総合的害虫管理

総合的病害虫管理（IPM）は、化学的手法と非化学的手法の両方を統合して害虫を経済的に防除する総合的病害虫防除（IPC）としても知られています。国連食糧農業機関は、 IPMを「利用可能なすべての害虫防除技術を慎重に検討し、害虫の個体数の増加を阻止し、殺虫剤やその他の介入を経済的に正当化できるレベルに抑え、人間の健康や環境へのリスクを軽減または最小限に抑える適切な対策を統合すること。IPMは、農業生態系への混乱を最小限に抑えながら健康な作物を育てることを重視し、自然な害虫防除メカニズムを奨励しています。」と定義しています。 ^[1]昆虫学者と生態学者は、 1970年代からIPM害虫防除の採用を強く求めてきました。^[2] IPMは、化学農薬の使用に頼るよりも安全な害虫防除の枠組みであり、殺虫剤誘発性の再発生、農薬耐性、（特に食品）作物の残留物などのリスクを軽減します。^{[3] [4] [5] [6]}

第二次世界大戦後間もなく、合成殺虫剤が導入されると、カリフォルニアの昆虫学者は「監督下昆虫防除」という概念を考案した。^[7]同じ頃、米国コットンベルトの昆虫学者も同様のアプローチを提唱していた。この計画では、昆虫防除は資格のある昆虫学者によって「監督下」で行われ、殺虫剤の散布は害虫と天敵の個体数の定期的な監視から得られた結論に基づいて行われた。これはカレンダーベースのプログラムの代替案と見なされていた。監督下防除は、生態学に関する知識と害虫と天敵の個体数の予測傾向の分析に基づいて行われた。^[要出典]

監督管理は、1950 年代にカリフォルニア大学の昆虫学者が提唱した「統合管理」の概念的基礎の多くを形成しました。統合管理は、特定の害虫に対する化学的管理と生物学的管理の最適な組み合わせを特定することを目指しました。化学殺虫剤は、生物学的管理を最も妨げない方法で使用されることになりました。したがって、「統合」という用語は「互換性」と同義でした。化学的管理は、害虫の個体数が、経済的損失が管理措置のコストを超えるレベル (経済的損害レベル) に達するのを防ぐために、定期的な監視によって、処理が必要なレベル (経済的閾値) に達したことが示された場合にのみ適用されました。^[要出典]

IPM は総合的防除の概念をすべてのクラスの害虫に拡張し、すべての戦術を包含するように拡張されました。農薬などの防除は総合的防除と同様に適用されますが、これらの防除はすべてのクラスの害虫に対する戦術と互換性がなければなりません。宿主植物の耐性や栽培操作などの他の戦術は、IPM フレームワークの一部になりました。IPM は昆虫学者、植物病理学者、線虫学者、雑草学者を統合しました。

アメリカでは、1972年2月にリチャード・ニクソン大統領の指示によりIPMが国家政策として策定されました。1979年、ジミー・カーター大統領はIPMの実践の開発と実施を確実にするために省庁間のIPM調整委員会を設立しました。^[8]

ペリー・アドキソンとレイ・F・スミスは、 IPMの使用を促進したことで1997年の世界食糧賞を受賞した。 ^[9]

IPMは、農業、園芸、林業、人間の居住地、文化財の予防保全、構造害虫管理、芝生害虫管理、観賞用害虫管理を含む一般的な害虫管理に使用されています。IPMの実践は、耐性管理として知られる耐性の発達を防ぎ、遅らせるのに役立ちます。^{[10] [11] [12]}

アメリカのIPMシステムは6つの基本要素を中心に設計されています。^[13]

