
機械化農業または農業機械化とは、単純で基本的な手工具から、より高度な電動機器や機械に至るまで、さまざまな機械や設備を使用して農業作業を行うことです。[ 1 ]現代では、動力機械が、かつては手作業や牛、馬、ラバなどの使役動物によって行われていた多くの農作業に取って代わりました。
農業の歴史全体を通して、鍬や鋤といった道具の使用例は数多く見られる。産業革命以降、機械の導入が進んだことで、農業ははるかに労働集約的ではなくなった。
農業の機械化は、農業自動化という技術進化の一部です。[ 2 ]これは、手作業の道具から動物による牽引、電動機械化、デジタル機器、そして最終的には人工知能(AI)を備えたロボットへと段階的に移行していく過程として要約できます。[ 3 ]これらの進歩により、生産性が向上し、作物、家畜、養殖、林業の管理がより綿密になり、労働条件が改善され、収入が増加し、農業の負担が軽減され、新たな農村起業の機会が生まれます。[ 3 ]
現在の機械化農業には、トラクター、トラック、コンバインハーベスター、無数の種類の農具、飛行機やヘリコプター(空中散布用)、その他の車両の使用が含まれます。精密農業では、収穫量を増やすために、衛星画像や衛星ナビゲーション(GPS誘導)とコンピューターを併用することさえあります。新しいデジタル機器は、診断や意思決定を自動化するために、電動機械を補完したり、場合によっては置き換えたりすることが増えています。[ 2 ]
機械化は、都市化と工業経済の発展に大きく貢献した要因の一つである。生産効率の向上に加え、機械化は大規模生産を促進し、農産物の品質向上にもつながる場合がある。一方で、特に近視眼的に、あるいは包括的に導入されない場合、環境悪化(汚染、森林破壊、土壌浸食など)を引き起こす可能性もある。



ジェスロ・タルの種まき機( 1701年頃)は、作物の収穫量を増やし、種子を節約する機械式の種子間隔と深さの配置装置でした。これはイギリスの農業革命における重要な要素でした。[ 4 ]
農業が始まって以来、脱穀は手作業で脱穀棒を使って行われており、大変な労力を要した。 1794年に発明されたものの、その後数十年は広く普及しなかった脱穀機は、作業を簡素化し、動物の力を使うことを可能にした。穀物クレードル(1790年頃)が発明される前は、体力のある労働者が鎌を使って1日に約4分の1エーカーの小麦を刈り取ることができた。サイラス・マコーミックの馬牽引式刈り取り機(1830年代頃)1台で、南北戦争中に5人の兵士が軍務に就くことができたと推定されている。[ 5 ]その後の革新には、熊手と結束機が含まれる。1890年までに、2人の男と2頭の馬で1日に20エーカーの小麦を刈り取り、熊手で集め、結束することができた。[ 6 ]
1880年代には、刈り取り機と脱穀機が組み合わされてコンバインハーベスターが誕生した。これらの機械は、牽引するために多数の馬やラバを必要とした。19世紀後半には、脱穀機に蒸気動力が用いられるようになった。固定式の脱穀機に一時的に動力を供給するために、車輪で自力で移動する蒸気機関があった。これらはロードエンジンと呼ばれ、ヘンリー・フォードは少年時代にこれを見て自動車を作ることを思いついた。[ 7 ]
内燃機関の登場により、1900年代初頭に最初の近代的なトラクターが登場し、フォードソン・トラクター(1917年頃)以降、より普及しました。当初、刈り取り機やコンバインハーベスターは馬やトラクターのチームによって牽引されていましたが、1930年代には自走式のコンバインが開発されました。[ 8 ]
この時代の農業雑誌に掲載された動力機器の広告は、経済的な論拠を用いて馬牽引方式に対抗しようと努め、トラクターは「働いている時だけ燃料を消費する」、1台のトラクターで多くの馬を代替できる、機械化によって1人の作業員がこれまで以上に1日に多くの仕事をこなせるようになる、といった共通のテーマを称賛した。米国では、農業と輸送が内燃機関に転換された後、1920年代に馬の個体数が減少し始めた。米国でのトラクター販売のピークは1950年頃だった。[ 9 ]労働力の節約に加えて、これにより以前は役畜の飼育に使われていた多くの土地が解放された。[ 10 ]米国の農業生産性が最も大きく成長した時期は1940年代から1970年代で、この間、農業は内燃機関駆動のトラクターやコンバインハーベスター、化学肥料、緑の革命の恩恵を受けていた。[ 11 ]
