【手続補正書】
【提出日】令和2年1月27日(2020.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】農業経営支援システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、栽培管理状態を異にする複数の作付グループについての予測収穫量を時系列的に出力できる農業経営支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の収穫自動機を導入可能な稲作や畑作と異なり、一般的な施設園芸では手作業による収穫に大きく依存している。そのため、生産原価に占める人件費率は、５０％を越える大きな経営課題となっている。
また、就農者の高齢化に起因する人手不足もあり、農作物の生産量よりも、人手が確保できた量が売上高を左右する事態が発生している。
このような中で、収穫量を計画的に平準化することが農業経営の安定化にとって重要な関心事項となっている。
特許文献１は、農作物の収穫時期の予測精度を高めるために、過去の複数年の各日の平均気温のうち収穫時期の予測対象の農作物の生育限界温度を超える分の気温である有効気温に関して、同月同日ごとの平均値を記憶し、農作物の栽培開始日から予測実施日前までの各日の平均気温の実測値に基づく有効積算気温に対して、平均値を積算することにより、農作物の収穫時期の予測値を算出することを提案している。
特許文献２は、予測基準時の属する作物の生育期の温度データと、当該生育期より過去の第１の他の生育期および第２の他の生育期を含む複数の他の生育期の温度データとを取得し、生育期の温度データと第１の他の生育期の温度データとを用いて第１の予測収穫時期を算出し、生育期の温度データと第２の他の生育期の温度データとを用いて第２の予測収穫時期を算出することで、第１の予測収穫時期および第２の予測収穫時期を含む複数の予測収穫時期を算出し、これらの複数の予測収穫時期の分布状況に基づいて、生育期における作物の予測収穫時期についての予測情報を生成することを提案している。
特許文献３は、作付する作物の種類の決定や、作業の種類及びその時期の決定等農作業上決定しなければならない農業経営上の意思決定を比較的容易に行うことができる農業経営支援システムを提案している。
特許文献３では、インターネ等から市場取引情報、気象情報等をコンピュータに入力し、これらの情報等を分析して、当該年度の栽培作物と圃場割付を決定し、決定した栽培作物の圃場割付の作業スケジュールを営農システムプログラムより作成し、必須資材及び作業機人員の手配をすると共に、作業機の稼働状況をデータで収集している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９１１０７号公報
【特許文献２】特開２０１３−４２６６８号公報
【特許文献３】特開２００２−１８９７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２では農作物の収穫時期の予測精度を高めることができ、特許文献３では作業の種類及びその時期の決定等農作業上決定しなければならない農業経営上の意思決定を容易にするものではあるが、いずれの文献も収穫量を計画的に平準化することで農業経営の安定化を図るものではない。
【０００５】
本発明は、収穫量を計画的に平準化する上で必要な単位期間毎の予測収穫量を知ることができる農業経営支援システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明の農業経営支援システムは、栽培管理状態を異にする複数の作付グループについての予測収穫量を時系列的に出力できる農業経営支援システムであって、前記作付グループに対して植え付け時期パラメータ３１を入力する入力手段１０と、前記予測収穫量を時系列的に出力する出力手段２０と、前記入力手段１０で入力された前記植え付け時期パラメータ３１を用いて前記予測収穫量を算出する制御手段４０とを備え、前記制御手段４０は、一つの前記作付グループについて、播種又は定植を行う前記植え付け時期パラメータ３１、作物の植え付け間隔、畝の長さ、及び圃場面積の少なくともいずれかを含む空間パラメータ３２、収穫物の重量及び数量の少なくともいずれかを含む収穫パラメータ３３、温度、日射量、飽差、及びＣＯ２濃度の少なくともいずれかを含む環境パラメータ３４、及び前記環境パラメータ３４と前記作物の生育進行との関係を含む品種パラメータ３５を用いて、単位期間毎の前記作物の前記予測収穫量を算出する作付グループ別予測収穫量算出部４１と、前記入力手段１０で複数の前記作付グループが選択された場合に、選択された複数の前記作付グループについて前記作付グループ別予測収穫量算出部４１で算出された前記予測収穫量を前記単位期間毎に集計する予測収穫量集計部４２とを有し、前記出力手段２０では、単一の前記作付グループについての前記予測収穫量を時系列的に出力するとともに、前記予測収穫量集計部４２で集計される