単年度試験研究成績(2003年2月作成)

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1 静岡畜技研だより 平成 30 年 12 月 25 日第 21 号 静岡県畜産技術研究所 静岡県富士宮市猪之頭 1945 TEL FAX 平成 30 年度 2 号目次農業新用語の やわらか 解説 1 乳房炎の超音波画像診断と生産復帰との関連性 4 乳肉用牛増頭生産システム高度化推進事業中央情報交換会参加報告 5 難防除雑草に対する新しい防除技術 8 農業新用語の やわらか 解説 ロボットラクター ドローン アシストスーツ等 農業界で飛び交う新用語が急速に増えている上に 国で進める農業政策にも多数の新用語が使われています 手元のスマホでサッと調べれば意味は分かりそうですが 中には複数の解釈があったりして複雑です この稿では IT 農業に乗り遅れ気味の筆者が 最新農業に使われる用語をやわらかく解説してみます 読んで下さい 農水省も 農業分野のソサエティ 5.0 の実現を政策目標の 1 つにしていますので 農業分野 ( 農水省 ) で目指すソサエティ 5.0 ~ 超省力 高生産なスマート農業 AI サポートによる最適な営農計画 消費者ニーズに合わせた生産物の自動配送等を想定しています Society 5.0 ( ソサエティ 5.0)~ 内閣府提唱の定義で 社会の熟成度を狩猟社会 ( ソサエティ 1.0) 農耕社会 ( 2.0) 工業社会 ( 3.0) 情報社会 ( 4.0) の順に発達したとする前提で その後の めざすべき 5.0 の社会 として サイバー空間 ( 仮想空間 ) とフィジカル空間 ( 現実空間 ) を高度に融合させて経済発展と社会的課題を全て解決する超スマート社会をソサエティ 5.0 と名付けています これだけでは 何が何だか分からないので 我慢して続きを 超スマート社会 ~ 必要な物やサービスを必要な人に必要時に必要分提供し 社会のあらゆる人に超便利となる理想社会の事 言葉としてはソサエティ 5.0 と同義語としても使われるようです スマート には おしゃれな様子のほか 賢い という意味があります このスマート社会とは 資源の乏しい日本で良い生活を続けるために賢くやろうよ って事ではないでしょうか なお この 続ける 持続 という言葉は 今の農業界で とても重要な意味を持って 1

2 います サイバー空間 ~コンピューターやネットワークの中にあるデータを 多数の利用者が自由に利用できる仮想空間のことで SF では電脳空間とも訳されますが とにかく これが現実になってきたということです 人がネットワークデータ ( クラウド ) にアクセスしてデータを利用する現在のソサエティ 4.0 に対して 5.0 では 人工知能 (AI) を介してクラウドのビッグデータを双方向で利用することが想定されています フィジカル空間 ~サイバー空間の反対語として実世界を表す言葉で スポーツ用語のフィジカル ( 肉体的 ) ではなく 物理的 の意味で使われています 先進的な農業では 無駄なフィジカル ( 肉体 ) を使わなくなってきていますが 成功している経営では使わなくなったフィジカルを儲かる部門に賢く振り替えて利益に変えています 分析するために使われてきましたが 農業分野でも消費者ニーズの分析等に使われはじめているようです バックドア~ 情報セキュリティ用語 コンピューター等の情報端末に正規経路以外から侵入する経路のこと 畜産分野でも スマホやタブレットを活用した農場管理システムが普及してきましたが 無料ソフト等にマルウエア ( トロイの木馬等 ) が仕込まれている場合があるので ご注意下さい AI( アーティフィシャル インテリジェンス人工知能 )~ 言語の理解 推定 問題解決等をコンピューターにやらせるためのソフトウェア ( プログラム ) やシステムのこと 言語の機械翻訳 画像認識 特定分野の判定 評価を模倣するエキスパートシステムといった利用例があります まだまだ 使い物にならないという評価の一方で 企業の人事評価に利用されはじめる等 AI は身近に迫っています クラウド~クラウドコンピューティングの略 データをインターネット上に保存して使う方法のこと ビッグデータと合せて 良く使われる用語ですが コンピューター性能とデータ通信速度が大幅に向上して大量のデータを効率的に扱う技術ハードルが下がった事で可能になりました 今や クラウドは 大量のデータの保管 管理に不可欠な物になっています ビッグデータ~ 単に大量のデータというばかりでなく 無関係に見える大量のデータを高性能コンピューターで分析して 今まで発見できなかった意外な因果関係や動向を得られる ( 可能性のある ) 様々な分野のデータ集合を意味します 今までは 企業が商品やサービス開発のための消費動向等を 昭和 30 年代の搾乳ロボット? 左は 最初の実用ミルカー ( 牛腹部吊下げ式 ) 右は 同世代の乳缶 まん中は白黒実写ドラマ 丸出だめ夫 に登場する ボロット 2

3 KPI( キー パフォーマンス インジケーター主要業績評価指標 )~ 目標の達成度を評価するための指標のこと 従来は異分野と思っていた GAP や HACCP PDCA サイクルといった用語が農業界の標準用語になっている中 このような企業の業績管理用の用語も使われるようになってきています 家族経営では 全く無関係の知識のようですが 自家のエサ代 乳飼比 飼料生産費が把握できている経営には 今後 必須の評価指標となってくるでしょう 一方 エサ代 乳飼比 飼料生産費等すら把握できていない経営は 今後の持続的な農業経営は難しいかもしれません バリューチェーン~ 企業活動の業務を機能 ( 部門 ) 単位 ( の流れ ) で分析 評価して 効率化や競争力強化につなげる経営手法のこと 農業部門では 消費者ニーズの把握 (+ 儲かる生産物 ) と最適生産量の設定 気象環境等に対応しつつ無駄のない生産計画 売れるための販売計画といった項目が想定されます 新時代の農業には バルカン人 (= 解りますか?) のような論理的な考え方が必要なようです スマート農業 ~ 農水省では ロボット技術や情報通信技術 (ICT) 等の先端技術を活用して 超省力化や高品質生産等を可能とする新たな農業と定義しています 畜産業界では 自動運転農用車両 搾乳ロボット 生体観察センサー類 自動環境制御型畜舎等はすでに実用化され 今後は 生態診断 飼養管理評価の自動化段階を経て 治療ロボット 人工授精ロボット 全自動給餌ロボット等の開発 全国版畜産クラウドの整備等が待たれています スマート農業の背景には 農業人口の減 少と高齢化があり 人的資源不足が解決できない我が国では 電子機械的な解決を目指しています しかし 今後の海外労働者による働力不足の解消度合いによっては 多少の路線変更があるかもしれませんね アシストスーツ~ 作業の省力化のために作業者が装着する装具 器具 ゴムやバネ等の反発力で作業者の助力 安定化をはかるものを指します モーターや空気圧等の外力で作業者を助力するアシストスーツは パワード ( アシスト ) スーツ 作業者を必要としない自律化された労力はロボットと定義されます 畜産業は 農業界で最も機械化が進んだ分野ですが ロボット化についても かなり先行しています なお 当所では 県の工技研 UD 科 ( ユニバーサルデザイン バリアフリー技術 ) と酪農用アシストスーツの研究を続けています 農業に使われる新用語は まだまだありますが 紙面の都合上 この位にします この先 情報のない人間は社会の底辺に沈む と ある AI 研究者は断言しています 新聞 テレビ インターネットに頼っている現在のソサエティ 4.0 でも 意識があれば有益な情報はいくらでも手に入ります 経営を 賢く持続する ため アンテナを高くしていきましょう ( 文責研究統括監片山信也 ) 3

