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農業はIoTでどう変わる?「スマート農業」導入事例と今後の課題
出典 : hiro / PIXTA(ピクスタ)
  • 農業経営

農業はIoTでどう変わる?「スマート農業」導入事例と今後の課題

スマート農業の技術は、日本だけでなく世界にも急速に広がっています。そこには数々のIT関連の最先端技術が活用されています。中でもドローンや農機の自動操舵システム、ハウスの管理システムなど多くの商品・サービスに使われているIoTについて詳しく説明します。

スマート農業の導入はますます盛んになり、小規模経営農家であってももはや他人事ではいられない状況です。スマート農業に活用されているさまざまな先端技術のうち、特にIoTに着目し、導入事例を交えて紹介します。また、スマート農業の今後も解説します。

そもそもIoTとは?

農業 IoTのイメージ

Halfpoint / PIXTA(ピクスタ)

最近よく聞くIoT(アイ・オー・ティー)とは、英語でいう「Internet of Things」の略で、スマート農業や精密農業にも深く関係するものです。

日本語では「モノのインターネット」と訳されます。家電や車、工場の機械などのモノが、センサーを付けることで人を介さず直接インターネットで通信する仕組みです。

この技術によって人は離れたところにいてもモノが得た情報をオンタイムで知ることができます。
例えば留守宅で、通信機能を搭載したカメラが画像をインターネット上にアップし、持ち主のスマートフォンやパソコンに知らせるという機能があります。

なお、よく似た言葉であるICTとは、Information and Communication Technology(情報通信技術)の略です。これは、情報通信を使って人やモノをつなげる技術そのものを表します。つまり、IoTはICTの中に含まれる概念の1つです。

IoTを活用した「スマート農業」がもたらすメリット

ナスの施設栽培でのカーテンや天窓の環境制御の様子

hamahiro / PIXTA(ピクスタ)

IoTの技術は、スマート農業にも活かされています。以下に、その実例をメリットとともに紹介します。

センサーによるモニタリングでほ場全体を適正管理。自動制御も可能

ほ場やビニールハウスの中に支柱を立て、そこに温湿度、気圧、照度などを計測する各種のセンサーを設置します。

このセンサーに通信機能を搭載することで、ほ場全体をモニタリングし収集したデータを、センサーが自動でインターネット上の専用プラットフォームに送信します。

持ち主はスマートフォンなどの端末からプラットフォームにアクセスし、データからほ場の状況を把握できます。蓄積データを解析することで、防除や施肥のタイミングなどさまざまな予測を立てられます。

特に施設栽培ではIoTの技術をフル活用できます。収集データを制御システムと連携すれば、灌水(かん水)や施肥、農薬散布、環境制御などをすべて自動化することも可能です。

ビッグデータ活用が担い手不足解消の一手に

農業では熟練者の経験が非常に重要です。経験が浅いと栽培上の的確な判断が難しい点も、就農の敷居を高くする理由の1つです。

IoTによって蓄積されたデータを分析し実際のほ場の状況と結びつけることで、これまで経験や勘に頼るところが大きかった作業に再現性を持たせられます。

そのため、初心者でも農業に取り組みやすくなり、また、知見の不足から大きな損害を被るリスクも小さくなります。結果として就農の敷居を下げ、担い手の増加につながることが期待できます。

農業におけるIoTの導入事例

IoTによる水田の管理 イメージ写真

cba / PIXTA(ピクスタ)

スマート農業の中でも、IoTの技術を活用した好例がトラクターなどに設置された自動操舵装置でしょう。自動車の自動運転と同様に、通信技術を使って位置情報を把握し、自動操舵によって運転をサポートします。

ここでは、それ以外で家族経営農家でも活用できる事例を2つ紹介します。

「ほ場水管理システム」の導入で水田の水管理を省力化

千葉県山武市で水稲50haを営むカネタ農場では、遠いものでは家から9kmも離れて点在する、約250枚のほ場の管理にかなりの労力を要していました。そこで、千葉県の「スマート農業導入実証事業」を活用し、ほ場の1つに水管理システムを導入しました。

水田の給水バルブと排水口に通信機能とセンシング機能を持つ制御装置を設置。これにより水田の給排水を遠隔操作または自動操作できるようになりました。設定水位になると自動で給水が止まり、その水位を維持できるため節水にもなります。

どこにいても水位を確認できるので、給水や水位管理のためにほ場に向かう必要がなくなり、大幅な省力化につながりました。システム導入したほ場では、代掻きから収穫前まで約3ヵ月間の作業回数は、ゴミ詰まりを除去した1回のみ。同期間ほかのほ場では35回もの作業を行っています。


また、この実証事業では、給水バルブ側の制御のみで水管理が十分可能なことがわかりました。そこで、給水バルブ側のみを制御するシステムを、約250枚あるほ場のうち、20ヵ所に展開しました。今後は、少しずつ増設していく予定です。

出典:農林水産省 「農業新技術活用事例(令和元年度調査)」水田作の事例のうち「ほ場水管理システムの導入による水田の水管理作業の省力化」

経験が浅くても収量と品質が向上、労働時間も大幅削減

施設栽培にIoTを活用した新しいシステムを導入したのが、福島県県北地方の「ふくしまからはじめよう。攻めの農業技術革新伊達地域協議会」です。

施設栽培は露地に比べて灌水作業などに労力を要し、管理も複雑なため新規就農者の場合には、収量減につながることもあります。

そのため、新規就農者や、施設栽培の規模拡大をめざす農家のためにも作業の効率化が課題でした。そこで、地域内の施設栽培のきゅうり8aに、IoTを使ったICT制御システムを導入しました。