1950年代までに、トウモロコシ、小麦、大豆、その他の商品作物の米国農家は、収穫機やコンバインで労働者のほとんどを置き換え、穀物を効率的に刈り取って集めることができたが、農産物の生産者は、顧客が求める傷のない外観を維持するために、製品の傷を防ぐために人間の収穫者に頼り続けていた。[ 12 ]低賃金で作物を収穫するラテンアメリカからの不法移民労働者の継続的な供給は、機械化の必要性をさらに抑制した。国境警備の強化とメキシコ経済の改善により、2007年にピークに達して以来、不法移民労働者の数は減少し続けており、業界は機械化の利用を増やしている。[ 12 ]支持者は、機械化は生産性を向上させ、食料価格を低く抑えるのに役立つと主張する一方、農業労働者の擁護者は、機械化は雇用を奪い、必要な設備を購入できる大規模生産者に有利になると主張している。[ 12 ]
電動機械化は世界的に大幅に拡大しているが、特にサハラ以南のアフリカでは不均一かつ不十分な導入にとどまっている。[ 2 ]機械化は収穫や除草などの作業範囲に限られており、世界中で果物や野菜の生産にはほとんど使用されていない。[ 13 ]
トラクターの普及はアメリカ合衆国で始まり、1910年から1960年の間に約2400万頭の役畜がトラクターに置き換えられ、トラクターが農業の動力源の主となった。[ 14 ]イギリスでは1930年代に初めてトラクターが使われ始めたが、日本や一部のヨーロッパ諸国(デンマーク、フランス、ドイツ、スペイン、旧ユーゴスラビア)での農業の変革は1955年頃まで起こらなかった。その後、動力機械化の導入は非常に急速に進み、動物による牽引を完全に置き換えた。[ 15 ]トラクターを農業の動力源として使うことで、農業に伴う労力を大幅に軽減し、農民がより迅速に作業を実行できるようにする、他の農業機械や設備の革新が可能になり、さらにはそれを引き起こした。[ 16 ]後期には、動力機械は多くのアジア諸国やラテンアメリカ諸国でも増加した。[ 13 ]
サハラ以南アフリカは、過去数十年にわたり、動力付き機械化の導入が進んでいない唯一の地域である。[ 17 ] [ 18 ] 11か国で行われた調査では、この地域の機械化レベルが低いことが証明されており、調査対象世帯のうちトラクター駆動の機器を利用できるのはわずか18%であることが分かった。残りの世帯は、単純な手持ち工具(48%)または動物動力の機器(33%)を使用している。[ 18 ]
少なくとも19世紀初頭から、省力化技術の変化、特に失業につながる雇用喪失がもたらす可能性のある負の社会経済的影響について懸念が持たれてきた。[ 2 ]しかし、自動化によって労働生産性が向上し、大規模な失業を引き起こすという懸念は、歴史的事実によって裏付けられていない。[ 2 ]むしろ、省力化技術の革新と導入には時間がかかる傾向があり、ある作業の自動化は、労働者が他の作業を行う必要性の増加を促すことが多い。[ 2 ] 自動化が雇用に直接与える影響は、その導入につながる要因によって決まる。[ 19 ]
賃金の上昇と労働力不足が自動化の導入を促す場合、失業を生み出す可能性は低い。[ 19 ]自動化は農業雇用を刺激することもある。例えば、食料需要の増加に伴い、農場が生産量を増やすことを可能にする。農業の自動化は、社会の構造的変革の一部であり、農業労働生産性の向上によって農業労働者が徐々に解放され、産業やサービスを含む他のセクターで新しい仕事に就く機会が与えられる。[ 2 ]一方、政府の補助金などによって強制的に推進される自動化は、失業の増加と賃金の低下または停滞を引き起こす可能性がある。[ 19 ]
国連食糧農業機関(FAO)は、自動化に対する歪んだ補助金を実施すると失業率が上昇する恐れがあるため、政府にそのような補助金の実施を勧めていない。[ 2 ]また、FAOは、自動化を制限することで雇用と所得が守られるという前提で制限することにも反対している。 [ 3 ]なぜなら、自動化は農業の競争力と生産性を低下させる恐れがあるからである。[ 2 ]その代わりに、特に小規模農業生産者、女性、若者による自動化の導入を促進する環境づくりに注力し、移行期に職を失う可能性が高い低技能労働者には社会保障を提供するよう勧告している。[ 3 ]

種まきは種まき機で行います。種まきの時期は季節によって異なります。

アスパラガスは現在、手作業で収穫されており、人件費は生産コストの71%、販売コストの44%を占めている。[ 20 ]アスパラガスは、穂先ごとに成熟速度が異なるため、均一な収穫が難しく、収穫が難しい作物である。[ 21 ]光線センサーを使用して背の高い穂先を識別するアスパラガス収穫機の試作機が、商業利用できるようになると予想されている。[ 21 ]
メイン州のブルーベリー産業の機械化により、必要な移民労働者の数は2005年の5,000人から2015年には1,500人に減少したが、生産量は2005年の年間5,000万~6,000万ポンド(23,000~27,000トン)から2015年には9,000万ポンド(41,000トン)に増加した。 [ 22 ]
