施設イチゴ栽培での環境モニタリングシステムの導入事例

　私は、2019年から2020年にかけて、香川県内のある施設イチゴ栽培を対象に、環境モニタリングシステムの導入によってそこではどのような効果が得られているかについて、当時研究室所属の4年生、山口遥可さんと共に調査しました。本記事では、その調査結果を要約して説明させていただきます。

　調査対象とするA氏は、香川県東讃岐地区内で施設面積40aほどのイチゴ栽培を手掛けています。A氏は、行政機関の補助を利用して2018年からB社製の環境モニタリングシステムを全ハウスに導入しました。

　A氏は2015年頃に香川県農業改良普及員から、イチゴの平均単収でオランダは日本を大きく上回り、それにはオランダ農業でICT活用が進んでいることが関わることを教えられます。当時、A氏は施設園芸でのICT活用にあまり知識がなく、ハウス内の環境をよく計測していなかったこともあり、自分のイチゴ栽培でのICT活用に興味を持つようになったそうです。

　そして、イチゴ施設栽培で単収を高めるためには、CO2濃度、温度、飽差（注１）などを総合的に管理し、イチゴの光合成に適した栽培環境を作り出すことが必要であることを指導員や専門書から学び、自らもそれを実現しようとします。

　そこでA氏が新たに導入した栽培管理方針の概要は以下のようになります。

　①（香川県は温暖なこともあり）暖房機を導入せず、谷換気のみでハウス内の温度を管理する。冬場の谷喚気の設定温度は11時から14時半までは26℃に、それ以外の時間は29℃に設定する。春先から秋にかけては外気温が高くなるので、逆にハウス内の設定温度をこれらよりいくらか下げて栽培環境を整える。

　②ハウスでCO2施用機を使用してCO2濃度を管理する。ハウス内のCO2濃度が大気中のそれ（約400ppm）を切ることが絶対ないように、余裕をもって時間帯ごとにCO2濃度をかなり高めの目標値に維持する。

　③ハウス内の飽差が急激に変化しないように谷喚気でのハウスの開閉度合いを細かく調整する（注2）。

　A氏は、後述するように2018年にB社製の環境モニタリングシステムを導入してからも上記の管理方針を続けて実行しています。

　環境モニタリングシステムの導入以前は、温度等の変化の現れ方において、A氏のハウス間では細かな違いがあったそうです。この違いを把握するためには、その測定データの履歴が必要になります。

　環境モニタリングシステムを導入する以前、A氏は、CO2濃度や温度などが設定値から乖離しているかを確認するために1日あたり1時間程度の見回りを行っていましたが、今後の経営規模拡大を視野に入れるときその負担をさらに大きく増やすことは避けたかったようです。

　環境モニタリングシステムが未導入のままでは、見回り時間を抑えつつハウスの特徴や差異を把握して栽培管理精密化を進めることは難しくなると考えて、A氏は、2018年にB社製の環境モニタリングシステムの導入を決めます。

環境モニタリングシステムの導入によって得られた効果：

　環境モニタリングシステムの導入以降、A氏は、ハウス内で従来から使用する温度センサの表示温度が、B社製の環境モニタリングシステムが示す温度と2～3℃ずれていることを知ります。これは、従来から使用する温度センサはハウス内の高い位置に設置され、直射日光の影響を受けやすいためであることにA氏は気づきます。A氏は、新たにその乖離分を補正して温度調整を行うことによって、上記の①における温度管理の精度を引き上げることが可能になりました。

　また、導入以降にA氏は、環境モニタリングシステムによるCO2濃度の測定値が、上記の②での設定値を下回っていないかをスマートフォンで随時確認できるようになり、前者が後者を大きく下回っていれば設定濃度を直ちに引き上げることで、②におけるCO2管理の精度を高めることが可能になります。

　この他にも、換気後に飽差が緩やかに変化しているかをスマートフォンで随時確認できるので、A氏は飽差を従来よりも制御しやすくなったそうです。

環境モニタリングシステムによる計測データのスマフォ画面上での表示

　こうして、環境モニタリングシステムの導入以後、A氏にとって、上記の①～③の栽培管理に関する不安が減り、ハウス見回り等の作業時間を削減することも可能になりました。A氏は、こうした効果を高く評価して、自身の環境モニタリングシステムの導入効果に高い満足感を示していました。