• 許容できる害虫レベル— 重点は駆除ではなく制御にあります。IPM では、害虫の個体群全体を一掃することは不可能であることが多く、その試みは費用がかかり、安全ではないと考えています。IPM プログラムは、まず、許容できる害虫レベル (行動閾値) を確立し、その閾値を超えた場合に制御を適用します。これらの閾値は害虫と場所に固有のものであり、ある場所ではシロツメクサなどの雑草があっても許容されるかもしれませんが、別の場所ではそうではない可能性があります。害虫の個体群が妥当な閾値で生き残れるようにすると、選択圧が軽減されます。これにより、害虫が制御に対する耐性を獲得する速度が低下します。なぜなら、ほぼすべての害虫が殺されると、耐性を持つものが将来の個体群の遺伝的基礎を提供するからです。耐性のない標本をかなりの数残しておくと、耐性遺伝子が出現してもその普及が薄まります。同様に、単一のクラスの制御を繰り返し使用すると、そのクラスに対してより耐性のある害虫の個体群が生まれますが、クラスを交互に使用するとこれを防ぐことができます。^[14]
• 予防的な栽培方法— 地域の栽培条件に最適な品種を選択し、作物を健全に保つことが、最初の防御線です。次に、植物検疫と作物の衛生管理などの「栽培技術」、たとえば、病気の植物の除去、感染の拡大を防ぐための剪定ばさみの洗浄が行われます。根の病気に弱い園芸作物の鉢植え用培地に有益な菌類や細菌が追加され、殺菌剤の必要性が大幅に減少します。^[要出典]
• モニタリング— 定期的な観察は極めて重要です。観察は検査と識別に分けられます。^[15]害虫レベルのモニタリングには、目視検査、昆虫トラップ、胞子トラップなどの方法が使用されます。記録の保存は不可欠であり、対象となる害虫の行動と生殖周期に関する十分な知識も不可欠です。昆虫は変温動物であるため、その身体的発達は地域の温度に依存します。多くの昆虫の発達周期は、度日でモデル化されています。環境の度日によって、特定の昆虫の発生に最適な時期が決まります。植物病原体も、天候や季節に対して同様の反応パターンを示します。電子トラップ装置を使用してハエを識別およびモニタリングするための AI ベースの自動化システムが開発されています。^[16]
• 機械的防除— 害虫が許容できないレベルに達した場合、機械的な方法が最初の選択肢となります。これには、単純な手摘み、障壁、トラップ、掃除機がけ、繁殖を阻止するための耕作が含まれます。
• 生物学的防除— 自然の生物学的プロセスと物質は、許容できる環境への影響で、多くの場合低コストで防除を行うことができます。主なアプローチは、標的の害虫を食べたり寄生したりする有益な昆虫を増やすことです。自然発生微生物(例— Bt、昆虫病原菌、昆虫病原線虫)から得られる生物学的殺虫剤もこのカテゴリに分類されます。さらに「生物学に基づく」または「生態学的」な手法が評価中です。
• 責任ある使用—合成農薬は必要に応じて使用され、多くの場合、害虫のライフサイクルの特定の時期にのみ使用されます。多くの新しい農薬は植物または天然物質（ニコチン、除虫菊、昆虫の幼若ホルモン類似体など）から抽出されていますが、トキソフォアまたは有効成分は、生物学的活性または安定性を高めるために変更される場合があります。農薬の散布は、意図したターゲットに到達する必要があります。作物、害虫、および農薬に散布技術を合わせることが重要です。たとえば、低容量の散布装置を使用すると、全体的な農薬使用量と運用コストを大幅に削減できます。 ^[3]

もともと農業害虫管理のために開発されたが^[17]、 IPMプログラムは現在、住宅や商業施設、芝生や芝地、家庭菜園やコミュニティガーデンなどの管理目標を妨げる病気、雑草、その他の害虫を網羅している。予測モデルはIPMプログラムの実施を支援する適切なツールであることが証明されている。^[18]

^{IPMは、好ましい経済状況、生態学的および社会的結果[19]}を確実にする害虫防除措置の選択と^[18]使用であり、ほとんどの農業、公衆衛生およびアメニティ害虫管理の状況に適用できます。IPMプロセスは、検査と識別を含むモニタリングから始まり、続いて経済的損害レベルの確立が行われます。経済的損害レベルは、経済的閾値レベルを設定します。経済的損害レベルは、作物の被害が害虫の処理コストを超える害虫の個体数レベルです。^[20] これは、経済的損害に結び付けられない許容できないレベルを決定するための行動閾値レベルにもなります。行動閾値は構造的害虫管理でより一般的であり、経済的損害レベルは古典的な農業害虫管理でより一般的です。行動閾値の例としては、病院の手術室にハエが1匹いるのは受け入れられませんが、ペットの犬小屋にハエが1匹いるのは許容されます。害虫の個体数が閾値を超えると、害虫を減らして制御するための行動ステップを踏む必要があります。総合的病害虫管理では、物理的障壁などの文化的防除、害虫の天敵や天敵の追加や保全などの生物学的防除、そして最後に化学的防除や農薬など、さまざまな対策が講じられます。知識、経験、観察、複数の技術の統合に依存することで、IPM は有機農業(合成農薬を除く) に適しています。これらには、有機材料審査研究所 (OMRI) ^{[21]に記載されている物質が含まれる場合と含まれない場合があります。有機農業や}有機園芸で使用される農薬、特に殺虫剤は、一般的に合成農薬よりも安全ですが、必ずしも合成農薬よりも安全または環境に優しいわけではなく、害を及ぼす可能性があります。^{[22]従来の農場では、IPM により、人や環境が}有害な化学物質にさらされる可能性が減り、全体的なコストが下がる可能性があります。^[要出典]

