雑草対策

雑草防除は害虫防除の一種で、特に有害な雑草の成長を止めたり減らしたりすることで、栽培植物や家畜を含む望ましい動植物との競合を減らし、自然環境では外来種が在来種と競合するのを防ぐことを目的としています。^[1]

農業では雑草の防除が重要です。その方法には、鍬を使った手耕、耕運機を使った動力耕、マルチによる窒息、高温による枯死、焼却、除草剤（除草剤）による化学的防除などがあります。

雑草は生産性の高い作物や牧草地と競合します。雑草は有毒であったり、不快であったり、イガやトゲを生成したり、収穫物を汚染したり家畜に害を及ぼしたりして、望ましい植物の使用や管理を妨害することがあります。

雑草は、場所、栄養、水、光をめぐって作物と競合します。小さくて成長の遅い苗は、大きくて元気な苗よりも影響を受けやすいです。タマネギは発芽が遅く、細くて直立した茎を作るため、最も影響を受けやすい植物の 1 つです^{[引用が必要]}。対照的に、ソラマメは大きな苗を作り、莢が膨らむ重要な時期の水分不足の期間を除いて、影響を受けることははるかに少ないです^{[引用が必要]}。無菌の土壌または培養土で育てられた移植作物は、発芽した雑草よりも有利なスタートを切ります。

雑草の競争力も、条件や季節によって変わります。アカザ( Chenopodium album ) などの背の高い生育力の強い雑草は、隣接する作物に最も顕著な影響を及ぼす可能性がありますが、晩夏に発生するアカザの苗は小さな植物しか生み出しません。背の低いハコベ( Stellaria media ) は、夏の間は背の高い作物とうまく共存できますが、冬を越した植物は早春に急速に成長し、タマネギや春野菜などの作物を圧倒する可能性があります。^{[引用が必要]}

雑草が存在することは、必ずしも作物に害を及ぼすことを意味するわけではありません。特に、雑草と作物の両方が干渉を受けずに成長できる初期の成長段階ではそうです。しかし、成長が進むにつれて、それぞれがより多くの水と栄養素を必要とし始めます。推定によると、雑草と作物は、競合が顕著になるまでの約3週間は調和して共存できます。ある研究では、競合が始まった後、タマネギの球根の最終的な収穫量は1日あたり約4％減少したことがわかりました。^[2]

クサノオウやカタバミなどの球茎を持つ多年生雑草や、スギナ（Agropyron repens）やキンポウゲ（Ranunculus repens）などの地下茎を持つ多年生雑草は、食料を蓄えているため、干ばつや冬でも生き延びることができます。スギナなどの一部の多年生雑草は、アレロパシー化学物質を分泌し、近くの他の植物の成長を阻害します。^[3]

雑草は、栽培作物に蔓延する害虫や病気の宿主となることもあります。アブラナ科の植物やナズナは根こぶ病を媒介する可能性があり、ハコベ、オオヒメナズナ、ナズナはウナギムシを媒介することがあります。また、ウリ科の植物に壊滅的な被害をもたらすキュウリモザイクウイルスは、ハコベやグラウンドセルを含むさまざまな雑草によって媒介されます。

ヨトウムシなどの害虫は、最初は雑草を襲いますが、その後、栽培作物に移動することもあります。

植物の中には、ある農家からは雑草とみなされ、別の農家からは作物とみなされるものがある。アメリカ南東部でよく見られる雑草であるチャーロックは、畑作物の栽培者にとっては雑草だが、冬の間ずっと花が咲き、ミツバチやその他の花粉媒介者に花粉を提供する場所を探す養蜂家には重宝されている。チャーロックの花は、非常に厳しい凍結以外はすべて耐え、凍結が終わると回復する。

ハコベ、一年草、ナズナ、グラウンドセル、ファットヘン、オオバコ、スピードウェル、ヘアリービタークレスの1 年生および2 年生雑草は、種子をまき散らして繁殖します。多くの雑草は 1 シーズンに数回、なかには 1 年中大量の種子を生成します。グラウンドセルは 1,000 個の種子を生成し、暖冬の間も生成し続けるのに対し、セントレスメイウィードは 1株あたり 30,000 個以上の種子を生成します。これらの種子はすべてが一度に発芽するわけではなく、数シーズンにわたって、光にさらされるまで何年も土の中で休眠状態になります。ケシの実は80～100 年、ドックは50 年以上生きることができます。1 平方フィートまたは 1 平方メートルの土地に何千もの種子が存在する可能性があるため、土壌を少しでもかき乱すと、新しい雑草の苗が大量に発生します。

