社会にインパクトのあった研究成果

病害虫による農作物への被害は深刻です。我が国では、農業害虫であるウンカによるイネの坪枯れ等の被害が発生し100億円を超える被害が生じる年があります。その対策を支援するために、AIを活用した病害虫の自動判別システムの開発が進められています。

農研機構は従来のAI技術では困難だった、AIモデルが学習した特徴や学習に基づく判断根拠を可視化する技術を開発しました。AIによる病害診断において、診断の根拠となる画像の特徴を可視化でき、人間がAIの判断の根拠を理解することができます。農業分野を始め、根拠を説明できるAIが必要な広い分野での活用が期待されます。

農業生産現場では、殺虫剤の効かない害虫が出現しています。重要害虫であるアザミウマ類においても殺虫剤抵抗性の発達と対策が課題となっており、減農薬に繋がる新しい防除技術の開発が求められてきました。

地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所、農研機構、静岡県農林技術研究所及び株式会社光波の研究グループは、赤色発光ダイオード(LED)でアザミウマ類を防除する技術を確立しました。施設栽培のナス、キュウリ、メロンのミナミキイロアザミウマに対して効果が高く、化学農薬の使用削減につながる新手法として期待されます。

農作業死亡事故は、2018年には全国で274件発生しています。これは就業者当たりの死亡事故発生割合でみた場合、他産業と比較して大変多く、長年大きな問題となっています。

農研機構は、様々な農作業事故事例とその原因・対策をWEB上で閲覧できる、農作業事故事例検索システムを開発、公開しました。個別の事故報告の原因や改善策の詳細な分析により、農作業現場に潜在する危険な箇所や対策などの情報を得ることができます。これまでの注意喚起に留まらない、実効性のある安全対策の検討と実施が可能となります。

約50年前に日本人の研究者らによって、茎伸長の開始を制御する因子の存在が提唱されていましたが、その実態は未解明のままでした。

名古屋大学、岡山大学、横浜市立大学、情報・システム研究機構国立遺伝学研究所、理化学研究所、農研機構は、イネの茎伸長において相反する効果を持つ2つの遺伝子を発見しました。伸長促進効果をもつACE1遺伝子と抑制効果をもつDEC1遺伝子による茎伸長の制御メカニズムはイネ科植物に共通しており、本研究成果はイネだけではなく、コムギやオオムギなどのイネ科作物の草丈を人為的に制御する技術への応用が期待されます。

農業施設では、空気中や地中などから熱交換して冷暖房や除湿を行い、エネルギー消費とランニングコストを削減する技術として、ヒートポンプが導入されています。現在は熱交換器を空気中や土中に設置する方式が主流ですが、近年ではより交換効率の良い、水中への設置について研究が進められています。

農研機構は、シート状熱交換器を流水中に入れると、土中や静水中に比べて効率よく採熱できることを解明(静水中設置の約2.5倍、土中設置の約15倍)しました。農業用水路をヒートポンプの熱源として有効利用でき、農業用ハウスの冷暖房で消費するエネルギーの削減やランニングコストの削減が期待されます。

高品質な温州みかんを生産するためには、摘果や水管理、施肥など様々な管理が必要です。このため、その年の糖度をできるだけ早い時期に予測できれば、これらを適切に行うのに大きく役立ちます。

農研機構は、膨大なデータを学習したAIと、前年までに蓄積された糖度データと気象データから、温州みかんの当年の糖度を予測する手法を開発しました。出荷時の糖度を地区単位で7月ごろから高精度に予測できます。適切な栽培管理が可能となり、温州みかんの品質の向上に役立つことが期待されます。

水稲が登熟前半の米の肥大期に高温乾燥の強風であるフェーンを浴びると、白未熟粒の発生により品質が低下します。

農研機構は、領域気象モデルを用いた気象予報を基に3日先までの水稲のフェーン被害が予測される場所を1kmの解像度で解析、表示するシステムを開発しました。現在、九州地方を対象に農研機構の栽培管理支援システムから情報発信しており、今後、北陸地方への導入も予定されています。