成績概要書(作成 平成4年1月)
1.課題の分類  総合農業 生産環境 土壌肥料 5-2
          北海道 土肥・環
2.研究課題名  リモートセンシングによる小麦収量分布の推定
          (衛星リモートセンシングによる道央転換畑の土地生産力評価)
3.予算区分  道費
4.研究期間  (平成2年〜3年)
5.担当  中央農試 農芸化学部 土壌改良科
6.協力・分担関係  なし

7.目的
 農耕地資源マッピングシステムの開発により、北海道全域の土壌・気象・地形データについて、検索・加工が自由にできるようになった。しかし、作物生育に関しては市町村統計より詳細な面的データの入手は難しく、土地条件との関係解析が充分に行えない現状にある。そこで、大量の均質なデータを一挙に取得できるという利点を持つ、リモートセンシングの導入を図る価値がある。
本試験では、道央地帯の転換畑の主要な作物である秋まき小麦の収量分布をランドサットデータを用いて地図化する手とを目的とした。さらに、収量区分図の応用例として土壌・気象条件が収量分布の地理的変動に与える影響の解析を試みた。

8.試験研究方法
1)止葉期・出穂期前後における小麦の分光反射特性と収量調査成績の関係を携帯分光放射計を用いて
 中央農試圃場で調査した。
2)ランドサットTMデータと、農林水産統計による市町村別小麦収量を用いて小麦の収量分布図を作成し
 た。
 ・対象地域:石狩・空知支庁主要部の、東西60㎞×南北135kmの地域
 ・使用データ:1986年9月23日、1987年6月22日、1990年5月29日の3シーン、撮影地域はパス107・ロウ30
3)87年および90年の小麦収量分布について土壌・気象条件との関係を解析した。
 ・使用データ:ランドサットデータから作成した収量区分図、農耕地資源マッピングシステムで整備した
 土壌データ、アメダス気象データ

9.結果の慨要・要約
1)圃場において、止葉期の小麦の分光反射と収量調査成績の相関を検討したところ、可視域の分光反射
 は収量調査結果と負の相関がみられ、特に青と緑の波長では、稈長・穂数・総量・子実重と有意な負の
 相関を示した。
2)ランドサットTMセンサの各パンドの反射は、近赤外のTM4・熱赤外のTM6をのぞき、収量と負の相関を
 示した。相関係数の高い順から、TM2(緑)、TM3(赤)、TM5・TM7(中間赤外)となり、その傾向は87年・90年
 に共通していた。
3)重回帰分析の結果、87年・90年ともTM1(青)とTM2の2バンドの組み合わせが収量推定に最適となった。
 ・収量(㎏/a)=2.86TM1−6.98TM2+35.7R2=0.79(87年)
 ・  〃  =1.80TM1−5.83TM2+103.6=0.66(90年)
4)統計収量とTM各バンド間の重回帰式に基づき、87年・90年の500mメッシュ収量区分図を作成した。収量
 区分図の作成にあたっては、局所的な収量変動を平均化することにより人為的影響をある程度消去し、
 気象・土壌条件を反映した図にできると考えた。
5)収量区分図と土壌および気象データを組み合わせることにより、収量制限要因の推定が可能なことを
 示した。
6)87年のように降水量の地域内変動が小さい千ばつ年には、収量区分図を土壌の総合的な水分供給力を
 示す回としてみることができ、作物を通じて間接的に土壌特性を把握することができる。
7)収量区分図の利用法として、土地生産力の把握、収量制限要因の解析、間接的な土壌特性調査、土地
 改良への応用など幅広い応用が期待される。

10.主要成果の具体的数字

表1  小麦分光反射と収量調査成績の相関
収量調査項目 5月28日における分光反射(%)
450nm青 550nm緑 650nm赤 850nm近赤外
稈長 -0.68 -0.67 -0.49 0.38
穂数 -0.50 -0.55 -0.32 0.32
総量 -0.72 -0.72 -0.57 0.38
子実重 -0.60 -0.61 -0.42 0.42
粗蛋白 0.59 0.65 0.62 0.00
追肥量合計が9kg/aを越える区を除く、n=18
色数字は5%水準で有意なもの

図4  87年、90年の小麦収量区分布(500mメッシュ)いずれも移動平均処理済

11.成果の活用面と留意点
 成果品(87年・90年における石狩・空知支庁主要部の小麦収量区分図)の配布は、当面は写真またはハードコピーによる。

12.残された問題とその対応
1)収量区分図の特性を生かすためには、任意の収量区分での表示、地域の切り出しができることが望まし
 いので、農耕地資源マッピングシステムヘの組み込みを検討中である。
2)他地域における収量推定式の検討。