プロジェクト名：ライウ熱帯果実栽培プロジェクト
展開場所：中国ライウ
対象産業：温室農業
プロジェクトパートナー：

中国では何十年にもわたり、貧困解決が国家開発計画の最優先課題の一つとなっています。農村改革が進むにつれて、貧困撲滅戦略は「救済型」から「開発型」モデルへと転換してきました（Liu et al, 2018）。そのため、農村部では収入増加と生活改善につながる高収益な果物や作物の栽培が推奨されています。しかし、中国は広大な国土を有するため、地域によって気候条件が大きく異なり、栽培できる農作物も限定されます。地理的には、中国南部は熱帯・亜熱帯地域に、北部は寒冷地帯に属しています（図1）（Top China Travel, n.d.）。


図1. 気候による中国北部と南部の区分（Top Asia Tour, n.d.）

実際に、中国南部の高温多湿な気候は、ワックスアップル、ライチ、マンゴー、ドラゴンフルーツ、ジャックフルーツ、マンゴスチン、ドリアン、レモンなどの熱帯果実の栽培に適しています。農家にとって、南部での熱帯果実栽培は、観光業の発展も相まって、北部の小麦やトウモロコシ栽培よりも高い収益を得られます（Baidu, n.d.）。この収益性の違いが、南北の農家の生活水準格差を生んでいます。また、北部での熱帯果実の人気が高まる一方で、供給は南部からの輸送に頼っているため、北部市場では価格が高くなっています。

価格が高くなるのは、輸送、保管、その他の物流コストがサプライチェーン全体でかかるためです。輸送中には予期せぬ問題により大量の食品ロスが発生し、さらにCO2排出による環境負荷も生じています。南部から北部への熱帯果実の輸送は、時間もコストもかかる持続可能性の低い方法です。近年、消費者の意識が変化し、地元産で、見た目は完璧でなくても、加工を最小限に抑えた新鮮で手頃な価格の農産物を求めるようになってきました（Gracia & Gómez, 2020）。

このような市場ニーズに応え、生活水準の向上と地産地消の実現を目指して、北部の農家は現代的な農業技術を活用した持続可能な農業に取り組んでいます。この動きは「南果北種（南の果物を北で栽培）」と呼ばれ、全国的なトレンドとなっています。

課題は何か？

全体的な管理コストを最小化しながら、中国北部で熱帯果実を栽培するにはどうすればよいか？

プロジェクトについて

「南果北種」運動に貢献するため、科白科学技術（北京拠点の農業IoTシステムインテグレーター）は2019年4月、私たちを初のパイロットプロジェクト「ライウ熱帯果実栽培プロジェクト」に招待しました。この事例では、中国北部の山東省ライウが、科白スマート農業産業パークのAIとIoT対応温室で運動のコンセプトを受け入れることを望んでいた農家がいたため、プロジェクトサイトとして選ばれました（図2）。当社のSenseCAPセンサーと中央ゲートウェイがパークの温室内に配置され、農業専門家が地域の農村農家に最終的に利益をもたらす精密農業とスマート農業技術の評価を提供するための重要な環境データを収集・蓄積いたしました。

図2. ライウ科白スマート農業産業パークの温室

当社のパートナーである科白科学技術は、露地栽培と制御環境設定において、地域農家とアグリビジネスにカスタマイズされたIoTソリューションを提供することに専念している企業です（Ellis, 2021）。10年以上にわたり、科白科学技術は高性能でコスト効率に優れたIoTシステムとデータ処理アプリケーションの研究開発を行ってきました（図3）。彼らの農業IoTソリューションはこれまでに30か国以上で適用されており、その核となる競争力は、現代農業における最も効率的な生産技術でユーザーにサービスを提供することにあります。農産物の品質トレーサビリティ、汚染制御、災害防止と軽減が彼らの強みの一部です。

図3. 科白科学技術の農業IoTソリューション（科白科学技術, n.d.）

ライウの科白スマート農業産業パークは、IoTとビッグデータ技術が展開されて、制御された温室内で熱帯・亜熱帯果実の栽培に必要な土壌、温度、湿度、その他の要因のさまざまな環境データを調整する大規模温室の科白科学技術の産業パークです。ライウは中国北部にあるため、通常の状況では不適切な気候条件のため、熱帯・亜熱帯果実を栽培することはできません。しかし、科白スマート農業産業パークでは、ワックスアップル、パパイヤ、レモンなど、これらの果実の多くが栽培されています（図4）。（済南日報, 2021）。


図4. 科白スマート農業産業パークで栽培された熱帯果実
（済南日報, 2021）

ライウ熱帯果実栽培プロジェクトが始まった当初、農家はワックスアップルを栽培する中で、以下の課題に直面しました：

  1. 南部の気候を再現するには厳密な環境モニタリングと制御が必要。不適切な管理は果実品質の低下につながる。
  2. 温室管理の労働コストが高い。施肥量、換気、温度、灌漑の自動制御システムが必要。

