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集約農業（集約型農業（粗放型農業とは対照的に）、慣行農業、または工業型農業とも呼ばれる）は、農地面積あたりの投入量と産出量が多い、作物と動物の両方を対象とした農業の一種である。休耕率が低く、資本、労働力、農薬、水などの投入物の使用量が多く、土地面積あたりの作物収量が多いことが特徴である。 [ 1 ]
ほとんどの商業農業は、何らかの点で集約型です。工業的な手法に大きく依存する形態は、しばしば工業型農業と呼ばれ、収量増加を目的とした技術が特徴です。その技術には、年間複数回の作付け、休耕年の頻度の削減、品種改良、機械化農業、そして天候、土壌、水、雑草、害虫などの生育条件のより詳細な分析による管理などが含まれます。現代の手法では、肥料、植物成長調整剤、農薬、家畜用抗生物質などの非生物的投入物の使用が増加することがよくあります。集約型農場は先進国で広く普及しており、世界中でますます普及しています。スーパーマーケットで入手できる肉、乳製品、卵、果物、野菜のほとんどは、このような農場で生産されています。
集約型農業の中には持続可能な方法を採用しているところもあるが、通常、そのためにはより多くの労働力投入や収穫量の減少が必要となる。[ 2 ]特に小規模農地において、持続可能な農業生産性の向上は、農業に必要な土地の量を減らし、森林破壊などのプロセスによって引き起こされる環境悪化を遅らせ、逆転させる重要な方法である。[ 3 ]
集約畜産では、輪番放牧[ 4 ] [ 5 ]や集約畜産など、比較的狭い土地で多数の動物を飼育します。これらの方法は、放牧に比べて単位面積当たりの食料と繊維の収量を増加させます。集約飼料は、ほとんど移動しない動物に与えられ、輪番放牧では、動物は新鮮な飼料を求めて繰り返し移動されます。[ 4 ] [ 5 ]
16世紀から19世紀半ばにかけてのイギリスの農業発展は、農業生産性と純生産量の大幅な増加をもたらした。これは、前例のない人口増加につながり、労働力のかなりの割合を解放し、それによって産業革命を可能にした。歴史家は、囲い込み、機械化、四圃輪作、選択育種を最も重要な革新として挙げている。[ 6 ]
産業革命期に工業型農業が誕生した。19世紀初頭までに、農業技術、農具、種子、品種が大幅に改良され、単位面積当たりの収穫量は中世の何倍にもなった。[ 7 ]
第一段階では、機械化の継続的なプロセスが行われました。マコーミック刈り取り機などの馬牽引式機械は収穫に革命をもたらし、綿繰り機などの発明は加工コストを削減しました。この同じ時期に、農家は蒸気動力の脱穀機やトラクターを使い始めました。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 1892年には最初のガソリン動力トラクターが開発され、1923年にはインターナショナル・ハーベスター・ファームオール・トラクターが初の万能トラクターとなり、役畜を機械に置き換える転換点となりました。その後、機械式収穫機（コンバイン）、播種機、移植機、その他の機器が開発され、農業にさらなる革命をもたらしました。[ 11 ]これらの発明により収穫量が増加し、個々の農家がますます大規模な農場を管理できるようになりました。[ 12 ]
窒素、リン、カリウム（NPK）が植物の成長に重要な因子であることが特定されたことで、合成肥料が製造され、作物の収量がさらに増加しました。1909年には、硝酸アンモニウムを合成するハーバー・ボッシュ法が初めて実証されました。NPK肥料は、土壌の圧縮、土壌の浸食、土壌全体の肥沃度の低下などの副作用や、食品供給に有毒化学物質が混入することによる健康上の懸念などから、工業型農業に対する最初の懸念を引き起こしました。[ 13 ]
