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雑草とは、特定の状況において望ましくないと考えられている植物であり、人間の好み、ニーズ、目標と相反する場所に生育する植物です。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]農地、果樹園、庭園、芝生、公園、レクリエーションスペース、住宅地、工業地帯において、危険、美観を損なう、管理された環境で制御が困難、またはその他の理由で望ましくない特性を持つ植物はすべて雑草とみなされる可能性があります。[ 4 ] [ 2 ] [ 5 ]雑草の概念は農業において特に重要であり、作物を栽培する畑に雑草が存在すると、収穫量に大きな損失が生じる可能性があります。[ 6 ]侵入種、つまり生態系の全体的な機能と生物多様性に悪影響を与える環境に導入された植物も、時には雑草とみなされることがあります。[ 7 ] [ 8 ]
分類学的には、「雑草」という用語には植物学的な意味はありません。なぜなら、ある状況で雑草とされる植物が、望ましい状況で生育している場合は雑草ではないからです。広く雑草とみなされている植物の中には、庭園やその他の栽培環境で意図的に栽培されているものもあります。そのため、一部の植物は有益な雑草と呼ばれることもあります。同様に、前の作物から自然に生えてきた植物は、次の作物で生育している場合は雑草とみなされます。したがって、同じ植物に対して、丈夫な先駆植物、世界的に分布する種、自生植物、「都市の自生植生」など、別の名称が付けられることがあります。[ 9 ]
植物が雑草かどうかは文脈によって異なるが、一般的に雑草と定義される植物は、撹乱された環境で繁栄し、破壊または根絶することが特に困難である生物学的特性を広く共有している。特に、雑草は、意図的に栽培された植物と同様に、人間の管理下で繁栄するように適応している。[ 1 ]地球上で農業が始まって以来、農業雑草は人間の作物や農業システムと共進化しており、農業環境での適応性が明らかになった後、一部はそれ自体が作物として栽培化されてきた。[ 10 ]
より広義には、「雑草」という用語は、植物界以外の種、つまり多様な環境で生き残り、急速に繁殖できる種に対して、軽蔑的な意味で用いられることがある。この意味では、人間にも適用されることがある。[ 11 ]
雑草防除は農業や園芸において重要である。その方法には、鍬を使った手作業による耕うん、耕うん機を使った動力耕うん、マルチングや土壌太陽熱消毒による窒息、高温による致死的な萎凋、焼却、除草剤による化学的攻撃、そして雑草の数を減らすための輪作や休耕地などの耕種的方法がある。[ 12 ]
雑草は、人間が環境を乱した状況を利用して急速に進化する植物という意味で、約12,000年前の新石器時代の農業革命に対応して進化してきたと長らく考えられてきた。しかし、研究者たちは、イスラエルの23,000年前の遺跡であるオハロIIで、同様の振る舞いをする「原始的な雑草」の証拠を発見した。[ 13 ]
雑草を望ましくない植物のカテゴリーとして捉える考え方は、歴史を通じて普遍的であったわけではない。西暦1200年以前には、雑草防除への関心や、雑草防除のみを目的とした農業慣行に関する証拠はほとんど存在しない。その理由の一つとして、人類の歴史の大部分において、女性や子供は雑草防除のための安価な労働力として豊富に存在していたにもかかわらず、それが直接的に認められていなかったことが挙げられる。[ 14 ]雑草は農業の始まりから存在し、「避けられない厄介者」として受け入れられてきたと考えられている。[ 15 ]
現代の意味での「雑草」を指す特定の用語で植物に名前が付けられてはいないが、「雑草」と解釈できる植物が聖書に言及されている: [ 8 ]
あなたゆえに地は呪われ、あなたは生涯、苦労して地から食物を得るであろう。地はあなたのためにいばらとあざみを生じさせ、あなたは野の草を食べるであろう。あなたは額に汗して食物を食べ、ついには土に帰るであろう。[ 16 ]
初期のローマの著述家の中には、農地での除草活動について言及している者もいるが、前近代の雑草防除はおそらく耕作の副次的な効果であった。[ 17 ]古代エジプト人、アッシリア人、シュメール人は「雑草」という特定の言葉を持っておらず、すべての植物に何らかの用途があると考えていた。英語の「weed」は古英語の「weod 」に由来し、これは現代の用法のように植物のカテゴリーではなく、ウォードを指していた。中世初期のヨーロッパの薬草書では、それぞれの植物に独自の「効能」があるとされていた。[ 18 ]
