グリーンレポートNo.568（2016年10月号） ●巻頭連載 ： 「農匠ナビ1000」の成果（農業経営者が開発実践した技術パッケージ） 第７回 水田センサによる水稲水管理の可視化と改善 ∼収量・品質の向上と省力化をめざして∼ 国立大学法人 九州大学 農学研究院 大学院教授 ㈱ＡＧＬ 代表取締役社長 ㈲フクハラファーム 取締役常務 南石晃明 髙 克也 福原悠平 水稲の収量はさまざまな条件によって決まるが、古く 圃場用の水田センサの改良・開発に活かした。 から特に重要なものは格言として語り継がれている。代 図−１は、九州大学と㈱AGLが関連企業の協力を得 表的なものでは、苗づくりの重要性を説いた「苗半作」 て試作したフロート式水田センサである。この水田セン や、収穫前の秋の天候の影響の大きさを示す「秋場（秋日 サは、機器全体が一体型となっており①設置が簡単であ 和）半作」などがよく知られている。田植後の栽培管理に る（支柱が不要）②通信料金のかからないスマートネッ ついては、水管理の重要性を説く 「水見半作」がある。 「米 トワーク技術に基づく最新通信モジュールを内蔵してい 作日本一」農家の知恵から生まれた「水のかけ引き」が、 当時の水稲「１ｔどり」の技を支えたともいわれている。 通信部 アンテナ 今号では、収量・品質の向上と省力化をめざして、水 田センサによる水稲水管理の可視化技術と、この技術を 水位 センサ （赤外線 測距モジ ュール） 活用した水管理改善の可能性について紹介する。 水位計測と水管理の可視化 水管理技術を次世代へ伝承し、さらに改善するために フロート 温度 センサ① は、まず、営農現場で日々行っている水管理の現状を可 視化することが必要になる。具体的には、日々の水位の 変化を計測し、水管理の実態をほかの水田や農場と正確 に比較できるように、数字（帳票） 、グラフ、地図などで 温度 センサ② 表示することが求められる。 「農匠ナビ1000」プロジェ クトでは、これを水管理の可視化と呼んでいる。可視化 によって、目標としていた水管理と実際の水管理との差 や関係を知ることができ、改善に向けての出発点となる。 図−１ フロート式水位計測技術を用いた水田センサ 1000圃場の水管理を可視化 アンテナ （ほかの水田センサ や基地局と最大２㎞程度の距 離で通信） 「農匠ナビ1000」では、プロジェクトに参画した稲作 経営４農場の合計1,000圃場に水田センサを設置し、実 センサBOX （センサ・通信制 御基板、計測データ保存メモ リ、電池など内蔵） 際の営農現場での水管理を可視化することに挑戦した。 こうした大規模な現地実証は、今まで関連学会でも報 告・論文が見当たらず、世界的にも例をみない試みとい える。 現場で水 位や水温 が確認で きる液晶 表示部 研究を開始した当時、1,000圃場での水位計測に活用で きる実用的な水田センサは市販されていなかった。この ため、プロジェクトでは、独自仕様の水田センサの研究 開発を行った。水位計測にはいくつかの方法があるため、 フロート式や水圧式といった方式の水田センサの試作・ センサヘッド （水圧・水温計測） 試験を繰り返し、これらの試験結果を比較検討して1,000 自動給水器 （市販） 写真−１ 水圧式水位計測技術を用いた水田センサ 2 グリーンレポートNo.568（2016年10月号） ㈲フクハラファームの現地実証（水稲作付面積 157ha）では、可視化によって水管理の違いと米の収量 の関係性が明らかになった。図−３は、㈲フクハラファ ームが水管理の参考にしているＪＡの栽培暦と、実際の 水位の変化を示したものである。図−３の上部は、水管 理担当者が異なる２つの圃場（品種は同じ）の水位変化 を可視化したグラフである。Ａ圃場（田植５月21日、収 穫８月28日、収量486㎏）とＢ圃場（田植５月16日、収 図−２ 水位データのFVSクラウドシステムでの地図表示例 穫８月26日、収量564㎏）を比較すると、Ａ圃場では中 る③水面と水田底の水温が同時に計測できる、などの特 干しが不十分であり、落水前に湛水状態になっていたこ 徴がある。 