農 業 と 科 学

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¥lllllItlGPS.GISを活用した農業機械の最新技術
一北海道オホーツク管内の実用化実践事例一
北海道農政部生産振興局技術普及課
北見農業試験場駐在技術普及室

話芸H
242言E)馬淵富美子
1.はじめに農業機械化のあゆみ
北海道で農用トラクタが利用され始めたのは農業試験場より)。また

近年の気象変動により1965年頃で，以後トラクタ，コンパインや作業いる。湿害でほ場がぬかるみ防除等管理作業が遅機械などの利用技術は著しく発展してきた。農業れることは，被害の拡大も助長する。土地条件に生産は多様な農作業が組み合わされ実施されてい左右されない機械作業や豪雨時の排水対策などがる。一連の農作業には各種の農業機械が導入され求められている。

ゲリラ豪雨と呼ばれる集中豪雨や長雨が増え，農作物が湿害に遭遇することも目立つようになってており，北海道農業は農業機械がなくては成り立解決方法のーづとして ICT技術の活用によるたなくなっている。農業における機械化体系は，

利精密農業がある。基本的な機械技術として GPS一つの作業を一台の機械に置き換えるだけでな用があり，北海道で、は GPSを使ったガイダンスシ

く，複数作業を同時に行うことで，作業効率の向ステムの普及が進んでいる。北海道内向け出荷台上を実現してきた。農業機械は，労働を軽減し，数が 2012年度で 830台に上り，前年比 143%と農作業の精度や質を高めなった。また，可変施肥システムが開発され，導労働生産性や土地生産性を向上させてきた。また，適期作業を実現し，農産物の収量や品質を向上させるなどの役割も果入が始まっている。
本稿では，オホーツク管内の農業者が取り組んでいる実用化実践事例を紹介する。

たしてきた。

GPS・GISの普及

2. オホーツク管内の実用化実践事例

従来の農業生産は，機械を大型化し，化学肥料GPS・GISを活用した農業機械等を管内の多くを一律に投入してきた。この結果，作業効率や生の農業者は既に現地で活用している。実用化実産性は向上したもののほ場に必要以上の施肥が践事例を広く伝えるため，オホーツク管内では，行われる場合もあった。この問題を解決するためには，ほ場を細分化して適正量を決定する必要が2011年 8月 30日 2012年 6月21日， 2013年 6月19日と 3年間にわたり「オホーツク新農業機械あり，そのためには，ほ場の情報を総合的に考察実用化実践セミナー J を開催した。オホーツク総するデータ分析が必要である。即ち，衛星利用測合振興局，網走農業改良普及センターおよび道総位システム(GPS) 地理情報システム (GIS)，

研北見農業試験場が主催し管内の農業者や関係センシングデータを活用した作物生育量の分析，機関など約 300名が参集している。

診断が重要となっている。

(1) GPSを活用した速度連動施肥コントローラの

北海道においては農家人口実用化

販売農家数の減少，それに伴う一戸当たり経営耕地面積の増大がこれまでの施肥は，トラクタの走行速度と施肥予測されている。販売農家 1戸当たりの平均経営機の単位時間当たり排出量で調整していた。しか耕地面積は， 2025年には 33haまで増大し，大規し，模作地帯のオホーツクでは 40haまで増大する見の回転数に大きく影響するため通しにある (W農林業センサスを用いた北海道農握が難しく，散布ムラの要因となっていた。

業・農村の動向予測j] (平成 25年 1月道総研中央

トラクタは低速の上，ほ場状況などがタイヤ
正確な速度の把GPSの特徴の一つに 土壌条件などに左右され農 業 と 科 学

平成 25年 1
1月 1日

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ない精度の高い速度計測機能がある。 GPS速度セ

町女満別の排水改善技術導入の取組として，簡易ンサにより正確なトラクタの速度を把握し，そのな排水対策工法である傾斜均平工法(レーザーレ

速度を施肥機の排出量に連動することで，適正量ベラー)の実証ほ場を設置しを均一に散布することができる。このため，計画との差を観察し，施工効果を確認している(写真と実際の差異が極めて小さくなり，コスト低減効2)。当 初の計画どおり豪雨時には表面水が高位果も大きくなる。

