害虫防除についてメモ書きしています。
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害虫の加害様式
●直接害と間接害
○直接害
・ヨトウムシ、コナガなどによる茎葉の食害、アブラムシ類、カイガラムシ類による吸汁害など、作物の各部位が加害される。
○間接害
・その害虫により、間接的に被害を受けること。
・ウイルス病などの病原菌の媒介、食害痕から病原菌が侵入する場合がある。
●害虫の加害様式による分類
○外部から食害
・葉を食害
○食入性
・葉肉内に潜入、茎内に食入、枝幹に食入、莢・子実・果樹に食入
○外部から汁液を吸収
・茎葉部の吸汁、子実、果実の吸汁
○土壌中にいて加害
・作物の地下部を加害、地際部を加害
○直接害
・ヨトウムシ、コナガなどによる茎葉の食害、アブラムシ類、カイガラムシ類による吸汁害など、作物の各部位が加害される。
○間接害
・その害虫により、間接的に被害を受けること。
・ウイルス病などの病原菌の媒介、食害痕から病原菌が侵入する場合がある。
●害虫の加害様式による分類
○外部から食害
・葉を食害
○食入性
・葉肉内に潜入、茎内に食入、枝幹に食入、莢・子実・果樹に食入
○外部から汁液を吸収
・茎葉部の吸汁、子実、果実の吸汁
○土壌中にいて加害
・作物の地下部を加害、地際部を加害
物理的防除
●捕殺、遮断
・幼虫や蛹などの除去、袋かけ、寒冷紗やビニールによる被覆など。
・防除効果は高いが、資材費や労力が多くかかるのが欠点。
●光、色の利用
○光の利用
・青色誘蛾灯、ブラックライト、シルバーマルチ(アブラムシ類)、黄色蛍光灯(吸蛾類)など。
○色の利用
・アブラムシ類・コナジラミ類は黄色、ミナミキイロアザミウマは青白色に集まる
○熱の利用
・ハウスを密閉し、高温にして土壌中の線虫等を殺す加温法など。
・幼虫や蛹などの除去、袋かけ、寒冷紗やビニールによる被覆など。
・防除効果は高いが、資材費や労力が多くかかるのが欠点。
●光、色の利用
○光の利用
・青色誘蛾灯、ブラックライト、シルバーマルチ(アブラムシ類)、黄色蛍光灯(吸蛾類)など。
○色の利用
・アブラムシ類・コナジラミ類は黄色、ミナミキイロアザミウマは青白色に集まる
○熱の利用
・ハウスを密閉し、高温にして土壌中の線虫等を殺す加温法など。
耕種的防除
○輪作
・キタネコブセンチュウに対するイネ科作物の栽培
○間作や混作
・マリーゴールドの植え付けによるセンチュウ類からの被害回避
○移植
・マメ類の移植によるタネバエ、鳥からの被害回避
○ほ場周辺の雑草地の管理
・カメムシ類、コガネムシ類からの被害回避
○抵抗性品種の利用
・ジャガイモシストセンチュウに対する抵抗性品種キタアカリの栽培
・キタネコブセンチュウに対するイネ科作物の栽培
○間作や混作
・マリーゴールドの植え付けによるセンチュウ類からの被害回避
○移植
・マメ類の移植によるタネバエ、鳥からの被害回避
○ほ場周辺の雑草地の管理
・カメムシ類、コガネムシ類からの被害回避
○抵抗性品種の利用
・ジャガイモシストセンチュウに対する抵抗性品種キタアカリの栽培
生物的防除
●フェロモン防除
・性フェロモンを畑に充満させると、雄と雌との遭遇がかく乱され、交尾が減って産卵を減らすことができる。
・フェロモンは天敵と違い農薬の影響を受けないので、農薬防除との併用ができる。
○フェロモン
・動物が体外に分泌・放出して、同じ種の中でお互いの通信に使っている物質。
・性フェロモンで交尾。
・アリやハチは警報フェロモンで仲間に危険を知らせる。
・アリやシロアリは道しるべフェロモンでエサのありかを知る。
