背景と目標

「背景」
　担い手への農地集積・集約化の進行、米価の低迷の中で、地域農業の中心となる水稲大規模経営体において、更なる省力・低コスト化、安定生産が求められている。
　そこで、水稲の規模拡大に対応するため、無人田植機(アグリロボ)を活用した鉄コーティング直播による省力・低コスト技術、並びにリモートセンシング、食味・収量センサー付きコンバイン等を活用した収量・品質の安定生産技術体系を検証する。

「目標」
１．省力化：無人田植機及び有人田植機の同時直播（以下「２台同時播種」という）による省力・低コスト化の検証
２．安定生産：ＫＳＡＳリモートセンシング及び食味・収量センサー付きコンバインによって把握した生育データ(令和３年）と、無人田植機による可変基肥施肥を組み合わせた収量及び品質・食味の安定生産技術体系の検証

対象場所

●新潟県新発田市


　米倉地域のある新発田市は越後平野の北部に位置し、県都新潟市に隣接する新潟県北部の都市で、農業を中心に、電気機械工業、縫製業、酒や漬物などの食品工業、近隣地域を商圏とする小売業などが盛んである。
　総農家数は２，５９７戸、経営耕地面積は９，０２４ｈａで、そのうち田が９３．３％を占めている。
　年平均気温は１３～１４℃と比較的温暖で、積雪量は県内でも比較的少ない地域に属する。
　実証ほがある米倉地域は、市街地から南へ約８ｋｍ、新潟と福島の県境に連なる飯豊連峰、五頭山系から流れる加治川が作り出した扇状地の扇端部に位置し、特定農村地域に指定され、農業統計上の中間農業地域に区分されている。農業生産の主な作目は水稲で、昔から良質米の産地であり、近年整備された大区画ほ場を活用し、有志型や集落営農型の農業法人が大規模な水田農業を展開している。

実証した栽培体系

前作の調査結果概要および改善項目

　前作（令和３年度）は、鉄コーティング直播栽培と慣行移植栽培を比較した。
　直播では、無人田植機及び有人田植機による２台同時播種を行い、慣行に比べ播種・移植にかかる作業時間は約７割削減と省力効果があった。しかし経費では、慣行区に比べ労務費や減価償却費が抑えられたものの、原材料費で高価な肥料を使用したことで肥料費が増加したことや収量減となったことで、事業利益は慣行区の約３８％であった。
　そこで、実証区の収量レベルを実証経営体の目標収量５１０ｋｇ／１０ａと想定し、慣行区に比べ高価であった肥料及び除草剤を慣行と同等の資材にした場合は、１０ａ当たりの事業利益は慣行区とほぼ同等となると試算された。

【改善項目】
１．無人田植機の資材補給やリモコンで対応できないトラブル等の停止にかかる作業時間の削減。
２．鉄コ－ティング直播栽培における登熟期間中の土壌条件に応じた的確な水管理。
３．安価な肥料、除草剤の使用。

　令和４年度は、鉄コーティング直播栽培の指標値と比較するため、慣行区は省略。一部春作業の慣行作業や無人田植機による移植作業を参考に計測。

耕種概要等

●区の概要


●圃場条件


●主な栽培基準
（１）品種　：コシヒカリＢＬ
（２）作型　：鉄コーティング直播栽培（点播）、５月１２日播種
（３）種子予措：
　　　　種子消毒：なし
　　　　浸種：４日間
（４）種子コーティング作業
　　　　コーティング日：１月１９日
　　　　コーティング比：０．５倍

供試機械

○播種
（無人田植機＋鉄まきちゃん：NW8SA-PF-A ＋ NDS-80F）




　播種時間は０．１１時間／１０ａ・台と、前年（０．１３時間／１０ａ・台）よりもさらに作業能率が高くなり、播種量も２．９ｋｇ／１０ａと目標播種量３．０ｋｇ／１０ａ並みに播種された。システムの改善により、前年に発生した内周時の自動停止や後退を必要とするトラブルもなく、滞りなく作業を実施した。
　無人田植機＋有人田植機（直進キープ機能付き）による鉄コーティング直播播種は、１人で２台同時播種を行うこと（以下、「ワンオペ」という）で、慣行移植や直播と比べて作業時間が短縮でき、省力的であった。


○可変基肥施肥
（無人田植機：NW8SA-PF-A ＋ NDS-80F）


　前年にＫＳＡＳリモートセンシング及び食味・収量センサー付きコンバインによって作成したメッシュマップをもとに、ＫＳＡＳ上で基肥の可変施肥マップを作成。マップデータを田植機が受信することで播種時に可変基肥施肥が実施された。設定散布量１６．１ｋｇのところ、実際の散布量は１５．６ｋｇ／１０ａと、散布精度は高かった。


○ＫＳＡＳリモートセンシング
（ドローン：DJI P4M）


　追肥前にドローンによるリモートセンシングを行い、生育メッシュマップを作成、ＫＳＡＳ上にアップロードを行った。実証区含む１０筆（約１０ｈａ）の撮影からアップロードまでの時間は、概ね４０分程度であった。ほ場ごと及びほ場内での生育状況やバラつきを可視化し、追肥等の参考とした。バラつきは小さく、追肥は均一散布とした。


