プレスリリース
(研究成果) 土壌の砕土率をリアルタイムで計測するシステムを開発

近年、社会情勢が大きく変化し、食料安全保障の観点から大豆、麦等の国内生産の重要性が高まっており、水田転換畑での作付けも進んでいます。

これらの作物の生産性向上には様々な要因が影響しますが、収量の確保には、まず確実な苗立ちが重要であり、出芽率の向上が必要です。水田転換畑では砕土率が低くなる傾向があり、そのことが大豆の出芽率に影響するとされています。過去のデータによれば、砕土率70%程度で最も高い出芽率が得られると報告されています。

これまで生産現場で砕土率の計測が行われることはほとんどなく、作業者の経験と勘に頼っていました。そこで農研機構では、カメラ画像から簡易・迅速に砕土率を計測する技術の開発に取り組んできました。さらに自動化・高速化することにより、耕うん作業中にリアルタイム計測・表示が可能なシステムを開発しました。

• リアルタイム砕土率計測システムはカメラ、PC、GNSSおよびモニターから構成されます。カメラとGNSSアンテナをロータリーの後方に設置し、ロータリーで耕うん直後の土壌表面を高さ50cmから撮影します。カメラが取得した画像をPCで画像処理することにより、砕土率を計測します(図1)。
• 計測された砕土率は運転席に設置したモニターにリアルタイムで表示されるため、作業者は作業速度の目安を数値で確認することができます。低い砕土率を向上させるために作業速度を下げる、あるいは、砕土率が十分高い場合には作業速度を上げ、作業時間の短縮化を図ることが可能になります(図2)。
  

  

• 農研機構内の黒ボク土ほ場において人手による実測値とリアルタイム砕土率計測システムの計測値を比較したところ、計測誤差(RMSE³⁾)は10.1%となりました(図3)。
  

  

• 土壌の異なる秋田県、茨城県、佐賀県の生産者ほ場において開発したシステムの実証を行ったところ、計測誤差は15.2%から18.6%でした(図4)。夾雑物(稲わら、落葉等)が混入したことが計測誤差の主な原因と考えられますが、土壌の特性が異なる複数の生産者ほ場においても開発した計測システムの有効性が確認されました。
  

  

• 試験に協力した生産者からは、砕土率が数値で確認できることで、初心者でも砕土率をコントロールできるようになることに期待していると評価がありました。
• 砕土率と同時に位置情報をGNSSから取得しているため、オフラインで砕土率のマップ化が可能です。ほ場の状態を可視化することで、砕土の悪い箇所を把握し、耕うんしたり、排水対策を行うなど営農計画の参考にできます(図5)。