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1 中小農家が使いやすい栽培ナレッジ共有オープンシステム開発と検証 研究成果名 : 現場のつまづきを画像で見つけるエダマメ栽培支援システム 28 年度研究成果報告 平成 28 年 2 月 15 日中小農家が使いやすい栽培ナレッジコンソーシアム研究代表者 : ハンサムガーデン株式会社構成員 : 国立大学法人東京大学株式会社日本情報化農業研究所ロート製薬株式会社

2 目次 1. 研究目的と背景 2. 研究実施体制 1. ( 計画 補完研究の連携状況 ) 3. 研究期間全体の研究計画評議委員指摘への対応 4. 研究期間全体の研究成果 5. 社会実装の状況及び 今後の社会実装に向けた対応

3 2017年4月~装検討1. 研究目的と 背景 研究の背景 エダマメ栽培のノウハウを導入 ICT 画像記録 環境計測を提案課題 1 導入シナリオ営農資源獲得課題 2 a. 成果定量化課題 3 a. 栽培ノウハウ a. 活用農家像 b. 現場の教育 b. 収益性は? c. 裏作は? b. 産品販売先 エダマメ栽培が有効じゃないか? 課題 1 営農資源 ( 人 ノウハウ ) 獲得課題 2 成果の定量化 営農収益性課題 3 どのように成果実装するのか実2016 年度の 研究目標 (1) 土壌水分 気象情報の活用方法を探る KOSEN ネットワーク開発中のものを含め 簡易ウェザーステーションからのデータで エダマメ栽培に活用すべき要点や組み合わせはどこなのか 成果につながる運用方法を絞り込んで検証することが今年の目的になってきました (2) 画像 ICT 共有ツールの実用的な活用方法を探る これまでの研究で撮影画像の学びと画像に紐づいた議論が集まりやすい仕組みは実現しつつあります どの部分が生産改善につながるのか 実効的な活用要点を探ることが今年の目的になって参りました (3) 研究成果を実装する方法を探る 画像と議論を活用するツールと土壌水分 気象情報を栽培に活用する研究成果を有価サービスとして農業経営体に採用してもらい 成果をあげる有効な事業化プランの組立が必要になってきました

4 2. 研究実施体制 1. ( 計画 補完研究の連携状況 ) 中小農家が使いやすい栽培ナレッジコンソーシアム ハンサムガーデン株式会社 研究目標 A. センサネットワークを圃場に導入 有効な運用手法の研究 研究目標 B. 栽培画像と環境データの共有 運用管理方法を研究 研究目標 C. エダマメ栽培で状況と環境データを記録 共有による実用性を検証し 導入メリットの訴求から他作物への応用を検討する 日本情報化農業研究所 画像データベース提供 計測指標開発と指導 連携研究機関 三重大学土壌水分センサー活用方法アドバイス 中部大学土壌水分拾い出し方アドバイス ロート製薬株式会社 知財アドバイス 国立大学法人東京大学大学院情報理工学系研究科附属ソーシャル ICT センター データ共有環境でのセキュリティ機能方針立案 KOSEN ネットワーク簡易気象ステーションの提供 名古屋大学 e- 栽培暦エダマメ版の構築土壌水分センサーの運用方法アドバイス

5 3. 研究期間全体の研究計画 研究項目平成 26 年度平成 27 年度 計画 A. センサネットワークを圃場に導入 有効な運用手法の研究 (1) センサネットワークの要件定義 平成 28 年度 (2) 連携研究拠点開発機器の活用 導入効果の検証 (3) 計測調整手順の標準化 (4) センサネットワークの機能評価 機能設計 (5) モニタリングデータの有効指標決定 (6) 機器校正方法の標準化と指導要領立案および現場指導 (7) 協力農家に ICT 導入前後の評価リサーチ 日本情報化農業研究所 日本情報化農業研究所 B. 栽培画像と環境データの共有 運用管理 ( 栽培データ共有システム ) 方法を研究 (1) 共有システム要件定義 (2) システムセキュリティ導入 (3) 共有システム アプリ設計 開発 (4) 共有システム アプリ製造 (5) システム アプリ運用指導要領立案 指導 (6) 共有システム機能修正 C. エダマメ栽培で状況と環境データを記録 共有による実用性を検証し 導入メリットの整理 (1) 農場の枝豆栽培の作付計画 (2) 農場の枝豆栽培の整備 (3) 農場での計測設備設置 (4) モニタリングの標準化 ( 技術指導 (5) モニタリングデータの校正 管理 (6) 体験回数の差による有効性検証 東京大学大学院 日本情報化農業研究所 日本情報化農業研究所

