LIVE配信はじめました

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お知らせ

LIVE配信はじめました。

水稲ドローンモニタリングを実施している試験サイトの様子を確認することができます。現在のところ、稲刈りの期間までLIVE配信を予定しています。

メニューバーの「LIVE配信」から確認することができます。

 

モニタリングカメラから眺める試験サイト


除草剤散布(2017年)

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今年も移植してから2週間後に除草剤「コメットジャンボ」を試験サイトに散布しました。コメットジャンボは水で溶ける包みで覆われており、溶解すると直径7~8mに除草剤が広がります。

 

コメットジャンボが溶解し、除草剤が周囲に散布される様子

 

昨年は試験サイトとは別の圃場でも同様に散布しましたが、雑草に悩まされました。原因は風が強い日に散布したことによって、除草剤が風下側に流されてしまったことです。ちなみに、昨年の試験サイトは無風時に散布したので、雑草の影響はほぼありませんでした。

今年は昨年の反省も活かして、風が弱くなる日まで待ってから除草剤を散布しました。散布後は、除草の効果を高めるために、1週間は落水しないように水管理を行っていきます。

下の写真は移植後15日目の様子です。株間・条間にはヒエ・イヌビエなどの雑草が発芽しています。

 

株間・条間に発芽した雑草

 

【使用農薬】
・コメットジャンボ(1反あたり300g:1袋)
除草剤

散布予定マップと除草剤

 

 


真夏日の田植え(2017年)

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埼玉県坂戸市の最高気温は33度となり、真夏日の田植えとなりました。

今年も移植方法・肥料を変えて、栽培を行います。
昨年は株間を18cmに変更しましたが、今年は一部の圃場で21cmの疎植に挑戦です。

1)株間:21cm、肥料:基肥一発肥料「コシヒカリ一発LP485」、面積:3反
2)株間:18cm、肥料:基肥一発肥料「コシヒカリ一発LP485」、面積:2反
3)株間:18cm、肥料:基肥一発肥料「スーパーらくだ君500」、面積:1反

株間を一部変更したので、育苗箱は昨年の130箱から115箱に節減できました。今後、6反全部を21cmに変更した場合は計算上103箱で十分なので、さらにコストカットにつながることが予想できます。祖父・父の代では例年150箱(株間16cm)用意していましたが、その時と比較すると今年は約23%カットすることができました。

また、肥料は「スーパーらくだ君500」を実験的に1反の圃場で試します。この肥料は1反あたり20kgなので、「コシヒカリ一発LP485」の半分の量になります。コスト面で考えると「スーパーらくだ君」は魅力的ですが、食味に違いができるかわからないので、今年の栽培でチェックします。


基肥一発肥料:「コシヒカリ一発LP485」、「スーパーらくだ君500」

1年に1回しか使わない田植機ですが、駆動系のトラブルもなく、順調に植えることができました。使用後は念入りな泥落としが必要です。泥が固まってしまうと、取り除くのは大変です。

田植機の洗車(泥落し)

株間21cmの疎植は、周囲の圃場と比べても見た目がスカスカでちょっと心配になります。

今年の田植えの出来栄え

ちょっと大きいバケツ栽培

今年は庭先に息子専用の圃場を用意しました。水稲栽培に興味を持ってくれればいいのですが(笑)。

順調に生育すれば、9月中旬に収穫を迎えます。

 

【使用農薬】
・ルーチンアドスピノ箱粒剤(育苗箱1箱50g)
いもち病などの対策

 

【使用肥料】
・コシヒカリ一発LP485(1反あたり35~40kg:2袋)

・スーパーらくだ君500(1反あたり20kg:1袋)


代かき後のドローン計測(2017年)

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今年も代かき直後の圃場の高さをドローンを用いて計測しました。(参考:昨年の計測結果

代かき直後は泥水となっているので、泥が沈着するまでの2日間ほど時間を置いてから、落水および蒸発によって土壌が見える状態までにしてから計測します。

代かき後に湛水を行わず、ある程度水がなくなった状態(2017年5月18日撮影)

 

ドローン計測は圃場内の凹凸をどのぐらい均平化できたかを定量的に明らかにするのが目的です。また、代かき後に水を張った状態でもドローンによるDSM計測ができるか実験を行いました。

まず、代かき後に水がなくなって土壌が見えている場合のオルソ画像とDSM(陰影図)

2017年5月18日撮影

圃場の均平精度は、圃場内の高さを測定し、それらの結果から算出した標準偏差が均平精度を示します。この標準偏差の値が大きいと圃場内の凹凸のムラが大きくなります。

目標とする均平精度は、湛水直播や乾田直播などといった栽培方法によって異なります。農林水産省の資料によると、移植栽培の場合は標準偏差:1.8cm・最大高低差:9.0cmが目標値となっています。

今回の代かきによる均平精度は、標準偏差:1.3cm・最大高低差:6.9cm となり、今年の均平化も悪くない出来だと思います。(参考:2016年の均平精度 標準偏差:1.4cm・最大高低差:6.1cm)