（注1）「飽差」は、斉藤(2015)に従うと、飽和水蒸気量と絶対湿度の差であり、「空気中にあとどれくらい水蒸気が入る余地があるか」を意味します。植物が気孔を開いて蒸散やCO2吸収を行うには、飽差が3～6 g/m3である環境が適すると言われています。

（注2）ハウス内での急激な飽差の変化は、結露の発生を通じて作物に病害を引き起こしやすいですが、それを避けるためのハウス換気方法が斉藤(2015)で説明されています。

引用文献：

斉藤章(2015)『ハウスの環境制御ガイドブック』農山漁村文化協会．

施設花卉栽培での環境モニタリングシステムの導入事例

　2019年から2020年にかけて私は、香川県内のある施設花卉経営を対象にして環境モニタリングシステムの導入効果について、当時研究室所属の4年生、山口耕生さんと調査しました。本記事では、その調査結果の概要を説明させていただきます。

　調査対象は、香川県東讃地区内に住むC氏の花卉経営です。C氏は切り花を比較的広い面積で生産しており、ハウス・品種ごとに作業進行の行うタイミングや基準など栽培管理方針を細かく定め、それを厳しく守ってきました。以前からのC氏による温度、CO2，飽差の管理方針に関しては、以下の特徴がみられます。

1. 暖房機と天窓で温度管理する。設定温度は、時期、品種、生育段階ごとに予め細かく決めてある。
2. ハウスでCO2施用機を使用し、そのCO2濃度の設定値は常時400～500ppmにする。
3. 飽差（注１）は、一定の範囲内に厳しくコントロールせずに、たまにその値を確認するにとどめる。

　C氏は、D社の営業担当者から勧められて、2018年にD社製の環境モニタリングシステムを試験的に導入しました。

　環境モニタリングシステムの導入以前、C氏のハウスでは日射の当たり方や、暖房機や天窓の稼働による温度変化の仕方においてハウス間で微妙な差異があったそうです。しかし、C氏にとっては、そうした差異の生じ方を詳しく突き止めることは難しくなっていました。

　また、C氏のハウスでは暖房機、電照器具が故障するときがあり、C氏は故障発生から数時間経ってそれに気づくことが多かったそうです。気づいてから適切に栽培管理の修正対応を進めるためには、故障の発生時点や、発生以降にハウス内の環境が目標からどのようにずれていたか等を知ることが重要になります。環境モニタリングシステムを導入しないままではそれが非常に難しくなっていました。

　D社製の環境モニタリングシステムの場合、ハウス内の環境測定値をEXCELファイルに記録し、その推移グラフを利用者の端末画面に表示することが可能です。システムの導入以降、この機能を使ってC氏は、ハウス、暖房機の機種ごとに、設定温度からの実際の温度のずれ方を把握できるようになり、暖房機の温度設定や天窓のセンサ感度を調整することによって温度管理の精度を引き上げることが可能になったそうです。これより過剰な暖房稼働を避けられるため、C氏は暖房費を抑制することができました。

　この他、導入以降にC氏は、暖房機や電照器具の故障発生時に、温度や光量がいつからどのように目標からずれていたかを把握することが可能になります。故障に気づいてからいかに対処すべきか、例えば栽培を中止すべきか等を判断しやすくなる効果も得られました。

　また、D社製の環境モニタリングシステムではスマートフォン等の端末機器でハウス内の状況を確認できるので、ハウスの見回り頻度を抑えられる効果も得られました。

　こうしてC氏は、前述のハウス管理、器具類の故障時の対応に関する課題の解決がひとまず可能に至ったそうです。

　ところで、C氏が栽培を手掛けている切り花品目の市場を見ると、消費者の購買行動上の習慣のために、年間のうち特定の時期に限って急に需要が大きくなる傾向がありました。C氏は、以前から、ハウスごとに栽培環境に応じて電照期間を調整して、この需要ピークの直前に一気に切り花を多く出荷できたらという期待を持っていました。

　D社製の環境モニタリングシステムは「ハウス内環境のデータ分析に最適」等の謳い文句で販売されていました。Ｃ氏は、この特徴を活かしながら、開花時期の予測や、開花時期の調整のために再電照の開始時期を何時に設定すべきかを把握するための分析を行えたらと期待していたようです。