20世紀最初の20年間におけるビタミンの発見と栄養におけるその役割は、ビタミンサプリメントの開発につながり、1920年代には一部の家畜を屋内で飼育することが可能になり、有害な自然環境への曝露を減らすことができた。[ 14 ]
第二次世界大戦後、合成肥料の使用が急速に増加した。[ 15 ]
抗生物質とワクチンの発見は、病気を減らすことで家畜の飼育を容易にした。[ 16 ] [ 17 ]物流と冷蔵技術、および加工技術の発展により、長距離配送が可能になった。総合的病害虫管理は、農薬の使用をより持続可能なレベルまで最小限に抑える現代的な方法である。[ 18 ] [ 19 ]
工業型農業の持続可能性や、肥料や農薬の環境への影響に対する懸念から、有機農業運動[ 20 ]が生まれ、持続可能な集約型農業の市場が構築され、適切な技術の開発のための資金も確保されました。
牧草地の集約化とは、家畜システムの食料生産能力を高めるために牧草地の土壌と草を改良することです。これは、過放牧、栄養管理の不備、土壌保全の欠如によって生じる飼料の減少と家畜の収容能力の低下を特徴とする牧草地の劣化を逆転させるためによく用いられます。[ 21 ]この劣化は、肥沃度と水分利用可能性が低下し、侵食、圧縮、酸性化の速度が増加する劣悪な牧草地土壌につながります。[ 22 ]劣化した牧草地は、集約化された牧草地と比較して生産性が著しく低く、炭素排出量が高くなります。 [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
土壌の健康を改善し、結果として牧草の生産性を向上させる管理方法には、灌漑、土壌の掻き取り、石灰、肥料、農薬の施用などがあります。対象となる農業システムの生産性目標に応じて、侵入性で生産性の低い牧草を、その地域の土壌や気候条件により適した牧草種に置き換えるための、より複雑な修復プロジェクトを実施することができます。 [ 21 ]これらの集約的な牧草システムにより、より高い放牧密度で動物の体重増加が速くなり、屠殺までの時間が短縮されるため、より生産的で炭素効率の高い畜産システムが実現します。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
炭素バランスを維持しながら収量を最適化するもう 1 つの手法は、複数の生態系を 1 つの最適化された農業フレームワークに組み合わせた統合作物畜産 (ICL) システムおよび作物畜産林業 (ICLF) システムの使用です。[28] 正しく実施すれば、このような生産システムは、最適な植物利用、飼料と肥育率の向上、土壌の肥沃度と品質の向上、栄養循環の強化、総合的な害虫防除、生物多様性の向上を通じて牧草地に利益をもたらす可能性のある相乗効果を生み出すことができます。 [ 21 ] [ 28 ]牧草地に特定の豆類作物を導入すると、土壌中の炭素蓄積と窒素固定が増加し、消化率が高くなるため、動物の肥育が促進され、腸内発酵によるメタン排出量が減少します。[ 21 ] [ 25 ] ICLF システムでは、劣化した牧草地の最大 10 倍の肉牛生産性が得られ、トウモロコシ、ソルガム、大豆の収穫による追加の作物生産も得られます。森林の炭素隔離により温室効果ガス収支が大幅に減少した。 [ 22 ]
USDA - SAREが開発した酪農生産のための「4月12日放牧プログラム」では、多年生牧草地に乳牛用の飼料作物が植えられます。[ 29 ]