・集合フェロモンで集団行動。
●天敵利用
・果樹で成功例があるが、イネや野菜では成功例はほとんどない。
・天敵を利用するとなると害虫の発生を抑えるだけの生息数を維持するのが難しい。
・天敵類は化学農薬の影響を受けやすいので、農薬による防除との両立が困難。
・病気に対しては天敵のような手段がほどんどないので、害虫については天敵で解決できたとしても病気に対しては農薬による防除に頼らざるをえない。
・天敵を繁殖して、必要な数を必要な時だけ使うという方法が、主に野菜の施設栽培で行われている。
特にビニールハウスなどでは外部の影響を受けにくく、天敵の逃亡を防げること、露地栽培と比べると面積が小さいので天敵の数が少なくてすむという利点がある。
・性フェロモンを畑に充満させると、雄と雌との遭遇がかく乱され、交尾が減って産卵を減らすことができる。
・フェロモンは天敵と違い農薬の影響を受けないので、農薬防除との併用ができる。
○フェロモン
・動物が体外に分泌・放出して、同じ種の中でお互いの通信に使っている物質。
・性フェロモンで交尾。
・アリやハチは警報フェロモンで仲間に危険を知らせる。
・アリやシロアリは道しるべフェロモンでエサのありかを知る。
・集合フェロモンで集団行動。
●天敵利用
・果樹で成功例があるが、イネや野菜では成功例はほとんどない。
・天敵を利用するとなると害虫の発生を抑えるだけの生息数を維持するのが難しい。
・天敵類は化学農薬の影響を受けやすいので、農薬による防除との両立が困難。
・病気に対しては天敵のような手段がほどんどないので、害虫については天敵で解決できたとしても病気に対しては農薬による防除に頼らざるをえない。
・天敵を繁殖して、必要な数を必要な時だけ使うという方法が、主に野菜の施設栽培で行われている。
特にビニールハウスなどでは外部の影響を受けにくく、天敵の逃亡を防げること、露地栽培と比べると面積が小さいので天敵の数が少なくてすむという利点がある。
殺虫剤の作用機構
殺虫剤には昆虫の神経系の特定の部位を作用点とするものが多くある。
●神経系の基礎知識
・神経系を構成する細胞であるニューロンは、細胞体とそこからのびている軸索からなる。
・軸索の細胞膜内外の電位差が電気信号となる。
・電位差は膜内外のNa+イオン濃度によって生じる。神経が活動するとき(興奮状態)は、膜は部分的にNa+を通しやすくなって内側にNa+が流れ込む。興奮状態となった膜は、Na+を膜外へ汲み出す機構が働いて再び静止状態に戻る。
・軸索の先はシナプスという間隙を介して他のニューロンと接続する。
・伝達物質が放たれる側がシナプス前膜、伝達物質が作用する側がシナプス後膜。
・シナプス後膜には伝達物質受容体があって、これに伝達物質が結合することによって次のニューロンに神経信号が発生する。
・伝達物質であるアセチルコリン(Ach)は、Ach受容体に結合すると、次のニューロンが興奮して信号が伝達され、ほとんど同時にAchはAchエステラーゼという酵素で分解されてその働きを失う。
・ガンマアミノ酪酸(GABA)という伝達物質は興奮を抑える作用を持っている。GABAがその受容体に結合すると、神経の信号伝達が抑えられる。抑制系シナプス。
・神経系が正常に働くには、興奮性と抑制系の2種のシナプスが重要な役割を果たす。
●シナプスで作用する殺虫剤
①アセチルコリンエステラーゼ(AchE)阻害
・有機リン系、カーバメート系の殺虫剤はAchE分子に結合してそのAchE分解作用を阻害するため、Achがシナプスに溜まってしまう。
そのため神経興奮が異常に強く長時間にわたって引き起こされ、虫は異常に興奮した状態になって死んでしまう。