部から低位部へとスムーズに排水されていた。

時系列で隣接ほ場

美幌町農業者 M氏らが開発した速度連動施肥コ

この実証結果，受益面積 758haに 16台のレーントローラは，走行中に手元のコントローラで作

ザーレベラーが導入され， I
女満別レーザーレベ

物の生育の良否により慣行施肥量の 10%'"'‑'
190%

ラ一利用組合(構成農家 100戸 )
J の設立につなまで可変施肥することが可能である 。この装置をがった。

使うことで運転に集中できる上肥料の残量などを把握し作業が効率化できる。また，コントロー
ラをカルチやロータリ等作業機に取り付けて複合作業機として利用できる。てんさい移植栽培のロータリ+施肥

てんさい直播栽培のロータリ+施肥+は種+鎮圧

にんじんやはれいしょの追肥+培土作業を同時に行うなどの機械体系を考案した。アイディア次第でいろいろな機械に応用することが可能である(写真 1。
)

写真 2. レーザーレベラーでの均平作業(3) ポテトプランタの欠株補給装置

ばれいしょの植え付けでは 10a当たり 100'"'‑'150個の欠株が生じる 。そのうち 50'"'‑'80%は補

写真 1.セミナーで速度連動施肥コントローラの使い方を説明 (2011/8/30開催)

助者が補給するが，2畦または 4畦を同時に監視することが必要で見逃しが生じるといった問題があった。また補助者は 1日当たり 12万個以上の種イモを左右のカ ップ ともに監視しなければならないため，熟練と動体視力が必要である。植え付け速度も制限されるだけでなく，長時間の作(2) GPSを活用したレーザーレベラーの利用

異常気象に対応した排水対策について，以下の業で疲労やストレスが大きい作業であった。
美幌町農業者 M氏は欠株補給装置の電子回路提案があった。①ほ場の中に凹地を作らない，②を新たに開発設計

確実な心土破砕をし暗渠，明渠につなげる，③作り，センサですくい上げカ ップ位置と種イモの有業適期に完了できるよう能率を高める，④硬盤形無を検知，チェーン式コンベアにより種イモを供成が少ないクローラタイプのトラクタを使う等で給して欠株をなくす仕組みの装置を開発した。切ある。

りイモや全粒イモなど

網走農業改良普及センタ一美幌支所では，大空組み立て

制御回路をつく

種イモの形状にとらわれずに作業できる 。 また，総播種イモ数，欠株補充

農 業 と 科(10)学

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数，は種面積などをカウント表示する制御盤を取を監視しそれぞ、れの操作を行 っていた。 これらのり付けるなど工夫を重ねている 。

情報がひとつのケーブルに接続されるとバーチヤ

この装置により補助者は的・肉体的疲労を軽減でき監視する時の精神左右のラインを同時

ルターミナル一つで全ての監視操作が行えるよ)。
うになる(図 3に監視する日と首の疲労が軽減される 。今後，種イモの補充方法等を改良し補助者なしでも可能な作業の自動化をめざしている。

(4) 精密農業の取り組みとトラクタ・作業機聞の情報通信技術
精密農業の効果
ほ場の状態と作物の状態を記録し，適正な作物栽培管理を行うことが精密農業の大きな柱になる。大空町東藻琴農業者 M氏は土壌センサを使い土壌養分のマ ップ 生育センサを使って作物の生育マップを作りから得ら
これらの情報を GPSれた位置情報とともに保存し，可変施肥を実行す. 2012年 6月2日
図1
きたほなみ生育マップ‑追肥マップることにより高品質，高収量，環可能にしている(図 1・2)。

土壌セ ンサ

生育セ ンサ)(生育センサを活用した可変施肥
一つのほ場内でも土壌や作物のmT+境に優しい作物生産を行うことを

位置情報 を捉え る

生育にはばらつきがあり，最終的には収量や品質の相違につながる。 このばらつきに応じて施肥量

生育マ ップを作成を変えることが可変施肥である 。
生育センサによりセンシングを行い，生育マ ップを作成し，センサ

可変施肥値により施肥量を換算し，マ ップ

図2. 可変施肥のフロー図

上の走行位置により施肥量を取得して施肥機に送る 。施肥機は指示量 に速度を加味してシャ ツタ開度を調整して肥料を散布する。
トラクタ・作業機間の情報通信技術 (CANバスによるトラクタと作業機聞のネットワーク)
これまでは