輪番放牧は、牧草の質と量を最大化するために、群れや集団を定期的に、かつ体系的に、新鮮で休養した放牧地（パドックと呼ばれることもある）に移動させる採食方法の一種です。牛、羊、ヤギ、豚、鶏、七面鳥、アヒル、その他の動物に使用できます。群れは牧草地の一部、つまりパドックを放牧し、残りの部分は回復させます。休養した放牧地により、植生はエネルギー貯蔵を回復し、シュートシステムを再構築し、根系を深くすることができ、結果として長期的に最大のバイオマス生産につながります。[ 4 ] [ 5 ] [ 30 ] [ 31 ]牧草地システムだけでも放牧動物はエネルギー要求を満たすことができますが、放牧動物はより柔らかい若い植物の茎でよく育つため、輪番放牧は特に効果的です。寄生虫も残されて死滅するため、駆虫薬の必要性が最小限またはなくなります。輪番放牧システムの生産性向上に伴い、動物は連続放牧システムよりも補助飼料を少なく必要とする可能性がある。そのため、農家は放牧密度を上げることができる。[ 4 ] [ 32 ]
集約畜産、または「工場式畜産」とは、家畜を高密度で囲いの中で飼育するプロセスです。[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]「集中型動物飼育施設」（CAFO）、または「集約型畜産施設」では、多くの場合屋内で、多数の（数十万頭に達するものもある）牛、豚、七面鳥、または鶏を飼育することができます。このような農場の本質は、特定の空間に家畜を集中させることです。目的は、可能な限り低いコストで、かつ最高の食品安全性で、最大の生産量を提供することです。[ 38 ]この用語は、しばしば軽蔑的に使用されます。[ 39 ] CAFOは、生産される食品の総量と効率の両面で、世界中の畜産からの食品生産を劇的に増加させました。
動物には餌と水が与えられ、抗菌剤、ビタミン剤、成長ホルモンの治療的使用がよく行われる。成長ホルモンは、鶏にも欧州連合のいかなる動物にも使用されていない。監禁によるストレスに関連する望ましくない行動は、おとなしい品種（例えば、生まれつきの優位行動が排除された品種）の探索、鶏の個別ケージなどの相互作用を止めるための物理的拘束、または闘争による害を軽減するための鶏のくちばし切断などの物理的改変につながった。 [ 40 ] [ 41 ]
CAFOの指定は、湖や河川を「魚が釣れて泳げる」水質に保護・回復するために制定された1972年の米国連邦浄水法に由来する。米国環境保護庁は、他の多くの種類の産業とともに、特定の動物飼育施設を「点源」地下水汚染源として特定した。これらの施設は規制の対象となった。[ 42 ]
米国の17州では、CAFOに関連した地下水汚染の散発的な事例が報告されている。 [ 43 ]米国連邦政府は廃棄物処理の問題を認識しており、動物の廃棄物をラグーンに保管することを義務付けている。これらのラグーンは最大で7.5エーカー（30,000平方メートル）にもなる。不透水性のライナーで保護されていないラグーンは、肥料として使用される糞尿からの流出と同様に、特定の条件下で地下水に漏出する可能性がある。1995年に決壊したラグーンからは、ノースカロライナ州のニュー川に2,500万ガロンの亜硝酸スラッジが流出した。この流出により、800万から1,000万匹の魚が死んだとされている。[ 44 ]
狭い空間に大量の動物、動物の排泄物、そして動物の死骸が集中していることは、一部の消費者にとって倫理的な問題となっている。動物の権利擁護活動家や動物福祉活動家は、集約的な畜産は動物にとって残酷だと非難している。
緑の革命は、多くの発展途上国の農業を変革した。それは、すでに存在していたものの、工業国以外では広く使われていなかった技術を広めた。これらの技術には、「奇跡の種」、農薬、灌漑、合成窒素肥料などが含まれる。[ 45 ]
1970年代、科学者たちはトウモロコシ、小麦、米の高収量品種を作り出した。これらの品種は他の品種に比べて窒素吸収能力が高い。余分な窒素を吸収した穀物は通常、収穫前に倒伏するため、半矮性遺伝子がゲノムに組み込まれた。日本の矮性小麦品種からオービル・ヴォーゲルによって開発された農林10号小麦は、小麦品種の開発に大きく貢献した。国際稲研究所によって開発された最初の広く普及した高収量米であるIR8は、インドネシアの「ペタ」という品種と中国の「ディー・ジオ・ウー・ゲン」という品種の交配によって作られた。[ 46 ]