4 乳房炎の超音波画像診断と生産復帰との関連性 ~ 日本乳房炎研究会第 23 回学術集会の発表から ~ はじめに牛の乳房炎は病原微生物 ( 細菌等 ) が乳房へ侵入することでひき起こされます 侵入した微生物は乳房内で炎症を起こし その結果 乳房には発赤 腫脹 硬結がみられます また 乳汁中の病原微生物の数が増えるため 乳を出荷できなくなります 農林水産省によると 乳房炎の経済損失は全国で年間 800 億円と報告されています 1 高エコースポットの出現 2 乳管表面構造の変化 3 実質 * の不均一化 * 臓器の機能の中心となる組織のこと それ以外の組織は間質と呼ばれます 乳房炎の有効な治療には正確な診断が必要です 従来 乳房炎の診断は主として 乳房の腫脹や硬結といった外貌の評価や乳汁の性状を調べるPLテストといった検査と 乳汁中の細菌を調べる検査により行われてきました 本年度 開催された第 23 回日本乳房炎研究会で 超音波画像診断装置 ( エコー ) を用いた乳房炎の診断について NOSAI 広島の鈴木直樹先生から発表がありました エコーは 人の医療分野でも広く普及している装置であり 体表面からエコープローブをあてるだけで 心臓 肝臓 腎臓といった内部臓器の状態を診断することができます 産業動物医療の分野では 発情や妊娠を診断するための卵巣や子宮のエコー検査が広く普及しています 今回 乳房を対象にエコー検査を実施したところ ( 写真 1) 乳房炎を診断できる可能性が示されたため その概要を報告します 鈴木先生の発表概要乳房炎の初診時に 乳房のエコー検査を行ったところ 以下の所見が得られました 写真 1 乳房エコー検査 ( 参考画像 ) 乳房表面にエコープローブをあてることで 乳房内部の状態を見ることができます ( 当所における乳房のエコー検査 ) 1 高エコースポットの出現 ( 写真 2) 通常の乳腺組織より高エコー ( 白く映る ) 部分が出現します これは 炎症により生じた結合組織 ( 硬くなった乳腺実質 ) を反映しています 2 乳管表面構造の変化 ( 写真 3) 健康な乳管表面と比較して 炎症反応により乳槽表面と結合組織の境界が不鮮明な画像になります 3 実質の不均一化 ( 写真 4) 健康な乳房実質と比較して 炎症による水 4

5 分の浸潤により 黒く映る部分がスポット的に発生し 不均一な画像になります とくに 実質の不均一化が進んだ症例では 治癒率が低く 生産復帰の可能性が低いことが 鈴木先生から報告されました おわりに今回の報告では 乳房のエコー検査により乳房炎牛を診断できる可能性が示されました 従来 行われてきた乳房の外貌評価や細菌検査にエコー検査を加えることで 乳房炎の診断精度を高めることが可能となります とくに 実質の不均一化が進んだ症例では治癒率が低いことから エコー検 査は治癒の判定に大きく貢献できると思われます エコー検査は皮膚にプローブをあてるだけで 体内の病変を診断できるため 家畜に痛みを与えることがありません また レントゲンのような大がかりな設備も不要であり 普及性は非常に高いと考えます そのため 当所でも現在 データを収集しており 新しい乳房炎診断法として確立していきたいと考えています ( 文責酪農科大村学海 ) 写真 2 高エコースポット写真 3 乳管表面構造の変化写真 4 実質の不均一化 ( 矢頭 ) ( 矢頭 ) ( 矢頭 ) 乳肉用牛増頭生産システム高度化推進事業中央情報交換会参加報告 家畜改良事業団が実施するこの 乳肉用牛増頭生産システム高度化推進事業 * は 1 新生産システムの実証 2 高付加価値化技術開発 3 新生産システム等活用推進の 3 本立てメニュー この会議は 3の普及推進会議にあたるもので 33 県の 55 名が参加しました * 乳用牛 肉用牛の生産基盤の強化のため 個別に実施されている代謝プロファイルテスト ゲノ ミック評価 性選別精液等の実用化技術を体系的に組合わせて 酪農 肉牛生産に高付加価値をもたらすビジネスモデルの構築 実証をする事業 家畜改良事業団理事挨拶情報交換会は 技術の組み合わせによる効果的な普及が目的 得られた新技術はモデル地区で実施予定のため このような団体間の情報交流が必要です H30 年度は肉用牛のゲノミック評価 * 1 をテーマに複数県 5

6 の取組み事例からゲノミック評価の可能性 2) 沖縄県 を検討します 年間予算 3,000 千円で 繁殖雌牛候補 牛 3,000 頭 / 年のうち 400 頭に半額補助 農水省畜産振興推進課長補佐挨拶海外遺伝資源導入のない和牛では 国内の遺伝資源の多様性確保が重要 現在 特定種雄牛に偏る傾向があるが ゲノミック でゲノミック評価実施中 検査は 8 地域の和牛改良組合の選抜各 50 頭 ( 基準 月齢制限なし ) 繁殖雌牛( 肉用牛 ) の改良促進 ( 県基礎 技術等を活用し 肉質 6 形質の他に 雌牛選抜 ) が目的 MUFA*2 等の指標を設けるなどして生産 技術の効果を検証する必要があります 3) 長野県 脂肪交雑とオレイン酸含有率で 信州プ 用語解説 レミアム牛肉 を差別販売 *1 ゲノミック評価 ~ 個体能力の違い= DNA 塩基配列の違い という前提で 大量の DNA 情報を個体能力評価に加味した遺伝的能力評価法のこと 乳牛改良では世界的に利用され 後代検定より 5 年早く 同等の推定精度が得られる *2 MUFA~ 一価不飽和脂肪酸 牛肉のお 県内は ゲノミック評価より血統重視で繁殖牛を選抜する傾向強いが H28~29 で実施したゲノミック評価 (568 頭 ) 済み繁殖牛の 9 割は県内保留 H30 の事業予定数は 150 頭で 県改良協会が受付 県事業で高評価の牛は受精卵ドナーとして保留 いしさの一要因とされる成分 4) 群馬県 各地の畜産関係場所の状況 ( 概況 ゲノミック評価の目的 方法 期待等 ) 1) 岡山県 酪肉ともに盛んだが 30~60 頭規模酪農から和牛繁殖への転換が増加中 従来の繁殖雌牛の選抜は 県外導入と育種価評価で進めてきたが ゲノミック評価に転換する事で若齢から高評価牛を活用できるようになり 供卵牛の資質向上が図られた 県内繁殖雌牛約 6,000 頭中 約 3,500 頭の育種価評価済で 県の単独予算 9,495 千円で 黒毛和種新規登録牛 500 頭 / 年のゲノミック評価を実施中 登録審査時に農協等がサンプル採取し 畜産試験場に送付 1 ヶ月毎に事業団に送付される方式 枝肉については 肥育牛のゲノミック評価で枝肉重量評価の高い個体の早期出荷を実施 高評価群 低評価群 4 頭の比較では 飼料摂取量 飼料要求率 体重 日増体量 枝肉重量のいずれも高評価群が優れ 枝肉重量は 30 ヶ月出荷で 105kg の差 優良牛の早期選抜 選抜牛からの種雄牛と後継雌牛の作出 改良基礎雌集団と県和牛集団の能力向上が目的 ゲノミック評価は 早期の資質評価による改良規模拡充に有効と評価 ゲノミック ( 事業団補足 ) ゲノミック評価は 繁殖雌牛選抜以外に去勢牛の肥育評価も可能で 枝重評価が高い群は 体高等も大きい傾向あり ただし 肥育成績の推定正確度は 0.8 ~0.85 とやや低い 評価の指標は肉質 6 形質限定だが 今後は 繁殖性等の検討が必要 4)-2 鳥山牧場 ( 群馬県 ) 牧場では 枝肉重量 470kg BMS 7~ 9 6