代かき後は湛水状態にしなければいけませんが、今年も水を張らなかったので、近所のベテラン農家さんは心配していたそうです。ご迷惑をお掛けしました。m(_ _)m

水を張った状態でもドローンによる計測ができるか実験するために、水がない状態での空撮が終了直後に水を入れました。翌日には、2~3cm程度の深さで水が張った状態となります。

湛水状態(2017年5月19日撮影)

湛水状態でドローン計測して作成したオルソ画像とDSM(陰影図)

2017年5月19日撮影

 

この日の気象状態は、ほぼ無風で、時折微風によって水面が波を打つ程度でした。空撮時は全くの無風状態で絶好のデータ取得日でした。

水の透明度の高い箇所では底の土壌まではっきりと見ることができます。一方、泥水が撹拌してしまった箇所(圃場の西側)では土壌を見ることはできません。

これらのデータをSfM-MVS処理でオルソ画像・DSMを作成すると、泥水が撹拌している箇所ではマッチングが上手くいかず、ノイズとしてDSMの精度が落ちています。

下図は「湛水状態のDSM - 水のない状態のDSM」 の差分マップです。

 

湛水状態のDSM - 水のない状態のDSM マップ

泥水で底が見えなかった箇所でDSMが高い値(ノイズを含む)となったため、水の有無の差分で約10cmの差が生じました(圃場の西南側)。一方、透明度が高かった箇所では湛水状態のDSMが約2~3cmが高い結果となりました。

赤線部分の断面図

赤線部分の断面図の結果から、湛水状態のDSMが一定の高さを示していないので、水面の高さより圃場の高さが影響していると考えられます。水深や水の屈折率を用いて計算すれば、湛水状態でも圃場の高さを取得できる可能性があることが今回の実験でわかりました。

 

ただし、代かき後(湛水状態)に計測する場合、無風かつ泥が撹拌していない状態でないと精度の良いデータを取得することができないため、撮影条件は結構厳しいと思われます。

来年以降も代かき後は水がない状態で計測するのがベストなのかもしれません。

 


代かき(2017年)

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私の経験(短い期間ですが・・・)から収穫量・品質の向上には「均平化」は大切な作業だと思います。

今年も代かき前には、いろいろと圃場の均平化を試しましたが、容易に圃場内の土を移動できるのは代かきになります。

まずは、代かき前にドローンでDSMを計測し、凹凸マップを作成します。

代かき前の凹凸マップ(2017年)

高い(淡いピンク) ← 地表面の高さ → 低い(紺)

圃場の西(左)の中側が高くなっています。また、圃場の3辺の低い部分はくろつけを行った際のトラクターの車輪跡になります。

屋上から撮影した圃場(画像の上が北)

凹凸マップが示すように地表面がちょっとでも高いところ(数cmの差)は、水が溜まっていないことがわかります。

水が全体的に入ったら、代かきを行います。

圃場の凹凸を意識しながら、トラクターによる均平化

均平化後には、ドローンによる計測を実施します。


ポールカメラによる凹凸計測

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日本の農地上空には、送電線が多く存在しています。残念ながら、私の圃場上空にも送電線があります。

送電線の下にある圃場(紫線)

背景画像:地理院地図

そのため、送電線がある圃場では、安全面を考慮するとドローンによる水稲モニタリングを実施できません。上空からモニタリングできるツールは、ドローン以外にも高所作業車による撮影などがあります(サタケ:圃場生育診断システム「アグリビュー」)。ただ、零細農家にとってモニタリングのたびに高所作業車をレンタルすることはできません。

そこで、今回はポールカメラ方式を採用しました。

ポールカメラは中田ほか(2009)を参考にして、測量スタッフ(約7m)とRicho GR(インターバル間隔を5秒)を用意し、撮影を行います。

 

ポールカメラ撮影のイメージ(場所は圃場ではありませんが…)

 

7mのスタッフに約250gのカメラを取り付けると、スタッフはしなってしまい、上手く扱うには力が必要になります。また、風が吹くと測量スタッフがもっていかれてしまい、同じ場所にとどめるだけでも大変です…。

ポールカメラで撮影するためにはノウハウも必要ですが、改正航空法で飛行制限があるDID地区付近でもモニタリングできるので、ポールカメラは有効なツールだと思います。また、ポールカメラは墜落の心配もありません。

 

青い四角はポールカメラの撮影推定位置

ポールカメラによる3Dモデル(送電線下の圃場)

中田 高,渡辺満久,隈元 崇,後藤秀昭,西谷義数,桜井元康,川口 雄作:地形調査のための簡易高位置撮影装置 (Hi-View)の開発,活断層研究,31,pp.39-43,2009.

