(57)【要約】【課題】  本発明は稲作において集中栽培制御システムの支援・補助により、栽培を完結させる方法を提案する。【解決手段】  環境エネルギーで起動する圃場環境計測機、イオン水生成装置、及びネットワーク通信装置を集中管理クラウドサーバーによって制御する集中栽培制御システムを使用する。【選択図】図１
2018000181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
稲作において各圃場の栽培基礎情報の記録、環境データを計測、イオン水生成装置を起動、農作業内容を指示、収穫時を予測、環境データ計測及びイオン水生成装置を環境エネルギーで起動、環境データ及びイオン水生成装置の起動時間と電力量データを有線または無線でインターネット接続し集中管理サーバーへ送信、する機能を有する事を特徴とする集中制御装置
【請求項２】
栽培開始時期、品種、農法の種類、施肥設計、除草体系等の栽培基礎情報を端末から請求項１の装置（の集中管理サーバー部分）に書き込みが出来ることを特徴とする請求項１の装置
【請求項３】
圃場内用水の水位、水温、ｐＨ、酸化還元電位、電気伝導率、溶存酸素濃度、並びに圃場付近の気温、湿度、光合成有効照射を計測出来ることを特徴とする請求項１の装置
【請求項４】
集中管理サーバーからの指令により用水をイオン化させることが可能な装置を有することを特徴とする請求項１の装置
【請求項５】
施肥量、施肥時期、防除量、防除時期、給水排水時期等の作業指示を指定された電子端末へ伝達する機能を有することを特徴とする請求項１の装置
【請求項６】
環境データ、イオン水生成装置の起動時間と電力量データ、及び栽培開始時期、品種、農法の種類、施肥設計、除草体系等の基礎データから収穫時期、収量を予測することを特徴とする請求項１の装置
【請求項７】
環境データ計測、イオン水生成装置の起動、集中管理サーバーへの通信を環境エネルギーによって動力とすることを特徴とする請求項１の装置
【請求項８】
環境センサー群から得たデータを現場のデータ収集装置に電子記録を行ったのち無線又は有線通信を用いて集中管理サーバーへデータを送信することを特徴とする請求項１の装置
【請求項９】
イオン水生成装置の起動時期、及び農作業内容の指示における初期設定係数は栽培実績データの蓄積と共に改善変更、上書きされていくことを特徴とする請求項１の装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は稲作の栽培管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、稲作には移植栽培という農法が存在する。しかし、移植栽培は育苗という重労働作業が付随する農法で生産者の高齢化に伴い、移植栽培そのものが大きな負担となっている。一方、育苗を必要としない直播栽培に近年注目が集まっているが、我が国の水田面積の２％を占めるにとどまっている。直播栽培は田面に直接種籾を播種し、圃場で直接育苗が行え、省力化出来る半面、水の管理や施肥調整、除草体系などに知識を要し移植栽培に比べて作業が複雑になる。このため、直播栽培の作業では、体力的消耗は軽減されるものの、技術的難易度が上がり、栽培の手順や方法を誤ると移植栽培と比べて食味が低下するほか、収量が１〜２割程度減少する事がある。多くの生産者は省力化を取り入れたいものの、質量も移植栽培同様に確保したいという思惑により、直播栽培の導入に一歩踏み出せない狭間にいる。【０００３】  本来であれば、このような問題を解決するために、農業改良普及所職員、農業協同組合営農職員が、次世代に向け省力化農法を推し進めることが自然の流れではあったが、最近では、農業に携わった経験を持つ職員、新たな見地を持った人材が営農職員に少ないことが各地域で散見される。また知識、経験不足に加え、営農部門の職員削減も普及妨げの要因の一つであると考えられる。【０００４】  更に近年では、気候の異常変動で、何れの農法においても、肥料や除草剤が圃場に蒔かれたあと、これら資材の溶解時期が栽培中ずれるような現象が起きている。資材の仕様書には一定の使用方法のガイドラインの記載があるものの、天候不順的要因などから適応しないケースが多い。また多くの生産者は暦をベースにした経験と勘、一時の成功体験によって構築された感覚に基づいて長年作業を行ってきており、今後、後継者の確保や後継者向けに技術を継承することが難しい時代に差し掛かっている。【０００５】  一方、最近では、農作業日報の電子化や圃場の水位を計測する装置が開発されつつあるが、これらは基本的に技術向上や収入増加に直接寄与するものではない。電子作業日報においては、実際に行った作業電子ノートを入力しただけであり、従来、栽培日誌をつけていた生産者が、過去の記録を見返す役割でしかなく、単にペーパーレス化したに過ぎない。当然、入力させた記録は加工され再利用されることもなく、ましてや肥培管理や適切なアドバイスなどに関して、総合的な栽培フォローが期待できるサービスでもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−０３８２９３
