プッシュプル農業害虫管理

プッシュ・プル技術は、忌避効果のある「プッシュ」植物と捕獲効果のある「プル」植物を使用して農業害虫を防除する混作戦略です。^[1]たとえば、トウモロコシやモロコシなどの穀物作物は、しばしば茎のボーラーに侵食されます。作物の周囲に植えられた草は害虫を引き寄せて捕獲しますが、トウモロコシの列の間に植えられたデスモディウムなどの他の植物は害虫を撃退し、寄生植物ストライガを防除します。プッシュ・プル技術は、ケニアの国際昆虫生理生態学センター(ICIPE) で、英国のロザムステッド研究所^[2]および国内パートナーと共同で開発されました。この技術は、大学、NGO、国立研究機関との共同作業を通じて小規模農家に教えられています。 ^[3]

プッシュ・プル技術では、行動修正刺激を使用して、茎ボーリング害虫と益虫の分布と生息数を操作し、茎ボーリング害虫を管理する。これは、化学生態学、農業生物多様性、植物間および昆虫と植物の相互作用に関する詳細な理解に基づいており、穀物作物とデスモディウム・アンキナタム（シルバーリーフ）^{[4] （プッシュ）などの忌避性間作を混作し、この間作の周囲の境界作物として}ネピアグラス（プル）などの誘引トラップ植物を植える。妊娠した茎ボーリングの雌は主作物から追い払われ、同時にトラップ作物に引き寄せられる。

混作計画における「プッシュ」は、揮発性化学物質（カイロモン）を放出する植物によって提供され、このカイロモンは茎穿孔蛾を撃退し、主作物（トウモロコシまたはモロコシ）から追い払います。プッシュ植物として最も一般的に使用される種は、デスモディウム属のマメ科植物（例えば、銀葉デスモディウム、D. uncinatum、および緑葉デスモディウム、D. intortum）です。デスモディウムはトウモロコシまたはモロコシの列の間に植えられ、茎穿孔蛾を撃退する揮発性化学物質（（E）-β-オシメンおよび（E）-4,8-​​ジメチル-1,3,7-ノナトリエンなど）を放出します。これらの情報化学物質は、トウモロコシなどのイネ科植物が昆虫食昆虫によって被害を受けたときにも生成されるため、茎穿孔蛾を撃退する理由が説明できます。^{[1] [5]}デスモディウムは低木なので作物の成長を妨げず、雑草を抑制し、土壌有機物含有量を増やし、窒素を固定し、土壌を浸食から安定させることで土壌の質を向上させることができます。また、非常に栄養価の高い動物飼料としても機能し、アレロパシーメカニズムを通じてストライガ雑草を効果的に抑制します。優れた忌避特性を示す別の植物は、モラセスグラス（Melinis minutiflora）です。これは、ダニ忌避と茎穿孔虫の幼虫寄生虫を引き付ける特性を持つ栄養価の高い動物飼料です。^[5]

このアプローチは、トウモロコシやモロコシの周囲や間に植えるコンパニオン作物の組み合わせに依存しています。栽培種と野生種の両方の草が、茎穿孔虫を引き寄せて捕獲することで、作物を保護するのに役立ちます。これらの草は、侵入した成虫の蛾が草自体が放出する化学物質に引き寄せられるトウモロコシやモロコシ畑の境界に植えられます。昆虫は、トウモロコシやモロコシの植物に止まる代わりに、より美味しそうな餌に向かいます。これらの草は、「プッシュ-プル」戦略の「プル」を提供します。また、茎穿孔虫の天敵の避難所としても機能します。良い捕獲作物には、ネピアグラス ( Pennisetum purpureum )、シグナルグラス ( Brachiaria brizantha )、スーダングラス ( Sorghum vulgare sudanense ) などのよく知られた草があります。ネピアグラスはトウモロコシやモロコシに比べて、魅力的な揮発性化合物（緑葉揮発性物質）を著しく多く生成します。これは、妊娠したメスのステムボーラーが宿主植物を見つけるための手がかりとなります。また、ネピアグラスが日暮れの最初の 1 時間（暗期）に生成するこれらの化合物の総量は約 100 倍増加します。この期間にステムボーラーは卵を産むために宿主植物を探し、差別的な産卵選好を引き起こします。^[6]しかし、ステムボーラーの幼虫の多く、約 80% は生き残れません。ネピアグラスの組織は幼虫の摂食に反応して粘着性のある樹液を生成し、幼虫を捕らえて約 80% の幼虫が死ぬからです。^[3]

