農業食料工学ハンドブック

農業食料工学ハンドブック

ジャンル
発行予定日
2020/03/中旬
判型
B5 函入り
ページ数
1108ページ
ISBN
978-4-339-05267-1
農業食料工学ハンドブック
近刊出来次第出荷

定価

39,600(本体36,000円+税)

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  • 内容紹介
  • まえがき
  • 目次

農業機械はもとよりセンシング技術や電子制御,自動化ならびにロボット化,ICTの活用さらには環境やエネルギー,ポストハーベスト技術に加えて食料生産・流通に係わる技術分野を体系的にまとめ直し,農業食料工学の知見に資する。

刊行のことば
農業食料工学会創設80周年事業(1937年に創設された農業機械学会の時代を含む)として,内野敏剛前会長からハンドブック編集委員長の大役を授かった。これまで1957年10月に農業機械ハンドブック(創設20周年事業,二瓶貞一委員長)が創刊されて以来,1969年11月に改訂版(鏑木豪夫委員長),1984年3月に新版農業機械ハンドブック(創設45周年事業,江崎春雄委員長),そして創設60年目の1996年2月に刊行された生物生産機械ハンドブック(並河清委員長)と歴々の先輩方が積み上げてこられた理論,知識,技術,経験が集大成された学会を挙げてのシリーズである。

当学会のアクティビティは,1970年代までは農用原動機,精米機,籾すり機,脱穀機,乾燥機,耕うん機,トラクタ,コンバイン,田植機等の機械化に関わる研究や技術開発が主であった。水田作に関わる機械化体系がほぼ一通り完成したその頃,各大学の農業機械系の研究室にポストハーベーストの分野となる農産加工に関わる研究室が新設されるようになった。それと同時期に,近赤外分光法やマシンビジョンに代表される非破壊検査の研究が始まり,センシング,自動化,ロボット化,施設園芸や植物工場の装置化等のテーマが当学会でも目立ち始めた。1985年からは全国の国立大学の農学部改組が始まり,その後全国の大学に改組が広がるとともに,「農業生産」に代わり,「生物生産」という言葉が使われ始めた。その理由は「生物生産」は「農業生産」を含み,より広い範疇を示す言葉という解釈であり,一種のブームのようになった記憶がある。前ハンドブックの編集委員長である並河清先生のまえがきにも,そのハンドブックのタイトルについて触れられている。

21世紀に入ると,今度は情報化の波が押し寄せ,精密農業,リモートセンシング等の技術,さらに生産のみならず流通,消費までの技術が「6次産業化技術」として対象となり,「農」と「食」という意識が生まれるようになった。それと同時に,これまでのマクロスコープ的な技術に留まらず,細胞や含有物質等を対象にして,分子レベル,ナノレベルのミクロな研究も行われるようになった。このように大学や研究機関の研究が非常に多様化する一方で,当学会に所属する企業の多くはアジアを中心とした海外での生産活動を支援する技術開発を行うようになり,国際化に拍車がかかった。

近年では前述の「農」から「食」の情報化の流れに,IoT,AI等の技術が加わることによって,スマート農業,ドローン等の新たな技術革新の要望が大きな潮流となって押し寄せている。この背景には,アジア,アフリカ諸国の人口増加に伴う食料・エネルギー不足,環境汚染が懸念される中で経済成長する流れと日本を含めヨーロッパの先進諸国における人口減少,労働力不足に伴う生産力低下を危惧する流れの二つの異なる流れが現在併存する状況にあり,IoT,AI等がグローバルな視点で問題解決可能な技術としてどちらの諸国にも共通する取り組むべき課題となったことが挙げられる。

本学会は前述の多様なアクティビティを抱えるようになったことから,2013年に大下誠一元会長の下で農業機械学会から農業食料工学会と改称された。そのことより,本ハンドブックも新学会名を冠した名前とすることで編集委員の合意を得た。さらに,以前の当学会との相違点は今年度(2019年度)より一般社団法人となったことである。同時に,学会の国際化を推進するため,海外に居住する外国籍の個人を「海外会員」という新たな会員制度で受け入れることとなった。そこで,「海外会員」および日本の技術に興味を持っているが日本語を読むのが困難な方のために,当学会HPの英語ページに英訳した目次を公開することで,当学会が保有する技術の概要を海外の方にも示している。

