IPM 技術による病害防除技術 IPM の基本概念と新たな展開 1 県内往復 500km の露地ナス生物多様性調査 学生 農家 大野も勉強? IPM の意義をこれまでのさまざまな定義を含めて検討する 現場への適用に際して問題点と改善点に関する議論を深める 宮崎大学農学部植物生産環境科学科応用昆学研究室大野和朗 3 Integrated Pest Management (IPM) 国連食糧農業機関 (FAO) による (1967) Food and Agriculture Organization of the United Nations あらゆる適切な技術を相互に矛盾しない形で使用し 経済的被害を生じるレベル以下に害個体群を減少させ かつその低いレベルに維持するための害管理システム 農薬至上主義 天敵至上主義 4 総合的有害生物管理 IPM IPM とは 収量の維持または増加を図るため 環境や社会へのリスクを最小にし 農家の利益にもなる防除手段の合理的な組み合わせシステム (Kogan, 1998) 総合的害管理の重要なコンセプト 1) 複数の防除法の合理的統合 2) 経済的被害許容水準 3) 害個体群管理システム 5 IPM とは 経済的損失が生じる水準 (EIL) 以下に 害密度を保つ そのために あらゆる可能な防除技術 ( 生物的 耕種的 物理的 化学的防除 ) を相互に矛盾しない形で組み合わせる 農生態系 (Agro-Ecosystem) の長期的安定性と持続性 (sustainability) の維持を可能にする 特に 自然界に存在する天敵などを最大限に活用する 化学農薬は 害の発生消長をモニタリングしながら 経済的損害が生じる場合に限り 実施する 注 )IP M は化学農薬を否定するものではない 6 IPM が意味し 目指すところ 各種の防除手段を併用する 農薬の集中的 無制限な使用を控え 効率的な利用を進める そのため 防除が必要な害密度つまり要防除密度を設ける 現場での害の発生動向を正確に把握 害個体群の変動つまり個体群動態を把握する 総合的病害 雑草管理の定義 IPM の目的 総合的病害 雑草管理 (IPM) 実践指針 ( 農林水産省 ) より 7 http://www.maff.go.jp/j/syouan/syokubo/gaicyu/g_ipm/index.html 宮崎大学農学部 ( 植物生産環境科学科 ) 1
IPM の基本的な実践方法 25 20 農薬 15 使用 10 量 5 kg/ha 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 日本韓国オランダイギリスフランスドイツアメリカ 農地あたり農薬使用量の推移 (OECD; 経済協力開発機構調べ ) 12 あるバラ農家のつぶやき Can you believe? 1 年に300 日近く 農薬を散布している水稲果樹露地栽培花き施設栽培殺剤花き露地栽培殺菌剤野菜施設栽培露地その他露地根菜類露地葉菜類露地果菜類 0 1 2 3 4 5 6 7 kg/10a 図 2 日本における作物毎の農薬投下量 (1996 年 ~1997 年調べ ) ( 農林水産省調査 1998) 13 単植栽培 ( モノカルチャー ) 自然植生の排除肥料の過剰施肥農薬の集中的使用作物 ( 寄主有用昆作物での栄除草剤殺剤植物 ) の大の生息場養的不均衡量供給所破壊オトリ植殺剤害に対す物や天敵抵抗性作物への寄生物多様性る脆弱性増繁殖場所主転換の低下大の排除誘導多発天敵生 ( リサー排除害の誘引自然制御力ジェンス ) ( 天敵等 ) の害の生活低下環成立二次害害問題の深刻化の顕在化図 1 単植栽培における害問題と農薬の悪循環 (Nicholls & Altieri (2007)) より作図 大きな疑問 総合的病害 雑草管理 病害管理と雑草管理は相容れるものか? 基本的なコンセプトの矛盾 単植栽培総合的作物管理 ( モノカルチャー ) 自然植生の排除植生管理肥料の過剰施肥適正施肥管理農薬の集中的使用農薬の選択的使用 作物インセクタリー プラント ( 寄主有用昆植物 ( 天敵温存植物 ) の大 ) の生息場リフュージ量供給所破壊 ( 天敵の隠れ場所 ) ランドスケープ マネージメン作物への寄ト生物多様性主転換 ( 景観管理 ) の低下 害の誘引生物多様性の向上自然制御力 ( 天敵等 ) の害の生活生態系サービスの活用低下環成立 ( 自然制御の取り込み ) 栽培作業との整合性 作物での栄栄養的均衡養的不均衡 植物の防御害に対す機構増大る脆弱性増大 害問題の深刻化害の低密度平衡 除草剤 殺剤 