まず、センサーに通信機能をつけ、計測結果のデータを集積します。そのデータに基づき、適時に適量の培養液が液肥混入器に自動供給されるという、IoTを活用したシステムです。

導入により、灌水に費やしていた労働時間やコストが90%以上カットできました。また適切な施肥により肥料の窒素使用量や肥料代も40%以上削減されました。データを分析しながらより効率的な施肥灌水体系を構築し、さらなる増収をめざしています。

出典:農林水産省 「農業新技術活用事例(令和元年度調査)」施設園芸の事例のうち「ICT制御によるキュウリの安定生産と軽労化」

何が課題?現状、IoTの導入を躊躇する3つの理由

自動運転のトラクター、導入の壁はコスト

Scharfsinn / PIXTA(ピクスタ)

多くのメリットがあることはわかっていても、農家がIoTの導入を躊躇する理由は、主に3つあります。

1. コストの問題

最も大きな理由が、コストの問題です。IoT機器は高額なものが多く、さらに通信費など月々のランニングコストがかかるため、小規模農家にとって負担は軽くありません。費用対効果が明確に見えていない状態でIoT技術にコストをかけるのは厳しいのが現状です。

2. 既製品の仕様が自分の農地に合うかわからない

2つめの理由は、農業は扱う作物の品種やほ場の状態、栽培形式、気候や環境がそれぞれ違うため、必要なデータや設置環境が異なることです。既製品の仕様が現場の需要にぴったり合わないこともあるでしょう。農業の多様性に柔軟に対応できる製品開発が必要です。

3.農地にIoT機器を使うインフラがない

3つめの理由は、農地のインフラが整っていないことです。IoT設置には、電気や水道をほ場に引く必要があります。インフラ設備を業者に依頼すると工事費が高くなるため、そこで二の足を踏む人も多いでしょう。自分で引くことも可能ですが、それには専門的な知識が必要です。

また、IoT化が進めば、スマートデバイスを自在に扱える人材が少ないといったことや、作物ごとに設置環境が違うことでシステムの標準化が進まないといった課題があります。そのため、スマート機器操作のサポート体制や、システム導入に精通した人材の育成が早急に必要となるでしょう。

日本政府の取り組みと、スマート農業の今後

スマート農業の政策目標「2025年までに農業の担い手のほぼすべてが、データを活用した農業を実践」

bee / PIXTA(ピクスタ)

前述した課題を解決するために、国が主体となって行われている取り組みの例を紹介します。そしてそこからスマート農業がどう発展するのかを探ります。

日本がめざす「未来の農業」

日本政府は、2025年までに「農業の担い手のほぼすべてが、データを活用した農業を実践」していることを政策目標としています。

そして目標実現のために、さまざまな施策を実施しています。農家がシステムを導入する場合に利用できる各種補助金のほか、新技術を持つベンチャー企業の事業参入を促進し、製品の低コストを促す施策などを進めています。

また、農家と技術開発者が直接対話をできる場として、マッチングミーティングを開催しています。それにより開発者が現場のニーズを直接拾うことができ、より現場の状況にあった技術開発が期待できます。

そのほか、個々の作業ではなく生産体系全体をサポートする技術開発の推進や、他産業と連携したビッグデータ活用も検討されています。

世界的に推進されている、農業でのIoT活用

IoTと相性のよい大規模栽培が主流のアメリカでは、IoT技術の農業への活用は「AgTech(アグテック)」と呼ばれ、広く浸透しています。特にアグテックの代表例ともいえるドローンの活用が進んでいます。

ドローンのルートを決めるだけで、広大なほ場のさまざまな情報を収集し、多くの分析が可能です。データを基にした農業経営のコンサルタント・サービスや、各農家が集めた情報をビッグデータとして活用した新たなビジネスモデルも生まれています。

連邦政府や業界団体では、気象情報をオープンデータ化して誰でも活用できるようにしたり、ベンチャー企業の技術開発支援を行ったりして、アグテックを支えています。

後継者不足や大規模経営化による省力化・効率化の推進など、世界の農業に共通の課題克服のため、ICT活用が積極的に進められています。

最近では日本でも、自作のAIで遠隔管理システムや、安価なマルチセンサーシステムを開発した例もあります。IoT化は日本も含め今後さらに広がっていくことは間違いないでしょう。

フロリダ州の農場  最新技術による灌漑システム

CelsoDiniz / PIXTA(ピクスタ)

スマート農業が全国的に推進され、技術開発も日進月歩の展開をみせてます。この記事ではその中でもIoTに注目して活用の実態を紹介しました。

このほかのスマート農業に関する記事として、以下も参考としてご覧ください。
近年注目のスマート農業!ロボットは農業にどう活用できる?

大曾根三緒

大曾根三緒

ビジネス、ペット、美術関連など多分野の雑誌で編集者として携わる。 全国の農業協同組合の月刊誌で企画から取材執筆、校正まで携わり、農業経営にかかわるあらゆる記事を扱かった経験から、農業分野に詳しい。2019年からWebライターとして活動。経済、農業、教育分野からDIY、子育て情報など、さまざまなジャンルの記事を毎月10本以上執筆中。編集者として対象読者の異なるジャンルの記事を扱った経験を活かし、硬軟取り混ぜさまざまなタイプの記事を書き分けるのが得意。

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