最も永続的な多年草は、小さな断片から再生できる地下の匍匐性根茎によって広がります。これには、カワラヒワ、ヒルガオ、オオバコ、イラクサ、ミヤマキリシマ、イタドリ、スギナ、ワラビ、および主根から側根を出すことができるツルアザミが含まれます。他の多年草は、地表に沿って広がるランナーを伸ばします。ランナーは匐しながら根を張り、裸地に急速に定着することができます。これには、ツルキンポウゲやキイチゴが含まれます。さらに別のグループの多年草は、匍匐茎、つまり、再び根を張るために地面に反り返る茎によって広がります。これらの中で最もよく知られているのは、キイチゴです。

雑草防除計画は、通常、生物学的、化学的、文化的、物理的/機械的防除に分類される多くの方法で構成されています。^[4]

家庭菜園での雑草対策には、雑草マットと呼ばれる、雑草が生育するのに適さない環境を作り出す素材で地面を覆う方法があります。たとえば、湿らせた新聞紙を何層か重ねると、その下の植物に光が届かなくなり、植物が枯れます。

黒いプラスチックの場合、温室効果で植物が枯れてしまいます。黒いプラスチックシートは覆う部分の雑草を防ぐのに効果的ですが、完全に覆うことは困難です。しつこい多年生植物を根絶するには、シートを少なくとも 2 シーズンそのままにしておく必要があります。^{[引用が必要]}

いくつかの植物は、草本の雑草を抑制する根分泌物を生成すると言われています。マンジュギクは、カウチとグランドエルダーに効果があると言われています^{[5] 。一方、}コンフリーの境界線は、カウチを含むいくつかの雑草の侵入に対する障壁として機能するとも言われています。5〜10センチメートル（2.0〜3.9インチ）のウッドチップ マルチの層は、いくつかの雑草の発芽を防ぎます。

砂利は無機質マルチとして機能します。

灌漑は、水田の場合のように、耐水性の稲作以外の植物を枯らす雑草防除手段として使用されることがあります。

多くの庭師は今でも、再び芽生えてしまう可能性のある根も残すように注意しながら、手作業で雑草を地面から引き抜いて除去しています。

雑草の葉や茎が現れたらすぐに除草すると、多年生植物は最終的に弱って枯れてしまいますが、ヒルガオなどの植物の場合は根気が必要です。イラクサの蔓延は、少なくとも年に 3 回刈り込み、3 年間繰り返し行うことで対処できます。キイチゴも同様の方法で対処できます。

自然の茂みの中での雑草駆除として、主に手作業で行われる非常に成功した除去プログラムとして、タスマニアのシー・トウダイグサ遠隔地チームによるシー・トウダイグサの駆除がある。^[6]

耕作には、土を耕す、異種間耕作、夏季耕作が含まれます。耕作により雑草が根こそぎ引き抜かれ、枯らします。夏季耕作は害虫駆除にも役立ちます。

さまざまな種類の耕耘機を使用した機械耕作により、栽培過程のさまざまな段階で作物の周りの雑草を取り除くことができます。

水生雑草収穫機であるアクアモグは、水域を覆う雑草を除去するために使用することができます。^[7]

いくつかの熱処理法で雑草を防除することができます。

火炎除草では、雑草から数センチ離れたところから炎を当てて雑草を焦がし、突然激しく加熱します。 ^[8]火炎除草の目的は、必ずしも植物を焼くことではなく、雑草のタンパク質を変性させて致命的に枯らすことです。同様に、熱風除草機は種子を破壊されるまで加熱することができます。火炎除草機は、古苗床（早めに苗床を準備して水やりをし、そこから生えてきた雑草の新芽を枯らしてから作物の種子を蒔く）や出芽前火炎除草（作物の種子を蒔いた後、苗が土から出てくる前に、数日から数週間にわたって雑草の苗に火炎を当てる）などの技術と組み合わせることができます。

高温の泡は細胞壁を破壊し、植物を枯らします。除草バーナーは土壌を急速に加熱し、植物の表面部分を破壊します。雑草の種子は耐熱性であることが多く、乾いた熱で成長が促進されることもあります。

19世紀以来、土壌蒸気殺菌は土壌から雑草を完全に除去するために使用されてきました。いくつかの研究結果では、雑草とその種子に対する湿熱の高い有効性が裏付けられています。^[9]

土壌の太陽光処理は、状況によっては、芝生を維持しながら雑草を除去するのに非常に効果的です。植えられた芝生は、不要な雑草よりも熱や湿度に対する耐性が高い傾向があります。^{[引用が必要]}