本ハンドブックは2部構成となっており,1編から5編までの総論的内容と6編から17編までの各論的内容からなる。1編から5編はこれまでにない本ハンドブックの特徴的な編で,各編の概要についてキーワードを含めて列記すると,第1編:地球上でサスティナブルな農業を営むための機械化・精密農業,安全管理,第2編:食料生産と環境維持のトレードオフ問題,生産が土・水・大気に与える影響,第3編:農業に関わるエネルギー資源,エネルギー変換技術,第4編:農業機械の自動化・ロボット化・情報化,AIやIoTをからめたスマート農業,第5編:収穫後の品質管理・評価技術のための農畜水産物の物理的・生理的・化学的特性等となる。これらを読んで頂ければ,多様化した当学会のアクティビティの現状,課題ならびに将来のあるべき姿が垣間見られる。続いて,6編からの各論ではこれまでのハンドブックの目次を基に再編し,それぞれの項目で近年開発された新たな技術が加えられている。

このように,本ハンドブックは我が国で蓄積されてきたアジア型の小規模集約的農業技術,高品質な食料生産技術,ならびに今後期待される研究や技術開発についての集大成と言え,19名の編者と207名の執筆者によって詳述された努力の結晶である。次世代を担う研究者,技術者,大学や高専の教員ならびに学生諸氏が本書を礎にしてアジアを初めとする世界の食料-環境問題を解決可能とする新しい技術開発に挑むことを祈念している。最後に,長期間にわたりご尽力頂いた編者ならびに執筆者各位にお礼を申し上げるとともに,忍耐強く支えて頂いたコロナ社の関係各位に深く感謝の意を表する。

2020年1月農業食料工学ハンドブック編集委員会委員長 近藤直

★発行前情報のため若干変更されることがございます。ご了承ください。★

第1編 農業と食料生産
1.技術革新における機械化の役割
 1.1 農業の構造変化と課題
 1.2 農業機械の役割
 1.3 技術の高度化
2.精密農業
 2.1 情報付きほ場
 2.2 農場マネジメント戦略
 2.3 エネルギーの量と質
 2.4 情報付き農産物
 2.5 高付加価値農業
3.生産作業体系
 3.1 農作業計画とほ場作業量
 3.2 水稲生産の作業体系
 3.3 畑作物生産の作業体系
 3.4 露地野菜の作業体系
 3.5 果樹生産の作業体系
 3.6 畜産の作業体系
 3.7 施設栽培の作業体系
4.農作業のリスク管理
 4.1 農作業事故の実態と安全確保
 4.2 農作業における安全管理と法令
 4.3 農業生産工程管理(GAP)と労働安全
 4.4 農業機械・施設の安全対策
 4.5 農産物と食品のリスク分析と安全確保
5.ライフサイクルアセスメント(LCA)
 5.1 LCAの実施手順
 5.2 インベントリ分析の方法

第2編 食料生産と環境
1.世界の食料供給,土壌劣化と農業用水
 1.1 わが国の農業生産の発展と求められる新しい技術開発
 1.2 世界人口の爆発的増加と増大する食料供給
 1.3 食糧増産に伴う問題点と生産システムの構築
2.食料生産と土
 2.1 肥沃な土壌とその劣化
 2.2 土壌侵食
 2.3 乾燥地の灌漑による塩類集積
3.食料生産と水
 3.1 食料生産と水環境
 3.2 食料生産における水環境対策
4.食料生産と大気
 4.1 食料生産に大気が与える影響
 4.2 農業生態系でのガス放出や吸収

第3編 エネルギー変換
1.エネルギーの情勢
 1.1 エネルギー消費の現状
 1.2 エネルギーと環境保全
2.農業とエネルギー
 2.1 エネルギー,仕事,動力
 2.2 エネルギーの量と質
 2.3 農業におけるエネルギー消費
 2.4 エネルギー変換
3.エンジン
 3.1 概要
 3.2 エンジンの性能
 3.3 エンジンのサイクル
 3.4 燃焼
 3.5 エンジンの主要部構造
 3.6 火花点火エンジン―4サイクルガソリンエンジン―
 3.7 圧縮点火エンジン―ディーゼルエンジン―
 3.8 2サイクルエンジン
 3.9 排出ガス規制とこれに対応した低減技術
4.燃焼器機
 4.1 農業用燃焼器機
 4.2 燃焼器機の構造
 4.3 燃焼と性能
5.モータ
 5.1 基本原理
 5.2 直流(DC)モータ
 5.3 交流(AC)モータ
6.冷凍,空気調和
 6.1 冷凍
 6.2 冷凍装置
 6.3 空気調和
7.油空圧機器
 7.1 農業と油空圧機器
 7.2 油圧機器
 7.3 空圧機器
 7.4 油圧機器の長所と短所
8.化石燃料
 8.1 化石燃料とは?
 8.2 石油製品
 8.3 潤滑油
9.自然エネルギー
 9.1 農業と自然エネルギー
 9.2 太陽エネルギー
 9.3 風力エネルギー
 9.4 小水力エネルギー
 9.5 地熱エネルギーと地中熱
10.バイオマスエネルギー
 10.1 バイオマス資源
 10.2 バイオマスのエネルギー変換
 10.3 バイオマス発電
 10.4 バイオディーゼル燃料
 10.5 エタノール
 10.6 熱分解
 10.7 メタン発酵
 10.8 バイオマス利用システム
11.電気エネルギー
 11.1 電気エネルギーの利用
 11.2 動力としての利用
 11.3 熱としての利用
 11.4 光としての利用
 11.5 その他のおもな利用

