植物の健康状態を直接解析する次世代型技術とは

気温、日射量、湿度など、植物の置かれた環境情報を取得し、植物の状態を推測する――農業IoTといえば、こうした方法をとるものがほとんどだ。

そんな中で、植物の生体情報をダイレクトに「見える化」するアグリテック・ベンチャーがある。愛媛大学に拠点を置くPLANT DATA株式会社。植物そのものを解析するという世界的にも珍しい手法が、これまでには考えられなかった高い収量を実現するかもしれない。

▲PLANT DATAの開発した植物の生体情報を解析する装置

オランダですら理論上の収量の3分の1

愛媛大学農学部(松山市)には、日射量や気温、湿度などを一体的に管理する環境制御システムを備えた最新式のガラス温室がある。その入り口に置かれたトマトの苗を指さし、PLANT DATAのCEO、北川寛人さんが言う。

「これらの苗は全部元気で問題ないように見えますが、実際は健康でないものも混ざっているのです。目で見てもわからない植物の状態を知るために、我々の技術を役立てたいと考えています」

▲PLANT DATA CEOの北川寛人さん(愛媛大学農学部の研究拠点で)

国内のトマトの平均収量は10アールあたり15トン程度とされる。簡易なビニールハウスなども含まれるためで、精密農業の先進地オランダの収量70~75トンに比べると大きく引けを取っている。国内でも最新鋭の施設を導入し、オランダの収量レベルに達する農場が現れてきていて、平均の15トンに比べると大変な進歩だ。しかし……。

「トマトの収量は理論上、10アール当たり200~220トン取れると言われているんです。ということは、国内の先進的なトマト農場やオランダの栽培は、しくじっているようには見えないけれども、僕らにはわからない栽培上の瑕疵(かし)がある」(北川さん)

農業IoTというと、通常は植物の置かれた環境のデータを蓄積し、そこから植物の状態を推測するものが主流だ。光量や温度、湿度、養分などを統合的に制御する統合環境制御装置の付いた最新の植物工場も、やはり環境情報を計測し、植物にとって最適な状態を作り出そうとする。

しかし、一つひとつの植物が置かれた状況は微妙に違っているし、個体差もあるため、人工光の植物工場ですら生育ムラが生じる。つまり環境情報のみを参考に気温や日射量、湿度などを調整しても、収量の向上には限界があるのだ。

世界初の植物診断専用農機

では、一体どうやって植物の生体情報を取得するのか。温室の中に鎮座している、高さ3メートルほどの石碑のような形をした機械がその答えだ。

井関農機と共同開発し、2015年から市販している「植物生育診断装置」だ。植物の診断専用の農機というのは、世界で初だという。

▲植物生育診断装置

4本の青色LEDとカメラの付いた部分が上下にスライドし、植物に触れないで、つまり植物にストレスを与えないでその状態を測る。トマトのハウスの地上にレールのように張り巡らされた暖房用に湯を流す温湯管の上を移動させ、計測する。

この装置は夜間に青色LEDを照射した状態で植物を撮影し、植物の発する「クロロフィル蛍光」の量を把握する。植物は吸収した光エネルギーのうち、光合成に用いず余ったものの一部をクロロフィル蛍光という赤い光にして発光する。何らかのストレスで光合成が順調にできないと発光量が増えるため、目視ではわからないわずかなストレスや病害虫も検知できる。

▲夜間に青色LEDを照射し撮影する

トマトのハウス以外でも、天井から吊るしてハウス内のイチゴやレタスを計測したり、車輪付きの台車に載せて露地栽培のブドウを計測したりと、さまざまな用途向けに実証が進められてきた。葉緑素を含むものならナスやパプリカから藻類まで、何でも計測可能だ。

ほかに、光を透過するフィルムで植物をすっぽりと包み込み、植物の光合成と蒸散の速度を計測する「光合成計測チャンバー」という機器がある。気温や日射量、湿度などの外的要因のみならず、蒸散と光合成の速度といった植物そのものの情報がグラフ化され、相関関係を把握することができる。「フォトセル」という名前で2018年中に市販する見込みだ。

