総合的害虫管理

栽培管理— 庭や農場の第一の防御策は、耐病性品種など地域の生育条件に適した品種を選び、作物を健全に保つことです。栽培管理には、健全な生育条件を促進するための輪作や間作などの技術が含まれる場合があります。^{[ 1 ]}

衛生管理は不可欠です。植物を扱う場合、病気の植物を隔離または除去し、機器（剪定ばさみなど）の洗浄や、感染症や害虫の蔓延を防ぐための廃棄物の選択的処分などの予防措置を講じることができます。^{[ 1 ]}食料、水、および住処の源を除去する衛生管理は、害虫から家を守るために不可欠です。^{[ 14 ]}学校、^{[ 15 ]} 医療施設、^{[ 16 ]}食品サービス、その他の事業所でも、注意深く継続的な衛生管理が必要です。^{[ 17 ] [ 18 ]}

害虫が許容できないレベルに達した場合は、機械的な防除方法を使用できます。^{[ 1 ]}例えば、昆虫を手で取り除く、水を噴霧する、^{[ 19 ]}掃除機を使用する、^{[ 20 ]}障壁や罠などです。耕起は土壌構造に悪影響を与える可能性がありますが、害虫のライフサイクルに合わせて使用​​されることもあります。^{[ 21 ]}

許容可能な害虫レベル— IPM では、害虫の個体群全体を根絶することは多くの場合不可能であり、試みは費用がかかり危険を伴う可能性があるとされています。重点は根絶ではなく制御に置かれています。^{[ 1 ]}

IPM プログラムでは、推定される経済的被害に基づいて許容可能な害虫レベルまたは対策閾値を特定し、これらの閾値を超えた場合に防除を実施します。 ^{[ 1 ]}経済的被害レベルとは、作物への被害が害虫の防除費用よりも大きくなる害虫個体群レベルのことです。経済的閾値とは、害虫個体群が経済的被害レベルに達するのを防ぐために対策を講じなければならない個体群サイズのことです。^{[ 1 ]} 閾値は害虫と場所によって異なるため、ある場所ではある雑草が許容されるかもしれませんが、^{[ 22 ]}別の場所では許容されない可能性があります。^{[ 23 ]}例えば、シロツメクサはゴルフコースのティーボックスの脇では許容されるかもしれませんが、プレーの妨げになる可能性があるためフェアウェイでは許容されません。^{[ 24 ]}

害虫の個体群を適切な閾値で生存させることで、選択圧が軽減されます。これにより、害虫が防除剤に対する抵抗性を発達させる速度が低下します。なぜなら、ほとんどすべての害虫が殺された場合、抵抗性を持つ個体が将来の個体群の遺伝的基盤となるからです。抵抗性を持たない個体を相当数残しておくことで、出現する抵抗性遺伝子の蔓延が希釈されます。同様に、単一のクラスの防除剤を繰り返し使用すると、そのクラスに対する抵抗性が高い害虫個体群が生まれますが、クラスを交互に使用することでこれを防ぐことができます。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 25 ]}

定期的な観察は、検査、害虫の特定、継続的なモニタリングにとって非常に重要です。害虫レベルのモニタリングには、目視検査、昆虫や胞子のトラップなどの調査およびサンプリング技術が使用されます。AI を使用した自動システムもモニタリング用に開発されていますが、コスト、有効性、機動性、現場での使用における拡張性の点で障害に直面しています。^{[ 1 ]}

記録保持は不可欠であり、^{[ 26 ] [ 27 ]}対象となる害虫の行動と繁殖サイクルに関する徹底的な知識も同様に重要です。昆虫は変温動物であるため、その身体の発達は地域の気温に依存します。多くの昆虫の発達サイクルは積算温度でモデル化されています。たとえば、ヨトウガ（Spodoptera frugiperda）などの侵入害虫の積算温度モデルが開発されており、その卵、幼虫、蛹の発達速度は、約18～30  ℃の温度範囲で温度とともに直線的に増加するため、世代のタイミングと害虫の定着の地理的限界を予測することができます。^{[ 28 ]}環境の積算温度は、特定の昆虫の大発生に最適な時期を決定します。^{[ 29 ] [ 30 ]}植物病原体も同様の天候と季節への反応パターンに従います。しかし、これらは気候変動によってますます混乱しています。^{[ 31 ]}

