Ⅱ

みどりの⾷料システムのKPIに係る技術の国内外の最新動向調査
Ⅱ- ２. 研究内容に関する調査
d.耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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製品化・サービス化段階

d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ 1．研究プログラム・予算

HORIZON EUROPEにおける関連研究公募テーマ︓EU

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

2022年度のHORIZON EUROPEの枠組として公募されたプログラムのうち、有機農業の拡⼤に関する予算は600万ユーロ。

研究プログラムと予算の例
プログラムパッケージタイトル

2022年度予算（万ユーロ）

HORIZON-CL6-2021-FARM2FORK-01-01︓農場からフォークまでの⽬標に到達する。欧州における有機農業と有機養殖を促進するためのR&Iシ
ナリオ

400

HORIZON-CL6-2021-FARM2FORK-01-03:アグロエコロジー農法を実現するためのデジタル化

200© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ２．慣⾏農法との⽐較

農業⼿法が⼟壌の質に及ぼす影響︓中国・欧州の⻑期農業実験データ分析
 オランダのZhanguoらは、A〜Dの農業⼿法と慣⾏⼿法について、5つの⼟壌品質指標を⽤いて⽐較。
 有機物の添加は、⼟壌品質向上に効果あり。
A

作物収量

C

作物収量

⼟壌有機物

ミミズ数

⼟壌有機物

ミミズ数

団粒安定性

団粒安定性

pH

B

pH

作物収量

D

慣⾏⼿法
（１とする）

A

有機物添加

有機物無添加

B

不耕起

慣⾏耕起

C

輪作単作

D

有機農業

慣⾏農業

⼟壌有機物

＜利⽤データ＞• 欧州・中国の⻑期実験データ72件＋⽂献掲載データ402件を利⽤

ミミズ数

団粒安定性

団粒安定性
pH

実証⼿法

作物収量

⼟壌有機物

ミミズ数

⽐較
パターン

pH
出典:Zhanguo Bai , et al., Agricultural Ecosystem ＆Environment (2018)
BAI, Zhanguo, et al. Effects of agricultural management practices on soil quality: A review of long-term
experiments for Europe and China. Agriculture, ecosystems & environment, 2018, 265: 1-7.
© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ３．多年⽣作物の選抜

多年⽣作物 Kernza︓The Land Institute（⽶国）多年⽣作物は、⼟壌浸⾷・硝酸塩浸出の防⽌及び炭素貯留の効果があり、持続可能な⾷料候補として有⼒。
多年⽣植物であるIWG（中間ウィートグラス）の育種は、選抜世代ごとに2〜5年が必要であったが、2017年からゲノム選抜（GS）が開始され、1年あたり1サイクルで完結させることが可能。
選抜個体の1つに、既に商品化されているKernza（カーンザ）があり、多年⽣作物の有⼒候補として期待。

•••

Kernzaは、1年草の冬期デュラムコムギとIWGの交配種。
Kernzaの優良系統は、1年⽣コムギ品種の約50〜70%の穀粒を⽣産。
9年以上⽣存している株も存在。

出典:Jared Crain, et al., The Plant Genome(2021)
出典:The Land Institute WEBサイト https://landinstitute.org/
出典:Heaps WEBサイト 2017.2.23 INTERVIEW https://heapsmag.com/patagonia-and-HUB-the-processof-the-creating-great-beer-longroot-ale-the-story-of-how-it-was-born-interview© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ３．多年⽣作物の選抜

多年⽣作物 タンパク質含有量の多い牧草︓BioRefine Denmark社（デンマーク）
デンマークの⼤⼿農業企業であるDLGやDanish Agro、種苗会社DLFによって設⽴されたBioRefine Denmark
社は、輸⼊⼤⾖の代替品として、牧草からのタンパク質抽出の研究に着⼿。
 有機栽培の牧草地に隣接した⼯場を建設し、⽣産を開始。
牧草は多年⽣であるため、⼀年⽣の⼤⾖よりも作業性に優れる上、耕起の回数を減らせるので、炭素固定にも貢献。
⼤⾖は種⼦を利⽤するのに対し、牧草は植物体全体を利⽤するので、コストベネフィットも期待。
単位⾯積当たりの収量⽐較
作物

