技術開発可能性評価支援内容:令和3年度

テーマ:酒造米のタンパク質含有率推定システムの開発

目的

 ドローンとマルチスペクトルカメラで測定した水稲(酒米)の活性度(植生指標、NDVI値)と収穫する酒米のタンパク質含有率の関係を調べ、日本酒の高品質化を進めるうえで重要となるタンパク質含有率を推定するモデル式を求める

可能性評価の具体的な実施内容と結果

 海老名市内の4ヶ所の圃場で、ドローンとマルチスペクトルカメラを用いて分光マッピング測定を行い、画像データの数値データ処理により、植生指標(NDVI値)マップを作成した。
試験圃場として、本評価の申請元企業が自社栽培する山田錦、雄町、楽風舞の3品種と、契約農家が栽培する山田錦を選択した。撮影に用いたドローンとマルチスペクトルカメラは、一昨年度からの使用実績があるDJI社マビックプロに搭載したパロット社セコイアカメラに加え、飛行性能とスペクトルバンド数に優れたDJIP4マルチスペクトラル(マルチスペクトルカメラ標準装備のドローン)を新たに用いた。数値データ処理は、オープンソースソフトウェアであるOpenDroneMapのプログラムコードを改良して用いた。また、外部企業にデータ解析を委託して、結果のクロスチェックを行った。
 タンパク質含有率に関しては、MICRO CORDER JM11J-Science Lab.,Ltd)を用いて燃焼法により玄米中の窒素含有率(重量百分率)を測定し、コメの窒素タンパク質換算係数5.95を乗じることでタンパク質含有率を算出した。
 図1に、新旧2機種のカメラで、ほぼ同時期に画像撮影を行い、植生指標マップを求めた結果を示す。プログラムコードを改良した結果、どちらのカメラを用いても、ほぼ同じ絶対値の植生指標が得られる事が実証できた。
 図2に、タンパク質含有率と植生指標の相関図を示す。すべての品種での値をプロットすると、ある一定の相関関係が見られることが分かった。ただし、それぞれの品種ごとに見ると、相関関係は明確ではない。これについては、年度を重ねて観測を続け、データを蓄積する必要があると考える。

図1.新旧2機種のカメラでの植生指標マップの再現性
上:Parrot社セコイアカメラ、下:DJIP4Mカメラ
共に、左は出穂期(20229月前半)、右は収穫期(202210月前半)

 

図2.タンパク質含有率と植生指標の相関図
上は出穂期(20229月前半)、下は収穫期(202210月前半)
「山」は山田錦、「ヤ」は山田錦(契約農家)、「雄」は雄町、「楽」は楽風舞

評価

 水稲の植生指標と玄米のタンパク質含有率に一定の相関関係が見られた。ドローン撮影画像から酒米の品質を評価できる可能性がある。
現時点ではその相関関係は不明確なため、今後も継続して観測、データを蓄積し、相関関係の精度を高める必要がある。