オトリ植選択的農薬の使用殺剤物や天敵抵抗性 土着天敵の保護繁殖場所の排除誘導多発天敵雑草維持 活用生 ( リサー排除 ( 天敵の発生源確保 ) ジェンス ) 二次害生物多様の顕在化性の向上 宮崎大学農学部植物生産環境科学科応用昆学研究室 Laboratory of Applied Entomology, UOM 生態系サービス ( 自然制御 ) を取り入れた農業 有機栽培コーヒー園 Organic, sustainable, fair trade インドネシアアグロポリス 17 IPM における重要な基準 :EIL 経済的被害許容水準 (EIL:Economic Injury Level) 害の密度と収量の関係式から導かれ 害の被害が経済的に許容できる最低限度 ( 損害限界 ) 時の害密度 このレベルを超えると 防除コストが防除による利益を上回る 要防除密度 (CT, ET, AT) (Control threshold, Economic threshold, Action threshold) 防除をしなければ EIL を超えるまで害密度が増加すると判断される害密度 つまり防除が必要な限界密度 18 宮崎大学農学部 ( 植物生産環境科学科 ) 2
経済的被害許容水準と要防除密度の関係 害密度 EIL 要防除密度 時間 被害 被害許容限界 要防除密度 害密度 被害許容水準 (EIL) 19 日本における EIL と ET の例 水稲 トビイロウンカ 0.36 匹 / 株 (8 月上旬 )ET ミナミアオアカメムシ 5.4~6.1 匹 /50 回すくい取り (ET) 果樹 ミカンハダニ春葉 1,150 匹 / 葉 (EIL) チャノキイロミウマ 10 匹 / 黄色粘着トラップ (ET) 野菜 ミナミキイロミウマナス0.06 匹 / 葉 (EIL 5% 減収 ) 20 記帳 化学的防除 生物的防除 耕起 定植 IPM 耕種的防除 長期予報 トラップ 発生予察 被害許容水準 County commisions,north Dakota State University and U.S. Department of Agriculture cooperating. 21 農家圃場での IPM の限界 IPM 実行に不可欠な要素である EIL E T が確立されていない 害密度のモニタリング ( 発生予察 ) 無理 各県の病害防除所による発生予察は県内全域の発生動向を調査するが 農家圃場単位でのモニタリングはできない 経済的被害許容水準と要防除密度 栽培期間中に EIL や ET が変化する場合もある 害個体数 EIL ET EIL ET IPM の定義 FAO( 国連食糧農業機関 )2003 年 IPM とは 全ての利用可能な病害防除技術を慎重に考慮のうえ 病害密度の増加を抑え かつ農薬およびその他の防御措置を経済的に適正で 人の健康と環境へのリスクを軽減あるいは最小に維持する適切な手段の統合をいう 総合的病害管理では 農業生態系内の撹乱を可能な限り減らし 健康な作物の生長を重視し 自然の病害抑制メカニズムを取り入れる 天敵などを組み入れた IPM では EIL や ET そのものが化学防除の場合と大きく変わる ( 大野 ) 22 時間 ( 定植から収穫 栽培終了まで ) 23 農薬はあくまで最終手段! 24 総合的害管理 IPMは生態学に基盤を置くアプローチであり 自然制御 害除去 化学農薬等を利用した害防除が目的 自然制御 (Natural Control) には 作物管理 気象条件 作物抵抗性 生物的防除資材が含まれる R. Smith and R. van den Bosch による IPM (Integrated Control) の定義害個体数を減少させるかまたは経済的被害を及ぼさない水準以下に管理するため あらゆる適切な手法を用いる 化学農薬の限界や不利な点を理解 対象作物での経済的被害許容水準の決定 害の発生状況調査や監視 農薬散布の精度向上 さらに生物的防除因子 ( 天敵 ) の使用方法や信頼性向上に努めながら 自然制御因子を最大限に引き出すことができる 生物的防除は作物に対する被害を抑えるため 捕食者 捕食寄生者 昆寄生性微生物 拮抗生物 競争生物を利用する方法 25 IPM とは? 農家が使う総合的害管理 (IPM) 戦略とは 害 雑草や病気による作物への被害を防ぐためのものである IPMの取り組み : 抵抗性品種 栽培方法 天敵 発生モニタリング 適正な農薬使用など なぜIPMなのか? IPM 技術は 環境の保全 質の高い作物の生産 農地の収益性維持に役立つ 26 IPM の理想と生産現場の現実 感受性低下 抵抗性害の出現輪番施用 ( ローテーション散布 ) 効果の高い農薬の利用に集中 天敵などの自然制御力を最大限に利用使用される農薬の大半は非選択的農薬 発生予察 EIL に基づく適正な農薬散布害は発生させない スケジュール散布 新規薬剤の効力低下 農薬散布に追われる毎日 輸入野菜などによる 生産物の価格低迷 資材費の高騰 天敵昆等の費用高 ( 普通に考えると使えない ) 普及センター 農協の統合 後継者不足と高齢化 Sustainability 持続可能な農家? 27 宮崎大学農学部 ( 植物生産環境科学科 ) 3