精密農業では、新しい農業ロボットや機械がレーザーを使って雑草を防除する「レーザー除草」と呼ばれる技術を利用できる。^{[10]その利点としては、「作物や}土壌の健康増進、除草剤使用量の減少、化学薬品や労働コストの削減」などが挙げられる。 ^[10]

1998年、オーストラリア除草剤耐性イニシアチブが発足しました。15人の科学者と技術スタッフが集まり、現地調査、種子の収集、耐性の試験、耐性の生化学的および遺伝的メカニズムの研究を行いました。デュポン社との協力により、除草剤のラベル表示が義務付けられ、各作用機序がアルファベットの文字で明確に識別されるようになりました。^[11]

オーストラリア除草剤耐性イニシアチブの重要な革新は、雑草の種子に焦点を当てたことです。ライグラスの種子は土壌中で数年しか持たないため、農家が新しい種子の到来を防ぐことができれば、毎年の芽の数は減少します。新しいアプローチが導入されるまで、農家は意図せずに種子を助けていました。コンバインがライグラスの種子を茎から解き放ち、畑に撒き散らします。1980年代半ば、数人の農家がコンバインの後ろに「チャフカート」と呼ばれる屋根付きのトレーラーを連結し、籾殻と雑草の種子を捕らえました。集められた材料はその後燃やされます。^[11]

代替案としては、種子を半メートル幅の帯状の畑（ウィンドロウ）に集中させ、収穫後にその畑を焼却して種子を破壊する方法がある。2003年以来、西オーストラリア州の農家の約70％がウィンドロウ焼却を採用している。^[11]

さらに別のアプローチとして、ハリントン・シード・デストラクタがあります。これは石炭粉砕ケージミルを改造したもので、最大1500rpmで回転する鋼棒を使用しています。この方法では、有機物はすべて畑に残り、燃焼は発生しませんが、種子の95%が死滅します。^[11]

もう一つの手作業による技術は「古い種床」で、これは土を耕した後、1週間ほど休ませるというものです。最初の雑草が生えてきたら、栽培者は目的の作物を植える前に、雑草を軽く除けます。しかし、新しく除けた床でも、他の場所から飛来した種子や、通りすがりの動物の毛皮で運ばれた種子、または輸入された肥料から運ばれた種子の影響を受けます。

埋設点滴灌漑は、点滴テープを植栽床近くの地中に埋め込むことで、雑草が水に近づくのを制限しながら、作物が水分を得られるようにします。この方法は、乾燥期に最も効果的です。^[12]

雑草を窒息させて枯らす作物（麻^[13]、 ムクナ、その他の作物）を輪作することは、雑草を駆除する非常に効果的な方法です。これは除草剤の使用を避け、輪作のメリットを得る方法です。

生物学的雑草防除計画は、生物学的防除剤、生物除草剤、放牧動物の使用、および天敵の保護から構成されます。^[14]散布後、雑草種子の捕食者、例えばオサムシや小型脊椎動物は、土壌表面から雑草種子を除去し、種子バンクのサイズを縮小することで、雑草の抑制に大きく貢献します。いくつかの研究は、雑草の生物学的防除における無脊椎動物の役割を裏付ける証拠を提供しています^{[15] [16]}

アメリカ西部全域で、ヤギを使ってトウダイグサやヤグルマギク、その他の有毒雑草を駆除する企業が急増している。^[17]

上記の雑草防除法では、化学物質をまったく使用しないか、またはごく少量しか使用しません。これらの方法は、有機栽培の園芸家や有機農家に好まれています。

しかし、雑草の抑制は除草剤の使用によっても達成できます。選択的除草剤は、特定の対象を殺しながら、目的の作物を比較的無害に保ちます。これらの中には、雑草の成長を妨げる作用を持つものもあり、植物ホルモンをベースにしたものが多くあります。除草剤は一般的に次のように分類されます: ^{[引用が必要]}

• 接触型除草剤は、除草剤に接触した植物組織のみを破壊します。一般的に、これらは最も速く作用する除草剤です。根や塊茎から再生する多年生植物には効果がありません。
• 全身性除草剤は葉面散布され、植物全体に浸透して大量の組織を破壊します。グリホサートは現在最も多く使用されている全身性除草剤です。
• 土壌除草剤は土壌に散布され、対象植物の根によって吸収されます。
• 発芽前除草剤は土壌に散布され、雑草の種子の発芽や早期成長を防ぎます。

農業では、通常、大型液体除草剤の「フローター」噴霧器や空中散布などの機械による大規模で体系的な手順が必要です。

これらは、土壌、健康、昆虫などに対して、いくつかの重大な悪影響を及ぼす可能性があると考えられています^{[18] [19] [20]。これが、ここで説明した代替手段の開発を部分的に説明する可能性があります。また、ロボットや機械を使用して少量を}高精度に散布するなど、影響が少ない除草剤を使用する体系的な手順もあります。^{[21] [22]}