【特許文献２】特開２０１４−１３８５７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  圃場環境を計測、管理、分析することで、作業時期の適期化、作業内容の明確化し、作業者へ通知、作業を指示しすることで、勘に頼る不確定要素を排除、更には用水をイオン化させイネの生長促進を促すなど栽培の一部を担うことで、誰もが取り組めて、更に収益性の高い栽培管理方法を集中栽培制御管理システム（以下、当該システム）によって提供することである。詳細については、以下の通り。【０００８】  従来は、肥培管理をどのように行うかは、全て生産者に委ねられていた。多くの生産者は効果を過剰にまで求め、肥料過多、過剰防除の設計になりがちである。
従って当該システムは、各圃場に応じた適正肥培管理情報を生産者へ栽培開始前にフィードバック、修正を促す機能を有する事を課題とする。【０００９】  従来は、栽培開始後、イネの生長度合いの判断は、目視で行われているため、曖昧であり、また、現地調査をしなければ、状況は把握できなかった。
従って当該システムは、生長度合いを定量化し、数値として表すことで、生長度合いを比較可能にすることを課題とする。【００１０】  従来のイオン水生成装置では、イオン処理のタイミングをイネの生長に関連させて生産者が学習する必要があった。
従って当該システムは、生産者が、イネの栽培に関する学習を改めて必要とすることなく、現場のイオン処理を適期に自動実施可能にすることを課題とする。【００１１】  従来は、栽培が開始するとその後の肥培管理は概ね勘によって行われてきた。
従って当該システムは、栽培開始後、各圃場の肥培管理の適期を生産者へ適宜伝達する事を可能にすることを課題とする。【００１２】  従来は、刈り取り時期は、栽培開始時期、または収穫間近の圃場を目視確認によって決定されてきた。
従って当該システムは、刈り取り時期の圃場の順番を圃場の登熟状況に応じて並べ替え可能にすることを課題とする。【００１３】  我が国には、各圃場に環境データ計測機、イオン水生成装置、ネットワーク通信装置のデバイス群を起動させるための、動力インフラ整備は普及していない。
従って当該システムは、環境データ計測機、イオン水生成装置、ネットワーク通信装置のデバイス群を各圃場においてインフラ整備を行う事なく単体で起動させる事を可能にすることを課題とする。【００１４】  我が国には、各圃場に環境データ計測機、イオン水生成装置、ネットワーク通信装置のデバイス群と通信するための、ネットワークインフラ整備は普及していない。
従って当該システムは、圃場環境をリアルタイムで分析可能にする事を課題とする。【００１５】  従来は、農業試験場の短期情報、大學や研究機関の試験結果などが受動的に生産者へ配信されることはなく、研究機関情報と栽培現場には、常にかい離した状態にある。
従って当該システムは、常に最新情報を生産者へ提供する事を可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】  本発明は鋭意検討し、上記課題を解決する方法を見出し、本発明を完成させた。
本発明は、稲作において各圃場の、栽培基礎情報の記録・確認、環境データを計測、イオン水生成装置を自動起動・停止、農作業内容を生産者へ指示、収穫日時を予測するほか、環境データ、イオン水生成装置の自動制御に関する通信を各圃場の環境エネルギーで賄い、また通信は、有線あるいは無線でインターネット接続し、集中管理クラウドサーバーへ送信する機能を有する事を特徴とする集中栽培制御管理システムを用いて課題を解決する。詳細については、以下の通り。【００１７】  当該システムの機能の一部として、生産者が、栽培開始時期、品種、農法の種類、施肥設計、除草体系の栽培基礎情報を端末から集中管理クラウドサーバーに書き込み後、当該サーバーは、上記情報を添削し、適正肥培方法を生産者へ電子的に返信する。