6 A. センサネットワークを圃場に導入 有効な運用手法の研究 目標 -1.) Kosen ネットワーク様の気象ステーションの試験運用 -2.) 試験ハウスを 4 区画に灌水ルールを分け生育比較 -3.) エダマメ農家のメリット整理 実施内容 KOSEN 気象センサー 潅水条件別生育比較 未経験者栽培取組 土壌水分センシング 低消費電力モデル 協力農家を含め 3 箇所の圃場に設置 雨量 気温を記録するもの a.) 適宜潅水 b.) pf 値 2.7 以上潅水 c.) その 5 日後に潅水 d.) 水はやらない この 4 区画に区切って 収穫量を比較するもの 画像データベース利用と 圃場センサネットワークからの情報を頼みに栽培未経験な学生 13 名が 7a の試験区画で枝豆栽培 システムを活用するメリットを整理 未経験学生による エダマメ栽培 販売トライアル Arduino+ 太陽光パネル + カーバッテリーと TDR センサーの組み合わせ 太陽光パネル使わない 低消費電力 +920MHz 通信 + 小型バッテリー駆動モデルの試験運用 ROHM 社 : ラズライト +WiSun(920MHz 通信 ) 提供 SHARP 社 :GW 装置提供

7 4.1 研究期間全体の研究成果 (1)a 中山間地農業で分散する畑の水やりタイミングを知る ICT 手段 研究成果 畑に設置した簡易気象ステーションと土壌水分センサーノードから 測定データを継続的に記録 回収する仕組みを開発 エダマメ栽培期に 0.5 mm以上の雨が降らない晴天が 4 日以上続いて 栽培土壌の体積含水率が 25% を下回った時に エダマメの姿に乾燥ストレスが想定される小頂葉のうらがえり等が確認され 水やり適時と判断しました エダマメは花が咲いてからの水やりを管理することで収穫量があがる事が知られています 土壌の乾燥具合と晴天日が続く状況を追いかけることで 収穫量向上につながる水やりタイミングの判断手法になるものと期待できます 水分データはスタッフスマホがセンサーノードから bluetooth 経由で回収 エダマメ草姿から乾燥と水やり適期を判断

8 4.2 研究期間全体の研究成果 (1)b とぎれないエダマメ栽培の為の栽培記録 研究成果 13 グループに分けて 品種はノウヒメ タンクロウ 丹波黒の播種から開花 収穫までの栽培暦情報を記録した 第 1 グループ (3/22 播種 ) から第 4 グループ (4/23 播種 ) まではビニールハウスで 以降第 5~ 第 13 グループまでは露地で栽培した この記録を長期的に記録して 農家が参照できる精度の良い栽培暦製作に取り組んでゆく予定である 2016 年エダマメ栽培暦記録データ 属性開花収穫播種グループ品種日付積算温度日付積算温度 第 1 ノウヒメ ハウス 3/22 5/ / 第 2 ノウヒメ ハウス 4/5 5/ / 第 3 ノウヒメ ハウス 4/15 6/ / 第 4 ノウヒメ ハウス 4/23 6/ / 第 5 ノウヒメ 露地 4/30 6/ / 第 6 ノウヒメ 露地 5/19 7/ / 第 7 ノウヒメ 露地 6/4 7/ / 第 8 ノウヒメ 露地 6/8 7/ / 第 9 タンクロウ露地 6/15 7/ / 第 10 タンクロウ露地 6/24 7/ / 第 11 タンクロウ露地 7/3 7/ / 第 12 ノウヒメ 露地 7/13 8/ / 第 13 丹波黒 露地 6/8 7/ /