16世紀までに、「雑草」という概念は、ウィリアム・シェイクスピアの作品で比喩的に言及されているように、「有害な」または望ましくない種類の植物としてより適切に定義されるようになった。[ 18 ]シェイクスピアの作品における雑草への言及の例は、ソネット69に見られる。
あなたの美しい花に雑草の悪臭を加えてください。/ しかし、なぜあなたの匂いがあなたの見た目に合わないのか、/ それはあなたが普通に育つ土壌のせいなのです。[ 19 ]
この時期のロンドンでは、貧しい女性たちが庭や中庭の除草作業で低賃金を受け取っていた。[ 20 ]
宗教改革後、人間の堕落後の自然の劣化と、自然を支配し服従させるという人類の役割と義務を強調するキリスト教神学がより発展し、広まった。ヨーロッパの様々な著述家は特定の植物を「害獣」や「汚物」と呼んだが、そう呼ばれた植物の多くは庭師や薬草師、薬剤師に重宝され、目的や価値のない植物などあり得ないという考えに疑問を呈する者もいた。[ 18 ]雑草の駆除を義務付ける法律は早くも17世紀に登場し、1691年にはニューヨークで、家の前の「有毒で悪臭を放つ雑草」の除去を義務付ける法律が制定された。[ 21 ]
19世紀には、ヨーロッパの町や都市で雑草の駆除に人力作業が用いられ、化学的な除草方法も登場した。例えば、1831年のフランスの雑誌には、硫黄、石灰、水を鉄製の大釜で煮沸した混合物が、石畳の間に草が生えるのを防ぐ効果的な除草剤として記録されている。[ 20 ]
雑草と道徳的または精神的な堕落との文化的結びつきは、19 世紀末のアメリカの都市で根強く残っていた。都市の拡大と発展は、19 世紀のアメリカで雑草にとって理想的な生息地を作り出した。[ 21 ]その結果、改革者たちは雑草を、都市環境を悩ませていた不潔、病気、道徳的腐敗というより大きな問題の一部と見なし、雑草は「浮浪者」やその他の犯罪者、好ましくない人々の隠れ家と見なされた。セントルイス・ポスト・ディスパッチ紙は、雑草がジフテリア、猩紅熱、腸チフスの原因であると報じた。[ 21 ] 1905年から1910年の間に、セントルイスでは雑草が腸チフスやマラリアの原因であると考えられ、主要な公衆衛生上の危険とみなされるようになり、全国で雑草防除法の採用を促進するのに役立つ雑草防除のための法的先例が確立された。[ 21 ]
植物のカテゴリーとしての「雑草」は、密接に関連する概念である荒地性種と先駆種と重なります。[ 22 ]先駆種は、既存の植物や土壌群集が何らかの形で破壊または損傷を受けた、撹乱された環境に特に適応しています。撹乱への適応により、雑草は望ましい作物、牧草地、または観賞植物よりも有利になることがあります。生息地の性質とその撹乱は、どのタイプの雑草群集が優占するかに影響を与え、あるいは決定します。[ 23 ]雑草生態学では、一部の専門家は「3つのP」の関係について言及しています。それは、植物、場所、知覚です。これらは非常に多様に定義されていますが、HG ベイカーが列挙した雑草の特性は広く引用されています。[ 24 ] [ 25 ]
このような荒地や先駆植物の例としては、砂丘や風が吹き荒れる土壌が移動する地域、沖積平野、河岸や三角州、繰り返し焼失する地域など、自然に発生する撹乱された環境に適応した植物が挙げられる。 [ 26 ]人間の農業や園芸の実践は、雑草が適応してきたこれらの自然の撹乱を模倣することが多いため、一部の雑草は、農地、芝生、庭、道路脇、建設現場などの人間が撹乱した地域で生育し、増殖するのに効果的に適応している。農業の実践が継続し発展するにつれて、雑草はさらに進化し、人間は生息地を操作し、雑草の個体数を制御しようとすることで、雑草に進化的な圧力をかけている。 [ 10 ]
雑草は、他の植物にとって厳しい、あるいは敵対的な環境下でも生き残り、繁栄する能力があるため、極限環境生物と考えられてきた。[ 27 ]