②興奮性シナプス後膜への結合
・Ach受容体に結合して、本来の伝達物質であるAchの作用をさえぎる。
・ネライストキシン系やネオニコチノイド系の殺虫剤が知られている。
・殺虫剤分子はAch受容体をふさいだまま分解されずにAch類似の作用を長時間及ぼすため、神経信号が伝わらなくなって虫は死んでしまう。
③抑制系シナプス阻害
・このシナプスが働かなくなると、神経系の興奮と抑制のバランスがくずれて虫が正常に行動できなくなる。
●軸索膜に作用する殺虫剤
・ピレスロイド系殺虫剤は、Na+透過性を長時間増大させるので、虫は異常興奮状態となり、やがて麻痺状態となって死んでしまう。
●ホルモン系に作用する殺虫剤
・昆虫が幼虫、さなぎ、成虫へと脱皮を繰り返しながら成長する過程において、幼若ホルモンと脱皮ホルモンが関係している。
・昆虫の外皮は硬い組織(主にキチン質)から成っていて、成長に伴って外皮の大きさが足りなくなると脱皮ホルモンが分泌されて新しい外皮が作られる。
・ホルモンの類似作用を持つ殺虫剤は、本来ホルモンを必要としない時期にホルモン作用を及ぼし、虫の成長や脱皮を乱す作用をする。
①幼若ホルモン類似作用
・フェノキシカルブやピリプロキシフェンは幼若ホルモン作用を異常に高めて虫を殺す。
②脱皮ホルモン類似作用
・テブフェノジド、シロマジンに触れた虫は異常脱皮を起こし死んでしまう。
③キチン質の合成阻害
・ブプロフェジンやベンゾイルフェニル尿素系の殺虫剤は、キチン質の生合成を阻害して虫の成長を乱し、殺す。
●神経系の基礎知識
・神経系を構成する細胞であるニューロンは、細胞体とそこからのびている軸索からなる。
・軸索の細胞膜内外の電位差が電気信号となる。
・電位差は膜内外のNa+イオン濃度によって生じる。神経が活動するとき(興奮状態)は、膜は部分的にNa+を通しやすくなって内側にNa+が流れ込む。興奮状態となった膜は、Na+を膜外へ汲み出す機構が働いて再び静止状態に戻る。
・軸索の先はシナプスという間隙を介して他のニューロンと接続する。
・伝達物質が放たれる側がシナプス前膜、伝達物質が作用する側がシナプス後膜。
・シナプス後膜には伝達物質受容体があって、これに伝達物質が結合することによって次のニューロンに神経信号が発生する。
・伝達物質であるアセチルコリン(Ach)は、Ach受容体に結合すると、次のニューロンが興奮して信号が伝達され、ほとんど同時にAchはAchエステラーゼという酵素で分解されてその働きを失う。
・ガンマアミノ酪酸(GABA)という伝達物質は興奮を抑える作用を持っている。GABAがその受容体に結合すると、神経の信号伝達が抑えられる。抑制系シナプス。
・神経系が正常に働くには、興奮性と抑制系の2種のシナプスが重要な役割を果たす。
●シナプスで作用する殺虫剤
①アセチルコリンエステラーゼ(AchE)阻害
・有機リン系、カーバメート系の殺虫剤はAchE分子に結合してそのAchE分解作用を阻害するため、Achがシナプスに溜まってしまう。
そのため神経興奮が異常に強く長時間にわたって引き起こされ、虫は異常に興奮した状態になって死んでしまう。
②興奮性シナプス後膜への結合
・Ach受容体に結合して、本来の伝達物質であるAchの作用をさえぎる。
・ネライストキシン系やネオニコチノイド系の殺虫剤が知られている。
・殺虫剤分子はAch受容体をふさいだまま分解されずにAch類似の作用を長時間及ぼすため、神経信号が伝わらなくなって虫は死んでしまう。
③抑制系シナプス阻害
・このシナプスが働かなくなると、神経系の興奮と抑制のバランスがくずれて虫が正常に行動できなくなる。