自然の生物学的プロセスや物質は、環境への影響が許容範囲内で、多くの場合低コストで生物的防除剤(BCA) として使用できます。主なアプローチは、標的害虫を捕食または寄生する有益な昆虫やその他の捕食者を促進することです。^{[ 32 ] [ 33 ]} 増強型生物防除では、捕食者、寄生蜂、微生物などの天敵や病原体を増やし、その地域で害虫や病気とタイムリーに戦えるようにします。保全型生物防除では、テントウムシなど、環境に既に存在する天敵の個体群をより良くサポートするために農業慣行を使用し、その数を増やします。古典的生物防除または輸入型生物防除では、その地域に本来生息していない可能性のある天敵や病原体の新しい個体群を導入します。^{[ 34 ] [ 1 ]}

有益な菌類や細菌は、土壌や作物を細菌性、真菌性、線虫性の病気から守る生物活性化合物を生成し、殺菌剤の必要性を減らします。有益な細菌は、環境に害を与えることなく植物の成長を促進し、病気を抑制できます。^{[ 35 ]}

遺伝子害虫防除は、遺伝子組み換え生物を導入して害虫の個体数を減らす方法です。例えば、不妊虫放飼法（SIT）では、特定の種の不妊化された雄を放飼し、交尾が不妊になるようにします。標的害虫の繁殖能力を標的にすることで、個体数を非危機的なレベルまで減らすことができます。その他の遺伝子アプローチでは、性決定遺伝子を操作したり、優性致死遺伝子の出現頻度を高めたり、個体群の性比を偏らせたりします。遺伝子防除プログラムの成功は、導入された害虫の分散速度、寿命、交尾成功率に依存します。^{[ 36 ] [ 1 ]}

殺虫剤^{[ 37 ]}、殺菌剤^{[ 38 ]}、除草剤[ ^{39 ]}を含む合成農薬は^、標的生物だけでなく非標的生物にも広範囲にわたる悪影響を及ぼすことが示されている^{[ 40 ]} 。農薬の責任ある使用とは、必要な場合にのみ、そして多くの場合、害虫のライフサイクルの特定の時期にのみ使用することを意味する^{[ 1 ] 。}

生物殺虫剤は、天然に存在する微生物（例：Bt、昆虫病原性真菌、昆虫病原性線虫）から作られており、化学的防除のカテゴリーに分類されます。^{[ 1 ] [ 35 ]}新しい農薬の多くは植物や天然に存在する物質（例：ニコチン、ピレスラム、昆虫幼若ホルモン類似体）から作られていますが、毒性物質または活性成分は、生物活性や安定性を高めるために変更される場合があります。^{[ 8 ]}化学的防除には園芸用オイルも含まれます。^{[ 41 ]}

農薬の散布は、意図した標的に届き、非標的種に害を与えないようにする必要があります。散布方法は、作物、害虫、および農薬に合わせて調整する必要があります。^{[ 42 ]}例えば、低容量噴霧装置を使用すると、農薬の全体的な使用量と運用コストを削減できます。^{[ 8 ] [ 43 ]}推奨されるすべての予防措置を講じることが重要です。^{[ 42 ]} IPMは、気候変動などにより効果が低下しつつある暦に基づいた害虫防除アプローチの代替手段です。^{[ 44 ]}

抵抗性管理として知られるIPMの実践は、生物殺虫剤を含む化学的防除に対する抵抗性の発生を防止および遅延させる上で不可欠である。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]}

これらの要素を使用することで、総合的害虫管理は、6 つの反復可能なステップとして考えることができる継続的なプロセスになります。^{[ 48 ]}

総合的害虫管理（IPM）は、家や庭の害虫対策に効果的なアプローチとなり得ます。ゴキブリ、ネズミ、ラットなどの害虫は人間の健康に有害です。室内の空気の質を悪化させ、喘息やアレルギーの発作を引き起こす可能性があります。害虫の問題は、特定の害虫、その生息環境、安全な害虫駆除方法に関する情報を用いて、持続可能な方法で対処することができます。^{[ 14 ]}