トラク

タの端末と作業機の端末が独立して搭載されていて，運転者が両方. トラクタ・作業機間の情報通信技術
図3

作業幅を管理

農

平成 2
5年 1
1月 1日

業 と 科学

(11)

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ターミナルと 3点オートCropSpec

ヒッチの標準化
農作業事故は，トラク

タと作業機の脱着時に起CropSpecの計測値かきることが多い。作業機

ら、作物の窒素量を算出。とトラクタの間に人が入って作業をするため

3点オートヒッチの標準化ができれば作業者で，•作物の種類に応じた肥料の散布量を推定

図4. 可変施肥の流れがトラクタから降りることなく作業機の脱着が可能になり，事故を減らせる可能性がある 。作業機的にコントロールしている(図 4)。生育の悪い"'90分要し，農繁期にはトの脱着と調整には 30分 "場所には多めの施肥をラクタと作業機を付けたままになることがある。作

肥を控えるという生育に応じた施肥をすることに業機の調整が簡単になりより均一な栽培を行うことが可能とな った。

脱着と設定が自動化されるとコスト低減と作業時間の短縮が可能となる 。
(5) 生育センサ， GPSを活用した可変施肥，効率生育の旺盛な場所には施GISを活用した農作業工程管理

200筆のほ場の特性を把握し作業者に伝えることは難しい。 自分のほ場以外を管理することは的な農業機械の利用
大規模経営での可変施肥の必要性

プロの農業者でも難し く まして経験の浅い作業経営面積は圏内最大級の 555ヘクタール，うち者にはまかせられない。そこで， ITの力を借りて秋まき小麦 192ヘクタールの佐日間町大規模農業生産法人の事例である 。秋まき小麦の可変施肥のGISを活用した農作業工程管理に取 り組んでいる 。土壌センシング，導入理由は，以下のとおりである 。

生育センシング

ア実態

管理することにより①基肥，追肥の作業方法がブロードキャスタによ)。
実現するものである(図 5

ほ場の特性を管理するため施肥制御システムなどを WEB
ほ場管理などの精密農業をる全面全層施肥である② ほ場数が 200筆あり

ほ場統合により地力にばらつきがある

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③複数の社員により作業を行うことから作業指示，把握に限界がある
イ効果①可変施肥により生育のばらつきをなくすことができる②資材の適正投入により品質向上とコスト低減ができる③作業効率の向上，的確性の向上，求人の範囲拡

図 5. GISを活用した作業工程管理大が図られる
生育センサを活用しリアルタイムに施肥
生育センサによるセンシングをもとにした小麦の可変施肥は，組み込まれた追肥量プログラムによりリアルタイム生育情報をもとに施肥量を自動課題と期待
今後の課題と期待は次のとおりである。
①マ ップデータ施肥の実施。前作物センシング
データを次作物の基肥可変施肥に使用

農 業 と 科 学(12)平成 25年 1
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②使用者に よるデータ解析と補正機能の充実。セ

同時に培土を行うソイルコン体系は，機上選別作

ンシングデータをもとに利用者が任意に設定し業労力の大幅な低減による収穫期の稼働可能面積て可変施肥に使用拡大や，これに伴う単位面積当たりの生産コスト③左右可変の実施。より細やかな可変施肥により)。
低減が期待できる(写真 4，5，6

品質の均一化とコスト削減が可能④他作物への拡充による導入コストの低減，他作物の品質向上⑤デ、ィスプレイの大型化，視認性の向上，操作性の向上
効率的な農業機械利用
小麦，大豆はコンビドリルでは種作業を行っている。パワーハローとシードドリルを同時に作業することにより砕土・鎮圧・は種作業を一度に行い作業能率の向上を図っている。コンパイン等にゴムクローラを装着することにより，ほ場条件の悪い時でも，特に大豆において計画的に作業することが可能である。ほ場を傷めず，トラクタにも. 力ッテイングプランタ写真 4装着が可能で汎用性がある(写真 3)。
(6) ばれいしょ栽培におけるソイルコンディショ