複数の前記作付グループについての前記予測収穫量を時系列的に出力することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の農業経営支援システムにおいて、前記出力手段２０では、前記環境パラメータ３４を時系列的に出力し、前記入力手段１０では、前記出力手段２０で出力された時系列的な前記環境パラメータ３４を変更でき、前記作付グループ別予測収穫量算出部４１では、変更された前記環境パラメータ３４を用いて前記単位期間毎の前記作物の前記予測収穫量を算出し、前記出力手段２０では、変更された前記環境パラメータ３４によって算出した前記予測収穫量を前記単位期間毎に出力することを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の農業経営支援システムにおいて、前記入力手段１０では、前記作物の撤収日を入力でき、前記出力手段２０では、前記撤収日までの前記予測収穫量を時系列的に出力することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１又請求項２に記載の農業経営支援システムにおいて、前記入力手段１０では、前記作物の撤収日を入力でき、前記出力手段２０では、前記撤収日以降の前記予測収穫量を、撤収を行わなかった場合に期待される収穫量として出力するとともに、次回の前記播種又は前記定植を行える植え付け予測時期を出力し、前記撤収による次回の前記播種を行うか、前記撤収を行わずに収穫を継続するかの判断を促すことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の農業経営支援システムにおいて、少なくとも一つの前記作付グループを、前記環境パラメータ３４を調整できる施設園芸による栽培としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の農業経営支援システムにおいて、前記作物を、前記環境パラメータ３４の生育積算量に応じて経時的に花房が付き摘花又は摘果による前記栽培管理状態を調整できる果菜類としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、特に、一般的な施設園芸では、例えばハウス別に作付時期などの栽培管理状態が異なっているが、収穫時期での平準化を図ることは困難であり、作付グループ単位での時系列的な予測収穫量とともに、複数の作付グループについての時系列的な予測収穫量を把握できることで、相互の予測収穫量を事前に調整でき、農業経営を支援できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例における農業経営支援システムのブロック図
【図２】同農業経営支援システムにおける入力画面の構成を示すイメージ図
【図３】同農業経営支援システムの入力画面における時期・空間パラメータ入力画面を示すイメージ図
【図４】同農業経営支援システムの入力画面における品種・収穫パラメータ入力画面を示すイメージ図
【図５】同農業経営支援システムの入力画面における環境パラメータ入力画面１を示すイメージ図
【図６】同農業経営支援システムの入力画面における環境パラメータ入力画面２を示すイメージ図
【図７】同農業経営支援システムの出力画面における作付グループＡの予測収穫量を示すイメージ図
【図８】同農業経営支援システムの出力画面における作付グループＡ〜Ｄの予測収穫量を集計した状態を示すイメージ図
【図９】同農業経営支援システムの出力画面における環境パラメータを変更した状態を示すイメージ図
【図１０】図９における環境パラメータの変更後の予測収穫量を示すイメージ図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態による農業経営支援システムは、作付グループに対して植え付け時期パラメータを入力する入力手段と、予測収穫量を時系列的に出力する出力手段と、入力手段で入力された植え付け時期パラメータを用いて予測収穫量を算出する制御手段とを備え、制御手段は、一つの作付グループについて、播種又は定植を行う植え付け時期パラメータ、作物の植え付け間隔、畝の長さ、及び圃場面積の少なくともいずれかを含む空間パラメータ、収穫物の重量及び数量の少なくともいずれかを含む収穫パラメータ、温度、日射量、飽差、及びＣＯ２濃度の少なくともいずれかを含む環境パラメータ、及び環境パラメータと作物の生育進行との関係を含む品種パラメータを用いて、単位期間毎の作物の予測収穫量を算出する作付グループ別予測収穫量算出部と、入力手段で複数の作付グループが選択された場合に、選択された複数の作付グループについて作付グループ別予測収穫量算出部で算出された予測収穫量を単位期間毎に集計する予測収穫量集計部とを有し、出力手段では、単一の作付グループについての予測収穫量を時系列的に出力するとともに、予測収穫量集計部で集計される複数の作付グループについての予測収穫量を時系列的に出力するものである。本実施の形態によれば、収穫量を計画的に平準化する上で必要な単位期間毎の予測収穫量を知ることができる。特に、一般的な施設園芸では、例えばハウス別に作付時期などの栽培管理状態が異なっているが、収穫時期での平準化を図ることは困難であり、作付グループ単位での時系列的な予測収穫量とともに、複数の作付グループについての時系列的な予測収穫量を把握できることで、相互の予測収穫量を事前に調整でき、農業経営を支援できる。