シロイヌナズナとイネの分子遺伝学が利用可能になったことで、原因となる変異遺伝子（矮性矮性遺伝子（rht）、ジベレリン不感受性遺伝子（gai1）、細矮性イネ遺伝子（slr1））がクローニングされ、細胞分裂への影響を介して茎の成長を調節する植物ホルモンであるジベレリン酸の細胞シグナル伝達成分として同定された。背丈が低い植物では茎への光合成産物の投資が劇的に減少し、栄養素が穀物生産に振り向けられるため、特に化学肥料の収量効果が増幅される。
高収量品種は従来品種を数倍上回る収量を示し、灌漑、農薬、肥料の施用にもより良く反応しました。雑種強勢は多くの重要な作物で利用され、農家の収量を大幅に増加させています。しかし、 F1雑種の子孫ではその利点が失われるため、一年生作物の種子を毎年購入する必要があり、農家のコストと利益が増加します。
輪作または作付け順序とは、同じ場所で異なる種類の作物を連続した季節に栽培する手法であり、一種類の作物を連続して栽培すると発生する病原菌や害虫の蓄積を防ぐなどの利点があります。輪作はまた、土壌の養分枯渇を防ぐために、さまざまな作物の養分要求のバランスを取ることを目的としています。輪作の伝統的な要素は、穀物やその他の作物と順番にマメ科植物や緑肥を使用することで窒素を補給することです。輪作は、深根植物と浅根植物を交互に使用することで、土壌構造と肥沃度を改善することもできます。関連する技術として、商業作物の間に複数の種類の被覆作物を植える方法があります。これは、集約農業と連続被覆および混作の利点を組み合わせたものです。
作物の灌漑は、世界の淡水使用量の 70% を占めています。[ 47 ] 最も古く、最も一般的なタイプの湛水灌漑は、通常、不均一に分配されます。これは、畑の一部に十分な量の水を供給するために、畑の一部に余分な水が供給される可能性があるためです。センターピボットまたは横移動スプリンクラーを使用する頭上灌漑は、はるかに均等で制御された分配パターンを実現します。点滴灌漑は最も高価で使用頻度の低いタイプですが、最小限の損失で植物の根に水を供給します。[ 48 ]
集水域管理対策には、雨水や地表流出水を貯留し、地下水涵養に利用する涵養池の設置が含まれます。これは地下水井戸の補充に役立ち、最終的には土壌浸食を軽減します。ダムで堰き止められた河川は貯水池を形成し、広範囲にわたる灌漑やその他の用途に水を供給します。より小規模な地域では、灌漑池や地下水が利用されることもあります。
農業においては、体系的な雑草管理が通常必要とされ、多くの場合、耕うん機や液体除草剤散布機などの機械によって行われます。除草剤は特定の標的を枯らし、作物には比較的害を与えません。これらの除草剤の中には、雑草の成長を阻害することで作用するものがあり、多くの場合、植物ホルモンをベースとしています。雑草が除草剤耐性を持つようになると、除草剤による雑草防除はより困難になります。解決策としては、以下のようなものがあります。
農業において、段々畑とは、灌漑用水の急速な地表流出を遅らせたり防いだりするための土壌保全法として設計された、丘陵地の耕作地の平らな部分のことです。多くの場合、このような土地は複数の段々畑に形成され、階段状の外観を呈します。等高線耕作のように、崖の自然な等高線に沿って段々畑で稲作を行う人間の景観は、バリ島やフィリピンのイフガオ州バナウエにあるバナウエの棚田の典型的な特徴です。ペルーでは、インカ帝国は、アンデンと呼ばれる段々畑を作るために、乾式石積み壁を築くことによって、それまで利用できなかった斜面を利用しました。