栽培面積 (10ha) 総合的害管理 (IPM) オランダは 21 世紀ミレニアムに向けて天敵利用技術を開発 農薬の大幅削減を達成した! 機械的 耐性 生物的物理的防除組み替え防除伝統的 ( 永続的 ) 天敵保護生物的防除 遺伝的防除生物農薬化学農薬不妊放飼接種的放飼大量放飼 IPM の基本概念と新たな展開 2 慣行的 IPM(conventional-IPM) から 天敵を基幹とした Biointensive-IPM までの推移 海外で開発 生産された天敵が日本にも輸入され 少しずつ野菜ハウスなどで使われている 農薬に依存した農業を変えるチャンス? 農家の皆さんはきつい農薬散布から解放される! 天敵利用って 環境に易しい!! 果樹園森林街路樹河川 露地野菜果樹園水田 施設野菜施設果樹 施設野菜露地野菜 Eilenberg et al., (2001) を一部修正 網掛け部分を追加 28 29 30 25 20 農薬 15 使用 10 量 5 kg/ha 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 日本韓国オランダイギリスフランスドイツアメリカ オランダは天敵利用技術の開発により 農薬の大幅削減を達成した 1000 800 600 400 200 ピーマン栽培面積 チリカブリダニ ククメリスカブリダニ アブラバチ他 タイリクヒメハナ 0 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1991 1992 地域農家の参加で創る 生態系活用型農業 なぜ 科学先進国日本が農薬使用量トップなのか? 1) 大学が農業現場や地域農家から遊離 2) 技術普及に関する大学の意識欠如 3) 実態とかけ離れた実験室 学内圃場での試験研究の展開 4) 基礎研究と応用研究を結ぶ努力の欠如 5) 現場に根差した普及教育システムの欠如 31 オランダにおける天敵利用面積の推移 IPM 新たな取り組み 慣行 IPM vs 天敵 IPM conventional IPM vs Biointensive IPM 慣行 IPM 化学合成農薬を優先的に使用する 元々の IPM の概念では 各種防除手段を併用し 農薬利用は最終的な解決手段であった 慣行 IPM に対する批判のひとつは 各種防除手段との整合性 特に生物的防除 ( 自然制御 ) が取り込まれていない点にある 農薬の過剰使用へ Biointensive IPM 選択性農薬や生物農薬 (Biopesticides) を最終的な手段としながら リスクを最小限にするため に各種防除手段を併用する 抵抗性品種 作物の健全性維持 輪作 交信かく乱フェロモン 天敵等による自然制御などを最大化する 生物的防除に基盤を置いた IPM が今注目されているのは 天敵を含めた自然の制御因子を取り込むことが 持続可能な農業につながるという理由からである 34 35 36 宮崎大学農学部 ( 植物生産環境科学科 ) 4
Biointensive IPM ATTRA (Appropriate Technology Transfer for Rural Areas), USDA (2001) 自然植生の排除 単植栽培 ( モノカルチャー ) 肥料の過剰施肥 農薬の集中的使用 慣行 IPM vs 天敵 IPM conventional IPM vs Biointensive IPM 作物 ( 寄主植物 ) の大量供給作物への寄主転換 有用昆の生息場所破壊生物多様性の低下 作物での栄養的不均衡害に対する脆弱性増大 除草剤おとり植物や天敵繁殖場所の排除 殺剤殺剤天敵抵抗性排除 慣行 IPM では 化学合成農薬を優先的に使用する 本来の IPM の概念では 各種防除手段を併用し 農薬利用は最終的な解決手段とされている 害の誘引害の生活環成立 自然制御力 ( 天敵等 ) の低下 誘導多発生 ( リサージェンス ) 二次害の顕在化 生物的防除を基盤とした IPM では 天敵の働きを補完するため 必要な場合に選択性農薬を中心に防除を実施 害問題の深刻化 37 38 39 IPM のバージョン アップそれとも IPM の進化? 