成績概要書(2002年1月作成)
研究課題:衛星リモートセンシングを活用した秋まき小麦の生育診断技術      
担当部署:中央農試生産システム部栽培システム科、中央農試農産工学部農産品質科
       北見農試生産研究部栽培環境科、十勝農試生産研究部栽培環境科
協力分担:東藻琴村農業振興センター
予算区分:受託
研究期間:1998〜2000年度

1.目的

秋まき小麦の生育は、圃場の微地形や土壌の性状、栽培管理の差によるばらつきが大きく、
均質安定生産のためには、生育変動を軽減する管理手法が必要になりつつある。そこで、
衛星リモートセンシングを用いて圃場ごとの秋まき小麦生育状況を観察し、地域内の生育変動を
把握する手法を開発する。得られた情報は、生産現場に導入が進みつつある
地理情報システム(GIS)で利用可能な生育診断情報として提供されることにより、圃場ごとの
栽培管理の適正化や収量・品質の高位平準化を支援する。

2.方法

1)対象地域:網走支庁管内東藻琴村および十勝支庁管内士幌町・音更町

2)使用衛星データ:2000年および2001年の4月〜7月に取得されたランドサット衛星、スポット衛星、
IKONOS衛星データ計12シーンを使用

3)地上調査:東藻琴村の農家圃場18ヶ所で秋まき小麦収穫時に地上調査を行い、
穂数、子実収量・子実粗蛋白含有率、窒素吸収量を実測

4)解析手法:衛星データから得られた秋まき小麦の生育情報と地上調査結果との関連を検討・整理し、
秋まき小麦生育区分図を作成

3.成果の概要

1)起生期から収穫直前までの秋まき小麦生育期間中に複数回観測された衛星データと、
秋まき小麦収穫時の穂数・子実収量・子実粗蛋白含有率・窒素吸収量との間には、観測時期に応じて
高い相関関係があった(表1)。

2)起生期〜収穫直前に観測された衛星データから秋まき小麦圃場を抽出し、近赤外波長輝度値もしくは
正規化植生指数(NDVI)に応じて数区分して、秋まき小麦生育区分図を作成した(図1)。
秋まき小麦生育区分図に用いる衛星データは、起生期〜出穂期まではNDVIが、
収穫直前では近赤外波長輝度値が適当であった。

3)秋まき小麦生育区分図は衛星データの観測時期に応じ、対象地域内の穂数や子実収量の多寡、
子実粗蛋白含有率や窒素吸収量の高低などを相対比較することが可能であった。

4)IKONOS衛星など高分解能衛星データは、目視判読によって圃場内の生育変動の様子が把握され、
生育変動の形状からその原因についても推定できることから、一筆圃場内の局所管理等に有用な情報である(図2)。

5)秋まき小麦生育区分図で、近赤外波長輝度値やNDVIが地域の平均と大きく異なる圃場では、
収穫時の倒伏や高蛋白・成熟の遅れや、生育量が少なく低収などの問題点があることから、
当年の対策導入や次年度以降への栽培管理改善に利用できる(表2)。

6)観測時期別の秋まき小麦生育区分図の利用場面について整理した(表3)。

7)秋まき小麦生育区分図は、市町村や農協、農業振興センター等で運用されている地理情報システム(GIS)で
利用可能な情報となる。またGISが整備されていない場合は印刷物として利用可能である。



          ©CNES,2000,SPOT,NASDA®による処理
図1 秋まき小麦生育区分図
(2001年5月19日スポット4号衛星NDVIより作成 東藻琴村一部)



          画像提供:三菱商事/日本スペースイメージング社
図2 秋まき小麦生育区分図
(2001年6月22日IKONOS衛星NDVIより作成 東藻琴村一部)
赤矢印:圃場内にNDVIの低い部分が帯状に観察される




 

4.成果の活用面と留意点

1)本成果の想定されるユーザーは、市町村や農協、農業振興センターなどの団体であり、生産者は
これら団体を通して情報の提供を受ける。

2)作成された秋まき小麦生育区分図は、地域内での子実収量・子実粗蛋白含有率の変動の様子を
相対比較するものであり、子実収量や子実粗蛋白含有率の分布図を作成するには、
収穫時に実測した値との対比が必要である。

3)本成果は秋まき小麦品種ホクシンを対象とした。他品種についても同様の手法による利用が可能
であるが、その場合は品種別に生育区分図を作成することが望ましい。

4)本成果で得られる情報は、倒伏や成熟期の降雨による減収等は考慮していない。
また、著しく生育の劣る圃場や雑草が旺盛に繁茂する圃場では推定精度が低くなる。

5)天候によっては観測予定時期に衛星データが取得されない場合があり、また2002年1月現在、
衛星観測からデータ提供までは2週間程度必要である。

5.残された問題とその対応

1)衛星データと生育期間中の気象経過から、収穫前に収量等を推定する技術の開発

2)圃場内の生育変動を軽減する栽培手法の開発