IIJ、水田の水管理を自動化する技術を開発--ICTで労働負荷の軽減へ

　インターネットイニシアティブ（IIJ）は12月16日、稲作の水管理において、水田に設置したセンサーから取得したデータを元に稲の生育状況を算出し、算出した生育状況に応じて水管理を自動で行う仕組みを開発したと発表した。

　同技術は、通常、栽培暦を参考に人手で行っている水管理を、稲の生育状況を指数化した「発育指数」（DVI：DeVelopment Index）を用いて、自動で水管理をできるようにしたものとなる。

　水稲栽培農家にとって、水田の水管理は大きな労働負荷となっており、ICTを活用した水管理の効率化が推進されている。

　水管理は通常、栽培暦をもとに行うが、圃場によって移植日（田植日）が異なったり、年によって気象条件が違ったりする。そのため、各圃場に赴き生育状況を目視して対応する必要があり、作業と移動に多くの時間を費やしているという。

　そこで同社は、圃場毎に異なる条件でも対応できる水管理の自動化を目指し、気温や水温などの気象データを取得。そこから生育状況を算出したうえで、生育状況を時間軸とする水管理を考案した。

　同水管理では、生育状況を指数化したDVIを用いることで、気象条件や栽培期間のずれに影響されない定量的な水管理が可能だという。

　具体的には、水田センサーや給水装置といった現場のIoT機器と、クラウドシステムをネットワークで連携させた水田水管理自動化システムとなる。

　圃場に設置したセンサーから、気温、水温などの気象情報をクラウドシステムに送信し、クラウドシステムでDVIを算出。DVIの値に対応する適切な水位を決定し、決定した水位に合わせて給水装置を自動制御。水位測定デバイスで監視するといったプロセスで自動化している。

　なお、北海道美唄市営農者、美唄市ICT農業推進協議会および、笑農和の協力のもと、美唄市の圃場にて、2021年6月から2022年8月まで期間実証実験を実施している。

　検証は、広さ2.0ha、1.2haの2つの圃場に、水田センサー（IIJ）、給水装置（笑農和）を各1台ずつ設置。移植日（5月中旬〜下旬）から出穂期（7月下旬〜8月上旬）の期間にDVIによる生育推定を実施。その中で、幼穂形成期（6月中旬〜下旬）から出穂期（7月下旬〜8月上旬）の期間、同システムを使って自動水管理を行ったという。

　同社によると、栽培期間に低温になることが多い北海道では、熱帯植物の稲は気温によって収穫量・品質の影響が受けやすいという。特に、幼穂形成期から出穂期の間に幼穂が低温にさらされると生育不良が起きやすく、この期間の深水管理が推奨されている。

　そこで同実験では、夜間に水温が高いパイプラインから給水し、早朝前後に停止して圃場の水温を効率よく保つといった「スケジュール機能」も実装し、検証を行った。

　2年間にわたる実験の結果、開発した仕組みを利用することで、気象条件が異なる年においても同水準の生育を行えることを確認。DVIに基づいて水管理を自動化する仕組みの有効性を証明した。

　また、DVIを利用した水管理では、移植日の違いや地域の違いを意識することなく、栽培管理の比較・再現が可能。また、DVIの算出方式には、営農者が経験則で判断していた気象・気候要素を指数として取り込み、気象条件にも影響されにくい安定した水管理が行えるのも特徴だという。

　同実験では、主に北海道で行われている深水管理についての自動化の検証を行ったが、今後は、自動水管理システムを日本全国で利用できるように機能拡張・改良を進めていく予定だとしている。