家庭では、害虫が生き残るために必要な食料、水、隠れ場所へのアクセスを理解し、管理することが不可欠です。IPMは、化学薬品による防除ではなく、害虫の予防、衛生管理、侵入防止に重点を置いています。これには、害虫の特定、侵入経路の封鎖、食料源と水源の除去が含まれます。IPMは、健康的な家庭環境を作るために、低毒性の方法を優先します。^{[ 14 ]}

最初のステップは、害虫の種類と生息場所を特定するためのモニタリングです。害虫の活動を定期的に確認してください。衛生管理は、食料と水の供給源を取り除くために不可欠です。家を乾燥した清潔な状態に保ち、漏水を修理し、食品（ペットフードを含む）を密閉容器に保管し、床やカウンターを掃いたり洗ったりしてパンくずやこぼれたものを片付け、食べ物を放置せず、リサイクル品とゴミを適切に処分してください。侵入防止は、害虫が家に侵入するのを防ぎます。屋内と屋外の両方のひび割れを塞ぎ、壁、床、天井の穴や隙間を修理し、窓の網戸を修理し、ドアがしっかりと閉まるようにドア下部の隙間を塞ぐものを使用してください。植物や物を家の基礎から離しておいてください。^{[ 14 ]}

罠を使ってげっ歯類を捕獲してください。害虫駆除に化学薬品が必要な場合は、毒性が最も低く、最も効果的なものを選んでください。化学薬品（餌を含む）は、敏感な人が化学薬品に曝露されないように注意深く使用してください。子供やペットの手の届かない場所に保管してください。^{[ 14 ]}

IPMとは、好ましい経済的、生態学的、社会的結果を達成するために害虫防除対策を選択して使用することです^{[ 5 ]}。正式な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ます^{[ 60 ] 。}

害虫の活動が活発になる前に、直ちにモニタリングを開始します。農業害虫のモニタリングには、土壌/培地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への抵抗力は、 pH、アルカリ度、溶存ミネラル、および酸素還元電位に大きく影響されます。多くの病気は水系感染であり、灌漑用水によって直接、または飛沫によって間接的に広がります。

害虫が特定されれば、そのライフサイクルに関する知識によって最適な介入ポイントが明らかになる。^{[ 61 ]}例えば、昨年の種子から繁殖する雑草は、マルチングと発芽前除草剤で防ぐことができる。

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、過剰な水やりによる植物の損傷は、多くの真菌感染症やウイルス感染症が湿潤な環境で発生するため、真菌感染症と誤認される可能性があります。

モニタリングに続いて、経済的被害水準が設定されます。経済的被害水準とは、作物の被害が害虫駆除の費用を上回る害虫個体群レベルのことです。経済的被害水準によって経済的閾値レベルが決定され、これは害虫個体群が許容レベルを超えて増加しないように対策を講じるべき個体群レベルです。対策閾値レベルは、経済的被害以外の結果に基づいて設定することもできます。^{[ 60 ]}経済的被害水準は従来の農業害虫管理でより一般的であり、対策閾値は構造害虫管理でより一般的です。 グリーン害虫管理IPMプログラムでは、経済的目標に加えて、汚染の削減、温室効果ガス排出量の削減、生物多様性の保全などの目標を優先する場合もあります。^{[ 62 ]}

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。^{[ 63 ]} リスク評価に基づく行動閾値の違いの例として、納屋にハエが 1 匹いるのは許容範囲内ですが、病院の手術室にハエが 1 匹いるのは許容範囲外です。害虫の個体数が閾値を超えたら、害虫を減らして制御するための対策を講じる必要があります。

大豆などの害虫耐性作物は、害虫が多数発生しているか急速に増加している場合を除き、介入する必要はないかもしれません。害虫による被害の予想コストが防除コストを上回る場合は、介入が正当化されます。特定の場所によって要件が異なる場合もあります。^{[ 64 ]}

総合的害虫管理では、耕種的防除、物理的障壁、機械的介入、害虫の天敵や天敵の導入と保護などの生物的防除、そして最後に化学的防除や農薬など、さまざまな対策が用いられます。耕種的防除には、廃棄物や病気の植物の除去、湛水、砂撒き、耐病性作物品種の使用などによって、害虫が発生しやすい環境をなくすことが含まれます。機械的/物理的防除には、植物から害虫を取り除くこと、またはブドウから鳥類、建物からげっ歯類などの害虫を排除するために網やその他の材料を使用することが含まれます。 ^{[ 65 ]} 生物的防除には、天敵の保護、天敵の増強、不妊虫放飼法（SIT）などがあります。^{[ 66 ]}