【００１０】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による農業経営支援システムにおいて、出力手段では、環境パラメータを時系列的に出力し、入力手段では、出力手段で出力された時系列的な環境パラメータを変更でき、作付グループ別予測収穫量算出部では、変更された環境パラメータを用いて単位期間毎の作物の予測収穫量を算出し、出力手段では、変更された環境パラメータによって算出した予測収穫量を単位期間毎に出力するものである。本実施の形態によれば、環境パラメータを変更することで予測収穫量の変化を把握できるため、収穫量を計画的に平準化することができる。
【００１１】
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による農業経営支援システムにおいて、入力手段では、作物の撤収日を入力でき、出力手段では、撤収日までの予測収穫量を時系列的に出力するものである。本実施の形態によれば、次の作付時期を考慮した現実の収穫量を把握できる。
【００１２】
本発明の第４の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による農業経営支援システムにおいて、入力手段では、作物の撤収日を入力でき、出力手段では、撤収日以降の予測収穫量を、撤収を行わなかった場合に期待される収穫量として出力するとともに、次回の播種又は定植を行える植え付け予測時期を出力し、撤収による次回の播種を行うか、撤収を行わずに収穫を継続するかの判断を促すものである。本実施の形態によれば、次回の植え付け時期を判断しやすい。
【００１３】
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４のいずれかの実施の形態による農業経営支援システムにおいて、少なくとも一つの作付グループを、環境パラメータを調整できる施設園芸による栽培としたものである。本実施の形態によれば、施設園芸では露地栽培に対して環境パラメータを調整しやすく、収穫量の計画的な平準化を図りやすい。
【００１４】
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５のいずれかの実施の形態による農業経営支援システムにおいて、作物を、環境パラメータの生育積算量に応じて経時的に花房が付き摘花又は摘果による栽培管理状態を調整できる果菜類としたものである。本実施の形態によれば、栽培管理状態を調整しやすく、収穫量の計画的な平準化を図りやすい。
【実施例】
【００１５】
以下に、本発明の農業経営支援システムの一実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例における農業経営支援システムのブロック図、図２は同農業経営支援システムにおける入力画面の構成を示すイメージ図、図３は同農業経営支援システムの入力画面における時期・空間パラメータ入力画面を示すイメージ図、図４は同農業経営支援システムの入力画面における品種・収穫パラメータ入力画面を示すイメージ図、図５は同農業経営支援システムの入力画面における環境パラメータ入力画面１を示すイメージ図、図６は同農業経営支援システムの入力画面における環境パラメータ入力画面２を示すイメージ図、図７は同農業経営支援システムの出力画面における作付グループＡの予測収穫量を示すイメージ図、図８は同農業経営支援システムの出力画面における作付グループＡ〜Ｄの予測収穫量を集計した状態を示すイメージ図、図９は同農業経営支援システムの出力画面における環境パラメータを変更した状態を示すイメージ図、図１０は図９における環境パラメータの変更後の予測収穫量を示すイメージ図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施例における農業経営支援システムは、作付グループに対して植え付け時期パラメータ３１を入力する入力手段１０と、予測収穫量を時系列的に出力する出力手段２０と、入力手段１０で入力された植え付け時期パラメータ３１や記憶手段３０に記憶されたパラメータを用いて予測収穫量を算出する制御手段４０とを備えることで、栽培管理状態を異にする複数の作付グループＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについての個別の予測収穫量を時系列的に出力するとともに選択したグループＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて集計した予測収穫量を時系列的に出力する。