有機的な雑草防除には、製造された化学物質を散布する以外の方法が含まれます。満足のいく防除を達成するには、通常、複数の方法を組み合わせて使用​​します。

硫黄は、状況によっては英国土壌協会の基準内で認められます。

ブッシュ再生のブラッドリー法では、作業の多くを生態学的プロセスを利用して行います。

多年生雑草も種子によって繁殖します。タンポポやハナミズキの空中種子は遠くまで飛んでいきます。タンポポやドックランも深い主根を張ります。主根は地中に広がらないものの、地面に残っている部分から再び成長することができます。

個々の戦略の効果を維持する一つの方法は、全く異なる方法で作用する他の戦略と組み合わせることである。例えば、種子の標的化は除草剤と組み合わせられてきた。オーストラリアでは、種子管理はトリフルラリンとクレトジムと効果的に組み合わせられてきた。^[11]

耐性は、標的植物種が、以前はその植物を防除するために使用されていた化学物質に反応しない場合に発生します。除草剤への過度の依存と、予防的または他の栽培方法の欠如が、除草剤耐性雑草の進化と拡散につながったと主張されています。^{[23] [24]世界中で}除草剤耐性雑草の数が増加しているため、同じまたは類似の作用機序を持つ除草剤の頻繁な使用を減らし、化学物質を他の雑草防除方法と組み合わせることが警告されています。これは「総合的雑草管理」と呼ばれています。^[25]

1970年代にオーストラリアの羊農家の多くが牧草地で小麦のみを栽培するようになったため、除草剤耐性が最近になって重大な問題となった。小麦畑では、導入されたライグラスの品種は羊の放牧には適しているものの、小麦と激しい競争を繰り広げる。ライグラスは種子を大量に生産するため、放っておくと畑を完全に窒息させてしまう。除草剤は優れた防除効果を発揮し、耕作の必要性が減るため土壌の破壊も軽減した。10年余りで、ライグラスやその他の雑草は耐性を獲得し始めた。オーストラリアの農家は再び進化し、技術の多様化を始めた。^[11]

1983年、ライグラスの群落は、アセチルコエンザイムA カルボキシラーゼと呼ばれる酵素を阻害する除草剤の一種であるホーグラスに対して耐性を獲得した。^[11]

ライグラスの個体数は多く、農家が多くの品種を植えていたため、遺伝的多様性もかなりあった。ライグラスは風によって交配されるため、遺伝子は頻繁に入れ替わる。農家は安価なホーグラスを毎年散布して淘汰圧を生じさせていたが、コスト削減のために除草剤を薄めて植物の生存率を高めていた。ホーグラスはアセト乳酸合成酵素を阻害する除草剤にほとんど置き換えられたが、これも散布方法が悪かったことが一因だった。ライグラスは一種の「交差耐性」を発達させ、さまざまな除草剤を急速に分解するようになった。オーストラリアの農家はわずか数年で4種類の除草剤を失った。2013年の時点で、光化学系IIと長鎖脂肪酸阻害剤と呼ばれる2種類の除草剤だけが最後の希望となっていた。^[11]

国際的には、雑草学会が雑草の科学と管理における協力に役立っています。北米では、アメリカ雑草科学協会（WSSA）が1956年に設立され、Weed Science、Weed Technology、Invasive Plant Science and Managementの3つのジャーナルを発行しています。英国では、ヨーロッパ雑草研究評議会が1958年に設立され、後にヨーロッパ雑草研究協会という名前で範囲を拡大しました^{[26] [27]}この協会の主要ジャーナルはWeed Researchです。^[28]さらに、オーストラリア雑草協会評議会（CAWS）^[29]は オーストラリアの雑草に関する情報の中心として機能し、ニュージーランド植物保護協会（NZPPS）はニュージーランドでの情報共有を促進しています。^[30]

戦略的雑草管理とは、地区、地域、または国レベルで雑草を管理するプロセスです。オーストラリアでは、最初の雑草管理戦略はタスマニア^[31] 、ニューサウスウェールズ^[32]、南オーストラリア^[33]で1999年に策定され、その後1999年に国家雑草戦略が策定されました。^{[34] [35]}

ウィキメディア・コモンズには、雑草防除に関連するメディアがあります。

• ブラムブルのコントロール
• 作物の雑草
• 総合的害虫管理
• 侵入種
• 機械による雑草駆除
• マルチ
• 有害雑草
• 農薬散布