出穂期

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今年は8月4日に出穂期を迎えました。ほぼ例年通り(8月3日前後)です。

出穂期は全体の4~5割程度の穂が出穂した時期になります。

稲が出穂すると、次々に穂の上部から開花していきます。

開花している時間はおよそ2時間程度です。その間に、おしべの先から花粉が飛び散り受粉(自家受粉)し、受粉が終わると30分程度で花は閉じます。

 

20160804出穂期

開花の様子(2016年8月4日撮影)

2014年から実施している水稲モニタリングで得た知見では、出穂期以降のモニタリング情報によって以下のようなことがわかってきました。

 ・収量推定:出穂期に取得したNDVI

 ・タンパク質含有率推定(食味):出穂期から約2週間までに取得したNDVI

 

さっそく、今年もデータ整理ができ次第、推定してみたいと思います。

 

今年は、株間を18cmで移植しました(昨年まで株間16cm)。

週一のドローンによるモニタリングと同時に、地上では草丈・茎数の調査も実施しています。

1株あたりの茎数は、2014年15.5本、2015年17.5本でしたが、今年は茎数は20.3本となっています。株間の間隔を広くしたことが影響していると思います。

 

1株当たりの茎数

試験サイトにおける1株当たりの茎数の時系列変化

 

 

2016株数

1株当たりの茎(2016年8月4日撮影)

今年は昨年より茎の見た目が違い、茎がしっかりとした太さとなっています。

 


本田防除(殺菌)

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今年の1月にJAの展示会で購入した「動噴(自走式ラジコン動力噴霧機)」を初めて使用しました。本番前にも少し練習をしたのですが、実際の圃場で使用するといろいろと学ぶことがありました。

使用した動噴はラジコンタイプとなっており、手元のリモコンでホースの巻取・送出の命令ができます。送出のタイミングも当初は上手くできず、立ち止まっては動かすの繰り返しで、スムーズにできませんでした。

散布は雨天の日には実施できないため、気温35度近くまで上昇した真夏日の今日に実施しました。実施したのは6反ですが、予想以上に重労働です...。広い圃場ほどドローンの農薬散布が便利だなぁと身をもって知りました。

 

動噴デビュー

今年デビューの動噴

 

今年の水稲は例年通りに生長しており、8月3日前後には出穂期を迎えそうです。

今日は、いもち病や内頴褐変病等に対する防除を兼ねた予防散布を行いました。タイミング的には出穂3~4日前がベストだそうです。

 

動噴散布

散布の様子

畦畔からでは全体を均一に散布できないので、圃場内に入って実施します。中干しをしっかりしても歩くと足元は不安定です(この時期は湛水状態)。

【使用農薬】

・ノンブラスフロアブル(2成分):殺菌剤

 対策:いもち病、内頴褐変病、変色米、穂枯れ

 *予防・治療効果を備え、稲の主要病原菌に薬効を示す

 10aあたりに水100l + ノンブラスフロアブル100ml(1000倍希釈)

ノンブラス

ノンブラスフロアブル


出穂前の草刈り

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この地域の出穂期は例年8月上旬になります。

出穂期頃にはカメムシ類が水田に侵入し、籾の美味しいところを吸い取ってしまい、斑点米が発生してしまいます。そのため、出穂2週間前ごろには、畦畔等の雑草は刈り取らなければいけません

今シーズンになって3回目の草刈りになります。雑草の生育スピードはものすごく、1日あたり数cmぐらいの勢いで生育します。

 

16_3rd草刈り

草刈りがなくなるだけで労力はかなり軽減できるのですが...余分な除草剤も使いたくないので、しばらくは草刈りを実施します。

 


圃場空撮動画(近赤外画像)

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前回に引き続き、今回は2016年7月16日に実施した近赤外のインターバル画像を動画にまとめてみました。

白く映っているところは、植生が活発になっているところです。

 

 


雑草抽出

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ドローン水稲モニタリングは試験サイト(約3反)の他にも行っています。
すぐ隣の圃場で大きさは約1反程度です。この圃場は試験サイトと全く同じ手法(肥料等も同じ)で栽培しています。

最近、小さい方の圃場では雑草が目立ち始めてきました。
小さい圃場も6月上旬に除草剤を散布しましたが、散布後に強風によって風下側に流されてしまいました。そのため、若干土壌が高いところでは雑草が発生してしまいました。
ちなみに、試験サイトは翌日(風が弱い)に散布したため、目立った雑草は発生していません。

下の写真は圃場内部に入って取り除いた雑草です。現在までにバケツ4杯分を除去しましたが、全く追いついていません。

雑草抜き

取り除いた雑草バケツ1杯分(作業着は泥だらけ)

 

今回はモニタリングによって雑草がどのように撮影されているかを紹介します。
下の画像は可視画像・近赤外画像・DSM(地表面の高さ:草高)になります。可視画像・近赤外画像において、雑草が発生している部分は周辺の水稲と比べると明らかに色が異なります。また、DSMで見ても水稲の草高より雑草は高くなっていることがわかります。

 

雑草抽出

図 雑草抽出位置(左:可視画像、中央:近赤外画像、右:DSM)

クリックすると大きい画像サイズで確認できます。

 