撹乱に適応した先駆植物としての進化の遺産により、ほとんどの雑草は非常に高い表現型可塑性を示し、個々の植物は環境条件に応じて形態、成長、外観を適応させる可能性を秘めている。[ 22 ] 1個体内で幅広い環境に適応できる可能性は、「万能遺伝子型」と呼ばれることもある。[ 28 ]撹乱に適応した植物は通常、急速に成長し、急速に繁殖し、一部の一年生雑草は1回の生育期に複数世代を経る。これらの植物は、土壌シードバンクで何年も生存する種子を持つことが多い。多年生雑草は、土壌表面の下に広がる地下茎を持つか、または、カキドオシ（Glechoma hederacea）のように、地面を這って根を張り広がる匍匐茎を持つことが多い。[ 29 ]これらの特性により、多くの撹乱に適応した植物は雑草として非常に成功している。[ 22 ]
個々の植物が環境に適応する能力に加えて、雑草の個体群は、従来の進化モデルが想定するよりもはるかに速く進化します。[ 28 ]農業環境に定着すると、雑草は人間の管理によって課せられる選択圧に適応するために進化的な変化を遂げることが観察されています。例としては、種子の休眠性の変化、季節的な生活環の変化、植物の形態の変化、除草剤に対する耐性の進化などが挙げられます。[ 10 ]生活環が速く、個体群が大きく、大量の種子を遠くまで散布できる能力も、これらの一般的な特徴を持つ雑草種が急速に進化することを可能にしています。[ 30 ]
雑草の概念は、人間の活動によって雑草が本来の分布域外に持ち込まれる傾向があることと、導入された種が雑草とみなされることがあるという点の両方において、侵入種の概念と重なる部分がある。多くの雑草種は、人間の移住や商業活動と並行して、本来の地理的分布域から移動し、世界中に広がっている。雑草の種子は、穀物の収穫後に作物と一緒に収集され、輸送されることが多いため、人間は輸送の媒介者であると同時に、雑草種がよく適応する撹乱された環境の生産者でもある。その結果、多くの雑草は人間の活動と密接な関係を持つことになる。[ 31 ] [ 32 ]
植物が新しい環境に導入されると、元の環境で競合したり捕食したりする動物や植物が存在しないため、優勢になることがあります。これは「天敵仮説」と呼ばれることもあり、これらの専門的な捕食者から解放された植物が優勢になることがあります。例として、偶然導入された後、北米で数百万ヘクタールの優良穀物畑や牧草地を脅かしたクラマスウィードがあります。この植物を食べることに特化したクラマスウィードハムシは、第二次世界大戦中に輸入されました。数年以内に、クラマスウィードは道路脇の珍しい雑草にまで減少しました。[ 33 ] [ 34 ]捕食や相互競争関係がない場所では、雑草は成長と繁殖に利用できる資源が増えます。新しい環境に導入された一部の種の雑草性は、在来植物がまだ適応していないアレロパシー化学物質の生成によって引き起こされる可能性があり、これは「新兵器仮説」と呼ばれることもあります。これらの化学物質は、既に生育している植物の成長や、種子や苗の発芽と成長を制限する可能性があります。[ 35 ] [ 36 ]雑草の成長は、生態遷移における後続種の成長を阻害することもあります。[ 37 ]
導入された種は、新しい環境に適応するために急速な進化を遂げることが観察されており、植物の高さ、大きさ、葉の形、分散能力、繁殖量、栄養繁殖能力、菌根ネットワークへの依存度、表現型の可塑性のレベルの変化が数十年から数世紀の時間スケールで現れます。[ 38 ]侵入種は、元の環境よりも新しい環境の方が適応性が高く、侵入している地域では元の地域よりも広い範囲を占めることがあります。類似種間の交雑により、周囲の環境によりよく適応した新しい侵入植物が生まれることがあります。また、中国のセイタカアワダチソウなどの一部の侵入個体群では、倍数性が強く選択されていることも観察されています。多くの雑草種は現在、ほぼ世界中で見られ、地域の個体群が環境に適応するための新しい適応が見られます。[ 28 ]
雑草の悪影響の中には機能的なものもあります。農業では、雑草は食料や繊維の生産を妨げ、作物の収穫量の減少や損失を防ぐために防除する必要があります。その他の場面では、芝生、景観設計、運動場、ゴルフコースなど、美観、装飾、レクリエーションの目的を妨げます。侵入種の場合、導入された種が在来植物と競合し、生態系の健全性と機能に広範囲にわたる損害を与えるため、環境上の懸念事項となることがあります。[ 40 ] 一部の雑草種は、放置すると在来植物や作物と競合したり、家畜に害を及ぼしたりすることが多いため、政府当局によって有害雑草に分類されています。[ 41 ]これらは多くの場合、個体数と拡散を制限する自然の制御がほとんどない地域に偶発的または不注意に持ち込まれた外来種です。[ 42 ]
