我国稲作机械新技术

我が国の稲作機械の新技術Ⅰはじめに日本における稲作の機械化の進展は目覚しく、トラクタや田植機、コンバインなどの普及により図１に示すように10ａ当りの労働時間も約33時間と少なくなっている。しかし、米の輸入に対する外圧、国内消費量の減少、環境負荷に対する要求、消費者ニーズの多様化、農業従事者の高齢化など、稲作を取り巻く環境は非常に厳しくなっている。これを打開するためには、より一層の低コスト化、環境に対する配慮、さらに農産物の高品質化などのための稲作機械の開発が急務となっている。そこで生研センターでは、平成５～９年度に農業機械等緊急開発事業（緊プロ）、平成10～14年度に21世紀型農業機械等緊急開発事業（21緊プロ）、平成15年度より次世代型農業機械等緊急開発事業（次世代緊プロ）を実施し、その一環として新しい稲作機械の開発を進めている。ここでは、開発した稲作機械及び開発中の稲作機械の一端を紹介する。図１稲作における労働時間の推移（販売農家）Ⅱ生研センターで開発及び開発中の稲作機械緊プロ事業、２１緊プロ事業で開発した稲作機械をそれぞれ表１，表２に、次世代緊プロ事業で開発中の稲作機械を表３に示す。これらの稲作機械は新しい稲作機械化体系を構築する上で、４つの視点（①低コスト、省力化、②環境負荷軽減、③穀物の高品質化、④中山間地域対策）で開発された。１）低コスト、省力化に資する機械耕うんロボット、高速耕うんロータリ、高精度水稲種子コーティング装置、高精度水稲湛水直播機、密植田植機、水田栽培管理ビークル、大型汎用コンバイン、農用車両用自律直進装置、高速代かき機、２）環境負荷軽減に資する機械軽量紙マルチ敷設田植機、畦畔草刈機、高精度水田除草機、環境保全型汎用薬剤散布装置３）穀物の高品質化に資する機械穀物遠赤外線乾燥機、米品質測定評価装置、穀物自動乾燥調製装置、ＰＦ機器（農用車両用作業ナビゲータ、ほ場内簡易土壌分析装置、土壌サンプリング装置、作物生育情報測定装置、可変施肥装置、穀物収穫情報測定装置）、生体情報測定コンバイン４）中山間地域対策に資する機械02040608010012014016018020019551960196519701975198019851990199520002005年次（年）１０ａ当たりの労働時間（ｈ）労働時間中山間地域対応自脱型コンバイン、中山間地域対応防除機表１緊プロ課題一覧（研究が終了した課題）研究課題試験研究の目標参画企業耕うんロボット（共同研究）ほ場内の自己位置及び進行方向を認識し、各人の場合と同程度の作業能率で、無人で耕うん整地を行うことのできる作業者クボタ、日本航空電子工業）高速耕うんロータリー（共同研究）現行機と同程度以上の作業精度を維持しつつ、0.7m/s程度の作業速度で耕うんを行うことのできるトラクター搭載式の耕うんロータリーヤンマー農機装軌式農業用車両の高速化技術（委託研究）クローラトラクタなど、ゴムクローラを使用した装軌式農業用車両の走行速度を高速化する技術ヤンマー農機高精度水稲種子コーティング装置（共同研究）種子コーティング資材の投入及び水の噴霧の制御を自動で行うことによって、性状の均一な水稲直播用コーティング種子を乾籾10kg当たり、30分程度の能率で製造する装置初田工業、ヤンマー農機高精度水稲湛水直播機（共同研究）水稲の湛水条播又は湛水散播をは種深さ及び密度を均一に保ちつつ行うことのできる乗用型直播機井関農機、クボタ、三菱農機）、ヤンマー農機、共立、ササキコーポレーション、初田工業密植田植機（共同研究）周囲の株との距離をほぼ等間隔とすることにより、密書を行うことのできる乗用型田植機井関農機、クボタ、三菱農機）、ヤンマー農機、軽量紙マルチ敷設田植機（共同研究）軽量紙マルチを水田に敷設すると同時に田植えを行い、14/時程度の作業能率を有する乗用型田植機三菱農機、三洋製紙水田用栽培管理ビークル（共同研究）各種作業機を搭載して、田植作業については乗用型田植機と同程度、施肥、除草及び病虫害防除の作業については、40a/時以上の能率で行うことのできる汎用性のある乗用型作業者。