 


モニタリングの現状と課題

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近年、日本の農業は農業用ロボットやICT技術を駆使して生育管理を行う精密農業の導入が各地で進んでいます。ドローン分野では、2016年に農薬散布ドローンが続々と農林水産航空協会の認定を受けており、2017年から各地で運用されている姿を見ることができると思います。また、これと同時にドローンを活用して、農作物の生育管理を行う会社も増えてきました。

従来、上空からの農作物モニタリングは、衛星・航空機(有人機)によるリモートセンシングが行われてきました。衛星による農作物モニタリングは一度に広範囲(約100kmの範囲)の情報を取得することができます。広範囲を管轄する組織であれば、有効なツールになります。実際に青森県では、「青天の霹靂」や「つがるロマン」はブランド化され,販売されています。

しかし、衛星モニタリングにも課題があります。

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種蒔き&育苗ビニールハウス搬入

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1週間、種籾を水に浸けていましたが、予想より発芽が遅かったので、浸種してから10日後に育苗箱に種蒔きを行ないました。

 

発芽した種籾(ハト胸程度:1~2mm)

昨年同様に130箱(6反分)の育苗箱を用意します。

 

育苗箱に培土を均一する様子

準備が整えれば、手動の播種機を使って、上図の育苗箱の培土の上に種籾を均一に播種し、覆土していきます。

そのあとは、ビニールハウスに搬入し、育苗していきます(25日程度)。

 

育苗箱搬入終了

今年の田植えは5月20・21日を予定しています。

 


2017年水稲栽培始動

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いよいよ、2017年の水稲栽培に向けて、動き始めます。

まずは、育苗用ビニールハウスの準備を近所の農家さんと行いました。この日は最高気温は27.4℃と平年と比べると+8℃で、初夏の陽気でした。

育苗用ビニールハウスの整地が終わってからは、種籾の「塩水選」で中身の詰まった良い種子を選別します。

 

塩水選作業の準備

去年と同様に、塩5kg・水20lを用意して、濃度20%(約比重1.13)の塩水を作っていきます。

食塩水作成中

種籾を食塩水に投入していきます。軽い種籾は浮き上がるのでザルで取り除き、沈んだ種籾のみを使用します。

昨年は、6反分の24kgの種籾を購入し、塩水選で約20kgに選別しました。しかし、種籾がかなり余ってしまったので、今年は例年より少なめで行います。

2017年:種籾20kgを購入

塩水選による選別を終えた種籾は、水稲の種子伝染性病害(いもち病、ばか苗病など)の発生を防ぐために種子消毒(24時間薬液漬)を行います。

種子消毒剤は「テクリードCフロアブル(クミアイ化学)」と「スミチオン乳剤(クミアイ化学)」を使用しました。

 

【使用農薬】

・テクリードCフロアブル(1成分):殺菌剤 (種籾20kgに対して、水40l・薬剤200ml)

・スミチオン乳剤(1成分):殺虫剤 (種籾20kgに対して、水40l・薬剤40ml)

種子消毒

農作業に使用する水は、井戸の水(地下約30m)を使用しています。

井戸の水温は、深さ10mになると温度の年変化がほとんどなくなるため、その土地の年平均気温とほぼ同じとされています。最寄りのアメダス地点(鳩山)の年平均気温は約15℃なので、水温は年間を通して15℃前後になります。

種籾が発芽するために必要な積算温度(水温×日数)は100℃・dayとされています。そのため、この地域では浸種を行なったら、1週間後に種蒔きになります。


【カメラ】インターバル撮影改造

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【カメラ】改造近赤外カメラでは、市販カメラを近赤外カメラに改造する方法を説明しました。

今回は空撮に必要なシャッターを自動的に切るインターバル機能を説明します。

この機能なくしてモニタリング撮影は始まりません・・・(最近は高解像の4K動画からでもモニタリングはできそうです)。

インターバル機能がないカメラで空撮を行う場合には、物理的なシャッター機構を取り付ける必要があります。

 

 自作シャッター機構(遠隔操作対応)

 

比較的安価で市販されているコンデジに、標準機能でインターバル撮影ができるカメラは一部に限られます。

ここでは、インターバル撮影可能にするロシアン・ファーム(ロシアで開発されたソフトを使った裏技)を紹介します。

ロシアン・ファームで改造できるカメラは、Canon製のカメラです。

改造といってもカメラ本体を物理的に改造するのではなく、SDカードに「CHDK(Canon Hack Development Kit)」というソフトを書き込みます。

 

CHDK(Canon Hack Development Kit)

このソフトは、Canon製のコンデジ本体のファームウェアを一時的に書き換えるもので、いわばカメラの機能を乗っ取るという裏ワザです。

なお、通常(ソフトを書き込んでいない)のSDカードを入れ直したらカメラは元の状態に戻ります。

 

CHDKの起動の仕組み

 

CHDKソフトはここからでダウンロードできます(無料)。

 

このソフトによって、標準機能には付いていない

・インターバル撮影
・RAW画像の撮影
・シャッタースピード設定
・オセロ など

 

魅力的な機能を追加することができます。

 

コンデジ画面でオセロ対戦

 

ただし、最近販売された機種の多くには対応していません。
CHDKのサイトで公開されている型番は欧米仕様の名称となっているので、日本仕様の名称と異なります。

 

改造近赤外カメラなどは「月刊地理2016年11月号 地理で使える低空撮ガイド⑥」でも紹介しています。

 

詳しい設定方法の説明は Read the rest of this entry »