●軸索膜に作用する殺虫剤
・ピレスロイド系殺虫剤は、Na+透過性を長時間増大させるので、虫は異常興奮状態となり、やがて麻痺状態となって死んでしまう。
●ホルモン系に作用する殺虫剤
・昆虫が幼虫、さなぎ、成虫へと脱皮を繰り返しながら成長する過程において、幼若ホルモンと脱皮ホルモンが関係している。
・昆虫の外皮は硬い組織(主にキチン質)から成っていて、成長に伴って外皮の大きさが足りなくなると脱皮ホルモンが分泌されて新しい外皮が作られる。
・ホルモンの類似作用を持つ殺虫剤は、本来ホルモンを必要としない時期にホルモン作用を及ぼし、虫の成長や脱皮を乱す作用をする。
①幼若ホルモン類似作用
・フェノキシカルブやピリプロキシフェンは幼若ホルモン作用を異常に高めて虫を殺す。
②脱皮ホルモン類似作用
・テブフェノジド、シロマジンに触れた虫は異常脱皮を起こし死んでしまう。
③キチン質の合成阻害
・ブプロフェジンやベンゾイルフェニル尿素系の殺虫剤は、キチン質の生合成を阻害して虫の成長を乱し、殺す。
殺虫剤の分類
●神経機能阻害
○有機リン剤
・アセチルコリンエステラーゼの活性を阻害し、結果的に中毒症状を起こさせる。
・虫は興奮して激しく動き回りやがて横転麻痺して死亡する。
○カーバメート剤
・有機リン剤と同様に、アセチルコリンエステラーゼの活性を阻害して、中毒症状を起こさせる。
○合成ピレスロイド剤
・中枢神経、末梢神経に作用して異常興奮を起こさせ神経軸索での刺激の伝達を阻害する。
・異常痙攣し、麻痺症状を起こして死亡する。
○ネライストキシン剤
・シナプス後膜のアセチルコリン受容体に作用し、刺激の伝達を阻害する。
・麻痺症状を起こして死亡する。
○ネオニコチノイド剤
・シナプス後膜のアセチルコリン受容体に作用し、刺激の伝達を阻害する。
・全身的な麻痺症状、活動の低下を起こして死亡する。
○GABA阻害物質
・シナプス後膜のGABA受容体に作用し、GABAの働きを阻害する。
・ニューロン内の刺激をコントロールできなくなり、過剰な刺激伝達となって、異常興奮を起こし死亡する。
○GABA類似物質
・GABA受容体に、GABA類似物質が作用し、ニューロン内の刺激を過度に抑制し、刺激の伝達を阻害する。
・麻痺を起こし死亡する。
●呼吸系阻害
○呼吸系阻害剤
・呼吸作用に関わるミトコンドリアの電子伝達系を阻害する。
●ホルモン機能阻害
○IGR剤(昆虫成長抑制剤)
・キチン合成阻害剤、JH剤(幼若ホルモン剤)、脱皮阻害物質の3つに分類される。いずれも脱皮変態を攪乱し死亡させる。
・効果の発現は遅効的。
●消化管吸収障害
○BT剤
・成分は、細菌が作りだした結晶蛋白質。
・鱗翅目幼虫がこれを食べると消化管内が破壊され、餓死したり全身麻痺して死亡する。
・効果発現は遅効的。
・鱗翅目以外の幼虫には殺虫作用を示さない。
○有機リン剤
・アセチルコリンエステラーゼの活性を阻害し、結果的に中毒症状を起こさせる。
・虫は興奮して激しく動き回りやがて横転麻痺して死亡する。
○カーバメート剤
・有機リン剤と同様に、アセチルコリンエステラーゼの活性を阻害して、中毒症状を起こさせる。
○合成ピレスロイド剤
・中枢神経、末梢神経に作用して異常興奮を起こさせ神経軸索での刺激の伝達を阻害する。
・異常痙攣し、麻痺症状を起こして死亡する。
○ネライストキシン剤
・シナプス後膜のアセチルコリン受容体に作用し、刺激の伝達を阻害する。
・麻痺症状を起こして死亡する。
○ネオニコチノイド剤
・シナプス後膜のアセチルコリン受容体に作用し、刺激の伝達を阻害する。
・全身的な麻痺症状、活動の低下を起こして死亡する。
