農薬散布

従来の農作物用殺虫剤は、発芽前または発芽後に散布されます。発芽前とは、植物の 発芽状態を表す用語です。従来の農業では、発芽前殺虫剤散布は、望ましくない微生物を除去し、作物が利用できる水、土壌栄養素、日光の量を最大化することで、新たに発芽した植物への競争圧力を軽減することを目的としています。発芽前殺虫剤散布の例としては、トウモロコシへのアトラジン散布があります。同様に、グリホサート混合剤は、早期に発芽する雑草を除去し、後作の準備として、農地で発芽前に散布されることがよくあります。発芽前散布機は、柔らかい土壌の上を浮くように設計された大きくて幅の広いタイヤを備えていることが多く、土壌の圧縮と植え付け済み（ただしまだ発芽していない）作物への損傷の両方を最小限に抑えます。右の写真のような3輪散布機は、タイヤが同じ経路をたどらないように設計されており、畑に轍ができるのを最小限に抑え、下層土の損傷を制限します。

発芽後農薬散布では、目的とする生物への害を最小限に抑えるために、特定の化学物質を選択する必要があります。例えば、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸は、広葉雑草（双子葉植物）には害を与えますが、イネ科雑草（単子葉植物）には影響を与えません。このような化学物質は、例えば小麦作物に広く使用されています。また、多くの企業が、さまざまな農薬に耐性を持つ遺伝子組み換え生物を開発しています。例えば、グリホサート耐性大豆やBtトウモロコシなどがあり、これらは発芽後農薬散布における薬剤の種類を変えています。適切な化学物質を選択したとしても、高温などの環境要因によって、散布中に目的外の生物が損傷を受ける可能性があることも重要です。植物はすでに発芽しているため、発芽後農薬散布では、作物や土壌への被害を最小限に抑えるために、圃場との接触を限定する必要があります。一般的な工業用散布機器は、非常に背が高く細いタイヤを使用し、作物の高さに応じて昇降できる噴霧器本体と組み合わせます。これらの噴霧器は通常、生育中の作物の上まで上がることができるため、「高クリアランス」というラベルが付けられていますが、通常は1メートルか2メートルを超える高さにはなりません。さらに、これらの噴霧器は、畑を横断する回数を最小限に抑えるために、非常に幅の広いブームを備えていることが多く、これも作物の損傷を最小限に抑え、効率を最大化するように設計されています。工業農業では、特に広大な平野の草原農業では、幅120フィート（37メートル）の噴霧ブームは珍しくありません。これに関連して、空中農薬散布は、発芽した作物に農薬を追肥する方法であり、土壌や作物との物理的な接触を排除します。

エアブラスト噴霧器は、エアアシスト噴霧器またはミスト噴霧器とも呼ばれ、ブーム噴霧器や空中散布が効果的でない果樹などの背の高い作物によく使用されます。これらのタイプの噴霧器は、他の望ましい生物に望ましくない影響を与えない化学物質を選択するか、適切な緩衝距離を設けることによって、過剰散布（噴霧ドリフト）の懸念が少ない場合にのみ使用できます。これらは、作物、人間、動物に対する昆虫、雑草、その他の害虫に使用できます。エアブラスト噴霧器は、高速で流れる空気の流れに液体を注入し、少量の液体を高速で流れる空気の流れに導入することによって、大きな液滴をより小さな粒子に分解します。^{[ 6 ]}

フォガーは、非常に小さな粒子を生成するという点でミストスプレーヤーと同様の役割を果たしますが、異なる方法を使用します。ミストスプレーヤーがかなりの距離を移動できる高速の空気の流れを作り出すのに対し、フォガーはピストンまたはベローズを使用して、家や動物小屋などの密閉された場所でよく使用される、農薬の停滞領域を作り出します。^{[ 7 ]}

噴霧効率の低下の原因をよりよく理解するためには、一般的な（油圧式）噴霧ノズルによって生成される液滴サイズの広範囲な変化がもたらす影響について考察することが有益である。これは、噴霧塗布において最も重要な概念の1つとして長年認識されており（例：Himel、1969 ^{[ 8 ]}）、液滴の特性に大きなばらつきをもたらす。

歴史的に、生物学的標的（つまり害虫）への投与量の移行は非効率的であることが示されています。^{[ 9 ]} しかし、「理想的な」沈着と生物学的効果を関連付けることは困難を伴いますが、^{[ 10 ]}ヒスロップの詳細に対する懸念にもかかわらず、エンドドリフトと呼ばれるプロセスで、大量の農薬が作物からの流出によって土壌に無駄になっていることが何度か実証されています。これはあまり知られていない農薬ドリフトの形態であり、エクソドリフトの方がはるかに大きな世間の懸念を引き起こしています。農薬は従来、手持ち式噴霧器またはトラクターのブームに取り付けられた油圧式噴霧器を使用して散布され、そこで製剤は大量の水に混合されます。

液滴のサイズが異なると、拡散特性が大きく異なり、複雑なマクロおよびミクロ気候の相互作用の影響を受けます（Bache & Johnstone、1992）。液滴のサイズと風速に関してこれらの相互作用を大幅に単純化して、Craymer & Boyle ^{[ 11 ]}は、液滴がノズルからターゲットに移動する際の条件は基本的に 3 つのセットであると結論付けました。それは次のとおりです。