ニングシステム
ばれいしょは，畑輪作上重要な作目であるが，収穫作業効率の低さから•畑作経営の適正な輪作と面積拡大を抑制していた。以下は， 美幌町農業者
S氏らが，省力化と収量，品質の向上に向けて，ソイルコンディショニングシステム(以下ソイルコン)，オフセットハーベスタを導入した事例である。
ソイルコンの概要
植付け前に作土の石磯や土塊を除去し，は種と
写真 5. ベットフォーマ(は種床造成)

写真 3. ゴムクローラ装着コンパイン

写真 6. セバレータ

農 業 と 科 学

平成 25
年11月 1日(13)

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収穫作業では，収穫機上の選別台に上がる石磯1

今後は，作業効率の向上，肥培管理の適正化，や土塊の量が少なく，作業速度を速め，作業人員普及推進に何が必要かを減らすことが可能である。収穫時の損傷打撲もつなげるかなどを検討する必要がある。

低減され，歩留まり向上による増収が期待できおわりにる。

1

農家の利益にどのように農業経営体数の減少が続く中経営面積の増加

植付け床造成に時間がかかるものの，収穫選別は避けられない。現地の開発技術を利用した事例時の土塊と石擦が慣行体系に比べ著しく少なく，は，機械化による省力化や農作業の快適化に役立

投下労働時間は約 3割削つ。一方，従来の高性能化に加えて，農業機械の機上選別作業が軽減し減できた(表 1)。

自動化やほ場の状態や記録に基づく徹密な管理

ソイルコンの導入効果を以下に記載する。

は，収量向上やコスト低減だけでなく，次世代へ①収穫作業時間が大幅に短縮の継承にも大きな役割を果たすことになる。

②規格内収量が増加しGPS・GISを活用した農業機械の自動化や ICT製品化率が高まる③サイド掘り収穫機の導入による製品率向上

化は，農業経営の採算を確保することで，農業構④植付け時間は多少増えるが，小培土，本培土等造の変化に対応する技術として発展することを期待する。

が省略できる⑤畦聞に，小石，小さい土塊等を置くことで，排用語解説

GPS (全地球測位システム GlobalPositioningSystem)

水対策になる⑥防除通路の沈み込みを軽減してくれるので降雨後も 24時間後にはトラクタ作業が可能

衛星からの信号を受信機で受け取り，現在位置を知るシステム。

⑦植付け後，イモの位置が 15""20cm
深にあるのGIS (地理情報システム GeographicInfor
mationSystem)

でイモの周辺の温度が一定になり，萌芽までは地図上に様々なデータを重ねあわせるシステ

外気温に左右されない

ム。

ISOBUSl(nternationalOrganizationforStandardization)l(S011783)
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表， .投下労働時間比較(人・時 /トラクタと作業機との聞の通信規格。異なるメーカーのトラクタと作業機の間でも通信できる

作業内容

慣行作業

ソイルコン作業種子馬鈴薯準備，切断

35.
828.
8

砕石・畦立て，植え付け

9.
511.6

中耕・管理作業

15.
0

2.
1

立して搭載されていて収穫作業

91.
463.
5

れぞれの操作を行っていた。これらの情報が一つ

合計

151.7

106.
0のケーブルに接続されることで，すべての監視ように規格化したもの。
バーチヤルターミナル (VirtualTermina)l
今までは，トラクタの端末と作業機の端末が独運転者が両方を監視しそ操作が行えるようになる。

ICTl(nformationandCommunicationTechnology，情報通信技術)ソイルコンのデメリットは機械のコスト，トラクタの大型化，共同作業の労働力等の確保などがある。

1T (InformationTechnology，情報技術)に通信コミュニケーションの重要性を加味したもの。

農 業(14)と 科学

(毎月 1日発行)平成 25年 1
1月 l日第 655号

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地球にやさしく、作物にちから強く。
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