【００１７】
記憶手段３０には、播種又は定植を行う植え付け時期パラメータ３１、作物の植え付け間隔、畝の長さ、及び圃場面積の少なくともいずれかを含む空間パラメータ３２、収穫物の重量及び数量の少なくともいずれかを含む収穫パラメータ３３、温度、日射量、飽差、及びＣＯ２濃度の少なくともいずれかを含む環境パラメータ３４、及び環境パラメータ３４と作物の生育進行との関係を含む品種パラメータ３５とが記憶される。
植え付け時期パラメータ３１として記憶する播種日及び定植日は、ユーザが入力手段１０から入力する。定植日については、ユーザが入力する播種日及び品種と、品種パラメータ３５に記憶されている播種日から定植日までの期間と、更には環境パラメータ３４に記憶されている温度データなどを用いて制御手段４０で算出してもよい。また、植え付け時期パラメータ３１には、撤収日を含むことが好ましく、撤収日はユーザが入力手段１０から入力する。
空間パラメータ３２は、ユーザが入力手段１０から入力する。
収穫パラメータ３３は、生産者が摘花、摘果、又は間引きなどの栽培管理を経て、目的の青果物を、どのくらいの数量及び大きさで収穫するのかを意思入れするユーザ固有のパラメータである。作物が果菜類や果樹であれば果実の重量や果房毎の数量、作物が葉菜であれば１株の重量であり、栄養状態や栽培管理状態による変動を考慮することが好ましく、ユーザが入力手段１０から入力する。または入力の容易性にために、あらかじめ平均的なパラメータ、又は過去の実績値によるパラメータを記憶している。
環境パラメータ３４は、例えば、アメダス（AMeDAS：Automated Meteorological Data Acquisition System）などの気象データ収集システムによる気象観測データを取り込むことができるが、栽培管理の対象となる実際の圃場やハウス内の計測データを取り込むこともできる。また、気象観測データに対してビニールハウスや保温トンネルなどの影響を加味した補正データを用いることもできる。
品種パラメータ３５は、作物の遺伝子に基づく品種固有のパラメータであり、ユーザが入力手段１０から入力するか、あらかじめパラメータを記憶している。
【００１８】
制御手段４０は、一つの作付グループについて、単位期間毎の作物の予測収穫量を算出する作付グループ別予測収穫量算出部４１と、複数の作付グループについて作付グループ別予測収穫量算出部４１で算出された予測収穫量を単位期間毎に集計する予測収穫量集計部４２とを有している。
【００１９】
作付グループ別予測収穫量算出部４１では、記憶手段３０に記憶された、植え付け時期パラメータ３１、空間パラメータ３２、収穫パラメータ３３、環境パラメータ３４、及び品種パラメータ３５を用いて、作物の生育の進行を、例えば、１日毎、１週間毎、のように単位期間毎の作物の生育の進行や花芽分化に必要な、温度や日射量などの積算量を演算して予測収穫量を算出する。
例えば、生育積算量は、第１生育積算量＝Ａ×積算温度、第２生育積算量＝Ａ×積算温度＋Ｂ×積算日射量、第３生育積算量＝Ａ×積算温度＋Ｂ×Σ（各時間における日射量×各時間における温度×各時間）＋Ｃ×各時間、又は第４生育積算量＝Ａ×積算温度＋Ｂ×Σ（各時間における日射量×各時間における温度×各時間）＋Ｃ×各時間におけるＣＯ２濃度に関わるパラメータ＋Ｄ×各時間における飽差に関わるパラメータ＋Ｅ×各時間における栄養状態（窒素・リン酸・水分）に関わるパラメータ＋Ｆ×各時間によって演算することができる。
ここで、第１生育積算量から第４生育積算量は、それぞれ生育積算量の演算例である。
これらの生育積算量において、温度は観測温度や計測温度をそのまま用いてもよいが、生育ゼロ点温度との差温を用いることが正確なシミュレーションを行う上で好ましい。
また、花芽分化積算量は、第１花芽分化積算量＝Σ（Ａ×低温感応温度−温度）×低温感応温度以下の各時間）、第２花芽分化積算量＝Σ（Ａ×低温感応開始温度−温度）×低温感応開始温度以下の各時間）＋Ｂ×（日長時間−日長感応開始日長時間）、又は第３花芽分化積算量＝Σ（Ａ×低温感応開始温度−温度）×低温感応開始温度以下の各時間）＋Ｂ×（日長感応開始日長時間−日長時間）によって演算することができる。ここで、第１花芽分化積算量は低温感応の品種の場合、第２花芽分化積算量は低温長日感応の品種の場合、第３花芽分化積算量は低温短日感応の品種の場合でのそれぞれ花芽分化積算量の演算例である。
これらの生育積算量及び花芽分化積算量は、一次式での演算例を示しているが、二次関数や対数関数など任意の組み合わせが可能である。
【００２０】
予測収穫量集計部４２は、入力手段１０で複数の作付グループが選択された場合に、選択された複数の作付グループについて予測収穫量を単位期間毎に集計する。
出力手段２０では、グラフ２１に示すように、単一の作付グループについての予測収穫量を時系列的に出力するとともに、グラフ２２に示すように、予測収穫量集計部４２で集計される複数の作付グループについての予測収穫量を時系列的に出力する。