さまざまな状況において、雑草は次のような悪影響を及ぼす可能性があります。
「湿り気と野生が失われた世界は、一体どうなるのだろう？ それらをそのままにしておこう。 ああ、そのままにしておこう。野生と湿り気を。 雑草と荒野よ、永遠なれ。」
「雑草」という言葉は一般的に否定的な意味合いを持つが、雑草として知られる植物の多くは有益な特性を持っている。タンポポ（Taraxacum）やアカザなど、多くの雑草は食用であり、その葉や根は食品や薬草として利用できる。ゴボウは世界の多くの地域で一般的であり、東アジアではスープや薬の材料として使われることがある。[ 48 ]雑草の中には有益な昆虫を引き寄せるものもあり、それによって作物を有害な害虫から守ることができる。雑草は害虫が作物を見つけるのを妨げることもある。なぜなら、雑草の存在は害虫が餌を探すために使う肯定的な手がかりの発生を阻害するからである。雑草は「生きたマルチ」としても機能し、地表を覆うことで水分の損失を減らし、浸食を防ぐことができる。雑草は土壌の肥沃度を高めることもある。例えば、タンポポは主根で土壌の奥深くからカルシウムや窒素などの栄養素を吸い上げ、クローバーは根に窒素固定細菌を宿し、土壌を直接肥沃にします。タンポポはまた、過剰に耕された畑の硬盤層を砕き、作物の根系をより深く成長させるのに役立ついくつかの種の1つでもあります。園芸植物の中には、耕作地の雑草として起源を持ち、園芸に適した花や葉を持つように選択的に育種されたものもあります。庭で栽培されている作物雑草の例としては、ヨーロッパの小麦畑で一般的な雑草であったが、現在では園芸植物として栽培されることもあるウズイカ（Agrostemma githago）があります。[ 49 ]
先駆種として、雑草は撹乱事象後に生態遷移のプロセスを開始します。雑草の急速で積極的な成長は、新たに露出した裸地の侵食を急速に防ぎ、人為的撹乱による表土の流出を大幅に遅らせています。 [ 50 ]
雑草は適応能力が非常に高いため、気候変動への適応に不可欠なツールや知識を人間に提供できる可能性があると示唆されている。一部の研究者は、雑草種の研究が作物育種に貴重な洞察をもたらす可能性がある、あるいは雑草自体が丈夫で気候変動に強い作物になる可能性を秘めていると主張している。適応力の高い雑草は、作物に有用な特性を与えることができる遺伝子組み換え遺伝子の供給源にもなり得る。[ 22 ]
オーストラリアでは、自然シーケンス農業と呼ばれる方法を用いて、雑草種が土地の再生に利用されてきた。この方法では、在来種がまだ再生できない劣化した地域を、外来雑草が安定させ、再生することができる。[ 51 ]
「我々は地球上で最も爆弾に強い種族の一つでなければならない。」
生物学者がよく使う別の定義は、植物だけでなく、あらゆる環境に素早く適応できる種である。[ 11 ]雑草種の特徴としては、繁殖力が強く、広く分散し、さまざまな生息地に生息し、変わった場所に個体群を確立し、撹乱された生態系で成功し、一度定着すると根絶に抵抗する能力などがある。このような種は、他の種が適応できないため、人間が支配する環境でよく繁殖する。一般的な例としては、ハト、ドブネズミ、アライグマなどがある。人間の活動が他の種の生態系を破壊したため、人間の環境に実際に生息していなくても、他の雑草種は分布域を拡大することができた。これには、コヨーテ、オジロジカ、コウウチョウなどが含まれる。[ 11 ]
環境悪化により人類が絶滅する可能性があるという考えに対し、古生物学者のデイビッド・ジャブロンスキーは、人類は雑草種であると反論している。他の雑草種と同様に、人類は多様な環境に広く分布しており、環境がどれほど破壊されても絶滅する可能性は非常に低い。[ 11 ]
シロツメクサは芝生では雑草とみなされることもあるが、他の多くの状況では飼料、蜂蜜、土壌窒素の望ましい供給源である。[ 52 ] [ 53 ]
雑草とみなされることが多い植物の簡単なリストを以下に示します。
多くの外来雑草はそもそも意図的に持ち込まれたものであり、当時は厄介者ではなく、むしろ有益なものと考えられていた可能性がある。