○収穫
（食味・収量センサー付きコンバイン：DR6130S-PFQW-C）


　食味・収量センサー付きコンバインによる推定収量は５１８ｋｇ／１０ａで、実収の４３８ｋｇ／１０ａと約１４％の差があった。食味・収量センサー付きコンバインでは精玄米歩合を９５％と見積もって推定収量を算出しているのに対し、実際の精玄米歩合が８０％であったため差が生じた。登熟歩合の低下が目標収量を確保しなかった要因と推定される。タンパク含有率は６．５％であった。

結果の概要および考察

１．播種
　無人田植機＋有人田植機（直進キープ機能付き）によるワンオペでの鉄コーティング直播播種は、１人で２台同時播種のワンオペで、作業時間が１０ａ当たり０．１１時間と、慣行移植や直播と比べ短縮でき、省力的であった。播種精度も高く、その後の苗立ちも良好であった。
　実播種量は２．９ｋｇ／１０ａで、概ね目標播種量（３．０ｋｇ／１０ａ）並みであった。苗立ち率は８２％と高く、苗立ち数も８０本／㎡と良好であった。ほ場の高低差は小さく、苗立ちもほ場全体でバラつきなく、均平であった。

２．生育
　草丈は指標値並みに推移した。茎数は初期の確保が遅れ、無効分げつも多くなり穂数が少なくなった。葉色は７月上旬から幼穂形成期頃にかけて大きく低下したが、その後の追肥により出穂期以降は指標値以上で推移した。

３．収量
　登熟期間の寡照や異常高温により登熟歩合が低下したことで、目標収量を下回った。品質は未熟粒が多く、出荷された検査等級は全量２等であった。



４．施肥
　令和３年に把握した生育ムラに基づき可変基肥施肥を行うことで、慣行よりも使用量を６％削減できた。食味・収量コンバインによる刈り取りでは、食味及び収量のメッシュマップから令和３年よりも収量差が小さくなったことが確認された。

５．省力効果
　無人田植機及び有人田植機による２台同時直播を行うことで、慣行移植と比べ約７割、慣行鉄コーティング直播と比べ約３割削減と省力効果が確認された。また、システム等の改善により令和３年からさらに削減された。

６．経営収支
　現行の栽培面積で実証技術を導入し直播と移植を組み合わせて活用した場合、労務費や肥料費が抑えられたが減価償却費が高く、水稲全般の合計事業利益は慣行の約９７％となった。直播面積を２．０ｈａ増加させると減価償却費が低減し、慣行と同等の事業利益となる。

当該技術を導入した場合の考えられる経営的効果

１．無人田植機＋有人田植機（直進キープ機能付き）によるワンオペでの鉄コーティング直播
　ワンオペによる２台同時播種を行うことで、播種・移植にかかる延べ労働時間（人・時間）は慣行稚苗移植（操縦者１人、補助者１人）と比べ約７割、慣行鉄コーティング直播（操縦者１人）と比べ約３割削減できた。
　また、システムの改善によるトラブル防止や最外周の手動化等オペレーションの改善により、令和３年からさらに削減された。春作業の省力化により、１人当たりの作業面積を拡大することが可能と考えられる。


　労働時間の比較

○条件
　①稲作に係る従事者は６人。代かき作業を優先し、田植えに係る従事者は３人まで
　②代かきの翌日から田植え可能とし、当日は不可
　③直播の作業期間は４月２７日から５月１５日までとし、以降は補助者１人による無人移植


　技術導入後の田植え作業可能面積


２．生育データを活用した可変基肥施肥
　生育のメッシュマップに基づいた可変基肥施肥を行うことで、慣行の均一散布よりも使用量を６％削減できた。施肥の適正化により、生育差の低減や経費の削減が可能と考えられる。




３．鉄コーティング直播機による軽油消費量
　鉄コーティング直播は、稚苗移植よりも田植機の軽油消費量を約５０％削減できた。無人田植機も、熟練者の操縦する有人田植え機と同等の軽油消費量であった。移植から鉄コーティング直播に切り替えることでより燃油代の低減が可能と考えられる。


　※軽油消費量は、消費重量を測定し比重０．８７で試算

４．経営評価
　現行の栽培面積で実証技術を導入し、直播と移植を組み合わせて活用した場合の収支を試算すると、水稲全般の合計事業利益は慣行の技術体系の約９７％となった。
　田植え作業の省力化や施肥量の削減により労務費や肥料費が抑えられたが、導入にかかる減価償却費が高く、慣行区よりも費用が高くなった。そこで、実証区の鉄コーティング直播の栽培面積を２．０ｈａ増加させると減価償却費が低減し、慣行と同等の事業利益になると試算された。導入に伴い、規模拡大が必要である。
　移植と直播について、１０ａ当たりの生産原価を比較すると、労務費や資材費の低減により直播の方が低くなった。
　一方で６０ｋｇ当たりの生産原価を比較すると、移植よりも収量が低くなったことで直播の方が高くなった。


　※実証技術を導入し直播と移植を組み合わせて活用した場合を実証区、慣行の既存の機械による技術体系を慣行区とする
　※参考にどの程度実証区の栽培面積を拡大させれば、事業利益が慣行区と同等になるか試算した場合を実証区（参考試算）として示す