特に、排水性の悪い圃場や、水管理に手間のかかる圃場での導入効果が大きいとされています。導入後は、期待通りの省力化や生育改善効果が得られたという報告がある一方で、圃場条件によっては設計通りの効果が出にくいケースもあるため、事前の診断と計画が重要です。
費用対効果と利用可能な補助金・相談先
SCSの導入にかかる費用は、圃場の面積、既存施設の状況（暗渠の有無や状態）、導入するシステムの仕様（簡易なものか、自動化が進んだものか）などによって大きく異なります。一般的には、数十万円から数百万円/ha程度の初期費用がかかることが想定されます。
費用対効果を考える際には、初期投資だけでなく、導入によって得られるメリットを総合的に評価することが重要です。例えば、水管理の省力化による人件費の削減、収量・品質向上による収入増、転作・二期作による経営拡大、そして将来的には環境負荷低減に対する評価や支援策なども考慮に入れることができます。
SCSの導入を支援するための国の補助金制度や、各自治体独自の支援策が用意されている場合があります。これらの補助金は、環境保全効果の高い営農活動への支援や、農業の競争力強化、担い手支援などを目的としています。具体的な制度の内容や申請期間、要件は年度や地域によって変動するため、最新情報を確認することが重要です。
情報収集や相談先:
- 地域の普及指導センター: 最新の技術情報や地元の補助金情報に詳しく、圃場条件に合わせたアドバイスが期待できます。
- 農業機械メーカー・建設業者: SCS関連機器を取り扱っているメーカーや、施工実績のある建設業者に相談できます。
- 農業協同組合（農協）: 地域の農業情勢や組合員のニーズを把握しており、情報提供や相談に対応しています。
- 国の関連機関: 農林水産省のウェブサイトなどで、全国的な補助金制度などの情報を確認できます。
これらの相談先を活用し、自身の圃場や経営状況に最適なSCS導入計画を立てることが成功への鍵となります。
まとめ
地下水位制御システム（SCS）は、水稲栽培における環境負荷（特にメタンガス発生や水使用量）を低減し、同時に水管理の省力化や作物の生育安定化、さらには転作・二期作の可能性拡大にも貢献する技術です。
初期投資は必要ですが、長期的な視点で見ると、労働コストの削減、収益性の向上、そして持続可能な農業への貢献といった様々なメリットが期待できます。導入にあたっては、自身の圃場条件への適性、導入コスト、そして利用可能な補助金などを十分に検討することが重要です。
新しい技術への取り組みには不安が伴うものですが、SCSは多くの地域で導入事例が増えており、その効果が実証されつつあります。まずは情報収集から始め、地域の専門機関や先行導入者の声を聞くことから、持続可能な水稲栽培への新たな一歩を踏み出してみてはいかがでしょうか。