9 実施内容 その 2.B. 栽培画像と環境データの共有 運用管理 ( 栽培データ共有システム ) 方法を研究 目標 -1) 現場判断に使える画像情報を記録する手段獲得 -2) 生産効率向上につながる栽培要点を栽培スタッフに記録してもらう方法整理 -3) エダマメ栽培の改善に結びついた要点の整理 実施した取組み 確認チェックポイントや作業の要点を確認できて 漏れなく 無駄なく作業成果をあげる学びの仕組として 現場で閲覧を目的としたエダマメ栽培フレームワーク 栽培虎の巻 を整備 栽培スタッフが確認チェックポイントの参考画像 ( 過去画像 ) を見て 現場スタッフが現状や違和感のある圃場の画像を記録 オンラインで議論を持つ仕組みを整理した 記録写真の基本的撮影フレームワークをルール化 半逆行 撮影ポイント決め 定点観測フレームワークを整理している 栽培虎の巻の作成 共有もれなく ダブりなく 栽培の要点を確認できる画像マニュアルを作成 作業指図と作業 虎の巻 パーマリンクをスタッフスマートフォンに送付する作業支援を仕組み化 栽培画像 記録ルール栽培課題の安定多収につながる要点とそうでないポイントを過去データを整理 記録すべき栽培要点を撮影記録してもらうルールを決めて 栽培スタッフが運用 粗放と管理栽培の比較安定多収につながる要素を粗放と管理栽培両方を行い 収穫量の比較を実施中 品種 : 丹波黒収穫 10/10 予定 粗放 管理 圃場整備 育苗管理 粗放と管理栽培での収穫量比較を実施中

10 4.3 研究期間全体の研究成果 (2) 1. 分類 検索に備えて写真を撮るアプリを開発 7,935 点の現場発生写真 1RFID タグにタッチ 2 対象を撮影 研究成果 1,100 もの紐づく議論が発生 活用できる画像と紐帯議論を 221 点 記録写真の振り返りや活用に活かせる写真記録を目的として 作業者に RFID 立札タッチしてもらうと属性情報が読取られ 以降撮影する畑の画像に 自動分類キーワード紐づけする撮影アプリを開発 3 記録写真と紐もづく議論 畑場所 品種 タネ蒔の日時を持たせ 後で検索しやすくなるように工夫しました 通信コスト対策で作業者のスマートホンが wifi 環境範囲に入ってくると記録画像を自動転送する仕組みも追加しました こうした組合せの実施で PC 操作に不慣れな栽培スタッフでも 結果 2 年で 7,935 点の写真画像と 1,100 ものコメントを記録 その中から 221 点の活用できる画像と議論を絞り込むことができました

11 評議委員コメント対応 2 1 実施内容 収量の増加等にどの様な作業等が有効であったのか その因果関係を定量的に明らかにすること -1. 育苗 灌水 土寄 の収穫量比較露地栽培 品種タンクロウ 7/3 播種 9/2 収穫したグループで灌水と土寄を定期的に管理した管理区と粗放区の収穫量を比較した 収穫の比較項目は 主茎長 (cm) 主茎節数 莢数 (1 粒 2 粒 3 粒 規格外 ) 莢総重量とした 5 株 2 か所の平均値を表に示す 管理区が莢重量 可販率ともに粗放区を上回った 水分適切苗 品種タンクロウ圃場 6 エダマメシーズン9 収穫調査播種収穫主茎長節数莢 1 粒莢 2 粒莢 3 粒規格外莢重量粗放区 6/15 9/2 31.3cm g 管理区 6/15 9/2 33.6cm g ア ) 管理区 イ ) 粗放区 過水分苗

12 4.4 研究期間全体の研究成果 (2) 2. 栽培要点を整理したエダマメ栽培の指図書を作成 配布 エダマメ栽培の ( 指図書 ) として配布 これらの共有と作業スタッフへのノウハウ定着成果を確認した オンラインで参照できる指図書 研究成果 ( 指図書 1) 硝酸態窒素簡易測定手順 (RQ フレックス編 ) ( 指図書 2) 畝たて作業機 畝幅調整手順 ( 指図書 3) エダマメ播種 ( 育苗用 ) 手順 1tba180/detail ( 指図書 4) エダマメ ダイズ育苗潅水手順 ( 指図書 5) エダマメ ダイズ苗定植手順 ail ( 指図書 6) 手動移植機によるエダマメ苗定植 ( 指図書 7) 枝付エダマメ調整手順 ( 早生編 )

13 4.5 研究期間全体の研究成果 (3) 研究成果 写真にひもづく議論から エダマメ栽培につまづきがちな課題を把握 本年度 エダマメ栽培指導の実装モデルとして 仕組みを農業未経験の学生らに使ってもらいエダマメ栽培に取り組んでもらいました 未経験の農作業に戸惑い 違和感を感じた現象や作業完了報告などを撮影してくれました ここに質問や指導が集まり 写真ライブラリーは 関心高い画像と議論データが自然に集る仕組みになりました そうした画像を整理すると栽培指導で優先的に扱いたいテーマが把握できると思われます 生まれた議論に参照が多かった項目とキーワード育苗病害虫灌水設備外観 草姿栽培作業 発芽不良 徒長 水分 含水量 目安 温度 葉面 障害 現象 食害痕 害虫 獣害 対策 pf 値 農業用水 設置方法 栽培環境 仕立 灌漑 灌水 センサー ストレス 撮影方法 記録 手順 根粒 管理 側根 着花 収穫 土寄 明渠 手順 定植

