Rice production in Japan faces severe labor shortage; hence, cutting-edge technologies, such as agricultural unmanned aerial vehicle (UAV) sprayers, are being actively considered and tested for installation in agricultural settings by the government. However, the environmental impacts of agricultural UAV sprayers remain unclear. Here, we aimed to assess the environmental performance of agricultural UAV sprayers in pest control during rice production in Japan, by comparing the environmental impact during pest control by using UAV, power, and boom spraying. We performed life cycle analysis with SimaPro 8 using the ReCiPe 2016 Midpoint (H) methodology and carried out sensitivity analyses to estimate the influence of input variables on emissions as a function of operational area. UAV spraying exhibited a lower environmental impact than did boom- and power spraying—attributed to the weight and fuel consumption of boom and power spraying, which increase the environmental impact associated with material production and energy consumption. Pesticide input remained constant, while the required water volumes for pesticide dilution differed among the sprayers. These results suggest the use of lighter and energy-saving machinery to mitigate the environmental impact of pest control in rice production; UAV spraying was found to be a good alternative to conventional methods.
Keywords: unmanned aerial vehicle; pest control; spraying; environmental impact
以下は、提供された文章の和訳です：
日本の米の生産は深刻な労働力不足に直面しています。そのため、農業用無人航空機（UAV）スプレーヤーのような先進技術が、政府により農業現場での導入が積極的に検討・試験されています。しかしながら、農業用UAVスプレーヤーの環境への影響は明確でありません。本研究では、日本の水稲生産時の害虫防除における農業用UAVスプレーヤーの環境性能を評価することを目的とし、UAV、動力スプレー、ブームスプレーによる害虫防除の環境影響を比較しました。ライフサイクル分析をSimaPro 8を使用し、ReCiPe 2016 Midpoint (H) 方法で実施、防除面積の関数としての入力変数の排出への影響を感度分析により評価しました。UAVスプレーは、ブームスプレーおよび動力スプレーに比べて環境への影響が低かった。これは、ブームと動力スプレーの重量と燃料消費により、材料の生産とエネルギー消費に関連する環境への影響が増加したためです。農薬の使用量は一定でしたが、農薬を希釈するための水の使用量はスプレーヤーごとに異なっていました。これらの結果から、米生産の害虫防除における環境への影響を低減するためには、軽量かつエネルギー効率の良い機器の使用が示唆されています。UAVスプレーは、従来の方法に比べて良い代替手段であることが分かりました。
雑誌名
International Jouranl of Agricultural Sustainability
発表タイトル
Environmental impact of agricultural sprayers used in Japanese rice farming
著者名
Yuna Seo, Shotaro Umeda, Naoki Yoshikawa
DOI
引用
Seo, Y., Umeda, S., Yoshikawa, N. Environmental impact of agricultural sprayers used in Japanese rice farming. International Journal of Agricultural Sustainability (2023).