収量t/haタンパク質t/ha

リジンkg/ha

メチオニンkg/ha

菜種

51.06020

エンドウ⾖

61.392

13

コムギ

91.030

16

クローバー

13

1.512052

レッドクローバー

12

2.620090

牧草（eng græs）

30.32512

出典:BioRefine WEBサイト より仮訳
https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Bioenergi/dansk_biomasse_til_bioenergi_og_bioraffinering.pdf
https://biorefine.dk/p/den-groenne-loesning© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ４．雑草管理

製品化・サービス化段階

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

⾃動運転除草ロボット︓FarmWise社（⽶国）FarmWise システムは、1インチ未満の精度で個々の雑草を機械的に（ブレードにより）除去。
15,000 時間の駆動により、個々の作物の4億5,000万以上のスキャン画像で植物データベースを構築。
葉物野菜、カリフラワー、ブロッコリー等、多様な作物に対応。
雑誌BRIDGEによると、⽶国の野菜栽培⼤⼿25社のうち18社が採⽤。2016年設⽴のスタートアップであるが、2022年6⽉にシリーズBラウンドで、4,500万ドルを調達。時価総額は1億〜5億⽶ドル。
SXSW 2022 Innovation Awards の「Robotics & Hardware」部⾨で最優秀賞。
RAAS(Robot as a Service)で除草サービスを約500ドル/haで提供。

作物のみを認識

⾃動運転、雑草除去のTITAN

出典:ファームワイズ WEBサイト https://farmwise.io/services
出典:THE BRIDGE, Inc.WEBサイト
https://thebridge.jp/2022/09/farmwise-develops-autonomous-weeding-robot© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ４．雑草管理

製品化・サービス化段階

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

雑草管理における除草技術と栽培⽅法ごとの環境保全効果︓キューホー社（⽇本）針⾦を利⽤して雑草のみを倒す簡易耕起型の除草機を開発。
紙マルチによる有機栽培では慣⾏栽培よりもCO2排出量が多いが、簡易耕起により排出量を抑制可能。

針⾦を利⽤した除草機

栽培法によるCO2排出量の⽐較

出典:2022年9⽉28⽇(⽔) 宇都宮⼤学 雑草管理教育研究センター⻑ ⼩林 浩幸教授 ヒアリング資料© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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製品化・サービス化段階

d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ５．除草ロボット

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

電圧式雑草防除装置雑草防除装置︓Zasso社（スイス） 「⾮選択的電気物理的作⽤機序」をベースとした独⾃特許技術により、⾼電圧を利⽤した雑草防除ソリューション「Zasso」を提供。
 作物の新芽と雑草の新芽を⾃動的に⾒分け、通電により根まで作⽤するため、雑草抑制効果が持続。
 第30回ドイツ雑草⽣物学及び雑草防除会議において、テンサイ発芽後の条間雑草防除の有効性を報告（2022年2⽉23⽇）。

【作⽤機序】• ⾼電圧の電気は、トラクター⼜は代替電源の機械的エネルギーから局所的に⽣成。
• ⾼電圧は特許取得済みのパワーモジュールで変調され、安定した通電を実施。
• 対象植物と⾼電圧電極との物理的接触時に、電流を流し、雑草を内側から枯死。
【有効性】• 2020年、「University of Applied Sciences Süd Westfalen」と共同で、テンサイの畝間除草における化学的、機械的、電気的除草⽅法の効果を⽐較するフィールド実験を実施。
• XPower電気除草技術は、化学的・機械的除草⽅法と同等以上の効率を達成 （最⼤95％の除草効率）。
• テンサイ⽣産では、最⼤75%の除草剤削減が可能。
出典:ZASSO WEBサイト
https://zasso.com/demonstrated-xpower-efficacyof-inter-row-post-emergence-weed-control/
https://zasso.com/technology/© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ５．除草ロボット