とがわかる。両圃場は水管理担当者が異なるため、実際 写真−１は、九州大学が関連企業の協力を得て完成さ の水管理に違いが生じ、それが収量差の一因となったと せた1,000圃場用の水田センサである。この水田センサは、 考えられる。同社では、水管理の可視化によって、栽培 上記の最新通信モジュールと、農研機構および協力企業 暦と実際の水管理の違いや、圃場ごとの水管理の違いを が試作した水圧式水位センサを組み合わせた構造になっ 詳細に分析し、水管理ノウハウの共有化を進めている。 ている。 普及に向けた課題と今後の研究開発の方向 計測したデータは、九州大学が運営するFVSクラウド システムに蓄積され、帳票、グラフ、地図などで可視化 今回紹介した「農匠ナビ1000」の成果を活用した水田 することができる。また、水位や水温があらかじめ設定 センサは、既に市販されているが、導入にあたっては、 した値になれば、警告メールを送信する機能もある。図 費用対効果の向上が課題になっている。また、市販の自 −２は、多くの圃場の水位状態を鳥瞰できる地図表示の 動給水器では省力化・節水化効果が認められているが、 例である。 全国的な普及には至っていない。 今後は、水管理可視化技術と自動給水技術を融合し、 水管理可視化技術の活用 省力化・節水化とともに、収量・品質の向上に貢献する プロジェクトに参画した農場のひとつ、㈱AGLの現地 稲作技術パッケージとして確立することが期待されてい 実証（水稲作付面積21ha）では、圃場別の水位・水温 る。水管理の改善は各稲作経営の課題でもあるが、次世 計測データに基づいて水回り作業を実施したところ、水 代の水田管理情報の基盤整備は地域全体で取り組むべき 回りの頻度をこれまでの半分程度まで削減することがで 課題でもある。わが国の水田247万haのうち、開（オー きた。こうした作業の効率化は生産費低減にも効果があ プン）水路整備済み165万ha（66.8％） 、パイプライン整 り、玄米１㎏当たり２∼３円程度の経費削減効果がある 備済み42万ha（17.0％） 、未整備40万ha（16.2％）といわ と試算されている。 れている。こうした現状を考えると、パイプラインとと もに、開水路を Ａ圃場水位 センサ 設置 Ｂ圃場水位 対象にした関連 技 術 の研 究 開 水位 ︵㎜︶ 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 ０ 発の重要性が高 まっているとい える。 ８月 ８月 ８月 日 日 日 日 日 日 日 ８月 ７月 日 ８月 ７月 日 ８月９日 ７月 日 12 14 16 19 21 参考文献 登熟期 成熟期 乾 燥・調 製 収 穫 病害虫本田防除 ②畦 畔 草 刈 中晩生穂肥 ①畦 畦 草 刈 早 生 穂 肥 中晩生追肥 溝 切 り 中 干 し 早 生 追 肥 幼穂形成期 穂ばらみ期 出穂期 ８月７日 ７月 日 ８月４日 ７月 日 11 13 16 18 21 23 25 28 30 ８月２日 ７月 日 ７月 日 日 ６月 日 日 ６月 日 ７月 ６月 日 ７月 ６月 日 ７月８日 ６月 日 え 浅水 ７月６日 ６月 日 植 除草剤散布 田 活着期 ７月３日 ６月 11 14 16 19 21 24 26 29 ７月１日 ６月 ６月９日 日 浅水代かき ６月７日 日 田植期 ６月４日 ５月 種 苗 水管理 濁 水 対 策 浅水代かき 育苗期 播 育 主な作業 ステージ ６月２日 ５月 28 30 出典：水稲栽培暦 （水管理部分） は『JA東琵琶湖平成28年産水稲施肥設計書』から抜粋 3 著］ 『TPP時代の稲 ート農業̶営農技 落水 図−３ 水稲栽培暦（水管理部分、下図）と水管理可視化の事例（上図） 佑・松江勇次［編 作経営革新とスマ 間断かんがい 湛水管理（出穂前後各３週間）間断かんがい 中干し 南石晃明・長命洋 術パッケージと ICT活用̶』 （養賢 堂、2016年）
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