第4編 ICTとロボット
1.ICT
 1.1 センシング
 1.2 データ通信
 1.3 処理・表示系
2.ロボット技術
 2.1 概要
 2.2 農業ロボットの歴史
 2.3 土地基盤型農業
 2.4 施設園芸におけるロボット技術
 2.5 ポストハーベストにおけるロボット技術
 2.6 畜産におけるロボット技術

第5編 農畜水産物の特性
1.物理的特性
 1.1 基礎的物性
 1.2 構造的特性
 1.3 力学的特性
 1.4 熱的物性
 1.5 水分・物質移動特性
 1.6 電気・誘導特性
 1.7 光学的物性
 1.8 音響・振動特性
2.生理的・化学的特性
 2.1 呼吸代謝
 2.2 光合成
 2.3 酵素
 2.4 鮮度特性
 2.5 微生物環境
 2.6 栄養成分

第6編 トラクタ
1.概説
 1.1 トラクタの発展と概説
 1.2 トラクタの種類
2.トラクタエンジン
 2.1 トラクタエンジンの特性と傾向
 2.2 トラクタエンジンの構造と機能
3.動力伝達装置
 3.1 動力伝達系統
 3.2 クラッチ
 3.3 変速装置
 3.4 差動装置
 3.5 終減速装置
 3.6 湿式ブレーキ
 3.7 四輪駆動トラクタの前輪駆動方式
 3.8 動力取出し装置
4.走行装置
 4.1 車輪走行装置
 4.2 前輪部の構造
 4.3 舵取り機構
 4.4 ブレーキ装置
 4.5 履帯走行装置
 4.6 傾斜地用トラクタ
 4.7 滑り防止装置
5.操縦装置,安全フレーム,安全キャブ
 5.1 操縦装置と運転席
 5.2 安全フレーム・安全キャップ
 5.3 振動と騒音
6.作業機取付け装置
 6.1 種類
 6.2 歩行用トラクタの作業機取付け
 6.3 乗用トラクタの作業機取付け
 6.4 特殊三点リンクヒッチ機構
 6.5 オートヒッチ
 6.6 ユニバーサルジョイントおよび関連規格
7.油圧制御装置
 7.1 電子油空制御
 7.2 電子油圧制御と作業機
8.性能試験法
 8.1 性能試験
 8.2 作業性能
9.車輪トラクタの力学と性能
 9.1 車輪の運動
 9.2 車輪に作用する力
 9.3 推進力
 9.4 ころがり抵抗
 9.5 接地荷重反力
 9.6 円形車輪に作用する力
 9.7 ラグの構成要素とその作用
 9.8 けん引作業と制御作業による荷重転移
 9.9 タイヤの推進性能
 9.10 走行性
10.履帯トラクタの力学と性能
 10.1 履帯と走行性
 10.2 けん引性能
 10.3 旋回性能
11.トラクタの動力学
 11.1 トラクタ―作業機系の動的システム
 11.2 トラクタ発進時の運動シミュレーション
 11.3 モデルパラメータの測定