○GABA阻害物質
・シナプス後膜のGABA受容体に作用し、GABAの働きを阻害する。
・ニューロン内の刺激をコントロールできなくなり、過剰な刺激伝達となって、異常興奮を起こし死亡する。
○GABA類似物質
・GABA受容体に、GABA類似物質が作用し、ニューロン内の刺激を過度に抑制し、刺激の伝達を阻害する。
・麻痺を起こし死亡する。
●呼吸系阻害
○呼吸系阻害剤
・呼吸作用に関わるミトコンドリアの電子伝達系を阻害する。
●ホルモン機能阻害
○IGR剤(昆虫成長抑制剤)
・キチン合成阻害剤、JH剤(幼若ホルモン剤)、脱皮阻害物質の3つに分類される。いずれも脱皮変態を攪乱し死亡させる。
・効果の発現は遅効的。
●消化管吸収障害
○BT剤
・成分は、細菌が作りだした結晶蛋白質。
・鱗翅目幼虫がこれを食べると消化管内が破壊され、餓死したり全身麻痺して死亡する。
・効果発現は遅効的。
・鱗翅目以外の幼虫には殺虫作用を示さない。
殺虫剤の選択性
・現在使われている殺虫剤の哺乳動物に対する毒性は強いものではない。
多くの場合、哺乳動物では体内に入った殺虫成分が肝臓にある酸化酵素系によって毒性が弱められ、排泄されやすい化合物に代謝されたり、グルタチオンという物質と結合し、無毒化されて排泄されたりするため。
・同じ害虫種の中で、ある殺虫剤に対して抵抗性が発達した系統では、その殺虫剤に対する解毒酵素の働きが活発になっている場合や、神経の殺虫剤作用点の分子構造が微妙に変化して、殺虫剤を受け付けない場合などが知られている。
多くの場合、哺乳動物では体内に入った殺虫成分が肝臓にある酸化酵素系によって毒性が弱められ、排泄されやすい化合物に代謝されたり、グルタチオンという物質と結合し、無毒化されて排泄されたりするため。
・同じ害虫種の中で、ある殺虫剤に対して抵抗性が発達した系統では、その殺虫剤に対する解毒酵素の働きが活発になっている場合や、神経の殺虫剤作用点の分子構造が微妙に変化して、殺虫剤を受け付けない場合などが知られている。
殺虫剤の抵抗性
●抵抗性の発達
・同じ殺虫剤を連用すると、強い遺伝子をもつ個体のみ生き残り、何世代にわたり淘汰が繰り返されると、強い遺伝子をもつ集団が出来上がる。これを殺虫剤に対して抵抗性が発達したという。
・ある殺虫剤に対して抵抗性が発達したとき、その害虫が他の殺虫剤に対しても抵抗性を示す現象を”交差抵抗性”という。
●抵抗性の主要因
・解毒活性の増加
・作用点の変異による薬剤感受性の低下
・皮膚浸透性の減少
●抵抗性対策について
・同じ作用性の殺虫剤を連続して使用せず、作用性の異なる剤でローテーション防除する。
・広域で一斉防除を行う
・交差抵抗性を示さない殺虫剤に切り替える。
・協力作用のある薬剤を組み合わせて使用する。
・同じ殺虫剤を連用すると、強い遺伝子をもつ個体のみ生き残り、何世代にわたり淘汰が繰り返されると、強い遺伝子をもつ集団が出来上がる。これを殺虫剤に対して抵抗性が発達したという。
・ある殺虫剤に対して抵抗性が発達したとき、その害虫が他の殺虫剤に対しても抵抗性を示す現象を”交差抵抗性”という。
●抵抗性の主要因
・解毒活性の増加
・作用点の変異による薬剤感受性の低下
・皮膚浸透性の減少
●抵抗性対策について
・同じ作用性の殺虫剤を連続して使用せず、作用性の異なる剤でローテーション防除する。
・広域で一斉防除を行う
・交差抵抗性を示さない殺虫剤に切り替える。
・協力作用のある薬剤を組み合わせて使用する。
※参考資料『坂井道彦,小池康雄(2003)ぜひ知っておきたい農薬と農産物 幸書房』
ホクレン農薬.net/農薬の基礎知識