水田は、稲作やその他の半水生作物の栽培に使用される、水浸しの耕作地です。水田は、マレーシア、中国、スリランカ、ミャンマー、タイ、韓国、日本、ベトナム、台湾、インドネシア、インド、フィリピンなど、東アジアおよび東南アジアの稲作国の典型的な特徴です。ピエモンテ（イタリア）、カマルグ（フランス）、アルティボニット渓谷（ハイチ）などの他の稲作地域にも見られます。水田は、川や湿地沿いに自然に発生することもあれば、丘陵地にも建設されることがあります。灌漑には大量の水が必要で、その多くは洪水によるものです。水田は、栽培されている稲の品種に適した環境を提供し、多くの種類の雑草には不向きです。湿地で快適に過ごせる唯一の役畜種である水牛は、アジアの水田で広く利用されています。[ 49 ]
米の集約生産における最近の発展は、米集約システムである。[ 50 ] [ 51 ] 1983年にマダガスカルでフランスのイエズス会司祭アンリ・ド・ローラニエ神父 によって開発された[ 52 ]このシステムを使用する小規模農家の数は、2013年までに400万から500万人に増加した。[ 53 ]
養殖とは、水生天然産物（魚、貝類、藻類、海藻、その他の水生生物）の栽培のことである。集約養殖は、陸上ではタンク、池、その他の制御されたシステムを使用して、海ではケージを使用して行われる。[ 54 ]
持続可能と考えられている集約的な農業手法は、農地の劣化を遅らせ、土壌の健全性や生態系サービスを再生するために開発されてきた。これらの手法は、有機農業、あるいは有機農業と慣行農業の統合というカテゴリーに分類される可能性がある。
牧草栽培では、除草剤を散布せずに穀物作物を牧草地に直接植えます。多年生の牧草が穀物作物の生きたマルチング下層を形成し、収穫後に被覆作物を植える必要がなくなります。牧草地は穀物生産の前後に集約的に放牧されます。この集約的なシステムは、新しい表土を形成し、年間最大 33 トンの CO 2 /ha を隔離しながら、同等の農家の利益 (家畜の飼料の増加による部分もある) をもたらします。[ 55 ] [ 56 ]
バイオインテンシブ農業は、単位面積当たりの効率、エネルギー投入量、水投入量などの効率を最大化することに重点を置いている。
アグロフォレストリーは、農業と果樹園・林業の技術を組み合わせることで、より統合的で多様性があり、生産性が高く、収益性があり、健康的で持続可能な土地利用システムを構築する。
間作は収量を増加させたり、投入資材を削減したりできるため、（潜在的に持続可能な）農業の集約化と言えます。しかし、単位面積当たりの総収量は増加する一方で、個々の作物の収量は減少することが多いです。また、単作栽培に最適化された農業機械に依存している農家にとっては、労働投入量の増加につながるなど、課題も存在します。
垂直農法とは、都市部において、人工照明を備えた多層構造の建物内で、ハーブ、マイクログリーン、レタスなどの低カロリー食品を大規模に集約的に生産する農法である。
統合型農業システムとは、ゼロウェイスト農業や統合型多栄養段階養殖など、複数の生物種の相互作用を伴う、進歩的で持続可能な農業システムのことです。この統合の要素には、以下のようなものがあります。
世界の人口は2050年までに97億人に達し、2085年頃にピークを迎えると予測されている約103億人に達すると推定されている。この食料生産が行われる条件によって、それに伴う環境、社会、経済コストが決まる。しかし、農地への土地転換が進むと、森林、草原、湿地などの他の生態系とそのサービスに影響が出るため、農業拡大の可能性は限られている。[ 59 ]
工業型農業は大量の水、エネルギー[ 60 ]、工業用化学物質を使用し、耕作地、利用可能な水、大気の汚染を増加させています。除草剤、殺虫剤、肥料は地下水や地表水に蓄積されます。工業型農業は地球温暖化の主な要因の1つであり、温室効果ガスの正味排出量の14～28%を占めています。[ 61 ]