14 実施内容その3. C. エダマメ栽培で状況と環境データを記録 共有による実用性を検証し 導入メリットの訴求から他作物への応用を検討する 目標 -1.) 本システムの一般公開 -2.) 栽培暦と収穫量の比較記録 -3.) システムのパッケージ化検討 栽培画像記録アプリに閲覧機能も追加 研究協力農家と共同出荷グループ マメ研 設立 近畿農政局での六次化サポート事業に選出戴き 販売取組みを開始 収穫期と葉手記を積算温度法で生育予測 需要から栽培スケジュールを組み立てる手法を研究 教育システムとして 本システムを他作物へ応用 エダマメの裏作にレタス栽培 反収 70 万円の経営指標をモデル化

15 4.6 研究期間全体の研究成果 (4) エダマメ栽培の経営指標.. 本システムのパッケージ化検討 研究成果 サービスとして本研究成果を農業経営体が実施する場合の目安として 10 アール生産時の経営指標作成にとりくんだ 春夏作でエダマメを栽培する場合の 生産原価を実作業記録から整理した 種苗や消耗資材 生産機械の償却 そして地代等を生産原価としてまとめた 売上 そして 販売価格は大阪市中央卸売市場の過去 3 年の取引価格平均額の 80% を想定単価として見込み売上を算出 ここから経費 営農収益を明確にしました 枝豆栽培費用と収支 10a 換算 9,000 株 220g/ 株 可販率 40% 792 kg 粗売上 10a 労作時間 (2016 記録 )154 時間 収穫量 792 kg ( 可販量 ) kg 過去 3ヶ年 大阪市中央卸売市場平均価格 *80% 売上 579,110 経費種 3, % 育苗培土 4, % 肥料 18, % 被覆資材 7, % 灌水資材 5, % 圃場整備 6, % 施肥作業 1, % 播種作業 20, % 2016/ 平均 19 分 /128トレイ 育苗管理 3, % 2016/ 平均 3.8 時間 /70トレイ10 日 定植作業 11, % 2016/Aug 11.6 時間 ( ハンドプランター ) 収穫 24, % 2016/Oct 24 時間 調整 86, % 2016/Oct 86 時間 /9000 株 農薬資材 23, % 燃油費 4, % 償却引当 28, % 装置 600 万 5 年償却 /1.4ha 3 作 / 年 地代家賃 23, % 農地 + 調整場 生産費用計 272, % 生産費 / 売上 1kg 生産費 344 a.) 営農粗収益 306,780

16 5. 社会実装の状況及び 今後の社会実装に向けた対応 新たな栽培作物提案 教育システムと要点を指導するサービスを事業化 農業参入される もしくは中小規模の農業経営体が新たに栽培作物を増やしてゆく それらを対象顧客として想定 本年度 見込み顧客との交流からエダマメ栽培の提案をしても 営農資源 ( 人 ノウハウ ) の獲得が課題になっているところが判ってきました あわせて どのくらいの営農収益があがるのか 栽培技術課題と参入シナリオが研究成果の実装に必要であることが判ってきました ここから 営農サポート事業の内容を 1 産品の販売 2 新作物導入にあたり現場が つまづきがち な課題の共有と解決指導 3 栽培環境を把握 共有できる ICT ツールの提供に分けて構築中です 事業方針 提供サービスの整理 1 栽培ナレッジ共有 つまづきどころ がわかる栽培画像記録システムの提供 2 開発した土壌水分の共有ができるセンサーネットワークの提供 3 共同出荷グループ ハンサムガーデン による産品流通体制の構築 継続課題 より有効な安定多収技術支援の仕組み エダマメと他作物へ本システムの応用と成果があがる手段をノウハウ展開する 安定多収につながる ICT 技術の研究開発 実装状況 奈良県宇陀市で初契約獲得 2017 年 4 月 1 日より仕組を実装 ノウハウと研究人員とサービス実施を NPO 法人ジオライフ協会として担当して 事業化

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