【００１８】  当該システムの一部である圃場現場に設置したセンサー群は圃場内用水の水位、水温、ｐＨ、酸化還元電位、電気伝導率、溶存酸素濃度、並びに圃場付近の気温、湿度、光合成有効照射の計測が出来る。【００１９】  当該システムの一部である集中管理クラウドサーバーは遠隔操作により現場に設置したイオン水生成装置を起動・停止、用水をイオン化させることが出来る。【００２０】  当該システムの一部である集中管理クラウドサーバーは、栽培中の施肥量、施肥時期、防除量、防除時期、給水排水時期の作業指示を指定された電子端末へ伝達する事が出来る。【００２１】  当該システムの一部である集中管理クラウドサーバーは栽培開始時期、品種、農法の種類、施肥設計、除草体系の基礎データに加え、環境データ、イオン水生成装置の起動時間と電力量データに環境ビックデータを掛け合わせ、収穫時期、収量を予測することが出来る。【００２２】  当該システムの機能の一部である環境データ計測、イオン水生成装置の起動・停止、集中管理クラウドサーバーへの通信を環境エネルギーによって動力とすることが出来る。【００２３】  当該システムの一部である環境センサー群から得たデータを現場のデータ収集装置に電子記録を行ったのち無線又は有線通信を用いて集中管理クラウドサーバーへデータを送信することが出来る。【００２４】  集中管理クラウドサーバー内に設定されたイオン水生成装置の起動時期、及び農作業内容の指示における係数（ソフトウェア）は栽培実績データの蓄積と共に改善変更、上書きしていくことが出来る。
【発明の効果】
【００２５】  発明者が考案した方法によれば、当該システムを活用することにより、稲作において、収益向上、コスト削減に加え、次世代へ農法の伝承が可能となる。詳細については、以下の通り。【００２６】  圃場、品種、栽培方法に応じた資材の選択と適正量を集中管理クラウドサーバーから提案することで、肥培コストの削減のほか、肥培管理が原因の栽培の失敗を栽培開始前に未然に防ぐことができる。【００２７】  各圃場の用水のｐＨ、酸化還元電位、電気伝導率、溶存酸素濃度をモニタリングする事でイネの生長度合を定量化し、確認することができる。【００２８】  イオン水生成装置によるイネの生長促進効果を生産者の手を煩わせることなく自動で実施することが可能となった。【００２９】  生長度合いをモニタリングすることで、肥培管理をいつ行うか、適切なアドバイスを行う。生産者の無駄な動線を減少させた。【００３０】  生長度合いを環境モニタリングと環境ビックデータで同時に分析することで、登熟期を推定することが可能となった。即ち、刈り取りの順番の明記出来ることで、作業効率の改善、成果物の収益性最大化が可能となった。【００３１】  各圃場に設置された環境データ計測機、イオン水生成装置、ネットワーク通信装置のデバイス群は、多大なインフラコスト、ランニングコストをかけることなく装置の起動が可能になることで低コスト運用が可能になった。【００３２】  圃場に設置された装置をリアルタイムで起動することで、連続モニタリングが可能となり、より細やかな栽培分析が可能となった。【００３３】  栽培途中であっても栽培の適正、軌道修正が出来、よりよい成果物の収穫が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】稲作栽培集中制御管理システムを説明するための概要図
【発明を実施するための形態】
【００３５】  従来は、農業協同組合職員も生産者の収量を増加させたいという思考に便乗し、資材の販売促進の抑止力が働かない結果、施肥、防除とも過剰になり、生産者の負担が増加する傾向にあった。最近では、農作業日報の電子化が進む傾向にはあるが、このようなシステムに入力された数値は単に記録として保存されるに過ぎず、各圃場の肥培管理の適正性などを判断する或いは、適切な助言などを受けられサービスではなかった。
本発明では、生産者は、栽培開始時期に、品種、農法の種類、施肥設計、除草体系の栽培基礎情報を端末から集中管理クラウドサーバーに書き込み、その後、生産者は添削された適正肥培管理表を電子的に受け取る。
【００３６】  従来は、圃場の水位や水温を計測する機械があったが、生長度合いを計測する目的のものではなかった。ｐＨ、酸化還元電位、電気伝導率、溶存酸素濃度をモニタリングすることは技術上、可能であるが、計測した数値によってイネの生長度合いを定量化する発想は存在しない。