工業型農業の負の影響の多くは、畑や農場から離れた場所で現れる可能性がある。例えば、中西部からの窒素化合物はミシシッピ川を下ってメキシコ湾の沿岸漁業を劣化させ、いわゆる海洋デッドゾーンを引き起こす。[ 62 ]
多くの野生の動植物種が地域的または国家的な規模で絶滅し、農業生態系の機能は大きく変化しました。農業の集約化には、景観要素の喪失、農地や畑の規模の拡大、殺虫剤や除草剤の使用増加など、さまざまな要因が含まれます。殺虫剤や除草剤の大規模な使用は、害虫の耐性の急速な発達につながり、除草剤や殺虫剤の効果をますます低下させています。[ 63 ]農薬は、ミツバチのコロニーの個々のメンバーが消失するコロニー崩壊症候群に関与している可能性があります。 [ 64 ] （農業生産は、多くの種類の果物や野菜の受粉をミツバチに大きく依存しています。）
集約農業は、寄生虫が自然宿主集団で遭遇する条件とは大きく異なる寄生虫の増殖と伝播の条件を作り出し、生活史特性や病原性などのさまざまな特性に対する選択を変化させる可能性がある。最近のいくつかの流行は、集約農業の慣行との関連性を浮き彫りにしている。たとえば、伝染性サケ貧血（ISA）ウイルスは、サケ養殖場に大きな経済的損失をもたらしている。ISAウイルスは、1900年以前に分岐したヨーロッパと北米の2つの異なる系統群を持つオルソミクソウイルスである（Krossøy et al. 2001）。[ 65 ]この分岐は、ケージ養殖サケの導入以前に、野生のサケ科魚類にウイルスの祖先型が存在していたことを示唆している。ウイルスは垂直感染（親から子へ）によって広がった。
米国技術評価局の調査では、工業型農業に関して、「統計レベルでは、農場規模の拡大傾向と農村地域の社会状況との間に負の相関関係がある」と結論付けている。[ 68 ]農業の単作は、社会的および経済的なリスクを伴う可能性がある。[ 69 ]
この記事は、無料コンテンツ作品からのテキストを組み込んでいます。CC BY 4.0ライセンス（ライセンスステートメント/許可）に基づき使用しています。テキストは、国際連合食糧農業機関（FAO）発行の「世界の土地と水資源の現状：2025年版」から引用しています。
{{cite web}}:|author=一般的な名前を持っています (ヘルプ)回転放牧は、より多くの放牧区画、より短い放牧期間、より長い休牧期間を伴う、より高度な管理を伴う。
生産者が集約放牧システムに移行する理由は数多くあります。これには以下が含まれます...
{{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)米国最大の低酸素域、そして世界で2番目に大きい低酸素域は、ミシシッピ川に隣接するメキシコ湾北部に形成されます。NOAAのアニメーションからのこの画像は、農場（緑色の領域）と都市（赤色の領域）からの流出水がミシシッピ川に流れ込む様子を示しています。この流出水には、肥料、下水処理場、その他の発生源からの過剰な栄養分が含まれています。
中北部諸州では、特定のポプラ種およびハイブリッドの集約栽培は、それらを攻撃する可能性のある多くの昆虫や病気を適切に制御できる場合に限り、最大の木材繊維生産を達成する最大の機会を提供する。 [...] [...] 単作栽培への傾向 [...] は、作物システムの昆虫や病気に対する脆弱性を高める。ウイルス病による陰湿な災害の最大の可能性は、栄養繁殖する多年生作物の単作栽培にある。
かつて多様性があった場所に単一作物、かつて数千種類あった作物の単一品種といった工業的な単作栽培は、生物多様性と遺伝的多様性に対する打撃でもある。[...] 単作栽培は弱く、害虫の被害、病気、悪天候の影響を受けやすい。
単作は、比較的不安定な農業生態系であることに加えて、社会的および経済的混乱による災害にも脆弱である。