東アフリカで最近行われた大規模なフィールド調査では、プッシュプル方式で栽培されたトウモロコシには、抗草食動物特性を持つ化合物である2つのベンゾオキサジノイド配糖体の含有量が多いことが示されています。これらの配糖体は、従来の畑のトウモロコシの葉と比較して、プッシュプル方式の畑のトウモロコシの葉に多く含まれていました。^[7]

デスモディウムは寄生雑草であるストライガも防除し、1作期あたり約2トン/ヘクタール（0.9ショートトン/エーカー）の大幅な収穫量増加をもたらす。^[要出典]窒素利用性の向上と光の競合から得られる利点に加え、D. uncinatumはアレロパシーを通じてストライガの成長を強力に抑制することがわかった。^{[8]これらの効果はデスモディウムの根で生成される}イソフラバノンに関連していると考えられており、その構造に応じてストライガの種子の発芽を促進したり、苗の成長を阻害したりすることができる。これらの効果が組み合わさって「自殺発芽」と呼ばれる現象を引き起こし、土壌中のストライガの種子バンクを減少させる。^[3] 他のデスモディウム種も評価されており、茎食い虫やストライガ雑草に同様の効果があり、現在トウモロコシ、モロコシ、キビの混作として使用されている。^[9]

デスモディウムは土壌有機物、窒素含有量、土壌生物多様性を増加させるだけでなく、水分を保持し、土壌温度を緩和し、浸食を防ぐことで土壌の質を高めます。 ^{[3] [10] [11] [12]}

プッシュプル農業は、余剰穀物、デスモディウム種子、飼料、牛乳の販売によるより大きな収入源を通じて、個々の小規模農家や自給農家のレベルで有益な経済的成果をもたらします。^[3] 経済研究では、農家にとってプッシュプル方式の投資収益率は、農薬使用の1.8、単一作物の0.8と比較して2.2を超えると計算されています。^{[疑わしい-議論] [13]}プッシュプル技術の開始コストは、デスモディウムとネピアグラスを植えるための労働力とこれらの種子の購入の必要性により大きく異なりますが、その後の栽培年にはコストが大幅に低下します。^[13]プッシュプル技術は、地域経済の活性化にも役立つと考えられています。^[3]これらの農家は収入が多いため、地域経済にお金を使うことができ、それがコミュニティ全体の生活水準と繁栄を高めます。^[3]

このような方法に対する主な経済的反対者は、モンサント社などの大規模な多国籍企業であり、彼らは化学農薬、肥料、そのような投入物を必要とする高収量種子などの季節投入物を生産しています。^[3]

トウモロコシの収穫量に影響を与える外部要因を除外した結果、トウモロコシの収穫量は61.9%増加し、トウモロコシの生産コストは15.3%増加し、トウモロコシから得られる平均純収入は38.6%増加したことが判明した。^[14]

ケニアでプッシュプル技術が導入された世帯では、技術を導入していない世帯と比較して、経済収入の増加が教育年数の増加、農村施設へのアクセスの改善、フィールドデーへの参加回数の増加と関連していることが明らかになった。^[14]さらに、技術の導入が現在の14.4%の割合で継続した場合、地域経済が閉鎖されたままの状況では貧困者とみなされる人が75,077人減少すると予想され、経済が開放された場合は貧困者とみなされる人が76,504人減少すると予想される。^[14]

プッシュプル技術は、主にサハラ以南のアフリカ以外で開発されたため（国際機関は今日、この技術の影響を最も拡大することを目指している）、当初は信頼の欠如に直面した。^[15]この不信感は、外部のエージェントが利己的な意図を隠しているのではないかという地元の疑念によって煽られた。^[15]新技術を導入するためのリソースも外部から提供される関係では、農民は与えられた指示に受動的に従うしかないと感じることが多い。しかし、エチオピアでは、プッシュプル技術の開発に農民が関与することを奨励し、プロセスをより協力的なものにしてこのギャップを埋めるための努力がなされてきた。^[15]さらに、前述のように、プッシュプル技術は伝統的な混作方法と非常に似ているため、コミュニティに受け入れられるようになった。