井関農機、クボタ、三菱農機）、ヤンマー農機、有光工業、共立、初田工業畦畔草刈機（共同研究）天端30cm程度、法面30～70cm程度の水田畦畔の雑草を、法面の幅に合わせて刈り幅を調整しながら、二面同時に安定した作業姿勢で刈取ることができる草刈機クボタ大型汎用コンバイン（委託研究）刃幅3.4ｍ程度のヘッダー部とスクリュー型脱穀機構を有し、水稲、麦、大豆、ソバ、ハトムギ等の作物の収穫作業を50a/時以上の作業能率で行う普通型コンバインヤンマー農機、クボタ穀物遠赤外線乾燥機（共同研究）遠赤外線放射体の加熱により放射される遠赤外線及び放射体加熱残熱を利用して、米麦等穀物の乾燥作業を、0.4%/時以上の速度で行うことのできる循環式乾燥機。井関農機、金子農機、サタケ、静岡製機、山本製作所米品質測定評価装置（共同研究）米の水分、千粒重、整粒割合等の一次的品質と食味に関連する二次的品質を測定し、総合的に品質表示を行う装置井関農機、クボタ、ケット科学研究所、サタケ、静岡製機表２２１緊プロ課題一覧（研究が終了した課題）研究課題試験研究の目標参画企業農用車両用自律直進装置（委託研究）ラクター、田植機等のほ場で用いる農用車両に装着し、耕うん、田植え作業等において直進して作業を行う場合に、自律直進走行を行い、運転操作を補助・支援する装置日本航空電子工業、井関農機、ヤンマー農機高速代かき均平機（共同研究）慣行と同程度の作業精度を維持しつつ、より高速で代かきと均平を行うことのできるトラクター搭載式の代かき均平作業機小橋工業、ササキコーポレーション、井関農機、クボタ、ヤンマー農機高精度水田用除草機（共同研究）水稲の条間及び株間の機械的除草を同時に行うことのできる乗用型除草機井関農機、クボタ中山間地域対応自脱型コンバイン（委託研究）小区画ほ場での収穫作業や狭い農道での移動に対応し、かつ軽トラックに積載可能な構造を有する自脱型コンバイン。三菱農機、ヤンマー農機穀物自動乾燥調製装置（共同研究）遠赤外線を利用した乾燥機構及び遠心力を利用したもみすり機構を有し、乾燥、もみすり、選別、精米等を一貫して行うことのできる装置金子農機、静岡製機、山本製作所農用車両用作業ナビゲータ（共同研究）ＧＰＳ等を利用し車両位置、方位情報等を高精度に取得するとともに、別途入力された土壌や作物の情報等をもとに、メッシュごとの精密作業を指示する装置ソキア、ＤＸアンテナ、日本航空電子工業、日本電計、日本無線、井関農機、ヤンマー農機、ほ場内簡易土壌分析装置（委託研究）立毛中にほ場内で、簡易かつ迅速に土壌分析を行い、分析結果と測定点の位置情報を記録することのできる装置荏原製作所、藤原製作所、三菱農機土壌サンプリング装置（委託研究）施設内の精密な土壌分析に必要な数多くの土壌サンプルをほ場内で採取し、同時にその採取位置情報を記録することのできる装置。ヤンマー農機、日立製作所、堀場製作所作物生育情報測定装置（委託研究）作物の葉色等を位置情報とともに遠隔測定し、メッシュごとの葉色の状態を表す葉色マップ等を作成する装置荏原製作所、ミノルタ、ヤマハ発動機、ヤンマー農機可変施肥装置（共同研究）走行中に施肥量を段階的に制御することにより、ほ場メッシュ毎の施肥情報に従って、肥料を精密に施用することができる装置井関農機、初田工業、ヤンマー農機粒状資材等のモニタリング技術（共同研究）種子、肥料等粒状資材の搬送管路内の流量を自動的に検出し、表示する技術インステック穀物収穫情報測定装置（共同研究）コンバインにより収穫した穀物の水分、質量等を収穫作業と同時行程で位置情報とともに測定記録し、メッシュ毎の収量マップを作成する装置近江度量衡、静岡製機、ヤンマー農機表３緊プロ一覧（研究中の課題）研究課題試験研究の目標参画企業植付け苗量制御技術（共同研究）田植機の苗の状態や残量に応じて苗送り量等を自動制御することにより、苗を均一かつ少量に植付ける技術井関農機、クボタ中山間地域対応型防除機の開発（共同研究）小区画・不定形ほ場の畦畔上を、走行ないし歩行しながら、農薬散布作業を行うことのできる小型・軽量の散布機。