製品化・サービス化段階

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

レーザー照射で雑草の成⻑を抑制するロボット︓Laser Center Hannover社等(ドイツ) レーザー光と⽣体物質との相互作⽤を応⽤し、レーザー照射によって雑草の成⻑を抑制する除草⼿法を開発。
 この技術をもとに、⾃律⾛⾏型のレーザー照射ロボットのプロトタイプ(WeLASER) を2023年までに開発予定。
WeLASERソリューションの技術プロセス• カメラとオブジェクト認識ソフトウェアを使⽤して作物と雑草を区別する画像処理システムを開発• レーザーをプログラミングして、雑草の成⻑点にレーザーを照射して雑草を破壊する。レーザーは農作物や⼟壌には影響を及ぼさず、⼟壌の質を保持したまま、雑草だけが枯死

出典:Laser Center Hannover プレスリリース（2021年3⽉25⽇）
プロジェクト名︓WeLASEWR, H2020© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ６．品種開発

⼤⾖品種の選抜︓ノースカロライナ州⽴⼤学（⽶国）

製品化・サービス化段階

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

 世界中から20,000のダイズ系統を収集した、USDA soybean germplasm collection（栽培品種）の中から、収量の改善、品質向上（栄養及び付加価値特性）、⼲ばつ等⾮⽣物的ストレスに対する耐性を持つ品種を選び出し、産業化することが⽬的。
North Carolina Soybean
Production Guide• ⼤⾖は⽶国で最も多様性の低い作物の⼀つ。
• 従来の育種技術と、量的形質遺伝⼦座 (QTL)分析、近同質遺伝⼦系統の開発及び最新のゲノミクス⼿法を組み合わせた技術を利⽤。

研究期間︓2020年10⽉〜2025年9⽉

出典:NC State University. WEBサイト
https://content.ces.ncsu.edu/north-carolina-soybean-production-guide© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ６．品種開発

製品化・サービス化段階

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

有機⽣産に適した⾖の育種︓Clemson⼤学（⽶国） タンパク質の品質、消化率、⾊、⾷感、⾵味が⾼く、有機⽣産に適したエンドウ⾖とレンズ⾖の育種を研究。

Clemson⼤学
Agricultural and Environmental
Science Department• ⾮有機⽣産⽤に育種された品種の多くは有機⽣産に不適。
• ゲノム情報とタンパク質形質マッピングを組み合わせて、最良の遺伝⼦型から表現型へのマッピングが可能。
• Clemson⼤学のGoing Organic portal、Carolina
Farm Stewardship Association、Good Food
Institute及び e-Organic プラットフォームを使⽤して、農場での教育及び普及活動を展開。

援助額123万ドル（約1.8億円）
研究期間︓2021年9⽉〜2025年8⽉

出典:Clemson⼤学 WEBサイト
https://www.clemson.edu/cafls/organic-breeding/orei/index.html© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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製品化・サービス化段階

d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ７．センシング・データ活⽤

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

有機肥料のばらつきを施肥中にセンシング︓アイオワ⼤⾖協会（⽶国） 動物排せつ物由来肥料は、成分品質が安定せず養分の過不⾜が問題。
 近⾚外線肥料含有量センシング (MCS) システムが施肥中に液体肥料の養分レベルをリアルタイムで測定し、肥料養分を施⽤する⽅法を研究中。
アイオワ⼤⾖協会 施肥機械

• 多数の試験フィールドにおいて糞尿のサンプルの試験を実施しセンサーの評価を⾏うとともに、3年間にわたる9回の農場での再現試験によってMCSの精度を評価。
• またMCSが窒素収⽀に与える影響を理解 するために9カ所のプラント分析も実施し、最後に収穫量を評価。
援助額58万ドル（約8,400万円）
研究期間︓2022年8⽉〜2025年7⽉
出典:アイオワ⼤⾖協会 WEBサイト
https://www.iasoybeans.com/newsroom/article/manure-shows-valueas-a-commercial-fertilizer-replacement© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d.有機農業（耕地⾯積の）25％に拡⼤ ８．オーガニック3.0