▲光合成計測チャンバー

2020年までに本格普及

植物生育診断装置も光合成計測チャンバーも、導入費用は200万円前後から400万円ほどと安くはない。当面想定するユーザーは、1ヘクタールを超す大規模な生産者や、面積が小さくても高い収益を上げている農家だ。今は大規模生産をしている農業法人などで機器を使ってもらい、収量の向上にどう結び付けるか、実証をしている段階だ。2020年までには本格的な普及に踏み切りたいという。

「1ヘクタールあたり1億円の売り上げだとすると、収量を10%改善するだけで売り上げが1千万円上がる。収量増に伴うコスト増は収穫や選果の量の増加に伴う人件費の増加分で、国内の先進的な経営体ならコストの増加分を引いても800万円は粗利で残る。計測装置やサービスを使うコストは吸収できますよね」(北川さん)

機器そのもののコスト低減のためのプロジェクトも進めており、次世代型の技術が農場で使われるようになる日も近いかもしれない。

<参考URL>
PLANT DATA株式会社


<プロフィール>
山口亮子(やまぐちりょうこ)
フリージャーナリスト。京都大学卒、北京大学修士課程修了。時事通信社を経てフリーに。主に農業と地域活性化、中国を取材。
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WRITER LIST

  1. 三好かやの
    みよしかやの。しがないかーちゃんライター。「農耕と園芸」「全国農業新聞」等に記事を執筆。八王子市ユギムラ牧場でかぼちゃの「いいたて雪っ娘」栽培中。共著『私、農家になりました。』(誠文堂新光社)、『東北のすごい生産者に会いに行く』(柴田書店)等がある。http://r.goope.jp/mkayanooo
  2. 山口亮子
    やまぐちりょうこ。フリージャーナリスト。京都大学卒、北京大学修士課程修了。時事通信社を経てフリーに。主に農業と地域活性化、中国を取材。
  3. r-lib(アールリブ)
    これからのかっこいいライフスタイルには「社会のための何か」が入っている、をコンセプトにインタビュー記事やコラムなどを発信するメディア。r-lib編集長は奈良の大峯山で修行するために、毎年夏に1週間は精進潔斎で野菜しか食べない生活をしている。
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    みずおまなぶ。滋賀県高島市出身。大学卒業後、電子機器関連業務に従事。2016年に自家の柿農園を継ぐと同時に、IoT農業の実現を目指す会社、株式会社パーシテックを設立(京都市)。実家の柿農場を実験場に、ITを駆使した新しい農業にチャレンジしています。
  5. 窪田新之助
    くぼたしんのすけ。農業ジャーナリスト。福岡県生まれ。日本経済新聞社が主催する農業とテクノロジーをテーマにしたグローバルイベント「AG/SUM(アグサム)」プロジェクトアドバイザー、ロボットビジネスを支援するNPO法人Robizyアドバイザー。著書に『日本発「ロボットAI農業」の凄い未来』『GDP 4%の日本農業は自動車産業を超える』(いずれも講談社)など。 2015年11月に発表される「農業センサス」で明らかになる衝撃の事実! 日本の農地は急速な勢いで大規模化され、生産効率も急上昇……輸出産業となる!! 日本経済団体連合会(経団連)も2015年1月1日、発表した政策提言『「豊かで活力ある日本」の再生』で、農業と食のGDPを合わせて20兆円増やせるとした。これは12兆円の輸送用機械(自動車製造業)よりも大きく、インターネット産業や金融・保険業に肩を並べる規模──日本のGDPは500兆円なので、農業が全体の4%を占める計算になる。「コメ農家は儲けてない振りをしているだけですよ」「本気でやっている専業農家はきちんと儲かっている」など、日本中の農業の現場を取材した渾身のレポートは、我々に勇気を与える。日本の農業は基幹産業だ!日本発「ロボットAI農業」の凄い未来 2020年に激変する国土・GDP・生活自民党農林水産部会長の小泉進次郎氏は語る。「夜間に人工知能が搭載された収穫ロボットが働いて、朝になると収穫された農作物が積み上がっている未来がある」と──。21世紀の農業はAIやビッグデータやIoT、そしてロボットを活用したハイテク産業、すなわち日本の得意分野だ。その途轍もないパワーは、地方都市を変貌させて国土全体を豊かにし、自動車産業以上のGDPを稼ぎ出し、日本人の美味しい生活を進化させる。大好評『GDP4%の日本農業は自動車産業を超える』に続く第2弾!

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