化学的防除中心の IPM(chemically-based IPM) 総合的農薬管理 (Integrated Pesticide Management) 生態学に基盤を置いた IPM (Ecologically-based IPM) 生物的防除を基幹とした IPM (BC-IPM) 化学的防除中心の IPM IPM に対する批判 IPM 修正版 持続性 生物多様性の向上 The Evolution of IPM to ICM in Vegetable Crops 野菜作物における総合的害管理 (IPM) から総合的作物管理 (ICM) への進化 ヨーロッパおよび北アメリカでは IPMはもはや単独で成り立つ技術ではない 経済的あるいは市場の現実性 複雑な生物間の関係を考慮することで IPMは総合的作物管理 (ICM) の一部として進化してきた 高知県での天敵利用の取組 : 雑然さの中の秩序? 剪定後の葉を圃場に残す 天敵が好む雑草を圃場内に残す 他の作物を植えておく ( 餌となる害の発生 ) 環境 ( 生態系 ) へのリスク 総合的作物管理 (ICM) 農家や生産者が取り組むことを考えるなら ICM を想定した IPM 技術の開発は当然!? 40 41 42 抑制栽培キュウリから半促成栽培ナスナスポット苗への天敵移動 (2011 年 ) 0.6 0.6 苗の花苗の葉 0.4 0.4 0.2 0.2 BC-IPM の最終ゴールは 天敵が活動 繁殖できる空間 ( 植生管理や栽培作業の修正により ) を確保することで 害の発生に備えるシステムを作る 総合的作物管理 :ICM 有機農法と慣行農法の間に位置する生産手段 ICM は消費者からの二つの異なった要求の妥協点でもある 0.0 カブリダ ニ ミ成 ミ幼 コナ成 コナ幼 アブラ無翅 アブラ有翅 0.0 カブリダ ニ ミ成 ミ幼 コナ成 コナ幼 アブラ無翅 アブラ有翅 一般的な指導は 前作の残渣は圃場外に持ち出し 圃場内やその周辺に残渣を残さない 例えが悪いかもしれませんが 常に多様な天敵群集 ( 軍団?) により 害に対する早期警戒体制や出撃体制を維持 確立すること 農薬を低減した 環境に優しい農業 ICM 安全 入手容易 新鮮 きずのない 形 大きさとも申し分ない食料 ( 藤 吉村, 未発表データ ) 個人的意見 :BC-IPMでは 従来のIPMに比べ 発生予察や発生モニタリング EILなどの生態学的 ( しかし 適用の難しい ) ツールに依存する度合いは低くなるのでは? 44 注 )IPMがあればICMの概念は不要という意見がある しかし 有機農法や慣行農法に対して IPM 農法 という概念を並列的に議論できないことから 45 宮崎大学農学部 ( 植物生産環境科学科 ) 5
オハイオ州立大学普及昆学科 IPM 研修資料 休憩 南西アジア ~ バングラディシュ洪水と貧困の国 日米バ三国プロジェクト : バングラデシュ農業大学院計画 Institute of Postgraduate Studies in Agriculture (IPSA) Goals of an IPM Program IPMプログラムの目標 Effectively manage pest populations 害個体群の効率的管理 Limit damage caused by pests 被害軽減 Reduce the exposure of humans to pesticides 農薬被爆の低減 Limit negative environmental impact 環境負荷の低減 Make the program cost effective 防除体系の効率化 Components of an IPM Program IPMプログラムの構成要素 Monitor and effectively identify pest populations 同定と発生予察 Determine action levels 要防除密度設定 Apply IPM management strategies IPM 戦略の適用 Evaluate program effectiveness プログラム評価 Educate all people involved 教育研修 1988~1990 昆学長期専門家 アメリカ 5 大学 &USAID+ 九州大学 &JICA 46 教員数 22 名 その他 48 名 47 宮崎大学農学部 ( 植物生産環境科学科 ) 6