2014年現在、ニューメキシコ州立大学では唐辛子収穫機の試作機が試験運用されている。ニューメキシコの青唐辛子は現在、唐辛子の実が傷つきやすいため、畑の作業員によって完全に手摘みされている[ 23 ] [ 24 ] 。最初の商業利用は2015年に開始された。この機器は、1エーカーあたりの収穫量を増やし、労働力不足と干ばつによる作付面積の急激な減少を相殺するのに役立つと期待されている[ 25 ] [ 26 ] 。
2010年現在、フロリダ州の加工用オレンジ栽培面積の約10%は、主に柑橘類キャノピーシェーカーマシンを使用して機械収穫されている。ブラジルとの競争による将来の経済的利益の不確実性や、収穫時のオレンジの木への一時的な損傷のため、機械化はゆっくりと進んでいる。[ 27 ]
缶詰に使われることが多いクリングピーチの収穫は、機械収穫への移行が進んでおり、労働コストは生産者の直接コストの70%を占めている。2016年には、カリフォルニア州ユバ郡とサッター郡のクリングピーチの収穫量の12%が機械収穫される予定である。[ 28 ]消費者に直接販売される生の桃は、依然として手摘みで収穫する必要がある。
2007年現在、レーズンの機械収穫率は45%ですが、レーズンの需要と価格が高騰しているため、手作業からの転換がそれほど急務ではなくなり、そのペースは鈍化しています。[ 29 ] USDAが開発した、樹上で乾燥し、機械で簡単に収穫できる新しいブドウ品種は、労働需要の減少につながると期待されています。[ 30 ]
イチゴは高コスト高価値作物であり、機械化を支える経済性がある。2005年には、収穫と運搬のコストは1トンあたり594ドル、つまり生産者の総コストの51%と推定された。しかし、果実の繊細な性質から、近い将来に機械化される可能性は低い。[ 27 ]渋谷精機が開発し、2013年に日本で発表されたイチゴ収穫機は、8秒ごとにイチゴを収穫できる。ロボットは3台のカメラを使用して収穫準備が整ったイチゴを識別し、準備が整ったと識別されると、機械化されたアームが果実を切り離し、優しくバスケットに入れる。ロボットは、通常高床式温室内に設置されたイチゴの列間のレール上を移動する。この機械の価格は500万円である。[ 31 ] 60本のロボットアームを使用して高床式水耕栽培ベッドでイチゴを収穫するAgrobot製の新しいイチゴ収穫機が2016年に発売される予定である。[ 12 ]
トマトの機械収穫は1965年に始まり、2010年現在、加工用トマトのほぼすべてが機械で収穫されています。[ 27 ] 2010年現在、米国の加工用トマト作物の95%はカリフォルニア州で生産されています。[ 27 ]生食用トマトの手摘みにはかなりのコストがかかりますが(2007年には、手摘みと運搬のコストは1トンあたり86ドルで、生産者の総コストの19%でした)、梱包と販売のコストの方がより大きな懸念事項であり(生産者の総コストの44%)、コスト削減の取り組みがそこに適用される可能性が高いです。[ 27 ]
カリフォルニア農業行動プロジェクトによる1977年の報告書によると、1976年の夏、カリフォルニアでは多くの収穫機に赤外線とカラーセンサーを使用して熟した赤いトマトの中から青いトマトを選別する光電式スキャナーが搭載されていた。これは5,000台の手作業による収穫機の代わりに稼働し、無数の農場労働者の職を奪い、賃金カットや労働時間の短縮をもたらした。移民労働者が最も大きな打撃を受けた。[ 32 ]機械の過酷さに耐えるため、自動収穫機に合うように新しい作物品種が育成された。UCデイビスのGCハンナ教授はVF-145と呼ばれる皮の厚いトマトを栽培した。しかしそれでも、何百万ものトマトが衝撃によるひび割れで損傷し、大学の育種家はより硬く果汁の少ない「四角い丸い」トマトを生産した。小規模農場は設備購入のための資金調達ができないほど規模が小さく、10年以内に州内の4,000軒の缶詰用トマト農家の85%が廃業した。これにより、カリフォルニアではトマト産業が集中し、「現在では国内のトマト製品の85%を缶詰にしている」。単作栽培の畑は害虫の急速な繁殖を招き、「毎年400万ポンド以上の農薬」の使用が必要となり、土壌、農場労働者、そしておそらくは消費者の健康にも大きな影響を与えた。[ 32 ]
この記事は、無料コンテンツ作品のテキストを組み込んでいます。CC BY-SA 3.0 ライセンスに基づき使用しています。テキストは、 FAOの「In Brief to The State of Food and Agriculture 2022 – Leveraging automation in agriculture for transforming agrifood systems」から引用されています。