紹介

世界人口の増加と気候変動を背景に、限られた土地と水資源でますます増え続ける人々をどうやって養うかは、現代農業にとって大きな課題となっています。農業生産性の鍵となる要因として 農薬 肥料から農薬、植物成長調整剤に至るまでが、食料生産を大幅に増加させるだけでなく、不適切な使用により一連の環境問題も引き起こしています。本稿では、農業化学品の核心的な役割、その適用場面、そして持続可能な開発の将来の方向性について科学的視点から議論します。

I. 農業化学品の定義と分類

肥料：主に土壌の栄養素を補充し、作物の健全な成長を支援するために使用されます。代表例としては尿素、リン酸二水素カリウムなどがあります。

農薬：作物の害虫や病気を防除し、作物の成長が脅かされないようにするために使用されます。一般的なものは プロピコナゾール（CAS 60207-90-1） , パクロブトラゾール（CAS 76738-62-0） やグリホサートなどの除草剤などがあります。

植物成長調整剤：植物の生理プロセスを調節することで作物の成長を最適化します。例えば、ギベレリン酸を使用して果実の肥大を促進し、chlormequat chlorideを使用して作物が倒れるのを防ぎます。

機能性化学物質：これは土壌改良剤や保存剤を含み、土壌の質を向上させ、作物の賞味期限を延ばすことができます。例えば、腐植酸は塩害土壌の修復に使用され、1-MCPは果物や野菜の鮮度を保つために使用されます。

II. 農薬の核心的な役割：収量増加と持続可能な開発

収量の増加と食料安全保障の確保

肥料からの栄養供給：肥料は特に発展途上国において、世界的な食料生産の重要な推進力と考えられており、その使用により大幅な生産性の向上がもたらされました。例えば、リン酸二水素カリウムの葉面散布はブドウの糖度を高め、果実の亀裂を減らし、これにより作物の収量と品質を向上させます。

農薬は『病気に対する防衛手段』である：全世界的に、年間の作物損失の約30〜40％が農薬によって防止できる。プロピコナゾールを例に取ると、これは小麦さび病を効果的に予防・制御でき、予防効果は85％以上に達する。

成長調整剤の精密な制御：植物成長調整剤は、作物の生理過程を正確に調整し、作物の健全な成長を確保する。例えば、ポリオキサゾールは稲の成長を効果的に制御し、倒伏のリスクを低減することで、稲の安定した収量を向上させる。

2、農業の持続的発展を促進する

グリーン代替品の台頭：環境意識の高まりに伴い、生物農薬や環境に優しい肥料の使用が徐々に伝統的な化学農薬に代わってきている。例えば、バチルス・サブティリスという生物農薬は、病気を予防する効果が著しく、環境汚染も減少させる。

汚染対策技術の革新：農薬は、土壌と水の汚染対策においても重要な役割を果たします。硫化カリウムは、土壌中の重金属であるカドミウムを効果的に不活性化し、作物への汚染リスクを低減し、土壌の健康を回復するのに役立ちます。

3. グローバルな課題への対応

レジリエンス（回復力）：作物の回復力は、極端な気象条件に耐えることができます。シリケートなどの化学物質は、作物の耐旱性を高めることで、水不足の環境でも成長を可能にします。

III. 農薬の具体的な用途：土壌改良から害虫駆除まで

リン酸二水素カリウム (CAS 7778-77-0) ：重要な葉面施肥として、リン酸二水素カリウムは作物の糖度を効果的に向上させ、果実の甘みを増し、果実の裂けを減少させることで果実の市場価値を向上させます。

ホスフォロス酸 (CAS 13598-36-2) リン酸は、植物の自然免疫を強化するだけでなく、じゃがいもの晩発病などの多くの作物病害を効果的に予防・制御し、病害抵抗性を高めることで作物の健全な成長を確保します。

チオ硫酸カリウム (CAS 10294-66-3) 相乗効果を持つ肥料として、チオ硫酸カリウムはアンモニアの揮発を低減するだけでなく、尿素と組み合わせて使用することで土壌中のカドミウム汚染や作物中の重金属含有量を効果的に低減します。

生分解性農業用フィルム：トマト栽培に使用されるデンプンベースの生分解性農業用フィルムは、わずか60日で自然に分解でき、伝統的な農業用フィルムによる長期的な土壌および環境汚染の問題を軽減し、緑の農業の持続可能な発展の理念を体現しています。

IV. 農薬が直面する課題：環境と健康に関する考慮事項

農薬は農業生産性の向上と食料安全保障の確保において大きな役割を果たしますが、その使用には無視できない課題も伴います：

環境リスク: 肥料の過剰使用は水質の富栄養化を引き起こし、農薬の過剰使用は生態系に悪影響を与える可能性があります。さらに、従来の農業用フィルムの残留物は土壌へのマイクロプラスチック汚染を引き起こし、環境に害を及ぼすことがあります。

健康被害: 特に長期にわたって使用される高リスクな非常に毒性の強い農薬は、食物連鎖を通じて蓄積され、人間の健康を脅かし、慢性疾患のリスクを増大させる可能性があります。

耐性問題: 単一の農薬を長期的に使用することで、一部の害虫や病気は農薬に対する耐性を発達させ、年々農薬による防除効果が低下し、農業生産に新たな課題をもたらしています。

V. 未来のトレンド：グリーンテクノロジーとスマート農業

1、グリーン化学技術

ナノ制御緩効性肥料：ナノテクノロジーの応用により、肥料の制御された放出性能が大幅に向上し、ポリ乳酸被覆尿素などの新種の肥料の使用によって栄養素の利用率が80%に達し、環境汚染を大幅に削減しました。

微生物肥料：固窒菌その他の微生物肥料を使用することで、化学窒素肥料への依存が減少し、農業における肥料のより環境に優しい代替手段を提供しています。

2. スマート管理

IoTおよびAI技術の応用：IoTセンサーは土壌の栄養素や湿度をリアルタイムで監視し、AIモデルによるデータ解析を通じて、農家が正確に施肥や灌水プログラムを調整できるようになり、より効率的な農業生産が可能になりました。

結論

農薬 現代農業において欠かせない『見えない守護者』であり、世界の食料安全保障に重要な保証を提供していますが、環境と健康の二重の課題にも直面しています。将来、農薬の使用はより精密で環境に配慮したものへと傾向し、科学技術革新と生態系保護のバランスを通じて農業生産の持続可能な発展を実現し、農薬が人類の生存を確保しながら自然と調和して共存する道を進めていきます。