秋田県に本社をおくドローンメーカー東光鉄工は、青森県立名久井農業高等学校（以下名久井農業高校）と共同で2017年から2020年の4年間にわたり、ドローンによるリンゴの人工受粉についての実証実験を実施してきた。ドローンを使った受粉がビジネスにつながる見込みがあるとして東光鉄工UAV研究所の鳥潟 與明所長に話を伺った。

リンゴの受粉は蜂や人力で行うのが主流だが、天候や人手不足が課題

　鳥潟所長によれば、リンゴの生産は1年にわたって作業が続くという。「冬には雪害対策、樹木の剪定、春先には土壌改良、5月からは薬掛け、草刈りが10月ごろまで続く。その合間をぬって受粉、摘花・摘果作業が入る。実がなれば袋掛けに支柱入れ、涼しくなってきたらリンゴの着色管理のために防袋に葉摘み、リンゴ1個1個を180度回転させて全体に着色を促すための玉回し、と1年中休む暇なく複数の作業が続き、やっと収穫できる。収穫が終わったと思えば園地の片付けを行い、すぐに雪害対策……と目まぐるしい。受粉作業は一部の工程に過ぎないが、収穫量に影響する重要な工程だ。その作業負担を軽減するために、名久井農業高校の実験に協力することになった」と話す。

　リンゴ品種の多くは自家不和合性（※1）であるため、ほかの品種の花粉で受粉を行う。そのため、ミツバチやマメコバチといった虫媒受粉や人手による人工受粉によって結実を確保しなければならない。しかし、虫媒受粉は虫の活動が気温などの天候に左右されてしまうといった問題がある。また、人手による人工受粉作業は、中心花の1つ1つに花粉を付けなければならない。リンゴの木は背丈が高く高所作業の危険があるうえ、花の数が多く、作業は重労働だ。

※1 自家不和合性：自分の花粉で受粉（自家受粉）すると種子ができないが、別の個体の花粉で受粉（他家受粉）すると種子ができるという性質で、近親交配を防ぐために植物が持っている機構。

2017年から東光鉄工と名久井農業高校が始めた農業用ドローンを活用した果樹の溶液授粉の実証実験。

トライ＆エラーで課題を解決、機体の改良や溶液、花粉量などを最適化

1年目の実験では4ローター機のTSV-AQ1を使用。ノズルの目詰まりや果樹の場所によって結実が悪いなど課題が続出した。

　東光鉄工と名久井農業高校が行った研究実験は、農薬を散布するように花粉を液体に溶かして受粉させる試みだ。2017年5月に行われた初めての実証実験では、花粉に砂糖を加え（砂糖を使うのは花粉をめしべに付着させるためにはある程度の粘性が必要なため）、蒸留水、寒天で溶いた溶液（花粉濃度0.3％）を用意し、東光鉄工の農薬散布機TSV-AQ2を用いて、高さ約5mからリンゴの木に向けて散布。

　1.3ａ（アール）の作業時間は、ドローンが8分に対し、手作業でのハンドスプレーでは3人で65分かかった。結実率はドローンが40％、ハンドスプレーが61.6％だった。1年目の課題としては、花粉が粘土状になってしまいノズルの目詰まりが発生したことや、上から散布するので、樹木全体にまんべんなく散布することができず、樹木の中・下部の結実が悪かったことだ。「ドローン散布によるリンゴの受粉実験は全国初で何もかもが手探りの状態だった。時間短縮につながることが確かとなったが、課題も多かった」と鳥潟所長は言う。

花粉濃度をアップ！結果は出るもコスト増に　機体変更、ノズルや吐出圧を調整

機体を6ローター機のTSV-AH2に変更。また、果樹に満遍なく散布するため、散布ノズルの取り付け位置を通常の真横から前後に変更した。

　そして2年目となる2018年の実証実験では、6ローター機のTSV-AH2を使用。目詰まりを起こさないようドローンのノズルの吐出口の口径を改良。効率的な受粉を目指し、吐出角度を機体と水平になるようにノズルの向きを調整し、吐出圧を変更した。また、果樹は直径約2～3mであり、AH2の散布幅4mでは広すぎるため、散布ノズルを通常の真横（3、6番）から前後（2、5番）に取り付けることで果樹の直径に散布幅を合わせた。また、溶液は前回と同様のものに着色料を加え、花粉濃度0.3％と1％の2パターンで実施。結実率は、0.3％では39.9％、1％では50.3％、自然受粉は11.3％となった。

　散布はドローンを4ローターから6ローターにしたことでダウンウォッシュが強くなり、樹木の下部まで溶液が届くように改善された。花粉濃度1％では結実率50％を超えることができたが、花粉は10gで約5000～8000円前後と高価なため、3回目の実証ではコスト削減が求められた。