リスク評価には通常、1)生物的防除剤の特性、2)健康リスク、3)環境リスク、4)有効性の4つの問題が含まれます。^[23]

害虫の誤認は、効果的な対策を講じられない原因となる可能性があります。例えば、真菌やウイルスの感染の多くは湿気の多い環境で発生するため、水のやりすぎによる植物の損傷は真菌の感染と間違われる可能性があります。

害虫の活動が顕著になる前に、モニタリングを直ちに開始します。農業害虫のモニタリングには、土壌/栽培用土の肥沃度と水質の追跡が含まれます。植物全体の健康状態と害虫に対する抵抗力は、 pH、アルカリ度、溶解ミネラル、酸素還元電位に大きく影響されます。多くの病気は水媒介性で、灌漑用水によって直接、また飛沫によって間接的に広がります。

害虫が分かれば、そのライフサイクルを知ることで最適な介入ポイントが分かります。^[24]例えば、昨年の種子から繁殖した雑草は、マルチングと除草剤で防ぐことができます。^[要出典]

大豆などの害虫耐性作物は、害虫の数が多いか急速に増加していない限り、介入の必要がない場合があります。害虫による被害の予想コストが駆除コストを上回る場合は、介入が正当化されます。健康被害には、経済的考慮では正当化されない介入が必要になる場合があります。^{[引用が必要]}

特定の場所では、さまざまな要件が適用される場合もあります。たとえば、シロツメクサはゴルフコースのティーボックスの側面では許容されますが、フェアウェイではプレーフィールドを混乱させる可能性があるため許容されません。^[25]

考えられる介入には、機械的/物理的、文化的、生物学的、化学的などがあります。機械的/物理的制御には、植物から害虫を摘み取る、または網やその他の材料を使用してブドウから鳥や建物からげっ歯類などの害虫を排除することが含まれます。文化的制御には、廃棄物や病気の植物の除去、洪水、砂まき、および病気に強い作物品種の使用によって、地域を病原菌が侵入しやすい条件から解放しておくことが含まれます。 ^{[19]生物学的制御は多数あります。これには、天敵の保護または天敵の増強、}不妊昆虫技術（SIT） が含まれます。^[26]

増強、接種的放出、および氾濫的放出は、それぞれ異なる方法で標的害虫に影響を及ぼす生物学的防除の異なる方法です。増強的防除には、捕食動物の定期的な導入が含まれます。^{[27] [28] [29] [30] [31]}氾濫的放出では、捕食動物が収集され、大量に飼育され、害虫地域に定期的に大量に放出されます。^{[32] [33] [34]}これは、一般的に一年生作物の宿主個体群を即座に減らすために使用されますが、長期的な使用には適していません。^[35]接種的放出では、生育期の初めに限られた数の有益生物が導入されます。この戦略は、生物の子孫がシーズンを通じて害虫個体群に影響を及ぼすため、長期的な防除を提供し、果樹園では一般的です。^{[35] [36]}季節的接種的放出では、有益生物が収集され、大量に飼育され、有益な個体群を維持するために季節ごとに放出されます。これは温室でよく使用されます。^[36]アメリカや他の西側諸国では大量放流が主流である一方、アジアや東ヨーロッパでは接種や時折の導入がより一般的に行われている。^[35]

不妊昆虫技術（SIT）は、不妊の雄害虫を害虫の集団に導入して雌を（失敗に終わるが）繁殖に誘導し、一種の避妊を行い、繁殖率を下げる、地域全体のIPMプログラムである。^[26]上記の生物学的防除は、新しい種の導入や自然発生種の補充が生態系に有害な影響を及ぼす可能性があるため、極端な場合にのみ適切である。生物学的防除は、侵入種や害虫を阻止するために使用できるが、新しい害虫の導入経路になる可能性がある。^[37]