•  沈降が主な作用機序であり、通常は風速が低いときに大きめの（100μm以上）液滴が散布される。このサイズ以上の液滴は、除草剤による飛散汚染を最小限に抑えるのに適している。
• 乱流渦が支配的であり、通常は小さな液滴（50μm未満 ）が生成されます。これは、液滴を葉に引き付けるのに必要な力を提供する静電荷が存在しない限り、飛翔昆虫を標的とするのに最も適していると考えられています。（注：後者の効果は、通常10mm未満の非常に短い距離でのみ作用します 。）
• 沈降と飛散の両方の影響が重要な中間的な条件。ほとんどの農業用殺虫剤および殺菌剤の散布は、 「被覆率」（単位面積あたりの液滴数）を最大化するために、比較的小さな（例えば50～150μm）液滴を使用することで最適化されていますが、飛散の影響を受けやすいです。

1970年代と1980年代には、制御液滴散布（CDA）などの改良された散布技術が研究の大きな関心を集めましたが、商業的な普及は期待外れでした。液滴サイズを制御することで、超低容量（ULV）または極低容量（VLV）の農薬混合物の散布速度は、生物学的標的（つまり害虫）への散布タイミングと用量移行を改善することで、同等（または場合によってはそれ以上）の生物学的効果を達成できます。均一な（単分散）液滴を生成できるアトマイザーは開発されていませんが、回転式（回転ディスクとケージ）アトマイザーは通常、従来の油圧ノズルよりも均一な液滴サイズスペクトルを生成します（参照：CDAおよびULV散布装置、Wayback Machineに2018年5月30日にアーカイブ）。その他の効率的な散布技術には、帯状散布、餌付け、特定の顆粒の配置、種子処理、雑草拭き取りなどがあります。

CDAは合理的な農薬使用（RPU）技術の良い例である（Bateman、2003）が、残念ながら1990年代初頭から公的資金提供機関の間では不人気であり、多くの機関は農薬開発はすべて農薬メーカーの責任であるべきだと考えている。一方、農薬会社は、何らかの方法で製品に付加価値を与えることで利益を得られるのでなければ、より的確な標的設定と​​それに伴う農薬販売量の削減を広く推進することはまずないだろう。RPUは農薬の普及促進とは大きく異なり、多くの農薬関連企業は、減少傾向にある新たな「特効薬」分子を強引に売り込むよりも、製品管理の方が長期的に見て収益性が高いことに気づいている。したがって、RPUは作物保護に関わる多くの利害関係者間の協力のための適切な枠組みを提供する可能性がある。

害虫の生物学とライフサイクルを理解することも、液滴サイズを決定する上で重要な要素です。たとえば、農業研究局は、トウモロコシのオオタバコガ対策に使用される殺虫剤の理想的な液滴サイズを決定するための試験を実施しました。彼らは、殺虫剤が効果を発揮するためには、オオタバコガの幼虫が孵化するトウモロコシの絹糸を貫通する必要があることを発見しました。この研究は、より大きな殺虫剤の液滴が標的のトウモロコシの絹糸を最もよく貫通するという結論を出しました。^{[ 14 ]} 害虫の被害がどこから発生するかを知ることは、必要な殺虫剤の量を決定する上で非常に重要です。

噴霧器の品質を確保するためには、散布機器の試験と規格の設定が重要であり、ユーザーが費用に見合った価値を得られるようにする必要がある。^{[ 15 ]} ほとんどの機器はさまざまな油圧ノズルを使用しているため、BCPC システムをはじめとするさまざまな取り組みで噴霧品質の分類が試みられてきた。^{[ 16 ] [ 17 ]}

道路脇には、維持管理のために意図的に散布される除草剤と、隣接する場所での散布による除草剤の飛散の両方によって、大量の除草剤が散布される。これにより、しばしば標的以外の植物が枯死する。^{[ 18 ]}

家庭での害虫対策は、昆虫にとって不可欠な3つのもの、つまり住処、水、食べ物へのアクセスを制限することから始まります。このような対策を講じても昆虫が問題となる場合は、特定の害虫に有効成分を集中させた化学的方法を用いて駆除する必要が生じるかもしれません。[ 19 ] ^{「虫除けスプレー}」と呼ばれる虫除け剤は、プラスチックボトルまたはエアゾール缶に入っています。衣服、腕、脚、その他の末端に塗布すると、これらの製品の使用により、近くの昆虫を遠ざける傾向があります。これは殺虫剤ではありません。

害虫（主に昆虫やクモ類）を駆除するために使用される殺虫剤は、主にエアゾール缶に入っており、殺虫手段として昆虫やその巣に直接噴霧されます。ハエ駆除スプレーは、イエバエ、クロバエ、アリ、ゴキブリなどの昆虫やクモを駆除します。その他の製剤としては、昆虫が食べる餌と配合された顆粒や液体があります。多くの家庭害虫に対しては、殺虫剤とフェロモンまたは餌が入ったベイトトラップが市販されています。隙間スプレーは、幅木や配管など、家の中の開口部とその周辺に塗布されます。シロアリ駆除用の殺虫剤は、家の基礎の中やその周辺に注入されることがよくあります。

多くの家庭用殺虫剤の有効成分には、昆虫やクモ類の神経系に作用するペルメトリンやテトラメトリンが含まれている。

殺虫スプレーは、換気の良い場所でのみ使用してください。エアゾール製品やほとんどの殺虫剤に含まれる化学物質は、人間やペットにとって有害または致命的となる可能性があります。固形剤、ベイト剤、ベイトトラップを含むすべての殺虫剤は、野生動物、ペット、子供の手の届かない場所に設置してください。