ヤンマー農機環境保全型汎用薬剤散布装置（共同研究）トラクタまたは乗用管理機（水田用、野菜栽培管理ビークル等）に搭載する方式で、ドリフト及び作業者被爆を低減しつつ、効率的な散布作業が可能な散布装置を開発する。共立、丸山製作所、ヤマホ工業生体情報測定コンバインの開発（共同研究）水稲の収穫と同時に、生体重、品質等の生体情報を測定できるコンバイン荏原製作所、静岡製機、ヤンマー農機Ⅲ新しい稲作技術である日本型水稲精密農業（ＰＦ）政府が打ち出した米政策改革大綱「米づくりのあるべき姿に向けて」では軸足を消費者に置いた新しい米の生産流通システムが求められている。多様な消費者ニーズに対応するためには、多様な生産環境を把握し、それぞれに対応した適正な管理を行って、ニーズに応じた米を生産する技術が必要である。そこで、生研センターでは、環境負荷低減と高品質農産物の生産を両立するため、昀新のＩＴ技術を中核に据えた農法である日本型精密農業の確立を進めている。平成10～14年度の21世紀型農業機械等緊急開発事業（21緊プロ）では個別の機械開発を、平成15～18年度の次世代型農業機械等緊急開発事業（次世代緊プロ）では21緊プロで開発したＰＦ機器を組み合わせ、新しい農法としてシステム化を図る日本型水稲精密農業（ＰＦ）実証試験を行っている。ここでは、個別の機械の概要とそれを組み合わせた実証試験の概要を紹介する。１．精密農業とは精密農業とは、図２に示すように、ほ場（メッシュ）毎の土壌や作物の状態などを的確かつ詳細に把握し（センシング装置）、その結果に基づいて施肥等を過不足なく効率的に行うこと（アプリケータ）により、環境負荷の低減、収量の増加、品質の向上、生産コストの削減（効果）を同時に可能にする栽培管理技術である。今回、このうちセンシング技術としては土壌情報測定装置、作物生育情報測定装置、穀物収穫情報測定装置を、アプリケータとしては可変施肥装置、位置情報と各種センシング装置とアプリケータの橋渡し役である作業ナビゲータを開発している。【センシング装置】ほ場（メッシュ））毎の土壌や作物の状態などを的確かつ詳細に把握し↓【アプリケータ】施肥等を過不足なく効率的に行うことにより↓【効果】環境負荷の低減、収量の増加、品質の向上、生産コストの削減を同時に可能にする栽培管理技術図２精密農業の概念２．日本型水稲精密農業（ＰＦ）関連機器１）作物生育情報測定装置作物の栄養状態を科学的に把握するため、携帯式及び無人ヘリ搭載式の作物生育情報測定装置を開発した。携帯のセンサ部は，鉛直方向上向きと下向きの分光センサで構成され、上向きのセンサは太陽光の強度を測定し，下向きのセンサは稲から反射される光の強度を測定する。上下の光強度の比（光の反射率）から，稲の栄養状態を診断する。無人ヘリ搭載式は，産業用無人ヘリコプタで50ｍ程度上空から分光撮影式のデジタル画像を取得し、その画像を解析して水稲の葉色や生育量を求める空中測定式の作物生育情報測定装置である。図４作物生育情報測定装置（携帯式）図５作物生育情報測定装置（無人ヘリ搭載式）２）収量コンバインコンバインにより収穫した穀物の水分、質量等を収穫作業と同時工程で位置情報とともに測定記録できるコンバイン搭載型の装置。域内をほ場単位で測定記録する広域管理向けが主な方式である。図６収量コンバイン４）可変施肥装置各種センサ入力ポート、直流モータコントローラ、シリアル通信ポート及び演算機能を有する制御部と、施肥量及び仮比重の入力と表示、手動モードと自動モードの切り替えを行う表示部で構成される可変施肥装置。作物生育情報測定装置や収量コンバインの情報を基に可変施