雑草防除は、農業環境やその他の管理された環境内で雑草の成長と繁殖を阻止、減少、または防止するために人間が使用するさまざまな方法を包含します。雑草防除の中には、雑草が新しい領域に侵入するのを阻止するための手順を実施する予防的なものもあります。文化的雑草防除には、雑草にとって好ましくない環境になるように管理された環境を形成することが含まれます。[ 56 ] [ 57 ]いったん雑草が領域に存在すると、雑草とその種子を駆除するためにさまざまな手段が用いられます。雑草は適応性が高いため、雑草防除に単一の方法に頼ると、すぐに感受性のない雑草の侵入や適応につながります。雑草に適用される総合的病害虫管理は、雑草防除と予防の複数の方法を統合した雑草防除計画を指します。[ 58 ]
予防的な雑草防除の方法には、機器の洗浄、近隣地域の既存の雑草が種子を生産するのを阻止すること、雑草に汚染されている可能性のある種子や堆肥を避けることなどがある。[ 59 ]さまざまな耕種的雑草防除方法が使用されており、被覆作物、輪作、最も競争力のある作物の品種の選択、マルチング、最適な密度での植え付け、間作などがある。[ 60 ]
機械的な除草方法には、雑草を物理的に切断したり、根こそぎにしたり、その他の方法で破壊することが含まれます。小規模農場では、手作業による除草が主な除草方法ですが、大規模農場が農業を支配するようになると、この方法は実行不可能になります。[ 6 ]しかし、多くの作業では、手作業による除草は除草の避けられない要素となる場合があります。[ 57 ]耕起、刈り取り、焼却は、大規模における機械的な除草の一般的な例です。新しい技術により、機械的な除草の選択肢が広がります。新たに登場した機械的な除草方法の1つは、電気を使用して雑草を枯らすものです。[ 61 ]
機械による雑草防除は、除草剤の使用に取って代わられつつある。[ 62 ]除草剤への依存は、雑草の除草剤耐性の急速な進化をもたらし、以前は効果的だった除草剤処理が雑草防除に役立たなくなっている。[ 63 ]特に、かつては雑草防除における画期的な進歩と考えられていたグリホサートは、農業に初めて導入されたときに大きく依存され、その結果、耐性が急速に出現した。[ 64 ] 2023年現在、58種の雑草がグリホサートに対する耐性を獲得している。[ 65 ]
雑草の除草剤耐性は、植物が絶えず進化するにつれて、急速に新たな、ますます困難な形態へと発展してきた。非標的部位耐性（NTSR）は、植物の祖先が一度も曝露されたことのない除草剤を含む複数の除草剤に対する耐性を同時に付与する可能性があるため、特に対処が難しい。[ 66 ]除草剤のローテーションやタンク混合など、耐性を回避するために除草剤の散布を調整するさまざまな方法は、耐性の発生を防ぐ効果に関してすべて疑問視されている。[ 67 ]
雑草の習性を理解することは、耕起、表面の掻き起こし、より有益な被覆作物の促進、畑での種子の蓄積防止など、非化学的な雑草防除方法にとって重要です。たとえば、アマランサスは食用植物ですが、主流の現代農業では雑草とみなされています。アマランサスは大量の種子（1株あたり最大100万個）を生産し、種子は何年も持ち、早期に発芽して急速に成長します。アマランサスを防除しようとする人々は、「今年の種子は来年の雑草になる！」という格言を引用します。[ 68 ]しかし、アマランサスを回復力のある食料源として評価する別の見方もあります。[ 69 ]
雑草の粘り強さ、野性味、そして雑草がもたらす仕事や自然とのつながりを高く評価する人もいる。クリストファー・ロイドは著書『よく手入れされた庭』の中で次のように書いている。
多くの庭師は、手作業による除草は、よく言われるようなひどい苦役ではないことに同意するだろう。中には、そこに一種の心地よい単調さを見出す人もいる。そうすることで、次の小説の筋書きを練ったり、親戚の最近の理不尽な言動に対して、気の利いた返答を磨いたりする余裕が生まれるのだ。[ 70 ]
人為的な気候変動により気温と大気中の二酸化炭素が増加すると、多くの雑草は制御が難しくなり、分布域が拡大し、その一方で「雑草」として認識されにくい種が減少すると予想されます。例えば、米国南東部全域に分布する悪名高い侵略性つる植物であるクズは、気候変動により北方に拡大すると予想されています。将来の気候条件下における農業雑草の競争力の増大は、将来の作物栽培能力を脅かします。既存の雑草管理方法は、将来の気候条件の変化下ではおそらく機能しなくなるため、世界の食料安全保障のためには新しい農業技術が必要になります。提案されている技術は、除草剤への依存から脱却した総合的なものであり、アグロフォレストリーの積極的な導入や、雑草抑制のためのアレロパシー作物残渣の使用などが含まれます。 [ 71 ]