下の写真は雑草を抽出した場所を地上から撮影したものです。

 

タイヌビエ

タイヌビエ(雑草を見やすくするために画像を加工)

クサネム

クサネム(雑草を見やすくするために画像を加工)

以前、紹介した水稲株位置を用いれば水稲と雑草の区別ができるので、雑草の位置および生育状況の把握は可能だと思います。しかし、今回のように雑草が生育してしまうと、取り除くのはかなりの労力が必要となります。


圃場空撮動画

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2016年6月26日にモニタリングを実施したインターバル画像(可視画像)を動画にまとめてみました。

 

 


中干し確認

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先月の24日(金)から始めた中干し(10日経過)も順調に進み、地面にひびが入る程度になりました。

畦畔周辺は簡単に確認できるのですが、圃場の中央部は畦畔からの目視では判断できません。圃場内に立ち入れば確認できますが、あまり圃場内を荒らしたくもありません。

 

中干し畦道

畦畔から撮影した中干しの様子

今回は週一のドローンモニタリングに加えて、超低空(対地高度約5m)のマニュアル飛行で圃場内部の様子を撮影しました。

その結果、圃場内部も地面にひびが入っていることを確認できました。写真では、水稲の陰で見にくくなっていますが、条間にひびが入っていることがわかります。
今日で中干しは終了。明日からは間断潅水の水管理に移行です。

 

中干し終了

超低空撮影による圃場内部の中干しの様子

 


中干し&水稲株カウント

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田植えから34日が過ぎ、茎数が平均22本(圃場内8箇所80サンプル)になったので、今日から10日程度中干しを実施します。

中干しは、無効分げつを抑えて、土壌内部に酸素を供給して根を健全にします。特に無効分げつを抑えることで、収量アップやお米の品質を向上させることができます。

【水稲株数】前回、紹介した水稲株位置をメッシュごとにまとめてみました。

2016株数

単位面積あたりの株数(株/㎡)

 
圃場内全体では単位面積あたり16.8(株/㎡)【坪あたり55株】となりました。今年は田植機の設定を株間18cm【坪あたり60株】で行いましたが、ドローンによる計測では若干少ない結果となりました。途中でジャムってしまったことも影響しているかもしれません。また、同じように田植機を操作していてもばらつきがあることが、メッシュごとに計算することでわかってきました。


水稲株の位置抽出

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今日は週一でモニタリングを行っている画像データから水稲株の位置抽出について紹介します。

稲が生長すると、田植機で移植できなかった欠損場所が上空からのモニタリングではっきり分かるようになります。畦畔から内側の欠損場所を特定するのは,ちょっと難しいです。

今回は移植してから28日後の近赤外オルソ画像を使用しました。

近赤外の波長帯は、植生からの反射率が高くなる特性があります。下の写真は地上から撮影した近赤外画像です。植生がある場所は白くなります。

私はいかに安く、価値の高いモニタリングができるかということを基本コンセプにしているので、近赤外カメラは中古のコンデジを2~3万円で購入して改造しました。

まぁ、墜落して壊れても諦めがつく値段です。

近赤外地上

地上から撮影した近赤外画像(植生がある場所は白くなります)

 

S110改造

改造した近赤外カメラ(Canon S110)

 

今回試した解析方法

先行研究では、テンプレートマッチングを用いて移植水稲の株位置を推定する研究例があります(リンク先)。今回は、あまり難しい処理をするのではなく、GISの機能を使って位置を抽出してみました。

1)近赤外オルソ画像にローパスフィルタ処理を施して、ノイズを除去する。

処理1

 

2)ノイズ除去した近赤外オルソ画像にフォーカル統計(指定した近傍内の統計情報を計算)を行う。

処理2

 

3)ラスタ-ベクタ変換で、水稲株をポリゴン化する。それ以外のポリゴンデータを削除する.

処理3

 

4)ポリゴンの重心点を求めて、ポイントデータに変換する.

処理4

 

その結果、圃場内の株数は約5.1万株と求めることができました.

 

水稲株位置抽出

 


KT200 1号機

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先日、テストを行った「KT200」 0号機から、さらに部品の見直しや軽量化などを行った1号機を作成しました。主にフレームを大幅に見直しした結果、さらに重量を落とすことができました。

落とした分は、飛行時間に直結するバッテリーの容量アップに使います(2セル1300mAh)。

 

KT200_1号機

超軽量ドローン「KT200 1号機」

空撮に使用するカメラは、重量が軽いカメラに限られ、さらにインターバル機能を有していることが必要です。こういった条件からカメラを探していくとアクションカメラにたどり着きます。

今回使用したカメラは「GIT2」ですが、なんといっても価格が安く($160)、軽量(64g)です。それに加え、イメージセンサがSONY製の16MPといった高スペックです。ただ、超広角レンズなのが気になるところです。低空撮画像から3Dモデルを作成する際に、カメラおよびレンズの精度が成果を左右します。

今回はレンズも交換しました。カメラを分解して、交換するまでに1時間程度の作業量です。

 

カメラ改造

GIT2レンズの交換

いろいろとテストを行っているKT200ですが、日経新聞で紹介されました。

20160607_200gドローン日経記事