また、出力手段２０では、グラフ２３に示すように、環境パラメータ３４を時系列的に出力する。
【００２１】
制御手段４０は、図２に示すように、それぞれの作付グループ別に、時期・空間パラメータ、品種パラメータ３５、環境パラメータ３４についての入力を促す。
図３に示すように、時期・空間パラメータについては、植え付け時期パラメータ３１と、空間パラメータ３２とを入力する。
植え付け時期パラメータ３１は、播種日、定植日、及び撤収日である。空間パラメータ３２は、株間、畝間、条数、畝長、仕立て本数などであり、これらの作付パラメータを入力することで圃場面積が演算される。圃場面積は入力してもよい。
入力手段１０で作物の撤収日を入力し、出力手段２０では撤収日までの予測収穫量を時系列的に出力することで、次の作付時期を考慮した現実の収穫量を把握できる。
また、入力手段１０で作物の撤収日を入力し、出力手段２０では、撤収日以降の予測収穫量を、撤収を行わなかった場合に期待される収穫量として出力するとともに、次回の播種又は定植を行える植え付け予測時期を出力することで、撤収による次回の播種を行うか、撤収を行わずに収穫を継続するかの判断を促すことができ、次回の植え付け時期を判断しやすい。
空間パラメータ３２としての入力項目は品目によって異なる。
【００２２】
図４に示すように、品種パラメータ３５は、作物の品目名と品種を入力する。収穫パラメータは、ユーザの栽培管理に関係するパラメータを追加入力する。例えば図４では、ミニトマトの場合での収穫パラメータの例を示して、それぞれの果房での着果数と平均重量を入力項目としている。
【００２３】
図５及び図６に示すように、環境パラメータ３４は、取り込んだ気象観測データや計測データを時系列的に表示される。図５は環境パラメータ３４として温度を、図６は環境パラメータ３４として日射量を例示しており、例えば圃場の位置情報と施設情報から推定したデフォルト値をデータベースより入力することができる。また、ユーザが自ら測定した過去のデータをインポートすることもできる。また、インポートした過去のデータを編集することができる。
【００２４】
図７は、図１に示すグラフ２１であり、作付グループＡについての予測収穫量を時系列的に出力している。
図８は、図１に示すグラフ２２であり、作付グループＡからＤについての予測収穫量を時系列的に出力している。
図７及び図８に示すように、作付グループ単位での時系列的な予測収穫量とともに、複数の作付グループについての時系列的な予測収穫量を把握できることで、相互の予測収穫量を事前に調整でき、農業経営を支援できる。
【００２５】
図９は、図１に示すグラフ２３であり、出力手段２０で出力された時系列的な環境パラメータ３４を入力手段１０で変更する場合を示している。
図９に示すように、所定の期間Ｔの温度をグラフ上で変更することができ、このように環境パラメータ３４を変更することで、作付グループ別予測収穫量算出部４１では、変更された環境パラメータ３４を用いて単位期間毎の作物の予測収穫量を算出し、出力手段２０では、変更された環境パラメータ３４によって算出した予測収穫量を単位期間毎に出力する。
図１０は、変更された環境パラメータ３４によって算出した予測収穫量を出力したグラフ２２を示している。
このように、環境パラメータ３４を変更することで予測収穫量の変化を把握できるため、収穫量を計画的に平準化することができる。
【００２６】
本実施例による農業経営支援システムでは、少なくとも一つの作付グループを、環境パラメータ３４を調整できる施設園芸による栽培とすることが好ましい。施設園芸は露地栽培に対して環境パラメータ３４を調整しやすく、収穫量の計画的な平準化を図りやすい。
また、本実施例による農業経営支援システムでは、作物を、環境パラメータ３４の生育積算量に応じて経時的に花房が付き摘花又は摘果による栽培管理状態を調整できる果菜類とすることが好ましい。経時的に花房が付き摘花又は摘果による栽培管理状態を調整できる果菜類は、栽培管理状態を調整しやすく、収穫量の計画的な平準化を図りやすい。ここで、経時的に花房が付き摘花又は摘果による栽培管理状態を調整できる果菜類には、例えばトマト、イチゴ、ナス、キュウリ、ピーマン、ししとう、唐辛子、さやエンドウ、脇芽ブロッコリーなどがある。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明による農業経営支援システムによれば、農業経営の安定化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０  入力手段
２０  出力手段
２１  グラフ
２２  グラフ
２３  グラフ
３０  記憶手段
３１  植え付け時期パラメータ
３２  空間パラメータ
３３  収穫パラメータ
３４  環境パラメータ
３５  品種パラメータ
４０  制御手段
４１  作付グループ別予測収穫量算出部
４２  予測収穫量集計部
Ｔ  所定の期間