第7編 土と耕うん
1.耕うん
 1.1 耕うんの歴史
 1.2 耕うんの目的
2.耕うんの土壌物理学
 2.1 土壌・植物・大気系
 2.2 土と機械の相互作用
 2.3 土壌の理工学的性質
 2.4 土壌構造
 2.5 土壌の力学的性質の現場計測
 2.6 土壌‐植物‐機械系のダイナミクス
 2.7 土壌踏圧
3.土の数理モデル
 3.1 土壌力学
 3.2 土圧論
 3.3 構成モデル
 3.4 有限要素法
 3.5 DEM(離散要素法)
4.けん引型耕うん
 4.1 反転耕
 4.2 砕土・整地耕
 4.3 切断耕
5.駆動型耕うん
 5.1 ロータリ耕(日本型)
 5.2 垂直軸駆動型耕
 5.3 振動耕
 5.4 クランク型耕うん装置
6.均平作業機
 6.1 レーザー均平機
 6.2 GNSS均平機

第8編 施肥・播種・移植
1.施肥機
 1.1 肥料と施肥
 1.2 粉粒状肥料施肥機
 1.3 堆肥散布機
 1.4 尿・スラリ施用機
2.播種機
 2.1 種子,発芽,浸種
 2.2 散播機
 2.3 条播機
 2.4 点播機
 2.5 水稲直播機
 2.6 ポテトプランタ
3.田植機
 3.1 育苗
 3.2 田植機
4.畑用移植機
 4.1 育苗
 4.2 接木用機械(接木ロボット)
 4.3 畑用移植・植付け機

第9編 栽培管理と防除
1.栽培管理
 1.1 概論
 1.2 栽培管理作業用車両
 1.3 畦畔・法面等の雑草管理技術
 1.4 水田・畑作用除草剤散布
 1.5 水田内雑草管理技術
 1.6 畑作等における雑草・栽培管理
 1.7 水田作における栽培管理技術
2.灌漑,排水
 2.1 灌漑と排水
 2.2 灌漑,排水施設
 2.3 水田灌漑と排水
 2.4 畑地灌漑
3.病害虫防除
 3.1 概論
 3.2 農薬施用技術(化学的防除)
 3.3 液剤散布機
 3.4 粒剤・粉剤散布機
 3.5 産業用無人ヘリコプターとドローン
 3.6 施設内における農薬散布技術
 3.7 静電付加式薬剤散布技術
 3.8 土壌消毒機
 3.9 穀物の種子消毒技術
 3.10 水稲の育苗箱施用剤利用技術

第10編 穀物の収穫
1.自脱コンバイン
 1.1 概論
 1.2 構造と作用
 1.3 収穫作業
 1.4 バインダ
 1.5 ハーベスタ
2.普通コンバイン
 2.1 概論
 2.2 直流コンバイン
 2.3 軸流コンバイン
 2.4 汎用コンバイン

第11編 穀物のポストハーベスト技術
1.穀物乾燥調製貯蔵施設
 1.1 米の施設
 1.2 小麦の施設
 1.3 豆類の施設
 1.4 蕎麦の施設
 1.5 乾燥
 1.6 選別
 1.7 貯蔵
 1.8 もみすり
 1.9 搬送
 1.10 品質評価
 1.11 カビ毒
2.精米(搗精)施設
 2.1 大型精米工場
 2.2 飯用精米
 2.3 選別
 2.4 計量,包装
 2.5 米のトレーサビリティ
 2.6 無洗米
 2.7 酒造用精米
3.製粉施設
 3.1 小麦の製粉
 3.2 米の製粉
 3.3 その他の製粉
4.炊飯施設
 4.1 大型炊飯施設
 4.2 炊飯の工程
 4.3 炊飯器
5.穀物加工
 5.1 製麺
 5.2 製餅
 5.3 製パン
 5.4 米菓
 5.5 発芽玄米
 5.6 包装米飯
 5.7 乾燥米飯

第12編 園芸・特用作物生産と調整
1.園芸・特用作物
 1.1 野菜
 1.2 果樹
 1.3 青果物の調整・選別・貯蔵
 1.4 花き
 1.5 特用作物
2.野菜生産用機械
 2.1 種子生産・選別用機械
 2.2 栽培管理用機械
 2.3 収穫・運搬用機械
3.果樹生産用機械
 3.1 栽培管理用機械
 3.2 収穫用機械
 3.3 運搬用機械・施設
4.青果物の調整・選別・貯蔵用機械
 4.1 青果物の調整用機械
 4.2 青果物の選別用機械・施設
 4.3 包装・箱詰め用機械
 4.4 青果物の予冷・貯蔵流通用機械・施設
5.花き生産用機械・施設
 5.1 花き生産概要
 5.2 種苗生産用機械
 5.3 花きの収穫装置
 5.4 花きの調整,出荷,流通
6.特用作物生産用機械・施設
 6.1 茶業用機械・施設
 6.2 タバコ生産用機械・施設
 6.3 サトウキビ用機械・施設
 6.4 コンニャク用機械
 6.5 いぐさの機械と施設
 6.6 てん菜用機械・施設