製品化・サービス化段階

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

ヨーロッパ全⼟の作物の多様化と低投⼊農業︓Diverfarmingコンソーシアム（欧州） ⼟地の⽣産性と作物の品質を⾼め、機械、肥料、殺⾍剤、エネルギー、⽔の使⽤を減らすことが⽬的。
 農家から消費者まで、技術的、社会的、⽂化的、経済的な観点から、新しい⽣産モデルに適応した新しい組織構造を提案する。
Diverfarmingの研究エリア• 欧州の気候や⼟壌条件を踏まえ、各地域に合わせた農薬、肥料、重機の使⽤を減らした低投⼊農業を研究• 農家が最も適した作付システムと持続可能な農法を選択するためのツール開発を実施、⼟壌からバリューチェーンに⾄る様々なデータを集約・活⽤できるよう整備• i)多様な作付けシステムの影響、ii)⽣物多様性、iii)⼟壌の質、
iv)⼟壌侵⾷、v)炭素隔離と温室効果ガスの排出、
vi)粗利益、を多⾯的に評価

EU HORIZON助成⾦プログラム
予算規模1千万ユーロ／EU負担1千万ユーロ研究期間︓2017年5⽉〜2022年10⽉

出典:コーディスhttps://cordis.europa.eu/docs/results/h2020/728/728003_
PS/diverfarming-combinations.jpg© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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製品化・サービス化段階

d.有機農業（耕地⾯積の）25％に拡⼤ ８．オーガニック3.0

実証段階

基礎研究・技術
開発段階

気候に配慮した持続可能な農業⽤⼟壌管理︓EJP SOILコンソーシアム（欧州） 気候変動への適応と緩和、持続可能な農業⽣産、⽣態系サービスの提供、⼟地と⼟壌の劣化の防⽌と回復などの主要な社会的課題に対する、農地⼟壌の貢献を⾼めるための環境作りを実施。
 社会的、科学的、政策的、及び運⽤上の課題に対応。
EJP SOILのプロジェクト• 欧州の全参加国の⼟壌データ所有規制の分析を実施。
気候に配慮した持続可能な⼟壌管理に関連する主要な課題や⼟壌研究の内容を共有• ⼟壌管理による気候変動の緩和や適応、持続可能な農業⽣産と環境への影響の理解を促進、気候変動への緩和や適応に資する
⼟壌管理⽅法の共有・普及• 地域及び状況に固有の施肥⽅法 を開発し、各地域で実証
EU HORIZON助成⾦プログラム
予算規模
80百万ユーロ／EU負担40百万ユーロ
研究期間︓2020年2⽉〜2025年1⽉
出典:EJP SOIL WEBサイト
https://ejpsoil.eu/about-ejp-soil/structure-work-packages© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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d. 耕地⾯積に占める有機農業の割合拡⼤ ９．政策ツール

EU︓共通農業政策（CAP）における有機農業推進策
EUでは、有機農家になる/転換する⼈や、有機農業を維持する⼈を対象とした有機農業推進策をCAPにより定めている。
有機農家への資⾦援助は、有機農業への転換と、有機農業の維持の両⽅が対象。

有機農場への転換

有機農家への資⾦援助• CAPの「直接⽀払い」制度は、有機農家への経済的⽀援策の１つ。
• 有機⽣産を希望する農場は、CAPに基づく「転換」と呼ばれる⼿続きが必要。 • 持続可能な⼟地利⽤（緑化）を⾏っている農家への⽀払い（グリーニング⽀払い）は、直接⽀払額の30％を割当て。
• 持続可能な⼟地利⽤（緑化）＜転換期間＞
農家は、環境（特に⼟壌と⽣物多様性）に有益な以下の3つの• 多年⽣の果樹園︓3年間。
必須事項を順守すれば、グリーン直接⽀払いを受け取ることが可能。
• 豚・鶏の放牧︓12ヶ⽉。
作物の多様化︓2作物以上• 放牧する陸⽣反芻動物︓2年間。
主な作物で、⼟地の75%以上利⽤不可。
永久草原の維持• 転換期間中に栽培される作物は、全て永久草地を耕起・転⽤は不可。
有機栽培の種⼦から作ることが必要。
耕作可能な⼟地の5%が⽣物多様性に有益な地域。
15ha超の農場︓少なくとも5%の⼟地が⽣態系重点地域 (EFA)

出典:欧州委員会 WEBサイト
https://agriculture.ec.europa.eu/farming/organic-farming/becoming-organic-farmer_en© 2023 NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENT CONSULTING, Inc.

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