7 の良質 A4 肉の安定生産を進めている BMS 2 桁の牛肉は取扱いが難しく 特定業者のみ販売 そのため同農場では 肉質向上より枝重増加を希望 取引業者は 肉質 重量を指定し 目的の肉が生産され次第に購入する方式のため 従来のセリより計画的取引可能 事業団の要請で ゲノミック評価等から農家意向 ( 繁殖雌牛生産 脂肪交雑重視 枝重重視 等 ) に合う種雄牛を推奨する 交配牛選定システム を開発した結果 目的形質の牛生産が可能になり 産出雌子牛のゲノミック評価から更新用繁殖雌牛 10 頭を選抜 性選別精液は 取説遵守で受胎率 10% 向上 (41.7% 53.8%) したが 通常精液より低受胎率 同牧場は 慶応大と味覚センサーによる赤身肉の 旨み 評価を確立も 定法の枝肉評価法を重視する農水省の指導で製品への標記は断念 慶応大 ( 株 ) アイシンとの味覚センサーによる熟成肉評価では 熟成開始 50 日 (7 週間 ) までは旨みが上昇後 それ以降に個体差発生したため 熟成は 5 週間熟成で出荷 外部導入牛は テーマは決めるが血統に拘らずに牛を選んで自家農場で改良 長期安定一貫生産には 3 元交配の繰返しによる商品均一化が重要 5) 千葉県 繁殖候補若齢雌牛約 300 頭 ( 生産者 200 頭 県 12 頭 農協 80 頭 ) のゲノミック評価による改良を実施 選定基準はあるものの 対象牛は農協の独自選抜個体で 生産者が毛根採取して県庁に送る方式 6) 埼玉県 予算 5,758 千円で 県内繁殖雌牛 250 頭 / 年のゲノミック評価を実施 サンプル 採取は畜産会に委託し ゲノミック評価が出た所で 農家 獣医師 人工授精師 事業団 畜産協会 県で指導方針を決定する 7) 佐賀県 繁殖雌牛改良を目的に 自家産候補牛中心に 525 頭 / 年のゲノミック評価を実施 生産者がサンプル採取し 県畜試に送付する方法 結果は県畜試経由で 生産者 農協 普及所 家保等に返送 研修会等で県職員が指導 脂肪酸組成形質のゲノミック評価について H24~29 年度食肉出荷黒毛和種肥育牛 6,256 頭 ( 去勢 3,719 頭 雌 2,537 頭 ) の枝肉筋間脂肪の脂肪酸 (7 種 ) をガスクロで定量 常染色体上の 39,428 個の SNP の解析結果を分析した結果 オレイン酸と肉質 6 形質との遺伝相関は何れも低い ( 肉質に影響を与えずにオレイン酸割合の遺伝的改良可能 ) 種雄牛と検定牛 1,028 頭の SNP データで 6,256 頭の肥育牛の推定結果を利用した分散成分推定をした所 後代数ゼロでの雄のオレイン酸割合の正確度は ゲノム評価 0.85 と血統 0.58 より有意高いため 若齢雄の能力判定材料有効 総合討論 1) ゲノミック評価について 量的形質は多くの遺伝的要因の組み合わせで決まるため 個々の遺伝子影響より高正確度 2) 脂肪酸組成とエサの関係 給餌設定の異なる民間農場出荷牛評価でも遺伝効果は 0.7 あった 3) ゲノミック評価の追加項目 肉質 6 形質 脂肪酸組成に加え 繁殖性等も検討予定 7