化学的な防除には、園芸用オイルや殺虫剤、除草剤の散布などがあります。グリーン害虫管理IPM プログラムでは、植物由来の殺虫剤 (植物性薬剤など) やその他の天然物質を使用します。

農薬は作用機序によって分類することができます。多様な作用機序を持つ物質をローテーションすることで害虫の耐性を最小限に抑えることができます。^[19]

評価とは、介入が効果的であったかどうか、許容できない副作用が生じなかったかどうか、プログラムを継続するか、修正するか、中止するかを判断するプロセスである。^[38]

1960年代と70年代の緑の革命により、肥料の大量使用による穀物の重荷に耐えられる丈夫な植物が導入された。FAOの統計によると、東南アジア11カ国による農薬輸入額は1990年から2010年の間に7倍近く増加し、悲惨な結果をもたらした。稲作農家は、生育期の早い時期に現れる葉巻蛾の兆候をきっかけに、植え付け直後に農薬散布を行うことに慣れている。農薬は表面的な被害しか与えず、収穫量を減らすことはない。1986年、インドネシアは57種の農薬を禁止し、農薬使用の補助金支給を完全に停止した。2000年代には、特に中国での生産能力の拡大により価格が下落し、進歩は逆転した。アジアの米生産量は2倍以上に増加した。しかし、農家は、種子、肥料、農薬のいずれであっても、多ければ多いほど良いと信じるようになった。^[39]

農家の主な標的であるトビイロウンカ（Nilaparvata lugens）は、耐性が高まっている。2008年以来、アジア全域で大発生により米の収穫が壊滅的打撃を受けたが、メコンデルタでは被害がなかった。ベトナムでは、散布量が減ったため、天敵がウンカを無力化した。2010年と2011年には、大規模なウンカの大発生によりタイの田んぼ40万ヘクタールが被害を受け、約6,400万ドルの損失が発生した。タイ政府は現在、「最初の40日間は散布しない」という方針を推進している。^[39]

対照的に、早期散布は、後からやってくる危険なウンカを捕食するカエル、クモ、スズメバチ、トンボを殺し、耐性菌を生み出します。ウンカの駆除に​​は、当初の500倍の量の農薬が必要です。過剰使用は、有益な昆虫を無差別に殺し、鳥類や両生類の個体数を激減させます。農薬は人間の健康を害する疑いがあり、アジアの農村部では自殺の一般的な手段となっています。^[39]

2001 年、950 人のベトナムの農家が IPM を試しました。1 つの区画では、各農家が通常の量の種子と肥料を使用して稲を栽培し、農薬は好みに応じて散布しました。近くの区画では、種子と肥料の使用量が減り、植え付け後 40 日間は農薬を散布しませんでした。実験区画の収穫量は同等かそれ以上で、コストは下がり、純収入は 8% から 10% 増加しました。この実験は「3 つの削減、3 つの利益」キャンペーンにつながり、種子、肥料、農薬の使用を削減すると、収穫量、品質、収入が向上すると主張しました。ポスター、チラシ、テレビ コマーシャル、そして徐々に変化を受け入れた稲作農家を特集した 2004 年のラジオ メロドラマが制作されました。2006 年のウンカの大発生は、殺虫剤を使用した農家を、使用しなかった農家よりも大きな打撃を与えましたが、これも悪影響はありませんでした。メコン デルタの農家は、作物サイクルごとに殺虫剤散布を 5 回から 0 回、1 回に減らしました。^{[引用が必要]}

植物保護センターと国際稲研究所（IRRI）は、農家に対し、従来のように植生を剥ぎ取るのではなく、水田の土手で花やオクラ、豆を栽培するよう奨励している。これらの植物は、ウンカの卵を食べるミツバチやスズメバチを引き寄せ、野菜は農家の収入源を多様化させる。^[39]

農業会社は、大量購入のインセンティブとして、種子や肥料と農薬のセットを販売している。ベトナムで提案されている法案では、誇張された宣伝文句を防ぐため、農薬販売業者の免許取得と広告の政府承認を義務付けている。稲を餌とする蛾の幼虫であるScirpophaga incertulas（茎の穿孔虫）などの他の害虫を標的とする殺虫剤は、適切に使用すれば21％の収穫増につながると言われている。^[39]

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