　ところが、C氏にとっては、環境モニタリングシステムで作成された栽培履歴データのから必要なデータを抽出し、それを適切に組合わせて栽培学的な検討や解釈を進める手法については不慣れだったようです。C氏はＤ社製の環境モニタリングシステムの導入後もなお、望んでいた、「開花時期の調整のために再電照の開始時期を何時に設定すべきかを把握するための分析」は行えないままになってしまいました。上記のようなデータ分析を進めるための分析能力が不足する状況に置かれたままになったことがこの大きな要因でした。

　記事「施設イチゴ栽培での環境モニタリングシステムの導入事例」では、環境モニタリングシステムを導入してCO2，飽差の管理精密化を、イチゴの光合成促進に活かそうとした農業者の事例を紹介しました。対照的に、C氏には、D社製の環境モニタリングシステムを導入した後でも、そうした意思がなかったそうです。

　CO2管理に関しては、CO2施用を積極的に増やすと、切り花の開花が遅くなり、これまで遵守してきた栽培管理のサイクルが崩れて困ると考えられたからだそうです。

　一方、飽差管理に関しては、C氏のハウスは近代的な鉄骨構造を持ち、設定温度の近くで温度を安定させるため天窓を自動で開閉させる機能が備わっていました。飽差調整を精密化させるためには、飽差の緩やかな変化を促すような天窓開閉方法の導入も必要になります。しかし、温度と飽差を同時に理想的な形で調整できるような天窓開閉方法は、一般に非常に見出しにくいです。C氏は、温度調整に向けた天窓開閉を優先させ、飽差調整に向けた天窓開閉を放棄することにしたそうです。

　以上の事情により、C氏は、CO2濃度、飽差の管理については、光合成促進にそれらを活かす意思はなく、それらの値がおおよそ想定の範囲内にあるかを環境モニタリングシステムでたまに確認する、という対応にとどまっています。

　D社製の環境モニタリングシステムの導入に関する全体的評価として、C氏は、初めに述べた温度管理の精密化を促す役割を評価して「それを持っていて損ではない」と述べています。しかし、C氏は、上記のように電照管理に関するデータ分析の面では分析能力が不足し、環境モニタリングシステムに備わるCO2濃度、飽差の測定機能を十分に使えない状況に置かれていました。これらについてはC氏も懸念や不満があるようで、Ｄ社製の環境モニタリングシステムの導入効果に関する全体的な評価をやや下げているようでした。

　C氏は、こうした状況に懸念を感じており、データ分析能力の強化に向けたサービスや指導を、D社や改良普及・営農指導機関が提供してくれることを望んでいました。

 （注1）「飽差」は、斉藤(2015)に従うと、飽和水蒸気量と絶対湿度の差であり、「空気中にあとどれくらい水蒸気が入る余地があるか」を意味します。植物が気孔を開いて蒸散やCO2吸収を行うには、飽差が3～6 g/m3である環境が適すると言われています。

引用文献：斉藤章(2015)『ハウスの環境制御ガイドブック』農山漁村文化協会．

新規就農者によるスマート農業技術の導入、技能継承の取り組み事例

　香川県内のある農事組合法人では、新規就農者が主体となってスマート農業技術を導入し、技能継承や販路拡大に取り組む事例が見られます。2019年に私は、当時研究室所属の4年生、田中瑠星さんと共にその聞き取り調査を行いました。本記事では、その調査結果の概要を説明させていただきます。

　香川県東讃地区内のある農事組合法人（以下、E法人と呼びます）では、米麦のほか、香川県オリジナルのアスパラガス品種、「さぬきのめざめ」を以前から栽培してきました。県外から移住してきたF氏が、2018年にE法人に参加したのをきっかけに、F氏を中心に「さぬきのめざめ」の生産・販売でのICT活用、具体的には、環境モニタリングシステムとネット販売の利活用が始まりました。

　

　E法人ではそれまで、「さぬきのめざめ」の栽培方法を知る組合員がただ一人で高齢であるにも関わらず、他の組合員にその栽培方法について知識共有がなされていませんでした。その唯一の組合員が行う栽培管理方法が妥当なのかを、他の組合員が推し量ることも知識不足で難しくなっていました。こうした状況に対応して、環境モニタリングシステムから得られる栽培環境データを基に、栽培方法の知識共有化や、栽培管理を精密化させたいため、F氏のイニシアチブにより、2019年にE法人はG社製の環境モニタリングシステムを導入しました。