IPM には家畜の利用が含まれます。ヤギ、ニワトリ、アヒルなどの動物は、雑草、昆虫、その他の望ましくない生物の防除に利用できます。ヤギは、他の種にとって有毒な植物であるツタウルシを食べることができます。ニワトリは、果樹園で落ち葉をかき分け、昆虫、雑草の種子、幼虫を食べるためによく利用されます。家畜 IPM は化学薬品の代替手段の必要性を減らします。多くの利点があり、その 1 つは堆肥の生産と土壌肥沃度の向上です。家畜は注意深く監視すれば非常に効果的です^{[ 67 ] [ 68 ]}

増強、接種放飼、大量放飼は、対象害虫に異なる影響を与える生物的防除の異なる方法です。増強防除には、捕食者の定期的な導入が含まれます。^{[ 69 ] [ 70 ] [ 71][72 ] [ 73 ]大量放飼で}は、捕食者を集め、大量飼育し、害虫地域に定期的に大量に放飼します。^{[ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]}これは、一般的に一年生作物の宿主個体群を即座に減少させる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。^{[ 77 ]}

接種放飼法では、生育期の開始時に限られた数の有益な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して害虫の個体群に影響を与えるため、長期的な防除が可能であり、果樹園でよく用いられます。^{[ 77 ] [ 78 ]}季節的接種放飼法では、有益な生物が収集され、大量飼育され、有益な個体群を維持するために季節ごとに放飼されます。これは温室でよく用いられます。^{[ 78 ]}

温室での作物生産では、害虫の個体群が定着したり経済的被害レベルに達する前に、捕食者や寄生生物を予防的に導入することができます。^{[ 79 ]}これらの天敵の定着と持続は、代替飼料、バンカー植物やその他のシェルター、温室の気候管理、残留農薬による副作用の回避によってサポートできます。^{[ 80 ]}一部の観賞用作物では害虫に対する耐性が低いため定着がより困難になる場合があり、すべての作物で天敵がうまく持続するとは限りません。^{[ 80 ]}

アメリカやその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である。^{[ 77 ]}

不妊虫放飼法（SIT）は、不妊の雄害虫を害虫集団に導入して雌を（不成功に終わる）交尾に誘い込み、一種の避妊措置として繁殖率を低下させる、地域全体にわたる総合的病害虫管理（IPM）プログラムである。^{[ 66 ]}上記の生物的防除は、新種の導入や自然発生種の補充によって生態系に悪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、新たな害虫の侵入経路となる可能性がある。^{[ 81 ]}

知識、経験、観察、および複数の技術の統合に頼ることで、IPMは有機農業（合成農薬を除く）に適しています。これには、有機資材審査協会（OMRI）^{[ 82 ]}に記載されている資材が含まれる場合と含まれない場合があります。有機農業および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、常に合成農薬よりも安全または環境に優しいとは限らず、害を及ぼす可能性があります。^{[ 83 ]}慣行農場では、IPMは人および環境の有害化学物質への曝露を減らし、全体的なコストを削減する可能性があります。

農薬は作用機序によって分類できます。作用機序の異なる薬剤をローテーションすることで、害虫の抵抗性を最小限に抑えることができます。^{[ 65 ]}

半化学的防除は、昆虫や植物が生成する性フェロモンや植物揮発性有機化合物（VOC）などの化学信号を利用して、害虫を直接殺すことなく、害虫の個体群を監視または撹乱します。フェロモン誘引トラップは個体群監視に広く使用されており、交尾阻害（合成フェロモンを作物全体に散布して雄が雌を見つけられないようにする）は、核果類、テーブルブドウ、柑橘類のハマキガなどの多くの蛾の害虫に対して適用されています。^{[ 84 ]}多くの半化学的誘引剤は天然の化合物を非常に低い速度で放出するため、作物に既に存在する背景揮発性有機化合物プロファイルを大きく変化させないことが研究でわかっており、従来の農薬と比較して毒性および生態毒性の影響に関する懸念に対処しています。^{[ 85 ]}

評価とは、介入が効果的であったか、許容できない副作用が生じたか、プログラムを継続、修正、または中止すべきかどうかを評価するプロセスである。^{[ 86 ]}

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