第13編 施設における栽培技術
1.施設の種類
 1.1 施設の分類と概要
 1.2 プラスチックハウス
 1.3 ガラス温室
 1.4 植物工場
2.被覆材
 2.1被覆資材の役割2.2 被覆資材の種類
 2.3 被覆資材の特性と機能
3.環境制御装置
 3.1 光環境制御装置
 3.2 温度制御装置
 3.3 湿度制御装置
 3.4 二酸化炭素供給装置
 3.5 気流制御装置
4.養液栽培
 4.1 養液栽培システムの種類と特徴
 4.2 培養液
 4.3 培養液管理機器
5.栽培管理機器
 5.1 施設内における防除技術
 5.2 運搬・作業台車
 5.3 イチゴ収穫ロボット
 5.4 生育診断ロボット

第14編 飼料作物の生産と調製
1.飼料作物の生産と調製体系
 1.1 飼料作物
 1.2 草地の維持・更新用作業機
 1.3 乾草調製体系
 1.4 サイロの種類と構造
 1.5 サイレージ調製体系
 1.6 粗飼料の栄養価と物性値
2.粗飼料収穫機械
 2.1 モーアとモーアコンディショナ
 2.2 ヘイテッダとヘイレーキ
 2.3 ベーラ
 2.4 ベール密封機械
 2.5 ベールハンドリング機械
 2.6 フォレージハーベスタ
 2.7 フォレージブロワ
 2.8 サイレージハンドリング機械
 2.9 その他の粗飼料収穫・調製用機械
3.飼料調製加工機械
 3.1 ロールベール解体機・細断機
 3.2 カッタ
 3.3 チョッパミル,ハンマミル
 3.4 飼料粉砕機
 3.5 その他の調製加工用機械

第15編 家畜飼養
1.アニマルウェルフェアと家畜飼養管理
 1.1 アニマルウェルフェア
 1.2 飼養管理作業の流れ
2.乳・肉用牛飼養管理用機械・施設
 2.1 飼養形態
 2.2 給㕒,給水
 2.3 敷料投入機
 2.4 牛体管理機械
3.搾乳機器
 3.1 機械搾乳の原理
 3.2 搾乳機の種類
 3.3 搾乳システム機器
 3.4 ミルキングパーラ
 3.5 搾乳の作業能率
 3.6 牛乳冷却機
4.放牧用機械・施設
 4.1 放牧施設
 4.2 放牧管理用機械・施設
5.豚・鶏・羊用飼養管理用機械・施設
 5.1 養豚用機械・施設
 5.2 養鶏用機械・施設
 5.3 養羊用機械・施設
6.ふん尿管理機械・施設
 6.1 環境保全と資源・エネルギー利用
 6.2 ふん尿の理化学的性状
 6.3 ふん尿の管理機械と施設

第16編 水産機械
1.水産機械の位置付け
 1.1 水産機械の発達
 1.2 水産機械とは
 1.3 水産環境
 1.4 水産生物と水産加工物
2.漁ろう機械
 2.1 漁船
 2.2 漁ろう機械
 2.3 漁法と漁船および漁ろう機械
3.増養殖機械
 3.1 増殖における設備施設
 3.2 養殖用機械
4.水産物の流通や加工を担う機械
 4.1 汎用加工機器
 4.2 専用加工機器
5.水産情報計測
 5.1 水産計測技術
 5.2 漁業計測
 5.3 増養殖計測
 5.4 水産加工計測
 5.5 衛星計測

第17編 林業機械
1.作業の種類
 1.1 収穫作業
 1.2 育林作業
 1.3 その他の作業
2.収穫作業機械
 2.1 手持ち機械
 2.2 架線系機械
 2.3 車両系機械
3.育林作業機械
 3.1 手持ち機械
 3.2 車両系育林機械
 3.3 苗畑用機械
 3.4 コンテナ苗
4.バイオマス収穫機械
 4.1 バイオマス対応フォワーダ
 4.2 チッパ
 4.3 その他森林バイオマス収穫機械
5.森林計測機械
 5.1 航測レーザースキャナ
 5.2 地上レーザースキャナ
 5.3 GNSS
 5.4 UAV
 5.5 毎木調査機械