　E法人の場合、「さぬきのめざめ」栽培での灌水管理の基本方針は、1)春どり期間は畝表面の乾き具合を確かめ、乾いていたら灌水する、2)収穫打ち切り後は乾燥させない程度に定期的に灌水をする、などから成ります。環境モニタリングシステムの導入以降、E法人は、同システムのデジタル Pf 計を通じて土壌水分を監視し、こうした水管理の精度を高めることが可能になりました。同システムの通知機能により、地表面を定期的に確認する手間も減り、作業時間も抑えられました。F氏は、アスパラガス栽培の専門書を精読して理想的な土壌水分・灌水管理を学び、それをデジタル機器活用を通じて実現しようとしています。

E法人のハウス内で設置されるデジタル Pf 計の様子

　E法人では、日中常時ハウス内の温度が30℃を超えるとハウス側面の外張りビニールを開放し、35℃を超えると内張りのビニ―ルを撤去する方針を採ります。また、地温管理に関しては、萌芽開始時点の地温は最低12℃以上、萌芽継続地温は15℃以上、休眠開始時の地温は15度と設定しています。E法人では、環境モニタリングシステムで得た気温データにより、こうした気温に応じたハウス開放が行いやすくなりました。また、同システムで得た地温データとLANカメラからのアスパラガス撮影画像を合わせて用いることにより、萌芽状況と地温の対応をよく確認しつつハウス管理が進められるようになりました。これらによってハウスの開閉回数を抑制でき、ハウス内の保温を進めやすくなるという効果が得られています。

　環境モニタリングシステムを導入したことによるアスパラガスの収量や品質の変化に関して、F氏は、「収量に変化がないが、土壌水分量の管理ができたおかげでアスパラガスの規格品外が減っている」と述べています。

　E法人では、環境モニタリングシステムの導入によって見回りの労働負担が抑制されるようになったことを好機としてとらえ、ハウスを増設して「さぬきのめざめ」の栽培面積を拡大しています。F氏は、他の非農業の仕事にも就き兼業でありながらも、アスパラガス生産の規模拡大を先頭に立って進めています。F氏にとっては、作業時間が抑制されて経営計画についても考える時間的余裕ができたこと、規模拡大をしても栽培管理の精度を維持できて収量、品質を落とさない自信があることが、こうした規模拡大への意欲につながっています。

　F氏は、自身の経験を振り返って、「アスパラ初心者として、栽培マニュアルおよび参考書、栽培環境モニタリング・システムを使うことにより、栽培ノウハウが「見える化」して、技術習得にかかる時間が削減できそうだ」と述べています。E法人では、F氏が加入する以前にアスパラ栽培を担当してきた高齢の農業者からF氏への世代交代が順調に進むという効果が得られました。以上のようなF氏の経験は、他の新規就農者にとっても技能習得のモデルになり得ると考えられます。

　E法人では、F氏が加入する以前までは生産した「さぬきのめざめ」を農協に全量出荷していました。しかし、農協出荷の場合の手数料率が割高に思われ、農協の出荷規格が厳しく思われたことから、F氏は販路開拓に踏み出しました。

　

　そこでF氏が着目したのがネット販売でした。ただし、ネット販売を生産者自らが行うと、ホームページ作成、システム決済等で負担が大きくなります。そこでF氏は、ネット販売の委託先を探すことにして、農産物ネット販売の専門業者と出会います。この専門業者は、香川県内で法人設立され、香川県内外の農業者から農産物販売を受託し、その商品を専門サイト上で詳しく紹介しながら注文を取り付け販売しています。F氏は、その専門業者との交渉・契約を経て、「さぬきのめざめ」を専門サイト上で詳しく紹介してもらい、直売を可能にしました。ここでの商品紹介がすぐに県外の外食業者の目にも触れ、その結果、F氏は「さぬきのめざめ」の契約出荷に成功しています。

　このほか、F氏は、JAでは出荷規格外扱いだった「さぬきのめざめ」を地元の産直市で販売することにも取り組んでいます。産直市へ出荷するとき、販売価格は農協に比べて安くなるものの、農協出荷時よりも販売手数料は低く抑えられるため、F氏にとって、手取り収入の確保という観点では農協出荷に匹敵するメリットが感じられるそうです。 

　一方、ネット販売では梱包費や運送費等の出荷経費を手数料や商品価格にどのように反映させるか（生産者側と消費者側がどう分担するか）も契約の際に当事者間では関心事となり、交渉や合意が求められてきます。F氏としてはそれに伴う負担（経済学で言われる「取引費用」）が増えてくることも感じているそうです。