プッシュプル技術は、農作業における男性と女性の伝統的な役割を提供する方法のため、文化的に受け入れられ、調和していると広く見なされてきました。^[15]プッシュプル技術は既存の家族の枠組みに適合できるため、この慣行は既存の力学の全面的な見直しを必要としません。^[15]プッシュプル技術の実装をさらに進めるために、農民は、技術が彼らのニーズに最も適し、伝統的な慣行と一致するようにどのように実行されるかを決定する上で、参加型で影響力のある役割を果たしました。^[15]たとえば、地元の農民は、牛に引かせた鋤を使用して種子を播くラインを掘削することを好みました。 [15]一般的に、地元の農民の参加型リーダーシップを促進することにより、このようなプロジェクトの持続可能性の見通しが強化されると期待されます。 [ ^{15 ]}

プッシュプル技術は、ケニアの国際昆虫生理生態学センター（ICIPE） で、英国のロザムステッド研究所^[2]および1990年代の国内パートナーと共同で開発されました。^[16]プッシュプル戦略の研究開発は、英国のギャツビー慈善財団、ロックフェラー財団、英国の国際開発省、UNEPの地球環境ファシリティなど、多くのパートナーから資金提供を受けました。^[3]

この戦略は、高価な工業投入物ではなく、地元で入手可能な植物の使用に基づいているため、経済的に実現可能であり、多くの点でアフリカの伝統的な間作の慣行に似ているため、文化的にも適切です。 ^[3]このため、この方法はサハラ以南アフリカの食糧不安に対する一般的な解決策になると予想されています。この戦略はリソース集約的ではありませんが、知識集約的です。^[3]このため、プッシュプル技術の実装に対する知識の障壁を克服するために、マスメディアキャンペーンが開始され、公開会議が開催され、印刷物が配布され、農家同士や農家のフィールドスクールプログラムが設立されました。^[3]情報を広め、農家にプッシュプル方式の採用を促す最も効率的で影響力があり、費用対効果の高い方法は、フィールドデイ（採用率が約26.8％増加）、農家フィールドスクール（農家の決定に影響を与える可能性が22.2％）、農家教師（農家に技術を採用するよう説得する可能性が18.1％）であることが判明しました。^[13]さらに、フィールドデイに参加した農家の80％以上が、自分の土地で技術を採用していることがわかっています。^[13]

プッシュ・プル技術の採用率を高めるために講じられたもう一つの対策は、デスモディウムの種子と、この手法を始めるのに必要なその他の投入物を配布することである。^[13]種子とその他の必要な投入物の配布は、種子会社と地元の農業団体との提携を通じて可能になった。^[13]プッシュ・プル技術の普及を制限していたデスモディウムの種子の以前の不足と高価格に対処するために、集中的な種子生産イニシアチブが開始され、農業団体が種子を自ら増殖することが奨励された。^[13]これらの対策の結果、デスモディウムの種子の市場が刺激され、プッシュ・プル方式を自らの畑で実施したいと考えている小規模農家が種子をより入手しやすくなった。^[13]

ケニア、タンザニア、ウガンダだけでも、プッシュプル技術は68,800人の小規模農家によって採用されていますが、報告の欠落により、これらの数字は実際にはもっと多い可能性があります。^[13]サハラ以南アフリカのこれらの地域では、茎食い虫やストライガ、土壌の不毛、持続不可能な飼料供給の結果として、作物の生産が不安定になることが多いため、これらの問題に対するプッシュプルソリューションは、開始された集中的な教育キャンペーンにより、今後、年間採用率30％、潜在的には年間採用率50％で、より多くの小規模農家に採用されると予想されています。^[13]

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  ケニア、ムビタ ポイントの ICIPE にあるトウモロコシのプッシュプル農場。混作のDesmodium spp が見られます。
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  ケニアのムビタポイントにあるICIPEのトウモロコシのプッシュプル農場では、デスモディウムとトラップ作物が混作されている。
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  ソルガムのプッシュプル農園でトラップ作物のブラキアリアが栽培されている(ICIPE、ビタ ポイント、ケニア)

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