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 稲作における重要な作業の1つに「水管理」がある。雑草対策や収量、品質の向上のために水田の水位を決め細かく調整する。稲作を営む農家は早朝から水田を見回り、水回りをチェックしなければならない。特に離農者から圃場を引き継ぐ形で大規模化した農家では、水田が遠方に点在しているケースが多く、見回りだけで毎日2~3時間かかることがある。

 インターネットイニシアティブ(IIJ)は2022年12月16日、稲作の水管理を自動化する技術を開発したと発表した。水田に設置したセンサーから取得したデータを基に稲の生育状況を算出し、生育状況に応じて水管理を自動で行う。2021年と2022年に北海道美唄市で実証実験を行い、技術の有効性を確認した。

「省力化」から「自動化」へ

 IIJはIoT(インターネット・オブ・シングス)やクラウドサービスを活用するスマート農業に2017年から取り組んでいる。同年に農林水産省のプロジェクトに参加して、水田の水管理業務を省力化するシステムを開発した。水温や水位を測定するセンサーと、水量を調節する給水装置を水田に設置。クラウドサービスを経由して、遠隔から水田の監視と水位の制御を行う仕組みだ。データ収集や給水装置の制御には、LPWA(Low Power Wide Area)規格の1つである「LoRaWAN」を用いた。

 今回このシステムを「自動化」へと発展させた。IIJのIoTビジネス事業部の齋藤透副事業部長は「水田センサーや給水装置とクラウドサービスで動くシステムを連携させて水管理を自動化する」と説明する。

 自動化には、稲の生育状況を指数化した「発育指数(DVI:DeVelopment Index)」という数値を用いる。水田センサーで計測した水田の水温データや気温などの気象データから、クラウドサービス側でDVIを算出。DVIの値に対応する適切な水位を決定し、その水位に合わせて給水装置を自動制御する。

IIJが開発した自動水管理システム
IIJが開発した自動水管理システム
(出所:IIJ)
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 DVIは作物の育成の度合いを示す指数だ。水温や気温などから1日当たりの稲の発育量を推計し、その値を積算したものがDVIとなる。DVIに基づく水管理の方法は現状ではまだ大学や農業試験場などの研究レベルで「DVIによる水管理の自動化は国内初の試みだ」(IIJのIoTビジネス事業部の西川雄輝ソフトウェアエンジニア)という。

 稲作の水管理は通常、「栽培暦」を参考にして行う。栽培暦は、時期に応じた生育状況や栽培管理法などを記録したものだ。圃場によって田植え日が異なったり、年によって気象条件が違ったりするため、人が稲の生育状況を確認しながら対応する必要がある。これに対しDVIは発芽した日を基準に算出されるので、気象条件や圃場ごとに異なる栽培期間のずれの影響を受けず、定量的な水管理が可能になる。