農家の要望に基づき、温室にSenseCAPセンサーとゲートウェイを導入しました。CO2、光強度、土壌温度、土壌水分（VWC）、土壌電気伝導度（EC）、光合成有効放射（PAR）などの環境データをリアルタイムで収集しています。センサーデータはLoRaWANノードで収集され、ゲートウェイ経由でSenseCAPクラウドサーバーに送信されます。処理されたデータはパートナーのプラットフォームで確認できます（図5）。


図5. ライウ熱帯果実栽培プロジェクトのシステム展開図

SenseCAPシリーズは環境データの収集・監視を担当し、パートナーはこれを制御システムと統合して以下の機能を実現しました（図6）：

  1. 自動肥料投与と灌漑：土壌水分や肥料が設定値を下回ると、システムが自動的に水や肥料を供給します。
  2. 自動換気制御：温度が設定値を超えると、換気システムが自動的に作動して温室内を冷却します。
  3. 保温ブランケットの自動制御：環境データに基づいて保温ブランケットを自動的に開閉し、放射熱の95%を保持して結露を最小限に抑えます。

図6. 温室に展開されたSenseCAP

ご参考までに、このプロジェクトの温室に展開されたSenseCAP LoRaWANセンサーとゲートウェイには以下のIIoTデバイスが含まれます：

  1. SenseCAP Outdoor Gateway – LoRaWAN
  2. SenseCAP Wireless CO2 Sensor – LoRaWAN
  3. SenseCAP Wireless Light Intensity Sensor – LoRaWAN
  4. SenseCAP Wireless Soil Temperature, VWC & EC Sensor – LoRaWAN
  5. SenseCAP Wireless PAR Sensor – LoRaWAN

プロジェクトの成果として、ライウのIoT対応温室では熱帯果実が順調に育っています。科白スマート農業産業パークのスタッフは、「南果北種」の成功について次のように語っています（Yan, 2019）：

「南部の気候を継続的にシミュレートすることで、95%を超える生存率で、私たちは『南果北種』の規模を達成したと自信を持って言えます。…IoTと温室などの現代的な農業施設を組み合わせることで、非常に低いコストで熱帯作物により適した栽培環境を提供でき、同時に作物の病虫害を減らすことができます。」

また、科白スマート農業産業パークの温室プロジェクト専門家の韓氏は、SenseCAPソリューションについて次のように評価しています：

「Seeed社との協業は非常に有意義でした。SenseCAPセンサーネットワークソリューションの導入により、正確なデータ収集とシステムの自動制御が可能になり、ワックスアップルの生育環境が大幅に改善されました。技術チームからの手厚いサポートにも感謝しています。」

SenseCAPシリーズ導入後、2019年8月に現地の農家から収穫したばかりのワックスアップルを受け取りました。北部の長い日照時間の影響で、南部産よりも糖度が高く、美味しい果実に仕上がっていました。

関連するSDGsは何か？

ライウ熱帯果実栽培プロジェクトは、国連の17のSDGsのうち10の目標に貢献しています（図7）：

図7. ライウ熱帯果実栽培プロジェクトが影響を与える10のSDGs（UN, 2016）

SDGsには17の目標と169のターゲットがあります。このプロジェクトは、特に以下のターゲットの達成に貢献しています：

  1. 地域間の所得格差の縮小（ターゲット10.3）
  2. 小規模農家の収入向上と生産性の改善（ターゲット2.3、2.A）
  3. 貧困削減のための多様な資源の動員（ターゲット1.A）
  4. イノベーションと資源効率による経済生産性の向上（ターゲット8.2、8.3、8.4）
  5. 持続可能な技術開発の促進（ターゲット9.1、9.5、9.A、9.B）
  6. 地産地消の推進（ターゲット12.A、12.B）
  7. 資源効率と環境に配慮した管理の実現（ターゲット12.2、12.4、12.5）
  8. 都市と農村の連携強化（ターゲット11.A）
  9. 包括的な意思決定プロセスの確保（ターゲット16.7）
  10. 気候変動への適応能力の強化（ターゲット13.3）
  11. 環境技術の知識共有と能力構築（ターゲット17.6、17.7、17.9）

ライウ熱帯果実栽培プロジェクトは、地理的制約や気候条件に左右されずに多様な作物を栽培できる未来の農業の姿を示しています。IoT技術を活用したスマート温室農業は、世界各地で食糧問題の解決に貢献する可能性を秘めています。SenseCAP LoRaWANシリーズのような先進的な農業技術を通じて、持続可能で公平な社会の実現に貢献できることを嬉しく思います。

パートナーと共に、持続可能な農業の実現に向けて、イノベーションを推進し、価値を創造し続けてまいります。