本発明では、イネの生長度合いを用水のｐＨ、酸化還元電位、電気伝導率、溶存酸素濃度を計測する事で推定、定量化する。
【００３７】  従来のイオン水生成装置は、実施の際に圃場に装置を設置し、使用する方法を取っていた。従って、実施のタイミングは生産者に委ねられていた。また、イネの栽培に倣って、おおよその使用時期を品種毎に生産者は暗記する必要があり、負担となった。
本発明は、品種ごとのソフトウェアを、集中管理サーバーに準備し遠隔地にあるイオン水生成装置の起動・停止を自動的に行う。
【００３８】  従来は、生産者自らが肥培管理を感覚や暦によって行ってきたため結果に邑が生じた。本発明では、遠隔による生長度合いのモニタリングにより肥培管理の適期を算出、生産者へ伝える。
【００３９】  従来は、生産者自らの感覚や栽培開始時期、大まかな天気予報などによって刈り取り時期を決定するか、周囲の刈り取り状況に影響され、適期に刈り取りを行わず、結果として、収益性の最大化を図ることは非常に困難であった。
集中管理クラウドサーバーが、刈り取り対象圃場に対して圃場データと環境ビックデータを元に最適化を行い。刈り取り時期を設定する。
【００４０】  従来は、イオン水生成装置の起動には、燃料を要する発電機を用いて、環境データには電池、連続通信にはＡＣ電源が必要であった。
本発明では、環境エネルギーを用いる事で動力を一本化すると同時に連続起動を可能にする。
【００４１】  従来の圃場環境データシステム、特に水質センサーにおけるｐＨ、酸化還元電位、電気伝導率、溶存酸素濃度はオフラインで起動していたため、現地に出向きデータを収集する必要があった。
本発明では、集中管理クラウドサーバーと圃場に設置した環境センサー群を無線又は有線によりリアルタイム通信を行う。
【００４２】  従来は、イオン水生成装置を用いた稲作について周知を図る場合、講習会などで啓蒙活動を行い、その情報が伝達浸透させる方法を取った。このため、技術情報の更新はシーズンオフや個別のメールや電話で個別対応としたことから、情報伝達に常に邑が生じた。
本発明では、農業試験場、大学、研究機関で明らかとなった農法改善策を適期、全利用者へ向け発信することで、きめ細かいサポートが可能となった。
【実施例１】
【００４３】  生産者は、栽培を開始する前に、栽培開始時期、品種、農法の種類、施肥設計、除草体系の栽培基礎情報を電子端末から集中管理クラウドサーバーに予定の書き込みを行った。当該サーバーからは、肥料の選択に誤りがあること、また、除草量の単位が多いことが指摘された。肥料については、農法と肥料の種類が合致しないこと、除草剤については、その散布量を増やしたとしても結果は変わらないことが指摘された。その結果、総合的にコスト削減に成功した。
【実施例２】
【００４４】  各圃場によっての生長度合いを数値化、比較可能にすることで、各圃場の作業の優先順位が机上で明らかになった。前もって資材の準備が可能となり、無駄な資材の購入や成り行きの行動が抑制され、結果としてコスト削減に貢献した。
【実施例３】
【００４５】  イオン処理について、生産者を介在させる事なく、起動・停止した結果として、茎数を増加させ、穂長を伸長させ、登熟歩合を向上させ、千粒重を増加させることで収量が増加した。また、千粒重が増加すると、玄米の澱粉中に含まれるタンパク質含有量の比率が低下することから結果として食味を向上させることに成功した。
【実施例４】
【００４６】  肥培管理に関する必要な情報を必要時に確認できる双方向で通信により、生産者側からの問い合わせにも自動対応が可能になったことで現場から空き時間を有効に活用、圃場管理出来るようになった。
【実施例５】
【００４７】  集中管理クラウドサーバーからの指令により刈り取りを実施することで、収量が増加したほか、品質も例年に比べて向上した。
【実施例６】
【００４８】  インフラの整備が困難な圃場であっても、インフラコストをかけることなく、圃場の情報監視が低ランニングコストで実現した。
【実施例７】
【００４９】  リアルタイムで圃場の状態を確認することが可能となった結果、圃場へ向かう回数が減り、作業効率が向上したことで、コスト削減に成功した。
【実施例８】
【００５０】  イオン水生成装置の処理のタイミングを常に改定する事で収量が更に増加する事が、研究成果として栽培期間中に判明し、生産者に変更に伴う作業負荷を与える事なく、収量増加に寄与した。
【図１】
2018000181.tif 000003