8 4) 枝重評価が高い牛は 長期肥育で過大になるか? 以上 各県の黒毛和種改良に向けたゲノ 試験結果では過大( 長野 ) ミック評価の活用状況の一端を知って頂けたと思います 5) ゲノミック評価済の牛の取引種雄牛を持たず 大量の繁殖雌牛を持つ 子牛市場ではゲノミック評価済子牛は G 子牛供給県ではない本県のゲノミック評価マーク表示あるものの ( 評価成績は非公の目的は 県内で飼養される繁殖雌牛の遺開 ) 評価済牛の有利取引なし ( 佐賀 ) 伝的資質を解析し 優良な産子を得るために最適な種雄牛を選ぶためのデータ提供 6) 脂肪酸のゲノミック評価は改良指標に優良な資質を持つ雌産子の繁殖仕向けの推設定する? 進 ( 肥育用途からの変更促進 ) を目的として 家畜改良目標は脂肪交雑維持 オレインいます 酸割合 (55~65%) より劣るものを改良具体的には 県内受精卵供給センターでする ( 農水省 ) ある経済連畜産バイオセンターの繁殖雌牛 7) ゲノミック評価データの市場公開の可をゲノミック評価で選抜し さらに産子の否は? 肉質成績との関連性を確認しています ま 所有者同意あれば事業団側は問題無し た 同時に県独自の遺伝子評価として肉質期待育種価に代わる評価と期待 ( 事業団 ) に関連した 6 種類の遺伝子解析と産子の肉質との関連性が解り始めています 研究の 8) 早期出荷推奨の中 市場では 30 月肥性質上 長い期間がかかりますが 本県肉育が求められている 今後の考え方は? 牛産業の発展を肝に銘じて 関係者と 日 長期肥育は脂肪交雑が進んで枝も大型化々地道な研究を続けています する 市場ニーズ等に合った改良目標に見直す ( 農水省 ) ( 文責肉牛科塩谷治彦 ) 難防除雑草に対する新しい防除技術 自給飼料の栽培において 雑草対策は重要な技術となっています 第一には 除草剤の選択と適期防除に努めることですが それだけでは防除が難しく 被害が大きくなる難防除雑草が飼料畑に侵入して 作付けや収穫をあきらめる事例も見られます 当所のほ場においても難防除雑草がしばしば発生し また生産者からも除草技術に対する相談が増えています そこで今回は 雑草対策技術開発のトレンドと当所の取り組みについて紹介します 1. 難防除雑草対策の最前線最近 スマート農業 が話題となっていますが 雑草対策においても ロボットやドローンを利用した除草技術開発の流れが見られます 一例として 指定された区域の除草を行う芝刈ロボットや GPS を使っ 8

9 て作業区域を指定する装置の開発が進んでいます 今後は 除草剤の散布可能期間を過ぎた飼料畑の畝間除草を担うロボットの開発が期待されます もうひとつのトレンドとして ドローンによる空撮画像を除草に利用しようという動きがあります 現在の技術で飼料作物と雑草の区別は可能ですが その情報を除草にどう役立てるかが今後の課題となるでしょう 2. 当所の取り組み当所では 昨年度から難防除有害雑草であるワルナスビをターゲットとして 新しい除草技術の開発に取組んでいます 北米原産のワルナスビ (Solanum carolinense L.) は 耕うんによって細断された根からも再生し 除草剤もほとんど効果がないという厄介な雑草です このワル ナスビの根を 窒息死 させるため 低濃度エタノールによる土壌消毒法を利用した技術開発に取組んでいます 屋内試験では良好な結果が得られましたので 今後は屋外での実証試験に取組む予定です もうひとつの方法として ワルナスビに感染して枯死させる病原菌を探しています 現在 農研機構と協力し 有望な病原菌の探索を行っています 3. おわりに当所が位置する朝霧高原でも 永年牧草以外の飼料作物の作付けが増え ワルナスビ以外にも アレチウリやギシギシなどの雑草対策に苦慮している酪農家が増えています 当所では今後も新しい技術の開発と普及に力を入れてまいります ( 文責飼料環境科二俣翔 ) 図 1 左 : ドローンによる空撮画像 ( 可視光 ) 右 : 画像処理により植生ごとに分類した画像 ( 信州大渡辺修先生原図 ) 図 2 左 : 病原菌に感染したワルナスビ 右 : 健全なワルナスビ 9

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